N1適応からMMNの時空間的差異。ヒトのECoG研究

Spatiotemporal Differentiation of MMN From N1 Adaptation: A Human ECoG Study.

• Megumi Takasago
• Naoto Kunii
• Misako Komatsu
• Mariko Tada
• Kenji Kirihara
• Takanori Uka
• Yohei Ishishita
• Seijiro Shimada
• Kiyoto Kasai
• Nobuhito Saito

抄録

聴覚の不一致否定性（MMN）は、規則性からの逸脱に対する電気生理学的反応である。この反応は聴覚処理を理解する上で極めて重要なものと考えられており、特に注意前段階での聴覚処理を理解する上で重要である。しかし、これまでの知見では、MMNは低次の聴覚処理を反映したN1適応/増強の産物であることが示唆されている。これら2つの成分の分離可能性は依然として不明であり、神経科学の分野では重要な課題と考えられている。本研究の目的は、人間の心電図を用いてMMNとN1適応を時空間的に区別することである。3名のてんかん患者を対象に、古典的なオッドボール課題（OD課題）および多基準課題（MS課題）における聴覚誘発電位を記録した。詳細に観察すると、N1適応がMMNから時間的に分離している電極があり、他の電極ではN1適応がMMNに部分的に組み込まれていることがわかった。N1適応はN1集団で起こるので、N1適応ではなく、MS課題から得られたN1とMMNを空間的に比較した。その結果、N1はA1に隣接するシルビア裂の周辺の限られた領域で観察されたのに対し、MMNは側頭葉、前頭葉、頭頂葉を含むより広い領域で観察された。このことから、MMNはN1適応とは区別されると考えられた。この結果から、MMNは単にN1の神経適応の産物ではなく、聴覚の逸脱検知における高次のプロセスを表していることが示唆された。これらの結果は、この分野における今後の研究の基盤を強化することに貢献するものである。

Auditory mismatch negativity (MMN) is an electrophysiological response to a deviation from regularity. This response is considered pivotal to understanding auditory processing, particularly in the pre-attentive phase. However, previous findings suggest that MMN is a product of N1 adaptation/enhancement, which reflects lower-order auditory processing. The separability of these two components remains unclear and is considered an important issue in the field of neuroscience. The aim of the present study was to spatiotemporally differentiate MMN from N1 adaptation using human electrocorticography (ECoG). Auditory evoked potentials under the classical oddball (OD) task as well as the many standards (MS) task were recorded in three patients with epilepsy whose lateral cortices were widely covered with high-density electrodes. Close observation identified an electrode at which N1 adaptation was temporally separated from MMN, whereas N1 adaptation was partially incorporated into MMN at other electrodes. Since N1 adaptation occurs in the N1 population, we spatially compared MMN with N1 obtained from the MS task instead of N1 adaptation. As a result, N1 was observed in a limited area around the Sylvian fissure adjacent to A1, whereas MMN was noted in wider areas, including the temporal, frontal, and parietal lobes. MMN was thus considered to be differentiated from N1 adaptation. The results suggest that MMN is not merely a product of the neural adaptation of N1 and instead represents higher-order processes in auditory deviance detection. These results will contribute to strengthening the foundation of future research in this field.

Copyright © 2020 Takasago, Kunii, Komatsu, Tada, Kirihara, Uka, Ishishita, Shimada, Kasai and Saito.