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2017 Fiscal Year Annual Research Report

先端的脳機能計測によるヒューマンネイチャー解明

Planned

Project AreaNon-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature
Project/Area Number 15H05875
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

飛松 省三  九州大学, 医学研究院, 教授 (40164008)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松橋 眞生  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40456885)
麻生 俊彦  京都大学, 医学研究科, 特定講師 (50397543)
小池 耕彦  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (30540611)
Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywords神経振動 / 非侵襲的脳刺激法 / 高次脳機能 / 広域ネットワーク解析
Outline of Annual Research Achievements

「目的」先端的脳機能計測によるヒューマンネーチャーの解明である。これを達成するために、1) 認知と非侵襲的脳刺激による神経揺らぎの生理学的意義の解明、2) 高次脳機能の広域ネットワーク解明、の2つのテーマにおいて実験系を組み研究を行う。
「研究方法・計画」用いた手法は、脳磁図(MEG)、誘発電位、脳刺激法などである。プロジェクトの3年目であるため、複数のプロジェクトを実行に移しながら、研究成果が少しずつ出てきた。課題負荷中の神経ゆらぎをネットワーク解析し、機能的結合度から高次脳機能との関連を検討した。また、安静時・課題負荷時の神経揺らぎの生理学的意義と磁気(TMS)・電気刺激(tACS)による脳機能の振動調節の介入を行った。
「今年度の研究成果」1) 吃音症においては、左右聴覚野の位相同期度がβ帯域において高まり、聴覚刺激に対する右聴覚野の刺激同期性が吃音症の重症度と関連することを報告した。2) 健常人において、痛みの共感の脳内機序を検討した。α/β帯域の神経振動が痛みの共感と関連し、γ帯域振動がその認知的側面に関わることを報告した。3) 健常人において聴覚時間縮小錯覚の脳内基盤を脳磁図で検討した。右の側頭頭頂部結合領域が時間の符号化を行い、右前頭葉下部が時間判断をしていることを解明した。4) 健常人において聴覚定常状態反応を記録し、時間周波数と音周波数に依存して、半球優位性が変わることを報告した。5) 他班とのコラボでは、B03班と「回転する蛇錯視時の脳磁図計測データ」について共同研究をさらに進めた。「隠れマルコフ」の論理を応用して、刺激に時間的に同期しない内因性振動を見える化する研究であり、H30年度以降も継続して研究する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

九大にあるMEGは、H27年度においてオーバーホール並びにシステムのアップグレードを行った。しかしながら、コンピュータ・システム内のボードをすべて交換しなかったため、経年劣化した分の交換が必要となった。そのため、当初計画していたプロジェクトの進行に少し遅れが生じ、研究費を繰り越しした。しかし、共同研究体制は十分に構築されており、研究論文も一流国際誌に掲載されたので、概ね順調に進展していると判断している。
今年度は、以下の4つの重要な知見が得られたので、ヒューマンネーチャーの解明のためにさらなる研究を継続する。1) 吃音症においては、左右聴覚野の位相同期度がβ帯域において高まり、聴覚刺激に対する右聴覚野の刺激同期性が吃音症の重症度と関連することを報告した。2) 健常人において、痛みの共感の脳内機序を検討した。α/β帯域の神経振動が痛みの共感と関連し、γ帯域振動がその認知的側面に関わることを報告した。3) 健常人において聴覚時間縮小錯覚の脳内基盤を脳磁図で検討した。右の側頭頭頂部結合領域が時間の符号化を行い、右前頭葉下部が時間判断をしていることを解明した。4) 健常人において聴覚定常状態反応を記録し、時間周波数と音周波数に依存して、半球優位性が変わることを報告した。
他班とのコラボでは、B03班と「回転する蛇錯視時の脳磁図計測データ」について共同研究を開始した。これは、刺激に時間的に同期しない内因性振動を見える化する研究である。脳の内因性揺らぎと視覚認知との関連は、神経科学の領域では、ホットな話題であるので、成果が期待される。

Strategy for Future Research Activity

実験は概ね順調に進行している。MEGのボードの問題はあるが、交換すれば問題なく稼働するので、研究の大きな支障とはならない。本プロジェクト研究を通じて、派生的に捉えられたいくつかの結果を基に、H29年度も実験を継続する。特に、安静時・課題負荷時の神経揺らぎの生理学的意義と磁気(TMS)・電気刺激(tACS)による脳機能の振動調節の介入に焦点を当てる。tACSでは刺激周波数依存性の運動野の可塑性誘導を見出した。脳の領域には固有のリズムがあるので、内因性のリズムと外的振動との因果関係を研究する。認知症、てんかん、自閉症など広域ネットワークの障害が予想される疾患を主な対象としながら、「ヒューマンネーチャーとは何か」という命題の本質を突き詰めて行く。脳機能の結合性をどのような指標でどう解析するかは未知の領域でもある。これらの点を踏まえて、共同研究者、連携協力者、大学院生と更なる連携を深めながら、研究を進めて行く。

