Research for development of connectome-based functional neurosurgery and non-invasive simulation system

本研究の目的は、定位的機能外科治療の標的部位選択やモダリティの最適化のための非侵襲的術前評価アルゴリズムを確立し、これらを基盤とした新規なコネクトーム基盤型定位機能外科手術の確立を図ることである。2022年度は、そのphase1研究にあたる「患者の病態に即した運動/精神/高次認知機能の神経回路的変容を包括的に評価するアルゴリズムを開発」を実施した。視床に注目して、視床亜核の機能的連絡を自開発のfunctional connectivity overlap ratio (FCOR)で評価し、病態ごとの視床の役割を理解し、これを元に視床ニューロモデュレーション手術のシミュレーションを行う事ができれば、てんかんに対する新規治療の開発につながる。てんかん患者54例における視床前核からのFCOR解析を実施し、視床前核（ANT核)から意識に関わるネットワークへの結合性は多くは低下しているが、側頭葉てんかんではDMNで逆に増加している事が分かった。意識減損発作と意識システムであるDMNの関連が示唆された。また、健常者120名のデータベースを活用して、視床におけるFCORの加齢変化を評価し、視床前核は意識に関わるネットワークとの結合が強く、一方で他のネットワークとの結合性は50代以降二次曲線的に強まり、これは高齢者群では認知機能が低いほど、結合性が高くなる事が分かった。これらは脱分化と機能的代償を反映している可能性がある。また本態性振戦(ET)患者15名の術前術後の縦断的データセットを活用して、視床に注目したFCOR解析を行った。ETでは術前運動感覚ネットワーク、視覚ネットワークが過剰な結合性にて拡がっており、これが術後是正される事、更にDMN、ECNの様な内因性ネットワークが術後強くなる症例があり、これが振戦抑制と負の相関を示すことを新たな知見として得た。

本研究の目的は、定位的機能外科治療の標的部位選択やモダリティの最適化のための非侵襲的術前評価アルゴリズムを確立し、これらを基盤とした新規なコネクトーム基盤型定位機能外科手術の確立を図ることである。2022年度は、そのphase1研究にあたる「患者の病態に即した運動/精神/高次認知機能の神経回路的変容を包括的に評価するアルゴリズムを開発」を実施した。視床に注目して、視床亜核の機能的連絡を自開発のfunctional connectivity overlap ratio (FCOR)で評価し、病態ごとの視床の役割を理解し、これを元に視床ニューロモデュレーション手術のシミュレーションを行う事ができれば、てんかんに対する新規治療の開発につながる。てんかん患者54例における視床前核からのFCOR解析を実施し、視床前核（ANT核)から意識に関わるネットワークへの結合性は多くは低下しているが、側頭葉てんかんではDMNで逆に増加している事が分かった。意識減損発作と意識システムであるDMNの関連が示唆された。また、健常者120名のデータベースを活用して、視床におけるFCORの加齢変化を評価し、視床前核は意識に関わるネットワークとの結合が強く、一方で他のネットワークとの結合性は50代以降二次曲線的に強まり、これは高齢者群では認知機能が低いほど、結合性が高くなる事が分かった。これらは脱分化と機能的代償を反映している可能性がある。また本態性振戦(ET)患者15名の術前術後の縦断的データセットを活用して、視床に注目したFCOR解析を行った。ETでは術前運動感覚ネットワーク、視覚ネットワークが過剰な結合性にて拡がっており、これが術後是正される事、更にDMN、ECNの様な内因性ネットワークが術後強くなる症例があり、これが振戦抑制と負の相関を示すことを新たな知見として得た。