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2015 年度 実施状況報告書

微小電極と頭蓋内脳波の同時記録による病的および生理的脳活動の検出

研究課題

研究課題/領域番号 26462221
研究機関自治医科大学

研究代表者

川合 謙介  自治医科大学, 医学部, 教授 (70260924)

研究分担者 國井 尚人  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80713940)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードsingle neuron recording / epilepsy / brain / human / electroencephalography / intracranial electrode / intracranial EEG
研究実績の概要

本研究は、微小電極と従来の頭蓋内脳波を同時に計測することで、てんかんに代表される病的脳活動および言語・視覚認知に代表される生理的脳活動をより正確に検出し、病的および生理的脳活動の基盤となる機構を明らかにすることを目的とするものである。
本年度には2カ所の研究実施施設(東京大学医学部附属病院脳神経外科およびNTT東日本関東病院脳神経外科)において合計10例の5件の頭蓋内電極留置術を施行し、そのうち3件で、微小電極を同時留置した。発作時および課題負荷時の単一神経細胞活動や近傍の脳波活動の記録は行われており、データが蓄積している。このデータを対象に解析を行っている。特に、発声時の発火パターンから support vector machine を用いて、発火パターンから発声した母音を決定できるかどうかを検証し、chance level を越える推定が可能であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度には2カ所の研究実施施設(東京大学医学部附属病院脳神経外科およびNTT東日本関東病院脳神経外科)において合計10例の5件の頭蓋内電極留置術を施行し、そのうち3件で、微小電極を同時留置した。発作時および課題負荷時の単一神経細胞活動や近傍の脳波活動の記録は行われており、データが蓄積している。このデータを対象に解析を行っている。特に、発声時の発火パターンから support vector machine を用いて、発火パターンから発声した母音を決定できるかどうかを検証し、chance level を越える推定が可能であった。
なお、年度の途中に研究代表者が自治医科大学に異動となり、研究進捗が遅れた。すでに自治医科大学における研究倫理申請を行い、審査中である。

今後の研究の推進方策

平成28年度はさらに症例数を追加した上で、研究結果のまとめを行う。
薬剤抵抗性てんかんに対する外科治療を前提とした頭蓋内電極留置術を受ける患者を対象として、カスタムメイドの微小電極・頭蓋内脳波同時記録用電極を用いて①長時間記録による発作時活動の捕捉、②言語・視覚認知課題負荷時の2種類の記録を行う。発作起始前後における発作起始部位および非起始部位に留置された微小電極間のLFPおよび発火頻度や焦点局在の空間分布を比較し、病的HFOの発生における単一ニューロン活動の役割を検討する。さらに言語課題、視覚認知課題負荷時の微小電極間のLFPおよび発火頻度を比較し、微小電極における生理的活動賦活指標を検討する。

次年度使用額が生じた理由

年度途中で研究代表者が異動した。異動先の自治医科大学での消耗品(電極)などが多めに必要と見込まれたため。

次年度使用額の使用計画

異動先の自治医科大学にも基本的な記録装置、刺激装置は既存するが、当該研究に併せた加工等が必要であり、そのためにも支出する。また、上記のように消耗品費(特に特注電極)にも予定より多い経費が必要と見込まれ、それに充当する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Long-term outcome and neuroradiologic changes after multiple hippocampal transection combined with multiple subpial transection or lesionectomy for temporal lobe epilepsy2016

    • 著者名/発表者名
      Usami, K. Kubota, M. Kawai, K. Kunii, N. Matsuo, T. Ibayashi, K. Takahashi, M. Kamada, K. Momose, T. Aoki, S. Saito, N.
    • 雑誌名

      Epilepsia

      巻: 57 ページ: 931-940

    • DOI

      10.1111/epi.13374

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Machine Learning of DTI Structural Brain Connectomes for Lateralization of Temporal Lobe Epilepsy2016

    • 著者名/発表者名
      Kamiya, K. Amemiya, S. Suzuki, Y. Kunii, N. Kawai, K. Mori, H. Kunimatsu, A. Saito, N. Aoki, S. Ohtomo, K.
    • 雑誌名

      Magn Reson Med Sci

      巻: 15 ページ: 121-129

    • DOI

      10.2463/mrms.2015-0027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epilepsy surgery: current status and ongoing challenges2015

    • 著者名/発表者名
      Kawai K
    • 雑誌名

      Neurol Med Chir (Tokyo)

      巻: 55 ページ: 357-366

    • DOI

      10.2176/nmc.ra.2014-0414.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Temporal Pole Encephalocele Presenting with Epilepsy: Report of Two Cases2015

    • 著者名/発表者名
      Shimada S, Kunii N, Kawai K, Usami K, Matsuo T, Uno T, Koizumi T, Saito N
    • 雑誌名

      World Neurosurg

      巻: 84 ページ: 867.e1-6.

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2015.04.028.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternating zones selective to faces and written words in the human ventral occipitotemporal cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T, Kawasaki K, Kawai K, Majima K, Masuda H, Murakami H, Kunii N, Kamitani Y, Kameyama S, Saito N, Hasegawa I
    • 雑誌名

      Cereb Cortex

      巻: 25 ページ: 1265-1277

    • DOI

      10.1093/cercor/bht319

    • 査読あり
  • [学会発表] 単一ニューロン記録を用いた発声の復号化2015

    • 著者名/発表者名
      井林賢志、松尾健、國井尚人、川合謙介、斉藤延人
    • 学会等名
      第2回脳神経BMI懇話会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-14
  • [学会発表] 海馬傍回高周波脳律動活動はTLE術後記銘力低下の予測因子となり得るか2015

    • 著者名/発表者名
      國井尚人,川合謙介,鎌田恭輔、太田貴裕、宇野健志、松尾健、斉藤延人
    • 学会等名
      第17回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-02
  • [産業財産権] 単一ニューロン活動と皮質脳波を同時記録する頭蓋内電極2015

    • 発明者名
      川合謙介
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      d
    • 出願年月日
      2015-12-31

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公開日: 2017-01-06  

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