Analysis of neural networks in brain shallow layer responsible for functional shift aiming at innovation of neurosurgery and neuroscience

脑浅层负责功能转变的神经网络分析，旨在神经外科和神经科学的创新

• 批准号: 22K18397
• 负责人: 中田 光俊
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18397/
• 关键词: 脳可塑性; 機能シフト; 脳解剖; 脳科学; 覚醒下手術; 脳機能シフト; 脳浅層ネットワーク

脳の機能は決められた場所に固定され動かないと考えられていた。我々は覚醒下脳手術を通して、脳内病変の進展に伴い本来の機能局在が移動する「機能シフト」と言われる現象を直接観察し報告してきた。これを来した場合、従来の機能領域を摘出しても障害は残らない。一方で、申請者らは大脳浅層を構成する脳回内に、隣り合う脳回及び同一脳回の神経線維が収束する円錐状の構造体を見出しcrossingと命名した。Crossingは片側大脳に200箇所程度点在し、これを起点とした網目状の神経ネットワークが形成されている。本課題では脳の根幹に迫る謎である「脳機能シフト」の構造的メカニズムをcrossingを主体とした解剖学的観点から解明することを目的とする。この研究により脳神経外科手術方針が変わり、脳科学研究への多大な貢献が期待できる。本研究は脳浅層ネットワークを介した機能シフトのメカニズムを明らかにすることを目標とする。本研究は下記４つのステップでプロジェクトを展開する。1) 機能シフトの範囲と方向の同定、2) Crossingの形態的・組織学的結合解析、3) 機能的ハブ（動かない範囲）の同定、4) 機能シフトとCrossingの関連解析、最終的には脳可塑性メカニズムを軸とした新規脳神経外科治療コンセプトを確立する。初年度は、ステップ1-3を実施した。ステップ1に関しては、言語機能を中心に解析を進め、機能シフトの方向、およびシフトの限界を同定した。現在は他の高次脳機能について検証中である。ステップ2については、形態的解析の準備段階としてマウスを用いて脳を透明化することに成功した。ステップ3については、脳浅層ネットワークのグラフ理論解析を用い、構造的ハブを同定した。なお、ステップ1-3は現在も研究進行中である。

Youdaoplaceholder0 脳 function められた resolution められた place に fixed され moving され な と と examination えられて た た た. I 々 は 覚 wake を 脳 surgery under general し て, 脳 disease - の develops に い の function originally bureau in が mobile す る "functional シ フ ト" と said わ れ る phenomenon を report directly 観 examine し し て き た. <s:1> れを comes to た た occasions, 従 comes to the <s:1> functional field を to remove <s:1> て, the disability of the disabled, <s:1> and らな て. Side で, applicants ら は big 脳 shallow を constitute す る 脳 に inside, 隣 り close う 脳 back and び same 脳 の 経 god back line d が 収 beam す る has drifted back towards &yen; cone の constructs を see out し crossing と named し た. Crossing は piece side large 脳 に 200 degree by points in し, こ れ を starting point と し た mesh shape の god 経 ネ ッ ト ワ ー ク が form さ れ て い る. This topic で は 脳 の root dry に forced る mystery で あ る "脳 function シ フ ト" の constructed メ カ ニ ズ ム を crossing を subject と し た anatomy 観 point か ら interpret す る こ と を purpose と す る. こ の research に よ り 脳 経 surgical approach god が - わ り, 脳 scientific research へ の な contribution が expect much で き る. This study は 脳 shallow ネ ッ ト ワ ー ク を interface し た function シ フ ト の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と を target と す る. This study expands on する by denoting 4 ステップでプロジェ ステップでプロジェ トを トを below. 1) Function シフト <s:1> pattern 囲と direction <s:1> same determination, 2) Histological combination analysis of Crossing pattern morphology, 3) function ハブ (dynamic な な pattern 囲) <s:1> same determination, 4) Functional シ フ ト と Crossing の masato even parsing, eventually に は 脳 plasticity メ カ ニ ズ ム を shaft と し た new rules 脳 god 経 surgery コ ン セ プ ト を establish す る. In the first year, た, ステップ1-3を actually carried out た. ス テ ッ プ 1 に masato し て は, speech function を center に analytic を into め, function シ フ ト の direction, お よ び シ フ ト の limit を be し た. Now である his <s:1> higher-order 脳 function に て検 て検 て検 certificate である. ス テ ッ プ 2 に つ い て は, morphological analytical の prepare Duan Jie と し て マ ウ ス を with い て 脳 を transparent す る こ と に successful し た. ス テ ッ プ 3 に つ い て は, 脳 shallow ネ ッ ト ワ ー ク の グ ラ フ theory analytical を い, tectonic ハ ブ を with fixed し た. Youdaoplaceholder0, ステップ1-3 なお is currently in the process of なお research である.

项目成果

非優位半球grade 2, 3グリオーマに対する高次脳機能温存を目的とした覚醒下手術：手術の工夫と有用性の検証

清醒手术保留非优势半球 2 级和 3 级神经胶质瘤的高级脑功能：手术创新和实用性的验证

• 发表时间: 2022
• 作者: 中田光俊;中嶋理帆;沖田浩一，木下雅史
• 通讯作者: 沖田浩一，木下雅史

脳機能マッピング・覚醒下手術最前線

脑功能图谱和清醒手术的前沿

• 发表时间: 2022
• 作者: 中田光俊;中嶋理帆;沖田浩一;木下雅史
• 通讯作者: 木下雅史

脳腫瘍摘出術後の高次脳機能低下に対する認知予備力の影響

认知储备对脑肿瘤切除后高级脑功能下降的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中田光俊;中嶋理帆;木下雅史;松井三枝
• 通讯作者: 松井三枝

右前頭葉グリオーマ摘出に起因する視空間認知機能障害を回避するための方策

避免右额叶神经胶质瘤切除引起的视觉空间认知功能障碍的策略

• 发表时间: 2022
• 作者: 中田光俊;中嶋理帆;沖田浩一;木下雅史
• 通讯作者: 木下雅史

高次脳機能を温存する前頭葉グリオーマの摘出術

额叶神经胶质瘤切除可保留较高的大脑功能

• 发表时间: 2022
• 作者: P.H. Tu;M. Sakamoto;K. Sasaki;Y. Shiratori;中田光俊
• 通讯作者: 中田光俊