内側前頭前野と自己参照精神活動:脳機能のデフォルトモードとの関係

議論

私たちのfMRI実験の結果は、以前のPET研究(15)の結果と一般的に一致しており、同じ二つのタスク(すなわち、ICCとECC)を使用していた。 MPFCに関しては、内側前頭前野(BA9)に延びる前帯状皮質(BA32)の活性の増加は、彼らの研究で発見されました。 しかしながら、本発明者らの研究では、ICCとECCを区別する背側MPFCにおける応答は、brodmann領域8、9、および10の内側延長に大部分限定されており、隣接する前帯 3). これらの領域の明確な定義は、PETと比較してその高い空間分解能と被験者(24と比較して10)のはるかに大きな数によって与えられた増加した統計的パワーと磁気共鳴イメージングの使用に関連している可能性があります。 我々のデータは、ブロドマン地域8、9、および10においても、複数の活動領域が増加する可能性を示唆している(表1、ICC>ECC)。

単純なベースライン条件の追加は、我々の場合、視覚固定では、以前の研究(15)で同定することができなかった同じアクティブなタスク条件を使用してMPFC内の他の領域で発生する変化に関する重要な追加情報を提供したことを強調することが重要である。 背側では、両方の作業において、前帯状疱疹の近傍で同様に活性の増加が観察された(図1 0A)。 2). この活動は、タスクパフォーマンス(38)とそれに関連する注意要求(39)に関連する運動活動と一致する隣接するプレSMAとSMAを含むように広く見えた。 これらの背側MPFCの増加に伴って、両方のタスク条件における腹側MPFCの減少が示された(図1 0A)。 4).

他の人たちは、背側と腹側のMPFCの間の機能的な違いを仮定している(例えば、refs. および4 0)。 ほとんどの研究者はこれらの分野に別々にアプローチしてきましたが、私たちの実験データはそれらを一緒に検討することを勧めます。

我々のデータの可能な機能的解釈を検討する上で、我々は我々の研究でタスク固有の変化を示すMPFCの領域は、顕著に認知活性化パラダイム(1)の多種多様な中で彼らの活動を減少させるために見られたものの一つであることに注目することから始めます。 研究者は、制御状態が目を閉じて静かに横たわったり、受動的に刺激を見たりすることで構成されている場合でも、これらのタスク誘発性の局所脳活動の減少に遭遇している。 脳のこれらの領域は、それらが関連付けられているとタスクの多種多様にもかかわらず、タスク関連の減少に参加する一貫性は、その機能は、特定の目標指向行動(中に減衰されているアクティブなデフォルト状態である脳機能の組織化モードが存在することをpositに私たちを導いてきた2、41)。

我々が仮定するデフォルト状態のユニークな特徴(2)は、それが神経活動の機能的に有意な、長期的なモーダルレベルを具現化することである。 この定義は、安静時ではあるが覚醒状態の人間の脳全体に存在し、定期的に減少を示す領域を含む血流と酸素利用との間の驚くほど均一な関係から導 このような状況下では、局所血流と酸素利用との間の不一致は、いわゆる活性化の領域を特徴づけ、fMRI研究におけるBOLDシグナルにつながる(レビューについては、 42)は、彼らの不在によって顕著である。 この均一性は、神経活動のような長期的なモーダルレベルを維持するために必要な局所代謝要件と、その領域の血流のレベルとの間の平衡に達していることを示唆している。 我々は、このベースラインまたはデフォルト状態の機能的性質への手がかりは、このベースライン状態(1)からの減少に関与する領域で観察された変化を考 この通信では、我々はMPFCに私たちの議論を焦点を当てています。

受動的な制御状態からの活動の減少(例えば 腹側MPFCにおける視覚固定)は、機能イメージング研究(1)で最も頻繁に観察されるのいくつかである。 私たちのタスク状態の両方で、この領域で再び有意な減少が観察された(図2)。 4). この地域の機能について現在知られていることを考えると、これはどのように理解されるでしょうか?

