無意識の情動刺激に対する扁桃体の反応

Amygdala Response to Emotional Stimuli without Awareness: Facts and Interpretations
Matteo Diano, Alessia Celeghin, Alessia Celeghin, Marco Tamietto
Frontiers in psychology 7, 2029, 2017
20180412 rshimizu

過去20年にわたり、観察者が誘発情動刺激の内容、または存在さえ認識していないときにも、ヒト扁桃体がその機能のいくつかを発揮するという証拠が報告されている.それにもかかわらず、焦点を当てた注意や認識なしに扁桃体の反応に影響を及ぼす限界と条件については、まだ判明していない.ここでは、被験者に関する過去や最近の研究を考慮し、健常者および脳損傷患者に関するニューロイメージングの文献を調べ、その刺激の強さと限界について考える。
我々は視覚認識できる刺激とできない刺激では扁桃体の機能に違いが出ることは、高い時間分解能を有する扁桃体応答をサンプリングするデータと共に、扁桃体を中心とする機能的および解剖学的機構の多様性を理解すると,非意識的感情処理におけるその役割を支持するのに役立つことが主張できる.
また相互作用するネットワークは皮質および皮質経路の異なる計算特性を利用して扁桃体へ視覚情報を仲介しそれによって感情処理の異なる段階で扁桃体機能をサポートする.この見解は明らかに対照的な提案と同様に、文献の明らかな矛盾を和らげる.我々は、この応答は異なる機能的メカニズムに由来するものであり、一般的に想定されているよりも複雑なニューラルネットワークによって引き起こされているにもかかわらず、認識なしで扁桃体応答を支持する証拠としている.このようなメカニズムの複雑さを認識することで、扁桃体の機能の多様性を認識しなくても、人間の行動に影響を与えることなく、新しい洞察を得ることができる.

注意のコネクトームに基づく予測的なモデリング:データセットを横切る異なる機能的接続性と予測方法の比較

Connectome-based predictive modeling of attention Comparing different functional connectivity features and prediction methods across datasets
K. Yoo, M.D. Rosenberg, W.-T. Hsu, S. Zhang, C.-S.R. Li, D. Scheinost, R.T. Constable and M.M. Chun NeuroImage 167 (2018): 11-22.
20171214_mnishizawa

“コネクトームに基づく予測モデリングは,fMRIで測定された機能的接続性から流動性知性と持続的注意を含む個人で異なる特徴と行動を予測するために近年発展してきた.
ここではCPM枠組みを利用して,3つの異なる尺度(ピアソン相関,一致,不一致)および2つの異なる予測アルゴリズム(線形,部分的最小二乗回帰(PLS)により)により注意機能を比較した.
一致および不一致は,それぞれ同相同期と逆相逆相関を追跡する近年提案された機能的接続性測定である.
我々は,課題時または安静時の機能的接続性データを使用してコネクトームに基づくモデルを定義し,個人で異なる注意予測における(1)機能的接続性測定と(2)機能選択/予測アルゴリズムの効果を試験した.
モデルは,leave-one-subject-out法の交差検証を使用してトレーニングデータセットで内部的に検証され,3つの独立したデータセットで外部検証された.
トレーニングデータセットには,被験者が持続的注意課題を行っていた時と安静時のfMRIデータが含まれていた.
検証データセットには(1)Stop Signal Task (SST)実行中および安静時に収集されたデータ,(2)注意ネットワークタスクの実行中および安静時に収集されたデータ,(3)ADHD-200コンソーシアムからのADHD症状の重症度と安静時のデータが含まれる.
機能的接続性尺度(ピアソン相関,一致,不一致)および予測アルゴリズム(線形および部分的最小二乗回帰(PLS))のすべての組み合わせを使用して定義されたモデルは,内部妥当性では0.9,外部検証では0.6と高い(全て<0.05). 課題時のデータで作成されたモデルは,安静時のデータで作成されたモデルよりも優れていた. Peason相関および適合特徴は一般的に,不適合特徴よりも小さな数値的利点を示したが,部分的最小二乗回帰は一般的に線形回帰よりも優れたモデルであった. 全体として,線形モデルと組み合わされた相関特徴に加えて,CPMによって特徴と部分的最小二乗回帰を考慮すると便利である."

注意タスク中の瞑想者と非瞑想者のDefault mode network 接続の違い

Differences in Default Mode Network Connectivity in Meditators and Non-meditators During an Attention Task
E.H. Kozasa, J.R. Sato, T.A. Russell, M.A. Barreiros, S.S. Lacerda, J. Radvany, L.E. Mello and E. Amaro
Journal of Cognitive Enhancement, pp. 1-7, 2017.
20171023tmiyoshi

