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2019 年度 実績報告書

デフォルトモードネットワークの動作原理と機能解明

公募研究

研究領域非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
研究課題/領域番号 18H04957
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

林 拓也  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50372115)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードデフォルトモードネットワーク / 神経画像 / ゆらぎ / 機能的MRI
研究実績の概要

本研究ではデフォルトモードネットワーク(DMN)がどのいった行動や脳機能を担うのか、DMNが他の神経機構とどのように関連しているか、の二つのアプローチで調べることでDMNの成因や機構を明らかにすることを目的とする。基盤技術としての安静時脳活動・DMNの測定・解析技術の開発を鋭意すすめ、特にマカクサル脳において安静時脳活動機能的MRIを収集する技術(RF受信コイルの条件設定、撮像シーケンス)ならびにネットワーク解析の技術の最適化と開発をすすめ確立し論文化した。撮像シーケンスにはマルチバンドEPIシーケンスを用いて時間解像度0.75秒、空間解像度1.25mmの高い分解能のデータを取得した。空間解像度の決定には、マカクサル脳の皮質厚を計測し半球内の皮質厚分布を基に算出した。また麻酔状態や覚醒状態における脳安静状態のデータ取得・解析を行うための技術も構築した。安静時脳活動MRIデータにおいて問題となるノイズを除去する技術を開発し、機械学習の技術を用いて精度高いノイズ除去技術を構築できた。これにより19個の神経ネットワークを抽出した。またドパミン機能やセロトニン機能を修飾した際の安静時脳活動ネットワークの調査し、皮質・皮質下の機能ネットワークの変動を認めた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Oxford University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Oxford University
  • [国際共同研究] Lyon University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Lyon University
  • [国際共同研究] Washington University in St. Louis(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Washington University in St. Louis
  • [雑誌論文] Towards HCP-Style macaque connectomes: 24-Channel 3T multi-array coil, MRI sequences and preprocessing2020

    • 著者名/発表者名
      Autio Joonas A.、et al
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 215 ページ: 116800~116800

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116800

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accelerating the Evolution of Nonhuman Primate Neuroimaging2020

    • 著者名/発表者名
      Milham Michael、et al
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 105 ページ: 600~603

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2019.12.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion Tensor Model links to Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging at high b-value in Cerebral Cortical Gray Matter2019

    • 著者名/発表者名
      Fukutomi Hikaru、Glasser Matthew F.、Murata Katsutoshi、Akasaka Thai、Fujimoto Koji、Yamamoto Takayuki、Autio Joonas A.、Okada Tomohisa、Togashi Kaori、Zhang Hui、Van Essen David C.、Hayashi Takuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 12246-12246

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-48671-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebral cortical folding, parcellation, and connectivity in humans, nonhuman primates, and mice2019

    • 著者名/発表者名
      Van Essen David C.、Donahue Chad J.、Coalson Timothy S.、Kennedy Henry、Hayashi Takuya、Glasser Matthew F.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 26173~26180

    • DOI

      https://doi.org/10.1073/pnas.1902299116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Premotor Cortical-Cerebellar Reorganization in a Macaque Model of Primary Motor Cortical Lesion and Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Tatsuya、Hayashi Takuya、Murata Yumi、Ose Takayuki、Higo Noriyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 39 ページ: 8484~8496

    • DOI

      https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0077-19.2019

    • 査読あり
  • [学会発表] Harmonized Brain MRI Protocols/Preprocessing for Brain/MINDS-beyond2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hayashi
    • 学会等名
      3rd Japanese Human Brain Imaging Meeting
    • 招待講演
  • [学会発表] Mapping the Macaque Connectome using High-resolution Multi-modal Imaging in 30 Animals (MacCP 30).2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hayashi et al.
    • 学会等名
      Annual Meeting of Organization of Human Brain Mapping
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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