脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

3. 研 究 成 果

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

ヒトの情動と社会性に関する脳画像研究飯高哲也

Tetsuya Iidaka
名古屋大学
脳とこころの研究センター教授

前澤

図 2．fMRI 実験の結果。a）Negative vs. Neutral 条件、b）Positive vs. Neutral 条件の差分を示す。

聡

Satoshi Maesawa         iEEG の解析結果では、扁桃体活動は fMRI と同様に、

名古屋大学大学院医学系研究科
脳神経外科
准教授
脳とこころの研究センター

Negative 条件と Positive 条件で Neutral 条件よりも有意に強かった（図 3：FDR, p ＜ 0.05）。扁桃体の活動は高ガンマ帯域において出現し、刺激提示後 500 ミ
リ秒付近から始まっていた。

【はじめに】表情認知とその模倣について、健常被験者を対象とした fMRI 実験を 3 テスラ MRI 装置とマルチバンド撮像法を用いて行った。加えて難治性てんかん患者の術前に頭蓋内電極（iEEG）から脳波を計測し、扁桃体の電気生理学的反応を調べた。仮説
としては、表情を模倣している時には、顔刺激が提示されなくとも扁桃体の活動が亢進すると考えた。
【 方 法 】心 理 課 題（ 図 1）
では固視点が呈示された 後 に、 表 情 変 化 を 伴

図 3．a）左扁桃体、b）右扁桃体のiEEG時間周波数解析結果を示す。
左から Negative、Positive、Neutral 条件で、右端は統計結果を示す。

う動画が約 2.5 秒間呈示された（Movie 課題）。被【考察】本研究は表情が提示されなくても、表情を験者はその動画を見る

模倣するだけで扁桃体が賦活されることを示していように指示された。

る。加えて fMRI 実験と iEEG 実験の両方においてそ の2秒 後 に 顔 の シ ル

同様の結果が得られた。顔面の皮膚や筋肉は表情模エ ッ ト が4秒 間 呈 示 さ

倣時に動くことから、その感覚情報が扁桃体へ刺激れ、その間に被験者は直として入力している可能性を示唆している。iEEG

前に見た表情と同じ表情を模倣した（Imitation

で見られた遅い時間帯の扁桃体活動は、早い時間帯

図 1．

における視覚刺激の入力に対して、皮膚や筋肉の活

課題）。 表 情 に は Negative（ 怒 り・ 嫌 悪 ）、Positive

動が遅延して始まるためと考えられた。本研究結果（喜び）、Neutral（ 閉眼）の 3 条件があった。fMRI では 18 名の被験者（男 / 女：4/14 名、平均年齢 21.6 歳）が実験に参加した。画像データは SPM12 により解はヒトが表情を作る行為によって、扁桃体の活動が誘発されることを、血行動態と電気生理の両方から解明した点に新奇性があった。

析を行った。iEEG では 6 名の難治性てんかん患者（男性、平均年齢 28.2 歳）が実験に参加した。脳波データは EEGLAB により時間周波数解析を行った。
【 結 果 】fMRI 実 験 の 結 果 で は、Imitation 課 題 に お
け る 扁 桃 体 の 賦 活 は Negative お よ び Positive 条 件
において Neutral 条件よりも有意に強かった（図 2：p=0.001, uncorrected）。

12

成果発表
1. Hemodynamic and electrophysiological responses of thehuman amygdala during face imitation ̶ a study using
functional MRI and intracranial EEG. Iidaka T, Maesawa S,
Kanayama N, Miyakoshi M, Ishizaki T, Saito R, Cerebral
Cortex, 2023, 1–11, https://doi.org/10.1093/cercor/bhad488

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

慢性疼痛を有する病態における大脳活動の検出平田化と考えた。また、pain-VAS は α 波外殻の E-I ratioと相関し、疼痛評価のバイオマーカーとして利用する可能性が考えられた（Fig. 2）
（投稿中）
。本研究グ
ループでは、慢性疼痛患者の病態を解析していくことで多面的に脳機能とその障害を明らかにすることを目指している。本研究グループの機器利用研究の一部は AMED-CREST（「神経科学を活用する複合性
局所疼痛症候群に対する intelligent neuromodulation
system の開発」）事業研究として実施した。

仁

Hitoshi Hirata
名古屋大学大学院医学系研究科
個別化医療技術開発講座
手の外科
特任教授

岩月

克之

Katsuyuki Iwatsuki
名古屋大学大学院医学系研究科
機能構築医学 手の外科
講師

寳珠山

稔

Minoru Hoshiyama
名古屋大学大学院医学系研究科
総合保健学専攻
予防・リハビリテーション科学教授

本研究グループでは慢性疼痛や感覚運動障害を有する患者の脳活動に関する病態や、疼痛が多種の神経機能へ与える影響を脳活動の視点から明らかにすることを主な研究テーマとして研究を継続している。

慢性疼痛を有する患者における興奮 - 抑制の制
御変化
複合性局所疼痛症候群（CRPS）は慢性外傷後疼痛または術後疼痛に分類される疼痛症候群であり、その病態生理には免疫機構を介した多系統の神経機能障害が関与していると考えられている。本研究グルー
プは脳内の神経ネットワークシステムの機能異常の視点から機能的核磁気共鳴画像（fMRI）および脳波、脳磁図を用いたアプローチを進めている。脳内の神経ネットワークとその病態に関連する機能要素として、神経間接続や脳機能領域での興奮性と抑制性の神経活動のバランス（E-I バランス）がシナプスレベ
ルからダイナミックに変化している現象が注目されてきている。
E-I バランスの変化を誘発脳反応で検出する方法は
本研究グループからも報告してきているが、安静時脳活動を解析する方法は見いだされていない。本年度の研究では、脳活動の時間的変動を脳波α波の外殻（エンベロープ）の増減を生じる力を算出しその比（E-I ratio）と自覚的疼痛指標（pain visual-analogue
scale, pain-VAS）と の 関 係 を 解 析 し た。E-I ratio はCRPS 患者と年齢対照群で有意に異なり患者群で大きく、多重比較でも右側頭部（T4）で有意差が認められた（Fig. 1）。CRPS 患者のうち自覚的疼痛が軽減した患者（pain-VAS < 20）では E-I ratio の値と脳部位のパターンは異なり、代償的機能変化の獲得を含む変13

Figure 1: The E-I ratio in patients with CRPS with pain VAS more（top）and less（bottom）than 20 and controls. Top: For all electrodes, the E-I ratio
was significantly different between the patient and control groups（F（41, 16）= 3.304, p<0.0001, ANOVA）. The E-I ratio at T4 wassignificantly greater in patients than in controls（p = 0.0445, FDR）.
Bottom: The E-I ratio was lower at electrodes（*, p < 0.05, FDR）.

Figure 2: The correlation between the mean E-I ratio for all electrodes in eachpatient and the pain VAS was significant（*p < 0.05）.

