一次運動野の抑制機能低下を基盤とする自閉症者の巧緻運動障害

• Project/Area Number: 18K17914
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
• Research Institution: Kyorin University (2020-2021); National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities (2018-2019)
• Principal Investigator: 梅沢 侑実 杏林大学, 医学部, 特任助教 (90804097)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
• Keywords: 自閉スペクトラム症 / 発達性協調運動障害 / 一次運動野 / 補足運動野 / MR spectroscopy / 協調運動 / gamma-aminobutyric acid / GABA

Outline of Annual Research Achievements

自閉症者では、多岐に渡る運動に困難をもつ。本研究では、一次運動野（M1）に含まれる抑制性の神経伝達物質（GABA)が減少することで、筋の細やかな制御に必要な側抑制の機能を阻害し、巧緻運動障害を引き起こす可能性を検証する。2020年度までに、自閉症者、健常者を対象に、脳内GABA濃度と全般的な運動スキルとの関連を調べた。実験の結果、巧緻運動スキルと脳内のGABA濃度に関連はみられなかったものの、自閉症者において補足運動野（SMA）のGABA濃度が低下するほど、協調運動スキルが低下することが明らかになった（Journal of Autism and Developmental Disorder誌に掲載）。健常者を対象にした先行研究では、手足の周期運動時に両者の動作方向が同期する現象が報告されており、この現象の発生にSMAを含む高次運動野が関与することが示唆されている。2021年度は、自閉症者において、手足の同期が起こりやすいかモーションキャプチャシステムを用いた動作解析により検証した。実験の結果、自閉症者では対側手足、同側手足の組み合わせで動作方向の同期が生じやすく、同期しやすい人ほど協調運動スキルのスコアが低下した（INSAR 2021で発表）。以上の結果は、自閉症者において高次運動野において抑制機能が低下することにより、手足の同期が促進され、協調運動の困難が誘発されていることを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] Decreased utilization of allocentric coordinates during reaching movement in individuals with autism spectrum disorder (2020)
  • Author(s): Umesawa Yumi、Atsumi Takeshi、Fukatsu Reiko、Ide Masakazu
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Issue: 11 Pages: e0236768-e0236768
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0236768
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Altered GABA Concentration in Brain Motor Area Is Associated with the Severity of Motor Disabilities in Individuals with Autism Spectrum Disorder (2020)
  • Author(s): Umesawa Yumi、Matsushima Kanae、Atsumi Takeshi、Kato Toshihiro、Fukatsu Reiko、Wada Makoto、Ide Masakazu
  • Journal Title: Journal of Autism and Developmental Disorders Volume: - Issue: 8 Pages: 2710-2722
  • DOI: 10.1007/s10803-020-04382-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] GABA Concentration in the Left Ventral Premotor Cortex Associates With Sensory Hyper-Responsiveness in Autism Spectrum Disorders Without Intellectual Disability (2020)
  • Author(s): Umesawa Yumi、Atsumi Takeshi、Chakrabarty Mrinmoy、Fukatsu Reiko、Ide Masakazu
  • Journal Title: Frontiers in Neuroscience Volume: 14 Pages: 482-482
  • DOI: 10.3389/fnins.2020.00482
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Decreased GABA concentration in supplementary motor area disrupts hand-foot coordination movements in individuals with autism spectrum disorder (2021)
  • Author(s): Umesawa Y, Matsushima K, Fukatsu R, Terao Y, Ide M
  • Organizer: INSAR 2021 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 自閉スペクトラム症者にみられる協調運動の困難のメカニズム (2021)
  • Author(s): 梅沢侑実，松島佳苗，深津玲子，寺尾安生，井手正和
  • Organizer: 新学術領域研究「時間生成学」2020年度第2回領域会議
• [Presentation] Reduced GABA Concentration in the Supplementary Motor Area Underlying Difficulty in Inter-Limb Coordinated Movements in Individuals with Autism Spectrum Disorder (2020)
  • Author(s): Umesawa Y, Matsushima K, Atsumi T, Kato T, Fukatsu R, Ide M
  • Organizer: INSAR 2020 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 自閉スペクトラム症者にみられる運動のぎこちなさと皮質内抑制機能の変化 (2020)
  • Author(s): 梅沢侑実，松島佳苗，渥美剛史，加藤寿宏，深津玲子，和田真，井手正和
  • Organizer: 第31回東北神経心理懇話会
• [Presentation] 自閉スペクトラム症者の補足運動野のGABA濃度低下が四肢の協調運動に及ぼす影響 (2019)
  • Author(s): 梅沢侑実，松島佳苗，渥美剛史，加藤寿宏，井手正和
  • Organizer: 第37回日本感覚統合学会研究大会
• [Presentation] 自閉スペクトラム症者にみられる四肢分離動作の困難の基盤となる補足運動野のGABA濃度低下 (2019)
  • Author(s): 梅沢侑実，松島佳苗，渥美剛史，加藤寿宏，深津玲子，和田真，井手正和
  • Organizer: 第13回Motor Control研究会
• [Presentation] Decreased availability of allocentric coordinates during reaching movement in individuals with autism spectrum disorder (2019)
  • Author(s): Umesawa Y, Matsushima K, Atsumi T, Chakrabarty M, Fukatsu R, Ide M
  • Organizer: 第42回日本神経科学大会
• [Presentation] Abnormal GABA Concentration in Brain Motor Areas Are Related with Gross Motor Impairments in Individuals with Autism Spectrum Disorder (2019)
  • Author(s): Umesawa Y, Matsushima K, Atsumi T, Kato T, Fukatsu R, Wada M, Ide M
  • Organizer: INSAR 2019 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Abnormal GABA Concentration in Brain Motor Areas are Related with Gross Motor Impairments in Individuals with Autism Spectrum Disorder (2019)
  • Author(s): Umesawa Y, Matsushima K, Atsumi T, Kato T, Fukatsu R, Wada M, Ide M
  • Organizer: INSAR 2019 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 運動野のGABA濃度と関連する自閉スペクトラム症の発達性協調運動障害 (2018)
  • Author(s): 梅沢侑実，松島佳苗，渥美剛史，加藤寿宏，深津玲子，和田真，井手正和
  • Organizer: 日本心理学会 第82会大会 小講演
• [Presentation] 一次運動野のGABA増加と自閉スペクトラム症者の粗大運動障害との関連 (2018)
  • Author(s): 梅沢侑実，松島佳苗，渥美剛史，加藤寿宏，深津玲子，和田真，井手正和
  • Organizer: 第12回Motor Control研究会