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2011 年度 実績報告書

ヒト大脳の脳溝内機能解剖の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22390275
研究機関大阪大学

研究代表者

吉峰 俊樹  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00201046)

研究分担者 平田 雅之  大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (30372626)
齋藤 洋一  大阪大学, 産学連携本部, 特任教授(常勤) (20252661)
橋本 直哉  大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (90315945)
貴島 晴彦  大阪大学, 医学系研究科, 講師 (10332743)
後藤 哲  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (80533801)
キーワード脳溝 / 神経接続性 / 皮質脳波 / コヒーレンス / ファイバートラッキング
研究概要

平成23年度に実施した研究の主な成果を以下に挙げる。
(1)脳溝内形態解析
これまでに健常者10名を対象にして、thin slice MRIを計測し、脳溝自動抽出ソフトを利用して中心溝を抽出した。脳溝形状に関して各種パラメーターを設定して比較検討を行っている。これらのデータの処理に関してはデータベースを作成し、数値統計解析が一括処理できる環境を確立した。抽出した脳溝データの3次元的定量解析には本研究費で購入した3maticとmimicsを併用している。
(2)脳磁図解析および皮質脳波解析
健常者10名を対象として160ch全頭型脳磁計を用いて単語黙読中の脳律動を計測し、beamforming法を用いたグループ解析を行った。その結果、これまで64ch脳磁計で認められたθ~lowγ帯域の脳律動変化に加えて、highγ帯域の同期反応をBroca領域に限局性に認めた。硬膜下電極を留置したてんかん患者においても脳磁図計測、皮質脳波計測双方でhighγ帯域の同期反応をBroca領域に限局性に認め、この領域を皮質電気刺激すると失語症状が出現し、highγ帯域の同期活動が運動性言語機能領野を正確に示すことが示唆された。
(3)3次元高密度脳溝内電極の開発環境確立
脳溝内形態解析で確立した脳溝抽出・形状処理技術を応用して、電極シートを脳溝計上自動抽出、型を3次元CADで設計した後に3Dプリンタで作成し、その型からシリコーンシートを作成する開発環境を構築した。この開発環境には本研究費で購入した3maticとmimicsを併用している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画にあげた、脳溝自動抽出による脳溝内形態解析、脳磁図解析、硬膜下電極による皮質脳波解析、脳溝内に挿入可能でかつ脳溝にフィットする3次元形状両面グリッド電極の開発、ともに予定通り研究を進めている。これに加えて当初計画になかった脳溝自動抽出からデータベース化、解析までを統合した解析環境を構築できた。

今後の研究の推進方策

今後は、開発した解析環境を活用して、中心溝を中心に脳溝機能解剖の解明を進める。脳磁図解析に関しては言語課題に加えて、運動課題も行い中心溝の機能解剖の解析を進める。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Movement-related neuromagnetic fields and decoding performances of single trial classifications in unilateral upper limb movements2012

    • 著者名/発表者名
      Sugata H, Goto T, Hirata M, Yanagisawa T, Shayne M, Matsushita K, Yoshimine T, Yorifuji S
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 23(1) ページ: 16-20

  • [雑誌論文] Motor restoration based on the brain machine interface using brain sur face electrodes : real time robot control and a fully-implantable wireless system2012

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 雑誌名

      Advanced robotics

      巻: 26(3-4) ページ: 399-408

    • DOI

      10.1163/156855311X614581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrocorticographic control of a prosthetic arm in paralyzed patients2012

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa T
    • 雑誌名

      Annal Neurol

      巻: 71(3) ページ: 353-361

    • DOI

      10.1002/ana.22613

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ALSを対象としたブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)の臨床応用への期待2012

    • 著者名/発表者名
      影山悠
    • 雑誌名

      難病と在宅ケア

      巻: 17 ページ: 52-55

  • [雑誌論文] A fully-implantable wireless system for human brain-machine interfaces using brain surface electrodes : W-HERBS2011