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

Magnetic Resonance Imaging における Deep Learning を応用した脳動脈抽出法の開発
難波美羽

Miu Namba
名古屋大学大学院医学系研究科
総合保健学専攻 医療技術科学コース

小山修司

Shuji Koyama
名古屋大学 脳とこころの研究センター
大学院医学系研究科 総合保健学専攻
バイオメディカルイメージング情報科学
准教授

小澤

容平

Yohei Ozawa
成田記念病院

放射線部

名古屋大学脳とこころの研究センターでは、MR 装置を使用した脳機能のコホート研究を行っており、
拡散テンソル画像や安静時機能的 MRI（resting state
fMRI、以下、rs-fMRI）、脳容積画像より、主に加齢に伴う脳の構造や機能の変化、認知症予防、認知症
早期診断方法の開発などの研究が進められている。
当施設における、これら脳機能研究における画像の撮像プロトコルには、脳機能画像のほか、解剖学的構造を得るための撮像法が含まれているが、MR
Angiography などの撮像法は含まれていない。我々は、これら脳機能研究における画像に血管の走行や分岐などの情報が加わることで脳機能と脳血管に関する新たな知見が得られる可能性があるのではないかと考えた。そこで rs-fMRI において撮像される脳形態画像からの脳動脈の抽出及び、コホート研究に使用された過去データへの適用を考慮し、ディープ
ラーニングを用いた血管抽出法の検討を行った。
頭部 MR 画像として、公開画像データベース Neuro
Imaging & Tools Resources Collaboratory より、健常
被験者 21 名分（1 名につき 240 スライス）の画像デー
タをダウンロードし、そのうち脳動脈の信号が損失しているものを除いた 18 名分の画像データを使用した。最初に、各スライスの画像毎にペンタブレットを用いて背景の画素値が 0、脳動脈の画素値が 255となるように塗りつぶし、脳動脈のマスク画像を作製した。18 名分のデータは 13：5 に分割し、それぞれトレーニングデータセットとテストデータセットとした。Convolutional Neural Network（以下、CNN）には、セマンティックセグメンテーションタスクにおいて広く使用されている U-Net（ 図）を採用した。
また、エンコーダーの最後に Attention 機構を加えてAttention マスクを作製し、特徴量マップに掛け合わせることで重み付き特徴量マップが得られるよう設計した。出力した予測画像の評価には、マスク画像との Dice 係数を算出し、類似度を求めた。また、適合率（Precision）及び再現率（Recall）についても算出し、対象領域の誤検出及び見逃しの評価を行った。
結果として、テストデータにおけるマスク画像と
予 測 画 像 の Dice 係 数 は 0.831 を 示 し、Precision、Recall はともに 0.832 を示した。作製した CNN モデ
ルは高い精度を示し、対象領域の見逃し、および、誤検出に対してバランスのとれたモデルであると考えられた。マスク画像と予測画像を比較すると、脳動脈と似た特徴をもつ組織で誤検出が起きやすく、ピクセルが非常に小さい脳動脈や学習が足りない動脈の部分で見逃しが起きていた。

図．ネットワークの構造およびテスト結果

14脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

Connector Hub Alterations in Essential Tremor
エピファニオ バガリナオ

patient and control groups across multiple networks
were then identiﬁed.
Our results showed that the dentate nucleus of thecerebellum and the dorsomedial thalamus, both
identified as connector hubs, showed significantly
more extensive connections (higher FCOR values)
with the sensorimotor network in patients (Figure 1).
In addition, the connections of the right pulvinar withthe visual network were also signiﬁcantly widespreadin the patient group. Furthermore, the connections ofthese connector hubs with cognitive networks were
negatively associated with cognitive, tremor, andmotor function improvement scores. Taken together,
these findings suggest that the involvement ofconnector hubs in ET aﬀects not only the sensorimotor
network but also other large - scale functional
networks, potentially aﬀecting their normal functions.

Epifanio Bagarinao
Nagoya University Graduate School of
Medicine
Department of Integrated Health Sciences
Associate Professor

前澤聡

Satoshi Maesawa
Nagoya University Graduate School of
Medicine
Department of Neurosurgery
Associate Professor

Sachiko Kato
Focused Ultrasound Therapy Center, Nagoya Kyoritsu Hospital

Ryuta Saito
Department of Neurosurgery, Nagoya University Graduate
School of Medicine

Related Publications/Presentations
1. E. Bagarinao, et al., Cerebellar and thalamic connector hubs
facilitate the involvement of visual and cognitive networks
in essential tremor, Parkinsonism and Related Disorders 121(2024) 106034
2. S. Kato, et al., Magnetic resonance-guided focused ultrasoundthalamotomy restored distinctive resting-state networks inpatients with essential tremor, Journal of Neurosurgery 138(2023) 306-317
3. E. Bagarinao, et al., Involvement and potential role of thebrain ʼ s connector hub regions in essential tremor, 46th
Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, Sendai,
Japan, Aug 1-4, 2023

Connector hubs are specialized brain regions
characterized by their connections with multiple largescale functional networks. Given their connectivity
profile, connector hubs ʼ involvement in various
brain disorders has the potential to affect multiple
systems. In this study, we specifically examined the
involvement of the brainʼs connector hubs in essential
tremor (ET), one of the most prevalent movement
disorders characterized by progressive postural andkinetic tremors.
Accumulating evidence has consistently implicatedthe involvement of the cerebello - thalamo - cortical
network in ET. However, more recent findings using
resting-state functional MRI (rsfMRI) suggest that ET
could involve wider brain regions outside the classicaltremor axis. In addition, cognitive impairment
accompanying motor dysfunction and other psychiatric
symptoms such as depression can also occur in ET,
suggesting the involvement of other brain networks.
These observations have led us to hypothesize theinvolvement of connector hubs in ET.
To test this hypothesis, we extensively examined
connectivity alterations across the whole brain to
identify regions with altered connections to several
large-scale resting state networks (RSN). We usedfunctional connectivity overlap ratio (FCOR), a
network metric computed from rsfMRI data, toquantify the extent of the connection between a region
and a given RSN. Changes in FCOR values between

Figure 1．Regions with higher FCOR values with the different
networks in patients compared to controls..

15

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

乳がん術後リンパ浮腫患者の皮下組織における水分貯留の指標探索─ 仮想体積を用いたフラクタル解析の検討 ─
丹羽

分貯留・分布状況について MRI を用いて観察し、同史織

じ観察部位から得られた超音波画像に画像解析技術

Shiori Niwa

を用いることで、超音波画像のみでリンパ浮腫の皮名古屋大学大学院医学系研究科
総合保健学専攻
看護科学 助教間脇彩奈

下組織における水分貯留を捉えることができるかど
うかを明らかにすることを目的とした。
【方法】対象者は、乳がん術後にリンパ浮腫を発症
し た 21 名 と し た。MRI は Double Echo Steady State

Ayana Mawaki（DESS）で三次元的に撮像し、脂肪抑制を併用した。

名古屋大学大学院医学系研究科
総合保健学専攻
看護科学 助教

い、その範囲で高信号域の有無の判定を行い、3 群

中西

その後、超音波画像撮影部位に合わせて MPR を行（患側：高信号域あり、患側：高信号域なし、健側）に分類した。画像解析は、仮想体積を用いたフラク

啓介

Keisuke Nakanishi
名古屋大学大学院医学系研究科
総合保健学専攻
看護科学 講師

タル解析を実施した。
【結果】仮想体積を用いたフラクタル解析のパラメータである、H+2、Complexity を検討した。3 群比較に、

Kruskal-Wallis 検定を行い、有意差が認められた場合には多重比較を行った。多重比較の場合は Bonferroni

その他の共同研究者：の補正を行い、有意水準 p< 0.0167 とした。統計学

久野史椰、今井國治（名古屋大学大学院医学系研究

的有意差をもって、Complexity が高信号域を示すパ大学）、大島千佳（福井県立大学）【結論】Complexity はリンパ浮腫の水分貯留を示すパ科）、福山篤司（日本医療大学）、藤本悦子（一宮研伸

ラメータであることが示された。
ラメータである可能性が示唆された。

【背景】乳がん術後の主な合併症として上肢の続発性

主要論文

リンパ浮腫が知られている。リンパ浮腫の進行は不1. Shiori Niwa, Fumiya Hisano, Ayana Mawaki, et al. Exploring
Indicators of Subcutaneous Tissue Fluid Accumulation in
Breast Cancer-Related Lymphedema Patients Using Fractal
Analysis with Virtual Volume. Lymphat Res Biol. 2023
Oct;21（5）:432-438. doi: 10.1089/lrb.2022.0062. Epub 2023
May 16.

