AIおよびVR技術を活用したASDを持つ人々への介入の可能性

November 19, 2024 · 31 min read

CEO of Easpe, Inc

この記事では、自閉症スペクトラム障害（ASD）、注意欠陥・多動性障害（ADHD）、神経発達疾患、遺伝的および環境的要因が及ぼす影響に関連する最新の学術研究を幅広く紹介しています。具体的には、ASD児童の症状改善におけるCOVID-19ロックダウン中の親の役割、妊娠中のオゾン暴露が子どもの知的障害リスクに与える影響、AIおよびVR技術を活用したASD治療の可能性、ASD児童の社会的注視における社交不安の影響、ゲーム障害（GD）の年齢依存的進行、および職業訓練がASD若年成人の適応行動や社会的スキルを向上させる効果が取り上げられています。また、DNAメチル化が網膜から脳へとわたる疾患や発達において果たす役割や、口腔衛生が知的発達障害（IDD）を持つ子どもに及ぼす影響に関する知見も含まれています。

学術研究関連アップデート

この研究は、自閉症スペクトラム障害（ASD）と社交不安（SA）が共存する場合、社会的注視（特に顔や目への注視）にどのような影響を与えるかを調査しました。54名のASD児童および青少年と35名の定型発達児童が、目線に応じて顔の表情が変化する動的アイ・トラッキング課題に参加しました。また、SA特性は自己報告および保護者報告の標準化された評価尺度を用いて測定されました。

結果として、ASDの参加者は定型発達の参加者に比べて顔を見る時間が少なく、自己報告によるSA特性が高いほど、目への注視が少ないことが確認されました。この傾向はASDと定型発達の両方で観察されました。これにより、SA特性が社会的注視に与える影響は、ASDの有無にかかわらず類似していることが示されました。

この研究は、ASDにおける社会的注視やアイコンタクトの評価時には、共存する精神医学的特徴（例：社交不安）を考慮する重要性を強調しています。

Determinants of Positive Evolution of Symptoms in Children with Autism Spectrum Disorders (ASD) during the COVID-19 Lockdown in the Democratic Republic of Congo. (DRC)

この研究は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のロックダウン期間中における、コンゴ民主共和国（DRC）の自閉症スペクトラム障害（ASD）児童の症状の進展と、それに影響を与える要因を調査したものです。2020年4月15日から7月15日の期間に、68名のASD児童の症状の変化を分析し、親の在宅状況や他の変数との関連を検討しました。

親が1日8時間以上在宅していた場合、子どもの社会的コミュニケーションや自立性が改善し、ASDの症状が改善したと報告されたケースが全体の42.6%にのぼりました。一方で、親が中等度から重度のうつ状態にある場合や、子どもに併存疾患がある場合、ASDの症状が悪化する傾向が見られました。

これらの結果は、親が物理的に子どもと一緒に過ごす時間の重要性を強調するとともに、親の精神的健康状態やASD児童の併存疾患が、症状の進展に大きく影響することを示しています。この研究は、ASD児童の支援において、親の関与とサポート、そして親自身のメンタルヘルスケアの必要性を示唆しています。

Prenatal ozone exposure and risk of intellectual disability

この研究は、妊娠中のオゾン（O₃）暴露と子どもの知的障害（ID）のリスクとの関連を調査したものです。2002年から2020年の間に、アメリカ・ユタ州におけるトロポスフェリックオゾン濃度、知的障害の診断データ、対象児の兄弟姉妹や一般集団のデータを用いて分析を行いました。

結果として、妊娠前および妊娠1～3期全ての期間においてオゾン暴露が兄弟姉妹との比較で知的障害リスクと正の関連を示しました（すべての期間でp<0.05）。また、一般集団との比較では、妊娠第2期の暴露が知的障害リスクの増加と最も強く関連していました（p<0.05）。妊娠第2期におけるオゾン濃度が10ppb増加すると、兄弟姉妹と比較して知的障害リスクが55.3％増加（信頼区間[CI]: 1.171–2.058）、一般集団と比較して22.8％増加（CI: 1.054–1.431）することが示されました。

本研究は、気候変動がオゾン汚染を悪化させる可能性が高い中で、オゾンが子どもの認知発達に与える影響を強調しています。この結果は、妊娠中のオゾン暴露が知的障害リスクを高めることを示唆しており、特に妊娠第2期が重要な期間であることが明らかになりました。これにより、妊娠中の大気汚染管理の重要性が強調されています。

Ambiguous facial expression detection for Autism Screening using enhanced YOLOv7-tiny model

