難治性ADHDの新規治療・『ニューロフィードバック経頭蓋直流電気刺激法』の開発

• 研究課題/領域番号: 19K17016
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52020:神経内科学関連
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 門田 行史 自治医科大学, 医学部, 准教授 (80382951)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 光トポグラフィー / fNIRS / ADHD / 抗精神病薬 / 神経発達症 / 脳機能イメージング / トラウマ治療 / PCIT / ASD / 薬効応答 / tDCS

研究開始時の研究の概要

小児神経発達症の代表疾患である注意欠如多動症（ADHD)の既存治療に難治な症例の症状を改善させる全く新しい治療法の開発を目的とする。そのために、磁気刺激を用いた介入治療を行う。脳機能のリアルタイムに観察できるfNIRS(光トポグラフィー）を用いてtDCS刺激中に変化する脳機能を可視化する。正常な脳機能変化が生ずるために必要なtDCS刺激をfNIRS計測を行いながら検証する。

研究成果の概要

研究開始当初の背景はADHDに特異的な脳障害に対して外から磁気刺激を行い、ADHD症状の改善有無を検証することを目的としていた。しかし、開始当初にADHDの併存症であるASDを合併する患者が持つADHD単独例とは異なる脳障害の存在が明らかとなり、両疾患の脳機能学的な比較検証をすすめた。ASDは、ADHDの３～６割に合併するとされるが、ASDがADHDの病態に与える影響について不明である。本研究では、脳機能の賦活と認知機能課題成績に注目してAIを用いて高確率で各病態をすることが可能であった。今後、両疾患の特異的病変に対して磁気刺激治療の介入を予定している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では認知課題成績と脳機能変化を数値化してAIアプローチを活用しADHDの病態解明に挑んだ。同様に機械学習アプローチを活用した神経疾患の分類に焦点を当てたfNIRS研究は数件しかない。例えば、アルツハイマー病1）、外傷性脳損傷2）、うつ病3）等である。薬物治療前後の反応性に着目して病態検証し、さらに　AIに基づく分類をした報告はまれである。本結果は、2022年日本ADHD学会において最優秀口演賞を頂いた。

