体性感覚野の多感覚機能統合によって、外界的な代理感覚が維持される

Sense of external agency is sustained by multisensory functional integration in the somatosensory cortex.

• Federica Piras
• Daniela Vecchio
• Valentina Ciullo
• Tommaso Gili
• Nerisa Banaj
• Fabrizio Piras
• Gianfranco Spalletta

抄録

自分の行動によって引き起こされた事象をコントロールしているという感覚である"Sense of agency" (SoA)は、視覚運動の不一致によって誤魔化されている。感覚運動ネットワークはSoAに関与していると考えられていますが、エージェンシー処理時の脳の機能についてはほとんど明らかにされていません。同時に、脳内の安静時活動が代理行動の処理に予備的な影響を与えることが示唆されている。本研究では、rs機能的磁気共鳴イメージングのネットワーク解析により、代理権帰属課題のパフォーマンスと脳領域間の機能的相互作用との関係を調べた。作用効果遅延は適応的に増加させ（範囲90～1,620ms）、行動指標は認知過程の指標や評価された自己概念と相関した。その後、自己主体性を可能にするコア領域を分離するように、RS脳機能的接続性の局所的な測定基準に回帰させた。被験者全体では、自己主体性のための時間窓は90-625msであったが、行動効果の統合は自己評価された性格特徴によって影響を受けていた。神経学的には、自己主体性帰属の一貫性を維持している脳内組織は、第二視覚野での結合性が高く、第一次体性感覚野での領域分離が特徴的であった。第二次視覚野の結合性の低下、上頭頂葉の地域分離、一次視覚野-前頭前野ネットワーク内の情報制御は、長時間遅れた効果に対して自己同一性を維持していた。このようにして、自己同一性は、視覚運動統合のために情報を整理するように設計された脳機能の内在的なモードに基づいていることを示した。このことは、RSの活動と代理感覚の両方が変化する臨床状態における現在の精神病理学のモデルと関連している。

"Sense of agency" (SoA), the feeling of control for events caused by one's own actions, is deceived by visuomotor incongruence. Sensorimotor networks are implicated in SoA, however little evidence exists on brain functionality during agency processing. Concurrently, it has been suggested that the brain's intrinsic resting-state (rs) activity has a preliminary influence on processing of agency cues. Here, we investigated the relation between performance in an agency attribution task and functional interactions among brain regions as derived by network analysis of rs functional magnetic resonance imaging. The action-effect delay was adaptively increased (range 90-1,620 ms) and behavioral measures correlated to indices of cognitive processes and appraised self-concepts. They were then regressed on local metrics of rs brain functional connectivity as to isolate the core areas enabling self-agency. Across subjects, the time window for self-agency was 90-625 ms, while the action-effect integration was impacted by self-evaluated personality traits. Neurally, the brain intrinsic organization sustaining consistency in self-agency attribution was characterized by high connectiveness in the secondary visual cortex, and regional segregation in the primary somatosensory area. Decreased connectiveness in the secondary visual area, regional segregation in the superior parietal lobule, and information control within a primary visual cortex-frontal eye fields network sustained self-agency over long-delayed effects. We thus demonstrate that self-agency is grounded on the intrinsic mode of brain function designed to organize information for visuomotor integration. Our observation is relevant for current models of psychopathology in clinical conditions in which both rs activity and sense of agency are altered.

© 2020 The Authors. Human Brain Mapping published by Wiley Periodicals LLC.