この研究は、自閉症スペクトラム障害（ASD）のスクリーニングにおいて、子どもの曖昧な表情を検出するために改良されたYOLOv7-tinyモデルを提案しています。ASDは発達障害の一種で、社会的および行動的な能力に影響を与えるものです。早期発見は、認知能力や生活の質の向上に役立ちます。

本研究では、ASDの子どもが通常の子どもとは異なる曖昧な表情を示す特徴に着目し、顔の画像からASDを検出する手法を開発しました。具体的には、YOLOv7-tinyモデルの特徴抽出ネットワークに膨張畳み込み層のピラミッドを統合し、さらに認識能力を向上させるために追加のYOLO検出ヘッドを組み込んだ改良版を提案しています。

このモデルは、ASDの特徴を持つ顔を検出し、バウンディングボックスと信頼スコアを生成します。研究では、自閉症顔画像の自己注釈データセットを使用し、提案モデルは**平均適合率（mAP）79.56%**を達成しました。この結果は、従来のYOLOv7-tinyモデルや最先端のYOLOv8 Smallモデルよりも優れた性能を示しています。

この研究は、表情の特徴を活用したASDの早期スクリーニング手法としての可能性を示しており、実用的な診断ツール開発への貢献が期待されます。

Virtual Behavioral Skills Training for Parents: Generalization of Parent Behavior and Child Learning

この研究は、行動スキルトレーニング（BST）を活用した親向けトレーニングの効果を検証したもので、特に親の行動の一般化と子どもの学習成果に焦点を当てています。親は、応用行動分析（ABA）に基づく行動介入戦略（例: 離散試行訓練）を家庭で実践し、子どもに新しい学術スキルを教える方法を学びました。

研究結果として、すべての親が高い忠実度で戦略を実行し、家庭での親子のやり取りが改善したと報告しました。また、子どもたちは対象スキルを習得し、そのスキルを教室環境でも活用し、介入終了後2週間後にも維持していました。ただし、教えられた目標と教えられていない目標の類似性によって一般化の程度が異なり、非指導環境における親子のやり取りの改善の一般化は観察されませんでした。

この研究は、親の行動の一般化を計画し、より広範で社会的に重要な変化をもたらす方法を模索する必要性を強調しています。また、BSTを使用した親トレーニングが親と子どもの行動の一般化にどのように影響するかを包括的に調査した初の研究であり、遠隔的な一般化効果についても探求しています。

Oral health status of children with intellectual and developmental disabilities in India: a systematic review and meta-analysis - BMC Pediatrics

この研究は、インドにおける知的および発達障害（IDD）を持つ子どもの口腔健康状態を評価するために実施された体系的レビューおよびメタ分析です。インドが目指す「誰一人取り残さない」という持続可能な開発目標（SDGs 2030）の一環として、IDD児の口腔健康状態に関するデータの不足を補うことを目的としています。

分析対象は、18歳未満のIDDを持つ子どもを対象にしたインド国内の横断研究15件で、以下の結果が得られました：

*91％**のIDD児が定期的に歯ブラシを使用しているが、**38％**が不良な口腔衛生状態を示しました。
虫歯の有病率は**64％**であり、非常に高い割合が確認されました。
歯周疾患は1件の研究で報告され、対象児童の**54.2％**に見られました。

これらの結果は、IDD児が日常的に歯を磨いているにもかかわらず、虫歯や口腔衛生の問題が依然として深刻であることを示しています。この課題に対処するためには、統一的なアプローチではなく、柔軟で個別化された介入が必要です。また、予防的な口腔ケアを提供するための特別な健康プログラムの設立が推奨されています。

Perception and Production of Pitch Information in Mandarin-Speaking Children with Autism Spectrum Disorders

この研究は、中国語を話す自閉症スペクトラム障害（ASD）の子どもたちにおけるピッチ情報（声調）の知覚と発話について調査しました。対象は、ASD児26名と、年齢を一致させた定型発達（TD）児29名です。研究では、中国語の声調2（T2）と声調3（T3）の知覚と発話を評価し、ピッチ処理能力と声調の区別能力に焦点を当てました。

結果として、ASD児はTD児と比較して、言語的ピッチ（声調）のカテゴリ知覚（CP）が異常であることが判明しました。しかし、ASD児は非言語的ピッチ（純音）よりも言語的ピッチのカテゴリ化に優れた能力を示し、これは非声調言語を話すASD児に一般的な「局所バイアス」ではなく、「全体処理」パターンに類似していました。

さらに、ASD児のT2とT3の発話ピッチ輪郭はTD児とは異なるものの、両声調を区別する能力はTD児と同等であることが示されました。この結果は、ASD児が異なる言語背景や複雑な刺激処理において一様でない特徴を持つことを示唆し、現行の理論に再検討を促します。

