基本情報
研究キーワード
32研究分野
7経歴
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2022年4月 - 現在
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2016年1月 - 現在
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2013年9月 - 2015年12月
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2013年9月 - 2015年12月
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2008年6月 - 2013年8月
学歴
1-
- 1987年
委員歴
3-
2021年9月
受賞
2-
1999年
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1993年
論文
222-
Frontiers in Neural Circuits 19 2025年4月14日Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a promising therapeutic intervention across various neurological and psychiatric conditions, including epilepsy, depression, and stroke rehabilitation; however, its mechanisms of action on neural circuits remain incompletely understood. Here, we present a novel theoretical framework based on predictive coding that conceptualizes VNS effects through differential modulation of feedforward and feedback neural circuits. Based on recent evidence, we propose that VNS shifts the balance between feedforward and feedback processing through multiple neuromodulatory systems, resulting in enhanced feedforward signal transmission. This framework integrates anatomical pathways, receptor distributions, and physiological responses to explain the influence of the VNS on neural dynamics across different spatial and temporal scales. Vagus nerve stimulation may facilitate neural plasticity and adaptive behavior through acetylcholine and noradrenaline (norepinephrine), which differentially modulate feedforward and feedback signaling. This mechanistic understanding serves as a basis for interpreting the cognitive and therapeutic outcomes across different clinical conditions. Our perspective provides a unified theoretical framework for understanding circuit-specific VNS effects and suggests new directions for investigating their therapeutic mechanisms.
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2025年2月8日Abstract The brain of a living organism enables stable information processing in response to constantly changing external environments and internal states. As one of such cortical modulation, the present study focused on the effect of vagus nerve stimulation (VNS) therapy on information representation of the auditory cortex. By quantifying sound representation using machine learning, we investigated whether VNS alters cortical information representation in a layer-specific and frequency band-specific manner. A microelectrode array meticulously mapped the band-specific power and phase-locking value of sustained activities in every layer of the rat auditory cortex. Sparse logistic regression was used to decode the test frequency from these neural characteristics. The comparison of decoding accuracy before and after the application of VNS indicated that sound representation of the high-gamma band activity was impaired in the deeper layers, i.e., layers 5 and 6, while it was slightly improved in the superficial layers, i.e., layers 2, 3, and 4. Moreover, there was an improvement of sound representation in theta band activity in the deeper layers, demonstrating the layer-specific and frequency band-specific effect of VNS. Given that the cortical laminar structure and oscillatory activity in multiple frequency bands helps the auditory cortex to act as a hub for feed-forward and feed-back pathways in various information processing, the current findings support the possibility that VNS provide complex effects on brain function by altering the balance of cortical activity between layers and frequency bands.
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Science progress 108(1) 368504251322083-368504251322083 2025年Delusional misidentification, a rare syndrome in which a patient displays persistent delusional misidentification of individuals or objects, occurs in several types of dementia. However, the pathology of delusional misidentification is still unclear, and there was no data pertaining to striate-frontal projection. Here, we report a case of delusional misidentification following frontotemporal dementia in which complex striate-frontal and some specific frontal gyrus dysfunction were observed. In our presented case, delusional misidentification progressed following frontal atrophy. Believing that her actual daughter had been replaced by her niece, her symptoms of delusional misidentification and frontal atrophy progressed in the short term, and social arrangement was necessary three months after the onset. There were no abnormal neurological findings including parkinsonism and general cognitive function test scores were preserved. Validated by dopamine transporter single-photon emission computed tomography, right unilateral striatal uptake decreased significantly without parkinsonism or Parkinson's disease. In addition, of specific concern, functional magnetic resonance images showed left opercular inferior frontal gyrus and right superior frontal gyrus dysfunctions. Our case study highlights complex striate-frontal projection and specific frontal gyrus dysfunctions associated with the pathology of delusional misidentification syndrome.
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Journal of neurosurgery. Case lessons 8(4) 2024年7月22日BACKGROUND: Chronic inflammation of the thorax, as in tuberculosis-related pyothorax, can cause secondary malignant lymphomas. However, primary malignant lymphoma of the central nervous system, specifically of the dura mater, developing after intracranial infection or inflammation has rarely been reported. Herein, the authors describe a case of primary dural lymphoma that developed secondary to subdural empyema, with an initial presentation mimicking a chronic subdural hematoma. OBSERVATIONS: A 51-year-old man had undergone single burr hole drainage for subdural empyema 2 years prior. The patient subsequently underwent multiple craniotomy and drainage procedures, with successful remission of the subdural empyema. He was subsequently referred to the authors' hospital approximately a year after his initial treatment because of a recollection of subdural fluid, which was suspected to be recurrent empyema. After another single burr hole drainage, which revealed only a subdural hematoma, a histopathological diagnosis of B-cell lymphoma of the dural/subdural membrane was made. Subsequent radiation therapy was completed, with good local control and no recurrence of the subdural hematoma confirmed at 2 months posttreatment. LESSONS: Intracranial lymphoma triggered by chronic inflammation is rare but should be considered a differential diagnosis in subdural hematomas for which the background pathology is unclear. https://thejns.org/doi/10.3171/CASE24153.