可逆的であると言われており、早期介入が必要とされる。現在、臨床では主に自覚症状と触診に頼って診断がなされており、リンパ浮腫の皮下組織の内部構造を実際に把握することなく診断されている現状がある。そこで、本研究では、リンパ浮腫患者の水16

脳とこころの研究センター

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

令和 5 年度活動報告書

骨格筋酸素化機能に着目した高齢者および若齢者における筋の質的特徴の解明
吉子

を中心に T1 強調の筋横断画像を撮影した。T1 強調

彰人

画像より腓腹筋内側頭に占める IntraMAT の割合を解Akito Yoshiko

析した。プロトン磁気共鳴分光法（1H-MRS）を用い

中京大学
教養教育研究院
専任講師

秋間て、腓腹筋内側頭より IMCL および EMCL を測定した。また名古屋大学総合保健体育科学センターにおいて NIRS を用いた筋酸素化機能の測定を行った。

広

若齢者および高齢者の両者において、筋酸素化機能は IntraMAT および EMCL と有意な相関関係を示さな

Hiroshi Akima

かった（r = -0.15~0.12, P > 0.05）。若齢者における筋

名古屋大学
総合保健体育科学センター
教育発達科学研究科
教授

酸素化機能は、IMCL と有意な相関関係が示された（r= -0.47, P < 0.05）。一方で、高齢者における筋酸素化
機能は、IMCL と有意な相関関係を示さなかった（r =その他の研究者：

0.22, P > 0.05）。

塩澤華奈（名古屋大学）、丹羽史織（名古屋大学）、

本結果では筋酸素化機能と IMCL の間に負の相関関片山敬章（名古屋大学）、小池晃彦（名古屋大学）、

係が認められたことから、筋の酸素化機能が高いも

大島千佳（福井県立大学）、高橋英幸（筑波大学）、のほど、筋内の脂質代謝が促進され、筋内の脂質を渡邊航平（中京大学）

低値で維持していることが示唆された。また若齢者における筋酸素化機能が IMCL の存在意義を判断す

筋 内 に 蓄 積 す る 脂 肪 は、 筋 内 脂 肪（intramuscular

る指標となる可能性が示された。

adipose tissue, IntraMAT）と呼ばれている。筋内脂肪は、筋細胞内部に取り込まれた脂肪（筋細胞内脂肪：

主要論文

intramyocellular lipid, IMCL）とそれ以外の脂肪（筋細別することができる。本研究では、高齢者と若齢者
した筋酸素化機能と IntraMAT、IMCL および EMCLの関係を明らかにすることを目的とした。
対象は、若齢者 27 名、高齢者 20 名であった。脳とこころの研究センターにおいて右脚の下腿近位 30％位

10
5
0
50
100
筋酸素化機能 (s)r = 0.08, P = 0.77

5

r = 0.22, P = 0.45

4
3
2
1
0
0

30
60
90 120
筋酸素化機能 (s)250

EMCL (mmol kg-1 wet weight)

15

IMCL (mmol kg-1 wet weight)

40

r = −0.47, P < 0.05

0

5
0
0

高齢者

EMCL (mmol kg-1 wet weight)

IMCL (mmol kg-1 wet weight)

20

EMCL (mmol kg-1 wet weight)

若齢者

IMCL (mmol kg-1 wet weight)

を対象に、近赤外線分光装置（NIRS）を用いて測定

r = 0.04, P = 0.89

40

r = 0.08, P = 0.77

30
20
10
0
0

図 1．若齢者および高齢者における筋酸素化機能と IMCL および EMCL との関係
200
30
左（黒）は若齢者、右（白）は高齢者における関係を示す。
150
20
100
10
0
0

50

100

50
0
0

30

60

90

120

17

50
100
筋酸素化機能 (s)50100
筋酸素化機能 (s)EMCL (mmol kg-1 wet weight)

胞外脂肪：extramyocellular lipid, EMCL）に細かく判

IMCL (mmol kg-1 wet weight)

1. Yoshiko A, Shiozawa K, Niwa S, Takahashi H, Koike T,
Watanabe K, Katayama K, Akima H. Association of skeletal
muscle oxidative capacity with muscle function, sarcopeniarelated exercise performance, and intramuscular adipose
若齢者
高齢者-2727, 2024
tissue in older
adults. GeroScience 46（2）:2715
2. 吉子彰人，塩澤華奈，丹羽史織，大島千佳，小池晃彦，
520
r = −0.47, P < 0.05
r = 0.22, P = 0.45
高橋英幸，渡邊航平，片山敬章，秋間 広．高齢者の骨格415
筋有酸素能と筋のパフォーマンスおよびサルコペニア指3標との関係．第10 回日本サルコペニア・フレイル学会
10
2
1
0
0

250

30
60
90 120
筋酸素化機能 (s)r = 0.04, P = 0.89

200
150
100
50
0
0

30
60
90 120
筋酸素化機能 (s)脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

血流動態解析の精度検証に使用する流体ファントムの作製
─ 材質の違う 2 種類の模擬血管における検討 ─
福山い結果となった。模擬血管部直径の時間的変化の結

篤司

果（図 3）では、アクリル＋寒天のファントムにおけAtsushi Fukuyama

る模擬血管部の直径はシリコンチューブと血管内径

日本医療大学
保健医療学部 診療放射線学科教授
脳とこころの研究センターフェロー

礒田は異なるがほとんど変化しなかった。シリコン＋寒天は変化量が少ないが、それに対しシリコン＋水は
最大収縮期で直径が大きくなった。

結果より、拍動によって断面積が広がり流速が低下

治夫

したことが影響を及ぼしたと考えられる。WSS は

Haruo Isoda

血管壁が硬質なほど壁にかかる圧力を吸収出来ず、

聖隷浜松病院
放射線科が生じたと考えられる。 模擬血管部直径の時間的充填部が硬質なほど血管壁の拍動を抑制するため差変化が空間的平均流速や WSS という血流動態に影小山

響を及ぼしたと考えられる。

修司

Shuji Koyama
名古屋大学 脳とこころの研究センター
大学院医学系研究科 総合保健学専攻
バイオメディカルイメージング情報科学准教授

過去の研究で行われている血流動態解析の精度検証

は、アクリル製の直管パイプを模擬血管部にした流体ファントムで実施されている。しかし、実際のヒトの血管は弾性があり拍動によって収縮するため、硬質の模擬血管では真の精度検証と相違が出てしまう可能性が指摘される。そこで本研究の目的は模擬
血管部を硬質のアクリル製直管パイプならびに軟質

図 1．各ファントムにおける空間的平均流速のシリコンチューブ、その周辺を寒天または水で充填した流体ファントムを作製し、血流動態解析の結果に違いが現れるのかを検証した。