この研究は、ASD児の知覚と発話の評価と介入を個別化する必要性を強調しています。特に、中国語のような声調言語を話すASD児においては、複雑で混同しやすい声調の知覚と発話能力を強化し、コミュニケーションスキルを向上させるための適切な支援策の開発が求められます。

Increased alpha power in autistic adults: Relation to sensory behaviors and cortical volume

この研究は、自閉症スペクトラム障害（ASD）におけるα帯域（約10 Hz）の神経振動が、感覚行動や皮質体積とどのように関連しているかを調査しました。対象は自閉症成人29名と非自閉症成人23名で、刺激に応答する条件と安静時条件の両方でEEG（脳波）活動を測定しました。

結果、自閉症群ではすべての時間点でα振幅が一貫して高いことが確認されました。また、刺激開始時のα振幅の抑制が自閉症群で比例的に大きく、この期間のα振幅が感覚行動と相関していることが明らかになりました。さらに、最近の研究をもとに、皮質のα振動と皮質および皮質下構造の体積との関連性も調査しました。

その結果、総皮質体積とα振幅には有意な相関が見られ、自閉症群では海馬体積とα振幅の間にグループ間の相互作用が確認されました。このことは、自閉症における皮質の構造的特性が、神経振動の変化を調整する潜在的な要因となる可能性を示唆しています。

全体として、α振動の変化は、自閉症成人が非自閉症成人よりも感覚症状を強く経験することに関与している可能性があります。この研究は、自閉症における感覚体験の違いを理解する新たな視点を提供します。

Between epistemic injustice and therapeutic jurisprudence: Coronial processes involving families of autistic people, people with learning disabilities and/or mental ill health

この研究は、イギリスの検視過程において、自閉症や学習障害、精神的健康問題を持つ家族の死後の経験を探ることを目的としています。検視過程は、死因が不明、暴力的、不自然である場合や国家拘束下で発生した場合に行われ、遺族が中心に置かれるべきとされています。一方で、この過程には「治療的法学」という側面もあり、法的プロセスが参加者に与える負の影響を最小限に抑えることを目指していますが、これが正当な手続きと矛盾する場合があります。

論文では、検視の過程が知識の生成、評価、対立の場であると同時に、認識論的な権力の不均衡を内包していることが指摘されています。遺族は、特に自閉症や学習障害、精神的健康問題を持つ家族の死に関して、認識論的勇気と抵抗を必要とする状況に置かれることが多いです。さらに、これらの家族は、生前にすでに認識論的および構造的不公正を経験しており、その死後の経験の独自性が特に重要だとされています。

この研究では、質的インタビューを通じて、健康および/または社会的支援を受けている間に亡くなった親族を持つ遺族の検視過程での体験を明らかにしています。研究結果は、遺族が直面する不平等と、彼らがどのようにしてその不平等に立ち向かうかを深く理解することの必要性を示しています。

Dimensional attention-deficit/hyperactivity disorder symptoms and executive functioning in adolescence: A multi-informant, population-based twin study

この研究は、思春期の注意欠陥・多動性障害（ADHD）症状が実行機能（EF）に与える影響と、その関連性における家族要因やうつ病、素行障害の併存症状の役割を調査しました。14歳の双子を対象とした「FinnTwin12」研究（N = 638-1,227）を用いて、標準的な神経心理学的テストでEFを評価しました。また、ADHD症状は「診断と統計マニュアル（DSM）」に基づく半構造化面接、および双子自身、教師、親による行動評価を通じて測定されました。

結果として、教師による「不注意」の評価が最も強くEFの低下と関連しており、この関連性はうつ病や素行障害の症状を考慮しても影響を受けませんでした。また、双子間の比較分析から、ADHD症状とEFの関連性が家族要因によって一部説明されることが示されました。

さらに、ADHD症状が臨床的基準に満たない場合でも、EFの低下と関連することが明らかになり、教師による評価が特に重要であることが示されました。この研究は、ADHD症状が次元的に一般人口に広がる概念を支持し、思春期のADHD症状を評価する上での教師の役割の重要性を示唆しています。

Frontiers | Young and adult patients with gaming disorder: Progression of problematic gaming and psychiatric co-morbidities

この研究は、ゲーム障害（GD）を診断され治療を求める患者において、年齢による臨床的な違いを調査しました。15～56歳の69名（男性66名、女性3名）の患者を対象に、25歳以下の若年層（AYAs）と26歳以上の成人層に分けて分析を行いました。臨床面接やアンケートを通じて、ゲームに関連するデータや精神的併存疾患の情報を収集しました。

