瞬時接続の時間経過を用いた機能分割

Functional parcellation using time courses of instantaneous connectivity
Erik S.B.van Oort, Maarten Mennes, Tobias Navarro Schroder
NeuroImage 2017, Available online 14 July 2017

機能的な神経イメージングの研究により,脳機能は空間的に分離された領域間の機能的ネットワークの集合であると理解されてきた.これらのネットワークは,各ネットワークの機能を強調して担う1 組の領域群から構成されていると考えられる.このため,脳の機能的構造の本質的なコンポ―ネントが脳の各領域であるとして,機能的な分割によって脳の機能的領域を同定することを目的とする手法が数多く提唱されている.現在の分割手法は,通常,ボトムアップ手法を採用し,より小さい単位の領域をクラスタリングすることによって領域を生成する.本研究では,あらかじめ定められた関心領域をサブ領域に分割するために,脳機能の瞬時の接続性を用いたトップダウン手法を提案する.最適なサブ領域の数を決定するために,split-half reproducibility が用いられた.静止状態のfMRI データに対して瞬時接続分割手法が適用され,視床、嗅内皮質、運動皮質、および脳幹および線条体を含む皮質の分割を生成する能力が実証された.分割された領域は,細胞構造アトラスと比較して評価され,本手法が既知の細胞構造的特徴に従う生物学的に有効な領域を生成することが示された.

機能的刺激中の視覚および運動皮質におけるオキシヘモグロビンおよびデオキシヘモグロビン濃度変化の異な る時間進化:近赤外分光法の研究

Different Time Evolution of Oxyhemoglobin and Deoxyhemoglobin Concentration Changes in the Visual and Motor Cortices during Functional Stimulation :A Near-Infrared Spectroscopy Study
NeuroImage, vol.16, No.3, Part A, pp.704–712, 2002

20170108 syoshitake

神経血管結合は,脳代謝速度(CMRO2),脳血流,および脳活動に関連する脳血流量の変化の総称である. こ の論文の目的は,周波数領域近赤外分光法を用いた視覚および運動皮質における神経血管結合の効果をよりよく 理解することである.視覚および運動皮質のオキシヘモグロビン,デオキシヘモグロビン,および総ヘモグロビ ンの濃度変化の地図は,逆チェッカーボードスクリーンおよびスクイージングを用いて刺激中にそれぞれ生成され た.18~37 歳の 7 人の健全なボランティアが含まれていた.視覚野では,オキシヘモグロビンとデオキシヘモグ ロビンのパターンは強く直線的に相関していた(計 24 箇所中 13 箇所で r2>0.8).20 箇所においてオキシヘモグ ロビンの変化は 0.25 μ M より大きかった.オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの間の線形回帰の平 均傾きは,-3.93 ± 0.31(SE)であった.運動皮質上のオキシヘモグロビンおよびデオキシヘモグロビントレース のパターンは異なって見えた.オキシヘモグロビンは,デオキシヘモグロビンが最小に達する数秒前に最大変化 に達した.これは,線形回帰分析によって確認された(40 カ所のうち r2>0.8).20 箇所においてオキシヘモグロ ビンの変化は 0.25 μ M より大きかった.回帰直線の平均勾配は-1.76 ± 0.20 であり,運動皮質のそれより有意に 高かった(P< 0.0000001).オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンのパターンは皮質領域によって異なる. これは,視覚野の灌流の調節が運動野のそれとは異なることを意味する.視覚皮質において CMRO2 が実質的に 増加するという証拠があるが,これは運動皮質については当てはまらない.