暗黙の脳波ニューロフィードバックによる脳内接続性の変調

Modulation of Intrinsic Brain Connectivity by Implicit Electroencephalographic Neurofeedback.

• Olga R Dobrushina
• Roza M Vlasova
• Alena D Rumshiskaya
• Liudmila D Litvinova
• Elena A Mershina
• Valentin E Sinitsyn
• Ekaterina V Pechenkova

抄録

ニューロフィードバックの人気が高まっているにもかかわらず、その作用機序はまだ十分に理解されていない。本研究では、暗黙の脳波ニューロフィードバックの基礎となるプロセスを説明することを目的としている。52名の健康なボランティアを、右中側頭回と右下頭頂葉に電極を設置した低周波ニューロフィードバックまたは偽ニューロフィードバックの1セッションに無作為に割り付けた。彼らは動いているロケットを観察し、その速度はバンド制限された低域内低周波フィルターから得られた波形によって変調された。セッションの前後に安静時fMRIを実施した。ネットワークベースの統計解析を行い、セッション後とセッション前、実際のニューロフィードバックと偽ニューロフィードバックの条件を比較した。その結果、2つの現象が観察された。第一に、暗示的なニューロフィードバックのプロセスそのものに関連する脳回路を記述したところ、外側後頭皮質、右背外側前頭前皮質、左眼窩前頭皮質、右腹側線条体、両側背側線条体から構成されていました。第二に、我々は、感覚処理における統合を示す、感覚、言語、視覚ネットワークの重要な領域間の接続性の増加を発見した。このように、暗黙の低周波脳波ニューロフィードバックを1回行うだけで、脳の内在性接続性が大きく変化することがわかりました。

Despite the increasing popularity of neurofeedback, its mechanisms of action are still poorly understood. This study aims to describe the processes underlying implicit electroencephalographic neurofeedback. Fifty-two healthy volunteers were randomly assigned to a single session of infra-low frequency neurofeedback or sham neurofeedback, with electrodes over the right middle temporal gyrus and the right inferior parietal lobule. They observed a moving rocket, the speed of which was modulated by the waveform derived from a band-limited infra-low frequency filter. Immediately before and after the session, the participants underwent a resting-state fMRI. Network-based statistical analysis was applied, comparing post- vs. pre-session and real vs. sham neurofeedback conditions. As a result, two phenomena were observed. First, we described a brain circuit related to the implicit neurofeedback process itself, consisting of the lateral occipital cortex, right dorsolateral prefrontal cortex, left orbitofrontal cortex, right ventral striatum, and bilateral dorsal striatum. Second, we found increased connectivity between key regions of the salience, language, and visual networks, which is indicative of integration in sensory processing. Thus, it appears that a single session of implicit infra-low frequency electroencephalographic neurofeedback leads to significant changes in intrinsic brain connectivity.

Copyright © 2020 Dobrushina, Vlasova, Rumshiskaya, Litvinova, Mershina, Sinitsyn and Pechenkova.