解剖学的には、腹側MPFCは、眼窩前頭前野(43-45)を介して身体および外部環境から幅広い感覚情報を受け取り、扁桃体、腹側線条体、視床下部、中脳水道周囲灰色領域、脳幹自律神経核(46-52)などの辺縁構造と大きく相互接続されているサイトアーキテクト的に離散的な領域で構成されている。 このような解剖学的関係は、感情処理の内臓運動的側面と内部および外部環境から収集された情報との統合におけるこれらの内側領域の役割を示唆している。 いくつかは、腹側MPFCが意思決定プロセス(53-55)に感情的なバイアス信号またはマーカーを組み込むことにより、感情的および認知的プロセスの統合に役立 腹側MPFCが他の辺縁構造の調節に関与していることが関連する示唆がなされている(例えば、腹側MPFCが他の辺縁構造の調節に関与している)。、扁桃体)刺激の”現在の意味”に基づいて(56)。 脳機能のデフォルトモードのモデルの帰結として、我々は、注意を要する認知課題の実行中に減衰しない限り、これらの活動は進行中であると仮定する。実際には、この実験および他の実験(1)で見られる腹側MPFCの活性の低下は、注意を要求する認知タスクパフォーマンスの設定でしばしば起こることが示 これは、認知活動が苦痛の経験や表現などの感情的処理の側面を減衰させることができるという観察と一致している(57-59)。

私たちのデータは、腹側MPFC活性が私たちの二つのタスクで減少する程度に統計的に有意な差を明らかにしていませんが、図の画像の目視検査。 図4(表1も参照)は、iccにおける削減量が少ないことを示唆している。 この観察は、ECCタスクよりもICCタスクに関連付けられているこの領域の大きな変動を明らかにした個々の被験者(別々に公開される)からのデータを調べる 感情的な処理のレベルがICCタスクでより大きいかもしれないことは、少なくとも一部の個人にとっては、直感的に魅力的です。 感情的な処理が注意を要求する認知課題と同時発生する場合、この領域の減少は少なくなる可能性があることは、私たちの以前の知見(60)と一致して 最後に、小さなサンプルと結合された個々の変動は、Laneら(15)が、PET研究におけるicc対ECC対照における腹側MPFC(BA25)の活性の増加を指摘していることを十分に説明している可能性がある。腹側MPFCにおける活性低下の頻繁な発生を指摘したが、他のものは増加を報告している(5 5)。

腹側MPFCにおける活性低下の頻繁な発生を指摘したが、他の ここでは、任意のイメージング研究で使用される制御状態の重要性を強調したいと思います。 私たちのデータは問題を説明しています。 そう頻繁に行われているように、ベースラインとして注意を要求する制御タスクを採用する(55)、腹側MPFCの活性低下と関連している可能性が高い。 これがまた感情的な処理の要素を組み込む興味の仕事とつながれるとき(言葉”感情的な”非常に広く理解されていることが)、この制御仕事によって確立されるベースラインと興味の仕事間の相違は、すべての可能性で、増加として現われる。 これはまさに、ICCとECCタスク条件の比較において、MPFCの一つの領域で観察されたものです(図参照)。 5). この問題の意味は、他の場所でより深く探求されています(2、60-63)。 したがって、他の人が増加として報告するものは、時にはより適切に減少とみなされるべきであり、これは神経活動の局所的なタスク関連の変化をよ腹側MPFCとは対照的に、背側MPFC(具体的には、BA8、9、および10)の観察された変化には、増加および減少の両方が含まれている。

腹側MPFCとは対照的に、背側MPFC(具体的には、BA8、9、および10) 本実験とPardoらによる気分誘導研究(12)を含む少なくとも二つの研究は、大metaanalysis(1)は、受動的なベースライン状態から一貫した減少を指摘したのに対し、受動的 その他の研究(レビューについては、参照。 14)通常、複雑なベースライン状態(制御タスク)の使用を伴うため、報告された増加が制御タスクのパフォーマンスまたは関心のあるタスクの真の増加によ それにもかかわらず、BA8、9、および10の活動のダイナミックレンジは、そのベースラインまたはデフォルトの動作モードからの増加および減少の両方を含Castelliらによる最近の報告とレビュー(14)は、BA8、9、および10および隣接する傍帯状溝の活性の増加を報告している機能イメージング実験の多くを要約しています。

