感情の強さと価の情報と結びついている機能的脳ネットワーク。左: 感情の価の情報は大脳辺縁系とデフォルトモードネットワークに結びついており、感情の強さの情報は腹側注意ネットワークに結びついています。右: 感情の強さと価が 7 つの機能的脳ネットワークのそれぞれに結びついている確率。出典: Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)。DOI: 10.1073/pnas.2310433121
研究チームは、脳が持続的な痛みと快楽の感情情報をどのように処理するかを明らかにした。機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を使用して、研究チームは被験者がカプサイシンとチョコレート液によって引き起こされる持続的な痛みと快楽を体験している間の脳の活動を記録しました。この研究は 出版された 米国科学アカデミー紀要に掲載された。
高度な機械学習技術を通じて、彼らは快い感情や不快な感情をコード化する脳活動パターンと持続的な痛みの大きさを解明し、 喜び。
痛みと快楽は相反する経験ですが、複雑に絡み合っています。これまでの研究では、痛みと快楽の両方に反応する脳領域があることが示唆されています。しかし、これまでの研究のほとんどは人間ではなく動物を対象に実施されており、同じ個人における痛みと快楽の脳表現を直接比較した研究はまだ不足しています。
この研究では、基礎科学研究所（IBS）内の神経科学画像研究センター（CNIR）の Lee Soo Ahn 氏と Woo Choong-Wan 氏が率いる研究チームが、ソウル国立大学の Choi Myunghwan 氏およびダートマス大学の Tor D. Wager 氏と共同で、MR スキャナー内の参加者にカプサイシンとチョコレート液を投与して持続的な痛みと快感を誘発する実験を実施しました。
参加者は持続的な痛みと快楽を経験しながら、主観的な快不快の瞬間的な変化を報告しました。
fMRI 実験の概要左: 液体は MR 対応の液体供給システム (ガストメーター) を使用して供給され、実験中は吸引装置を使用して参加者の口から除去されました。中央: スキャン中にカプサイシンまたはチョコレートの液体が 2 回供給され、カプサイシンの液体はそれぞれ 1.5 分、チョコレートの液体はそれぞれ 3 分供給されました。全体の実行時間は 14.5 分でした。右: 参加者はカプサイシンとチョコレートを摂取している間、快不快 (紫: 痛み、黄色: 快感) を継続的に評価しました (n = 58)。クレジット: Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)。DOI: 10.1073/pnas.2310433121
被験者の快不快の主観的報告は、カプサイシンとチョコレートの液体の投与中は徐々に増加して持続し、投与終了後は減少した。持続する痛みと快の動的変化を誘発することにより、研究チームは両方の経験によって活性化される脳領域を特定することを目指した。
研究チームは、58 人の参加者から脳画像データと快不快度の瞬間的な変化を収集しました。チームは機械学習技術を使用して脳データを分析し、持続的な痛みと快楽の両方に反応する一連の脳領域を特定しました。
研究チームは、これらの共通脳領域の脳活動パターンに基づいて、1) 快不快に関わらず感情体験の大きさ（すなわち「感情の強さ」）と、2) 快不快の大きさ（すなわち「感情価」）を捉える 2 つの予測モデルを開発しました。
研究者らは、これらのモデルが、トレーニング データセット内の 58 人の個人と独立したテスト データセット内の 61 人の新しい個人の両方から、持続的な喜びと痛みの感情の強さと価の情報を正しく予測できることを発見しました。
快と苦痛に関連する感情情報を予測するための重要な脳領域これらの脳領域には、快または不快のスコア（感情価）とその強さ（感情強度）の予測に寄与するサブ領域のグループが含まれます。感情強度の予測には、腹側前島皮質と右腹側および左背側扁桃体が関与しました。感情価の予測には、左中心内側および右浅側扁桃体と腹内側前頭前野が関与しました。クレジット：米国科学アカデミー紀要（2024年）。DOI：10.1073/pnas.2310433121
感情の強さと感情価を予測する活動パターンは空間的に区別可能であり、これらのパターンは明確な機能的脳ネットワークに接続されていました。これは、感情の強さと感情価の情報が、痛みと快楽の相互作用の根底にある脳のメカニズムの複数の側面を表していることを示唆しています。
「痛みと快楽については別々に研究されてきたが、同じ個人における痛みと快楽の両方の経験を比較する研究はほとんど行われていない」と、この研究を率いたIBSの副所長ウー・チョンワン博士は述べた。
「 脳の活動パターン 感情の価値と強さに関する研究は、痛みと快楽がどのように相互作用するか、また慢性的な痛みを持つ患者によく見られるうつ病の根底にある脳のメカニズムの理解に貢献する可能性があります。」
この研究の第一著者であり博士課程の学生であるリー・スアン氏は、「これらの結果は、 痛み 快と不快は、快と不快に関する同じ感情情報を共有している」と付け加え、「感情の価と強度の情報は複数の方法で表現できるという事実に焦点を当てるべきである」と付け加えた。 脳の領域」
詳しくは：
Soo Ahn Lee他「持続的な快楽と痛みにおける感情価と強度の脳内表現」米国科学アカデミー紀要（2024年）。 翻訳: 10.1073/pnas.2310433121
によって提供された
基礎科学研究所
引用: 機械学習と fMRI が持続的な痛みと快楽の脳活動パターンを明らかに (2024 年 6 月 11 日) 2024 年 6 月 11 日に https://medicalxpress.com/news/2024-06-machine-fmri-reveal-brain-patterns.html から取得
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#機械学習とfMRIにより持続的な痛みと快楽の脳活動パターンが明らかに
2024-06-11 13:35:35