研究成果

• [雑誌論文] A TUBB4A Met363Thr variant in pediatric hypomyelination without atrophy of the basal ganglia (2022)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi Marina、Monden Yukifumi、Nozaki Yasuyuki、Watanabe Kazuki、Nakashima Mitsuko、Saitsu Hirotomo、Yamagata Takanori、Osaka Hitoshi
  • 雑誌名: Human Genome Variation 巻: 9 号: 1 ページ: 19-19
  • DOI: 10.1038/s41439-022-00198-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prognostic factors, psychomotor development and life of trisomy 13?patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi Hirokazu、Osaka Hitoshi、Monden Yukifumi、Kono Yumi
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 64 号: 1
  • DOI: 10.1111/ped.15369
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishing norms on the Japanese version of the Eyberg Child Behavior Inventory (2022)
  • 著者名/発表者名: Ito Fumie、Matano Miyuki、Kato Ikuko、Monden Yukifumi、Sunohara Yuki、Kawasaki Masako、Kimura Hitoe、Furuichi Shima、Bussing Regina、Oe Yuka、Morita Nobuaki、Kim Yoshiharu、Brestan‐Knight Elizabeth、Eyberg Sheila、Kamo Toshiko
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 64 号: 1
  • DOI: 10.1111/ped.14910
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Developmental changes of the neural mechanisms underlying level 2 visual perspective‐taking: A functional near‐infrared spectroscopy study (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirai Masahiro、Sakurada Takeshi、Ikeda Takahiro、Monden Yukifumi、Shimoizumi Hideo、Yamagata Takanori
  • 雑誌名: Developmental Psychobiology 巻: 64 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1002/dev.22229
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential of internet‐delivered PCIT for ASD in the COVID‐19 era: A pilot study (2021)
  • 著者名/発表者名: Matano Miyuki、Monden Yukifumi、Kurane Koyuru、Kawasaki Masako、Kamo Toshiko
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 64 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1111/ped.14699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Greater reliance on proprioceptive information during a reaching task with perspective manipulation among children with autism spectrum disorders (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirai Masahiro、Sakurada Takeshi、Izawa Jun、Ikeda Takahiro、Monden Yukifumi、Shimoizumi Hideo、Yamagata Takanori
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 15974-15974
  • DOI: 10.1038/s41598-021-95349-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Visualizing Neuropharmacological Effects of Guanfacine Extended Release in Attention Deficit Hyperactivity Disorder Using Functional Near-Infrared Spectroscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ikeda, Akari Inoue, Daisuke Tanaka, Tamao Hashimoto, Stephanie Sutoko, Tatsuya Tokuda, Yasushi Kyutoku, Atsushi Maki,Takanori Yamagata, Ippeita Dan, Yukifumi Monden
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroergonomics 巻: 20 ページ: 1-21
  • DOI: 10.3389/fnrgo.2021.657657
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Japanese Version of the Eyberg Child Behavior Inventory: Translation and Validation (2021)
  • 著者名/発表者名: Kamo Toshiko、Ito Fumie、Monden Yukifumi、Bussing Regina、Niwa Madoka、Kawasaki Masako、Matano Miyuki、Ujiie Yuri、Higaki Yuko、Oe Yuka、Morita Nobuaki、Kim Yoshiharu、Knight Elizabeth Brestan、Eyberg Sheila
  • 雑誌名: Japanese Psychological Research 巻: 1 号: 2 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1111/jpr.12365
  • NAID: 210000183426
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Japanese version of the Eyberg Child Behavior Inventory: Translation and Validation. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kamo T, Ito F, Monden Y, Bussing R, Niwa M, Kawasaki M, Matano M, Ujiie Y, Higaki Y, Oe Y, Morita N, Kim Y, Elizabeth Knight B E, Eyberg S
  • 雑誌名: Japanese Psychological Research 巻: Accepted
  • NAID: 210000183426
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Potential of Internet-delivered PCIT for ASD in the COVID-19 era: A pilot study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Matano M, Monden Y※, Kurane K, KawasakiM, Kamo T.
  • 雑誌名: Pediatric International 巻: Accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atypical dynamic-connectivity recruitment in attention-deficit/hyperactivity disorder children: An insight into task-based dynamic connectivity through an fNIRS study Journal (2020)
  • 著者名/発表者名: Sutoko S, Monden Y, Tokuda T, Ikeda T, Nagashima M, Funane T, Atsumori H, Kiguchi M, Maki A, Yamagata T, Dan I
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 31 ページ: 1-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Does Culture Shape Face Perception in Autism? Cross-cultural Evidence of the Own-Race Advantage From the UK and Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Hanley, M., Riby, DM., Derges, MJ, Douligeri, A., Philyaw, Z., Ikeda, T., Monden, Y., Shimoizumi, H., Yamagata, T., Hirai, M.
