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師資 faculty

臨床醫學組

 

謝仁俊 講座教授
M.D., Ph.D.

陽明大學 講座教授兼任副校長

陽明大學 腦科學研究所 專任教授
臺北榮總 醫研部臨床研究科 教授醫師
臺北榮總 整合性腦功能研究小組 主持人

北京首都醫科大學 客座教授
北京師範大學 腦與認知科學研究院 科學指導委員


Tel: (02)2826-7906 (腦科所) 
       (02)2875-7480 (臺北榮總)

E-mail : jchsieh@ym.edu.tw
              jchsieh@vghtpe.gov.tw

Link: 臺北榮總整合性腦功能研究小組

 

  • 1992/05-1995/09 Ph.D. 瑞典 皇家卡洛琳斯卡學院 臨床神經科學
  • 1976/09-1983/06 M.D.  台灣 國立陽明大學 醫學系

經歷

  • 2018/08- 國立陽明大學 副校長
  • 2017/01- 國立陽明大學 講座教授
  • 2013/11- 臺北榮民總醫院 醫學研究部 教授醫師
  • 2013/11- 臺北榮民總醫院 醫學研究部整合性腦功能研究小組 實驗室主持人
  • 2011/12- 北京師範大學 腦與認知科學研究院 科學指導委員
  • 2010/01- 北京首都醫科大學 醫學院 客座教授
  • 2006/08- 國立陽明大學 腦科學研究所 教授
  • 2015/08- 2016/07 國防醫學院 醫學系 臨床教授
  • 2010/08- 2011/07 高雄醫學大學 醫學院 客座教授
  • 2009/01- 2016/12 國立陽明大學 特聘教授
  • 2007/08- 2013/10 臺北榮民總醫院 教學研究部 教授醫師
  • 2007/08- 2009/09 國立陽明大學 腦科學研究中心 中心主任
  • 2007/08- 2009/05 國立陽明大學 研究發展處 副研發長
  • 2005/09- 2006/08 國立陽明大學 腦科學研究所籌備處 主任
  • 2004/08- 2018/07 國立陽明大學 神經科學研究所 教授
  • 2003/08- 2005/07 國立陽明大學 衛生資訊與決策研究所 所長
  • 1997/08- 2007/07 臺北榮民總醫院 教學研究部 主治醫師
  • 1997/01- 2013/11 臺北榮民總醫院 教學研究部整合性腦功能研究小組 實驗室主持人
  • 1991/11- 1998/12 臺北榮民總醫院 麻醉部 主治醫師

研究專長與興趣

腦影像學、神經精神醫學、神經麻醉及疼痛醫學、臨床醫學、神經生物學、復健醫學、睡眠醫學、認知神經科學、意識科學、神經工程

 

學術獎勵

  1. 教育部資深優良教師獎:2017.
  2. 國立陽明大學醫學院醫學系優良教師:2017.
  3. 國立陽明大學醫學院醫學系優良教師:2016.
  4. 國立陽明大學教學優良教師:2016.
  5. 台灣疼痛醫學會卓越講座獎:2011.
  6. 榮台聯大合作研究優良論文獎:2010.
  7. 榮台聯大合作研究壁報獎:2010.
  8. 國立陽明大學特聘教授:2009.
  9. 台北榮民總醫院建院50年以來重大傑出學術成就獎:2009.
  10. 中國工程師學會工程年度論文獎:2009.
  11. 中華民國生物醫學工程學會年度最佳論文獎:2008.
  12. 第五屆虛擬儀控應用徵文比賽學術組第三名:2006.
  13. 中華民國放射線醫學會論文獎:2005.
  14. 台灣疼痛醫學會傑出研究獎:2005.
  15. 行政院國軍退除役官兵輔導委員會研究發展報告特優獎:2005.
  16. 國立陽明大學傑出校友獎(學術組):2005.
  17. 中華民國影像處理與圖形識別學會第十七屆電腦視覺、圖形暨影像處理佳作論文獎:2004.
  18. 行政院國家科學委員會傑出研究獎:2004.
  19. 台北榮民總醫院醫療技術創新獎:2003.
  20. 第十屆東元科技獎(生物醫工領域):2003.
  21. 第十二屆吳天賜先生傑出醫學研究獎:2003.
  22. 台北榮民總醫院建院40年以來重大傑出學術成就獎:1999.
  23. Scandinavia Association for the Study of Pain, Young Researcher Award:1993.

學術研究

研究緣起
以 腦造影(Brain Imaging)為研究平台之現代腦科學與腦神經精神醫學是當今最重要的顯學之一,科學界以生命科學之last frontier稱之,各種對腦有關的病理機轉與心智運作皆有快速不斷的突破發現。國際上在研究人類腦功能的科技及神經資訊的發展上有七大趨勢﹕(1)以 超高磁場(3.0T 或以上)磁振造影(MRI)設備從事腦部及身體各部位之常態及病態功能性磁振造影研究(fMRI, functional Magnetic Resonance Imaging)及磁譜分析(MRS, magnetic resonance spectroscopy),其中尤以功能性腦磁振造影(fMRI)為重點所在;(2)利用MRI之VBM(voxel-based morphometry)與DTI(Diffusio Tensor Imaging)或DSI(Diffusion Spectrum Imaging)分別定量化研究大腦灰質於白質之變化。(3)利用PET(Positron Emission Tomography)或SPECT(Single Photon Emission Computerized Tomography)及 kinetic modeling,深入神經傳導素受體之人腦活體造影研究(receptor mapping);(4)透過腦磁波Magnetoencephalography (MEG)及高解稀度腦電波Electroencephalography(EEG)其優越之臻毫秒(msec)高時間解析度(high temporal resolution),以探究腦網路神經元活動之時序機轉;(5)以seed-based functional connectivity及graph-theory的理論,經由resting-state fMRI、DTI/DSI與MEG/EEG所度量之腦神經生理訊號與結構影像,來探討大腦功能性與結構性神經網路連結(neural connectivity or neural network);(6)結合基因研究與腦造影之研究,建立Imaging Genetics的技術,探討不同基因亞型對腦部功能與結構之影響;(7)使用重複性經頭顱磁刺激 Repeated Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS)或經頭顱直流電刺激(Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)來調控人腦神經之興奮性,除提供人腦神經控制之機轉研究更提供應用相關技術治療的契機。
自從1995年年底從瑞典Karolinska Institute回國,於臺北榮民總醫院歷任彭芳谷、程東照、張茂松、李良雄院長、教研部前主任何橈通及院方相關單位(放射線部、核醫部、麻醉部、神經 醫學中心與醫院行政工務單位)的全力支援下,本人成立並主持設立於臺北榮總教學研究部之整合性腦功能研究小組及實驗室(Integrated Brain Research Unit, IBRU及Laboratory of Integrated Brain Research, LIBR; URL http://ibru.vghtpe.gov.tw),並結合國立陽明大學的菁英,開國內各大學研究機構及醫學中心之先,將近十八年的努力經營從零建立 臺北榮總與陽明大學人腦科學跨領域研究團隊,這是臺灣現代人腦科學的搖籃,也是國內唯一全方位的腦造影研究單位,每一項我們實驗室所開展的研究領域及技術 研發在國際上皆有重要的指標意義。
從最起初與臺北榮總國家正子斷層掃描醫用迴旋加速器中心(NPCC)合作建立功能性正子斷層掃描(PET)研究及方法學,多年來於IBRU/LIBR 建制完成 3T-MRI、高解析度腦電波儀(EEG)、全頭型腦磁波儀(MEG),並建置導航式穿頭顱腦磁刺激系統(navigated-TMS) 及tDCS等系統之外,更發展各種人腦神經資訊視覺化(visualization)與模式化(modeling)之高科技及多項基礎於臨床醫學科研計 畫、同時開發神經工程腦機介面(Brain-Machine Interface)。


學術及臨床研究代表性成就個人所涉獵及領導的腦科學及腦造影研究領域相當廣闊,疼痛醫學(Pain Medicine)及疼痛腦造影(Pain Imaging)研究則是其中最具代表性的一個大項。美國國會訂定本世紀的第一個十年為「疼痛控制與研究的十年」(Decade of Pain Control and Research),並撥款以改善慢性疼痛照護與擴展疼痛研究疼痛及疾病所引起的運動障礙。疼痛是臨床上最重要的議題之一,其消耗的醫療資源在歐洲每年約 兩兆歐元,於美國約1.5兆美金。疼痛與腦部的互動與可塑性息息相關,且長期以來的腦造影研究以確認長期慢性疼痛會造成人腦結構與功能的變化。個人早期有 關慢性神經性病變疼痛及頭痛導致人腦的功能病變的研究是領域中之經典研究,其中一篇引用次數根據ISI citation index已達505次(Hsieh, J. C., Belfrage, M., Stone-Elander, S., Hansson, P., & Ingvar, M. (1995). Central representation of chronic ongoing neuropathic pain studied by positron emission tomography. Pain, 63(2), 225-236.)。其他幾篇重要疼痛腦造影平均都是超過百次以上的引用次數(Hsieh et al., 1996~1999)。同時我們早期也應國際疼痛醫學泰斗Prof. Patrick D. Wall之邀於Textbook of Pain (2nd ed.) 特別寫了一章Pain Imaging之專文。
與慢性疼痛汲汲相關但一直被忽視的就是原發性痛經(primary dysmenorrhea)。女性站全球人口的一半,而根據調查台灣有近九成的青少女有原發性痛經問題。在全球不同國家或地區所做的研究調查發現,青少女 四到九成有過原發性痛經的經驗,而且有15%到20%的女性會因為嚴重痛經而無法工作或上學。追蹤調查發現,九成19歲女性有原發性痛經經驗,而到24歲 時還有近三分之二的盛行率,且其中仍有4%會因為嚴重痛經必須臥床而無法工作,每一年的醫療支出及經濟損失鉅大而難以估計。先前的研究也顯示原發性痛經與 焦慮、憂鬱等情緒失調亦有顯著關係。因此研究原發性痛經患者之中樞神經變化對婦女衛生實有重大意義。但是截至目前完全沒有文獻探討痛經之腦部功能與結構性 的變化。由於月經對女性而言,生理心理上皆是一個無法避免的週期性壓力(stress),因此我們先利用腦磁圖(MEG)研究月經週期不同荷爾蒙濃度與前 額葉活性間的關係,發現荷爾蒙濃度的變化會影響與趨向避離等情緒相關的左右大腦前額葉活性之功能側化(functional lateralization)之動態改變。我們發現女性大腦在面對月經如此劇烈之週期性賀爾蒙變化的壓力下,會以自動動態性改變左右大腦半球的優勢化來 應對(coping)。在腦部靜止狀態下特質研究(trait study; 反應一個長期穩定的神經生物標記) 我們發現會由排卵期(periovulatory phase)之右大腦優勢迅即轉為月經期(menstrual phase)的左大腦優勢,而左大腦的相對優勢活性能夠讓女性有更正向的驅力來處理調適(
Hwang et al., 2008)。 此項研究有助於我們瞭解月經期間情緒調控的腦部基本表現。因為抑制行為與情緒調控(emotional regulation)和回饋系統(rewarding system)密切相關,所以我們繼續深入研究荷爾蒙濃度變化影響大腦前額葉反應抑制處理(inhibitory)過程。我們施與一個情緒作業 emotional Go-No Go task以狀態研究(state study; 研究面對的必須主動處理的情境)的方式探討當在主動處理一個情緒處理相關之認知作業下的腦部反應。與前述之trait study一樣,我們發現正常會由排卵期(periovulatory phase)之右大腦優勢迅即轉為月經期(menstrual phase)的左大腦優勢(Hwang et al., 2009)。這些國際上第一次的研究發現,我們與臺北榮總婦產部合作已發表系列論文,廣為十幾種國際電子科學及醫學媒體如國際知名的New Scientist 報導。
緊接著於2009年在NeuroImage國際SCI期刊,我們發表了全球第一個應用正子斷層掃描(positron emission tomography, PET)來針對中樞神經活性與原發性痛經(primary dysmenorrhea)之臨床表徵關聯性的研究結果。透過注射葡萄糖之類似化合物『氟化去氧葡萄糖(2-deoxy-2-[18F] fluoroglucose, FDG)』來度量腦部之葡萄糖代謝以作為區域神經活性指標,結果發現原發性痛經患者其經痛會活化框上皮質區(orbitofrontal cortex)、中側前額葉皮質區(medial prefrontal cortex)、及視丘,而背旁側前額葉(dorsolateral prefrontal cortex)、次級體感覺區及後腦島則出現活動降低的現象。我們推論Thalamo-Orbitofrontal-Prefrontal cortex之神經迴路異常可能是通經患者其情緒上與疼痛感知上變化的機轉。利用Voxel-Based Morphometry (VBM)的技術研究解析度之T1-MRI腦造影,我們發現原發性痛經患者之情緒調節與臟器感覺相關區域灰質體積出現萎縮現象,而與疼痛調節與壓力反應相 關之區域則出現灰質體積增大現象。結果與前項功能性PET的推論一致。這項2010年9月發表於國際最高之疼痛醫學雜誌PAIN的婦女經痛 (primary dysmenorrhea)國際首見之研究更是轟動全球,此項經痛與大腦灰質關連之初步研究成果由國際疼痛醫學會(International Association for the Study of Pain, IASP)第一時間同時對國際舉行正式媒體新聞發表,迅即受到東西方主流媒體如美國有線電視新聞網(CNN)、美國廣播公司(ABC)、時代雜誌 (Time)等重視並加以快速報導,一時台灣與陽明大學之名及台灣尖端醫學研究躍諸國際媒體醫療版的頭條報導。同時透過即時之重要國際性新聞及科學與醫學 網路電子傳播及新聞媒體快速報導(如Time & CNN, ABC News, CBC News, Yahoo-global, Yahoo-UK, Yahoo-Canada, MSN-global, Med Page Today, Health Day, Google News, Bio Science Technology, Science Daily, AOL, Top News, India News, Phys Org, Medical News Today, Alpha Galileo, WebMD, First Science News, New Scientists, One News Page, JORBIT等平面及電子媒體和國際入口網站),更無遠弗屆地引起國際重視與社會討論,不同國家的電視台及廣播電台(如瑞典Sveriges Television及Sveriges Radio)都製作專題報導並討論我們的重大發現,被譽為國際科學與醫學突破性研究。這是有史以來第一次台灣的本土研究引起國際媒體如此的重視與熱烈報 導。後續我們有系列更重要更具深度之研究成果即將發表。由於嚴重痛經之一般治療方法效果有限,我們目前亦依據腦造影的結果發展新的治療方法。國際疼痛醫學 最高雜誌PAIN (Berkley, 2011)的專論-“Don’t Dismiss Dysmenorrhea”,依據我們的研究報告,更呼籲醫學界必須重新檢視原發性痛經並且積極治療之對策,並敦促美國國家衛生研究院(NIH)投入更多 的研究經費去全方位探究痛經對人腦及心智功能與疾病的影響。一個重要的原因是臨床上許多女性罹患率高的疾病(如irritable bowel syndrome、fibromyalgia、major depression、temporomandibular disorder、rheumatoid arthritis、osteoarthritis、migraine headache with aura等)追蹤其病史,很高的比例這些女性患者皆伴隨有長期的痛經。其中多項功能性疾病如irritable bowel syndrome及fibromyalgia目前已證實是伴隨有腦部的功能性(functional)與結構性(structural)的變化。因此痛經 造成的腦部功能性與結構性的改變是否導致女性容易罹患這些疾病將是未來的婦女身心醫學重點主題。
2013年我們即將發表於Pain期刊的論文,我們發現PDM者其腦部灰質結構每個月在月經期(menstrual phase)與排卵期(peri-ovulatory phase)之間,都有巨觀上可觀察到的腦結構影像的快速改變。一個短暫的週期性疼痛日積月累地造成腦部的結構改變,可能與日後諸多功能性疾病有所關連, 因此必須重新了解PDM對女性各方面的長期影響,不能等閒視之。我們刻正以多方位的方式深入痛經與腦部可塑性及神經網路異常連結之詳細病生理機轉 (pathophysiological mechanisms),並且結合基因研究發展imaging genetics,同時根據這些腦造影的研究發展新的治療方法。目前諸多重要研究成果,逐步發表論文中。
我們也同時開發使用重複性穿顱磁刺激(rTMS)來治療慢性的疼痛的新治療方法。我們發現使用rTMS可治療並減緩醫學上難以解釋之頑固型疼痛症候群 (Medically Unexplained Symptom of Pain by DSM-IV) ,本項重大突破此刻正在國際精神醫學雜誌審稿中。目前我們更發展tDCS在疼痛的治療應用,初步實驗性疼痛之常模研究結果,效果相當好。除了未來將應用於 嚴重的PDM進行臨床研究之外,日後我們也會嘗試將此項新的治療技術用於藥物無法控制(drug refractory)的慢性疼痛疾患。



