GABA神経伝達の低下が自閉スペクトラム児の発達に与える影響について

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K16623
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 廣澤 徹 金沢大学, 子どものこころの発達研究センター, 准教授 (80645127)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 自閉スペクトラム症の脳内ネットワーク / てんかんの脳内ネットワーク / 自閉スペクトラムとてんかんの関係

Outline of Annual Research Achievements

当初より解析が早く進行した。予定していたγオシレーションの解析では3群(ASDにてんかん性突発波を伴うもの、ASDにてんかん性突発波を伴わないもの、 定型発達児童)に有意な差は検出できなかった。そこで方針を転換し、脳の機能的ネットワークに注目、グラフ理論を応用しネットワークの特徴を定量化し群間 比較することで3群の間に特定のパターンを見出した。具体的には、Clustering Coefficientがてんかん性突発波を伴わないASDでは他の2群より低く、てんかん 性突発波を伴うASDと定型発達児には差がなかった。てんかん性突発波を伴うASDでは、Clustering Coefficientが高いほどASD症状が強いという結果が得られ た。これはASDの病態に迫る極めて重要な知見であるため、得られた結果を論文化し、この分野の主要な国際誌の一つであるBrain Communicationsに投稿し、出版された。一部の年齢が高い児童は、頭部MRIを撮像することができた(ASD児 21人、定型発達児 20人)。これらの被験者を対象に、脳磁図データの前処理を行なった。具体的には0.3から200Hzでバンドパスフィルタを加え、独立成分分析を用いて眼球運動、心電図、 筋電図、チャンネルノイズのアーティファクトを除去しデータは6秒ごとのエポックに区切った。その上でPhase lag Indexを用いて脳内のネットワークをグラフに落とし込み、グラフ理論を用いた統計解析を行った。結果ASD児童と定型発達児の間に有意な違いを見出し、得られた結果を論文化し、Frontiers in Psychiatryに投稿、出版された。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初出席を予定していたいくつかの国内学会/国際学会が新型コロナ感染症の流行に伴い全て中止になった。また脳磁図施設が新型コロナ感染症のため長期間稼働しなかった。このため、公募し画像検査や診察を行う予定であった被験者のほぼ全てが、新型コロナ感染症の流行に伴い研究に参加することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

より僅かなconnectivityの違いにも検出力が高い指標である、unbiased weighted phase lag index（ubwPLI）を用いて、さらに深くASDと定型発達児の違いを調べていく。特に、両者の境界にあたる、自閉スペクトラム的な特性すなわち社会的コミュニケーションの苦手さ、こだわりの強さをもつもののその程度が低いあるいは他の面での機能が高いためにこれが目立たない児童に注目する。こうした児童はしばしば周囲からの理解と支援が必要なのにも関わらず見過ごされている。画像検査の力を借りてこれらの児童を検出し救い出すことに挑戦する。具体的にはSocial responsivenes scaleを用いて自閉スペクトラムの症状を評価することでこうした児童を検出し、定型発達児童との脳内ネットーワークの違いを、ubwPLIを用いて構築したグラフをもとにして調べる。

Causes of Carryover

当初出席を予定していたいくつかの国内学会/国際学会が新型コロナ感染症の流行に伴い全て中止になった。また公募し画像検査や診察を行う予定であった被験 者の一部が、新型コロナ感染症の流行に伴い研究に参加することができなかった。また当初検査機器の維持/使用費用として準備していた資金の一部は、新型コ ロナ感染症の流行に伴う施設の閉鎖のため、使用しなかった。

Research Products

• [Journal Article] Epileptiform discharges relate to altered functional brain networks in autism spectrum disorders (2021)
  • Author(s): Tetsu Hirosawa, Kyung-min An, Daiki Soma, Yuka Shiota, Masuhiko Sano, Masafumi Kameya, Shoryoku Hino, Nobushige Naito, Sanae Tanaka, Ken Yaoi, Sumie Iwasaki, Yuko Yoshimura, Mitsuru Kikuchi
  • Journal Title: Brain communications Volume: 3 Pages: -
  • DOI: 10.1093/braincomms/fcab184
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Atypical Resting State Functional Neural Network in Children With Autism Spectrum Disorder: Graph Theory Approach (2021)
  • Author(s): Daiki Soma1, Tetsu Hirosawa1,2*, Chiaki Hasegawa2, Kyung-min An2, Masafumi Kameya1, Shoryoku Hino3, Yuko Yoshimura2,4, Sou Nobukawa5, Sumie Iwasaki2, Sanae Tanaka2, Ken Yaoi2, Masuhiko Sano1, Yuka Shiota2, Nobushige Naito1 and Mitsuru Kikuchi
  • Journal Title: Frontiers in psychiatry Volume: 12 Pages: -
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2021.790234
  • Peer Reviewed / Open Access