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 雑誌名

      IEICE Trans Commun

      巻: E94-B(9) ページ: 2448-2453

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time control of a prosthetic hand using human electrocorticograms2011

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa T
    • 雑誌名

      Journal of neurosurgery

      巻: 114(6) ページ: 1715-1722

    • DOI

      10.3171/2011.1.JNS101421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency-dependent spatiotemporal distribution of cerebral oscillatory changes during silent reading : a magnetoencephalograhic group2011

    • 著者名/発表者名
      Goto T
    • 雑誌名

      Neuroimage

      巻: 54(1) ページ: 560-567

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2010.08.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of phosphenes induced by navigation-guided repeti tive transcranial magnetic stimulation2011

    • 著者名/発表者名
      Tani N
    • 雑誌名

      Brain stimulation

      巻: 4(1) ページ: 28-37

    • DOI

      10.10.16/j.brs.2010.03.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus improves temperature sensation in patients with Parkinson's disease2011

    • 著者名/発表者名
      Maruo T
    • 雑誌名

      Pain

      巻: 152(4) ページ: 860-865

    • DOI

      10.1016/j.pain.2010.12.038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brain-Machine Interface2011

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 29(4) ページ: 384-387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳神経外科におけるBMIの展望2011

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 21(8) ページ: 880-889

  • [雑誌論文] 脳表電極を用いたブレイン・マシン・インターフェースの展望2011

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      ヒューマンインターフェース学会誌

      巻: 13(3) ページ: 131-136

  • [雑誌論文] ブレイン・マシン・インターフェースによる運動・意思疎通機能再建のためのワイヤレス完全体内埋込装置の開発2011

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      機能的脳神経外科

      巻: 50(2) ページ: 155-157

  • [雑誌論文] テレビ会議システムを用いたてんかん外科診療ネットワークの構築2011

    • 著者名/発表者名
      加藤天美
    • 雑誌名

      てんかん治療研究振興財団研究年報

      巻: 22 ページ: 105-112

  • [雑誌論文] ブレイン・マシン・インターフェイスに対する(ALS)患者さんの全国版意識調査2011

    • 著者名/発表者名
      影山悠
    • 雑誌名

      日本ALS協会会報

      巻: 84 ページ: 62

  • [学会発表] ブレイン・マシン・インターフェイスの臨床応用-重症神経難病患者さんの生活支援をめざして-2012

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 学会等名
      第194回生命科学フォーラム
    • 発表場所
      名古屋市(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-22
  • [学会発表] ブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)2012

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 学会等名
      第3回先進医療フォーラム
    • 発表場所
      大阪市(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-21
  • [学会発表] 脳神経外科手術からブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)へ2011

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 学会等名
      第19回久山脳神経外科セミナー
    • 発表場所
      福岡市(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] Ecog-based brain-machine interface(BMI) for severe motor impairment2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshimine T
    • 学会等名
      13th Asian Australasian Congress of Neurological Surgeons (AACNS2011)
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-02
  • [学会発表] Ecog-based brain-machine interface (BMI) for prosthetic arm control in paralyzed patients2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshimine T
    • 学会等名
      Dasan ConferenceIII Cosmic Brain Network
    • 発表場所
      Yeosu (Korea)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] 随意運動の脳内機序とブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)2011

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 学会等名
      第22回千葉臨床神経生理研究会
    • 発表場所
      千葉市(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-21
  • [学会発表] 頭蓋底髄膜腫とその他の髄膜腫の腫瘍成長特性の相異2011

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 学会等名
      第70回日本脳神経外科学会総会
    • 発表場所
      横浜市(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-13
  • [学会発表] 脳とコンピューターをつなぐ-Brain machine interface-2011

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 学会等名
      第18回メイヨーニューロサイエンスフォーラム(Mayo Neuroscience Forum)
    • 発表場所
      名古屋市(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-20

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公開日: 2013-06-26  

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