特殊專利技術之發展,我們亦研發腦機介面(Brain-Computer Interface)用來協助傷殘患者之意念傳達及控制周邊輔具,全新的創意成功獲得國內外數項重要專利。。


對陽明大學高等教育及研究人才之培育, 為了培育跨領域之人才及培養新一代的後進,我們充分融合國立陽明大學及臺北榮民總醫院相關研究人力及資源。更重要的,在陽明大學吳妍華校長及前兩任醫學院 院長何橈通及李建賢教授的大力支持下,經過三年的努力通過教育部的審核及籌備,本人在2006年於醫學院經三年的努力催生成立國內第一個專注在臨床及轉譯 神經精神醫學之『腦科學研究所』,作育新世代腦科學碩博士研究生與後進(http://bml.ym.edu.tw/ibs/
),其中一個重要目標就是培養臨床腦神經精神醫師科學家。
一流大學、頂尖研究中心與國家卓越醫學中心之教學研究及服務,三方面個人都盡到最大的努力。而個人所指導的博士畢業生與博士後均有亮麗的成就,分別包括 Science科學雜誌論文的第一作者及中央研究院年輕學者著作獎目前任教於經科學研究所的郭文瑞副教授、十大傑出女青年任職於神經科學研究所之鄭雅薇副 教授、吳大猷傑出青年研究獎目前任教於中央大學電機系所之李柏磊教授、以及發表國際轟動之痛經論文目前任教於腦科學研究所之杜政昊專案助理教授。陽明大學 與神經科學最相關的生命科學院神經科學研究所所長郭文瑞副教授及醫學院之腦科學研究所所長林永煬教授,分別為個人早期指導的第一個博士畢業生及長期栽培的 臨床腦磁波學專家。個人所帶領的榮陽團隊以及早年指導的一般博士生及醫師博士生與博士後,目前許多任教於陽明大學與其他公私立大學,也已升任教授或副教 授,在臺灣聯合大學系統(University System of Taiwan, UST)中之腦科學研究中心及本校的腦科學研究中心(Brain Research Center)亦扮演非常重要的角色。


跨機構之科技團隊整合
, 我們於2005年完成教育部第一屆四年期大學學術追求卓越計畫「人腦探索計畫:從基因到認知研究」,也執行陽明榮總學區與交通大學之跨校院腦科學研究計畫 ─「人腦資訊之研究與應用」,藉由雙邊的密切合作,結合交通大學在工程科技與電子資訊以及陽明大學/臺北榮民總醫院在腦科學及腦功能造影並神經精神醫學等 領域之師資並研究人員陣容、研究設備以及經驗累積,在中樞神經系統動態分析、中樞神經系統形態分析、腦波驅動系統、及心智負載之仿真與探討等研究方面已有 相當的研究成果與心得。也通過國家衛生研究院中心計畫:『整合性神經造影與神經資訊研究中心(Research Center for Integrative Neuroimaging and Neuroinformatics)』,擔任計畫總主持人。另外也參與陽明榮總學區之腦科學研究團隊亦與中央大學認知神經科學研究人員共同提出「腦與語 言」合作計畫。我們於今年執行完畢四年期的國科會大學學術追求卓越延續計畫「情感性精神症之多形式腦造影研究」精神醫學整合型計畫,本人擔任計畫總主持 人。這些研究除了奠定我們在腦神經科學研究上的基礎,也是我們建立臨床應用等相關訓練的踏腳石。在與臺灣聯合大學四校系統合作下,本人也曾擔任聯合大學 (UST)腦科學研究中心(BRC)主任,個人長年來凝聚醫數理工之人才進行多角度多層面及多方向之整合。


學術成就之綜和參考

長期以來個人努力結合及培養訓練認知科學、神經科學、臨床神經精神醫學、醫學工程、腦資訊科學、數學、及物理學的跨領域研究團隊,目標從基礎腦認知功能的 機轉探討到臨床疾病的腦部病生理機制的研究。以下簡述近幾年來個人及所領導與規劃的實驗室多年來科技研發在臨床應用、學術研究領域之建立及技術開發幾個方 向重要研究主題及研發成果,每一個項目我們都有多篇論文發表在該專業領域的頂級或最高之SCI學術雜誌以及國際專利(有上標*號者為通訊作者)。


最近五年的重要研究與建樹

我 們延續之前對人腦神經可塑性(brain neuroplasticity)之轉譯腦科學與醫學之研究,最近五年持續發展之前幾個重要的腦科學及腦功能造影(brain imaging)之研究路線,包括精神醫學(major depression, bipolar disorder and schizophrenia)及耳神經醫學(Otology)疾病之腦可塑性研究,尤其後者我們最近報告指出突發性感覺神經性耳聾其發病開始之MEG大腦 健側優勢反應側化指數,可做為臨床短中長程預後(prognosis)之預測指標(prediction index) (Li et al., NeuroImage, 2013Li et al., PLoS One, 2012),這是腦科學及腦造影學應用在耳科醫學的重大成果,是國際上首次的發現。
自從2009年有幸榮獲校方及所有校務諮詢委員一致推薦並遴選為陽明腦神經科學領域之特聘教授以來,前四年我們的努力都在幾個新興計畫的受試者招募、實驗 本身及各種研究數據之收集與階段性的初步分析,每項研究規畫都是歷經四年多許多同仁與學生的默默耕耘與努力,而於今年的第五年已逐漸開花。所有計畫之相關 成果都在陸續送審發表中,重要的成果未來將逐一在國際腦科學界及醫界展現。
以下僅就個人及所帶領的奠基於臺北榮總之整合性腦功能研究小組(Integrated Brain Research Unit)及研究團隊的最近五年內的諸多研究領域,其中完全新穎且最富原創性(me-unique as opposed to me-too or me-different studies) 的計畫及個人認為在未來自己對腦科學及醫學貢獻影響最大的三項特殊研究領域簡述並說明。這三項研究領域也是個人日後全力專注的計畫,以醫學及腦科學的角度來探討社會中的重要議題。


1. 原發性痛經其腦之變異(Brain Alterations in Primary Dysmenorrhea)
女性占地球上人類的一半人口,而原發性痛經(Primary Dysmenorrhea, PDM)是在青春期後女性盛行率相當高的一項疾病,發生於近九成的台灣青少女身上,而檢視各國文獻,全球平均超過75%之女性人口有過PDM,這是醫學上 唯一有罹患疾病(ICD-9-CM-625.3)的人口比例遠高於健康者的醫學困惑。根據2005年一項在加拿大的研究,有60%的成年女性(十八歲以 上)符合PDM的診斷,其中的51%其日常生活的活動因經痛而受到限制,甚至有17%的原發性痛經患者因此無法上學或上班,此種因經痛導致無法工作的狀況 據估計每年在美國造成數十億美金的損失。長期的周期性經痛被證實與焦慮及憂鬱有顯著的相關性存在,壓力情緒亦會增加經痛的發生率。此外臨床上須多功能性疾 病(functional disorders; 如fibromyalgia, irritable bowel syndrome, idiopathic low back pain syndrome等),女性罹患率是男性之2-3倍,並且高達84%的fibromyalgia患者均有長期的PDM問題。由此可見,PDM在心理、生理 及社會層面均影響鉅大,所付出的醫療及社會成本在目前全民健康保險財務狀況日漸拮据下,更是一筆龐大的負擔。然而,儘管原發性痛經在青春期後女性的高盛行 率及相關共病(comorbidity),在2009年世界衛生組織 (World Health Organization, WHO) 發表的婦女與健康報告書(Women and health: today's evidence tomorrow's agenda)中,卻對此議題隻字未提,由此可見,PDM是一個被過度忽視但著實影響深遠的疾病,我們發展本項主題性研究的目的即是藉由探討原發性痛經病 患的腦部功能性與功能性並神經網路連結之變化,喚起社會普羅大眾的注意,並協助相關單位婦女衛生政策的制定。
為探究長期PDM所造成的中樞神經系統機轉缺失,我們之前的小規模小經費的研究共發表四篇系列PET(positron emission tomography)、MEG(magnetoencephalography)及MRI(magnetic resonance imaging)與月經週期或特別與PDM有關之論文。而2009年及2010年分表發表了兩篇關於原發性痛經對腦部功能及結構改變的重要先驅研究報告
(Tu et al., NeuroImage, 2009Tu et al., Pain, 2010)。 第一項研究是以正子掃描(PET)顯示原發性痛經患者相較於無痛經者,其疼痛處理相關的腦區會產生葡萄糖代謝的變化,可發現視丘(thalamus)-眶 額葉(orbitofrontal cortex)-前額葉區的代謝升高,而背旁側前額葉(dorsolateral prefrontal cortex)、運動前區(premotor area)及後腦島(posterior insula)則出現代謝降低的現象,這個結果也顯示情緒相關迴路的調控失常可能會放大負面情緒,進而造成原發性痛經患者其情緒上與疼痛感知上的變化。有 鑒於原發性痛經婦女長期遭受週期性再發疼痛刺激,因此我們更進一步針對原發性痛經可能造成之腦部形態學變化,於是第二項研究以磁振造影(MRI)腦結構影 像並以體素為基礎之型態學(voxel-based morphometry, VBM)技術分析,證實了原發性痛經患者其疼痛調節及與壓力反應相關內分泌系統的腦區有灰質體積變大的現象,而疼痛傳遞與情緒調節區域的灰質體積則出現萎 縮,這可能是造成原發性痛經患者對於疼痛過於敏感並產生過度負向情緒之重要機轉之一。此項國際上首見之經痛與大腦灰質關連之初步研究成果2010年發表於 國際疼痛醫學之最高學術雜誌PAIN。這項研究於2010年9月由國際疼痛學會(International Association for the Study of Pain, IASP)以正式的國際媒體記者發表會向國際發聲而轟動全球。之後,我們2013年PAIN發表另一項研究成果,顯示年輕之PDM女性,其腦部灰質結構每個月 在月經期(menstrual phase)與排卵期(peri-ovulatory phase)之間,都有巨觀上可觀察到的腦結構影像的快速改變。一個短暫的週期性疼痛日積月累地造成腦部的結構改變,可能與日後諸多功能性疾病有所關連, 因此必須重新了解PDM對女性各方面的長期影響,不能等閒視之。我們也根據我們的系列研究,於今年一本婦女月經相關醫學的專書中發表了一個章節。
再接再厲,在國科會性別科技專案計畫之多年期計畫經費支援下,我們與台北榮總婦產部趙湘台主任繼續長期的合作,即將進入第三年的整合型計畫。在此整合型計 畫的架構下,我們進行了較完整的廣度及深度兼具之多方位研究,我們從phenotype-endophenotype- genotype三個層次建構了主題性研究,並且積極發展Imaging genetics研究平台,將基因研究的發現與腦造影(brain imaging)結合。2013年10月份IASP在其Pain: Clinical Updates期刊中更專題討論Primary Dysmenorrhea: An Urgent Mandate,特別報導我們系列腦造影之研究,意義非凡。

