Experiments on synargical effects of neurofeekback, pharmacotherapy and applied behavior analysis in animal models of ADHD

• Project/Area Number: 20K03029
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09060:Special needs education-related
• Research Institution: Fukuoka Prefectural University
• Principal Investigator: Mugishima Go 福岡県立大学, 人間社会学部, 准教授 (40308143)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 注意欠如・多動症（ADHD） / 疾患モデル動物 / 脳波 / 行動経済学 / ニューロフィードバック / 注意欠如・多動症(ADHD) / 事象関連電位

Outline of Research at the Start

この研究では、注意欠如・多動症（ADHD）モデル動物を用いて、ニューロフィードバック（NFB）療法の有効性を検討し、NFB療法と薬物療法の相乗効果の解明し、音への事象関連電位を指標とした前注意過程（注意が生じる前の認知過程）の不全に対する治療薬効果を検討し、オペラント行動に基づく確率割引を指標とした衝動性との関係の解明する。これらによって、ADHDの不注意と衝動性を神経と行動の両面で解明し、NFB療法・行動療法・薬物療法の３者をクロスさせてADHDの療育の相乗化と理論統一をめざす。また、生理心理学領域の基礎研究そのものの進展と、発達障害の臨床応用への将来的な架け橋の一端を築く。

Outline of Final Research Achievements

Using the EL mice as an model of ADHD and its control strain DDY mice, I found the following. 1) ELs have higher EEG theta/beta ratio than DDY, which is reduced by methylphenidate administration, consistent with the clinical aspects of ADHD. 2) ELs do not exhibit mismatch negativity, indicating preattentive deficits. 3) ELs exhibit higher impulsivity than DDYs, regardless of the trade-off in delay discounting. 4) ELs do not show as distinct response in probability discounting as in delay discounting. 5) ELs show lower thresholds for intracranial self-stimulation than DDY and show impulsive response in DRL schedule by reinforcement with intracranial self-stimulation. 6) Neurofeedback with intracranial stimulation of ELs may be effective in improving symptoms of ADHD.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は行動神経科学及び行動分析学の理論と方法により、ADHD症状の多動性と注意不全についてADHDモデル動物ELマウスを用いて解明したものである。これにより情動・感情・動機が関連する発達障害の神経メカニズム解明に寄与するとともに、行動経済学によるセルフコントロールと衝動性の議論をADHDの側面から、しかも変数統制が明瞭な動物実験により深めることが可能となった。
近年、発達障害の心理・生理・病理への関心が高まっているとともに、、療育法のさらなる充実が期待されている。本研究による基礎研究が明らかにした知見はADHDの原理の理解と体系的な療育法開発にとって有意義であると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Return-to-Work Screening by Linear Discriminant Analysis of Heart Rate Variability Indices in Depressed Subjects. (2021)
  • Author(s): Shinba T, Murotsu K, Usui Y, Andow Y, Terada H, Kariya N, Tatebayashi Y, Matsuda Y, Mugishima G, Shinba Y, Sun G, Matsui T.
  • Journal Title: Sensors Volume: 21 Issue: 15 Pages: 5177-5177
  • DOI: 10.3390/s21155177
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Auditory Event-related Potentials to Paired Stimulation in Spontaneously Hypertensive Rat (SHR) Show Difference of Undulation: Relation to Dysfunction of Sensory Gating in an Animal Model of Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) (2020)
  • Author(s): 森寺 亜伊子, 榛葉 俊一, 吉井 光信, 井上 真澄, 東 華岳, 坂 徳子, 久保 浩明, 麦島 剛
  • Journal Title: Japanese Journal of Physiological Psychology and Psychophysiology Volume: 38 Issue: 1 Pages: 4-11
  • DOI: 10.5674/jjppp.2011si
  • NAID: 130008000332
  • ISSN: 0289-2405, 2185-551X
  • Year and Date: 2020-04-30
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TASK channels: channelopathies, trafficking, and receptor-mediated inhibition. (2020)
