概要

近年、研究者は感情イベントの状況認識と目標指向の反応が適応機能にとって重要であることをますます認識してきました。行動と感情調整のモデルでは、外側前頭前野（lpfc）は、目標に関連する表象を維持し、認知制御を促進するものと考えられています。しかし、この仮説は因果推論手法によってほとんどテストされていません。R. C. Lapateらは『Nature Communications』で発表した論文で、健康な被験者の中央外側前頭前野（mid-lpfc）の機能を修正し、さらに機能的磁気共鳴画像（fMRI）スキャンを組み合わせることで、この理論を初めて検証しました。

研究背景

外側前頭前野（Lpfc）は感情調節に重要な役割を果たすと広く考えられており、特に認知再評価において、人々が目標に従って感情反応を調整するときに関与しています。mid-lpfcの情報表現が感情調整に因果的な役割を果たすことに関する実証的なエビデンスの不足は、Lapateらが新しい多変量パターン分析（MVPA）と因果的撹乱の手法を使用して、mid-lpfcの機能が感情処理における目標指向行動の調整にどのように影響を与えるかを探究するきっかけとなりました。

研究出典

この研究はR. C. Lapate、M. K. Heckner、A. T. Phan、A. TambiniとM. D’Espositoによって、『Nature Communications』に発表されました。彼らはカリフォルニア大学サンタバーバラ校の心理学および脳科学部門、ドイツのユリッヒ研究センター神経科学・医学研究所、ハーバード-MIT健康科学・技術部門、ナサンS.クライン精神医学研究所生物医学画像・神経調整センター、ニューヨーク大学医学院精神医学部、カリフォルニア大学バークレー校出身です。

研究プロセス

1. 実験デザインと参加者：この研究では、31人の参加者がMRIスキャナー内で3回の異なる実験を行いました。各実験は異なる日に行われました。最初に、彼らは基礎的なfMRIスキャンタスクを実行し、その後ランダムに割り当てられて2回のTMS+fMRI実験を行い、それぞれmid-lpfcと対照部位（主に一次運動野、S1）に対してTMS刺激を行いました。
2. TMS刺激と実験タスク：連続的なシータバーストTMS（ctbs）を使ってmid-lpfcに対する抑制的な刺激を行い、その後fMRIスキャニング中に感情性のgo/no-goタスクを実施しました。参加者は特定の感情的な顔の表現を見たときに、その目標に基づいてボタンを押すか、反応を抑制する行動をします。
3. データ収集と分析：MVPAガイドラインに従って個々のmid-lpfc介入の位置を決定し、その後アクティベーションパターンに基づくfMRIデータで分析を行いました。

実験結果

1. 行動結果：mid-lpfcに対するTMS刺激は、参加者の目標指向行動能力を著しく低下させ、特にネガティブな感情の提示を処理する際に顕著な低下が見られました。
2. 神経表現結果：mid-lpfcへのTMS刺激は目標関連の神経表現の強度を著しく低下させ、これはmid-lpfcが目標指向行動に因果的な役割を果たしていることを示唆しています。
3. 機能的接続の変化：ネガティブな感情の処理中に、TMSはmid-lpfcと前極皮質および内側前頭前野との機能的接続を減少させ、感情状態が目標表象に及ぼす調整に関係しているこの変化を示しています。

結論と意義

この研究は、実験データを用いてmid-lpfcが感情処理において目標関連表象を維持する原因的役割を初めて検証しました。主な発見は以下の点です： 1. mid-lpfcは感情調整において重要な役割を果たし、目標関連の表象を維持することで、感情制御と目標指向行動を促進します。 2. mid-lpfcに対するTMSの抑制的刺激は、目標関連の神経表現を弱め、感情誘導のタスク遂行に影響を与えます。

重要な発見

1. 実験手法の新しさ：多変量パターン分析と因果的撹乱の手法を組み合わせ、従来のfMRI研究よりも強力な因果関係の証拠を提供します。
2. 個別化介入戦略：個々の神経表象の状況に基づいてTMSの刺激位置を決定し、実験の機能的特異性と感度を高めています。
3. 感情と認知制御の相互作用：mid-lpfcが感情調節と認知制御において果たす独自の役割を明らかにし、重要な理論的および応用的価値を持っています。

研究展望

今後の研究では、mid-lpfcがより自然な状況で自発的な行動目標の調整にどのように関与するかを調べ、感情調整の複雑なメカニズムをさらに明らかにする必要があります。これにより、感情と行動の調整に関する理解が深まるだけでなく、情動障害の治療のための新たな神経調整戦略も提供されます。