神経画像ガイド下で認知予備能を活用するリハビリテーションの開発

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H03290
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 澤本 伸克 京都大学, 医学研究科, 教授 (90397547)
• 研究分担者: 稲富 宏之 京都大学, 医学研究科, 教授 (10295107) ; 岡田 知久 京都大学, 医学研究科, 准教授 (30321607) ; 青山 朋樹 京都大学, 医学研究科, 教授 (90378886)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: パーキンソン病 / 軽度認知障害 / 記憶障害 / 前頭葉機能

研究実績の概要

パーキンソン病(Parkinson disease: PD)では、記憶障害がみられることが稀ではない。しかし、PD患者では、手がかり刺激を与えることで正答できる場合がある。こうした患者では記銘力が保持されていることが推定され、想起過程を強化することで、記憶障害が軽減できる可能性がある。そこで本研究では、PD患者を対象として、想起過程の強化によって、記憶障害が代償されるメカニズムを明らかにする。逆に、想起過程の強化による代償が難しい患者グループの同定も試みる。まず我々は、先行する疫学研究と同様、京都大学医学部附属病院受診中のPD患者群でも記憶障害の頻度が高いことを確認した。Hopkins Verbal Learning Test Revisitedによる30分後の遅延再生記憶が障害されていた患者のうち、約半数の患者は遅延再生後に手がかり刺激を与えると、正常下限レベルの正答率を示した。こうした患者では前頭葉機能が比較的保たれており、記憶障害が前頭葉機能によって代償されることが示唆された。一方、超高磁場7テスラ磁気共鳴画像法(magnetic resonance imaging: MRI)を用いた詳細な脳構造の解析によって、記憶障害が代償されなかった患者では、側頭葉を中心に大脳皮質の菲薄化が認められた。こうした患者では、アルツハイマー病(Alzheimer disease: AD)の合併が想定されたが、予想に反して、髄液あるいはポジトロン断層法(Positron emission tomography)で評価したアミロイドβはほとんどの患者で陰性であり、AD病理の合併は否定的であった。今後は、手がかり刺激を与えた際に賦活される前頭葉領域を利用すべき脳内ネットワークの見本とし、神経画像ガイド下で同じネットワークを動員する遂行方略を強化する手法をさらに検討する。

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

これまでに我々は、先行する疫学研究と同様に、京都大学医学部附属病院受診中のパーキンソン病(Parkinson disease: PD)患者でも、遂行機能障害や作業記憶障害など前頭葉機能の障害と並んで、記憶障害の頻度が高いことを確認した。超高磁場7テスラ磁気共鳴画像法(magnetic resonance imaging: MRI)を用いた詳細な脳構造の解析によって、記憶障害があり手がかり刺激を与えても正答できなかったPD患者では、側頭葉を中心に大脳皮質の菲薄化が認められた。したがって、PD患者における記銘力障害に、側頭葉領域を中心とした皮質神経細胞の変性が関わることが示唆された。側頭葉を中心とした大脳皮質の変性がみられた患者では、アルツハイマー病(Alzheimer disease: AD)の合併が想定されたが、予想に反して、髄液あるいはポジトロン断層法(Positron emission tomography)で評価したアミロイドβはほとんどの患者で陰性であり、AD病理の合併は否定的であった。実際、手がかり刺激を与えても正答できなかった患者では、アミロイドβが陰性でAD病理を合併していなかった患者だけに限定しても、側頭葉を中心とした大脳皮質の菲薄化が認められた。一方、手がかり刺激を与えることで正答できたPD患者は、側頭葉の菲薄化は明らかでなく、かつ前頭葉機能が比較的保たれていた。したがって、側頭葉が保たれている場合に、前頭葉機能による代償によって想起過程が強化されると、記憶障害が軽減できる可能性が考えられた。本研究の結果から、認知予備能の脳内基盤の一つとして、前頭葉が重要な役割を果たす可能性が考えられた。認知予備能の神経機構として、機能が保たれた脳領域の代償的な動員が関与するというNeural Compensationの機序が示唆された。

