感情的な残遺症状の有無に関わらず寛解したうつ病患者におけるN-Back 課題時のデフォルトモードおよびタス クポジティブネットワークのコネクティビティ

Default Mode and Task-Positive Networks Connectivity
During the N-Back Task in Remitted Depressed Patients
With or Without Emotional Residual Symptoms
HUMAN BRAIN MAPPING,Vol.38,Lssue.7,3491-3501,2017
20170718 sishida

うつ病の臨床的寛解は感情的な残胃症状と関連している可能性がある.私たちは感情的な鈍化,寛解したうつ 病患者におけるニューラルネットワークのダイナミクスでの反芻,そしてN-Back 課題時の認知能力について研究 した.うつ病を寛解した26 人の外来患者(ハミルトン抑うつ評価尺度スコア<7)はf MRI 計測中にN-Back 課 題を実施した.全ての患者は最低4ヵ月間パロキセチンの治療を受けた.二つの患者のサブグループ[非運動的鈍 化(NEB)=14 人と感情的鈍化(EB)=12 人]が決定した.被験者間での機能的ネットワークマップを特定す るために,独立成分分析を用いたネットワーク検出が採用された.タスクポジティブネットワーク(TPN)とデ フォルトモードネットワーク(DMN)との間のコネクティビティが評価され,N-Back タスクおよび反復におけ るパフォーマンスの変動性に関連していた.EB およびNEB 患者はN-Back 課題における正確な反応のレベルの 違いはなかった.しかしながら,ワーキングメモリ課題全体にわたって,DMN とTPN の間の負の相関はNEB 群よりもEB 群で有意に低く,認知能力や反芻に異なって関連していた.DMN とTPN との間の負の相関が強い ほど,NEB 患者の3-Back 課題時の反応時間の変動が少なかった.さらに,DMN とTPN との間の負の相関が大 きいほど,EB 患者における反芻値は低かった.感情的な鈍化はDMN とTPN との間の変化した協力を介して退 院したうつ病患者の反芻および認知機能のモニタリングを損なうことと関連する可能性がある.この研究は,う つ病の臨床的寛解が生物学的異質性と関連していることを示唆している. depressive disorder, neural networks, fMRI, working memory, task performance

fMRI 研究において,マインドフルネスの個人差は,感情想像中の背内前頭前部および扁桃体の反応を予測する.

Individual differences in trait mindfulness predict
dorsomedial prefrontal and amygdala response during
emotional imagery: An fMRI study
Personality and Individual Differences, vol.49, pp.479-484, 2010
2017_0717taimoto

東洋の「マインドフルネス」の概念は,物事への気づきと特定の物事への注意処理を意図している.本研究で
は、健常女性19 人において、マインドフルネス特性の「Observing」の個人差が,感情想像中の背内前頭前皮質
(DMPFC)および左扁桃内のfMRI-BOLD の反応を積極的に予測することを実証した.マインドフルネス特性の
「気づきを伴う行動」は,リラクゼーションイメージの間だけDMPFC の応答を積極的に予測した.

Chronnectome:fMRIデータ発見の次の新分野としての時変結合性ネットワーク

The Chronnectome: Time-Varying Connectivity Networks as the Next Frontier in fMRI Data Discovery
Neuron, vol.84, pp.262-274, 2014
20170717 katayama

近年,fMRI を簡易な走査長平均以上に移動させ,時間的に変化する結合性の特性を捉える手法への関心が急速
に高まっていることが見られる.この展望では,「chronnectome」という用語を使用して,カップリングの動的な
見解を認める測定基準を述べる.chronnectome では,カップリングは時間的に徐々に発展する可能性のある脳の
領域間の相関もしくは相互伝達する活動のおそらく時間的に変化するレベルを言及する.我々は第一にグループ
に開発された多変量解析アプローチに焦点を当て,主成分分析や独立成分分析などの行列分解に重点を置いてさ
まざまなアプローチを検討する.我々はまた,これらのアプローチを脳機能の特徴づけおよび理解を改善するた
めに提供する可能性について議論する.さらに発展させる必要のある方法論的指針がいくつかあるが,慢性的な
アプローチはすでに健康な脳と病気の脳の両方の研究に大きな期待を示す.

