研究内容
畑講師は主に脳波解析を用いた研究を行っています。脳波は脳の電気活動を高い時間分解能で測定できる検査で、非侵襲で比較的手軽に実施できる有用なバイオマーカーです。疾患を選ばず研究できるので、様々な分野で経験を積むことができます。当研究室が関わってきた研究の一例を紹介します。
以下に最近の研究結果の一部を紹介します。
・認知症性疾患
Hata M, et al. Functional connectivity assessed by resting state EEG correlates with cognitive decline of Alzheimer's disease - An eLORETA study. Clin Neurophysiol. 2016 Feb;127(2):1269-1278.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1388245715009839?via%3Dihub
健常被験者の方と比較してアルツハイマー病の方では脳波の機能的結合の異常が見られることを報告しました。
Hata M, et al. Cerebrospinal Fluid Biomarkers of Alzheimer's Disease Correlate With Electroencephalography Parameters Assessed by Exact Low-Resolution Electromagnetic Tomography (eLORETA). Clin EEG Neurosci. 2017 Sep;48(5):338-347.
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1550059416662119?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed
脳脊髄液中のアルツハイマー病関連のバイオマーカーと脳波のパラメータが相関することを報告しました。
Hata M, et al. Alpha event-related synchronization after eye closing differs in Alzheimer's disease and dementia with Lewy bodies: a magnetoencephalography study. Psychogeriatrics. 2018 May;18(3):202-208.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/psyg.12313
閉眼に関連する脳磁図活動が健常被験者の方、アルツハイマー病の方、レビー小体型認知症の方で異なることを報告しました。
Hata M, et al. Precise Discrimination for Multiple Etiologies of Dementia Cases Based on Deep Learning with Electroencephalography. Neuropsychobiology. 2023;82(2):81-90.
https://karger.com/nps/article-abstract/82/2/81/832395/Precise-Discrimination-for-Multiple-Etiologies-of?redirectedFrom=fulltext
本学高等共創研究院・脳神経外科の柳澤先生との共同研究で、臨床脳波に深層学習モデルを適用することで認知症疾患の脳波データを高精度に識別できることを報告しました。
Watanabe Y, Miyazaki Y, Hata M, et al. A deep learning model for the detection of various dementia and MCI pathologies based on resting-state electroencephalography data: A retrospective multicentre study. Neural Netw. 2024 Mar;171:242-250.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0893608023007037?via%3Dihub
本学高等共創研究院・脳神経外科の柳澤先生との共同研究で、大阪大学の臨床脳波で構築した深層学習モデルを他施設の脳波データに適用できることや、軽度認知障害の方の脳波データにおいても適用できることを報告しました。
Hata M, et al. Utilizing portable electroencephalography to screen for pathology of Alzheimer's disease: a methodological advancement in diagnosis of neurodegenerative diseases. Front Psychiatry. 2024 May 24;15:1392158.
https://www.frontiersin.org/journals/psychiatry/articles/10.3389/fpsyt.2024.1392158/full
シート型脳波計のデータに深層学習モデルを適用することで、脳脊髄液でアミロイド病理が確認されたアルツハイマー病の方と健常被験者の方を識別できることを報告しました。
・せん妄
Hata M, et al. Predicting postoperative delirium after cardiovascular surgeries from preoperative portable electroencephalography oscillations. Front Psychiatry. 2023 Nov 14;14:1287607.
https://www.frontiersin.org/journals/psychiatry/articles/10.3389/fpsyt.2023.1287607/full
本学心臓血管外科との共同研究です。シート型脳波計で心臓血管外科術前の方の脳波データを計測し、そのデータに機械学習モデルを適用することで、術後せん妄の発症を高精度に予測できることを報告しました。
・てんかん
Omori H, Hata M, et al. A case with temporal spikes on electroencephalography induced by over 80 sessions of electroconvulsive therapy. PCN Rep. 2024 Jul 16;3(3):e227.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11250519/
電気けいれん療法を多数回施行した後にてんかん原性の脳波異常が誘発された症例について報告しました。世界的に見ても同様の報告は非常に少なく、非常に貴重な症例報告です。
Hata M et al. Hidden cases of epilepsy in cognitive impairment clinics: Exploring the use of a portable device for simplified electroencephalography testing. Epilepsy & Behavior Reports 100701-100701
物忘れを主訴として地域のクリニックを当初受診した症例に関するケースシリーズです。臨床脳波で認めたてんかん原性の活動と類似の活動がシート型脳波計でも検出できたことを報告しました。
・外傷体験
Hata M, et al. Short-term meditation modulates EEG activity in subjects with post-traumatic residual disabilities. Clin Neurophysiol Pract. 2019 Feb 20;4:30-36.
本学統合医療学寄付講座との共同研究です。外傷体験による様々な症状で苦しんでおられる方を対象として、マインドフル瞑想等の手法を使って介入を行い、介入後の脳波変化を報告しました。
・双極性感情障害
Kazemi R, Rostami R, Khomami S, Baghdadi G, Rezaei M, Hata M, et al. Bilateral Transcranial Magnetic Stimulation on DLPFC Changes Resting State Networks and Cognitive Function in Patients With Bipolar Depression. Front Hum Neurosci. 2018 Sep 5;12:356.
イランの研究グループとの共同研究です。双極性感情障害のうつ状態の方を対象として、磁気刺激後の脳波変化について報告しました。
・統合失調症
Hata M, et al. No adverse events were observed in clozapine-treated patients on extended hematologic monitoring intervals during the coronavirus pandemic in four psychiatric centers in Japan. Neuropsychopharmacol Rep. 2021 Jun;41(2):179-184.
