学童期からの脳機能の発達と介入の影響：注意・集中に関わる神経基盤

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24730531
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 齋藤 大輔 福井大学, 子どものこころの発達研究センター, 特命准教授 (30390701)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 認知機能 / 注意 / 抑制 / 運動 / 発達

研究実績の概要

教育現場で近年問題とされている学級崩壊や学力低下に対して、それらを引き起こす様々な要因が考えられており、前頭葉機能の関与が指摘されているが、それら脳機能の発達過程についてや問題行動に関与する脳機能について不明な点が多い。そのため、脳機能イメージング法や介入作業を用いて、学童期児童から成人までの注意・集中能力に関する発達と、その能力を向上させる作業を脳科学の見地から明らかにし、実際の教育現場へ成果を還元することが、本研究の目的である。
脳機能への効果がみられる介入作業として、読書をすると授業に落ち着いて集中できる(渡邉・寺沢2009)ことや、”運動”と”コミュニケーション”が必要な集団運動遊びは、前頭葉機能の活発型を示す児童の比率を上げるという報告がある。このことにより、集団運動遊び(しっぽとり、S けん等)をすることで、キレる・集中できないといった現在の小学校現場が抱える問題に対する解決の可能性が期待されており(渡邉・寺沢2010)、どういった行動(遊び等)が、どのように行動に影響を与えるかを明らかにすることで、効果的な介入作業は何かを示すことが出来るようになる。
そこで、いくつかの介入課題の候補となる作業課題(遊び等)の選定を行っている。その際、単独で行う作業よりも、運動とコミュニケーションの交互作用に効果がある仮説を立て、その違いをGo-Nogo課題や注意力課題(Attentional Network Test)を行なって検証・選定した。まず、成人において、安静・音読・裁縫・バランスボール・ダーツ、また、”運動”と”コミュニケーション”の交互作用課題(読書、Sけん・かぶ、1人遊び・陸上練習、話合い活動)などを設定し実験を行った。裁縫が注意力課題の成績に影響を与えることが明らかになり、今後交互作用の影響を調べることで、作業のどういった側面が効果を示すのか明らかにする。

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

昨年度に引き続き、注意・集中に関する介入の効果を調べる行動実験を行っており、そのなかで、介入の効果が期待されるいくつかの課題を選定し、その影響を調査している。また、注意力を測る課題(ANT: Attention Network Test)と反応抑制課題(Go/Nogo test)をどの程度児童が行うことが出来るかについて、主に小学生3-6年生の生徒を対象に行動実験を行っている。
現在のところ、115名の小学生からANT課題, Go/Nogo課題のデータを取得しており、各課題の効果および、課題間の関連性についての解析を行っているところである。そして同時に、fMRIを用いて行う注意・集中に関する脳機能を調べる課題について、いくつかの予備実験を行い、実験課題を、ANT課題、Go/Nogo課題とResting State fMRIに絞ることが出来た。また、介入作業に関しても選定を進めているところである。

今後の研究の推進方策

引き続き、介入効果を計る課題のfMRIを用いた脳機能計測をすすめる。そして、被験者数を増やすことで一定の結果を得ることを目指す。また、小学生から大学生までの被験者で介入課題の効果の違いを確認し、それぞれの年齢で得られる効果が同じものなのか異なるものなのかの確認も行う。また、介入課題の行動学的結果をfMRIに組み込むデザインを用いて、どういった脳機能の変化と介入が関連しているかを明らかにする。その際に、MRI実験用にデザインされた認知課題や介入課題を用い、脳活動・脳容積・脳神経の走行について評価を行ための実験を行う。これらの脳機能計測に加えて、安静時の脳機能の成長や介入と共に起こる変化についても、観察を行う。上記に加え、唾液中のホルモン(オキシトシン)の濃度を測ることで、児童期の対人関係の変化と認知課題成績、介入の効果との関係を調査する。

次年度使用額が生じた理由

MRIを用いた研究するに当たり、児童および成人の実験参加者の脳画像を撮影する予定であったが、規定の人数を確保することが出来なかったことや、また、唾液中のホルモン(オキシトシン)の濃度を測る為の計測キットの入手において、手配が間に合わず、購入が出来なかったため、予算の消化が困難になった。

次年度使用額の使用計画

次年度の予算に組み込み、本年度に取得できなかった被験者の撮影を行う。そして、必要被験者数の確保を図る。また、ホルモン計測キットに関しては、すでに手配をしており、購入が決定しているために予算の消化が可能である。

研究成果

• [学会発表] 自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）の安静時脳内ネットワークの特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丁 ミンヨン、齋藤 大輔、岡本 悠子、藤岡 徹、棟居 俊夫、 友田 明美、岡沢 秀彦、小坂 浩隆
  • 学会等名: 第41回日本脳科学会大会
  • 発表場所: 福井県県民ホール
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] 自閉症スペクトラム障害者における扁桃体の安静時脳活動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丁 ミンヨン、齋藤 大輔、石飛 信、守田 知代、猪原 敬介、佐々木 章宏、新井 清義、升谷 泰裕、藤岡 徹、岡本 悠子、棟居 俊夫、友田 明美、定藤 規弘、岡沢 秀彦、飯高 哲也、和田 有司、小坂 浩隆
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Functional connectivity in default mode network predicts autism spectrum traits ? (2014)
  • 著者名/発表者名: Minyoung Jung, Hirotaka Kosaka, Daisuke N. Saito, Makoto Ishitobi, Tomoyo Morita, Keisuke Inohara, Akihiro Sasaki, Mizuki Asano, Sumiyoshi Arai, Yasuhiro Masuya, Toshio Munesue, Akemi Tomoda, Yuji Wada, Norihiro Sadato, Hidehiko Okazawa, Tetsuya Iidaka
  • 学会等名: Human Brain Mapping
  • 発表場所: CCH-Congress Center in Hamburg, Germany
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-12
• [図書] 子どものこころと脳の発達 第5巻1号 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大阪大学大学院大阪大学・金沢大学・浜松医科大学・千葉大学・福井大学連合小児発達学研究科
  • 総ページ数: 72
  • 出版者: 金芳堂