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経頭蓋磁気刺激療法が自閉症スペクトラム障害児の誘発・誘導ガンマ振動に及ぼす影響
Effects of Transcranial Magnetic Stimulation Therapy on Evoked and Induced Gamma Oscillations in Children with Autism Spectrum Disorder.
PMID: 32635201 DOI: 10.3390/brainsci10070423.
抄録
自閉症スペクトラム障害（ASD）は、行動学的に診断される神経発達疾患であり、病態は不明である。研究では、電子脳波（EEG）ガンマ振動の異常がASDのバイオマーカーになる可能性が示唆されている。本研究では、ASD19名と年齢・性別をマッチさせた神経型児19名を対象に、オッドボール課題のカニッツァ図形に対する誘発・誘発ガンマ振動の復調波形のエンベロープ解析を行い、比較検討を行った。ASD群には、背側前頭前野を標的とした低周波経頭蓋磁気刺激（TMS）（1.0Hz、運動閾値90％、週18回）を行った。ASD被験者では、神経型と比較して、誘発されたガンマ振動に有意な差が認められ、TMS前のガンマ振動のマグニチュードが高く、特に非標的手がかりに反応した場合に顕著であった。ASDにおけるTMS治療後の記録では、タスクと無関係な刺激に対するガンマ反応の有意な減少が明らかになった。参加者はTMS後にミスをすることが少なかった。行動アンケートでは、過敏性、多動性、反復行動のスコアの減少が示された。ガンマ振動の新しい指標、すなわちウェーブレット変換を用いた包絡線解析を用いることで、発生源となる神経回路のインピーダンスを特徴づけることができた。その結果、ガンマ振動は大脳皮質の興奮性と抑制性のバランスを反映したバイオマーカーとなり、自閉症への介入の成果指標となる可能性があることが示唆された。
Autism spectrum disorder (ASD) is a behaviorally diagnosed neurodevelopmental condition of unknown pathology. Research suggests that abnormalities of elecltroencephalogram (EEG) gamma oscillations may provide a biomarker of the condition. In this study, envelope analysis of demodulated waveforms for evoked and induced gamma oscillations in response to Kanizsa figures in an oddball task were analyzed and compared in 19 ASD and 19 age/gender-matched neurotypical children. The ASD group was treated with low frequency transcranial magnetic stimulation (TMS), (1.0 Hz, 90% motor threshold, 18 weekly sessions) targeting the dorsolateral prefrontal cortex. In ASD subjects, as compared to neurotypicals, significant differences in evoked and induced gamma oscillations were evident in higher magnitude of gamma oscillations pre-TMS, especially in response to non-target cues. Recordings post-TMS treatment in ASD revealed a significant reduction of gamma responses to task-irrelevant stimuli. Participants committed fewer errors post-TMS. Behavioral questionnaires showed a decrease in irritability, hyperactivity, and repetitive behavior scores. The use of a novel metric for gamma oscillations. i.e., envelope analysis using wavelet transformation allowed for characterization of the impedance of the originating neuronal circuit. The results suggest that gamma oscillations may provide a biomarker reflective of the excitatory/inhibitory balance of the cortex and a putative outcome measure for interventions in autism.