3D VRナビ課題の評価が1年後の脳萎縮を予測 — 認知機能が正常な段階で、認知症の超早期変化を捉える新規手法 —

 

 

研究成果のポイント

• VR課題の成績が、認知機能が正常な段階で、1年間という短期間で生じる大脳皮質の菲薄化・体積減少を予測できることを、縦断研究として世界で初めて示しました。
• 萎縮の部位は、海馬傍回・後帯状皮質^※7・中側頭回など、ADの初期に変性しやすい領域と一致しました。海馬傍回では、VR課題の成績だけで、高い精度で「萎縮が進みやすい人」を見分けることができました。
• VR課題の成績は、血液中のAD関連バイオマーカー（p-tau181・GFAP）の上昇とも関連しており、脳内の分子レベルの変化を反映している可能性が示されました。
• 向きのズレを表す「角度エラー」は、単なる加齢の影響ではなく、初期の病理変化をより特異的に反映する指標となる可能性が示されました。
• APOE ε4^※8保有状況や加齢の影響を統計的に除いても結果は変わらず、経路統合能の評価が独立した予測指標であることが確認されました。

背景

ADは、物忘れなどの症状が現れる20年以上前から、脳の中で静かに変化が始まっていることが知られています。その最初の変化が起こる場所が「内側嗅内野^※9」という脳の部位です。内側嗅内野は、「自分が今どこにいるか」「どの方向に向かっているか」を脳が自動的に計算し続けるために欠かせない場所で、この部位が傷み始めると、目印のない場所で自分の位置や向きを把握する能力が低下します。
従来のADの評価は、記憶力検査などが中心でしたが、これらの検査では内側嗅内野から海馬へと病変が広がった後でなければ異常が検出されません。VRを使って内側嗅内野の機能を直接評価することで、より早い段階の変化をとらえられると期待されます。
研究グループはこれまでに、VR経路統合課題の成績がAD関連の血液バイオマーカーと関連することを報告していました（Brain Commun 2024、Front Aging Neurosci 2025）。今回の研究では、さらに一歩進めて、VR課題の成績が将来の脳の萎縮を予測できるかどうかを1年間にわたって縦断的に検証しました。

研究手法・研究成果

認知機能が正常な成人71名（22〜79歳、平均56.5歳）を対象に、VRゴーグルを装着して目印のない仮想空間内でA・B地点を経由した後、出発点へ戻る課題（約10分、3試行の平均）を行いました。
課題から得られる2つの指標（経路統合エラー：戻り着いた位置と実際の出発点との距離、角度エラー：向かうべき方向と実際に向かった方向のズレ）をもとに、ベースラインと約1年後の2回にわたる高解像度MRI（3テスラ）の結果と照合し、大脳皮質の厚さや体積変化を定量解析しました。同時に、血液中のAD関連バイオマーカーも測定しました。
その結果、ベースラインの経路統合エラーが大きいほど、1年後の海馬傍回・後帯状皮質・中側頭回・中前頭回などにおける皮質の菲薄化と体積減少が大きいことが示されました。特に海馬傍回の菲薄化を識別する精度はAUC 0.87（感度88%、特異度86%）と高く、VR課題の成績だけで「萎縮が早く進む人」を高い精度で見分けられました。
また、VR課題の成績は血液中のp-tau181・GFAPの上昇とも関連しており（相関係数r = 0.38）、行動レベルで観察される変化が脳内の分子レベルの変化を反映する可能性が示されました。さらに、APOE ε4保有状況や年齢の影響を統計的に除いても結果は変わりませんでした。

論文情報

論文名

VR-based path integration predicts individual risk of rapid cortical decline: a one-year longitudinal study in cognitively unimpaired adults

著　　者