2016年3月7日舉行國內陽明大學暨臺北榮民總醫院聯合記者會
https://web.ym.edu.tw/files/14-1133-26306,r1-1.php
https://www.vghtpe.gov.tw/News!one.action?nid=1499&gcode=A05


2. 性別不悅症(變性慾)者其身腦心之神經學機裡(The neural bases of the body-brain-mind axis in gender-dysphoric (transsexualism) disorder)
人類的文明史,幾乎所有目前我們認為的基本人權都是先人歷經千辛萬苦與流血犧牲所爭取來的。根據台大醫學院精神部胡海國教授之統計,台灣約有一百六十萬人 有性別認同的問題,其中約有四十萬人有意願做變性的處置包括賀爾蒙治療或變性手術。從左手撇的被歧視而變為自然、同性戀(homosexualism)之 從被排斥以致目前廣由不同國家社會接受、以企現今之變性慾(transsexualism)在社會及宗教之汙名化(stigmatization)乃至逐 漸被接受為人類社會的正常變異,並經由立法保護更見一斑。2011年美國通過對LGBT(Lesbian, Gay, Bisexualism, and Transsexualism)特殊團體之人權法案之共識,之後澳洲通過”Gender X”立法,允許國民在醫師的診斷書之下可自己決定護照上登錄的自己的認同性別,然後阿根廷2012年旋即通過立法,讓人民可自由選擇其性別接受醫學介入, 無須醫療診斷。無獨有偶,台灣總統府於2012年人權委員會議討論放寬變性手術之醫療相關法規。目前進行中之新版精神疾病診斷手冊DSM-V也著手將以前 之Gender-Identity Disorder (GID)診斷更名為Gender Dysphoria (GD),就如同homosexualism已不再是精神醫學的疾病般,目前國際精神醫學界此刻也在討論是否應將GID或者GD從精神疾病中除名。然而, 目前對於性別認同和性取向的神經學機轉尚不明瞭。
我們於四年多前開始於台北榮總與精神部李鶯喬主任(台北榮總之變性慾精神醫學專家)及婦產部趙湘台主任(變性手術及荷爾蒙治療專家)形成研究團隊,在計畫 經費時有時無的拮拒情況下,逐步收集並經兩年追蹤(現行醫療法規)確診之變性慾(Transsexuals, TXs)案例,一起進行台灣第一個探討變性慾者其腦部機理之多方位系列研究。藉由最先進的神經影像技術,包括: 功能性磁振造影(fMRI) 、腦部型態測量 (brain morphometry) 、連結分析(connectivity analyses) , 以及擴散頻譜磁振造影 (diffusion tensor imaging, DTI)研究腦部的功能性和結構性之變化,並結合臨床心理行為的評估,及特殊的實驗設計以探討其中可能的神經學機轉。我們募集男女同性戀者和變性慾症患 者,另有男女異性戀者為對照組。特別檢視受試者在情色刺激下腦部的報償系統(rewarding system)、鏡像神經元系統(mirror neuron system)、社交神經網路(social brain network)以及與性興奮(sex arousal)、性取向(sex orientation)和性別認同(gender identification)有關的神經網絡的關聯。並且研究resting-state fMRI來探討變性慾者其brain-state與mind-state的對應關係。我們更追蹤變性慾症患者,在治療前、荷爾蒙治療後以及變性手術後等階 段施後,進行行為和神經造影的研究。研究之結果將呈現性取向、性別認同以及變性慾症患者在荷爾蒙治療和變性手術後腦部可塑性之中樞機轉,希望能提供未來醫 療及國家立法之參考。
目前系列研究之第一篇論文已於PLoS One接受發表(
Hsiao-Lun Ku, Chia-Shu Lin, Hsiang-Tai Chao, Pei-Chi Tu, Cheng-Ta Li, Chou-Ming Cheng, Tung-Ping Su, Ying-Chiao Lee, Jen-Chuen Hsieh*. (2013). Brain signature characterizing the body-brain-mind axis of transsexuals, PLoS One, 8(7), e70808.)。 在這篇論文中,我們有非常嚴謹的臨床心理研究,重要的發現是與正常異性戀者相比,GID者其性別分化表徵與性興奮相關之神經結構VTA(ventral tegmental area)與處理社會排斥、衝突偵測、及對懲罰的適應調整有關之前扣帶迴(anterior cingulate cortex)之幾個特異次的腦區(specialized subregions),相互形成高度的神經網路連結。我們認為這是長期社會學習在腦部巨觀層次(macroscopic level)的神經網路印記(imprint或brain signature),變性慾者腦部的功能網路的表徵(brain state)反應了其社會身心狀態(mind state)。我們認為這種巨觀層次的之Hebbian-like神經連結,是一種長期學習下腦部的系統記憶(system memory)。顯示出transsexuals的腦與心是處於性別認同與生理性別之不協調之痛苦中,”A brain in suffering mirrows a mind in pain”。這是國際上第一篇研究人數最多,而且以整體變性慾為一個族群單位,針對變性慾者其psychosocial brain之resting state-fMRI之神經網路(neural network)研究。本研究已受到國際媒體高度關注,並且在2013年8月于電子科普期刊-My Science work (https://www.mysciencework.com/omniscience/psychosocial-stress-and-the-transsexual-brain)中以專欄報導本實驗室對於變性慾研究之結果。此外,我們亦於2013年10月09日舉行國內陽明大學暨臺北榮民總醫院聯合記者會,向大眾公 佈我們的研究成果
https://web.ym.edu.tw/files/13-1133-2100-1.php
http://mag.udn.com/mag/life/storypage.jsp?f_MAIN_ID=128&f_SUB_ID=3502&f_ART_ID=480048;
我們期待這個腦科學研究報告,對台灣社會人權及醫療立法,在未來會有指標性的貢獻。
其他重要的研究發成果,我們刻正陸續送出至重要精神醫學及神經科學學術期刊審查發表中。


3. 以藝術與腦(Art & the Brain)之神經可塑性探討美學之神經學基礎(Neuroaesthetics)
截至目前大部分有關藝術與腦的研究受限於研究對象以及研究方法,僅針對特定藝術領域進行研究,未能從更全面性的角度闡釋藝術性之腦部表徵,也就是內在的藝 術境界於長期藝術薰陶下獲得提升時,人腦發生相對應的變化。過去諸多研究皆探討單一藝術領域專家(如鋼琴家)針對單一藝術材質(如音樂旋律)在特定腦功能 (如音律知覺與運動)方面與對照組之差異。這些比較往往僅能凸顯與個別藝術技能有關之神經系統變化。另一方面,當探討藝術美學的神經機制時,也僅探討這些 藝術家在被動欣賞作品或做美醜判斷時的神經學機制。因此這些研究並未能深入反應有關藝術心靈養成的核心議題。
由於自己是個業餘的小提琴與鋼琴愛好者,於四年前我開始進行藝術與腦之計畫規畫與研究。我們與台北國立藝術大學(Taipei National University of Arts)建立長期合作,針對各種藝術專家的美學(aesthetics)經驗及長期專業訓練(professional training),探討其腦部經過複雜學習(complex learning)的腦可塑性(brain plasticity)。這是在神經科學領域內非常重要的一環。我們從以下的方向解答與藝術心靈相關的心智功能:

a. 表徵的對應:以長期藝術訓練為主的複雜學習經驗如何形塑人腦之功能與結構。
b. 差異的存在:與藝術美學相關之認知心理功能(如同理心)與特質(如絕對音感)的個體差異如何反映於腦部可塑性程度。
c. 經驗的影響:藝術心靈之領域共通性與領域特異性如何反映在人腦功能與結構上的變化。
d. 發展的歷程:長期藝術訓練所培養之藝術性(artistry)與人腦的神經可塑性變化之關聯性。
至今國內外還未有研究如本計畫般,整合幾大類型的長期藝術學習及經驗來探討複雜學習對大腦巨觀網路之的影響。

1.美術領域

4.音樂領域-弦樂專長

2.舞蹈領域

5.音樂領域-聲樂專長

3.音樂領域-鋼琴專長

6.對照組(健康男╱女受試者)


不同於過往只探索單一藝術專長的腦功能研究,我們深入探討:

1. 與藝術心靈有關之腦部表徵的領域共通性(domain-general)與領域特異性(domain-specific)。我們的研究涵蓋美術、舞蹈、器 樂(主修鋼琴或小提琴)以及聲樂等不同藝術專長之藝術學生,探討長期藝術訓練下所養成的共通藝術內涵(如更具深度的同理心empathy與體現 embodiment)有關之人腦可塑性,這部份將反映其領域共通性。也同時探討與其各自擅長的藝術技能有關的人腦可塑性,這部份則反映其領域特異性。藉 由比較各種藝術領域專家之同與異,使我們能從更宏觀的角度探討藝術心靈的本質與對應之腦部表徵。

2. 「藝術性」(artistry)作為藝術涵養之核心部份,其腦部表徵至今仍尚未闡明。我們將對上述受試者建立大規模的心理與行為資料庫 。本計畫將分析人腦可塑性變化與這些藝術性表現指標之關連性,有系統地闡明長期訓練下個體藝術性提升對應之腦部表徵。
進一步解析藝術心靈的腦科學基礎,將有助於將認知神經科學與教育理論結合,作為未來藝術教育(乃至人文領域教育)之神經教育學(Educational Neuroscience)基礎。因為藝術是人類文明社會中不可或缺之一環,我們對藝術性之提升與藝術美感養成等議題之專注,也能對社會神經科學 (Social Neuroscience)領域注入貢獻。而我們在長期訓練與經驗影響人腦的神經可塑性這個主題上建立的知識與技術,將有助於復建醫學的應用,並且開啟未 來一系列以長期複雜學習經驗為主軸之人腦可塑性研究。
我們目前成果已逐漸展現,前期數年的努力於今年發表系列論文之第一篇於PLoS One (Chia-Shu Lin, Yong Liu, Wei-Yuan Huang, Chia-Feng Lu, Shin Teng, Tzong-Ching Ju, Yong He, Yu-Te Wu, Tianzi Jiang, Jen-Chuen Hsieh*. (2013). Sculpting the intrinsic modular organization of spontaneous brain activity by art. PLoS One, 8(6), e66761)。 這一篇論文是國際上第一個以圖論(Graph Theory)結合resting-state fMRI(靜息態功能性磁振造影)的方式,探討專業畫家、鋼琴家及舞蹈家他們腦部與藝術美學經驗並專業訓練相關之神經網路連結與神經模組(module) 之異同(見下圖)。我們認為這種巨觀層次的之Hebbian-like功能性神經連結(functional connectivity),是一種長期學習下腦部的系統記憶(system memory),更反應了不同藝術型態(artistic forms)的特質。
除了正在進行中更完整的實驗外,諸多重要的論文陸續投稿於重要之神經科學學術期刊審查及發表中。

 

2009年以前所建立之腦科學研究與技術領域

下面所列研究及技術發展領域,都建立於2009年之前。目前實驗室仍然繼續進行數項路線的研究,尤其有關疼痛及神經可塑性以及精神醫學。


1. 疼痛醫學與傳統醫學針灸腦造影之研究

美國國會訂定本世紀的第一個十年為「疼痛控制與研究的十年」(Decade of Pain Control and Research),並撥款以改善慢性疼痛照護與擴展疼痛研究疼痛及疾病所引起的運動障礙。疼痛是領床上最重要的議題之一,其消耗的醫療資源在歐洲每年約 兩兆歐元,於美國約1.5兆美金。疼痛與腦部的互動與可塑性息息相關,且長期以來的腦造影研究以確認長期慢性疼痛會造成人腦結構與功能的變化。在疼痛的研 究上我們對各種表皮性、肌肉性、神經性及內臟性實驗性疼痛以系統的方法研究發表系列有關之腦部疼痛神經網路,並探討各種臨床疼痛症候群的腦部表徵。我們目 前已清楚掌握到腦部處理不同性質及不同器官系統疼痛的神經網路。我們也發表系列從動物至人類之針灸腦造影研究。個人早期有關慢性神經性病變疼痛及頭痛導致 人腦的功能病變的研究是領域中之經典研究,其中一篇最多引用次數已達505次(
Hsieh, J. C., Belfrage, M., Stone-Elander, S., Hansson, P., & Ingvar, M. (1995). Central representation of chronic ongoing neuropathic pain studied by positron emission tomography. Pain, 63(2), 225-236.)。 其他幾篇重要疼痛腦造影平均都是超過百次的引用次數(Hsieh et al. 1996~1999)。同時我們也應國際疼痛醫學泰斗Prof. Patrick D. Wall之邀於Textbook of Pain (2nd ed.) 特別寫了一章Pain Imaging之專文。我們2010年9月發表的婦女經痛(primary dysmenorrhea)研究更是轟動全球,由國際疼痛醫學會(International Association for the Study of Pain, IASP)第一時間同時對國際舉行正式媒體新聞發表, 迅即受到東西方主流媒體如美國有線電視新聞網(CNN)、美國廣播公司(ABC)、時代雜誌(Time)等重視並加以快速報導,更無遠弗屆地引起國際重視 與社會討論,被譽為國際科學與醫學突破性研究。2011國際疼痛醫學最高雜誌PAIN (Berkley, 2011)的專論依據我們的研究報告,更呼籲醫學界必須重新檢視原發性痛經,並敦促美國國家衛生研究院(NIH)投入更多的研究經費去全方位探究痛經對人 腦及心智功能與疾病的影響。一個重要的原因是臨床上許多女性罹患率高的疾病(如irritable bowel syndrome、fibromyalgia、major depression、temporomandibular disorder、rheumatoid arthritis、osteoarthritis、migraine headache with aura等)追蹤其病史,很高的比例這些女性患者皆伴隨有長期的痛經。我們的系列針灸腦造影的研究也是國際上先驅的研究,對針灸的腦機轉貢獻良多,被引用 的次數176次(Hsieh et al., 2001)。

