NIRS を用いた運転中におけるドライバーの脳ネットワークのコネクティビティ解析

Effective Connectivity Analysis of the Brain Network in Drivers during Actual Driving Using Near-Infrared Spectroscopy
Zhian Liu, Ming Zhang, Gongcheng Xu, Congcong Huo, Qitao Tan, Zengyong Li and Quan Yuan
Frontiers in behavioral neuroscience, vol.11, pp.211-222, 2017 “車両の運転は,高度な脳機能を必要とする複雑な活動である.本研究では,安静時,単純運転時および車外活動時の脳ネットワークにおける前頭前皮質(PFC),運動関連領域(MA)および視覚関連領域(VA)間の有効接続性(EC)の変化を評価することを目的とした.12 人の若い右利きの成人男性が実際の運転実験に参加した.脳血流信号は,機能的近赤外分光法(fNIRS)装置を用いて連続的に記録した.異なる脳領域間の因果関係を調べることができるデータ駆動方法である条件付きGranger 因果(GC)分析を実施して,EC を評価した.結果は,認知作業負荷の増加に伴って脳血流変化レベルが増加することを示した.PFC,MA およびVA 間の接続強度は,安静状態から単純走行状態にかけて増加した.車追従作業中においては,接続強度は相対的に減少した.EC のPFCは因果関係のターゲットとして現れ,MA とVA は因果関係の発生源として現れた.しかし,MA は車追従のサブタスクで因果関係のターゲットに変わった.これらの知見は,大脳皮質の脳血流変化レベルが認知負荷の増加に伴って直線的に増加することを示している.脳ネットワークのEC は,認知的作業負荷によって強化することが可能であるが,サブタスクを用いた運転などの余分な認知負荷によっても弱めることができる.”