ASDの子供の認知トレーニング

1. はじめに 自閉症スペクトラム障害 (ASD) は、社会的スキルやコミュニケーションスキルの欠如、限られた興味、活動、および/または反復的な行動を特徴とする重度の神経発達障害であり、通常は幼児期に観察されます。 ASD の有病率は約 68 人に 1 人の子供であり、最も急速に増加している発達障害です。 ASDの診断と治療にかかる費用は、年間約2,360億〜2,620億ドルと推定されています。

可塑性とは、生物の変化に対する感受性を広く指します。 人間の脳は驚くべき可塑性を示します。 複数のニューロン ネットワークは、異なる個人の同じ機能をサポートする異なるシステムによって、同じ認知機能 (精神的能力) を維持できます。 この「多対 1」の構造と機能の関係は、可塑性の一形態です。 さまざまな個人の認知プロセスを担うニューラル ネットワークを調べると、そのプロセスの可塑性についての洞察が得られます。

認知トレーニングは可塑性の概念に中心を置いています。 これは、特定の認知プロセス (または複数のプロセス) を数週間にわたって繰り返し実行することを伴い、その後、訓練されたタスクだけでなく、対象の認知プロセスに直接的または間接的に関与するさまざまな未訓練のタスクでもパフォーマンスの向上が期待されます。 トレーニングを受けていないタスクに対するパフォーマンスの向上の一般化は「転移」と呼ばれ、トレーニングの有効性にとって不可欠です。 認知トレーニングは、脳卒中、多発性硬化症、統合失調症、作業記憶障害のある成人、注意欠陥多動性障害（ADHD）の子ども、健康な幼稚園前の子どもの欠陥を修復するだけでなく、健康な若者の認知能力を高めるためにも使用されています。成人と健康な高齢者。 しかし、ASD を持つ子供に対するこの介入の利点は、比較的ほとんど注目されていません。

最近の研究は、ASD における皮質発達のパターンの乱れが臨床症状の発現につながる可能性があることを示しています。 より具体的には、以前の報告では、ASDにおける長距離の皮質接続が低下し、局所的な機能接続が増加するパターンが示されています。 このパターンは最近、非常に厳格な画像解析法を使用して検証されました。 この機能的接続の変化は、実行機能（他の認知プロセスを制御する高次の認知機能）などの統合的な情報処理を必要とする認知機能に特に破壊的である可能性があります。 思考と行動の意識的な制御、心の理論、顔の処理、言語とコミュニケーション、これらすべては、ASD における障害のあるプロセスとして以前に確立されています。

さらに、ASD の子供の約 50 ～ 70% は、認知障害として現れる知的障害と診断されています。 知的障害があると、ASDの子供たちは生涯を通じて「低機能」の軌道をたどる危険にさらされ、さらに重度の症状を呈する危険にさらされることが示されている。 認知トレーニングは、学業成績だけでなく、作業記憶、流動的知能、実行力などの知的能力の基礎となる実行機能を強化することが示されています。 幼い頃に認知トレーニングを行うと、知的能力にとって重要なプロセスが強化され、ASD の臨床経過が改善される可能性があります。

これらの最近の ASD 理論は実行機能の欠陥を指摘していますが、この分野には現在、実行機能の欠陥に直接取り組む、証拠に基づいた介入が不足しています。 ASDに対する既存の介入（主に行動スキルの開発からなる）は管理が複雑で、高度な訓練を受けたスタッフを必要とします。 その結果、これらのアプローチは、長い待機リストを作成するクリニックや開業医に非常に高い要求を課すことになりました。 これらのアプローチは、多くの家族や学校にとってアクセスしにくいものです。 既存の介入の最も顕著かつ一貫した限界は、学習したスキルを他の状況や状況に伝達できないことが明らかであることです。 つまり、新しく学習された行動は、訓練された特定のコンテキストに限定されます。 他のタスクや状況への一般化は認知トレーニングの際立った強みであり、このアプローチはパーソナル コンピューターを介して家庭で使用でき、アクセスしやすくなり、行動スキルの発達と組み合わせて使用​​して、子供の学習に対する受容性を向上させることができます。 したがって、認知トレーニングは、既存の治療法が限界を示している領域において有望な結果をもたらす可能性がある。

本プロジェクトでは、まず ASD 児の認知的ニーズに合わせたソフトウェアベースの認知訓練プログラム (認知評価およびビデオゲーム介入ソリューション、CAVINS) を開発し (フェーズ 1)、次に臨床試験と画像診断を通じてプログラムの有効性を検証することを目的としています。脳 (臨床試験と画像化段階)。 画像コンポーネントは、対象となる認知プロセスの一部の神経フレームワークと、各プロセスにおけるトレーニングによって引き起こされる変化について学ぶ機会を提供します。 この介入は、課題の別の側面に注意を移す能力、抑制制御、作業記憶、計画、推論、選択的注意、顔の処理など、ASDに関係するいくつかの機能を対象とします。 イメージング段階では、最初のステップとして、研究者らは機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) を使用して、セットシフトと反応阻害に関連するトレーニング誘発性の脳の変化を特定します。

応答阻害は、応答の抑制と応答のキャンセルという 2 つの異なる形式で構成されます。 応答の開始を阻止することは抑制プロセスを特徴づけるのに対し、すでに進行中の応答の終了はキャンセルプロセスを表します。 さらに、誤った応答後の動作を監視、検出、調整する機能はエラー処理を表し、応答阻害の固有の要素です。 反応抑制の困難は、ASDで観察される常同的で反復的な行動の原因であり、未就学児の「心の理論」のパフォーマンスを予測し、前頭葉皮質と線条体および頭頂葉領域の間の接続性の変化、および体積と関連していると仮説が立てられています。線条体の違いと発達の変化。 同様に、セットシフト課題の精度の低下は、前頭葉皮質、線条体皮質、および頭頂葉皮質の活性化の低下と関連しており、ASD で観察される精神的な柔軟性のなさ、制限された反復的な行動の原因であると仮説が立てられています。

いくつかの画像研究では、健康な成人の認知訓練完了後の基礎となる神経ネットワークの変化が実証されています。 しかし、子供を対象とした同様の研究は非常に少ないです。 現在、ASD の子供の脳内でトレーニングによって引き起こされる変化を調査した研究はありません。 本プロジェクトの発見は、ASDにおける認知トレーニングの利点、潜在的な利点の一般化と持続性を明らかにし、トレーニングに関連する生物学的変化を特定し、ASDに関係する2つの認知機能をサポートするシステムの可塑性について切望されている洞察を提供するでしょう。