Research Products

(52 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article Presentation Book Remarks

  • [Journal Article] Intraoperative cortico-cortical evoked potentials show disconnection of the motor cortex from the epileptogenic network during subtotal hemispherotomy2018

    • Author(s)
      Inoue Takeshi、Kawawaki Hisashi、Fukuoka Masataka、Kim Kiyohiro、Nukui Megumi、Kuki Ichiro、Okazaki Shin、Koh Saya、Kunihiro Noritsugu、Uda Takehiro、Matsusaka Yasuhiro、Matsuhashi Masao、Iimura Yasushi、Otsubo Hiroshi
    • Journal Title

      Clinical Neurophysiology

      Volume: 129 Pages: 455~457

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2017.11.026

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Abnormal auditory synchronization in stuttering: A magnetoencephalographic study2017

    • Author(s)
      Kikuchi Yoshikazu、Okamoto Tsuyoshi、Ogata Katsuya、Hagiwara Koichi、Umezaki Toshiro、Kenjo Masamutsu、Nakagawa Takashi、Tobimatsu Shozo
    • Journal Title

      Hearing Research

      Volume: 344 Pages: 82~89

    • DOI

      10.1016/j.heares.2016.10.027

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhanced Fine-Form Perception Does Not Contribute to Gestalt Face Perception in Autism Spectrum Disorder2017

    • Author(s)
      Yamasaki Takao、Maekawa Toshihiko、Miyanaga Yuka、Takahashi Kenji、Takamiya Naomi、Ogata Katsuya、Tobimatsu Shozo
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Pages: e0170239

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0170239

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 日本神経学会における脳波判読セミナー受講謝のアンケート調査: 脳波教育の過去5年間の実態, ニースおよびその変遷.2017

    • Author(s)
      谷岡洸介, 人見健文, 松本理器, 高橋良輔, 飛松省三, 犬塚 貴, 吉良潤一, 楠 進, 池田昭夫
    • Journal Title

      臨床神経学

      Volume: 57 Pages: 110-117

  • [Journal Article] Frequency-dependent changes in sensorimotor and pain affective systems induced by empathy for pain2017

    • Author(s)
      Motoyama Yoshimasa、Ogata Katsuya、Hoka Sumio、Tobimatsu Shozo
    • Journal Title

      Journal of Pain Research

      Volume: Volume 10 Pages: 1317~1326

    • DOI

      10.2147/JPR.S129791

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spatiotemporal brain dynamics of auditory temporal assimilation2017

    • Author(s)
      Hironaga Naruhito、Mitsudo Takako、Hayamizu Mariko、Nakajima Yoshitaka、Takeichi Hiroshige、Tobimatsu Shozo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 11400

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11631-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Auditory hemispheric specialization depends on temporal and spectral frequencies.2017

    • Author(s)
      Goto Y, Yamasaki T, Tobimatsu S
    • Journal Title

      BOAJ Psychology

      Volume: 2 Pages: 035

  • [Journal Article] 脳波. 網様体-古くて新しいシステム.2017

    • Author(s)
      飛松省三、宮内 哲
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 35 Pages: 701-706

  • [Journal Article] てんかんの分類.2017

    • Author(s)
      上原平, 飛松省三
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 35 Pages: 792-796

  • [Journal Article] 脳波判読の基礎知識とピットフォール.2017

    • Author(s)
      松原鉄平, 飛松省三
    • Journal Title

      診断と治療

      Volume: 105 Pages: 843-850

  • [Journal Article] Connectopathy in autism spectrum disorders: A review of evidence from visual evoked potentials and diffusion magnetic resonance imaging.2017

    • Author(s)
      Yamasaki T, Maekawa T, Fujita T, Tobimatsu S
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 11 Pages: 627

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00627.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 非侵襲的脳刺激法のトピックス.2017

    • Author(s)
      緒方勝也, 中薗寿人, 飛松省三
    • Journal Title

      福岡医誌

      Volume: 108 Pages: 183-192

  • [Journal Article] Alteration of Venous Drainage Route in Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus and Normal Aging2017

    • Author(s)
      Satow Takeshi、Aso Toshihiko、Nishida Sei、Komuro Taro、Ueno Tsukasa、Oishi Naoya、Nakagami Yukako、Odagiri Masashi、Kikuchi Takayuki、Yoshida Kazumichi、Ueda Keita、Kunieda Takeharu、Murai Toshiya、Miyamoto Susumu、Fukuyama Hidenao
    • Journal Title

