精神疲労と機能的近赤外分光法(fNIRS)に基づいた軽度の外傷性脳損傷後の認知能力の評価

Mental Fatigue and Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) Based Assessment of Cognitive Performance After Mild Traumatic Brain Injury
Simon Skau Lina Bunketorp Kall Hans Georg Kuhn Birgitta Johansson
Frontiers in Human Neuroscience,vol.13,pp.145,2019

軽度の外傷性脳損傷(TBI-MF)後の病理学的な精神疲労は認知活動後の精神的疲労感によって特徴づけられる.神経学的仕組みは不明の為,本研究では各TBI-MF 患者において長期の精神活動が認知能力と神経相関への影響の仕方に焦点をあて調査した.外傷から少なくとも5 か月以上のTBI-MF 患者(20 人)と,同世代の健康な対照群(20 人)を募集した.本研究では,fNIRS を用いて前頭葉のHb 変化を評価した.精神的エネルギーレベルの主観的評価はVAS を用いて実験の前後に測定された.6 個の一連の神経科学的なテストにはStroop-Simon,Symbol Search,digit span,PaSMO,sustain attention and working memory test,DSC が使用された. 一連のテストは8 分間の注意維持テストのあとに行われた.テストは2.5 時間続いた.実験の結果,対照群と比較してTBI-MF 患者において精神的エネルギーが減少した(p<0.01).TBI-MF 患者は2 回のDSC テストを同レベルで行ったが,対照群では2 回目のテストでパフォーマンスが改善された(p<0.01).Stroop-Simon のテストの間,fNIRS の事象関連応答は時間効果を示さなかった.しかしながら,テストの開始時点からTBI-MF 患者は前頭極領域,腹外側運動皮質,背外側前頭前野領域においてOxy-Hb 濃度の低下を示した.Stroop における集団相互作用は,TBI-MF 患者は一致と不一致の両方の試行で同じoxy-Hb 濃度を示したが,対照群は不一致の試行においてより多くのoxy-Hb を示した.これらの結果は個々のTBI-MF 患者は前頭葉に動員する機能の減少が,主観的な精神疲労と相関関係にあることを示した.長期にわたる精神活動は,認知機能の低下と精神疲労の経験の両方をもたらす可能性がある.

協調時に脳活動の同期は,パートナーの性別に依存する:fNIRS ベースの Hyperscanning 研究

Synchronous Brain Activity during Cooperative Exchange Depends on Gender of Partner: A fNIRS-based Hyperscanning Study
Human Brain Mapping, vol.36, no.6, pp.2039-2048, 2015
20151110 murakami

今までの研究では,協調作業時にパートナー間の脳活動が同期していることが示されている.この神経同期がパートナーの性別に依存するかどうかを検討する必要がある.現在の研究では,脳-脳の相互作用を評価しながら,2人で行うゲーム(女性-女性,女性-男性,男性-男性)においての協調を検討するためにfNIRSベースのhyperscanningを用いている.協調は,女性同士のペアよりも男性同士のペアの方が大きく,男女のペアは中間的な協調のレベルだった.さらに,異なる性別(女性-男性)間の相互作用では前頭部で大きなタスク関連のコヒーレンスを見出した.同じ性別(女性-女性,男性-男性)間の相互作用ではそのような同期は関連していなかった.その上,課題区間の間脳コヒーレンスの変化が,男女の相互作用でのみ協調度合いの変化に多く関連している.これらのことは,男女混合と同じ性別同士の相互作用において,異なる神経プロセスが協調の根底にあることを示している.