脳の大規模ネットワーク
脳の大規模ネットワーク（Large scale brain networks） とは、脳における神経ネットワークの機能的接続を明らかにする神経解剖学分野であり、これはfMRI BOLD信号[1]、脳波[2]、ポジトロン断層法(PET)[3]、脳磁図(MEG)[4]などの解析により進められている。
脳神経科学の新たなパラダイムにおいて、脳の認知タスクは、個々の脳領域の独立した動作ではなく、いくつか別の脳領域同士が密接に「機能的に接続されて」実現されていることが分かっている。その機能的接続は、EEG、MEG、その他変化する脳信号の、離れた個所との同期として測定されうる[5]。そのような同期がなされていることは、10年以上前より、独立成分分析（ICA）や同期性解析などを用いて、特定されてきた[6] 。その様な脳内ネットワークの混乱があるときは、うつ病、アルツハイマー病、自閉症スペクトラム、統合失調症、双極性障害などの脳神経学障害に関連しているとされる[7]。
ネットワーク
編集近年の3つの研究により、6種類の大規模ネットワークの存在が示されている。
- デフォルトモードネットワーク（Default mode network; DN）
- デフォルトモードは人が覚醒し休んでいるときに活発になる。人が空想、未来の想像、記憶の取得、心の理論など、内面的志向のタスクに集中しているときに活発になる。外部の視覚信号に焦点を当てる脳システムとは、相反する関係にある。これは最も広く研究されているネットワークである[5][8][9][1][10][11][12][13][14]。
- 背側注意ネットワーク（Dorsal attention network; DAN）
- 予期せぬ出来事に対して、自発的に注意と方向転換を払っているときに反応する[1][10][11][13][14][15][16]。
- 腹部注意ネットワーク（Ventral attention network）[11][15][13][14][16]
- 行動に関連する刺激が、予期せず発生したときに反応する[15]。
- 顕著性ネットワーク（Salience network）
- 外部からの入力と、内部の脳イベントにおける顕著性を監視している[1][5][8][10][12][13][14]。
- 前頭頭頂制御ネットワーク（Frontoparietal network）[13][14][8][17]
- 認知制御の開始と調節を行う。
- 横方向視覚（Lateral visual network）
- 複雑な感情刺激において重要となる[10][11][12]。
他にもいくつかの脳ネットワークが特定されている。たとえば、
- 聴覚（auditory）[10][12]
- 運動（motor）[10]
- 右エグゼクティブ（right executive）[10][12]
- 後部デフォルトモード（posterior default mode）[10]
- 左前頭頭頂部（left frontoparietal）[11]
- 小脳（cerebellar）[11][12]
- 空間的注意（spatial attention）[1][5]
- 注意（attention）[8]
- 言語（language）[5][16]
- left executive[12]
- 感覚運動（sensorimotor）[12]
- 体性運動（somatomotor）[13][14][8]
- 視覚（visual）[13][14][8]
- 時間的（temporal）[13][14]
- 大脳辺縁（limbic）[8][13]
- 視覚（visual perception）[16]
- 視覚画像（visual imagery）[16]
など。
脚注
編集- ^ a b c d e Riedl, Valentin; Utz, Lukas; Castrillón, Gabriel; Grimmer, Timo; Rauschecker, Josef P.; Ploner, Markus; Friston, Karl J.; Drzezga, Alexander et al. (January 12, 2016). “Metabolic connectivity mapping reveals effective connectivity in the resting human brain”. PNAS 113 (2): 428–433. Bibcode: 2016PNAS..113..428R. doi:10.1073/pnas.1513752113. PMC 4720331. PMID 26712010.
- ^ Foster, Brett L.; Parvizi, Josef (2012-03-01). “Resting oscillations and cross-frequency coupling in the human posteromedial cortex”. NeuroImage 60 (1): 384–391. doi:10.1016/j.neuroimage.2011.12.019. ISSN 1053-8119. PMC 3596417.
- ^ Buckner, Randy L.; Andrews‐Hanna, Jessica R.; Schacter, Daniel L. (2008). “The Brain's Default Network” (英語). Annals of the New York Academy of Sciences 1124 (1): 1–38. doi:10.1196/annals.1440.011. ISSN 1749-6632.
- ^ Morris, Peter G.; Smith, Stephen M.; Barnes, Gareth R.; Stephenson, Mary C.; Hale, Joanne R.; Price, Darren; Luckhoo, Henry; Woolrich, Mark et al. (2011-10-04). “Investigating the electrophysiological basis of resting state networks using magnetoencephalography” (英語). Proceedings of the National Academy of Sciences 108 (40): 16783–16788. doi:10.1073/pnas.1112685108. ISSN 0027-8424. PMID 21930901.