パラメトリックfMRI 実験における非線形回帰関数を用いた刺激応答関数の特徴付け

Characterizing Stimulus-Response Functions Using
Nonlinear Regressors in Parametric fMRI Experiments
NeuroImage, vol.8, 1998
20170621 syoshitake

パラメトリック研究設計は,陽電子放射断層撮影研究における実験パラメータ(例:単語提示速度)と局所脳血
流との間の関係を特徴づけるのに非常に有用であることが判明した.前回の論文では,二次多項式展開を用いて,
血流動態反応に対する刺激またはタスクパラメータの非線形関数に適する方法を提示した.ここではfMRI を使用
して,BOLD 反応と実験パラメータとの間の非線形関係をモデル化するこのアプローチを拡張する.統計的パラ
メトリックマッピング(SPM)で採用されている一般線形モデルのコンテキストで,この手法を実装できるよう
にするフレームワークを提示する.統計的推論はこの場合,F 統計に基づいており,この点においてF フィール
ドに対する補正されたP 値の使用に重点を置く.このアプローチは,聴覚の単語提示率を高める効果を検討した
fMRI 研究で説明されている.我々のパラメトリックデザインは,3 つの重要な部位における速度依存反応のさま
ざまな形態を特徴付けることを可能にした.(i)両側の正面領域は,認知セットを確立する際のこの部位の役割を
示唆し,速度にかかわらず単語に対するカテゴリ応答を示した.(ii)両側の後頭側頭領域の活性は,単語速度の増
加に伴って直線的に増加した.(iii)後方の聴覚関連皮質は、単語速度に対する非線形(逆U 字)の関係を示した.

Ventromedial Prefrontal Cortex の非侵襲的刺激により心地よい場面の処理が促進される

Noninvasive Stimulation of the Ventromedial Prefrontal
Cortex Enhances Pleasant Scene Processing
cerebral CORTEX, Vol.27, No.1, 3449-3456, 2017
20170620 sishida

典型的にうつ病患者は不快な感情的要素に向かっていき,快な感情的要素から遠ざかるような偏った注意を示す.イメージング研究はventromedial prefrontal cortex (vmPFC) を含む分散ニューラルネットワークにおける機能不全はこの偏った処理に関連していることを示唆する.したがって,vmPFC の活動の変化は感情刺激の処理における変化を取り持つはずである.ここでは,私たちは機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)と脳磁図法(MEG)を用いて2 つの被験者内実験における感情的な場面の処理のvmPFC の抑制性および興奮性の経頭蓋直流電気刺激法の影響を調べた.両方の研究は抑制性tDCS に関連した興奮性が健康な被験者の不快な場面に比べて快の処理を増幅することが示唆された.この調節効果は感覚および前頭前野の皮質領域を含む分散ネットワークにおいて起こり,また非常に初期から後期の処理段階で見られた.所見は感情処理の神経生理学的モデルに関して議論された.独立した健康な被験者のグループと互いに不足を補うニューロイメージング法(fMRI,MEG)にわたる刺激効果の収束はうつ病または情動障害の患者におけるこの新たな刺激アプローチの潜在的な治療的用途のさらなる調査のための基礎を提供する.

brain stimulation, emotion, fMRI, MEG, tDCS

瞑想する心:MRI 研究の包括的なメタ分析

The meditative mind: a comprehensive meta-analysis of
MRI studies
BioMed research international, vol.2015, 2015
20161101 katayama