本実験で使用したファントムは模擬血管部をシリコ

ンチューブ、周辺を 0.125mmol/L のガドリニウム造影剤を添加した 1 重量％アガロースで充填したファ

ントム、2 つ目は模擬血管部をシリコンチューブ、周辺を水で充填したファントム、3 つ目は模擬血管部をアクリルパイプ、周辺を前述と同様のアガロー

図 2．各ファントムにおける最大収縮期の WSS

スで充填したファントムである。疑似血液は 40 重

量％グリセリン生理食塩水を使用し、多機能型脈動ポンプ ALPHA FLOW EC-2（フヨー株式会社）で拍動流として循環させた。流速測定が可能な Phase
Contrast（PC）法を用いて、3 次元データ収集と心電同期、3 方向の velocity encoding（VENC）を組み合わせた 4D ﬂow MR 撮像法でデータ収集を行った。
各ファントムにおける空間的平均流速の結果（図 1）では、充填部が水と寒天において最大収縮期で約3cm/s の差があり、充填部が硬質な方が速くなった。
また、最大収縮期での WSS の結果（図 2）では、シ
リコン＋水で作製したファントムの WSS が一番低

18

図 3．模擬血管部直径の時間的変化

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

画面越しの評価者の存在形態の違いが認知課題遂行中の注意に及ぼす影響：脳波による検討
田邊

実験の結果、条件間に動詞生成課題の回答開始時間の差は無く、評価者の存在形態の違いによるパフォー
マンスへの影響は認められなかった。一方、脳波に宏樹

Hiroki C. Tanabe
名古屋大学大学院情報学研究科
心理・認知科学専攻 心理学講座教授
脳とこころの研究センターフェロー

野中

おける ERP 減衰量（評価者なしの Control 条件における ERP の N1 と P2 成分の振幅と評価者あり各条件の振幅の差）の比較では、映像（Live）条件において、評価者が名前（Name）や写真（Picture）で呈示される条件と比べ ERP の振幅が大きく減衰することが示さ。
れた（図 1，2）
これらの結果を考え合わせると、評価者の存在形態の梨聖

Rise Nonaka
名古屋大学情報学研究科
大学院 博士前期課程

COVID-19 の感染拡大によりオンラインコミュニ
ケーションが一般的になったが、オンライン上で生じる心理的・生理的な現象や、パフォーマンスに対する影響は未だわかっていないことが多い。これまでの研究で、他者の存在により認知負荷が増大し、覚醒度が上昇することによってパフォーマンスが向上する社会的促進や、逆に低下する社会的抑制という現象が生じることが示されている。さらに、社会的抑制においては、この負荷の要因として評価懸念が挙げられており、他者から見られていたり評価されていると感じることで生じた不安が精神的負荷となり、それが限られている注意資源の一部を割くことで、課題に注がれるべき注意の量が減少し、パフォーマンスの低下が起こると考えられている。そこで本研究では、実際のオンラインコミュニケー
ションに似た設定のもとで、4 種類の評価者の存在
形態（評価者なし・評価者の名前・写真・映像）を作成し、その状況下での動詞生成課題を遂行中の実験
参加者の注意への影響を、無関連プローブ法（Takeda& Kimura, 2014）によって誘発される脳波の事象関連電位（ERP）と、課題のパフォーマンスを指標として検討した。

図 1．Cz 電極において誘発された N1 と P2 の波形違いは課題遂行のために配分される注意量に大きな影響を与えず、他に配分される注意 ─ 今回の実験では
課題無関連プローブ音に対する無意識の注意 ─ から割かれたと推測された。ただし、本実験で用いたパフォーマンス指標は回答開始時間のみであったので、他の指標であれば条件間に差があった可能性を否定できず、その場合は評価者の存在の違いが課題遂行に係る注意の一部を割いたとも言える。また、条件間のERP 減衰量の違いは、Live 条件では評価者の存在が最も具体的であるため生じた評価懸念も一番大きく、評価者に対し無意識的に注意が向いたためと考えられる。これらのことから、オンラインでの評価場面における他者の存在はその呈示のされ方によって異なり、映像が最も注意を惹くことが示唆された。
主要論文と学会発表
1. Shen Y, Tanabe HC（2023）: “Neural correlates of evaluationsof non - binary social feedback: An EEG study. ” , Intl J.
Psycho-physiol., 191, 57-68.
2. Shen Y, Koike T, Yoshioka A, Tsuchimoto S, Ogasawara
K, Sadato N, Tanabe HC（ 2023 ）: “ Neural representationof audio - visual information transmission process using
hyperscan fMRI.”, OHBM2023 Annual Meeting 7.22-26
Montreal, Canada
3. 田邊宏樹（2023）：「複数人の脳活動を同時に測る：ハイパースキャン脳機能研究の現在とこれから」．第 62 回日本
生体医工学会．2023.5.18-20．名古屋国際会議場，名古屋

図 2．Cz 電極での N1 成分における ERP 減衰量19脳とこころの研究センター

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

令和 5 年度活動報告書

二相性急性脳症後てんかんにおけるてんかん焦点とてんかん
ネットワークの同定：EEG-fMRI を用いた検討
光松

AESD 後のてんかん性スパズムに対する有効な介入となりうると結論づけた。

孝真

Takamasa Mitsumatsu

主要論文

名古屋大学大学院医学系研究科
小児科学

伊藤

1. Yamamoto H, Natsume J, Kaneko K, Takahashi T, Wakamatsu M,
Ogawa C, Kumai S, Suzui R, Sawamura F, Shiraki A, Nakata T,
Kidokoro H. Muramatsu H, Takahashi Y. Two Cases of Juvenile
Myelomonocytic Leukemia and Myelin Oligodendrocyte
Glycoprotein Antibody-Associated Disease. Pediatr Neurol
2023; 144: 1-4. doi: 10.1016/j.pediatrneurol.2023.03.002.
2. Nosaka R, Ushida T, Kidokoro H, Kawaguchi M, Shiraki A,
Iitani Y, Imai K, Nakamura N, Sato Y, Hayakawa M, Natsume J,
Kajiyama H, Kotani T. Intrauterine exposure to chorioamnionitis
and neuroanatomical alterations at term-equivalent age inpreterm infants. Arch Gynecol Obstet 2023. doi: 10.1007/
s00404-023-07064-y. Online ahead of print.
3. Shiohama T, Maikusa N, Kawaguchi M, Natsume J, Hirano
Y, Saito K, Takanashi JI, Levman J, Takahashi E, Matsumoto
K, Yokota H, Hattori S, Tsujimura K, Sawada D, Uchida T,
Takatani T, Fujii K, Naganawa S, Sato N, Hamada H. A Brain
Morphometry Study with Across-Site Harmonization Usinga ComBat - Generalized Additive Model in Children andAdolescents. Diagnostics（Basel）2023; 13（17）: 2774. doi:
10.3390/diagnostics13172774.

