研究内容

神経生理学 Clinical neurophysiology

ヒトや動物から記録された脳波や誘発反応などを基に、難治てんかんや発達障害などの病態解明やよりよい治療方法の確立を目指す研究や認知機能の研究を行っています。脳波や誘発反応は生態信号ですので、その分析には音声処理などと同様のデジタル信号処理技術を用いています。また、よりよい解析方法の発見のため、MATLAB®等を用いた独自のデジタル信号処理・解析プログラムの開発も行っています。

高周波解析

脳波や誘発反応には肉眼では見えないよう非常に周波数の高い活動(高周波)が含まれています。高周波は認知活動にかかわっており、外界の認識や記憶の形成などに深くかかわっています。また、てんかん患者の脳では、てんかん焦点における異常高周波活動の存在が確認されています。これらの高周波活動を見つけ出して解析することにより、ヒトの認知過程を明らかにしたり、てんかん焦点のより正確な決定したりできる可能性があります。そのため、高周波活動を自動検出する技術、検出した高周波をカラー画像で可視化する技術を開発しています。また、けいれんのモデル動物での高周波解析を行い、てんかんの発症メカニズムを明らかにする研究を行っています。

頭蓋内脳波を用いた、てんかん発作時の異常高周波活動の可視化技術

発作活動の始まる部位や、その伝播様式を脳表の写真上に直感的に
動画として表示することができる(独自開発のプログラムによる)。
てんかん外科の手術戦略の決定に役立つ可能性がある。
Epilepsia 2006;47:1953-7(表紙画像に採用)

熱性けいれんモデルラット(Scn1a変異)での脳波の高周波解析

間代けいれん中のてんかん性棘波に先行する高周波成分の解析(フィルタリングと
Gabor変換によるスペクトログラム表示、解析は独自開発のプログラムによる)。
Epilepsy Res 2013;103:161-6

頭蓋内脳波におけるてんかん性異常高周波活動の自動検出と可視化技術

てんかん焦点の代理バイオマーカー(surrogate biomarker)と考えられている
ripples(80-200Hzの高周波活動)、fast ripples(200Hzを超える高周波活動)を
自動検出し(紫のマーク)、脳表写真上にカラー画像として投影する
(解析は独自開発のプログラムによる)。
てんかん外科の手術方針の決定に有用な可能性がある。
Epilepsia 2011;52:1802-11

てんかん発作の検出補助技術の開発

てんかん発作では、明らかな発作症状が目に見えない場合があります非けいれん性発作)。集中治療の場では非けいれん性発作はわりと多く、これを見つけるために長時間(最低24時間)の脳波記録が注目を浴びています。しかし、専門医以外による発作の検出には課題が多いのが現状です。このため、誰にも分かりやすい発作検出の補助技術の開発を行い、臨床応用に向けているところです。

また、最近は、広島大学生体システム論研究室との共同研究も始めており、脳波の新たな統計学的モデリングの提案(広島大学と岡山大学との共同特許出願済)と、これを用いたてんかん発作の自動検出の応用研究を行っています。

長時間脳波記録中に起こった非けいれん発作のカラーグラフィカル表示法の開発

従来用いられていたamplitude-integrated EEGに改良を加え、
振幅情報のみならず周波数情報も同時にカラー表示した
(解析は独自開発プログラムによる)。
発作の部分が明るい緑色で表示されている。
Brain Dev 2015;37:487-94

神経代謝学 Neurometabolics

代謝物の測定

子どもでは見落とされがちな神経伝達物質病の早期発見や、新生児期・乳児期発症の難治てんかんの病態解明のため、髄液中の種々の神経伝達物質やビタミン類の測定・研究を行っています。詳細は、代謝物分析のページをご覧ください。

HPLCを用いた代謝疾患マーカーの研究の他、岡山大学自然生命科学研究支援センター分析計測分野と共同して、LC-MS/MSによる代謝物質の測定研究も行っています。最近、当ラボにもMSが導入され、LC-MSによる分析が可能になりました。

液体クロマトグラフィによる代謝物質測定

HPLC装置が日夜稼働し、種々の代謝物質測定を行っている。
蛍光検出装置(右上)、質量分析計(右下)による高感度測定(nmol/Lレベル)が可能である。
測ってみたい物質がありましたら、ご相談ください。

酵素活性の測定

先天性代謝異常症の多くは単一酵素の欠損が原因で引き起こされます。そのため、該当する酵素の活性測定を行って活性の低下を証明できれば、診断の確定度を高めることができます。

最近は遺伝子解析の進歩により、遺伝子変異が先に見つかることも多いのですが、見つかった遺伝子変異が実際に病原性をもつかどうかの証明が必要です。このような場合にも酵素活性測定は力を発揮します。

我々の研究室でも、一部の先天性代謝異常症を対象とした酵素活性測定の準備を進めているところです。

神経心理学 Neuropsychology

自閉スペクトラム症、注意欠陥・多動症、限局性学習症といった発達障害を持つ子ども達は、認知機能に様々な問題を抱えており、日常生活に多くの支障をきたしています。これらを十分に評価することは、発達障害の病態解明につながり、また、発達障害を有する子ども達の治療教育にとって大変重要になります。てんかんなどの神経疾患を有する子ども達や成人についても同様に評価を行っています。行っている神経心理学検査のリストはこちら

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