  • 雑誌名: Developmental Science 巻: 25 号: 5 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1111/desc.12942
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atypical Dynamic-Connectivity Recruitment in Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder Children: An Insight Into Task-Based Dynamic Connectivity Through an fNIRS Study (2020)
  • 著者名/発表者名: Sutoko Stephanie、Monden Yukifumi、Tokuda Tatsuya、Ikeda Takahiro、Nagashima Masako、Funane Tsukasa、Atsumori Hirokazu、Kiguchi Masashi、Maki Atsushi、Yamagata Takanori、Dan Ippeita
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 14 ページ: 10-15
  • DOI: 10.3389/fnhum.2020.00003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Does culture shape face perception in autism? Cross‐cultural evidence of the own‐race advantage from the UK and Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Hanley, M., Riby, DM.*., Derges, M-J., Douligeri, A., Philyaw, Z., Ikeda, T., Monden, Y., Shimoizumi, H., Yamagata, T.,Hirai, M
  • 雑誌名: Developmental Science 巻: 5 ページ: 10-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Serum and cerebrospinal fluid cytokines in children with acute encephalopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawahara Yuta、Morimoto Akira、Oh Yukiko、Furukawa Rieko、Wakabayashi Kei、Monden Yukifumi、Osaka Hitoshi、Yamagata Takanori
  • 雑誌名: Brain and Development 巻: 42 号: 2 ページ: 185-191
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2019.11.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct methylphenidate-evoked response measured using functional near-infrared spectroscopy during Go/No-Go Task as a supporting differential diagnostic tool between attention-deficit/hyperactivity disorder and autism spectrum disorder comorbid children. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sutoko S, Monden Y, Tokuda T, Ikeda T, Nagashima M, Kiguchi M, Maki A, Yamagata T, Dan I
  • 雑誌名: Front Hum Neurosci. 巻: 13-7 ページ: 1-13
  • DOI: 10.3389/fnhum.2019.00007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exploring attentive task-based connectivity for screening attention deficit/hyperactivity disorder children: a functional near-infrared spectroscopy study (2019)
  • 著者名/発表者名: Sutoko Stephanie、Monden Yukifumi、Tokuda Tatsuya、Ikeda Takahiro、Nagashima Masako、Funane Tsukasa、Sato Hiroki、Kiguchi Masashi、Maki Atsushi、Yamagata Takanori、Dan Ippeita
  • 雑誌名: Neurophotonics 巻: 6 号: 04 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1117/1.nph.6.4.045013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ADHDの脳機能研究 up to date (2023)
  • 著者名/発表者名: 門田 行史
  • 学会等名: 日本ADHD学会 第14回総会特別講演
  • 招待講演
• [学会発表] ADHD児におけるメチルフェニデート服用終了後の脳活動について探索的研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 林 念念, 田中 日花里, 大島 沙織, 倉根 超, 檀 一平太, 門田 行史
  • 学会等名: 日本ADHD学会 第14回総会
• [学会発表] 光トポグラフィー検査を用いたAD/HDに対するグアンファシン(GXR）の脳機能学的薬理作用の可視化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 池田尚広、門田行史、井上あかり、Stephanie Sutoko、徳田竜也、橋本珠緒、田中大輔、牧敦、山形崇倫、檀一平太
  • 学会等名: 第63回日本小児神経学会学術集会 優秀口演賞
• [学会発表] Potential of practical Internet-delivered Parent-child Interaction Therapy in the COVID-19 era (2021)
  • 著者名/発表者名: 俣野美雪、倉根超、山形崇倫、門田行史
  • 学会等名: 第63回日本小児神経学会 優秀English session賞
• [学会発表] 機械学習を用いたASD併存/非併存のADHD児の判別 (2021)
  • 著者名/発表者名: 檀一平太、池田尚広、川田雅子、門田行史
  • 学会等名: 優秀発表賞 日本ADHD学会学術集会
• [学会発表] 光トポグラフィー検査を用いた AD/HDに対するグアンファシン(GXR）の脳機能学的薬理作用の可視化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 池田尚広, 門田行史, 井上あかり, Stephanie Sutoko, 徳田竜也, 橋本珠緒, 田中大輔, 牧敦 , 山形崇倫 , 檀一平太
  • 学会等名: 第63回日本小児神経学会学術集会
• [学会発表] With コロナ時代の挑戦 -親子相互交流療法（PCIT）の実践- (2020)
  • 著者名/発表者名: 門田行史（座長・企画者）
  • 学会等名: 日本赤ちゃん学会第20回学術学会 ラウンドテーブル3
• [学会発表] 「脳科学に学ぶ発達障がい」～子どもの成長を見つめて～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 門田行史
  • 学会等名: 栃木県下野市 保健福祉センターきらら館こばと園主催 発達障がい講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 発達障がい×脳機能 (2020)
  • 著者名/発表者名: 門田行史
  • 学会等名: 宇都宮市子ども発達センター主催「発達障がい×脳機能」
• [学会発表] NIRSを用いた小児発達障がい研究-疾病理解や治療効果判定ツールの確率を目指して (2019)
  • 著者名/発表者名: 門田行史
  • 学会等名: 第49回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 光トポグラフィーを用いた治療前後の脳機能変化からみる病態可視化・疾病理解 (2019)
  • 著者名/発表者名: 門田行史
  • 学会等名: 日本心理学会第83回大会 日立製作所シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 発達障害の診療と対応～かかりつけ医に期待する家族支援と地域連携～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 門田行史
  • 学会等名: 令和元年栃木県かかりつけ医等発達障害対応向上研修
  • 招待講演
• [図書] 第17版 今日の小児科治療指針 (2020)
  • 著者名/発表者名: 門田行史（分担執筆）
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 医学書院
• [備考] 門田研究室 Mon-lab
  • URL: http://mon-lab.weblike.jp/
• [備考] 門田研究室
  • URL: http://ped-brain-lab.xii.jp/wp/
• [産業財産権] 脳機能指標演算装置および脳機能指標演算方法 (2019)
  • 発明者名: 佐藤大樹, 牧敦, 門田行史, など
  • 権利者名: 佐藤大樹, 牧敦, 門田行史, など
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
  • 取得年月日: 2020
  • 外国