祐史

Yuji Ito
名古屋大学大学院医学系研究科
小児科学

夏目

淳

Jun Natsume
名古屋大学大学院医学系研究科
障害児（者）医療学寄附講座
教授

二相性急性脳症（AESD）は、本邦における小児の急性脳症の約 30% を占め、神経学的後遺症は約 70% と高率に認められる。当グループは以前に、AESD 後
てんかんの発症率は 23％と高率で、60％が薬剤抵抗性に経過し、発作型は焦点発作やてんかん性スパズ
ムを多く認めることを報告した。AESD により大脳皮質と皮質下白質が損傷を受け、その修復過程で広範なてんかんネットワークを形成することが推察されているが、詳細な病態メカニズムは明らかでない。
本研究は、AESD 後てんかんの 2 例に脳波機能的 MRI
同時記録（EEG-fMRI）を行い、てんかん焦点の推定とてんかんネットワークの評価を行うことを目的とした。発作間欠期のてんかん性放電に関連する BOLD
信号変化を、複数の時間的ピークを持つ血流動態反応関数からなる事象関連デザインを用いて解析した。
症例 1 は 9 歳時に AESD を発症し、10 歳時に焦点発作が出現した。日単位の焦点発作が存続し、14 歳時に EEG-fMRI を行った。症例 2 は 1 歳 10 か月時に
AESD を発症し、1 歳 11 か月時にてんかん性スパズ
ムが出現した。副腎皮質刺激ホルモン療法により発作は一時消失したが、その後再燃し、3 歳時に全脳梁離断術を行った。術前後で EEG-fMRI を行った。
結果を図 1、図 2 に示す。いずれの症例においても、両側の複数のてんかん焦点と皮質下構造を含む広範なてんかんネットワークの存在が明らかとなり、
AESD 後てんかんに共通する病態メカニズムの存在が示唆された。また、症例 2 では、全脳梁離断術により発作消失が得られ、神経発達の改善が認められた。術前後の EEG-fMRI 所見の比較により、脳梁離断術が両側同期性のてんかんネットワークを切断し、てんかん感受性を低下させた可能性が示唆され、

20

AESD発症時

R

慢性期

T1WI

DWI

FDG-PET

EEG-fMRI所⾒

R

-5.8

-3.1

t-value

3.1

6.9

図 1．症例 1 の頭部 MRI、FDG-PET、EEG-fMRI 所見
AESD発症時

R

慢性期

T1WI

DWI

FDG-PET

EEG-fMRI所⾒（脳梁離断術前）

R

P

-7.2

-3.1

t-value

3.1

7.5

EEG-fMRI所⾒（脳梁離断術後）

-5.4

-3.1

3.1

4.2

-3.9

-3.1

3.1

4.5

図 2．症例 2 の頭部 MRI、FDG-PET、EEG-fMRI 所見

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

MRI による頭蓋内間質液・脳脊髄液動態の解明
長縄ても興味深い知見を示している。我々は強 T2 強調

慎二

FLAIR 画像を用いて、正常の眼球でも造影剤投与後

Shinji Naganawaに網膜周辺で主に鋸状縁の下側にガドリニウムの漏名古屋大学大学院医学系研究科
量子医学講座教授

田岡出がある事を見いだし、この漏出の程度が年齢に依存することを報告した 4）。

Glymphatic システムあるいは間質液動態の評価手法

俊昭

として、我々は MRI の拡散画像を用いた評価も行っ

Toshiaki Taokaている。血管周囲腔方向の相対的な拡散能を評価す名古屋大学大学院医学系研究科
革新的生体可視化技術開発産学協同研究講座 特任教授
脳とこころの研究センターフェロー

tensor image analysis along the perivascular space

る事によって、間質液動態の評価を目指す diﬀusion（DTI-ALPS）という手法を提案している。その簡便法である DWI-ALPS 法を用いた全脳放射線治療後

従来、中枢神経組織にはリンパ系が存在しないとの症例の検討では、健常例と比較して全脳照射例で考えられていた。2012 年に Iliﬀ らにより脳内のリは ALPS 指数の低下が見られ、間質液動態の変化をンパ系ともいえる老廃物排泄系としてグリア細胞

反映している可能性を報告している 5）。

および間質腔、脳脊髄液・脳間質液の関与を示す

Glymphatic システム仮説が提唱された。

主要論文

Glymphatic シ ス テ ム の 評 価 に は 様 々 な 手 法 が 提

1. Naganawa S, Ito R, Taoka T, Yoshida T, Sone M. Parasagittal
Cystic Lesions May Arise from the Pial Sheath aroundthe Cortical Venous Wall. Magn Reson Med Sci. 2023;22（1）:143-6.
2. Naganawa S, Ito R, Kawamura M, Taoka T, Yoshida T, Sone
M. Association between the Putative Meningeal Lymphatics
at the Posterior Wall of the Sigmoid Sinus and Delayed
Contrast-agent Elimination from the Cerebrospinal Fluid.
Magn Reson Med Sci. 2024;23（1）:80-91.
3. Naganawa S, Ito R, Kawamura M, Taoka T. Intracranial
Air Absorption through Arachnoid Granulation: New
Considerations from Transsphenoidal Surgery andImplications for Neuroﬂuid Dynamics. Magn Reson Med Sci.
2023.
4. Naganawa S, Ito R, Kawamura M, Taoka T, Yoshida T,
Sone M. Peripheral Retinal Leakage after Intravenous
Administration of a Gadolinium - based Contrast Agent:
Age Dependence, Temporal and Inferior Predominance andPotential Implications for Eye Homeostasis. Magn Reson
Med Sci. 2023;22（1）:45-55.
5. Taoka T, Ito R, Nakamichi R, Nakane T, Kawamura M,
Ishihara S, et al. Evaluation of alterations in interstitial
fluid dynamics in cases of whole-brain radiation using the
diffusion-weighted image analysis along the perivascularspace method. NMR Biomed. 2023:e5030.

唱されている。我々は、ガドリニウム造影剤をト
レーサーとして、その静注後数時間での強 T2 強調

FLAIR による評価を行っているが、最近では老廃物排泄の経路としての上矢状洞周囲の構造に注目している。造影強 T2 強調 FLAIR と脳槽画像の組み合わせによる観察では、上矢状洞周辺の嚢胞構造が見られるが、これらの囊胞が静脈周囲の軟膜下層を通して間質液と関連していることを示唆する形態学的特徴についての報告を行っている 1）。また、この造影
強 T2 強調 FLAIR では S 状静脈洞後壁に髄膜リンパ管と思われる構造が描出できる。この構造の描出の時間経過は、基底核部の血管周囲腔のそれと相関することから、これらの構造は共通して頭蓋からの造影剤のクリアランスと関連していることが示唆された 2）。さらに、上矢状洞近傍の構造であるくも膜顆
粒が、開頭手術後の頭蓋内の気体の吸収にも関与している可能性について報告した 3）。
ガドリニウム造影剤は脳内のみでなく、眼球におい21

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

精神疾患モデル生物の開発から新規診断法および治療法の開発を目指して森て森は 3q29 欠失を模したモデルマウスの表現型解

大輔

析、機能解析を東京大学饗場グループ、名古屋大学

Daisuke Mori

医療薬学山田グループと共同で行っている。継時的名古屋大学
脳とこころの研究センター
精神医学 特任准教授

な活動量と体温の変動について調べたところ、3q29
欠失モデルマウスは野生型マウスと比較して、点灯から消灯の切り替えにより鋭敏に反応して活動量及び体温の上昇を認めるという特徴を得て、論文化しⅠ．健常者コホートゲノム・血しょう整備基盤

た（Mori et al., Transl Psychiatry, in press）。さらにモ脳とこころの研究センターでは、加齢に伴う脳のデルマウス脳の c-fos マッピングを行なった。c-fos