結果として、AYAsは成人よりも約2倍の速さで問題的なゲーム行動に進行することがわかりました。一方で、両グループともにゲーム障害のレベルや注意欠陥多動性障害（ADHD）、自閉症スペクトラム障害（ASD）、ギャンブル問題といった精神的併存疾患の症状が類似していました。また、調査対象の約半数が成人であることが確認されました。

この研究は、年齢を問わずゲーム障害が広がっていることを示し、若年層における早期の進行を抑制するための予防的戦略の重要性を強調しています。また、臨床プロファイルの類似性から、年齢に関わらず同様の介入を提供できる可能性を示唆しています。

Frontiers | Virtual Reality for Autism: Unlocking Learning and Growth

この論文は、自閉症スペクトラム障害（ASD）の教育・療育分野における仮想現実（VR）と人工知能（AI）の統合的な活用について述べています。ASDは社会的コミュニケーションの困難や反復行動を特徴とし、これらの課題に対処するためにVR技術が新たな道を開いています。VRは、安全で制御可能な環境を提供し、不安を軽減しながら社会的・認知的スキルや日常生活スキルの習得を可能にします。特に、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）などの没入型VR（IVR）は、リアルな仮想環境を通じて対人スキルや感情理解を促進します。

さらに、AIとの組み合わせにより、VRの効果は大幅に向上します。AIはリアルタイムで利用者の行動や感情状態に応じて環境を適応させ、不安を軽減しながら学習を進められる個別化された体験を提供します。AIはまた、ストレス指標をモニタリングし、VR環境を最適化することで、参加者のエンゲージメントを高める役割を果たします。

具体的な応用例として、VRを用いた社会スキルや金銭管理スキルの練習、ストレス管理技術の習得が挙げられます。また、AIは、行動分析や音声認識、感覚相互作用のパーソナライズを通じて、療育や教育の支援をさらに拡充します。この論文は、VRとAIが自閉症療育においてどのように個別化されたダイナミックな学習環境を提供し、ASDを持つ個人の社会的、認知的、行動的課題を解決する可能性を示しています。

この論文は、認知能力が高い自閉症の若年成人を対象とした職業訓練コース「Roim Rachok」（ヘブライ語で「未来を見据える」の意）の効果を検証したものです。このコースは、彼らが軍隊での職業兵士としての勤務やその後の就労に向けて必要なスキルを育成することを目的としています。49名の参加者（デジタル分野19名、技術分野9名、視覚分野21名）が対象で、コース開始前と終了後に以下の項目が評価されました：

適応行動（ABAS-II）
自閉症症状の重症度（SRS-II）
コミュニケーションスキル（Faux Pas課題、共感度（EQ）、友人関係の質、Yale in vivo Pragmatic Protocol (YiPP)）

結果、参加者は適応行動（概念的・社会的・実践的スキル）、感情的共感、誤解を伴う発言の検知能力が向上し、社会的コミュニケーションの症状が軽減したと自己報告しました。また、これらの改善は、すべての職業分野で一貫して観察されました。

結論として、この訓練コースは、軍隊や職場での社会的・職業的統合に必要なスキルを強化する上で効果的であることが示されました。研究は、自閉症の若年成人が就労や社会参加を実現するための支援方法として、このようなプログラムの重要性を強調しています。

Frontiers | Traversing the Epigenetic Landscape: DNA Methylation from Retina to Brain in Development and Disease

このレビュー論文は、DNAメチル化が発達、老化、組織の変性に及ぼす影響を、網膜から脳にわたる発達や疾患の過程で探求しています。まず、網膜の発達におけるDNAメチル化の役割に焦点を当て、糖尿病性網膜症（DR）、加齢黄斑変性症（AMD）、緑内障といった網膜疾患におけるDNAメチル化パターンの変化を詳述しています。網膜が脳の延長とみなされる独自の構造を持ち、脳と同様の免疫応答機構を示すことから、網膜から脳への拡張的な視点でDNAメチル化を検討します。

次に、アルツハイマー病（AD）やハンチントン病（HD）などの脳疾患におけるDNAメチル化の役割を分析し、網膜疾患と脳疾患の間の機構的な関連性や視覚系と中枢神経系（CNS）のエピジェネティクス的な通信の可能性を探ります。さらに、統合失調症（SZ）、自閉症スペクトラム障害（ASD）、知的障害（ID）といった神経発達疾患に注目し、DNAメチル化が神経発達、シナプス可塑性、認知機能に与える影響を考察しています。

この研究は、DNAメチル化が網膜から脳にわたる疾患や発達において果たす多面的な役割を明らかにし、神経発達障害や神経変性疾患の分子機構の理解に貢献するものです。