今後の研究の推進方策

先行する疫学研究と同様、京都大学医学部附属病院受診中のPD患者群でも記憶障害と並んで、遂行機能障害や作業記憶障害など前頭葉機能の障害頻度が高かった。PDでHopkins Verbal Learning Test Revisitedによる30分後の遅延再生記憶が障害されていた患者のうち、約半数の患者は遅延再生後に手がかり刺激を与えると、正常下限レベルの正答率を示した。記憶障害があり手がかり刺激を与えても正答できなかったPD患者では、側頭葉を中心に大脳皮質の菲薄化が認められた。一方、手がかり刺激を与えることで正答できたPD患者は、側頭葉の菲薄化は明らかでなく、かつ前頭葉機能が比較的保たれていた。したがって、側頭葉が保たれている場合に、前頭葉機能による代償によって想起過程が強化されると、記憶障害が軽減できる可能性が考えられた。
1) 介入対象者の検討
MRIを用いた詳細な脳構造の解析によって、遅延再生後に手がかり刺激を与えることで正答できたPD患者は、側頭葉の菲薄化は明らかでなく、かつ前頭葉機能が比較的保たれていた。そのため、構造MRIと認知テストの結果に基づいて、介入対象者を層別化する。その上で、適切な遂行方略をとるための作業療法士による介入を行う方法や、神経画像による前頭葉の賦活をどのようにして確認するかを検討する。
2) 介入の実施と主要評価項目
PD患者と健常高齢者を対象として、介入試験を実施する。主要評価項目は、介入前後でのHVLT-Rの遅延再生の得点とする。繰り返しの効果を除外するため、介入前後の評価はHVLT-Rの異なるフォーム (異なる単語リスト)を用いる。研究室所属の医学研究科大学院生との協力体制のもと、研究を推進する。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative susceptibility mapping and a nonlinearly transformed atlas for targeting the ventral intermediate nucleus of the thalamus in a patient with tremor and thalamic hypertrophy: illustrative case. (2024)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki K, Sawada M, Yoshizaki W, Ishimori T, Sawamoto N, Fushimi Y, Toda H.
  • 雑誌名: J Neurosurg Case Lessons. 巻: 15 ページ: CASE23709.
  • DOI: 10.3389/fneur.2024.1306546.
• [雑誌論文] Associations of conservatism and jumping to conclusions biases with aberrant salience and default mode network. (2024)
  • 著者名/発表者名: Miyata J, Sasamoto A, Ezaki T, Isobe M, Kochiyama T, Masuda N, Mori Y, Sakai Y, Sawamoto N, Tei S, Ubukata S, Aso T, Murai T, Takahashi H.
  • 雑誌名: Psychiatry Clin Neurosci. 巻: In press ページ: In press
  • DOI: 10.1111/pcn.13652.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parkinson’s and Alzheimer’s disease Dimensional Neuroimaging Initiative (PADNI). Harmonizing multisite data with the ComBat method for enhanced Parkinson's disease diagnosis via DAT-SPECT. (2024)
  • 著者名/発表者名: Wakasugi N, Takano H, Abe M, Sawamoto N, Murai T, Mizuno T, Matsuoka T, Yamakuni R, Yabe H, Matsuda H, Hanakawa T.
  • 雑誌名: Front Neurol. 巻: 15 ページ: 306546.
  • DOI: 10.3389/fneur.2024.1306546.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced pineal volume may be associated with amyloid pathology and not with putative Lewy body pathology. (2024)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka T, Oya N, Narumoto J, Kitani-Morii F, Niwa F, Mizuno T, Akazawa K, Yamada K, Abe M, Takano H, Wakasugi N, Shima A, Sawamoto N, Ito H, Toda W, Hanakawa T.
  • 雑誌名: J Neurol Neurosurg Psychiatry. 巻: In press ページ: In press
  • DOI: 10.1136/jnnp-2023-332252.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Denoising approach with deep learning-based reconstruction for neuromelanin-sensitive MRI: image quality and diagnostic performance. (2023)
  • 著者名/発表者名: Oshima S, Fushimi Y, Miyake KK, Nakajima S, Sakata A, Okuchi S, Hinoda T, Otani S, Numamoto H, Fujimoto K, Shima A, Nambu M, Sawamoto N, Takahashi R, Ueno K, Saga T, Nakamoto Y.
  • 雑誌名: Jpn J Radiol. 巻: 41 ページ: 1216-1225.
  • DOI: 10.1007/s11604-023-01452-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parkinson's and Alzheimer's disease Dimensional Neuroimaging Initiative. Contribution of amyloid and putative Lewy body pathologies in neuropsychiatric symptoms. (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka T, Narumoto J, Morii-Kitani F, Niwa F, Mizuno T, Abe M, Takano H, Wakasugi N, Shima A, Sawamoto N, Ito H, Toda W, Hanakawa T.
  • 雑誌名: Int J Geriatr Psychiatry. 巻: 38 ページ: e5993.
  • DOI: 10.1002/gps.5993.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered functional connectivity associated with striatal dopamine depletion in Parkinson's disease. (2023)
  • 著者名/発表者名: Shima A, Inano R, Tabu H, Okada T, Nakamoto Y, Takahashi R, Sawamoto N.
  • 雑誌名: Cereb Cortex Commun. 巻: 4 ページ: tgad004
  • DOI: 10.1093/texcom/tgad004.
  • 査読あり
• [学会発表] Biomarkerを用いた神経変性疾患の臨床診断とその問題点 (2023)
  • 著者名/発表者名: 澤本伸克
  • 学会等名: 第38回日本老年精神医学会秋季大会
• [図書] パーキンソン病の運動障害と黒質のドパミン神経細胞体の変性との関連. Annual Review神経2024 鈴木則広・荒木信夫・宇川儀一・桑原聡・塩川芳昭編集 (2024)
  • 著者名/発表者名: 澤本伸克
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 中外医学社
  • ISBN: 978-4-498-42808-9