MISC
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医学のあゆみ 232(10) 998-1002 2010年3月6日
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医学のあゆみ 232(10) 998-1002 2010年3月迷走神経刺激療法(VNS)は難治性てんかんに対する手術治療である。左迷走神経に刺激電極を留置し、電源内蔵の刺激装置を体内に埋設して慢性的に刺激を行う。開頭によるてんかん手術と比較して治療による合併症が少なく低侵襲である。VNSの発作抑制率は治療開始時にはけっして高いとはいえないが、治療期間が長くなればなるほど上昇する。開頭によるてんかん手術後に発作が残存した患者や、開頭手術では治療困難な患者においても適応がある。また、発作抑制以外にもQOL、覚醒度、気分障害、認知機能などの改善効果が報告されている。わが国では現在、薬事法承認への手続きが進行中であり、近い将来に承認される可能性もみえてきている。(著者抄録)
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NEUROSCIENCE RESEARCH 68 E405-E405 2010年
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脳神経外科ジャーナル 19(12) 916-922 2010年グリオーマ手術をより安全に施行するため、非侵襲的脳機能マッピング法による脳皮質-白質情報を脳神経外科手術navigation systemに転送する機能的手術ナビゲーション法を確立し、実際の臨床応用について報告した。運動野近傍に病変を有する30例において、機能的MRIと脳磁図による中心溝同定成功率はそれぞれ76.7%、93.3%であったが、連続した白質線維の画像化(tractography)を用いることで全例で運動野を同定することができた。また、皮質脊髄路(CST)傍病変40例において、白質電気刺激により脳磁図(MEP)が誘発されたのは17例で、43%でCSTの白質マッピングを行うことができた。皮質刺激MEPの平均刺激強度は15.6mAであったのに対し、白質刺激MEPが出現した症例では9.4mAと有意差を認めた。白質電気刺激によりMEPを誘発する因子としては、刺激部位とCSTまでの距離が重要であると考えられた。
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脳神経外科ジャーナル 19(12) 916-922 2010年脳機能画像と電気生理学的モニタリングを融合してグリオーマ手術に応用した.運動野および皮質脊髄路(CST)と病変の関係を明らかにするために,finger tapping課題によるfMRI,CST-tractographyを組み合わせてニューロナビゲーション上に表示した.電気生理学的モニタリングは,運動野の皮質-白質電気刺激によるMEPの持続モニタリングを行った.Fucntional neuronavigation上の運動野,CST近傍の電気刺激によりMEPが誘発された.Functional neuronavigationは,グリオーマ手術における運動機能温存に関してきわめて有用であった.
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電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 109(280) 35-39 2009年11月5日てんかん患者の多点皮質脳波から発作時と直前期、間欠期の機能ネットワークを推定し、それらの構造の変化を調べた。発作時のネットワークでは、てんかん焦点付近の電極に対応するノードの次数が高くなったが、間欠期にはそのような特徴は見られなかった。この結果は、間欠期と発作時とで機能ネットワークの構造が変化し、発作時にはてんかん焦点付近を中心とする機能ネットワークとなる事を表している。また、推定したネットワークのランダムネットワークとしての性質は、直前期で最も強く、発作時で最も弱かった。これは、てんかんの発作が、強い同期性をもつ直前期のランダムネットワークの性質によって引き起こされていることを示唆する。
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臨床脳波 51(10) 620-625 2009年10月海馬多切術の治療成績について、術後1年以上経過した21例を対象に、特に記憶機能温存性に重点をおいて検討を加えた。発作成績は切除術とほぼ同等と考えられた。言語優位側手術例では9例(75%)に術後一過性の自覚的な意味記憶低下や軽度の換語困難が出現し、客観的記憶指標の悪化を認めたが、自覚症状は数ヵ月以内に消失し、術後慢性期の記憶諸指標も術前レベルに回復するなど、海馬多切術の良好な記憶温存効果が確認された。しかしながら、手術側海馬における外科的侵襲の影響は不可避であり、機能温存/回復機序の解明には今後の検討が必要である。(著者抄録)
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臨床検査 53(9) 1027-1033 2009年9月本稿では脳磁図(MEG)と機能MRI(fMRI)という機序の異なる機能画像の組み合わせにより,信頼性の高い言語機能マッピング法を確立した.対象は頭蓋内疾患を有する138症例である.文字読みMEGは単語を黙読して計測し,単一ダイポールモデルを用いて側頭葉内の文字認知ダイポール数を比較した.語想起課題fMRIでは有意なfMRI信号変化を示すピクセル数の比較を行った.文字読みMEGは上側頭回近傍部と紡錘回に認知ダイポールの集積を認め,その成功率は86.5%であった.語想起課題fMRIは優位側の上・中前頭回に強い活動を認め,82.0%の成功率であった.MEGとfMRIの併用により優位半球の同定成功率は95%となり,Wada testと比較して十分臨床応用が可能と考えられた.本法が確立することにより言語機能局在を詳細に把握することができ,脳神経外科手術計画立案に大きく貢献するものと期待できる.(著者抄録)
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てんかん研究 27(2) 274-274 2009年9月
