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2022 年度 実施状況報告書

機械学習を用いた神経ネットワークによるADHDのサブタイプ診断の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K02380
研究機関福井大学

研究代表者

水野 賀史  福井大学, 子どものこころの発達研究センター, 准教授 (50756814)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード注意欠如多動症(ADHD) / 機械学習 / サブタイプ / ABCD Study
研究実績の概要

米国における、約12000名が参加する大規模な縦断的多施設共同研究ABCD (Adolescent Brain Cognitive Development) Studyのデータベースを活用して、教師なし機械学習によるADHDのサブタイプ研究に取り組んだ。
データをクリーニングし、ADHD群656名、nonADHD群6601名を抽出した。ADHD群に対して、認知機能検査のデータに基づいて階層的クラスタリングを行い、3つのクラスターに分類した。3つのクラスターは全体的な認知機能が高いAタイプ、処理速度が特に低いBタイプ、全体的に認知機能が低いCタイプに分類された。今後は各サブタイプごとの臨床的特徴と脳画像の特徴について検討していく予定である。
また、同様にABCD Studyのデータを活用し、COVID-19パンデミックの子どものメンタルヘルスに対する影響と、それに対する親のかかわり方の影響を調査した。4,702人の子どもの縦断データを解析した結果、COVID19パンデミックが子どもの抑うつ症状と注意力の問題を有意に悪化させること、前向きな親子関係は、思春期の子どもの精神的健康に保護的な影響を与えていることを明らかにした。この成果は2022年、国際科学雑誌Scientific Reportsに掲載された。
さらに、ABCD Studyの約12000人の認知機能と脳構造画像のデータを用いて、妊娠中の大麻使用が児の認知及び脳発達のプロセスに与える影響について検討した。その結果、妊娠中の大麻暴露群は、非暴露群に比べて、視知覚に関わる認知機能と頭蓋内容積の変化が小さいことが明らかとなった。この研究成果は2023年に国際科学雑誌Developmental Cognitive Neuroscienceに掲載された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ABCD Studyのデータを活用し、2つの学術論文を出版することができた。さらに、ADHDのサブタイプ研究についても、解析は順調にすすんでおり、一部の解析結果は出つつある状況にある。2023年度中はさらに解析をすすめて、論文を投稿する予定である。

今後の研究の推進方策

2023年度は、各サブタイプの脳画像の特徴を明らかにするために、解析をすすめ、その結果に基づいて論文投稿を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

コロナウイルス感染症の影響で海外出張を控えたこと、人件費を他の研究費から当てたことなどにより次年度使用額が生じた。
本年度はコロナウイルス感染症の制約が解除されてきており、海外出張、学会発表に使用する経費や、論文出版に伴う諸費用にも使用していく予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スタンフォード大学
  • [雑誌論文] Effects of prenatal cannabis exposure on developmental trajectory of cognitive ability and brain volumes in the adolescent brain cognitive development (ABCD) study2023

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka Daiki、Makita Kai、Hamatani Sayo、Tomoda Akemi、Mizuno Yoshifumi
    • 雑誌名

      Developmental Cognitive Neuroscience

      巻: 60 ページ: 101209~101209

    • DOI

      10.1016/j.dcn.2023.101209

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methylphenidate Enhances Spontaneous Fluctuations in Reward and Cognitive Control Networks in Children With Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Yoshifumi、Cai Weidong、Supekar Kaustubh、Makita Kai、Takiguchi Shinichiro、Silk Timothy J.、Tomoda Akemi、Menon Vinod
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging

      巻: 8 ページ: 271~280

    • DOI

      10.1016/j.bpsc.2022.10.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Longitudinal impact of COVID-19 pandemic on mental health of children in the ABCD study cohort2022

    • 著者名/発表者名
      Hamatani Sayo、Hiraoka Daiki、Makita Kai、Tomoda Akemi、Mizuno Yoshifumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 19601

    • DOI

      10.1038/s41598-022-22694-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methylphenidate remediates aberrant brain network dynamics in children with attention‐deficit/hyperactivity disorder: A randomized controlled trial2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Yoshifumi、Cai Weidong、Supekar Kaustubh、Makita Kai、Takiguchi Shinichiro、Tomoda Akemi、Menon Vinod
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 257 ページ: 119332~119332

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2022.119332

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ADHDのMRI研究―ADHDの神経生物学的基盤の解明に向けて―2022

    • 著者名/発表者名
      山下雅俊, 水野賀史
    • 雑誌名

      子どものこころと脳の発達

      巻: 13 ページ: 45~51

  • [学会発表] Child Developmental MRI Project Development of Brain MRI Database for Children with Neurodevelopmental Disorders2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Mizuno
    • 学会等名
      The 4th International Symposium for CRNACDD 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] MRIを用いたADHDの介入脳画像研究 -メチルフェニデートのTriple networkに対する影響-2022

    • 著者名/発表者名
      水野 賀史
    • 学会等名
      第49回日本脳科学会
  • [学会発表] Methylphenidate enhances spontaneous fluctuations in reward and cognitive control networks in children with attention-deficit/hyperactivity disorder: a randomized control trial2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Mizuno, Weidong Cai, Kaustubh Supekar, Kai Makita Shinichiro Takiguchi, Akemi Tomoda, Vinod Menon
    • 学会等名
      Society of Biological Psyciatry 2022 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 米国におけるコロナ禍による子どもへの心理発達面での影響2022

    • 著者名/発表者名
      水野賀史
    • 学会等名
      第128回日本小児精神神経学会
  • [学会発表] 神経発達症と脳画像-病態に基づく客観的な診断を目指して-2022

    • 著者名/発表者名
      水野 賀史
    • 学会等名
      第40回日本小児心身医学会
  • [図書] 第8章:ADHDの脳画像―可視化される脳機能の偏り.「発達障害のサイエンス 支援者が知っておきたい医学・生物学的基礎知識」2022

    • 著者名/発表者名
      山下雅俊, 水野賀史
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      日本評論社
  • [備考] 福井大学子どものこころの発達研究センター

    • URL

      https://rccmd.med.u-fukui.ac.jp/kodomo/

  • [備考] 福井大学子どものこころの発達研究センター情動認知発達件空部門

    • URL

      https://sites.google.com/view/joudouninchi/home

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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