A multi-channel near-infrared spectroscopy study

医療情報システム研究室
NIRS BMI 班
【文献調査】
Relationship between prefrontal function
during a cognitive task
and social functioning in male Japanese workers:
A multi-channel near-infrared spectroscopy study
後藤 真櫻
廣安 知之
山本 詩子
2014 年 11 月 20 日
タイトル
1
日本人男性労働者における認知タスク時の前頭前部の機能と社会的機能の関連：多チャネル型 fNIRS 研究
著者
2
Shenghong Pu, Kazuyuki Nakagome, Takeshi Yamada, Katsutoshi Yokoyama, Hiroshi Matsumura, Sayaka
Terachi, Hideaki Mitani, Akiko Adachi, Koichi Kaneko
出典
3
Psychiatry Research: Neuroimaging, Volume 214, Number 1, 2013, Pages 73-79
アブストラクト
4
認知タスク中の前頭前野の機能が日本人男性労働者の社会的機能を反映するかどうかを調査するために，181 人
の男性労働者のワーキングメモリ課題中の前頭前部の機能を fNIRS を用いて計測した．社会的機能は社会的適応
自己評価規模 (SASS) を使用して評価されました．その結果，背外側前頭前野における酸素レベルの増加が，SASS
の興味と動機づけの要因と静の相関を示した．これらの結果は，前頭前野背外側の機能は，男性労働者における
社会的機能の興味と動機づけに関連があること，そして NIRS はメディカルヘルスの検査におけるこのような特
徴を観察するメディカルツールの一つに成り得ることを示唆している．
キーワード
5
Near-infrared spectroscopy, Social functioning, Prefrontal function, Working memory, Social Adaptation SelfEvaluation Scale, Workers
参考文献
6
6.1
ワーキングメモリとは，言語理解や学習，推論のような複雑な認知タスクに必要な情報の一時的な保持と操
作を行う脳のシステムである．
[Baddeley, 1992] A.D. Baddeley, Working memory, Science, 255 (1992), pp. 556-559
[Baddeley, 2003] A.D. Baddeley, Working memory: looking back and looking forward, Nature Reviews Neuroscience, 24 (2003), pp. 829-839
6.2
ワーキングメモリの処理の基本となる神経活動に関連する血行動態反応は FMRI や PET などの神経イ
メージング技術を用いて広く調査されてきた．
[Wager and Smith, 2003] T.D. Wager, E.E. Smith, Neuroimaging studies of working memory: a meta-analysis,
Cognitive, Affective, and Behavioral Neuroscience, 3 (2003), pp. 255-274
1
6.3
ワーキングメモリ課題として広く知られている n バック課題において，健常者では VLPFC や DLPFC，
前頭極，外側及び内側前運動野，背側帯状皮質，内側及び外側後頭頂葉から成る両側ネットワークが賦活
した．
[Owen et al., 2005] A.M. Owen, K.M. McMillan, A.R. Laird, E. Bullmore, N-back working memory paradigm:
a meta-analysis of normative functional neuroimaging studies, Human Brain Mapping, 25 (2005), pp. 46-59
6.4
多チャンネル型 NIRS は，近年発達してきた機能的脳イメージング技術であり，近赤外光を用いて脳表面
近くの脳機能の時間的・空間的特徴を非侵襲的に捉えることができる．
[Strangman et al., 2002a] G. Strangman, D.A. Boas, J.P. Sutton, Non-invasive neuroimaging using nearinfrared light, Biological Psychiatry, 52 (2002), pp. 679-693
[Boas et al., 2004] D.A. Boas, A.M. Dale, M.A. Franceschini, Diffuse optical imaging of brain activation:
approaches to optimizing image sensitivity, resolution, and accuracy, Neuroimage, 23 (2004), pp. 275-288
6.5
ヘマトクリットが定量であるとすると，酸素化ヘモグロビン，脱酸素化ヘモグロビン，総ヘモグロビンの変
化が部分的な脳血流量変化との相関があることが NIRS と PET の同時計測より示された．
[Hock et al., 1997] C. Hock, K. Villringer, F. Muller-Spahn, R. Wenzel, H. Heekeren, S. Schuh-Hofer, M.
