【研究領域課題番号】19KK0247 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胎児 / 脳 / MRI / 発達 / 運動 / 胎動 / 縦断研究 / 脳溝 / cineMRI

【研究成果の概要】

ウィーン市立総合病院で撮像された胎児期の脳の構造画像(MRI T2)、及び全身運動画像（SSFP法を用いたcine MRI）を対象として、胎児の脳のマクロな形態発達と胎動の発達を明らかにするため、日本側グループで行う分析を進めた。

脳のマクロな形態の発達の分析に関しては、脳領域に応じた成長の違いをプロトマップ仮説に基づいて説明できるかどうかについて検討を行った。そのために、脳室の表面から皮質表面への垂線と、そのまわりで特定の立体角を持つ放射状線維群を仮想的に求め、脳領域に応じた放射状線維の密度を推定するプログラムを作成した。異なる在胎週数のデータについて、この分析を行った結果、シルビウス裂周囲の脳領域で高い線維密度が得られる傾向が明らかになった。一方、連合線維の発達をサブプレート接線方向ネクサス仮説に基づいて説明できるかどうかについて検討を行った。脳表の２点をランダムに選んで測地線を求め、測地線の通過密度より白質線維束を仮想的に求めるプログラムを作成した。この方法で、主要な連合線維の形成を説明できる可能性を示唆する結果が得られた。

cine MRIによる全身運動画像の分析においては、少数のデータセットで四肢の特徴点を有効に抽出できることを示した。その一方、多くのデータセットでは四肢が計測領域から外れてしまう問題点が明らかになった。そこで、どのデータでも抽出が可能であると考えられる体幹の動きに焦点を当て、それらをフレームごとに抽出し、運動の時系列データの分析を行うことを開始した。

【研究種目】国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

【研究期間】2019-10-07 - 2023-03-31

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究領域課題番号】18K17883 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

fMRI / 認知機能 / 疲労 / コンディション / 運動 / MRI / 実行機能 / アスリート

【研究成果の概要】

アスリートが競技パフォーマンスを発揮するためには、運動中の認知機能も重要になると考えられている。本研究では、機能的磁気共鳴装置（fMRI）を用いた脳機能イメージング手法による脳活動動態に着目し、疲労困憊運動が認知機能および脳活動動態に及ぼす影響を検討した。疲労困憊運動の前後において、認知機能が向上した群では脳活動動態の変化は認められなかったが、認知機能が低下した群では中前頭回における脳活動賦活の増加が認められた。疲労困憊運動における認知パフォーマンスの変化には、脳活動動態パターンが影響する可能性が示唆された

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】身体教育学

【研究領域課題番号】16K16483 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

音楽神経科学 / 音楽 / リズム / 個人差 / 知覚 / 生成 / HBAT / iOS / ハーバードビート評価テスト / NIRS / 統合失調症 / 神経科学 / VBM / 脳 / 運動 / 時間 / MRI

【研究成果の概要】

リズム知覚生成の個人差に関する音楽神経科学研究を実施した。iOS版ハーバード式ビート評価テスト(HBAT)の開発と信頼性評価を行い、リズム知覚生成の個人差をiPhoneやiPadで簡便に客観評価できる手法を開発した。核磁気共鳴画像法(MRI)・赤外線スペクトロスコピー(NIRS)による脳機能構造評価を実施し、HBATで評価したリズム知覚の個人差に小脳灰白質構造の個人差が関連していること、HBATでテンポ変化知覚を行う際、運動前野、補足運動野の脳活動が増大していることを明らかにした。さらにリズム知覚生成の国際文化比較を行い、日本人のリズム知覚生成の特徴を明らかにした。