過去10 年に渡り,ヨガや瞑想などの心身の練習は,様々な科学の分野への関心を高めた.特に,瞑想者に観察
される有益な効果の根底にある生理学的なメカニズムが調査されている.神経イメージングの研究では,瞑想が
脳の構造や機能に及ぼす影響を研究しており,知見は肯定的な瞑想訓練の効果の生物学的根拠や標準治療法にお
けるこの手法の可能な統合を明らかにすることを助けている.これまでに収集された大量のデータは,瞑想訓練
の神経効果についてのいくつかの結論を導いている.本研究では,瞑想の脳構造と機能への影響に関する影響に
関する神経イメージングのデータの座標ベースのメタ分析を行うために活性化尤度推定(ALE)分析を使用した.
結果は,瞑想が自己関連情報の処理,自己制御,焦点を絞った問題解決,適応行動,及び相互認識に関与する脳
領域において活性化をもたらすことを示している.結果はまた,瞑想の実践が専門家の瞑想者,特に自己認識や
自己制御のような自己参照プロセスに関与する領域において機能的および構造的な脳の変化を誘導することを示
している.これらの結果は,生物学的基質が瞑想訓練の肯定的な普及効果の基礎となり,瞑想技術が臨床集団に
作用され,病気を予防できることを示唆している。

パターンには何があるのか? 信号の多変量解析のタイプを調べることはグループレベルで明らかになる

What’s in a pattern? Examining the type of signal multivariate analysis uncovers at the group level
ScienceDirect, Vol.16, No.1, 113-120, 2017
20170523 sishida

マルチボクセルパターン解析(MVPA)は、過去数年間にわたり,ニューロイメージングのコミュニティで非常に人気を博する.ほとんどのMVPA 研究のグループレベルにおいては個々の被験者の影響の兆候が破棄され,無方向性の要約統計量が第2 レベルに引き継がれる「情報ベース」アプローチを採用する.これは信号の大きさと符号の両方が考慮された単変量グループレベル分析の典型的な指向性の「活性化に基づく」アプローチとは対
照的である.したがって一度に1 つのボクセルといくつかのボクセル(単変量対多変量)との影響を調べることか
らの移行は,グループレベルにおいて方向性から無方向性の信号の定義に暗黙的に移行している.指向性グルー
プレベルのMVPA アプローチは,個人が同様の多変量空間パターンの活動を有することを暗示するが,非指向性
アプローチでは各個人は異なる空間パターンを有し得る.実験データセットを用いて指向性および非指向性のグ
ループレベルのMVPA アプローチが部分的に重複するだけで異なる脳領域を明らかにすることを示す.我々は,
被験者に対する活性化パターンの空間的類似度を定量化する方法を提案する.聴覚課題に適用すると,我々は対
照領域と比較して聴覚領域においてより高い値を見出す.

前頭-頭頂ネットワークとデフォルトネットワークの間の動的機能的接続性の状態依存性は認知の柔軟性に関わる

State-dependent variability of dynamic functional
connectivity between front oparietal and default
networks relates to cognitive
flexibility
Neuroscience, vol.339, pp.12-21, 201620170515_mnishizawa

脳は,継続的に再構成する動的で柔軟なネットワークである.しかしながら,動的機能的接続性の状態依存性変
動(vdFC) が認知の柔軟性にどのように関連しているかについての神経基盤は明らかではない.従って,安静状態
と課題状態の機能的核磁気共鳴イメージング(re-fMRI およびt-fMRI)の間の柔軟な機能的接続性を調査し, また
別に神経心理テストを行った.我々は,前頭-頭頂ネットワーク(FPN) とデフォルトモードネットワーク(DMN)
との間の状態依存性vdFC が認知の柔軟性に関係していると仮定している.17 人の健康な被験者がStroop カラー
ワードテストを行い,t-fMRI(Stroop コンピュータ化バージョン) およびre-fMRI を受けた.皮質アトラスから時
系列を抽出し,スライディングウィンドウ手法を用いて,被験者1 つあたりの多数の相関行列を得た.vdFC は,
これらのウィンドウに対する接続強度の標準偏差として定義された.より高いタスク状態のFPN-DMN vdFC は,
認知の柔軟性と関連していたが,静止状態のFPN-DMN vdFC には反対の関係があった.さらにタスク状態と安
静状態のvdFC との大きなコントラストは,より良好な認知能力に関連する.我々の結果は,これらのネットワー
ク間のダイナミクスが最適な機能のために影響を与えるだけでなく,状態間のダイナミクス間のコントラストが
認知能力を反映していることを示唆している.