研究團隊所發表論文

  1. Lee LC, Chen YH, Lin CS, Li WC, Low I, Tu CH, Chou CC, Cheng CM, Yeh TC, Chen LF, Chao HT, Hsieh JC*. Unaltered intrinsic functional brain architecture in young women with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2018;8(1):12971.
  2. Low I, Kuo PC, Liu YH, Tsai CL, Chao HT, Hsieh JC, Chen LF, Chen YS. Altered brain complexity in women with primary dysmenorrhea: A resting-state magneto-encephalography study using multiscale entropy analysis. Entropy 2017;19(12), 680.
  3. Lee PS, Low I, Chen YS, Tu CH, Chao HT, Hsieh JC*, Chen LF*. Encoding of menstrual pain experience with theta oscillations in woman with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2017;7(1):15977.
  4. Wei SW, Chen LF, Lin MW, Li WC, Low I, Yang CJ, Chao HT, Hsieh JC*. The OPRM1 A118G polymorphism modulates the descending pain modulatory system for individual pain experience in young women with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2017;7:39906.
  5. Lin YJ, Kung YY, Kuo WJ, Niddam DM, Chou CC, Cheng CM, Yeh TC, Hsieh JC, Chiu JH. Effect of acupuncture ‘dose’ on modulation of the default mode network of the brain. Acupuncture in Medicine 2016;34(6):425-432.
  6. Wu TH, Tu CH, Chao HT, Li WC, Low I, Chuang CY, Yeh TC, Cheng CM, Chou CC, Chen LF, Hsieh JC*. Dynamic changes of functional pain connectome in women with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2016;6:24543.
  7. Wei SY, Chao HT, Tu CH, Lin MW, Li WC, Low I, Shen HD, Chen LF, Hsieh JC*. The BDNF Val66Met polymorphism is associated with the functional connectivity dynamics of pain modulatory systems in primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2016;6:23639.
  8. Wei SY, Chao HT, Tu CH, Li WC, Low I, Chuang CY, Chen LF, Hsieh JC*. Changes in functional connectivity of pain modulatory systems in women with primary dysmenorrhea. Pain 2016;157(1):92-102.
  9. Lin CS, Hsieh JC, Yeh TC, Niddam DM. Predictability-mediated pain modulation in context of multiple cues: An event-related fMRI study. Neuropsychologia 2014;64:85-91.
  10. Li WC, Tu CH, Chao HT, Yeh TC, Chen LF, Hsieh JC*. High prevalence of incidental brain findings in primary dysmenorrhoea. European Journal of Pain 2014;19(8):1071-1074.
  11. Lee LC, Tu CH, Chen LF, Shen HD, Chao HT, Lin MW*, Hsieh JC*. Association of brain-derived neurotrophic factor gene Val66Met polymorphism with primary dysmenorrhea. PLoS One 2014;9(11):e112766.
  12. Tu CH, Niddam DM, Yeh TC, Lirng JF, Cheng CM, Chou CC, Chao HT, Hsieh JC*. Menstrual pain is associated with rapid structural alterations in the brain. Pain 2013;154(9):1718-1724.
  13. Li CT, Su TP, Hsieh JC, Ho ST. Efficacy and practical issues of repetitive transcranial magnetic stimulation on chronic medically unexplained symptoms of pain. Acta Anaesthesiologica Taiwanica 2013;51(2):81-87.
  14. Lin CS, Hsieh JC, Yeh TC, Lee SY, Niddam DM. Functional dissociation within insular cortex: The effect of pre-stimulus anxiety on pain. Brain Research 2013;1493:40-47.
  15. Lin CS, Niddam DM, Hsu ML, Hsieh JC*. Pain catastrophizing is associated with dental pain in a stressful context. Journal of Dental Research 2013;92(2):130-135.
  16. Tu CH, Niddam DM, Hsieh JC. Functional and Structural Brain Alterations Associated with Menstrual Pain. In: M Gosselin, editor. Menstrual Cycle: Signs and Symptoms, Psychological/Behavioral Changes and Abnormalities. Hauppauge, New York: Nova Science Publishers, Inc., 2013. pp. 35-66.
  17. Chen JK, Han JS, Zhao ZQ, Wei F, Hsieh JC, Bao L, Chen ACN, Dai Y, Fan BF, Gu JG, Hao SL, Hu SJ, Ji YH, Li YJ, Li YQ, Lin Q, Liu XG, Liu YQ, Lu Y, Luo F, Ma C, Qiu YH, Rao ZR, Shi L, Shyu BC, Song XJ, Tang JS, Tao YX, Wan Y, Wang JS, Wang KW, Wang Y, Xu GY, Xu TL, You HJ, Yu LC, Yu SY, Zhang DY, Zhang DR, Zhang JM, Zhang X, Zhang YQ, Zhuo M. Pain. In: Pfaff DW, Volkow ND, editors. Neuroscience in the 21st Century: From Basic to Clinical. New York: Springer, 2013. pp. 965-1023.
  18. Liu PY, Lu CL, Wang CC, Lee IH, Hsieh JC, Chen CC, Lee HF, Lin HC, Chang FY, Lee SD. Spinal microglia initiate and maintain hyperalgesia in a rat model of chronic pancreatitis. Gastroenterology 2012;142(1):165-173.
  19. Lee HF, Hsieh JC, Lu CL, Yeh TC, Tu CH, Cheng CM, Niddam DM, Lin HC, Lee FY, Chang FY. Enhanced affect/ cognition-related brain responses during visceral placebo analgesia in irritable bowel syndrome patients. Pain 2012;153(6):1301-1310.
  20. Niddam DM, Tsai SY, Lu CL, Ko CW, Hsieh JC. Reduced hippocampal glutamate-glutamine levels in irritable bowel syndrome: preliminary findings using magnetic resonance spectroscopy. American Journal of Gastroenterology 2011;106(8):1503-1511.
  21. Lu HC, Hsieh JC, Lu CL, Niddam DM, Wu YT, Yeh TC, Cheng CM, Chang FY, Lee SD. Neuronal correlates in the modulation of placebo analgesia in experimentally-induced esophageal pain: A 3T-fMRI study. Pain 2010;148(1):75-83.
  22. Tu CH, Niddam DM, Chao HT, Chen LF, Chen YS, Wu YT, Yeh TC, Lirng JF, Hsieh JC*. Brain morphological changes associated with cyclic menstrual pain. Pain 2010;150(3):462-468.
  23. Tu CH, Niddam DM, Chao HT, Liu RS, Hwang RJ, Yeh TC, Hsieh JC*. Abnormal cerebral metabolism during menstrual pain in primary dysmenorrhea. NeuroImag 2009;47(1):28-35.
  24. Lu CL, Hsieh JC, Dun NJ, Oprea TI, Wang PS, Luo JC, Lin HC, Chang FY, Lee SD. Estrogen rapidly modulates 5-hydroxytrytophan-induced visceral hypersensitivity via GPR30 in rats. Gastroenterology 2009;137(3):1040-1050.
  25. Ho SC, Chiu JH, Yeh TC, Hsieh JC, Cheng HC, Cheng H, Ho LT. Quantification of electroacupuncture-induced neural activity by analysis of functional neural imaging with monocrystalline iron oxide nanocolloid enhancement. The American Journal of Chinese Medicine 2008;36(3):493-504.
  26. Niddam DM, Chan RC, Lee SH, Yeh TC, Hsieh JC. Central representation of hyperalgesia from myofascial trigger point. NeuroImage 2008;39(3):1299-1306.
  27. Niddam DM, Hsieh JC. Sensory modulation in cingulate motor area by tonic muscle pain: a pilot study. Journal of Medical and Biological Engineering 2008;28(3):135-138.
  28. Niddam DM, Chan RC, Lee SH, Yeh TC, Hsieh JC. Central modulation of pain evoked from myofascial trigger point. The Clinical Journal of Pain 2007;23(5):440-448.
  29. Kung YY, Chen FP, Hwang SJ, Hsieh JC, Lin YY. Convulsive syncope: An unusual complication of acupuncture treatment in older patients. The Journal of Alternative and Complementary Medicine 2005;11(3):535-537.
  30. Lu CL, Chang FY, Hsieh JC. Is somatosensory cortex activated during proximal stomach stimulation and the role of insula in visceral pain. Gastroenterology 2005;128(5):1529-1530.
  31. Lu CL, Pasricha PJ, Hsieh JC, Lu RH, Lai CR, Wu LL, Chang FY, Lee SD. Changes of the neuropeptides content and gene expression in spinal cord and dorsal root ganglion after noxious colorectal distension. Regulatory Peptides 2005;131(1-3):66-73.
  32. Niddam DM, Chen LF, Wu YT, Hsieh JC*. Spatiotemporal brain dynamics in response to muscle stimulation. NeuroImage 2005;25(3):942-951.
  33. Lu CL, Wu YT, Yeh TC, Chen LF, Chang FY, Lee SD, Ho LT, Hsieh JC*. Neuronal correlates of gastric pain induced by fundus distension: a 3T-fMRI study. Neurogastroenterology and Motility 2004;16(5):575-587.
  34. Chiu JH, Chung MS, Cheng HC, Yeh TC, Hsieh JC, Chang CY, Kuo WY, Cheng H, Ho LT. Different central manifestations in response to electroacupuncture at analgesic and nonanalgesic acupoints in rats: a manganeseenhanced functional magnetic resonance imaging study. Canadian Journal of Veterinary Research 2003;67(2):94-101.
  35. Niddam DM, Yeh TC, Wu YT, Lee PL, Ho LT, Arendt-Nielsen L, Chen AC, Hsieh JC*. Event-related functional MRI study on central representation of acute muscle pain induced by electric stimulation. NeuroImage 2002;17:1437-1450.
  36. Chiu JH, Cheng HC, Tai CH, Hsieh JC, Yeh TC, Cheng H, Lin JG, Ho LT. Electroacupuncture-induced neural activation detected by use of manganese-enhanced functional magnetic resonance imaging in rabbits. American Journal of Veterinary Research 2001;62(2):178-182.
  37. Hsieh JC*, Tu CH, Chen FP, Chen MC, Yeh TC, Cheng HC, Wu YT, Liu RS, Ho LT. Activation of the hypothalamus characterizes the acupuncture stimulation at the analgesic point in human: a positron emission tomography study. Neuroscience Letters 2001;307(2):105-108.
  38. Hsieh JC*, Stone-Elander S, Ingvar M. Anticipatory coping of pain expressed in the human anterior cingulate cortex: a positron emission tomography study. Neuroscience Letters 1999;262(1):61-64.
  39. Hsieh JC*, Meyerson BA, Ingvar M. PET study on central processing of pain in trigeminal neuropathy. European Journal of Pain 1999;3(1):51-65.
  40. Hsieh JC, Hannerz J, Ingvar M. Right-lateralised central processing for pain of nitroglycerin-induced cluster headache. Pain 1996;67(1):59-68.
  41. Hsieh JC, Ståhle-Bäckdahl M, Hägermark O, Stone-Elander S, Rosenquist G, Ingvar M. Traumatic nociceptive pain activates the hypothalamus and the periaqueductal gray: a positron emission tomography study. Pain 1995;64(2):303-314.
  42. Hsieh JC, Belfrage M, Stone-Elander S, Hansson P, Ingvar M. Central representation of chronic ongoing neuropathic pain studied by positron emission tomography. Pain 1995;63(2):225-236.
  43. Hsieh JC, Hägermark O, Ståhle-Bäckdahl M, Ericson K, Eriksson L, Stone-Elander S, Ingvar M. Urge to scratch represented in the human cerebral cortex during itch. Journal of Neurophysiology 1994;72(6):3004-3008.