      Frontiers in Aging Neuroscience

      Volume: 9 Pages: 387

    • DOI

      10.3389/fnagi.2017.00387

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Common and differential brain abnormalities in gambling disorder subtypes based on risk attitude2017

    • Author(s)
      Takeuchi Hideaki、Tsurumi Kosuke、Murao Takuro、Takemura Ariyoshi、Kawada Ryosaku、Urayama Shin-ichi、Aso Toshihiko、Sugihara Gen-ichi、Miyata Jun、Murai Toshiya、Takahashi Hidehiko
    • Journal Title

      Addictive Behaviors

      Volume: 69 Pages: 48~54

    • DOI

      10.1016/j.addbeh.2017.01.025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lateralization of intrinsic frontoparietal network connectivity and symptoms in schizophrenia2017

    • Author(s)
      Son Shuraku、Miyata Jun、Mori Yasuo、Isobe Masanori、Urayama Shin-ichi、Aso Toshihiko、Fukuyama Hidenao、Murai Toshiya、Takahashi Hidehiko
    • Journal Title

      Psychiatry Research: Neuroimaging

      Volume: 260 Pages: 23~28

    • DOI

      10.1016/j.pscychresns.2016.12.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phonological memory in sign language relies on the visuomotor neural system outside the left hemisphere language network2017

    • Author(s)
      Kanazawa Yuji、Nakamura Kimihiro、Ishii Toru、Aso Toshihiko、Yamazaki Hiroshi、Omori Koichi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Pages: e0177599

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0177599

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Remembering my friends: Medial prefrontal and hippocampal contributions to the self-reference effect on face memories in a social context2017

    • Author(s)
      Yamawaki Rie、Nakamura Kimihiro、Aso Toshihiko、Shigemune Yayoi、Fukuyama Hidenao、Tsukiura Takashi
    • Journal Title

      Human Brain Mapping

      Volume: 38 Pages: 4256~4269

    • DOI

      10.1002/hbm.23662

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] We could predict good responders to vagus nerve stimulation: A surrogate marker by slow cortical potential shift2017

    • Author(s)
      Bayasgalan Borgil、Matsuhashi Masao、Fumuro Tomoyuki、Nohira Haruhiko、Nakano Naoki、Iida Koji、Katagiri Masaya、Shimotake Akihiro、Matsumoto Riki、Kikuchi Takayuki、Kunieda Takeharu、Kato Amami、Takahashi Ryosuke、Ikeda Akio
    • Journal Title

      Clinical Neurophysiology

      Volume: 128 Pages: 1583~1589

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2017.05.019

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High frequency activity overriding cortico-cortical evoked potentials reflects altered excitability in the human epileptic focus2017

    • Author(s)
      Kobayashi Katsuya、Matsumoto Riki、Matsuhashi Masao、Usami Kiyohide、Shimotake Akihiro、Kunieda Takeharu、Kikuchi Takayuki、Yoshida Kazumichi、Mikuni Nobuhiro、Miyamoto Susumu、Fukuyama Hidenao、Takahashi Ryosuke、Ikeda Akio
    • Journal Title

      Clinical Neurophysiology

      Volume: 128 Pages: 1673~1681

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2017.06.249

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phasic REM Transiently Approaches Wakefulness in the Human Cortex?A Single-Pulse Electrical Stimulation Study2017

    • Author(s)
      Usami Kiyohide、Matsumoto Riki、Kobayashi Katsuya、Hitomi Takefumi、Matsuhashi Masao、Shimotake Akihiro、Kikuchi Takayuki、Yoshida Kazumichi、Kunieda Takeharu、Mikuni Nobuhiro、Miyamoto Susumu、Takahashi Ryosuke、Ikeda Akio
    • Journal Title

      Sleep

      Volume: 40 Pages: zsx077

    • DOI

      10.1093/sleep/zsx077

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] てんかん診療ガイドライン2018のポイント.2018

    • Author(s)
      飛松 省三
    • Organizer
      第12回成人のためのてんかん診療フォーラム.
  • [Presentation] デジタル脳波診断.2018

    • Author(s)
      飛松 省三
    • Organizer
      長崎てんかんカンファレンス.
  • [Presentation] Brain BOLD Signal-Based Blood Flow Tracking2018

    • Author(s)
      Kazuko Hiyoshi, Toshihiko Aso, Tsukasa Ueno, Keita Ueda, Naoya Oishi, Yumie Ikeda, Miho Egawa, Masaki Mandai
    • Organizer
      18th Annual meeting of International society of Gynecological Endocrinology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成人脳波判読のpitfalls.2017

    • Author(s)
      飛松省三
    • Organizer
      第12 回沖縄てんかん研究会.
    • Invited
  • [Presentation] 視覚的気づきと認知 その機序と障害-.2017

