注意欠陥多動性障害児の安静時脳波データの皮質情報源解析

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Clin Neurophysiol.2020 Jun;131(9):2115-2130. S1388-2457(20)30364-3. doi: 10.1016/j.clinph.2020.05.028.Epub 2020-06-23.

注意欠陥多動性障害児の安静時脳波データの皮質情報源解析

Cortical source analysis of resting state EEG data in children with attention deficit hyperactivity disorder.

Maliheh Ahmadi
Kamran Kazemi
Katarzyna Kuc
Anita Cybulska-Klosowicz
Marta Zakrzewska
Ewa Racicka-Pawlukiewicz
Mohammad Sadegh Helfroush
Ardalan Aarabi

PMID: 32682239 DOI: 10.1016/j.clinph.2020.05.028.

抄録

目的:

本研究では、注意欠陥・多動性障害（ADHD）児における脳波パワースペクトルおよび電流源密度（CSD）の年齢依存性および亜型関連の変化を調べた。

OBJECTIVE: This study investigated age-dependent and subtype-related alterations in electroencephalography (EEG) power spectra and current source densities (CSD) in children with attention deficit and hyperactivity disorder (ADHD).

方法:

ADHDの複合型および不注意サブタイプを持つ40人の小児（8～16歳）と、年齢をマッチさせた41人の健常対照者（HC）の安静時脳波記録を用いて、スペクトルおよび皮質ソース（正確低解像度電磁断層法、eLORETA）の解析を行った。脳波スペクトルとCSDの群間差を、頭皮の位置、ボクセル、皮質領域ごとに、デルタ、シータ、アルファ、ベータのバンドで調査した。また、脳波パワーとCSDの地形的変化と年齢との関連も調査した。

METHODS: We performed spectral and cortical source (exact low-resolution electromagnetic tomography, eLORETA) analyses using resting state EEG recordings from 40 children (8-16 years) with combined and inattentive subtypes of ADHD and 41 age-matched healthy controls (HC). Group differences in EEG spectra and CSD were investigated at each scalp location, voxel and cortical region in delta, theta, alpha and beta bands. We also explored associations between topographic changes in EEG power and CSD and age.

結果:

健康なコントロールと比較して、複合型ADHDサブタイプは、ベータCSDの広範な減少を伴う拡散シータ/ベータパワー比（TBR）の有意な増加を特徴とした。不注意型ADHDサブタイプでは、シータ源パワーが全体的に増加し、後野を除くすべての脳領域でTBRが増加していた。ADHDとHCの両方で、高年齢群では若年群に比べてデルタ線源パワーとTBRが有意に低下し、アルファ線源パワーとベータ線源パワーが高かった。HCと比較して，ADHDでは，年齢の上昇に伴ってシータ前頭前野および時間的ソースパワーが増加することが特徴であった。

RESULTS: Compared to healthy controls, combined ADHD subtype was characterized with significantly increased diffuse theta/beta power ratios (TBR) with a widespread decrease in beta CSD. Inattentive ADHD subtype presented increased TBR in all brain regions except in posterior areas with a global increase in theta source power. In both ADHD and HC, older age groups showed significantly lower delta source power and TBR and higher alpha and beta source power than younger age groups. Compared to HC, ADHD was characterized with increases in theta fronto-central and temporal source power with increasing age.

結論:

我々の結果は、TBRがソースとセンサーの両方のレベルでADHDと健常児を区別するための神経生理学的バイオマーカーとして使用できることを確認した。

CONCLUSIONS: Our results confirm that TBR can be used as a neurophysiological biomarker to differentiate ADHD from healthy children at both the source and sensor levels.

研究の意義:

我々の知見は、ADHDと対照群における安静時脳波活動の年齢的変化をよりよく特徴づけるために、ソース画像解析を行うことの重要性を強調しています。

SIGNIFICANCE: Our findings emphasize the importance of performing the source imaging analysis in order to better characterize age-related changes in resting-state EEG activity in ADHD and controls.