2. 腦部可塑性之研究
在有關感覺及運動控制之腦中樞機轉及相關可塑性研究,臨床上病人腦部在罹患各種中樞或神經疾病或創傷後的腦中樞可塑性是另一項計畫重點。疾病所導致的運動 障礙的研究上,我們致力於中樞或週邊神經受傷後腦部的各種功能性與結構的變化。我們之前發現周邊臂神經叢損傷後腦部會重新功能組態而不再使用跨腦半球的抑 制機轉(interhemispheric inhibition),緊接著我們又發現急性感覺神經性耳聾的病人其跨腦半球的聽結優勢處理變成以健側之腦半球處理為主,這些都是國際上的首度重大發 現,我們發表於臨床神經醫學領域之頂尖雜誌Annals of Neurology。我們之前也深入腦部運動之學習及控制,以複雜系統(Complex system)理論,分析運動神經系統之動態(Brain dynamics)。我們發現人腦在完全沒有意識到的情況下,處理許多複雜的運動控制機轉,並且因應神經疾患的狀況而自動塑造其功能組態 (Functional organization)。透過這些研究我們可以用最新的人腦研究高科技,尋求腦部的病生理機制及直接從腦部治療的可能性,以提供醫療及復健的策略。早 期我們研究運動與聽覺系統的可塑性(neuroplasticity),目前我們則已完成諸多藝術專業對腦部的可塑性,未來我們將探討藝術治療如何用於臨 床來加速腦部損傷復健的機轉及策略。我們最近報告指出突發性感覺神經性耳聾(acute sudden sensorineural hearing loss)其發病開始之MEG大腦健側優勢(healthy-side dominance)反應側化指數(laterality index),可做為臨床短中長程預後(prognosis)之預測指標(prediction index) (
Li et al., NeuroImage, 2013Li et al., PLoS One, 2012),這是腦科學及腦造影學應用在耳科醫學的重大成果,是國際上首次的發現。

研究團隊所發表論文:

  1. Lin CS, Liu Y, Huang WY, Lu CF, Teng S, Ju TC, He Y, Wu YT, Jiang T*, Hsieh JC*. Sculpting the intrinsic modular organization of spontaneous brain activity by art. PLoS One 2013;8(6):e66761.
  2. Li LPH, Chen KC, Lee PL, Niddam DM, Cheng CM, Chou CC, Hsieh JC*, Shiao AS*. Neuromagnetic index of hemispheric asymmetry predicting long-term outcome in sudden hearing loss. NeuroImage 2013;64:356-364.
  3. Li LPH, Shiao AS, Chen KC, Lee PL, Niddam DM, Chang SY, Hsieh JC*. Neuromagnetic index of hemispheric asymmetry prognosticating the outcome of sudden hearing loss. PLoS One 2012;7(4):e35055.
  4. Chen JK, Chuang AY, McMahon C, Hsieh JC, Tung TH, Li LPH. Musical training improves pitch perception in prelingually deafened children with cochlear implants. Pediatrics 2010;125(4):e793-800.
  5. Wu TH, Chen CL, Huang YH, Liu RS, Hsieh JC, Lee JJS. Effects of long-term practice and task complexity on brain activities when performing abacus-based mental calculations: a PET study. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2009;36(3):436-445.
  6. Wu YZ, Yang TH, Lin YY, Chen SS, Liao KK, Chen LF, Yeh TC, Wu YT, Ho LT, Hsieh JC* Dimensional complexity of neuromagnetic activity reduced during finger movement of greater difficulty. Clinical Neurophysiology 2006;117(11): 2473-2481.
  7. Wu YZ, Niddam DM, Chen CC, Liao KK, Cheng CM, Chen LF, Lee PL, Chen SS, Yeh TC, Hsieh JC*. Effects of cognitive demands on postmovement motor cortical deactivation. Neuroreport 2006;17(4):371-375.
  8. Li LPH, Shiao AS, Chen LF, Niddam DM, Chang SY, Lien CF, Lee SK, Hsieh JC*. Healthy-side dominance of middle- and long-latency neuromagnetic fields in idiopathic sudden sensorineural hearing loss. European Journal of Neuroscience 2006;24(3):937-946.
  9. Li LPH, Shiao AS, Lin YY, Chen LF, Niddam DM, Chang SY, Lien CF, Chou NS, Ho LT, Hsieh JC*. Healthy-side dominance of cortical neuromagnetic response in sudden hearing loss. Annals of Neurology 2003;53(6):810-815.
  10. Hsieh JC*, Cheng H, Hsieh HM, Liao KK, Wu YT, Yeh TC, Ho LT. Loss of interhemispheric inhibition on the ipsilateral primary sensorimotor cortex in patients with brachial plexus injury: fMRI study. Annals of Neurology 2002;51(3):381-385.


3. 婦女身心醫學及女性賀爾蒙對人腦情緒與認知之腦造影研究
在二十一世紀國際腦科學的時代,同時此刻在重視女性醫學與意識認同的臺灣科學與醫學界及國科會的重點計畫推動下,國內有關女性賀爾蒙與心智互動或對中樞腦 神經的腦部機理的探討則付闕如或者極少。最近的研究顯示,女性動情激素(estrogen)的高低會影響人的行為。我們之前利腦磁圖(MEG)研究月經週 期不同荷爾蒙濃度與前額葉活性間的關係,發現荷爾蒙濃度的變化會影響與趨向避離等情緒相關的左右大腦前額葉活性。女性大腦在面對月經如此劇烈之週期性賀爾 蒙變化的壓力下, 會以自動動態性改變左右大腦半球的優勢化來應對(coping)。月經期時, 左大腦的相對優勢活性能夠讓女性有更正向的驅力來處理調適(Huang et al., 2007-2008)。此項研究將有助於我們瞭解月經期間情緒調控的腦部基本表現。因為抑制行為與情緒調控(emotional regulation)和回饋系統(rewarding system)密切相關,所以我們深入研究荷爾蒙濃度變化影響大腦前額葉反應抑制處理(inhibitory)過程。我們與臺北榮總婦產部及精神醫學部合 作已發表系列論文,廣為十幾種國際電子科學及醫學媒體如國際知名的New Scientist 報導。
而在育齡婦女身上,原發性痛經可說是最常見的婦科失調。患者於經期來臨時下腹部會有收縮痛感,持續約二十四至七十二小時不等。根據調查,台灣有近九成的青 少女有原發性痛經問題。在全球不同國家或地區所做的研究調查發現,青少女四到九成有過原發性痛經的經驗,而且有15%到20%的女性會因為嚴重痛經而無法 工作或上學。追蹤調查發現,九成19歲女性有原發性痛經經驗,而到24歲時還有近三分之二的盛行率,且其中仍有4%會因為嚴重痛經必須臥床而無法工作。此 種因經痛導致無法工作的狀況據估計每年在美國造成二十億美金的損失。先前的研究也顯示原發性痛經與焦慮、憂鬱等情緒失調亦有顯著關係。因此研究原發性痛經 患者之中樞神經變化對婦女衛生實有重大意義。於2009年於NeuroImage國際SCI期刊,我們發表了全球第一個應用正子斷層掃描 (positron emission tomography, PET)來針對中樞神經活性與原發性痛經之臨床表徵關聯性的研究結果。透過注射葡萄糖之類似化合物『氟化去氧葡萄糖(2-deoxy-2-[18F] fluoroglucose, FDG)』來度量腦部之葡萄糖代謝以作為區域神經活性指標,結果發現原發性痛經患者其經痛會活化框上皮質區(orbitofrontal cortex)、中側前額葉皮質區(medial prefrontal cortex)、及視丘,而背旁側前額葉(dorsolateral prefrontal cortex)、次級體感覺區及後腦島則出現活動降低的現象。這個結果顯示情緒相關迴路的調控失常可能會放大負面情緒,進而造成原發性痛經患者其情緒上與 疼痛感知上的變化。
再者,先前研究不僅顯示長期慢性疼痛刺激會造成腦部型態學上之塑形變化,腦部亦會在短短幾天之內就對運動訓練、熱痛刺激、甚或是重複性穿顱磁刺激產生型態 變化。有鑒於原發性痛經婦女長期遭受週期性再發疼痛刺激,因此我們更進一步於2010年針對原發性痛經可能造成之腦部形態變化,於國際疼痛醫學最高SCI 雜誌PAIN發表全球首次之體素根基型態(voxel-based morphometry, VBM)分析研究結果。我們發現原發性痛經患者之情緒調節與臟器感覺相關區域灰質體積出現萎縮現象,而與疼痛調節與壓力反應相關之區域則出現灰質體積增大 現象。這個結果顯示原發性痛經患者腦部形態學變化可能亦與其情緒上與疼痛感知上之變化有關。此項國際上首見之經痛與大腦灰質關連之初步研究成果,廣泛受到 東西方主流媒體如美國有線電視新聞網(CNN)、美國廣播公司(ABC)、時代雜誌(Time)等重視並加以報導。同時透過即時之重要國際性新聞及科學與 醫學網路電子傳播及新聞媒體快速報導(如Time & CNN, abc NEWs, CBC news, Yahoo-global, Yahoo-UK, Yahoo-Canada, MSN-global, Med Page Today, Health Day, Google News, Bio Science Technology, Science Daily, AOL, Top News, India News, Phys Org, Medical News Today, Alpha Galileo, WebMD, First Science News, New Scientists, One News Page, JORBIT等),轟動全球更無遠弗屆地引起國際重視與社會討論,被譽為國際科學與醫學突破性研究。最近一期之國際疼痛醫學最高雜誌PAIN (Berkley, 2011)的專論依據我們的研究報告,更呼籲醫學界必須重新檢視原發性痛經,並敦促美國國家衛生研究院(NIH)投入更多的研究經費去全方位探究痛經對人 腦及心智功能與疾病的影響。一個重要的原因是臨床上許多女性罹患率高的疾病(如irritable bowel syndrome、fibromyalgia、major depression、temporomandibular disorder、rheumatoid arthritis、osteoarthritis、migraine headache with aura等)追蹤其病史,很高的比例這些女性患者皆伴隨有長期的痛經。
除此之外,我們刻正深入研究經前症候群(Premenstrual Syndrome)與經前不悅症(Premenstrual Dysphoric Disorder)之腦部病生理機轉與治療發展,繼續投入婦女身心醫學研究工作。

研究團隊所發表論文:

  1. Lee LC, Chen YH, Lin CS, Li WC, Low I, Tu CH, Chou CC, Cheng CM, Yeh TC, Chen LF, Chao HT, Hsieh JC*. Unaltered intrinsic functional brain architecture in young women with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2018;8(1):12971.
  2. Low I, Kuo PC, Liu YH, Tsai CL, Chao HT, Hsieh JC, Chen LF, Chen YS. Altered brain complexity in women with primary dysmenorrhea: A resting-state magneto-encephalography study using multiscale entropy analysis. Entropy 2017;19(12), 680.
  3. Lee PS, Low I, Chen YS, Tu CH, Chao HT, Hsieh JC*, Chen LF*. Encoding of menstrual pain experience with theta oscillations in woman with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2017;7(1):15977.
  4. Wei SW, Chen LF, Lin MW, Li WC, Low I, Yang CJ, Chao HT, Hsieh JC*. The OPRM1 A118G polymorphism modulates the descending pain modulatory system for individual pain experience in young women with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2017;7:39906.
  5. Wu TH, Tu CH, Chao HT, Li WC, Low I, Chuang CY, Yeh TC, Cheng CM, Chou CC, Chen LF, Hsieh JC*. Dynamic changes of functional pain connectome in women with primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2016;6:24543.
  6. Wei SY, Chao HT, Tu CH, Lin MW, Li WC, Low I, Shen HD, Chen LF, Hsieh JC*. The BDNF Val66Met polymorphism is associated with the functional connectivity dynamics of pain modulatory systems in primary dysmenorrhea. Scientific Reports 2016;6:23639.
  7. Wei SY, Chao HT, Tu CH, Li WC, Low I, Chuang CY, Chen LF, Hsieh JC*. Changes in functional connectivity of pain modulatory systems in women with primary dysmenorrhea. Pain 2016;157(1):92-102.
  8. Li WC, Tu CH, Chao HT, Yeh TC, Chen LF, Hsieh JC*. High prevalence of incidental brain findings in primary dysmenorrhoea. European Journal of Pain 2014;19(8):1071-1074.
  9. Lee LC, Tu CH, Chen LF, Shen HD, Chao HT, Lin MW*, Hsieh JC*. Association of brain-derived neurotrophic factor gene Val66Met polymorphism with primary dysmenorrhea. PLoS One 2014;9(11):e112766.
  10. Tu CH, Niddam DM, Yeh TC, Lirng JF, Cheng CM, Chou CC, Chao HT, Hsieh JC*. Menstrual pain is associated with rapid structural alterations in the brain. Pain 2013;154(9):1718-1724.
  11. Tu CH, Niddam DM, Hsieh JC. Functional and Structural Brain Alterations Associated with Menstrual Pain. In: M Gosselin, editor. Menstrual Cycle: Signs and Symptoms, Psychological/Behavioral Changes and Abnormalities. Hauppauge, New York: Nova Science Publishers, Inc., 2013. pp. 35-66.
  12. Chen JK, Han JS, Zhao ZQ, Wei F, Hsieh JC, Bao L, Chen ACN, Dai Y, Fan BF, Gu JG, Hao SL, Hu SJ, Ji YH, Li YJ, Li YQ, Lin Q, Liu XG, Liu YQ, Lu Y, Luo F, Ma C, Qiu YH, Rao ZR, Shi L, Shyu BC, Song XJ, Tang JS, Tao YX, Wan Y, Wang JS, Wang KW, Wang Y, Xu GY, Xu TL, You HJ, Yu LC, Yu SY, Zhang DY, Zhang DR, Zhang JM, Zhang X, Zhang YQ, Zhuo M. Pain. In: Pfaff DW, Volkow ND, editors. Neuroscience in the 21st Century: From Basic to Clinical. New York: Springer, 2013. pp. 965-1023.
  13. Niddam DM, Tsai SY, Lu CL, Ko CW, Hsieh JC. Reduced hippocampal glutamate-glutamine levels in irritable bowel syndrome: preliminary findings using magnetic resonance spectroscopy. American Journal of Gastroenterology 2011;106(8):1503-1511.
  14. Tu CH, Niddam DM, Chao HT, Chen LF, Chen YS, Wu YT, Yeh TC, Lirng JF, Hsieh JC*. Brain morphological changes associated with cyclic menstrual pain. Pain 2010;150(3):462-468.
  15. Tu CH, Niddam DM, Chao HT, Liu RS, Hwang RJ, Yeh TC, Hsieh JC*. Abnormal cerebral metabolism during menstrual pain in primary dysmenorrhea. NeuroImag 2009;47(1):28-35.
  16. Hwang RJ, Wu CH, Chen LF, Yeh TC, Hsieh JC*. Female menstrual phases modulate human prefrontal asymmetry: A magnetoencephalographic study. Hormones and Behavior 2009;55(1):203-209.
  17. Lu CL, Hsieh JC, Dun NJ, Oprea TI, Wang PS, Luo JC, Lin HC, Chang FY, Lee SD. Estrogen rapidly modulates 5-hydroxytrytophan-induced visceral hypersensitivity via GPR30 in rats. Gastroenterology 2009;137(3):1040-1050.
  18. Hwang RJ, Chen LF, Yeh TC, Tu PC, Tu CH, Hsieh JC*. The resting frontal alpha asymmetry across the menstrual cycle: A magnetoencephalographic study. Hormones and Behavior 2008;54(1):28-33.