    • Author(s)
      飛松 省三
    • Organizer
      第8 回札幌神経科学研究会.
    • Invited
  • [Presentation] デジタル脳波と神経生理検査: Up-to-date.2017

    • Author(s)
      飛松省三
    • Organizer
      第26 回日本神経学会 中国・四国地区生涯教育講演会.
    • Invited
  • [Presentation] デジタル脳波判読のポイント どこに目をつけて読むのか2017

    • Author(s)
      飛松省三
    • Organizer
      第12 回日本てんかん学会 九州地方会.
  • [Presentation] 脳波の歴史2017

    • Author(s)
      飛松省三
    • Organizer
      第3回脳波セミナー・アドバンスコース.
  • [Presentation] Functional significance of neural oscillations in humans.2017

    • Author(s)
      Tobimatsu S
    • Organizer
      6th International Conference on Cognitive Neurodynamics.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Digital EEG: Less is more.2017

    • Author(s)
      飛松 省三
    • Organizer
      WCN2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 認知症の電気生理学的早期診断バイオマーカー.2017

    • Author(s)
      飛松 省三
    • Organizer
      第19回 感情・行動・認知(ABC)研究会.
    • Invited
  • [Presentation] Algorithm for EEG reading.2017

    • Author(s)
      Tobimatsu S
    • Organizer
      AOCCN2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] EEG Quiz.2017

    • Author(s)
      Tobimatsu S
    • Organizer
      AOCCN2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Use of MEG in exploring the pathophysiology of epilepsy.2017

    • Author(s)
      Tobimatsu S
    • Organizer
      AOCCN2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magnetoencephalography: The state of art applications.2017

    • Author(s)
      Tobimatsu S
    • Organizer
      AOCCN2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Parallel visual processing in humans.2017

    • Author(s)
      Tobimatsu S
    • Organizer
      2017 CME International Conference on Complex Medical Engineering.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temporal variation of cerebrovascular transit time measured by BOLD-based time lag mapping2017

    • Author(s)
      Aso, Toshihiko; Urayama, Shin-ichi; Fukuyama, Hidenao
    • Organizer
      25rd Annual Meeting of International Sosciety of Magnetic Resonance in Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Technical challenges in current functional MRI2017

    • Author(s)
      Toshihiko Aso
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] 血液由来の低周波オシレーションが脳機能マッピングに及ぼす影響2017

    • Author(s)
      麻生俊彦
    • Organizer
      第20回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • [Presentation] 脳のBOLD信号に内在する血流由来の時空間構造について2017

    • Author(s)
      麻生俊彦、浦山慎一
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] fMRI信号に含まれる血液灌流の情報2017

    • Author(s)
      麻生俊彦
    • Organizer
      ヒト脳機能イメージング研究会
  • [Presentation] Wide-band EEG 解析の原理・原則2017

    • Author(s)
      松橋 眞生
    • Organizer
      第51回日本てんかん学会年次学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Wideband ECoG analysis and modeling of seizure generation2017

    • Author(s)
      Matsuhashi M
    • Organizer
      第51回日本てんかん学会年次学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Spectral and Time-frequency Analysis.2017

    • Author(s)
      Matsuhashi M
    • Organizer
      6th Asian-Oceanian Congress of Clinical Neurophysiology (AOCCN)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Motor Mapping (Coherence Analysis and MRCF)2017

    • Author(s)
      Matsuhashi M
    • Organizer
      6th Asian-Oceanian Congress of Clinical Neurophysiology (AOCCN)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Spectral and Time-frequency Analysis.2017

    • Author(s)
      Matsuhashi M
    • Organizer
      Automatic EEG Analysis and Report Writing
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 中枢脱髄性疾患2018

    • Author(s)
      鈴木則宏 (シリーズ監修) 吉良潤一 (編集)
    • Total Pages
      446
    • Publisher
      中外医学社
    • ISBN
      978-4-498-32800-6
  • [Book] てんかんフロンティア2017

    • Author(s)
      池田 昭夫、田中 達也、鶴 紀子
    • Total Pages
      141
    • Publisher
      新興医学出版社
    • ISBN
      9784880027661
  • [Book] ここに気をつける!誘発電位ナビ2017

    • Author(s)
      飛松省三
    • Total Pages
      266
    • Publisher
      南山堂
    • ISBN
      4525225513
  • [Book] ベッドサイドの臨床神経生理学2017

    • Author(s)
      飛松省三
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      中外医学社
    • ISBN
      978-4-498-22886-3
  • [Book] 臨床神経生理検査入門2017

    • Author(s)
      宇川義一
    • Total Pages
      271
    • Publisher
      中山書店
    • ISBN
      4521745458
  • [Remarks] 九州大学大学院医学研究院・臨床神経生理学分野・ホームページ

    • URL

      http//www.med.kyushu-u.ac.jp/neurophy/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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