構造、機能、神経回路の変化に影響を及ぼす環境

は神経活動性の指標ともなるマーカーである。変異

要因や遺伝因子を明らかにするために、健常者ボラ

マウスが脳のどの領域で野生型よりも上がっている

ンティアから、脳画像およびゲノム DNA、血しょか下がっているかを検討しているところである。今うの収集を平成 26 年 7 月より開始した。被験者 1 名

後の展開としては、ここで示唆された回路異常をさにつき血しょうを 4ml（0.5ml x8 本）および血球細胞

らに解析し、コンディショナルノックアウトを用い由来ゲノム DNA 溶液 2 本の計 10 本を保管し、のべた機能解析から病態を明らかにしていきたいと考え

1600 名分の検体を収集した。

ている。

今後は発達・加齢に伴う遺伝子上の変化の同定と影響を、精神医学教室での遺伝子解析および機能解析

主要論文のノウハウを生かす形で研究計画を立案し、実行に

1. Mori D, Ikeda R, Sawahata M, Yamaguchi S et al.,Phenotypes for general behavior, activity, and bodytemperature in 3q29 deletion model mice. Translational
Psychiatry, in press
2. Tanaka, R, Liao J, Hada K, Mori D, Nagai T, Matsuzaki
T et al. Inhibition of Rho - kinase ameliorates decreased
spine density in the medial prefrontal cortex andmethamphetamine-induced cognitive dysfunction in micecarrying schizophrenia-associated mutations of the Arhgap10
gene. Pharmacol Res 2023; 187: 106589.
3. Tabata, H, Mori D, Matsuki T, Yoshizaki K, Asai M,
Nakayama A et al. Histological Analysis of a Mouse Model ofthe 22q11.2 Microdeletion Syndrome. Biomolecules 2023; 13.

移していく予定である。

Ⅱ．患 者ゲノム解析を起点とした精神疾患の分子病態の解明精神医学分野では、自閉スペクトラム症（ASD）と統合失調症（SCZ）の臨床的課題を克服することを目標として、患者ゲノム解析起点とした病態解析を行なっている。

3q29 欠失は現在知られている統合失調症の最もエフェクトサイズが最も大きい変異である。この変異を有する患者から樹立した iPS 細胞の解析と並行し

Mori et al., Translational Psychiatry, 2024

統合失調症の強いリスク因子である3q29微小染色体欠失モデルマウスの病態解析③明期→暗期の切り替えに過敏に反応①3q29欠失モデルマウスを自作②マウスゲノムで欠失を確認

22

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

難治脳神経疾患の脳内ネットワーク研究で挑む新たな脳神経外科
手術の開発
石﨑

SEEG を用いた異常ネットワークの検出と特異的に凝固する新規外科手法の開発を行い臨床応用することに成功した（図 1B）。
本態性振戦（ET）はその病態を皮質 - 視床 - 小脳ループの異常であるとされている。かつては運動症状のみを呈すると考えられていたが、近年では高次脳機能が低下するという報告が増えてきている。そこで当院の ET 患者における高次脳機能検査の結果と安静時 fMRI の結果から、振るえと認知機能の関係性を導き出した。結果から、ふるえの重症度が ET 患者の様々な認知機能と相関が認められることが示された。また、fMRI の機能的結合性を健常者と比較した dual regression 法の解析結果より、ET 患者が健常者に比して安静時ネットワークの結合性において有意な低下を来していたことを明らかにした（図 2）。

友崇

Tomotaka Ishizaki
名古屋大学医学部附属病院
脳神経外科
病院助教

前澤

聡

Satoshi Maesawa
名古屋医療センター
脳神経外科 科長
脳とこころの研究センター

齋藤竜太

Ryuta Saito

主要論文

名古屋大学大学院医学系研究科
脳神経外科
教授

1. Ishizaki T, Maesawa S, Nakatsubo D, Yamamoto H, Torii J,
Mutoh M, Natsume J, Hoshiyama M, Saito R., Connectivity
alteration in thalamic nuclei and default mode network related area in memory processes in mesial temporal lobe
epilepsy using magnetoencephalography. Sci Rep. 2023 Jun
30;13（1）:10632. doi: 10.1038/s41598-023-37834-2.
2. Ishizaki T, Maesawa S, Yamamoto H, Hashida M, Mutoh M,
Ito Y, Tanei T, Natsume J, Saito R., Focus disconnection of
the SEEG-identified epileptic network by radiofrequency
thermal coagulation. Seizure. 2023 Jul 14;111:17-20. doi:
10.1016/j.seizure.2023.07.007. Online ahead of print.
3. Suzuki T, Ishizaki T, Maesawa S, Hashida M, Mutoh M,
Ito Y, Tanei T, Saito R., Epileptogenic zone in Broca's area
is resectable under awake surgery in accordance with thehodotopic framework: A case report. Seizure. 2023 Sep
21;112:84-87. doi: 10.1016/j.seizure.2023.09.018. Online
ahead of print.
4. Mutoh M, Maesawa S, Nakatsubo D, Ishizaki T, Tanei T,
Torii J, Ito Y, Hashida M, Saito R., Boltless nylon-suturetechnique for stereotactic electroencephalography as a safe,
effective alternative when the anchor bolt is inappropriate.
Acta Neurochir（ Wien ）. 2024 Jan 17;166（ 1 ）:18. doi:
10.1007/s00701-024-05889-3.

当グループは機能的脳神経外科として、てんかん、
パーキンソン病、本態性振戦などの難治脳神経疾患の外科治療に携わっている。近年の画像・電気生理学的手法の進歩に伴い、機能的 MRI（fMRI）
、脳磁図
（MEG）
、定位的頭蓋内脳波（SEEG）などを複合した
脳内ネットワーク研究で疾患の病態解明とそれをターゲットとした治療戦略の構築が可能となってきた。
てんかん領域では近年大脳皮質の異常神経活動に関与する皮質下構造（視床、大脳基底核、小脳）の働きが注目されている。当グループでは以前から特に視床の神経活動に着目してきた。MEG を用いた研究では、視床前核（ANT）、背内側核（MD）、髄板
内核群（IL）がそれぞれ周波数帯域ごとにデフォル
トモードネットワーク（DMN）の各関心領域間の発作間欠期（安静時）の機能的結合性が内側側頭葉てんかん患者と健常者では大幅に変化していることが明らかとなった（図 1A）。また、こうしたてんかんの異常ネットワークを明らかにする手法を応用し、