Hofmann, S. Minoshima, M. Schwaiger, U. Dirnagl, A. Villringer, Decrease in parietal cerebral hemoglobin
oxygenation during performance of a verbal fluency task in patients with Alzheimer’s disease monitored by
means of near-infrared spectroscopy (NIRS)?correlation with simultaneous rCBF-PET measurements, Brain
Research, 755 (1997), pp. 293-303
[Villringer et al., 1997] K. Villringer, S. Minoshima, C. Hock, H. Obrig, S. Ziegler, U. Dirnagl, M. Schwaiger,
A. Villringer, Assessment of local brain activation. A simultaneous PET and near-infrared spectroscopy study,
Advances in Experimental Medicine and Biology, 413 (1997), pp. 149-153
[Ohmae et al., 2006] E. Ohmae, Y. Ouchi, M. Oda, T. Suzuki, S. Nobesawa, T. Kanno, E. Yoshikawa,
M. Futatsubashi, Y. Ueda, H. Okada, Y. Yamashita, Cerebral hemodynamics evaluation by near-infrared timeresolved spectroscopy: correlation with simultaneous positron emission tomography measurements, Neuroimage,
29 (2006), pp. 697-705
6.6
NIRS は，健常者はもちろん日々の医療行為の中の精神疾患者における脳機能を評価するために使われて
きた．
[Matsuo et al., 2007] K. Matsuo, T. Kouno, J.P. Hatch, K. Seino, T. Ohtani, N. Kato, T. Kato, Anear-infrared
spectroscopy study of prefrontal cortex activation during a verbal fluency task and carbon dioxide inhalation
in individuals with bipolar disorder, Bipolar Disorders, 9 (2007), pp. 876-883
[Nishimura et al., 2007] Y. Nishimura, H. Tanii, M. Fukuda, N. Kajiki, K. Inoue, H. Kaiya, A. Nishida,
M. Okada, Y. Okazaki, Frontal dysfunction during a cognitive task in drug-naive patients with panic disorder
as investigated by multi-channel near-infrared spectroscopy imaging, Neuroscience Research, 59 (2007), pp.
107-112
[Takizawa et al., 2008] R. Takizawa, K. Kasai, Y. Kawakubo, K. Marumo, S. Kawasaki, H. Yamasue, M.
Fukuda, Reduced frontopolar activation during verbal fluency task in schizophrenia: a multi-channel nearinfrared spectroscopy study, Schizophrenia Research, 99 (2008), pp. 250-262
[Pu et al., 2011] S. Pu, T. Yamada, K. Yokoyama, H. Matsumura, H. Kobayashi, N. Sasaki, H. Mitani,
A. Adachi, K. Kaneko, K. Nakagome, A multi-channel near-infrared spectroscopy study of prefrontal cortex
activation during working memory task in major depressive disorder, Neuroscience Research, 70 (2011), pp.
91-97
6.7
社会的機能を評価するための価値あるツールの一つとして SASS が挙げられるが，これは鬱病患者の社会
的な動機づけや行動を評価するために Bosc らによって開発された 21 個の尺度項目である．
[Bosc et al. 1997] M. Bosc, A. Dubini, V. Polin, Development and validation of a social functioning scale the
Social Adaptation Self-evaluation Scale, European Neuropsychopharmacology, 7 (1997), pp. 57-70
2
6.8
後に，日本版 SASS の信頼性と妥当性が確認された．
[Goto et al., 2005] M. Goto, N. Ueda, R. Yoshimura, S. Kihara, K. Kaji, Y. Yamada, K. Shinkai, M.
Nakashima, N. Iwata, T. Higuchi, J. Nakamura, Reliability and validity of the Japanese version of the social adaptation self-evaluation scale (SASS), Clincal Psychiatry, 47 (2005), pp. 483-489
6.9
SASS を用いて評価された高齢うつ病患者において，機能障害のある前頭前野におけるワーキングメモリ課
題中の酸素化ヘモグロビンの活動が抑制された．
[Pu et al., 2012] S. Pu, T. Yamada, K. Yokoyama, H. Matsumura, H. Mitani, A. Adachi, K. Kaneko, K.
Nakagome, Reduced prefrontal cortex activation during the working memory task associated with poor social functioning in late-onset depression: multi-channel near-infrared spectroscopy study, Psychiatry Research:
Neuroimaging, 203 (2012), pp. 222-228
6.10
SASS のスコアは，鬱病患者と比べて健常者では有意に高い結果を示した．
[Dubini et al., 1997] A. Dubini, M. Bosc, V. Polin, Do noradrenaline and serotonin differentially affect social
motivation and behaviour?, European Neuropsychopharmacology, 7 (1997), pp. 49-55
6.11
健常者において，SASS スコアの試験-再試験信頼度が示されている．
[Ueda et al., 2011] N. Ueda, A. Suda, M. Nakagawa, H. Nakano, W. Umene-Nakano, A. Ikenouchi-Sugita, H.
Hori, R. Yoshimura, J. Nakamura, Reliability, validity and clinical utility of a Japanese version of the Social
Adaptation Self-evaluation Scale as calibrated using the Beck Depression Inventory, Psychiatry and Clinical
Neurosciences, 65 (7) (2011), pp. 624-629
6.12
健常者において，SASS のスコアと，MHPG の血漿中濃度のようなストレスに関連のある生物学的指標
と，脳由来神経栄養因子の間に有意な関連性がある．
[Okuno et al. 2011] K. Okuno, R. Yoshimura, N. Ueda, A. Ikenouchi-Sugita, W. Umene-Nakano, H. Hori, K.
Hayashi, A. Katsuki, H.I. Chen, J. Nakamura, Relationships between stress, social adaptation, personality traits,
brain-derived neurotrophic factor and 3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol plasma concentrations in employees at
a publishing company in Japan, Psychiatry Research, 186 (2-3) (2011), pp. 326-332
3