4. 中文語系之腦神經網路機轉之系統性研究
在腦與語言處理方面,我們先建立中文語系之腦神經網路機轉之系統性研究,同時採取跨語言研究的比對方式。大腦語言處理的跨語言研究可以幫助我們區分語言特 定及語言共通的神經處理機制。在正常族群與腦傷族群的語言處理的研究,除了探究了可能的處理能力的變異範圍,同時也觸及了神經行為可塑性的議題。我們的造 影研究結果指出,中文辨識過程中的字形、字音及字義處理歷程是由廣佈於大腦左下額葉、左上顳回、左顳-頂葉聯合及左顳-枕聯合皮質等區域的神經網路聯合完 成。其中位於左大腦的顳-枕葉交接處以及運動前區在中文字處理上似乎有語言特定的處理性質。我們針對文字閱讀的每一項因素,逐一檢驗腦部的處理。最後,透 過正常人語言處理的腦造影研究結果,將佐以腦傷者語言處理缺陷的臨床證據,在跨語言比較的架構下,我我們發現不論是書面語、口語或手語,大腦在處理各種語 言過程中的基本架構大致雷同,但是卻存在不同語系各自的特異處理機制。國內第一批年輕的認知神經科學加及年輕學者有關腦造影的訓練極研究,絕大部份皆源自 本實驗室的培養。這方面的研究屬於早期的研究目前論文引用率約45~65次 (Kuo and Lee et al., 2003~2004)。

研究室及團隊所發表論文:

  1. Chiu YH, Hsieh JC, Kuo WJ, Hung DL, Tzeng OJL. Vision- and manipulation-based signs in Taiwan sign language. Language and Linguistics 2005;6(2):361.
  2. Kuo WJ, Yeh TC, Lee JR, Chen LF, Lee PL, Chen SS, Ho LT, Hung DL, Tzeng OJL, Hsieh JC. Orthographic and phonological processing of Chinese characters: an fMRI study. NeuroImage 2004;21(4):1721-1731.
  3. Lee CY, Tsai JL, Kuo WJ, Yeh TC, Wu YT, Ho LT, Hung DL, Tzeng OJL, Hsieh JC*. Neuronal correlates of consistency and frequency effects on Chinese character naming: an event-related fMRI study. NeuroImage 2004;23(4):1235-1245.
  4. Kuo WJ, Yeh TC, Lee CY, Wu YT, Chou CC, Ho LT, Hung DL, Tzeng OJL, Hsieh JC*. Frequency effects of Chinese character processing in the brain: an event-related fMRI study. NeuroImage 2003;18(3):720-730.
  5. Kuo WJ, Yeh TC, Duann JR, Wu YT, Ho LT, Hung D, Tzeng OJL, Hsieh JC*. A left-lateralized network for reading Chinese words: a 3 T fMRI study. Neuroreport 2001;12(18):3997-4001.


5.人腦運動神經系統神經動力學(neurodynamics)與運動系統神經及疾病之研究
有鑒於運動系統在臨床上的重要性,我們之前建立功能性磁振造影(fMRI)的技術並且研究正常人及神經系統受損的病人其腦部可塑性,其中部份技術性及科學性研究成果已分別發表於SCI 生醫影像醫學及腦功能造影領域最高雜誌NeuroImage及臨床神經學領域最高雜誌Annals of Neurology。我們建立並發展全頭型腦磁(MEG)的技術平臺,針對腦部運動控制的腦動力學(Brain Dynamics),利用獨立城份分析法(Independent component analysis)的技術,發展重要的單一事件(single trial)的事件相依去同步/同部誘發腦波(event-related desynchronization, ERD 及event-related synchronization, ERS)分析技術平臺,發表於SCI 生醫影像醫學及腦功能造影領域最高雜誌NeuroImage (Lee et al. 2003, 引用率27次)。並且用於探討巴金森氏症(Parkinson Disease)之腦部病神經生理及其它中樞或周邊神經的運動疾障以探討腦神經的reorganization 及plasticity。除此之外我們亦發展複雜系統(complex system)的數學模式用於分析腦波深入神經系統的動態系統(dynamic system)表現。個人指導博士畢業生最近數年一系列有關小腦與事件時序(event timing)的論文也受到國際多方的重視,目前也應邀參與歐美跨國際的團隊整合研究。

研究團隊所發表論文:
  1. Shih LYL, Yeh TC, Kuo WJ, Tzeng OJL, Hsieh JC*. Effect of temporal difficulty on cerebrocerebellar interaction during visual duration discrimination. Behavioural Brain Research 2010;207(1):155-160.
  2. Shih LYL, Kuo WJ, Yeh TC, Tzeng OJL, Hsieh JC*. Common neural mechanisms for explicit timing in the sub-second range. Neuroreport 2009;20(10):897-901.
  3. Shih LYL, Chen LF, Kuo WJ, Yeh TC, Wu YT, Tzeng OJL, Hsieh JC*. Sensory acquisition in the cerebellum: An fMRI study of cerebrocerebellar interaction during visual duration discrimination. Cerebellum 2009;8(2):116-126.
  4. Chen CC, Hsieh JC, Wu YZ, Lee PL, Chen SS, Niddam DM, Yeh TC, Wu YT. Mutual-information-based approach for neural connectivity during self-paced finger lifting task. Human Brain Mapping 2008;29(3):265-280.
  5. Niddam DM, Hsieh JC. Sensory modulation in cingulate motor area by tonic muscle pain: a pilot study. Journal of Medical and Biological Engineering 2008;28(3):135-138.
  6. Wang PS, Wu YT, Hung CI, Kwan SY, Teng S. Early detection of periodic sharp wave complexes on EEG by independent component analysis in patients with Creutzfeldt-Jakob disease. Journal of Clinical Neurophysiology 2008;25(1):25-31.
  7. Hung CI, Wang PS, Soong BW, Teng S, Hsieh JC, Wu WT. Blind source separation of concurrent disease-related patterns from EEG in Creutzfeldt-Jakob disease for assisting early diagnosis. Annals of Biomedical Engineering 2007;35(12):2168-2179.
  8. Wu YZ, Niddam DM, Chen CC, Liao KK, Cheng CM, Chen LF, Lee PL, Chen SS, Yeh TC, Hsieh JC*. Effects of cognitive demands on postmovement motor cortical deactivation. Neuroreport 2006;17(4):371-375.
  9. Wu YZ, Yang TH, Lin YY, Chen SS, Liao KK, Chen LF, Yeh TC, Wu YT, Ho LT, Hsieh JC*. Dimensional complexity of neuromagnetic activity reduced during finger movement of greater difficulty. Clinical Neurophysiology 2006;117(11): 2473-2481.
  10. Hung CI, Lee PL, Wu YT, Chen LF, Yeh TC, Hsieh JC. Recognition of motor imagery electroencephalography using independent component analysis and machine classifiers. Annals of Biomedical Engineering 2005;33(8):1053-1070.
  11. Lee PL, Wu YT, Chen LF, Chen YS, Cheng CM, Yeh TC, Ho LT, Chang MS, Hsieh JC*. ICA-based spatiotemporal approach for single-trial analysis of postmovement MEG beta synchronization. NeuroImage 2003;20(4):2010-2030.
  12. Chen LF, Liao HY, Lin JC. Wavelet-based optical flow estimation. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology 2002;12(1):1-12.
  13. Lee PL, Chen LF, Wu YT, Chiu HF, Shyu KK, Yeh TC, Hsieh JC. Classifying MEG 20Hz rhythmic signals of left, right index finger movement and resting state using cascaded radial basis function networks. Journal of Medical and Biological Engineering 2002;22(3):147-152.


6. 神經經濟學(Neuroeconomics)與決策(Decision Making)的腦功能造影研究
神經經濟學是以大腦為研究物件的經濟學。神經經濟學的理論是由大腦實際上怎樣思維的事實支配的。神經經濟學是行為經濟學的一個分支。行為經濟學運用社會科 學的事實和概念來顯示意志力、對他人的關心、計算能力的有限性、和生物是怎樣影響經濟行為的。社會科學是經濟學、心理學、社會學、和人類學的鄰近科學。神 經經濟學運用大腦活動的事實擴展了行為經濟學。神經經濟學也稱為一種新型的「試驗經濟學」。在試驗經濟學中,我們根據經濟學的動機設立簡單的討價還價的遊 戲和市場,用以檢驗理論和確定哪些變數導致經濟後果。結果顯示:在不確定賭局的預期階段(翻牌之前),腦島與基底神經節有最強烈的活動;而在經驗階段(翻 牌之後,得知輸),右頂葉底部與額葉中回有最強烈的活動。這些研究我們與東吳大學心理系邱耀初副教授及中國醫藥大學校長黃榮村教授一起發展數年,已在國際 上有基本建樹與口碑。最近我們團隊的成員也是個人之前指導的博士生目前也是團隊核心成員之一(Associate Professor. WJ Kuo)更有一篇相關論文發表於Science期刊。我們更多的系列論文刻正審核中。我們在BMC Neuroscience 所發表的探討IOWA gambling task 之腦造影論文(Lin et al., 2008)目前名列高雜誌之高下載率論文(highly accessed)榜,受到相當的肯定。

研究室及團隊所發表論文:

  1. Lin CH, Chiu YC*, Cheng CM, Hsieh JC*. Brain maps of Iowa gambling task. BMC Neuroscience 2008;9(1):72.
  2. Chiu YC, Lin CH, Huang JT, Lin S, Lee PL, Hsieh JC. Immediate gain is long-term loss: Are there foresighted decision makers in the Iowa Gambling Task? Behavioral and Brain Functions, 2008;4:13.
  3. Lin CH, Chiu YC, Lee PL, Hsieh JC. Is deck B a disadvantageous deck in the Iowa Gambling Task? Behavioral and Brain Functions 2007;3(1):16.


7. 鏡相神經元系統(Mirror neuron system)之認知神經科學與臨床神經精神研究
在社會神經科學中,鏡相神經元系統目前被認為與人類學習及同理心有重要的相關。人腦中有一群叫做鏡像神經元的細胞,可以讓我們直接瞭解別人的動作、意圖或 情緒,藉此可以感受親友的痛苦與歡樂為同理心與彼此模仿與學習的基礎。而人類語言能力的創造,也可能與之相關。我們的系列疼痛感覺系統與運動系統及語言的 研究均與鏡相神經元都有關連。我們發現鏡相神經元與諸項神經精神疾病(如自閉症Autism)與性別差異有關。這些研究是目前新興領域社會神經科學 (Social Neuroscience)中重要的一環。我們目前在社會神經科學的領域內,正積極發展有關人類道德意識之神經基礎機理研究。更發展鏡相神經元理論在臨床 醫學支應用研究

研究室及團隊所發表論文:

  1. Cheng YW, Decety J, Lin CP, Hsieh JC, Hung D, Tzeng OJL. Sex differences in spinal excitability during observation of bipedal locomotion. Neuroreport 2007;18(9):887-890.
  2. Cheng YW, Tzeng OJL, Decety J, Imada T, Hsieh JC*. Gender differences in the human mirror system: a magnetoencephalography study. Neuroreport 2006;17(11):1115-1119.
  3. Cheng YW, Tzeng OJL, Hung D, Decety J, Hsieh JC*. Modulation of spinal excitability during observation of bipedal locomotion. Neuroreport 2005;16(15):1711-1714.


8. 精神醫學精神分裂與情感性精神症之多形式腦造影研究
精神醫學領域的疾病其中重要的精神分裂疾病之外當屬二十一世紀三大最重要疾病之一的憂鬱症。全世界約有3% ~ 5%的人患有情緒性精神疾病,其中以情感躁鬱症及嚴重憂鬱症為首。隨人口年齡老化,老人醫學流行病統計亦顯示約有18~22%的輕度或重度的憂鬱症。它們 在患者一生中造成許多重大的負面影響,例如高死亡率、喪失生產及收入、危害健康,甚至造成患者自殺。所以為了正確診斷躁鬱症,這兩種精神疾病在症狀上的區 分就顯得格外重要。我們於今年剛執行完畢四年期的國科會大學學術追求卓越延續計畫「情感性精神症之多形式腦造影研究」精神醫學整合型計畫,本人擔任計畫總 主持人。計劃涵蓋四個主要方向,分別是有關 (1)神經授受器(serotonin, dopamine)及其生化反應的腦造影研究,技術上包含有單光子電腦斷層攝影(SPECT)和核磁共振頻普譜分析(MRS);(2)腦功能 (working memory, inhibitory control, attention, explicit and implicit emotional appreciation, language processing) 執行過程中的不同神經網路之動態訊息傳遞,技術上有腦磁圖儀(MEG)及功能性磁振造影(fMRI)與腦電波(EEG)合併記錄;(3)建構量化的腦形態 病灶分析, 技術上有磁振造影(MRI, voxel-based morphormetry, deformation-based morphormetry)及血流擴散造影(DTI);(4)情感性精神症神經傳導物質的基因研究。我們希望能對這兩項躁鬱症精神疾病的致病機轉及治療方 法能提供進一步的訊息及瞭解。我們與精神醫學部及核醫部共同合作此計畫,目前多篇論文刻正於國外重要學術期刊審查發表中。重大創新技術之一是成功建立神經 資訊學之疾病分類器以為疾病診斷及追蹤療效之新利器。我們確信已驗出這些不同類情感性精神疾病其顯性與潛藏特徵之部份關連。更多的其他精神醫學疾病之研究 如精神分裂及性別認同與變性問題也同時進行中。

研究團隊所發表論文:

