偏相関分析を用いた安静状態の機能的結合の検出:多距離と全頭プローブの近赤外分光法を使用した研究

Detection of resting state functional connectivity using partial correlation analysis: A study using multi-distance and whole-head probe near-infrared spectroscopy
NeuroImage, Available online 10 August 2016
20161011 katayama

多チャンネル近赤外分光法(NIRS)は,血中酸素濃度の変化の簡易で非侵襲的な計測を可能にした脳機能イメー ジングモダリティである.我々は,安静状態の機能結合の推定するための臨床的に適用可能な方法を,NIRS で神 経以外の成分の影響を減らすために偏相関分析を用いて発展させた.多距離のプローブ配置の NIRS を用いて,健 康な 17 人の被験者の 8 分間の安静状態の脳活動を計測した.主成分分析は元の NIRS データから浅い信号と深い 信号を抽出するために使われた.本来の信号から計算されたピアソンの相関は,深い信号から計算された相関と比 較して有意に高かった.一方で,本来の信号から計算された偏相関は,深い信号(脳信号)独自から計算された 相関と匹敵した.それ以上我々の方法を検定するために,健康な 80 人の 17 の皮質領から構成される全頭の NIRS 配置を用いて 8 分の安静状態の脳活動を計測した.隣接,半球間相同,遠い同側性の脳領域のペアの間で有意な 安静状態の機能結合が見られた.そのうえ,女性は,男性と比較して半球間の後頭部の領域のペアで高い安静状 態の機能結合を示した.加えて,左側頭部の同側性のペアで高い結合性が見られた.2 つの構成要素の実験の混合 性の結果は,偏相関分析は脳外の信号の影響の還元性に有効であること,NIRS はよく述べられた安静状態のネッ トワークと安静状態の機能結合の性別に関する違い検出できることを指し示す.