彼らのレビューでカバーされている認知プロセスは、二つの一般的なカテゴリに分類されました。 最初のカテゴリは、自己生成された思考(16)や意図された発言(64)、感情(15)など、自分の精神状態の監視または報告でした。 この後者のカテゴリの拡張は、一般的に個人的な影響を含んだライフイベントの記憶を関与している気分誘導実験(10、12、65)が含まれています。 これらは、同様にこの分野での活性の増加を実証しています。 この領域を従事する実験の第二のカテゴリは、他の人(に精神状態を帰する関与14、66)。

これらのイメージング結果に基づいて、Frithsは、背側の”内側前頭前野領域が自己の状態の明示的な表現に関係していると仮定している。”私たちの結果(図。 3)は、この製剤と一致しており、注意が自己参照または内省指向の精神活動に向けられている場合、背側MPFC内の活動が増加することを示唆している。

被験者が外部から生成された情報の処理に積極的に従事していない場合、同様の精神活動が自発的に発生することが多くの人に指摘されてい 休息状態の間に起こる制御されていない自己参照的または内向的に指向された精神活動の議論は、その内容または心理的性格に主に焦点を当てて それは、例えば、「刺激独立した思考」(SITs)または白昼夢(67、68)、「タスク無関係なイメージと思考」(69)、および「自由な関連」または「意識の流れ」(70)と呼ばれています。

Ingvar(18)は、安静時の人間の脳の自発的な自己生成精神活動を前頭前野活動に帰する最初の人でした。 これは、前頭前野(における高い安静時血流の彼の発見に基づいていた17)。 PET(16)を用いたより最近の実験は、BA8、9、および10の活性が座っている数と相関し、残りの状態で最も高かったことを示した。 これは、外部指向の認知負荷を増加させることは、BA8、9、および10(1)の活動だけでなく、座って減少させるという事実と一致しています。 これは、BA8、9、および10がデフォルト状態の関数としてSITsの生成に関与しているという見解と一致するであろう。

したがって、機能イメージング研究は、BA8、9、および10は、自発的なだけでなく、タスク関連の自己参照または内観指向の精神活動のために必要であ 背側MPFCの病変研究(71)(refsも参照してください。 72および73)およびその接続(74、75)もこの仮説を支持する。

私たちは、この自発的な活動は単に”ノイズ”(62、63)を表すのではなく、David Ingvarが最初に仮定したように(18、76)、それは連続的な”行動のシミュレーション”、内的リハーサル、個人の将来のための認知的および行動的シリアルプログラムの最適化を意味するかもしれないことを強調します。 Tulvingらは、エピソード記憶と自己意識に関する彼らの研究においてこの考え方を拡張している(最近のレビューについては参照参照。 22). 我々は、背側MPFCは、自己の側面、特に時間的に拡張された”物語”(19)または”自伝的”(20)自己を具現化するような表現の処理に参加することを提案するだろう。

Emergingは、多面的な”自己”の神経実体化の拡大されたビューです。「以前の研究(2)では、脳のデフォルト状態が自己に不可欠な機能をインスタンス化し、意識に利用可能または利用できない可能性があることを示唆し これらには、内部および外部環境の監視と、個人に対する刺激の顕著性の評価が含まれます。 腹側MPFCが後者に寄与していると考えた。 しかし、これは明らかに自己の非常に不完全な見解を表しています。 Ingvarが指摘したように、”脳は、過去、現在、未来の経験を補う神経系の情報に何らかの形で同時にアクセスする”自己”がなければ、通常の意識的な意識を生 ここでは、背側MPFCが特に重要であると考えています。 しかし、私たちは、すべての次元における自己の神経実体化が広く分布している可能性が高いことを認識しています。最後に、しばしば観察される自発的な精神活動の存在は、しばしば「問題」のものとみなされてきた(例えば、refs. 62および63)は、機能イメージング実験で制御する必要がある。 私たちは、自己のような重要な概念の研究にアプローチするための有用な方法は、デフォルト状態の活動の性質をさらに探求することであることを

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