2012年3月7日水曜日

記憶形成における脳波律動とBOLD信号の関係

The relationship between brain oscillations and BOLD signal during memory formation: a combined EEG-fMRI study.
Hanslmayr S, Volberg G, Wimber M, Raabe M, Greenlee MW, Bauml KH.
J Neurosci. 2011 Nov 2;31(44):15674-80.
(Baumlのaはウムラウト)

記憶とは、多くの研究者が興味と関心を寄せている認知機能の1つである。

「記憶の遂行中にヒトの脳はどうなっているのか?」この疑問を解くために脳波を使用した有益な研究が行われてきた。
例えば、記憶の「獲得」時には、シータ律動の増加とアルファ/ベータ律動の減少が起こることが報告されている。
しかしながら、脳波の測定だけでは、関与する脳部位や脳波で得られた特定の周波数変化が何を意味しているのかわからないのである。

さてそこで、記憶の獲得時における脳機能変化をfMRIと脳波の同時測定を行うことで、上記の問題点に挑もうというのがこの研究。

fMRIと脳波を同時に測定しようとすると、たくさんのノイズが脳波に入り込んでしっかりとしたデータが得られないのだとか。そのため、同時測定のために色々工夫したようだ。
詳細は原著を読んでほしい。

実験は、単語を覚える課題を用いて、その時のfMRIと脳波を同時に測定した。
その結果、fMRIでは、左下前頭前野と右海馬傍回で高信号をとらえた。
一方、脳波では、左下前頭前野のベータ律動が減少し、中側頭回のシータ律動が増加したことをとらえた。

そして、fMRIと脳波の結果をまとめると、左下前頭前野の活動とベータ律動が負の相関を示すことがわかった。
つまり、左下前頭前野の活動が高まるにつれ、ベータ律動が減少するらしい。

著者らは、「この研究は、記憶の獲得時におけるfMRIと脳波から得られる結果の関係性を示した最初の報告だ」といっている。

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ここでのシータ律動とは、シータ波の周波数帯域の脳波とも言い換えられる。
脳波という時系列データは波状の一本の線のように見えるが、時間周波数解析を行うことで様々な周波数帯域ごとに成分を分離して、それぞれのパワーが減弱する様子を観察出来る。

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