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.

精神的疲労が応答抑制に及ぼす悪影響:ERP研究

The impairing effects of mental fatigue on response inhibition: An ERP study
Zizheng Guo, Ruiya Chen, Xian Liu, Guozhen Zhao, Yan Zheng, Mingliang Gong, Jun Zhang
Plos one, vol.13, pp.e0198206, 2018

“精神疲労は応答抑制低下の主要な原因の一つである.本研究は,運転者の反応抑制に対する精神的疲労の悪影響を調査することを目的とした.応答阻害に対する精神的疲労の影響は,90分の疲労操作課題の前後にGo / NoGo課題を実行した時の脳活動と行動指標を比較することによって評価された.運転群の参加者は疑似運転課題を実行し,対照群の個人は同じ時間映画を見た.運転群の参加者において,より高いレベルの精神的疲労を確認し,高い割合の閉眼率や車線位置からの大きい側方偏差を有することが判明した.精神的疲労の操作後,反応時間とミス率の増加,NoGo-N2の潜伏時間およびGo-P3潜伏時間の遅延,そしてNoGo-P3振幅の減少を観測した.これは視覚刺激評価の遅延と注意資源の可用性の低下により精神的疲労が抑制過程の速度を遅らせることが判明した.これらの知見は,精神的疲労が反応抑制阻害する仕組みの根底にある神経学的メカニズムを明らかにした.”