  1. Chou CC, Mao WC, Huang CJ, Li CT, Su TP, Yeh CB, Huang SY, Lin FH, Chen LF, Hsieh JC*. Deficient emotional intelligence and dysfunctional early emotional prosody processing varying with the severity of auditory hallucinations in schizophrenics. Neuropsychiatry 2018;8(4):1297-1309.
  2. Mao WC, Chen LF, Chi CH, Lin CH, Kao YC, Hsu WY, Lane HY, Hsieh JC*. Traditional Chinese version of the Mayer Salovey Caruso Emotional Intelligence Test (MSCEIT-TC): Its validation and application to schizophrenic individuals. Psychiatry Research 2016;243:61-70.
  3. Li CT, Hsieh JC, Huang HH, Chen MH, Juan CH, Tu PC, Lee YC, Wang SJ, Cheng CM, Su TP. Cognition-modulated frontal activity in prediction and augmentation of antidepressant efficacy: A randomized controlled pilot study. Cerebral Cortex 2016;26(1):202-210.
  4. Li CT, Tu PC, Hsieh JC, Lee HC, Bai YM, Tsai CF, Wang SJ, Hsu JW, Huang KL, Hong CJ, Su TP. Functional disconnection in the prefrontal-amygdala circuitry in unaffected siblings of patients with bipolar I disorder. Bipolar Disorders 2015;17(6):626-635.
  5. Li CT, Bai YM, Hsieh JC, Lee HC, Yang BH, Chen MH, Lin WC, Tsai CF, Tu PC, Wang SJ, Su TP. Peripheral and central glucose utilizations modulated by mitochondrial DNA 10398A in bipolar disorder. Psychoneuroendocrinology 2015;55:72-80.
  6. Li CT, Su TP, Wang SJ, Tu PC, Hsieh JC*. Prefrontal glucose metabolism in medication-resistant major depression. British Journal of Psychiatry 2015;206(4):316-323.
  7. Li CT, Chen MH, Juan CH, Huang HH, Chen LF, Hsieh JC, Tu PC, Bai YM, Tsai SJ, Lee YC, Su TP. Efficacy of prefrontal theta-burst stimulation in refractory depression: A randomized sham-controlled study. Brain 2014;137(7):2088–2098.
  8. Liu TY, Chen YS, Su TP, Hsieh JC*, Chen LF*. Abnormal early gamma responses to emotional faces differentiate unipolar from bipolar disorder patients. BioMed Research International 2014;2014:906104.
  9. Li CT, Chen LF, Tu PC, Wang SJ, Chen MH, Su TP, Hsieh JC*. Impaired prefronto-thalamic functional connectivity as a key feature of treatment-resistant depression: A combined MEG, PET and rTMS study. PLoS One 2013;8(8):e70089.
  10. Li CT, Hsieh JC, Wang SJ, Yang BH, Bai YM, Lin WC, Lan CC, Su TP. Differential relations between fronto-limbic metabolism and executive function in patients with remitted bipolar I and bipolar II disorder. Bipolar Disorders 2012;14(8):831-842.
  11. Liu TY, Hsieh JC, Chen YS, Su TP, Chen LF. Different patterns of abnormal gamma oscillatory activity in unipolar and bipolar disorder patients during an implicit emotion task. Neuropsychologia 2012;50(7):1514-1520.
  12. Tu PC, Chen LF, Hsieh JC, Bai YM, Li CT, Su TP. Regional cortical thinning in patients with major depressive disorder: A surface-based morphometry study. Psychiatry Research: Neuroimaging 2012;202(3):206-213.
  13. Tu PC, Hsieh JC, Li CT, Bai YM, Su TP. Cortico-striatal disconnection within the cingulo-opercular network in schizophrenia revealed by intrinsic functional connectivity analysis: A resting fMRI study. NeuroImage 2012;59(1):238-247.
  14. Lee PS, Chen YS, Hsieh JC, Su TP, Chen LF. Distinct neuronal oscillatory responses between patients with bipolar and unipolar disorders: A magnetoencephalographic study. Journal of Affective Disorders 2010;123(1-3):270-275.
  15. Li CT, Lin CP, Chou KH, Chen IY, Hsieh JC, Wu CL, Lin WC, Su TP. Structural and cognitive deficits in remitting and non-remitting recurrent depression: A voxel based morphometric study. NeuroImage 2010;50(1):347-356.
  16. Li CT, Wang SJ, Hirvonen J, Hsieh JC, Bai YM, Hong CJ, Liou YJ, Su TP. Antidepressant mechanism of add-on repetitive transcranial magnetic stimulation in medication-resistant depression using cerebral glucose metabolism. Journal of Affective Disorders 2010;127(1-3):219-229.
  17. Liu JX, Chen YS, Hsieh JC, Su TP, Yeh TC, Chen LF. Differences in white matter abnormalities between bipolar I and II disorders. Journal of Affective Disorders 2010;127(1-3):309-315.
  18. Chen YS, Chen LF, Chang YT, Huang YT, Su TP, Hsieh JC. Quantitative evaluation of brain magnetic resonance images using voxel-based morphometry and bayesian theorem for patients with bipolar disorder. Journal of Medical and Biological Engineering 2008;28(3):127-133.
  19. Chen SS, Tu PC, Su TP, Hsieh JC, Lin YC, Chen LF. Impaired frontal synchronization of spontaneous magnetoencephalographic activity in patients with bipolar disorder. Neuroscience Letters 2008;445(2):174-178.
  20. Liao YL, Sun YN, Hsieh JC, Su TP, Guo WY, Wu YT. Cortical complexity analysis of patients with bipolar disorder using three-dimensional gyrification index. Conference Proceedings IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Vol. 2008, 2008. pp. 3933-3936.
  21. Tu PC, Yang TH, Kuo WJ, Hsieh JC, Su TP. Neural correlates of antisaccade deficits in schizophrenia, an fMRI study. Journal of Psychiatric Research 2006;40(7):606-612.


9. 神經資訊學(Neuroinformatics)與腦資訊學(Brain Informatics)並神經影像學(Neuroimaging)之建立
A. 發展腦影像及神經資訊科技,建立臨床躁鬱症疾患腦結構模型,輔助醫師診斷。
B. 利用腦電磁波儀,建立人腦情緒感知歷程,區辨腦神經網路處理正向情緒與負向情緒之時序差異,並藉以研究精神疾患。
C. 建構以網頁為基礎之正常人磁振造影影像資料庫系統。
D. 建立人腦MRI結構及功能影像的資料庫,建構國人之代表性人腦模版,並結合資訊科學技術分依不同年紀性別與疾病發展分類器,以為臨床腦科學與認知神經科學之研究。
E. 建置神經醫學影像及神經醫學資訊先進技術平臺,發展高科技腦神經造影與腦圖技術 (如functional MRI, diffusional MRI, tractography, pharmacological MRI)。
F. 建立腦神經網路三度空間的功能與結構之理論模式 (如dynamic causal modelling for neural connectivity, mutual information for neural circuitries)。
G. 發展資料探勘(data mining)技術,結合結構影像與功能性資料,以建構兼具空間與時序之神經網路動態模型,並應用到臨床精神疾病之模型。
H. 發展各種腦型態學之分析理論與模式及分類器(classifiers),分析大腦灰質白質與灰質彎曲複雜度,提供基礎與臨床之研究及診斷。

研究團隊所發表論文:

  1. Liao YL, Wang PS, Lu CF, Hung CI, Li CT, Lin CP, Hsieh JC, Su TP, Wu YT. Cortical shape and curvedness analysis of structural deficits in remitting and nonremitting depression. PLoS One 2013;8(7):e68625.
  2. Chang WT, Nummenmaa A, Hsieh JC, Lin FH. Spatially sparse source cluster modeling by compressive neuromagnetic tomography. NeuroImage 2010;53(1):146-160.
  3. Hu HH, Guo WY, Chen HY, Wang PS, Hung CI, Hsieh JC, Wu YT. Morphological regionalization using fetal magnetic resonance images of normal developing brains. European Journal of Neuroscience 2009;29(8):1560-1567.
  4. Liu JX, Chen YS, Chen LF. Accurate and robust extraction of brain regions using a deformable model based on radial basis functions. Journal of Neuroscience Methods 2009;183(2):255-266.
  5. Wu TH, Chen CL, Huang YH, Liu RS, Hsieh JC, Lee JJS. Effects of long-term practice and task complexity on brain activities when performing abacus-based mental calculations: a PET study. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2009;36(3):436-445.
  6. Wu YT, Shyu KK, Chen TR, Guo WY. Using three-dimensional fractal dimension to analyze the complexity of fetal cortical surface from magnetic resonance images. Nonlinear Dynamics 2009;58(4):745-752.
  7. Wu YT, Shyu KK, Jao CW, Wang ZY, Soong BW, Wu HM, Wang PS. Fractal Dimension Analysis for Quantifying Cerebellar Morphological Change of Multiple System Atrophy of the Cerebellar Type (MSA-C). NeuroImage 2009;49(1):539-551.
  8. Chen CC, Hsieh JC, Wu YZ, Lee PL, Chen SS, Niddam DM, Yeh TC, Wu YT. Mutual-information-based approach for neural connectivity during self-paced finger lifting task. Human Brain Mapping 2008;29(3):265-280.
  9. Chen SS, Tu PC, Su TP, Hsieh JC, Lin YC, Chen LF. Impaired frontal synchronization of spontaneous magnetoencephalographic activity in patients with bipolar disorder. Neuroscience Letters 2008;445(2):174-178.
  10. Chen YS, Chen LF, Chang YT, Huang YT, Su TP, Hsieh JC. Quantitative evaluation of brain magnetic resonance images using voxel-based morphometry and bayesian theorem for patients with bipolar disorder. Journal of Medical and Biological Engineering 2008;28(3):127-133.
  11. Liao YL, Sun YN, Hsieh JC, Su TP, Guo WY, Wu YT. Cortical complexity analysis of patients with bipolar disorder using three-dimensional gyrification index. Conference Proceedings IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Vol. 2008, 2008. pp. 3933-3936.
  12. Liu JX, Chen YS, Chen LF. Nonlinear registration based on the approximation of radial basis function coefficients. Journal of Medical and Biological Engineering 2008;28(3):119-126.
  13. Shyu KK, Lee MH, Wu YT, Lee PL. Implementation of Pipelined FastICA on FPGA for real-time Blind Source Separation. IEEE Transactions on Neural Networks 2008;19(6): 958-970.
  14. Chen SS, Chen LF, Wu YT, Wu YZ, Lee PL, Yeh TC, Hsieh JC*. Detection of synchronization between chaotic signals: An adaptive similarity-based approach. Physical Review E 2007;76(6):066208.
  15. Chou YC, Teng MM, Guo WY, Hsieh JC, Wu YT. Classification of hemodynamics from dynamic-susceptibility-contrast magnetic resonance (DSC-MR) brain images using noiseless independent factor analysis. Medical Image Analysis 2007;11(3):242-253.
  16. Hung CI, Wang PS, Soong BW, Teng S, Hsieh JC, Wu WT. Blind source separation of concurrent disease-related patterns from EEG in Creutzfeldt-Jakob disease for assisting early diagnosis. Annals of Biomedical Engineering 2007;35(12):2168-2179.
  17. Liao YL, Sun YN, Guo WY, Chou YH, Hsieh JC, Wu YT. A comparison between the surface-based and mutual-information-based methods for co-registering SPECT and MR images. 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2007;2007:868-871.
  18. Wu YT, Chou YC, Guo WY, Yeh TC, Hsieh JC. Classification of spatiotemporal hemodynamics from brain perfusion MR images using expectation-maximization estimation with finite mixture of multivariate gaussian distributions. Magnetic Resonance in Medicine 2007;57(1):181-191.
  19. Chen YS, Cheng CY, Hsieh JC, Chen LF. Maximum contrast beamformer for electromagnetic mapping of brain activity. IEEE Transactions on Biomedical Engineering 2006;53(9):1765-1774.
  20. Lee PL, Chou YH, Hsieh JC, Chiang HK. An improved spectral width Doppler method for estimating Doppler angles in flows with existence of velocity gradients. Ultrasound in Medicine & Biology 2006;32(8):1229-1245.
  21. Cheng YC, Chen YS, Hsieh JC, Chen LF. Camera-guided coordinate system alignment for neuromagnetic source estimation. International Journal of Bioelectromagnetism 2005;7(2):86-89.
  22. Lee CK, Sun CW, Lee PL, Lee HC, Yang CC, Jiang CP, Tong YP, Yeh TC, Hsieh JC. Study of photon migration with various source-detector separations in near-infrared spectroscopic brain imaging based on three-dimensional Monte Carlo modeling. Optics Express 2005;13(21):8339-8348.
  23. Liu HY, Chen YS, Chen LF, Hsieh JC. Statistical mapping of cortical activities using minimum-variance maximum-discrimination spatial filtering. International Journal of Bioelectromagnetism 2005;7(2):104-107.
  24. Guo WY, Wu YT, Wu HM, Chung WY, Kao YH, Yeh TC, Shiau CY, Pan DH, Chang YC, Hsieh JC. Toward normal perfusion after radiosurgery: perfusion MR Imaging with independent component analysis of brain arteriovenous malformations. American Journal of Neuroradiology 2004;25(10):1636-1644.
  25. Kao YH, Guo WY, Wu YT, Liu KC, Chai WY, Lin CY, Hwang YS, Liou AJK, Wu HM, Cheng HC, Yeh TC, Hsieh JC, Mu Huo Teng M. Hemodynamic segmentation of MR brain perfusion images using independent component analysis, thresholding, and Bayesian estimation. Magnetic Resonance in Medicine 2003;49(5):885-894.
  26. Lee PL, Wu YT, Chen LF, Chen YS, Cheng CM, Yeh TC, Ho LT, Chang MS, Hsieh JC*. ICA-based spatiotemporal approach for single-trial analysis of postmovement MEG beta synchronization. NeuroImage 2003;20(4):2010-2030.
  27. Wu YT, Chen LF, Chen HY, Lee PL, Yeh TC, Hsieh JC. A wavelet-based approach for color image registration. Journal of Imaging Science and Technology 2003;47(3):185-199.
  28. Chang HF, Chan YS, Yih JN, Yau HF, Hsieh JC, Chou C. Angular distribution of Zeeman photon pairs in a highly scattering medium. International Symposium on Optical Science and Technology, Vol. 4819: SPIE, 2002. p. 7.
  29. Duann JR, Jung TP, Kuo WJ, Yeh TC, Makeig S, Hsieh JC, Sejnowski TJ. Single-trial variability in event-related BOLD signals. NeuroImage 2002;15(4):823-835.
  30. Wu YT, Chen LF, Lee PL, Yeh TC, Hsieh JC. Discrete signal matching using coarse-to-fine wavelet basis functions. Pattern Recognition 2003;36(1):171-192.
  31. Wu YT, Chen HY, Chen LF, Lee PL, Yeh TC, Hsieh JC. Fetal heart tracking in ultrasound image sequences using coarse-to-fine wavelet. Journal of Medical and Biological Engineering 2002;22(2):67-74.
  32. Peng LC, Chou C, Lyu CW, Hsieh JC. Zeeman laser-scanning confocal microscopy in turbid media. Optics Letters 2001;26(6):349-351.