- ^ a b c d e Bressler, Steven L.; Menon, Vinod (June 2010). “Large scale brain networks in cognition: emerging methods and principles”. Trends in Cognitive Sciences 14 (6): 233–290. doi:10.1016/j.tics.2010.04.004. PMID 20493761 24 January 2016閲覧。.
- ^ Bressler, Steven L. (2008). “Neurocognitive networks”. Scholarpedia 3 (2): 1567. Bibcode: 2008SchpJ...3.1567B. doi:10.4249/scholarpedia.1567.
- ^ Menon, Vinod (2011-09-09). Large-scale brain networks and psychopathology: A unifying triple network model. 15
- ^ a b c d e f g Bassett, Daniella; Bertolero, Max (July 2019). “How Matter Becomes Mind”. Scientific American 321 (1): 32 23 June 2019閲覧。.
- ^ Buckner, Randy L. (2012-08-15). “The serendipitous discovery of the brain's default network” (英語). NeuroImage 62 (2): 1137–1145. doi:10.1016/j.neuroimage.2011.10.035. ISSN 1053-8119. PMID 22037421.
- ^ a b c d e f g h Yuan, Rui; Di, Xin; Taylor, Paul A.; Gohel, Suril; Tsai, Yuan-Hsiung; Biswal, Bharat B. (30 April 2015). “Functional topography of the thalamocortical system in human”. Brain Structure and Function 221 (4): 1971–1984. doi:10.1007/s00429-015-1018-7. PMC 6363530. PMID 25924563.
- ^ a b c d e f Bell, Peter T.; Shine, James M. (2015-11-09). “Estimating Large-Scale Network Convergence in the Human Functional Connectome”. Brain Connectivity 5 (9): 565–74. doi:10.1089/brain.2015.0348. PMID 26005099.
- ^ a b c d e f g h Heine, Lizette; Soddu, Andrea; Gomez, Francisco; Vanhaudenhuyse, Audrey; Tshibanda, Luaba; Thonnard, Marie; Charland-Verville, Vanessa; Kirsch, Murielle et al. (2012). “Resting state networks and consciousness. Alterations of multiple resting state network connectivity in physiological, pharmacological and pathological consciousness states.”. Frontiers in Psychology 3: 295. doi:10.3389/fpsyg.2012.00295. PMC 3427917. PMID 22969735.
- ^ a b c d e f g h i Yeo, B. T. Thomas; Krienen, Fenna M.; Sepulcre, Jorge; Sabuncu, Mert R.; Lashkari, Danial; Hollinshead, Marisa; Roffman, Joshua L.; Smoller, Jordan W. et al. (2011-09-01). “The organization of the human cerebral cortex estimated by intrinsic functional connectivity”. Journal of Neurophysiology 106 (3): 1125–1165. Bibcode: 2011NatSD...2E0031H. doi:10.1152/jn.00338.2011. PMC 3174820. PMID 21653723.
- ^ a b c d e f g h Shafiei, Golia; Zeighami, Yashar; Clark, Crystal A.; Coull, Jennifer T.; Nagano-Saito, Atsuko; Leyton, Marco; Dagher, Alain; Mišić, Bratislav (2018-10-01). “Dopamine Signaling Modulates the Stability and Integration of Intrinsic Brain Networks”. Cerebral Cortex 29 (1): 397–409. doi:10.1093/cercor/bhy264. PMC 6294404. PMID 30357316.
- ^ a b c Vossel, Simone; Geng, Joy J.; Fink, Gereon R. (2014). “Dorsal and Ventral Attention Systems: Distinct Neural Circuits but Collaborative Roles”. The Neuroscientist 20 (2): 150–159. doi:10.1177/1073858413494269. PMC 4107817. PMID 23835449.
- ^ a b c d e Hutton, John S.; Dudley, Jonathan; Horowitz-Kraus, Tzipi; DeWitt, Tom; Holland, Scott K. (1 September 2019). “Functional Connectivity of Attention, Visual, and Language Networks During Audio, Illustrated, and Animated Stories in Preschool-Age Children”. Brain Connectivity 9 (7): 580–592. doi:10.1089/brain.2019.0679. PMID 31144523.
- ^ Zanto, Theodore P.; Gazzaley, Adam (2013-12-01). “Fronto-parietal network: flexible hub of cognitive control”. Trends in Cognitive Sciences 17 (12): 602–603. doi:10.1016/j.tics.2013.10.001. PMC 3873155. PMID 24129332.
関連項目
編集 | この項目は、医学に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（プロジェクト:医学／Portal:医学と医療）。 |