1-4 Hz

Delta

mPFC

Ipsi

ANT

0.58

0.42
PCC

IPL

MD restMD
rest

IL restIL

HIP rest
HIP

mPFC

mPFC

mPFC

MD

IL

PCC

0.48

0.46

IPL

ANT rest
ANT
rest
Contra

HIP

PCC

IPL

30-80 HzANT rest
ANT
rest
Contra

IPL

PCC

Gamma

A

mPFC
0.27

MD restrest
MD

IL restIL

HIP rest
HIP

mPFC

mPFC

mPFC

Ipsi

0.21
PCC

IPL

IPL

PCC

preSMA

IPL

PoCG

IPL

PCC

PrCG
hand

mPFC

mPFC

mPFC

mPFC

mPFC

MD

IPL

PCC

IL

0.37

IPL

0.40
PCC

0.39
IPL

IPL

PCC

Ripple0.52
PCC

80-250 Hz

4-8 Hz

Theta

ANT

0.32

HIP

0.26

MD

ANT

IPL

D

PaCL

CgGm

L

HIP

IL

0.23
PCC

0.33
PCC

IPL

PCC

IPL

Coagulated lesion

17.64(±0.56) vs. 18.00(±0.00)
A

mPFC

mPFC

0.18

IPL

0.47
PCC

HIP

IL
0.30

0.27

0.29

IPL

0.36
PCC

mPFC

mPFC

mPFC

ANT

MD

IL

0.38
PCC

IPL

0.27

0.25

IPL

PCC

250-500 Hz

0.42
PCC

MD

Fast ripple

8-14 Hz

Alpha

Beta

14-30 Hz

0.24

mPFC

mPFC

mPFC

mPFC

ANT

MD

IL

PrCG
hand

HIP

0.62
PCC

IPL

PCC

IPL

PCC

IPL

PCC

PCC

IPL

SMAa

PaCL
CgGm

mPFC

HIP

PCC
PCC

IPL

PCC

PaCgG

IPL

0.24
IPL

IPL

安静時fMRIにおけるネットワーク結合の強さ

preSMA

SMAp

PoCG
0.33

13.57(±3.37) vs. 15.85(±3.20)

mPFC

0.23

0.28

ANT

9.14(±3.24) vs. 10.75(±2.57)→ET群で注意見当識、流暢性（音韻性語想起、意味性語想起） が低下

Entry
mPFC

11.96(±2.20) vs. 13.50(±1.00)

Epileptogenic lesion

P V M

IPL

PCC

Trajectory

PrCG
hand

ACC

PaCgG

mPFC

mPFC

0.38

0.41

SMAa

SMAp

cs
mPFC

70代比較
70代比較
音韻性語想起（p=0.04） 意味性語想起（p=0.01）

Entry

Entry

HIP

IL

PCC

B

70代比較
流暢性（p=0.001）

0.99

0.26

MD

ANT

※有意差のあった項目を提示（ Mann-Whitney U -test）

60代比較
注意見当識（p=0.005）

Bvent Sensorimotor network

ACC

D
L

A

P

V M

D
P
M V

Posterior Salience network

L
A• ANT-およびIL-DMNのFCはdelta～beta帯域で低下していた• ANT-、MD-およびHIP-mPFCのFCはgamma～ripple帯域で上昇していた（P＜0.001、uncorrected ：多重比較補正なし）

R

L

R

L

上記２つのネットワークで高齢発症ET群において健常群よりも有意な結合性の低下あり

図 2．本 態性振戦における高次脳機能と fMRI を用
図 1．図1.内側側頭葉てんかんにおける視床ネットワークのMEG解析（A）、
内側側頭葉てんかんにおける視床ネットワークの MEG 解析（A）、SEEG を図2.本態性振戦における高次脳機能とfMRIを用いた安静時ネットワーク解析
用いたてんかんネットワークの同定と新規手術方法の開発（B）
いた安静時ネットワーク解析
SEEGを用いたてんかんネットワークの同定と新規手術方法の開発（B）

23

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

認知症の血液バイオマーカーと健常加齢における神経炎症
バイオマーカーの検討
小倉

機能的ネットワークは背側デフォルトモードネット

礼

ワークと、被殻からの機能的ネットワークは基底核

Aya Ogura及びセイリエンスネットワークとの重複を示した。

名古屋大学
脳とこころの研究センター
特任助教

原すなわち、健常加齢における THK5351 の集積パター

ンは、認知機能と関連する安静時大規模ネットワー
クと強く結合するコネクターハブの領域に位置することを報告した 1）。

一洋

主要論文

Kazuhiro Hara
名古屋大学医学部附属病院
脳神経内科
病院講師

勝野

1. Yoshida Y, Yokoi T, Hara K, et al. Pattern of THK 5351
retention in normal aging involves core regions of restingstate networks associated with higher cognitive function.
Nagoya J Med Sci. 2023; 85（4）: 758-771.
2. Tada T, Hara K, Fujita N, et al. Comparative examinationof the pons and corpus callosum as reference regions forquantitative evaluation in positron emission tomography
imaging for Alzheimer's disease using 11C - Pittsburgh
Compound-B. Ann Nucl Med. 2023; 37（7）: 410-418.

雅央

Masahisa Katsuno
名古屋大学大学院医学研究科
神経内科学
教授

図1

大規模ネットワークとの機能的結合変化
FCORによる評価(CR vs NC)

今年度はアルツハイマー型認知症（AD）の抗体治療R薬であるレカネマブが認可され、実臨床での使用が開始された。レカネマブには AD の原因タンパクのひとつであるアミロイド β（A β ）を除去する作用がある。抗体治療薬の実用化は対症療法のみであった

認知症診療に大きな変革をもたらすと考えられる。
我々は健常コホート研究で収集した血漿サンプルを用いて、A βを含めた AD のバイオマーカーを測定している。通常の臨床では、脳脊髄液や PET を用いてAD のバイオマーカーが測定されるが、より侵襲性が低く簡便な方法として血液を用いた測定が注目されている。これまで我々は 60 歳以上を対象に、212
例の血液バイオマーカーを測定し、約 18％の対象者
で A β が蓄積しながらも認知機能が保たれている可能性を示した。今年度は安静時脳機能 MRI 画像を検図2
討し、A βの蓄積に関連して複数の大規模ネットワー。
クにおいて、結合が増強する領域が示された（図 1）
構造画像の縦断的検討では、AD と関連する部位の脳萎縮が加速しやすい傾向を明らにしており、A βの蓄積に伴う脳の構造的な障害と機能的な代償の可能性を検討中である。さらに今年度は Tau や GFAP、
NFL といった他の認知症バイオマーカーも測定中であり、今後の検討に加えていきたいと考えている。
また、神経炎症と Tau 蛋白蓄積のバイオマーカーである［18F］THK5351PET が健常加齢において内側前頭前皮質と両側被殻に有意に分布することを明らか。本検討では、内側前頭前皮質からのにした（図 2）24

