超高磁場MRIを用いた視床下部機能的結合解析の新規開発と気分障害への応用

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うつ病の神経基盤は、脳領域間の結合性の病態であるとの知見が集積しつつある。脳領域間の結合性の病理は、安静時fMRIによって視覚化が可能であり、これまでの研究から、うつ病では複数の脳構造間の機能的な結合の異常が関与すると推察されている。一方、脳領域間結合性のイメージングに関する技術的限界も指摘されている。うつ病では、視床下部-下垂体-副腎系を介した内分泌機能調節異常が存在するが、視床下部は、1．周囲との機能的境界が不明瞭、2．内部に機能の異なる小神経核が混在、という解剖学的特徴のため、信頼性と妥当性を備えた機能的結合の描出に限界があった。しかし、高いシグナル・ノイズ比と空間解像度を実現できる超高磁場MRI（7テスラ）の導入後、より高精度・高精細な安静時fMRI撮像が可能となった。この特性を最大限に活用することで、これまでは研究対象とできなかった脳領域に関しても機能的結合を評価できるようになった。本研究では、うつ病患者にて超高磁場MRIを用いた安静時fMRIを撮像し、これまで十分に検討されてこなかった視床下部に関し、機能的結合の観点からみた特徴を高精度かつ網羅的に抽出する。また、周囲脳構造との機能的境界の決定や、内部構造の高精度分割化を行うべく、データ駆動型の脳領域分割手法を応用した画像解析技術を開発する。これらにより、うつ病の症状や関連する心理指標との関連を調べ、病態理解を推進することを目標とした。本年度は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響により若干の実験進捗に支障が出たものの、概ね順調にMRI撮像等のデータ取得が進み、新たな解析方法の進捗をみた。また、従来稼働中の3テスラ安静時fMRIに対して、データ駆動型解析を応用し、うつ病の治療経過における脳内情報伝達の方向性とダイナミクスの変化を明らかにした論文成果を得た。