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てんかん研究 27(2) 275-275 2009年9月
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臨床脳波 51(7) 389-396 2009年7月1)治療対象の「てんかん原性と発作発現に関連するネットワーク」と温存対象としての「正常機能に関するネットワーク」の二点から、てんかん外科では神経ネットワークの理解が重要である。2)機能温存的なてんかん外科手技と神経ネットワークの関連について、特に軟膜下皮質多切術と海馬多切術を取り上げて概説した。3)これらの外科手技は臨床的有効性・有用性が先行し、発作抑制効果発現機構や機能温存機構に未解明な点が多い。神経ネットワークの最新知見に基づいてこれらの未解明点にアプローチすることは、臨床的にも神経科学的にも意義が大きい。(著者抄録)
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NEUROSCIENCE RESEARCH 65 S34-S34 2009年
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NEUROSCIENCE RESEARCH 65 S32-S32 2009年
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脳神経外科ジャーナル 18(8) 586-595 2009年
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脳神経外科ジャーナル 18(8) 586-595 2009年MRIで器質性病変を伴う難治性てんかんは一般に外科治療のよい適応だが,てんかん発作消失を目的として手術を検討する以上,詳細な焦点局在診断が必要である.焦点局在診断には,まず発作症候の記録と解析,間欠期および発作時の頭皮脳波記録,脳磁図,核医学検査など非侵襲的検査を行う.最終的な焦点診断は原則的に頭蓋内脳波記録によってなされるが,特に非侵襲的検査で治療対象とするてんかん焦点が確定できなかった場合,裁断的焦点切除のために高解像度の焦点局在診断が必要な場合には必須となる.一方で頭蓋内脳波は侵襲的であり,海馬硬化を伴う内側側頭葉てんかん以外にもこれを省略できる患者群の同定や,診断治療法の開発が望まれる.
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てんかん研究 26(2) 254-254 2008年9月30日
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てんかん研究 26(2) 277-277 2008年9月30日
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てんかん研究 26(2) 254-254 2008年9月
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脳神経外科ジャーナル 17 64-64 2008年4月20日
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NEUROSCIENCE RESEARCH 61 S10-S10 2008年
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NEUROSCIENCE RESEARCH 61 S33-S33 2008年
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脳神経外科ジャーナル 17(1) 4-12 2008年非侵襲的脳機能マッピング法としての皮質電気刺激マッピング、機能MRI(fMRI)及び脳磁図(MEG)の原理を解説し、臨床応用においてこれらの手法を融合した時の有用性を提示した。頭蓋内疾患を有する117例を対象としてfMRIとMEGを実施し、このうち97例ではWada testで言語優位半球を同定した。fMRIでは前頭葉のブローカ領、MEGでは側頭葉後半部のウェルニッケ領の言語機能を局在でき、言語機能の画像化成功率は各々90%と82%であったが、両者の融合により成功率は95%に達した。また、両手法の所見が一致した症例では、Wada testで同定した言語優位半球の結果と100%一致した。一方、fMRIは脳血管性反応性に障害がある症例には不適であり、MEGは脳組織状態より患者の脳機能低下により検査の成功率が低下した。両手法の融合により、術前に言語機能局在を把握することが可能になった。
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脳神経外科ジャーナル 17(1) 4-12 2008年非侵襲的脳機能マッピング法としては,機能MRI(fMRI),脳磁図(MEG)などが挙げられる.この両者を融合することで,言語優位半球の同定を行った.言語機能画像の課題は,語想起,文字読み課題とした.fMRIでは前頭葉のブローカ領を,MEGでは側頭葉後半部のウェルニッケ領の言語機能を局在できた.fMRIとMEGによる言語機能の画像化の成功率は90%と82%であったが,両者を併用することで95%に達した.また,fMRIとMEGの所見が一致した症例では,Wada testで同定した言語優位半球の結果と100%一致した.fMRIは脳血管性反応性が障害される症例(脳浮腫を伴う脳腫瘍,脳動静脈奇形など)には不適であった.一方,MEGは,脳組織状態よりは患者の脳機能低下(精神発達遅滞,痴呆,失語)により,検査の成功率が低下していた.fMRIとMEGを融合することで術前に患者個々の言語機能局在を把握することが可能となった.
書籍等出版物
5所属学協会
5共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2026年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2021年4月 - 2024年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2020年4月 - 2023年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2019年4月 - 2022年3月