10. 神經工程腦機介面之技術開發:
肌肉神經損傷、肢體發育不全、腦部癱瘓、脊椎神經傷害、老年人、以及漸凍人等,經常具有肢體活動障礙的問題,使得這些病人無法自由的活動,進而影響到日常 生活的活動能力,甚至失去與外界溝通的能力。為了解決這個問題,一個受到重視的技術則是擷取大腦的神經訊號,辨識特定的腦波型態(brain signal pattern),以作為與外界裝置溝通的管道,使這些病人可以不需要依靠周邊神經和肌肉,僅利用腦部的訊號,就可以達到與外界溝通、傳達訊息、自主行 動,以及自我照顧等目的,此種技術稱之為『大腦人機界面 (brain computer interface, BCI)』。我們從人腦科學的研究中,開發了閃光刺激的時序安置及利用時間編碼(temporal encoding)的技術,因此不像穩態視覺誘發電位(Steady-state visual evoked potential, SSVEP)系統,會有頻寬限制的問題,此外,本系統可以同時在螢幕上顯示多個閃光選項,具有優於sensorimotor mu rhythm 系統的資訊傳輸率。相較於目前世界上其他研究團隊所發展之大腦人機界面系統,本統具有33.65 bits/min 以上的高指令傳輸率,而且具有容易量測、低成本、以及同時顯示多個選項等優點,故非常適合推廣于臨床應用上 (本研發取得三項國內外專利,相關技術與應用繼續發展中,本人擔任計畫主持人)。

研究團隊所發表論文:

  1. Wu CH, Lee PL, Shu CH, Yang CY, Lo MT, Chang CY, Hsieh JC. Empirical mode decomposition-based approach for intertrial analysis of olfactory event-related potential features. Chemosensory Perception 2012;5(3-4):280-291.
  2. Lee PL, Shang LZ, Wu YT, Shu CH, Hsieh JC, Lin YY, Wu CH, Liu YL, Yang CY, Sun CW, Shyu KK. Single-trial analysis of cortical oscillatory activities during voluntary movements using empirical mode decomposition (EMD)-based spatiotemporal approach. Annals of Biomedical Engineering 2009;37(8):1683-1700.
  3. Lee PL, Hsieh JC, Wu CH, Shyu KK, Wu YT. Brain computer interface using flash onset and offset visual evoked potentials. Clinical Neurophysiology 2008;119(3):605-616.
  4. Lee PL, Chou YH, Hsieh JC, Chiang HK. An improved spectral width Doppler method for estimating Doppler angles in flows with existence of velocity gradients. Ultrasound in Medicine & Biology 2006;32(8):1229-1245.
  5. Lee PL, Hsieh JC, Wu CH, Shyu KK, Chen SS, Yeh TC, Wu YT. The brain computer interface using flash visual evoked potential and independent component analysis. Annals of Biomedical Engineering 2006;34(10):1641-1654.
  6. Hung CI, Lee PL, Wu YT, Chen LF, Yeh TC, Hsieh JC. Recognition of motor imagery electroencephalography using independent component analysis and machine classifiers. Annals of Biomedical Engineering 2005;33(8):1053-1070.
  7. Lee PL, Wu CH, Hsieh JC, Wu YT. Visual evoked potential actuated brain computer interface: a brain-actuated cursor system. Electronics Letter 2005;41(15):832-834.


11. 其他臨床應用:創新的臨床診斷於協助治療決策之腦造影技術

1. 手術前腦功能區之定位以避免醫源性手術傷害
2. 手術前腦病灶區之定位以協助神經外科手術
我們是國內最早且目前仍是唯一應用相關腦科學知識及腦造影技術於腦神經外科腫瘤手術前提供重要功能區定位之團隊,此項應用目前更與神經外科手術導航系統結 合,以保護重要功能區。我們已累積超過三百多例的經驗。在功能性腦磁振造影(fMRI)之技術方面,實驗室研發自裝式線上功能磁振造影分析系統,將耗費時 間的影像計算改善為即時性功能磁振造影分析系統,提供線上的影像重組、運動位移修正的影像重新排列及統計功能分析,該線上處理系統可提供醫師即時的臨床功 能性磁振檢查回饋及功能性磁振造影的品管控制。也針對病灶區間(如癲癇)以MEG 腦造影技術定位不正常區以提供更精確之神經外科手術處理。

研究室及團隊所發表論文:

  1. Li LPH, Chen KC, Lee PL, Niddam DM, Cheng CM, Chou CC, Hsieh JC*, Shiao AS*. Neuromagnetic index of hemispheric asymmetry predicting long-term outcome in sudden hearing loss. NeuroImage 2013;64:356-364.
  2. Lee PL, Shang LZ, Wu YT, Shu CH, Hsieh JC, Lin YY, Wu CH, Liu YL, Yang CY, Sun CW, Shyu KK. Single-trial analysis of cortical oscillatory activities during voluntary movements using empirical mode decomposition (EMD)-based spatiotemporal approach. Annals of Biomedical Engineering 2009;37(8):1683-1700.
  3. Wu YZ, Yang TH, Lin YY, Chen SS, Liao KK, Chen LF, Yeh TC, Wu YT, Ho LT, Hsieh JC*. Dimensional complexity of neuromagnetic activity reduced during finger movement of greater difficulty. Clinical Neurophysiology 2006;117(11): 2473-2481.
  4. Hsiao FJ, Lin YY, Hsieh JC, Wu ZA, Ho LT, Chang Y. Oscillatory characteristics of face-evoked neuromagnetic responses. International Journal of Psychophysiology 2006;61(2):113-120.
  5. Chen WT, Ko YC, Liao KK, Hsieh JC, Yeh TC, Wu ZA, Ho LT, Lin YY. Optimal check size and reversal rate to elicit pattern-reversal MEG responses. Canadian Journal of Neurological Sciences 2005;32(2):218-224.
  6. Lin YY, Chang KP, Hsieh JC, Yeh TC, Yu HY, Kwan SY, Yen DJ, Yiu CH, Hari R. Magnetoencephalographic analysis of bilaterally synchronous discharges in benign rolandic epilepsy of childhood. Seizure 2003;12(7):448-455.
  7. Lin YY, Shih YH, Chen JT, Hsieh JC, Yeh TC, Liao KK, Kao CD, Lin KP, Wu ZA, Ho LT. Differential effects of stimulus intensity on peripheral and neuromagnetic cortical responses to median nerve stimulation. NeuroImage 2003;20(2):909-917.
  8. Lin YY, Shih YH, Chang KP, Lee WT, Yu HY, Hsieh JC, Yeh TC, Wu ZA, Ho LT. MEG localization of rolandic spikes with respect to SI and SII cortices in benign rolandic epilepsy. NeuroImage 2003;20(4):2051-2061.
  9. Lin YY, Shih YH, Hsieh JC, Yu HY, Yiu CH, Wong TT, Yeh TC, Kwan SY, Ho LT, Yen DJ, Wu ZA, Chang MS. Magnetoencephalographic yield of interictal spikes in temporal lobe epilepsy: Comparison with scalp EEG recordings. NeuroImage 2003;19(3):1115-1126.
  10. Lin YY, Wu ZA, Hsieh JC, Yu HY, Kwan SY, Yen DJ, Yiu CH, Ho LT. Magnetoencephalographic study of rhythmic mid-temporal discharges in non-epileptic and epileptic patients. Seizure 2003;12(4):220-225.
  11. Yeh TC, Chou CC, Cheng CM, Wu YT, Cheng HC, Hsieh JC, Guo WY, Teng MM, Chang CY, Ho LT. Custom-designed on-line functional MRI analysis. Chinese Journal of Radiology 2001;26(2):69-74.

 

著作專章

  1. Low I, Wei SY, Lee PS, Li WC, Lee LC, Hsieh JC*, Chen LF*. Neuroimaging Studies of Primary Dysmenorrhea. In: Shyu BC, Tominaga M, editor. Advances in Experimental Medicine and Biology, Vol. 1099. Singapore: Springer, 2018. pp. 179-199.
  2. Tu CH, Niddam DM, Hsieh JC. Functional and Structural Brain Alterations Associated with Menstrual Pain. In: M Gosselin, editor. Menstrual Cycle: Signs and Symptoms, Psychological/Behavioral Changes and Abnormalities. Hauppauge, New York: Nova Science Publishers, Inc., 2013. pp. 35-66.
  3. Chen JK, Han JS, Zhao ZQ, Wei F, Hsieh JC, Bao L, Chen ACN, Dai Y, Fan BF, Gu JG, Hao SL, Hu SJ, Ji YH, Li YJ, Li YQ, Lin Q, Liu XG, Liu YQ, Lu Y, Luo F, Ma C, Qiu YH, Rao ZR, Shi L, Shyu BC, Song XJ, Tang JS, Tao YX, Wan Y, Wang JS, Wang KW, Wang Y, Xu GY, Xu TL, You HJ, Yu LC, Yu SY, Zhang DY, Zhang DR, Zhang JM, Zhang X, Zhang YQ, Zhuo M. Pain. In: Pfaff DW, Volkow ND, editors. Neuroscience in the 21st Century: From Basic to Clinical. New York: Springer, 2013. pp. 965-1023.
  4. Lee PL, Wu YT, Hsieh JC. Extraction of Single-Trial Post-Movement MEG Beta Synchronization in Normal and Parkinson's Patient Using ICA-Based Spatiotemporal Approach. In: J Dushanova, editor. Diagnostics and Rehabilitation of Parkinson's Disease: InTech, 2011. pp. 85-114.
  5. Lee PL, Wu YT, Shyu KK, Hsieh JC. Brain Computer Interface Based on the Flash Onset and Offset Visual Evoked Potentials. In: R Fazel-Rezai, editor. Recent Advances in Brain-Computer Interface Systems: InTech, 2011. pp. 99-118.
  6. Niddam DM, Hsieh JC. Brain imaging of muscle pain in humans. In: Shyu BC, Chien CC, editors. Nociceptive and Neuropathic Pain: mechanisms and treatments. Kerala, India: Research Signpost. 2009: pp 177-204.
  7. Niddam DM, Yeh TC, Hsieh JC. Brain imaging techniques in human pain research. In: Shyu BC, Chien CC, editor. Nociceptive and Neuropathic Pain: mechanisms and treatments. Kerala, India: Research Signpost. 2009: pp 155-176
  8. Ingvar M, Hsieh JC. The image of pain. In: PD Wall, R Melzack, editors. Textbook of Pain. Edinburgh, Scotland: Churchill Livingstone, 1999. pp. 215-233.
  9. Hsieh JC. Central processing of pain functional brain imaging studies with PET. Dept Clinical Neuroscience, Sect Clinical Neurophysiology. Stockholm, Sweden: Karolinska Institute, 1995. p. 124.


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1995

1994

1993

  • Liu CY and Hsieh JC. Post cardiopulmonary-bypass neuropsychiatric complications. Changgeng Yi Xue Za Zhi 1993;16(1):52-58.

1992

  • Lui PW, Lu PK, Hsieh JC, Lee TY. Post-operative muscle rigidity in an infant. European Journal of Anaesthesiology 1992;9(5):419-423.

1991

  • Shih YH, Hsieh JC and Lee LS. Intraoperative localization of sensorimotor cortex by cortical somatosensory evoked potentials. Journal of the Formosan Medical Association 1991;90(11):1049-1054.

1990

  • Hsieh JC, Chan KH, Lui PW, Lee TY. Clinical application of infrared thermography in diagnosis and therapeutic assessment of vascular ischemic pain. Ma Zui Xue Za Zhi 1990;28(4):493-501.
  • Hsieh JC, Lee TY, Liou JY, Inn HW, Wang CH, Yang YD, Chan KH, Lui PW, Tsen KC Yiou TT. Early detection of cerebral dysfunction by quantitative EEG during cardiopulmonary-bypass period for open-heart surgery. Ma Zui Xue Za Zhi 1990;28(2):137-149.
  • Hsieh JC, Lee TY, Shih YH, Hwang LD, Lui PW. Demarcation and localization of primary sensor and motor areas in human cortex by cortical somatosensory. Evoked potential (Co-SEP) during operation in surgery for epilepsy and intracranial tumor. Ma Zui Xue Za Zhi 1990;28(3):285-293.
  • Hsieh JC, Shih YS, Hwang LD, Lui PK, Lui PW, Lee TY, Yao CS, Su MS, Chung KP. Activation of epileptogenic activities by etomidate in electrocorticoencephalography (ECoG) during operation for epilepsy. Ma Zui Xue Za Zhi 1990;28(2):127-135.

1988

  • Hsieh JC, Chou YH, Hsu CC, Tsai YT, Wu CC, Chang T. Duplex ultrasound demonstration of splenoportal venous thrombosis and cavernous transformation of the portal vein: A case report. Journal of Ultrasound in Medicine ROC 1988;5:27-32.
  • Hsieh JC, Leung HK, Lee TY. Epidural meperidine: a novel approach to anesthetic management for extracorporeal shock wave lithotripsy -- a comparison with epidural marcaine. Ma Zui Xue Za Zhi 1988;26(3):273-282.


 

 

 

 

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