機能的近赤外分光法による視覚的作業記憶容量の初期開発の調査

Probing the early development of visual working memory capacity with functional near-infrared spectroscopy
Aaron T. Buss, Nicholas Fox, David A. Boas, John P. Spencer
NeuroImage, vol.85, pp.314-325, 2014

ビジュアルワーキングメモリ(VWM)は、非常に限られた容量を有するコア認知システムである。現在の研究 は、機能的な神経イメージングを用いた初期の発達における VWM の容量限界を調べる研究である。 3~4 歳の 患者が短時間の遅れで物体の形状の変化を検出した変化検出タスクを完了している間に、光学的な神経画像デー タを記録した。近赤外線源および検出器は、左前頭皮質の F3 および F5、右前頭皮質の F4 および F6、左頭頂皮 質の P3 および P5、右頭頂皮質の P4 および P6 の 10-20 の位置に配置した。最初の疑問は、成人の fMRI 文献で 同定された前頭部ネットワークの頑強なタスク特有の活性化が見られるかどうかであった。これは事実であった.3 つの左正面チャネルおよび 12 の頭頂壁細胞チャネルのうち 11 つが、試料アレイの提示後の酸素化酸素と脱酸素 化ヘモグロビンの濃度の間に統計的に有意な差を示した。さらに、P3、P5、および F5 付近の左半球の 4 つのチャ ネルは、作業記憶負荷が 1 から 3 の項目に増加するにつれて、有意な増加を示した。特に、血行力学的応答は、成 人の fMRI の先行研究から予想されたように、1-2 項目で漸近的に漸増しなかった。最後に、4 歳児は、3 歳児に対 してより堅牢な頭頂壁反応を示し、記憶負荷操作に対する感受性が高まった。これらの結果は、fNIRS が、VWM 能力の初期開発の根底にある神経プロセスを研究するための有効なツールであることを示している。

静止状態の機能的接続性データの前処理におけるモーションアーチファクトの制御のためのコンフラウンド回帰およびフィルタリングのための改良されたフレームワーク

An improved framework for confound regression and filtering for control of motion artifact in the preprocessing of resting-state functional connectivity data
Satterthwaite, Theodore D and Elliott, Mark A and Gerraty, Raphael T and Ruparel, Kosha and Loughead, James and Calkins, Monica E and Eickhoff, Simon B and Hakonarson, Hakon and Gur, Ruben C and Gur, Raquel E and others
Neuroimage, Vol. 64, pp.240-256, 2013

大規模で独立したサンプルのいくつかの最近の報告で,静止状態の機能的接続性MRI(rsfc-MRI)にモーションアーチファクトの影響が示されている.標準的なrsfc-MRI前処理は,混合信号の回帰およびバンドパスフィルタリングを含む.しかしながら,これらの技法が研究を通してどのように実施されるかについて多くの不明瞭な点が存在し,先行研究では,運動誘導アーチファクトの制御に対する異なるアプローチの効果を検討できていない.スキャナ内の頭部運動がrsfc-MRIデータにどのように影響するかをより良く理解するために,348人の青少年のサンプルにおける動きアーチファクトの空間的,時間的,およびスペクトル的特徴を説明する.解析手法はボクセル単位で頭部運動を記述するための新規な手法を用いた.次に,動き誘起アーチファクトの制御のための一連の混乱回帰およびフィルタリング技術の有効性を体系的に評価する.結果は動きの制御に対する前処理手順の効果が複数あり,改善された前処理が典型的な手順を超えて実質的な利益をもたらすことを示している.これらの結果は,rsfc-MRIに対する運動の影響が改善された前処理手順によって実質的に減衰され得るが,完全に除去されないことを実証する.

感情制御の発達:児童、青年、若年成人における認知再評価の fMRI 研究

The development of emotion regulation: an fMRI study of cognitive reappraisal in children, adolescents and young adults
Social Cognitive and Affective Neuroscience, Vol.7, No.1, 11–22, 2012
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感情制御のための認知的再評価する能力は成人になると適応される能力である.再評価は前頭前野の線形的な 発達が支持していると考えられているので,再評価の能力の発達は線形的に発達するという予測がある.しかし ながら,最近の社会的感情の発達における調査で特有の線形パターンが青年に影響していることを示唆している. 我々は再評価能力からネガティヴな感情的反応性を区別する課題において児童(10-13 歳)と青年(14-17 歳)と 若年成人(18-22 歳)を比較した.行動的には,我々は自己報告による感情的反応性において年齢の違いを観測す ることはできなかったが,再評価能力と年齢の間に線形および二次関数の関係を観測した.神経学的に,我々は成 人の再評価で以前に同定された腹側前頭前野(左)における年齢に線形的に関係した活動の増加を観測した.我々 は,精神状態に帰属するような社会的認知過程に関係する領域(内側前頭皮質,後部帯状皮質,前部側頭皮質)で 年齢と活性化に二次関数のパターンを観測した.これらの領域で,我々は青年の反応性の関連した活性化は低い ことを観測したが,再評価に関連した活性化が高いことを観測した.これは,(i) 再評価の認知的制御の構成成分 の関与は年齢とともに増加する (ii) 青年は精神状態の帰属に関わる領域を通常は活動させない (iii) これは再評価 の指示で元に戻すことが可能であるということを示唆する.