【研究の社会的意義】

音のリズムを聴き取る能力や身体をリズミカルに動かしリズム音を生成する能力(リズム知覚生成能力)には大きな個人差がある。本研究の学術的・社会的意義は、客観的かつ簡便に音楽リズムの知覚生成能力を評価できる方法を開発した点である。本研究で開発したiOS版HBATを用いれば、いわゆる「リズム感」をスマホやタブレットを用いて客観的・定量的に評価でき、教育や臨床など様々な場に応用できると考えられる。リズム知覚生成能力の個人差に関わる脳機能構造・文化差を明らかにした本研究の成果は、ヒトの脳内における時間情報処理の基礎的メカニズムや、ヒトの音楽性の脳内起源の一端を解き明かした点で、学術的的意義があると考える。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】感性情報学

【研究領域課題番号】25280101 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳機能画像 / 浸透圧 / 温度感覚 / 脱水 / 皮膚温度 / 体温 / 運動 / 温熱負荷 / 皮膚温 / 疲労度 / 深部体温 / 体幹冷却 / 温熱的快適性 / 湿度 / fMRI / むれ感 / ぬれ感 / 体性感覚 / 島皮質 / 快不快 / 情動 / 温熱的快不快感 / 暑熱 / 寒冷 / 局所感覚 / 衣服環境 / 温度刺激 / 核磁気共鳴装置 / 近赤外線スペクトロスコピー / 衣服内環境 / NIRS / 温熱的快適感 / MRI

【研究成果の概要】

①温熱的快不快感を実験的に再現する方法開発、②①を脳機能画像装置内で再現する方法開発と脳機能画像採取。温度分別感覚と温熱的快不快感は別の脳領域で処理されるという仮説検証。③運動や脱水時に見られる温熱不快感の変容のメカニズムを深部体温、皮膚温度の変化から解明することを目指した。①については体表の部分的な温度差を、水循環スーツ着用による体表皮膚温の上昇と下降と局所皮膚温刺激と例刺激の組み合わせによって構築ことで再現可能とした。②局所温度刺激と①での実験の組み合わせにより、異なる脳部位が温度受容（分別感覚と快不快感）に関わっていた。③温度パラメータ以外の温熱的快不快感への寄与を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】応用分子細胞生物学

【研究領域課題番号】19208030 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞工学 / 神経幹細胞 / 海馬ニューロン新生 / 認知症予防 / 老齢動物 / アセチルコリン / 運動 / 抗炎症作用 / MRI / 霊長類 / 認知症 / 再生医療 / 幹細胞 / 海馬 / ニューロン新生 / アルツハイマー病マウス / アルツハイマー病 / 認知機能の低下 / 文脈条件付け学習

【研究成果の概要】

成体海馬における新生ニューロンの数は、特定の生活習慣(運動や学習)や病態時(脳梗塞や癲癇)に増加することが知られていた。そして、この仕組みを通じて、海馬回路のはたらきを維持することにより、認知症の発症を食い止めることが期待されている。そこで、これまでに、脳血管性認知症の動物モデル(サル、ラット、マウス)を用いて、どのような仕組みにより、新生ニューロンの数が増加するかについて、検討を進めてきた。また、アルツハイマー病型認知症の動物モデルにおいても、ニューロン新生がどれほど変動しているかに関して調査された数編の発表論文はあるものの、いまだに統一見解は得られていない。そこで、本研究では、認知症の病態解明とその予防を目指して、成体海馬のニューロン新生に関する研究を行った。実験には、げっ歯類の脳血管性認知症ならびにアルツハイマー病型認知症モデルを使用した。まずは、脳血管性認知症のラットモデルにおいて、空間記憶機能が低下することを認めた。そして、この際、同時にニューロン新生が活性化していることも突き止めた。また、アルツハイマー病モデルとして使用したプレセニリン・アミロイド蛋白ダブル変異マウスにおいては、生後18ヶ月令において、老人斑が蓄積していることを確認し、この時期には、空間記憶機能が低下することを認めた。このモデルマウスにおける海馬ニューロン新生の動態についても解析を行ったが、コントロールマウスである野生型と比較しても、統計学的に有意差を持って変化していることは見出されなかった。しかしながら、認知症治療薬の一つであるドネペジルによって、海馬ニューロン新生を活性化できることが新たに見出された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)