脳画像データによる精神病発症を判别する机械学习器を开発研究成果
2024年2月9日
东京大学
発表のポイント
- 国际共同研究コンソーシアムによる精神病ハイリスク群の脳构造画像を机械学习することにより、のちの精神病発症を判别する机械学习器を开発しました。
- 多施设から得られた大规模な脳画像データを适切に処理することにより、精神病発症より以前に撮られた脳画像によっても、のちの発症を判别できることが初めて确认されました。
- 実际の临床现场で一般に必要とされるバイオマーカーとしての応用が期待されます。
発表概要
东京大学大学院総合文化研究科附属進化認知科学研究センター?小池進介准教授(东京大学国際高等研究所ニューロインテリジェンス国际研究机构(WPI-IRCN)連携研究者)、东京大学大学院医学系研究科脳神経医学専攻?笠井清登教授(东京大学国際高等研究所ニューロインテリジェンス国际研究机构(WPI-IRCN)主任研究者)らによる研究グループは、国際共同研究コンソーシアムによる2,000名を超える磁気共鳴画像(MRI)の脳構造画像データの机械学习を行い、精神病ハイリスク(CHR)群(注1)の発症群と健常対照(HC)群を70%以上の確率で判別可能な机械学习器(注2)を開発しました。
今回开発した机械学习器は、多施设から得られた脳画像を适切に结合し、思春期の复雑な脳発达変化による影响を考虑することで高い判别率を得ることができました。さらに、発症なし群と追跡不能群については「健常対照」と适切に判别できることも明らかにしました。本研究による机械学习器は、临床现场で必要とされるバイオマーカー开発への応用だけでなく、精神病発症に関わる脳病态の解明に贡献することが期待されます。
発表详细
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用语説明
(注1)精神病ハイリスク(颁贬搁)群
精神病とは医学的に、幻覚や妄想などの精神病症状を呈する疾患群で、思春期における精神病の多くは統合失調症や双極性障害です。精神病ハイリスク(Clinical high risk; CHR)とは、精神病発症前の軽微な精神の不調をあらかじめとらえ、精神病の発症リスクが高い集団をより早期に支援して発症を予防しようとするために生まれた概念です。CHRは2年間でおよそ30%が精神病を発症すると言われています。一方、残り70%は発症していないため、生物学的には均一ではない集団ともいえます。CHRは、「精神病発症危険状態(At risk mental state; ARMS)」や「こころのリスク状態」とも呼ばれます。
本研究では、颁贬搁群1,165名を対象とし、そのうち惭搁滨计测后の2年以上の追跡调査で、精神病発症を确认した144名を笔厂+群、同様の追跡で発症しなかった793名を笔厂-群、2年以上の追跡ができなかった228名を鲍狈碍群としました。
(注2)机械学习器
机械学习器とはコンピューターが大量のデータを分析して规则性や倾向等を学习する技术システムのことです。机械学习のうち、教师あり机械学习は、すでにラベル付けされているデータを正解のラベルとともに学习させることで未知のデータを予测させる手法です。その中でも単独では精度の低い学习を繰り返して学习させることで精度を上げていく手法を教师ありアンサンブル机械学习といいます。
论文情报
Yinghan Zhu, Shinsuke Koike*, the ENIGMA Clinical High Risk for Psychosis Working Group, et al., "Using Brain Structural Neuroimaging Measures to Predict Psychosis Onset for Individuals at Clinical High-Risk," Molecular Psychiatry: 2024年2月9日, doi:10.1038/s41380-024-02426-7.
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