健常者の非自己参照目標指向タスクの間,Default mode network(DMN)の活動は低下する.本研究では,注意パラダイムの間に,定期瞑想者と非瞑想者のDMN の機能的なつながりの違いを調べた.年齢,学歴,および性別の一致する定期瞑想者と非瞑想者に,機能的核磁気共鳴イメージング(fMRI)に適合したStroop Word-Color Task(SWCT)で視覚的に提示した単一のワードの色を答えさせた.タスクは,参加者が瞑想していないときに行われた.>画像データに基づく回帰分析は,後部帯状皮質(PCC)と左右の頭頂小葉との結合が,定期瞑想者と非瞑想者を識別するのに有用であることを示した.グレンジャー因果関係の結果は,PCC に活動が右外側頭頂皮質における活動を予測するための情報を含み,この予測の正確さは,非熟練者よりも定期瞑想者において高いことを示した.これは定期的な瞑想において,これらの2 つの領域間の強いつながりがあることを示す.定期瞑想者とは対照的に,非瞑想者ではPCC は左頭頂部の領域に影響され,この領域は非瞑想者のPCC によってより影響される.グループ間のDMN におけるこれらの機能的接続性の差異は,瞑想者と比較して非瞑想者のSWCT に,より高い頻度の注意散漫が存在する可能性が示された.

様々なレベルの自動運転におけるfNIRS を用いた脳活動の検討

Assessing Driver Cortical Activity under Varying Levels
of Automation with Functional Near Infrared
Intelligent Vehicles Symposium(IV) 2017 IEEE, pp. 1509-1516, 2017
20170821_yfujiwara

運転者の精神状態に関する情報は,高度に自動化された車両のためのインターフェイスの設計に不可欠である. 機能的近赤外分光法(fNIRS)は,参加者の脳活動を研究するために広く普及している神経イメージングツールで あり,HCI 実験,特にドライビングシミュレータを用いた研究で用いられている.fNIRS のデータ解析は,繰り 返し測定できるような実験設計が要求される. 本稿では,部分的に自動運転が可能な車両と完全に自動運転が可能な車両を運転しているドライバの車線変更 時の脳活動についての研究を提示する.また,fNIRS 測定のニーズを満たす実験設計を採用し,その後の解析を 行った.この研究には28 人が参加し,ドライビングシミュレータで約7 時間運転した.自動運転の各モードで8 回車線変更操作を実施し,ビデオ録画,NASA TLX アンケート,fNIRS データを記録し,解析を行った.自動ま たは手動で車線変更する間,同様にdorsolateral prefrontal cortex での活性化が見られた.

様々なレベルの自動運転におけるfNIRS を用いた脳活動の検討

Assessing Driver Cortical Activity under Varying Levels
of Automation with Functional Near Infrared
Spectroscopy
Intelligent Vehicles Symposium(IV) 2017 IEEE, pp. 1509-1516, 2017
20170821_yfujiwara

運転者の精神状態に関する情報は,高度に自動化された車両のためのインターフェイスの設計に不可欠である.
機能的近赤外分光法(fNIRS)は,参加者の脳活動を研究するために広く普及している神経イメージングツールで
あり,HCI 実験,特にドライビングシミュレータを用いた研究で用いられている.fNIRS のデータ解析は,繰り
返し測定できるような実験設計が要求される.
本稿では,部分的に自動運転が可能な車両と完全に自動運転が可能な車両を運転しているドライバの車線変更
時の脳活動についての研究を提示する.また,fNIRS 測定のニーズを満たす実験設計を採用し,その後の解析を
行った.この研究には28 人が参加し,ドライビングシミュレータで約7 時間運転した.自動運転の各モードで8
回車線変更操作を実施し,ビデオ録画,NASA TLX アンケート,fNIRS データを記録し,解析を行った.自動ま
たは手動で車線変更する間,同様にdorsolateral prefrontal cortex での活性化が見られた.

自閉症スペクトラム障害を有する成人の運転習慣認識課題における注意点の相違

Attentional Differences in a Driving Hazard Perception Task in Adults with Autism Spectrum Disorders
Journal of autism and developmental disorders, vol.47, No.2, p.405, 2017
170704_snakamura

本研究では,運転習慣認知課題に関連して,ASD における社会的および非社会的刺激の注意深い処理を検討し
た.参加者は,目の動きが記録されている間に,道路のシーンのビデオを見て,危険を検出した. ASD を有する
被験者は,運転習慣の危険性を比較的良好に検出したが,危険に適応するのが遅かった.ハザードの発症に先立
つ時間におけるより大きな注意喚起は,より低い言葉のIQ と関連していた.この調査結果は,運転習慣の危険性
を特定する際に,ASD を持つ人が注意を分散して指導することを示唆している.