FWEc p<0.05

認知機能正常であってもAβが上昇している群で機能的結合の上昇を示す代償的変化の可能性

CR: cognitive reserve, 認知機能正常、Aβ蓄積
NC: normal control, 認知機能正常、Aβ正常

図 1．

健常加齢における神経炎症
THK5351 PETを用いて健常加齢において、THK5351は前頭前皮質、被殻において有意な分布パターンを示した
図 2．

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

高齢者における言語産生訓練が認知機能の基盤に及ぼす効果の研究中井敏晴

Toshiharu Nakai
大阪大学大学院歯学研究科
歯科放射線学 招聘教授
一般社団法人・神経情報画像研究所
代表理事

我々は高齢者を対象として音読訓練の中枢神経系への効果を検証し認知訓練としての意義を明らかにする腦機能解析の研究を進めて来た。本研究では灰白質の容積と神経構造結合（structural connectivity, SC）とを指標として訓練前後の変化を検討した。測定の（男性 12 名、対象者は健常の高齢日本語母語話者 20 名
平均年齢 69.7 ± 4.2 歳）である。被験者に短文を読み上げる練習を 1 週 5 日間、4 週間（20 日間）行わせた。
短文は有意味・無意味の各々難易度の異なるもの（2x2 条件）を用い、読み上げ作業中の音声を全て録音させた。全ての刺激文の構成を主語−修飾語−目
的語−述語の語順に設定し文法的構造を統一した。
有意味語文の修飾語・目的語・述語は漢字表記でないと意味が伝わらないもの（同音異義語など）は漢字表記とし、それ以外は可能な限り仮名で表記、有意味 語 は NTT デ ー タ ベ ー ス か ら 採 取 し た。 語 の 拍（mora）数は全ての文で統一し、条件間の有意差が無い事を確認した。無意味語には日本語の音韻だが言葉としては実在しない疑似単語を作成し、拍数も有意味語の条件と有意差が出ないように調整した。
脳機能計測には 3T MRI（Siemens Trio/Tim）を用い、DTI の収集は 30 軸 2 回加算で b 値 1000 / 0 sec/mm2 の
2 点計測とした。灰白質容積の評価に用いる 3D-T1
強調画像は MPRAGE を用いて収録した。DTI デー
タ は FSL で 前 処 理 し、Tract-Based Spatial Statistics（TBSS）を用いて FA 値を求めた（文献 1）。灰白質の容積変化は CAT12 Toolbox と AAL3 Toolbox を用い。
て SPM12 により評価を行った（文献 2）
行動データから、無意味文では訓練を経て読み上げ
時間は短縮したが、読み始めるまでの準備・計画時
間が延長し、記憶の再生を用いる様に読み上げ準備の方略が変化した事が分った。
4 週間の音読訓練により左補足運動野、左後部帯状
回、両側上・下前頭回等で有意な灰白質容積の増大。音読成績と灰白質容積との相関を認めた（Fig.1）
は両側上・中・下側頭回、中側頭回、中後頭回で見られた。補足運動野が発語に必要な運動産出に関与する事はよく知られている。上前頭回は作業記憶に関与する領域であり、本課題の様な音節認知に重点を置いた音読訓練で強く動員される領域である。中側頭回は下前頭回と協調して文の意味理解、特に語彙知識を動員した文脈処理に重要な役割を果している。中後頭回は形態認知を行うので音読課題の文字認識への視覚的注意とその連合機能への需要によると説明できる。

25

白質（神経束）では音読訓練により神経束全体で FA
値の包括的な上昇が見られたが、特に上縦束（SLF）、
前後の放線冠、内包と視床に FA 値の変化が著明であった（Fig.2）。上縦束の機能は語彙獲得や文法処
理、音韻認知や生成と、下前頭後頭束（IFOF）と連絡する外包（EC）は語彙処理と関連生が指摘され、何れも高次言語処理に必要な連合機能を支えていると考えられる。以上の結果から、我々が設計した音
読訓練課題は 4 週間の訓練で高次言語機能の神経基盤に有意の効果を齎す事が確認された。
以上の知見は音読訓練後に読み上げ速度が短縮した被検者で聴覚や語彙、文処理に関わる機能や短期記憶を司る神経領域に可塑的変化が生じた様子を白質の機能と灰白質の形態の面から裏付けたと考えられる。我々が同じ音読訓練モデルを使って安静時脳活動（RSN）を比較した結果（Front in Hum Neurosci 16,# 786853, 1-10, 2022）ともよく一致する。FA 値の変化は神経束全般に及んだたが、流動性知能への効果の有無を検討するために実施した WAIS III の語彙や計算、Raven 等では訓練後に有意の変化が認められなかった。流動性知能への効果は自動的なものではなく、作業成績の向上には更に個別の学習を必要とする間接的な効果であろう。高齢者の日常生活の目標として言語産生活動は包括的な認知機能の維持に資する神経基盤を維持する重要な要因と考えられる。
研究報告
1. Wu Y, Yang FG, Nakai T, Verbal Training Improved the White
Matter Integrity and Reading Performance, BrainConnects
2023, Ho Chi Minh City, Aug 19-20, 2023.
2. Lee K, Wu Y, Liu T, Yang FG, Nakai T, Verbal Training
Improved the Gray Matter Volume and Neurocognitive
Performance. BrainConnects 2023, Ho Chi Minh City, Aug
19-20, 2023.
3. Miyakoshi M, Archer JA, Wu C, Nakai T, Chen SHA,
Age-Related Changes in Episodic Processing of Scenes: A
Functional Activation and Connectivity Study. Sensors（Basel）
23, #4107, 2023. doi: 10.3390/s23084107.

図 1．Two Sample T-Test Between Post-Control and PostExperimental Groups（p<0.001, TFCE）.

図 2．Correlation Between FA and Difficult-to-Articulated
Sentences with Real Words（p<0.001, TFCE）

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

脳とこころの研究センター

令和 5 年度活動報告書

4. 第 10 回研究推進のための連携に関する会議
日

時： 令和 6 年 1 月 24 日（水） 13 時 30 分～ 15 時 30 分

会

場：オンライン会議（Microsoft Teams）

冒頭、勝野脳とこころの研究センター長、木■ 研究推進のための連携に関する会議

村医学系研究科長からの開会の挨拶、連携機関

所

属

氏

国立長寿医療研究センター

出席者から、自己紹介がありました。

おける 1 年間の研究活動等の進捗状況と今後の本センターの展望について説明があり、その後、出席した連携機関から、各機関における現在の活動や各機関との連携の状況について報告がな

研究所

名

櫻井

孝

生理学研究所定藤

規弘

静岡てんかん・神経医療センター

荒木保溝

愛知県医療療育総合センター

中山敦雄

自然科学研究機構

続いて、勝野センター長から、本センターに出席者

発達障害研究所

愛知医科大学

医学部

牛田

享宏

藤田医科大学

医学部

渡辺

宏久

飛田

秀樹

名古屋市立大学

大学院医学研究科

名城大学

薬学部

野田

幸裕

中部大学

生命健康科学部

野田明子

豊田中央研究所

山田

大介

心となって運営・実施する「拡大ワークショッ

名古屋大学

木村

宏

プ」について､ 今年度主幹機関として担当いた

名古屋大学

勝野

雅央

だいた、名古屋市立大学から報告があり、来年

名古屋大学

尾崎

紀夫

齋藤

竜太

飯高

哲也

梅垣

宏行

長縄

慎二

されました。また、連携機関の若手研究者が中度の運営体制等について意見交換を行いまし名古屋大学た。意見交換の結果、来年度主幹機関は藤田医

名古屋大学科大学に担当いただくこととなりました。

名古屋大学

最後に、勝野センター長から、連携会議参加

名古屋大学への謝辞と、今後も各連携機関との相互連携を名古屋大学

一層推進し、研究成果の創出を目指していきた名古屋大学

いとの抱負が述べられ、閉会いたしました。

名古屋大学
名古屋大学

大学院医学系研究科
脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

脳とこころの研究センター
脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

脳とこころの研究センター
脳とこころの研究センター（医学部附属病院）

脳とこころの研究センター（大学院医学系研究科）

稔

小山

修司

原

一洋

バガリナオ・E

名古屋大学

脳とこころの研究センター

森

大輔

名古屋大学

脳とこころの研究センター

小倉礼

勝野センター長から研究活動報告

26

寳珠山

脳疾患克服に向けた次世代創薬開発のためのコホート・コンソーシアム型研究拠点形成

令和 5 年度活動報告書
脳とこころの研究センター〒 466-8550 名古屋市昭和区鶴舞町 65
TEL:052-744-1975 FAX: 052-731-8131
E-mail: bmrc@adm.nagoya-u.ac.jp
http://www.med.nagoya-u.ac.jp/noutokokoro/