脳波に関する研究ではありませんが、COVID-19流行期における治療抵抗性統合失調症の治療薬であるクロザピンの処方状況に関する調査を行いました。
このように脳波解析を軸として多岐に渡る研究テーマを実施することができます。国際誌で公表された研究のみ紹介しましたが、現在、進行中のプロジェクトが複数あり、学会発表なども積極的に行っています。
脳波解析の分野は日々進化しており、新しい発見や技術の導入が絶えません。そのため、常に最先端の研究に触れながら成長することができる環境です。
研究に興味がある方は、ぜひお気軽にお問い合わせください。一緒に新しい発見を目指して研究しましょう！
畑講師の最新の研究業歴はresearch mapでご確認ください。
髙橋講師は主に経頭蓋磁気刺激（Transcranial Magnetic Stimulation: TMS）に関した研究活動を展開しています。TMSは筋電図や脳波と組み合わせて神経生理学的研究に用いられますが、反復TMS（repetitive TMS: rTMS）が2019年6月に治療抵抗性うつ病にたいして保険収載されてから、rTMS治療の普及と適正な使用についても注目を集めています。
Imazu S, Ikeda S, Toi Y, Sano S, Kanazawa T, Shinosaki K, Tsukuda B, Kita A, Kuroda K, Takahashi S: Real-world outcome of rTMS treatment for depression within the Japanese public health insurance system: registry data from Kansai TMS network. Asian Journal of Psychiatry 104082, 2024.
関西エリアの5施設（浅香山病院、大阪医科薬科大学、関西医科大学、阪南病院、和歌山県立医科大学）で関西TMSネットワークを組織し、rTMS保険診療の連続102例の治療効果を本邦ではじめて報告しました。薬物治療抵抗性の患者において、43.1％の寛解率が示されました。また、寛解群は非寛解群に比較して治療前のHAMD-17得点が有意に低いという結果が得られました。
rTMS療法の奏効率 rTMS療法前の抑うつ尺度の寛解/非寛解群の比較
髙橋隼，松田勇紀，鬼頭伸輔，中村元昭，伊津野拓司，野田賀大: 治療抵抗性うつ病に対するrTMS 保険診療の実施状況調査からみえてきた適切な普及にとっての問題点と今後取り組むべき課題. 精神神経学雑誌 126(9), 589‒598, 2024.
日本精神神経学会ECT・rTMS等検討委員会（現 医療機器委員会）が研究企画組織となり、本邦におけるrTMS保険診療の実態調査を実施しました。本調査ではrTMS療法にあたってのマンパワーの確保の困難、治療時間の長さ、保険点数の低さ、など様々な課題が浮かび上がりましたが、医療者、企業、規制当局のさまざま取り組みが実をむすび診療環境は改善しつつあります。
またミュンヘン大学精神科に留学中（2017－2019年）には、統合失調症への運動療法に伴う臨床所見の変化と脳構造（皮質厚）の関連について検討しました。
Takahashi S, Keeser D, Rauchmann B, Schneider-Axmann T, Keller-Varady K, Maurus I, Dechent P, Wobrock T, Hasan A, Schmitt A, Ertl-Wagner B, Malchow B, Falkai P: Effect of aerobic exercise combined with cognitive remediation on cortical thickness and prediction of social adaptation in patients with schizophrenia. Schizophrenia Research 216:397-407, 2020.
認知行動生理グループはこの数年に多くの大学院生が入学してくれて活気のあるラボになっています。これからは、畑講師の脳波解析や他のラボと共同して精神疾患を対象に介入（治療）にともって生じる脳病態の変化をとらえる研究を企画していきたいと考えています。臨床の最前線にたちながら新しい知見を得る研究活動にご興味のある皆さまからのご連絡をお待ちしています！
Other selected publications
Tamaki A, Uenishi S, Yamada S, Yasuda K, Ikeda N, Tabata M, Kita A, Mizutani-Tiebel Y, Keeser D, Padberg F, Tsuji T, Kimoto S, Takahashi S: Female sex and age-based advantage of simulated electric field in TMS to the prefrontal cortex in schizophrenia and mood disorders. Psychiatry Research: Neuroimaging 111844, 2024.
Mizutani-Tiebel Y, Takahashi S, Karali T, Mezger E, Bulubas L, Papazova I, Dechantsreiter E, Stoecklein S, Papazov B, Thielscher A, Padberg F, Keeser D: Differences in electric field strength between clinical and non-clinical populations induced by prefrontal tDCS: a cross-diagnostic, individual MRI-based modeling study. NeuroImage: Clinical 34:103011, 2022.
Odachi R, Takahashi S, Sugawara D, Tabata M, Kajiwara T, Hironishi M, Buyo M: The Big Five personality traits and the fear of COVID-19 in predicting depression and anxiety among Japanese nurses caring for COVID-19 patients: A cross-sectional study in Wakayama prefecture. PLoS One 17(10):e0276803, 2022.
Takahashi S, Hirano T, Yasuda K, Donishi T, Suga K, Doi K, Oishi K, Ohata S, Murata Y, Yamaji Y, Asami-Noyama M, Edakuni N, Matsunaga K: Impact of frailty on hippocampal volume in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Biomedicines 9:1103, 2021.
Buyo M, Takahashi S, Iwahara A, Tsuji T, Yamada S, Hattori S, Uematsu Y, Arita M, Ukai S: Metabolic syndrome and cognitive function: cross-sectional study on community-dwelling non-demented older adults in Japan. The Journal of Nutrition, Health & Aging, 24:878-882, 2020.
その他業績（https://researchmap.jp/shun_takahashi）