視覚探索トレーニングにおける後頭頂皮質活性の低減

Reduced posterior parietal cortex activation after training on a visual search task
NeuroImage, vol.135, pp.204-213, 2016
20170213 htanaka

認知課題により経験を得ることは, 行動パフォーマンスを向上させ, 脳活動の効率を高めると考えられている. 脳の活性におけるトレーニング効果に関する文献はすでに発表されているが, 十分に統制された条件下での視覚検索時の注意プロセスに関する研究はほとんど行われていない. トレーニング群と統制群に分けられた36 人の健常な成人は, 文字ベースの視覚探索課題を用いたfMRI 研究を一日で完了した.12 文字を目標刺激として,10 文字を妨害刺激として用いた. トレーニング群はスキャンの間に, 目標刺激の半分を用いたトレーニングセッション(840回の試行) を完了した. トレーニング群と統制群の群間比較や被験者内のトレーニングした場合としていない場合の比較を両方行い, 反復効果を制御することによって, トレーニング効果を行動および脳活動レベルで研究した. トレーニング群の参加者は, トレーニングを行った結果として精度スコアを維持したまま反応時間が31 % 速くなったが, 統制群は変化がほとんど見られなかった. 脳活動結果は, 視覚探索トレーニングに関連する脳活動変化が目標刺激を探索するときに後頭頂皮質(PPC) 活性の低減に限定され, それらは後頭領域下部を含んでいることを明らかにした. 得られた行動および脳活動変化は, 自動的な行動パフォーマンス向上に関連づけて議論されている. また, 得られたトレーニング関連領域における活動の減少は, タスクパフォーマンスに関与する主要な部位の神経活動効率の増加に関連する可能性がある.

デフォルトのネットワークと背中の注意ネットワークとの間の相互作用は、デフォルトのサブシステム、時間、 および認知状態によって異なる

Interactions between the default network and dorsal attention network vary across default subsystems, time, and cognitive states
NeuroImage, vol.147,pp.632-649,2017
20170213_mnishizawa

デフォルトネットワーク(DN)と背部注意ネットワーク(DAN)との間の相関関係は,競合する機能を反映する機能的脳組織の本質的な側面であると考えられている.しかしながら,DNとDANとの間の機能的接続性(FC)の効果サイズはまだ確立されていない.さらに,異なるDNサブシステム,異なるコンテキスト,および時間にわたる相関関係の安定性は,未だに未知のままである.研究1では,20の研究からのDN-DAN FCの効果サイズを要約し,研究2では,新しいデータセットにおける6つの異なる認知状態にわたるDN-DAN相互作用の変動性を調べる. (i) DNおよびDANは、グローバルな信号回帰を使用しない場合 (研究全体にわたるメジアン効果の大きさ:r = – 06; 95%CI:-.13から.08),相互相関関係ではなくむしろ相関しない関係を有する. (ii)DANは、DNコアサブシステムで弱い負のFCを示すが,背中前の前頭前野および内頭頂葉サブシステムと無相関である. (iii)DN-DAN相互作用は、異なる認知状態にわたって著しく変化する; (iv)DN-DAN FCは、反相関の期間と正の相関の期間との間で時間的に変動する. (v) DN-DANカップリングの強さの経時変化は、前頭前頭制御ネットワーク (FPCN)を含む相互作用と調和する.全体として、DN-DANの反相関に関連する観察された弱い効果の大きさは,これらのネットワーク間の相互作用の性質を再概念化する必要性を示唆している.さらに,我々の発見は,DN-DAN相互作用が安定ではなく,むしろ時間および文脈に沿って実質的な変動性を示し,FPCNを含むより広範なネットワークダイナミックスと調整されることを示している.

Default network, Dorsal attention network, Anticorrelation, Frontoparietal control network, Attention,Dynamic functional connectivity

感情的写真による選択的注意捕捉の眼球運動評価

Eye Movement Assessment of Selective Attentional Capture by Emotional Pictures
Emotion, Vol.6, No.2, pp.257-268, 2006
20160626 wada

アイトラッキングを感情的かつ視覚的な場面での注意の配向と関与を評価するために用いた.実験 1 で不快,中 性,または快適なターゲットの画像を画像の快の度合いを比較するための周辺視野における中性制御画像と同時 に提示した.感情画像における最初の凝視とその後の凝視の周波数の確率は中性の画像よりも大きかった.実験 2 では,被験者に感情画像を見ることを避けるように指示したが,中性写真よりも初めに凝視する割合が大きくな り,最初の凝視時の見る時間が長くなった.低いレベルの視覚的な特徴では結果を説明することができない.明白 な視覚的な特徴は快・不快の感情的なコンテンツによって表わされることが結論づけれた

事象関連fMRI データの古典的解析における特定の領域のHRF の関係

The role of early visual cortex in visual short-term memory and visual attention
Vision Research Vol.49, no.10, pp.1352-1362, 2009.
20151124 taki

短期記憶と視覚的注意における低次視覚野の関係を徹底調査するためにfMRIで皮質活動の計測を行った.4つの実験タスクにおいて,可変的にずらされた2つの視覚刺激を被験者は見た.それらのタスクでは短期記憶と注意が要求されるが,ずらされた視覚刺激が出るまで刺激は同一である.被験者が注意と大変なタスクをしている時,低次視覚野は継続的な反応を示したが,被験者が短期記憶を必要としたタスクを行った時,遅らせた視覚刺激が提示されている間の活動はゼロと識別できなかった.この分離は2つの処理の基礎をなしている計算メカニズムを明らかにする.