全脳の効果的な接続性の生成モデル

A generative model of whole-brain effective connectivity
S. Frassle, E.I. Lomakina, L. Kasper, Z.M. Man- jaly, A. Leff, K.P. Pruessmann, J.M. Buhmann and K.E. Stephan NeuroImage, 2018.

fMRIデータから効果的な(指向性の)接続強度を推測可能な全脳モデルの開発は,計算によるニューロイメージングの中心的な課題となっている.最近導入されたfMRIデータの生成モデルであるRegression dynamic causal modeling(rDCM)は,非常に大規模なネットワークにスケールアップする目標に向けて動く.しかし,数千の接続を持つ大規模ネットワークは解釈が難しい.さらに,一般に,すべてのモデルパラメータの正確な推定のための情報が欠けている.この論文では,タスクベースのfMRIの領域におけるこれらの問題に対する解決策として,rDCMの変分ベイズフレームワークにスパース制約を導入する.このスパースなrDCMアプローチは,脳全体のネットワークで効率の高い効果的な接続解析を可能にし,ネットワークの接続構造についての先験的な前提を必要とせず,モデル反転の一部として完全に接続されたネットワークを抽出する.スパースrDCMのための変分ベイズ更新方程式の導出に続いて,モデルの妥当性を評価するために,シミュレートされたデータと経験的なデータの両方を使用する.特に,100以上の領域と10,000個以上の接続を有するネットワークを用いて,fMRIデータから効果的な接続強度を推測することが可能であることを示す.これは,fMRIデータからの効果的な接続性に関する全脳推論の実現可能性を実証している.1人の被験者で,並列化されたコードを使用する場合は1分未満の実行時間である.スパースrDCMは,例えば脳全体のネットワーク構造の観点から個々の患者を表現型分類するために,コネクトミックスおよび臨床的神経造形において有用な用途を見出すことができると予想される.

適度な感情の規制に関わる背側および腹側前頭前野質の効果的なコネクティビティの変化

hanges in Effective Connectivity Between Dorsal and Ventral Prefrontal Regions Moderate Emotion Regulation
Morawetz, Carmen and Bode, Stefan and Baudewig, Juergen and Kirilina, Evgeniya and Heekeren, Hauke R
Cerebral Cortex, Vol.26, pp.1923-1937, 2015
20171214 katayama

潜在的に感情的に覚醒する事象の認知再評価は,前頭前皮質(PFC)内のトップダウン評価システムに基づい ていると提案されている.しかし,前頭前皮質がどのように相互作用して感情反応を制御し,調節するかは依然と して不明である.本研究では,再評価に関与する背側および腹側前頭前野質間の機能的相互関係を特徴づけるた め,fMRI と動的因果モデリング(DCM)を用いた.具体的には,非常に激しいスポーツ映画クリップに反応し た感情のアップ,ダウンレギュレーションにおける下前頭回(IFG),背側前頭前皮質(DLPFC)および他の再評 価関連領域(補助運動野,縁上回)の間の効果的な接続性を検証した.結果,DLPFC は IFG と強く相互接続し ており,前頭前野感情調節ネットワークの中心ノードであることを見出した.さらに DCM 分析は,DLPFC から IFG への接続強度の興奮性変化と再評価における IFG と DLPFC の間の接続強度の抑制性変化を明らかにした.

適度な感情の規制に関わる背側および腹側前頭前野質の効果的なコネクティビティの変化

hanges in Effective Connectivity Between Dorsal and Ventral Prefrontal Regions Moderate Emotion Regulation
Morawetz, Carmen and Bode, Stefan and Baudewig, Juergen and Kirilina, Evgeniya and Heekeren, Hauke R
Cerebral Cortex, Vol.26, pp.1923-1937, 2015
20171212 sikeda

潜在的に感情的に覚醒する事象の認知再評価は,前頭前皮質(PFC)内のトップダウン評価システムに基づい ていると提案されている.しかし,前頭前皮質がどのように相互作用して感情反応を制御し,調節するかは依然として不明である.本研究では,再評価に関与する背側および腹側前頭前野質間の機能的相互関係を特徴づけるた め,fMRI と動的因果モデリング(DCM)を用いた.具体的には,非常に激しいスポーツ映画クリップに反応し た感情のアップ,ダウンレギュレーションにおける下前頭回(IFG),背側前頭前皮質(DLPFC)および他の再評 価関連領域(補助運動野,縁上回)の間の効果的な接続性を検証した.結果,DLPFC は IFG と強く相互接続し ており,前頭前野感情調節ネットワークの中心ノードであることを見出した.さらに DCM 分析は,DLPFC から IFG への接続強度の興奮性変化と再評価における IFG と DLPFC の間の接続強度の抑制性変化を明らかにした.