扁桃体の協調的相互作用,心の理論と拡張された痛みマトリックスの脳領域による共感的制御

Empathic control through coordinated interaction of amygdala, theory of mind and extended pain matrix brain regions
NeuroImage,Vol.114,pp.105-119, 2015
20170425 sikeda

「痛みマトリックス」の脳領域は,
物理的な痛みで他の人を観察または読むことによって活性する.
これまでの研究では,他の人の感情的苦痛に関する記事を読むことは,
対照的に他の人の心について主に考える脳領域の異なるグループを作ることを発見している.
現在の研究では,他者の痛みや苦しみに対する感情的反応を意図的に調節する役割を果たす神経回路を調べた.
研究1では,大学生の参加者のサンプル(n = 18)が,
機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)の中で
身体的苦痛および情緒的悲惨な出来事に関する記事を読み,
主人公と積極的に共感したり,客観的なままにしようとしたりしてもらう.
研究2では,慢性的に人間の苦しみにさらされている
専門のソーシャルワーカー(n = 21)を対象に同じ実験を行った.
両方の研究において,扁桃体の活動は,
他人の感情的な痛みに対する感情的な調節に関連していたが,身体的な痛みには関連していないことがわかった.
さらに,心理生理学的相互作用(PPI)分析およびGranger因果モデリング(GCM)は,
扁桃体の活動は他の人の感情的な痛みを読んでいる間に,頭脳の脳領域の理論に先立って積極的に活動したり,
身体的痛みおよび身体感覚に関連する領域における活動に続いて負の作用があることを示した.
以前の研究は,扁桃体が自己焦点苦痛の意図的な制御に決定的に関与していることを示しているが,
現在の結果では,他の人の感情的痛みを考慮する場合に限り
扁桃体活動の中心的な重要性を他の焦点にある共感の制御にまで拡張する.

fMRI,Empathy,Physical pain,Emotional suffering,Cognitive control,Social distancing,Psychophysiological interaction,PPI,Granger causality modeling,GCM

マインドフルネスと情動調節の fMRI 研究

Mindfulness and emotion regulation -an fMRI study
Social Cognitive and Affective Neuroscience, Vol.7, No.1, 11–22, 2012
20170220 sishida

注意深く判断を伴わず,現在の経験に焦点を合わせるマインドフルネスは情動調節を促進するスキルとして精 神治療にますます導入されている.情動調節を活発に誘発する神経生物学的メカニズムは例えば扁桃体の前頭前 野との媒介の発現低下と関係する.私達は情動的な覚醒時の短期のマインドフルネスの指導の神経生物学的な相 関に興味があった.私達は fMRI を用いて 24 人の健常者における不快および潜在的な不快の画像(50%の確率) のきっかけを与えられた予測や認識の間の短期のマインドフルネスの介入の影響を 22 人の対照と比較して調査し た.マインドフルネスの介入はコントロールと比較して不快および潜在的な不快の画像の予測時の前頭前野領域 の活動の増加に関係していた.不快刺激を認識している間,情動処理に関わる領域(扁桃体,海馬傍回)の活動 の低下が確認された.不快画像を予測するとき,前頭前野と右島皮質の活動は形質のマインドフルネスと負の相 関を持っていて,情動的な覚醒を軽減するためにより一層注意している個人はより少ない調節された資源を必要 とすることを示唆する私たちの発見は神経生物学レベルでの短期のマインドフルネスの介入の感情調節への影響 を示唆する.