健常高齢者における安静時αリズムと血中酸素濃度依存性信号の関係の変化EEG-fMRI融合解析によるエビデンス

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Clin Neurophysiol.2020 Jun;131(9):2105-2114. S1388-2457(20)30360-6. doi: 10.1016/j.clinph.2020.05.025.Epub 2020-06-18.

健常高齢者における安静時αリズムと血中酸素濃度依存性信号の関係の変化EEG-fMRI融合解析によるエビデンス

Altered relation of resting-state alpha rhythm with blood oxygen level dependent signal in healthy aging: Evidence by EEG-fMRI fusion analysis.

Chao Wang
Mengfei Kang
Zhonglin Li
Yongli Li
Min Guan
Zhi Zou
Min Wu
Wutao Lou
Jin Xu

PMID: 32682238 DOI: 10.1016/j.clinph.2020.05.025.

抄録

目的:

本研究の目的は、高齢者におけるαリズムの空間的相関関係の変化を探ることである。

OBJECTIVE: The goal of this study is to explore the changes of spatial correlates of alpha rhythm in the aged adults.

方法:

目を閉じた安静時の若年成人27名と高齢者19名から脳波（EEG）と機能的磁気共鳴画像（fMRI）データを同時に記録した。頭頂後頭頂部の脳波信号からアルファリズムのパワー変動を抽出し、一般線形モデルを用いてアルファリズムと血中酸素濃度依存性（BOLD）信号を相関させることでfMRIデータと融合させた。

METHODS: Electroencephalogram (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) data were simultaneously recorded from 27 young and 19 elderly adults at resting state with their eyes closed. Alpha rhythm power fluctuation was extracted from EEG signal of parietal-occipital region and was fused with fMRI data by correlating alpha rhythm with blood oxygen level dependent (BOLD) signal using general linear models.

結果:

若年者でも高齢者でも、αリズムパワーと相関する領域は大脳皮質と皮質下領域に広く分布していた。しかし、若年成人に比べて、高齢者では視床や前頭前野の活動とαリズムとの相関が有意に低下していた。また、高齢者では、前頭前野、島皮質、帯状回領域でαリズムとの相関性の増加が認められた。

RESULTS: For both young adults and the elderly, the regions correlated with alpha rhythm power were widely distributed in cortical and subcortical regions. However, compared to young adults, correlations between alpha rhythm and the activity of thalamus and frontal regions were significantly reduced in the elderly. In addition, an increased correlation with alpha rhythm was found in frontal, insula and cingulate gyrus regions in the elderly.

結論:

加齢によるαリズムの生成または変調には、上記脳領域の役割の変化が存在する可能性がある。

CONCLUSIONS: Changes in the roles of the above brain regions may be present in the generation or modulation of alpha rhythm due to age advancing.

シグニフィカシー:

本研究は、脳波とfMRIの同時解析により、高齢者におけるαリズムの空間的相関関係の変化について新たな知見を提供するものである。

SIGNIFICANCE: This study provides novel insight into the alteration of the spatial correlates of alpha rhythm in the elderly by using simultaneous EEG-fMRI data fusion analysis.