2014 Fiscal Year Research-status Report
運動異常症における内因性機能ネットワーク依存性の神経障害仮説についての検討
| Project/Area Number |
26461309
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
澤本 伸克 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90397547)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | パーキンソン病 / 認知症を伴うパーキンソン病 / 多系統萎縮症 / 神経機能画像 / ネットワーク |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
神経変性疾患では、疾患ごとに特定の神経細胞が障害されやすいが、その障害がどのようにして空間的に拡がるのかは明らかではない。本研究では、運動障害を呈する神経変性疾患を対象として、神経障害が内因性機能ネットワーク依存性に起こるという仮説を検証する。具体的には、安静時の機能的磁気共鳴画像法 (fMRI)で同定される内因性機能ネットワークの空間分布パターンと、脳萎縮、脳糖代謝低下の空間分布パターンを比較する。結果に基づいて仮説を検証すると共に、新しい診断法やバイオマーカーとしての利用を模索する。
平成26年度は、健常者データベース構築を行った。健常被験者20名を対象に3テスラ高磁場MRIを用いて、機能的結合を評価する安静時fMRI、灰白質の脳萎縮を評価するMRI脳構造T1強調画像、脳領域間の解剖学的な結合を評価する40方向拡散強調画像を撮像した。安静時fMRIは、0.1Hz 以下の低周波のゆらぎ成分に着目して解析した。画像解析用計算装置で作動するFSL software (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/)を使って、体性運動・感覚情報処理ネットワーク、聴覚などの感覚情報処理ネットワーク、認知課題遂行時に活動が低下するデフォルトモードネットワークなど、複数の内因性機能ネットワークを分離した。MRI脳構造T1強調画像にはfreesurfer software (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/)を適用して、患者群の灰白質の脳萎縮を評価するための準備を行った。拡散強調画像は、FSL softwareとクラスターコンピュータで解析し、神経路の存在確率を反映する画像 (Pdf; Probability density function)から解剖学的結合を推定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今回計画している安静時fMRI及びMRI拡散強調画像は、従来の方法では撮像に合計30分程度が必要で、患者によっては長時間の安静を保つことが困難な方もある。そこで、最近開発されたMulti-band MRI (Moeller S 他6名 Magn Reson Med 2010)を利用して撮像時間の短縮をはかり、10分以内で撮像する方法を確立した。この撮像時間の短縮は、2年目以降に予定している患者の撮像にあたっての予備的研究として位置づけられ、本研究はここまでおおむね順調に進展していると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
アルツハイマー病、前頭側頭型認知症や原発性進行性失語症などの神経変性疾患は、疾患ごとに特徴的な空間分布パターンで、脳萎縮が認められる。この脳萎縮の空間分布パターンについては、健常者の安静時fMRIで同定される内因性機能ネットワークの中に、類似するものがあることが報告されている (Seeley WW 他4名 Neuron 2009, Zhou J 他4名 Neuron 2012)。この結果に対しては、特定の内因性機能ネットワークの脆弱性、そのネットワークへの過剰負荷、あるいはネットワークを介した異常蛋白の伝播など様々な解釈が提案されている。現時点で結論は得られていないが、神経変性疾患の病態を考える上で興味深い。
平成27年度以降は、健常者とパーキンソン病患者、認知症を伴うパーキンソン病患者及び多系統萎縮症患者の比較検討を行う。具体的には、患者を対象とした安静時fMRIとMRI脳構造T1強調画像、脳糖代謝画像とMRI拡散強調画像の撮像と解析を行う。
安静時fMRIで同定される内因性機能ネットワークの空間分布と、脳萎縮あるいは脳糖代謝低下の空間分布が一致するのであれば、病態に内因性機能ネットワークが何らかの形で関連することも示唆される。結果の解釈にあたって、その内因性機能ネットワークを構成する領域間に解剖学的結合が推定されるかどうかは有用な情報と考えられる。病態への関連としては、特定の内因性機能ネットワークの脆弱性、そのネットワークへの過剰負荷、あるいはネットワークを介した異常蛋白の伝播などが考えられうる。本研究のみではその解釈について結論を得ることはできないが、神経変性疾患の病態理解のために重要な知見と考えられる。
|
| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じたが、当該年度の所要額の3%程度であり、本研究は予算執行の面でも、ここまでおおむね順調に進展していると言える。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度以降は、健常者とパーキンソン病患者、認知症を伴うパーキンソン病患者及び多系統萎縮症患者との比較検討の目的で使用を計画している。
|
-
-
[Journal Article] Task-specific brain reorganization in motor recovery induced by a hybrid-rehabilitation combining training with brain stimulation after stroke.2015
Author(s)
Koganemaru S, Sawamoto N, Aso T, Sagara A, Ikkaku T, Shimada K, Kanematsu M, Takahashi R, Domen K, Fukuyama H, Mima T.
-
Journal Title
Neurosci Res.
Volume: 92
Pages: 29-38.
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Network hyperexcitability in a patient with partial reading epilepsy: converging evidence from magnetoencephalography, diffusion tractography, and functional magnetic resonance imaging.2015
Author(s)
Fumuro T, Matsumoto R, Shimotake A, Matsuhashi M, Inouchi M, Urayama S, Sawamoto N, Fukuyama H, Takahashi R, Ikeda A.
-
Journal Title
Clin Neurophysiol.
Volume: 126
Pages: 675-81.
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
[Journal Article] fMRI evidence of improved visual function in patients with progressive retinitis pigmentosa by eye-movement training.2014
Author(s)
Yoshida M, Origuchi M, Urayama S, Takatsuki A, Kan S, Aso T, Shiose T, Sawamoto N, Miyauchi S, Fukuyama H, Seiyama A.
-
Journal Title
Neuroimage Clin.
Volume: 5
Pages: 161-8.
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Intraoperative dorsal language network mapping by using single-pulse electrical stimulation.2014
Author(s)
Yamao Y, Matsumoto R, Kunieda T, Arakawa Y, Kobayashi K, Usami K, Shibata S, Kikuchi T, Sawamoto N, Mikuni N, Ikeda A, Fukuyama H, Miyamoto S.
-
Journal Title
Hum Brain Mapp.
Volume: 35
Pages: 4345-61.
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Global association between cortical thinning and white matter integrity reduction in schizophrenia.2014
Author(s)
Sasamoto A, Miyata J, Kubota M, Hirao K, Kawada R, Fujimoto S, Tanaka Y, Hazama M, Sugihara G, Sawamoto N, Fukuyama H, Takahashi H, Murai T.
-
Journal Title
Schizophr Bull.
Volume: 40
Pages: 420-7.
DOI
Peer Reviewed
-
-
[Presentation] 皮質―皮質間誘発電位を用いた言語の術中モニタリングへの応用2014
Author(s)
國枝武治, 山尾幸広, 松本理器, 鈴木健吾, 荒川芳輝, 菊池隆幸, 稲田拓, 高橋由紀, 西田誠, 中江卓郎, 稲野理賀, 芝田純也, 澤本伸克, 三國信啓, 池田昭夫, 宮本享
Organizer
日本脳神経外科学会第73回学術総会
Place of Presentation
東京
Year and Date
2014-10-09 – 2014-10-11
-
-
-