  • Author(s): Inoue, M, Matsuoka, H., Harada, K., Mugishima, G., Kameyama, M.
  • Journal Title: European Journal of Physiology Volume: 472 Issue: 7 Pages: 911-922
  • DOI: 10.1007/s00424-020-02403-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Usefulness of heart rate variability indices in assessing the risk of an unsuccessful return to work after sick leave in depressed patients (2020)
  • Author(s): Shinba, T., Murotsu, K., Usui, Y., Andow, Y., Terada, H., Takahashi, M., Takii, R., Urita, M., Sakuragawa, S., Mochizuki, M., Kariya, N., Matsuda, S., Obara, Y., Matsuda, H., Tatebayashi, Y., Matsuda, Y., Mugishima, G., Nedachi, T., Sun, G., Inoue, T., Matsui, T.
  • Journal Title: Neuropsychopharmacology Reports Volume: 40 Issue: 3 Pages: 239-245
  • DOI: 10.1002/npr2.12121
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] ADHDモデルとしてのELマウスにおける脳内自己刺激と脳波周波数へのVIおよびDRLスケジュールの効果． (2022)
  • Author(s): 竹明玲菜・榛葉俊一・吉井光信・砂原里南・坪井芹菜・久保浩明・森寺亜伊子・井上真澄・東華岳・麦島剛
  • Organizer: 日本心理学会第86回大会
• [Presentation] DDYマウス及びELマウスの脳内自己刺激における電気刺激強度及び自発脳波のθ/β比に関する検討． (2022)
  • Author(s): 砂原里南・榛葉俊一・吉井光信・竹明玲菜・細谷柊斗・坪井芹菜・久保浩明・森寺亜伊子・井上真澄・東華岳・麦島剛
  • Organizer: 日本心理学会第86回大会
• [Presentation] ADHDモデル動物ELマウスの確率割引課題における リスク指向性と衝動性の関連． (2022)
  • Author(s): 坪井芹菜・水流百香・久保浩明・吉田萌・森寺亜伊子・永井友幸・砂原里南・竹明玲菜・吉井光信・麦島剛
  • Organizer: 日本心理学会第86回大会
• [Presentation] 画像解析を用いたADHDモデル動物ELマウスの オープンフィールドにおける社会的行動． (2022)
  • Author(s): 麦島剛・中田萌絵・砂原里南・竹明玲菜・坪井芹菜・吉井光信・井上真澄・東華岳
  • Organizer: 日本心理学会第86回大会
• [Presentation] 確率割引におけるADHDモデルマウスの選択行動のLogue et al. (1984)式を用いた検討． (2022)
  • Author(s): 水流百香・坪井芹菜・甲斐田茉那・吉田萌・久保浩明・永井友幸・森寺亜伊子・中本百合江・吉井光信・麦島剛
  • Organizer: 日本行動分析学会第40回年次大会
• [Presentation] ［大会企画シンポジウム］行動分析学と社会：社会と日常生活の心理学化が進行する時代をどう考えるか (2022)
  • Author(s): 五十嵐靖博・麦島剛・吉野俊彦・森山哲美・三田地真実
  • Organizer: 日本行動分析学会第40回年次大会
• [Presentation] ADHDモデルラット（SHR）のpaired stimulation に対するP50抑制様反応および波形昇降相違性へのmethylphenidate投与の効果 (2021)
  • Author(s): 砂原里南・森寺亜伊子・榛葉俊一・吉井光信・井上真澄・東華岳・坂徳子・久保浩明・麦島剛
  • Organizer: 日本心理学会第85回大会
• [Presentation] ADHDモデル動物ELマウスの自発脳波におけるθ/β比 (2021)
  • Author(s): 麦島 剛・春成 雄太・砂原 里南・森寺 亜伊子・久保 浩明・井上 真澄・東 華岳・吉井 光信・榛葉 俊一
  • Organizer: 日本心理学会第85回大会
• [Presentation] ADHDモデル動物の衝動性と確率割引課題における高リスク選択の関係性 (2021)
  • Author(s): 水流百香・吉田萌・久保浩明・永井友幸・森寺亜伊子・中本百合江・吉井光信・麦島剛
  • Organizer: 第39回日本行動分析学会年次大会
• [Presentation] ADHDモデルマウスの確率割引課題における選択へのatomoxetine投与の効果 (2021)
  • Author(s): 吉田萌・水流百香・久保浩明・永井友幸・森寺亜伊子・中本百合江・吉井光信・麦島剛
  • Organizer: 第39回日本行動分析学会年次大会
• [Presentation] ADHDモデル動物の衝動性と不注意：価値割引を中心に (2021)
  • Author(s): 麦島剛
  • Organizer: 第29回行動数理研究会
  • Invited
• [Presentation] EL マウス（ADHD モデル動物）の大脳皮質におけるミスマッチ陰性電位様反応 (2020)
  • Author(s): 麦島剛・ 久保浩明・石川鴻志・森寺亜伊子・井上真澄・東華岳・吉井光信・榛葉俊一
  • Organizer: 日本生理心理学会第38回大会
• [Presentation] マウスの遅延価値割引課題における関数モデルへの適合度の検討 (2020)
  • Author(s): 水流百香・有森のはら・吉田萌・久保浩明・永井友幸・森寺亜伊子・中本百合江・吉井光信・麦島 剛
  • Organizer: 日本行動分析学会第38回年次大会
• [Presentation] モデル動物 EL マウスのトレードオフのない遅延価値割引における衝動性 (2020)
  • Author(s): 吉田萌・水流百香・川嶋拓・久保浩明・永井友幸・森寺亜伊子・中本百合江・吉井光信・麦島剛
  • Organizer: 日本行動分析学会第38回年次大会
• [Book] 精神薬理学 in 大浦賢治（編）実践につながる新しい教養の心理学 (2022)
  • Author(s): 麦島 剛
  • Total Pages: 264
  • Publisher: ミネルヴァ書房
  • ISBN: 9784623092666