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A comparative neurocognitive study in autistic patients and animal models on the mechanism of perceptual enhancement

Research Project

Project/Area Number 20K14262
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 10040:Experimental psychology-related
Research InstitutionKyorin University

Principal Investigator

Atsumi Takeshi  杏林大学, 医学部, 助教 (90781005)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords自閉症 / 感覚過敏 / マウス / fMRI / 時間認知 / 抑制機能 / QPS / 注意 / マウスモデル / 自閉症スペクトラム障害 / 機能亢進 / GABA / モデル動物 / MRI
Outline of Research at the Start

自閉症スペクトラム障害(ASD)では、無関係な情報にも逐一引きつけられる特異な注意機能や、些細な刺激への感覚過敏がみられる。これらは刺激の局所情報の処理が優位であるASDの知覚機能の亢進を反映するものと考えられる。我々は、ASDの知覚機能亢進や感覚過敏は、ASD者で広くみられるγアミノ酪酸(GABA)の機能不全に起因した前頭前野からの抑制性制御異常により生じていると考えた。このことを検証するため、障害当事者での非侵襲的な脳機能解析やモデル動物での電気生理・薬理実験へ、ヒトと動物を比較可能な共通した心理物理実験を適用することで、障害の認知・行動特性からミクロなレベルまでの連続的な理解を試みる。

Outline of Final Research Achievements

We analyzed the neural and molecular biological basis of sensory hyperresponsiveness (SR) and specific attentional functions in autism spectrum disorder (ASD). An analysis of the effects of distractors on the stimulus temporal processing revealed that the stronger the distractor effect, the stronger SR in ASDs with relatively low frontal lobe functions such as attention. Emotional face presentation in the timing task showed higher neural activity in the prefrontal cortices in the ASD participants who exhibited an improvement in the task. In the autism model mice, the strain with lower temporal resolution showed a strong effect of task-irrelevant stimuli on the timing task. Activation of the mouse prefrontal cortex seemed to weaken the effect.
It is speculated that the prefrontal cortices are involved in SR and the emotion-induced enhancement of information processing in specific genetic backgrounds of ASD.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自閉症スペクトラム障害(ASD)では、無関係な情報にも逐一引きつけられる特異な注意機能や、些細な刺激への感覚過敏がみられる。これらは刺激の局所情報の処理が優位であるASDの知覚機能の亢進(EPF)を反映するものと考えられる。これまで、ASDの注意機能と感覚過敏の関係、およびその背景は明らかではなかった。感覚過敏のメカニズムについてその解明は未だ端緒についたばかりであるが、本研究の知見は一部のASD当事者では前頭前野の特異な活動が過敏性を増強に関与していることを示唆するものである。過敏性の神経・分子生物学的基盤の解明から、将来の分子ターゲットや介入法の構築への足がかりを得ることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] IIIT-Delhi(インド)

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    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 自閉スペクトラム症者における情動関連刺激に起因した視覚時間処理変調の神経相関2022

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, ムリンモイ・チャクラバティ, 寺尾安生
    • Journal Title

      明治安田こころの健康財団 2021年度 研究助成論文集

      Volume: 57 Pages: 1-10

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] State anxiety modulates the effect of emotion cues on visual temporal sensitivity in autism spectrum disorder2021

    • Author(s)
      Chakrabarty Mrinmoy、Atsumi Takeshi、Kaneko Ayako、Fukatsu Reiko、Ide Masakazu
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 54 Issue: 2 Pages: 4682-4694

    • DOI

      10.1111/ejn.15311

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 『感覚の多様性に関連した病態と神経生理基盤』(シンポジウム "進化・発達からみた感覚の多様性")2022

    • Author(s)
      渥美剛史
    • Organizer
      日本心理学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症者と比した非診断群の自閉症傾向と感覚の多様性の関連2022

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, 寺尾安生
    • Organizer
      日本心理学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症者における恐怖関連刺激による視覚時間順序判断低下の神経相関2022

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, Mrinmoy Chakrabarty, 寺尾安生
    • Organizer
      NEURO2022(第45回日本神経科学大会)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Reduced Inhibition of Stimulus Temporal Segregation Associated with Sensory Hyperresponsiveness in ASD. (Panel session "Investigating the Excitatory/Inhibitory Imbalance Hypothesis in Autism - a Multidisciplinary Approach.")2022

    • Author(s)
      Atsumi T, Ide M, Terao Y.
    • Organizer
      INSAR2022 (International Society for Autism Research)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症者における情動刺激への応答と視覚時間順序判断との神経相関2022

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, ムリンモイ・チャクラバティ, 寺尾安生
    • Organizer
      新学術領域研究「時間生成学」領域会議
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Multisensory prior entry in mouse2021

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, 寺尾安生
    • Organizer
      日本動物心理学会第81回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 児童青年期における視覚の時間的感度と自律神経活動に対する情動的シグナルの影響 ―ASDの感覚処理の神経生理学的基盤に関する予備的研究―2021

    • Author(s)
      松島佳苗, 渥美剛史, Mrinmoy Chakrabarty, 井手正和
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 知覚されない瞬時の刺激オンセット・オフセット変化による時間順序判断の精度の向上2021

    • Author(s)
      井手正和, 渥美剛史
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議 2021年7月31日
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症者における視覚順序処理への非定型な妨害効果と感覚過敏との関連2021

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, 寺尾安生
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Atypical Temporal Distraction in Processing Visual Temporal Order in Individuals with Autism Spectrum Disorders2021

    • Author(s)
      Takeshi Atsumi, Masakazu Ide, Yasuo Terao
    • Organizer
      INSAR2021 (International Society for Autism Research)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症者における妨害刺激が視覚時間分解能に与える影響2021

    • Author(s)
      渥美剛史, 井手正和, 寺尾安生
    • Organizer
      新学術領域研究「時間生成学」第2回領域会議
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Reduced GABAergic Signaling on Temporal Order Judgment in Mice2020

    • Author(s)
      Takeshi Atsumi, Mrinmoy Chakrabarty, Reiko Fukatsu, Shigehiro Miyachi, Yasuo Terao, Masakazu Ide
    • Organizer
      International Society for Autism Research (INSAR) 2020 Annual Meeting
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 科学から理解する 自閉スペクトラム症の感覚世界2022

    • Author(s)
      井手正和(分担執筆:渥美剛史)
    • Total Pages
      192
    • Publisher
      金子書房
    • ISBN
      9784760826858
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 渥美剛史のHP

    • URL

      https://www.atsumitakeshi.com

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 発達障害シンポジウム2022『発達障害にどう向き合うべきか ー社会モデル×脳科学の交差点ー』

    • URL

      https://sites.google.com/view/sympo2022/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 発達障害シンポジウム2021『絵は感覚のふしぎなのぞき窓』

    • URL

      https://sites.google.com/view/sympo2020

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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