急性睡眠不足後の機能的結合の変化から、非侵襲的脳刺激技術の潜在的な場所が明らかになった

Altered functional connectivity after acute sleep deprivation reveals potential locations for noninvasive brain stimulation techniques.

抄録

背景:

非侵襲的脳刺激（NIBS）法は、睡眠不足（SD）に対する有効な治療法として台頭してきている。しかし、NIBS（経頭蓋磁気刺激や経頭蓋直流電流刺激など）が急性SDに介入する際の刺激部位については、これまでの研究では限定的であった。本研究では、NIBSが急性SDの介入に有効である可能性のあるターゲットを検討することを目的とした。

BACKGROUNDS: Non-invasive brain stimulation (NIBS) techniques are emerging as efficacious treatments for sleep deprivation (SD). However, the stimulation location of NIBS (e.g. transcranial magnetic stimulation and transcranial direct current stimulation) on intervening acute SD is limited in previous studies. In this study, we aimed to investigate potentially effective targets of NIBS on intervening acute SD.

方法:

まず、機能的MRI研究95件のメタアナリシスを行い、SDに関連する脳領域を関心領域（ROI）として見出した。その後、24時間SDに罹患した32名の若年者を対象に、安静時の機能的結合解析を行い、ROIに関連する脳表領域を同定した。最後に、10-20システム座標を適用して、脳表面領域に対応するNIBSの頭皮部位を特定した。

METHODS: We firstly performed a meta-analysis of 95 functional magnetic resonance imaging studies to find SD-related brain regions as regions of interest (ROI). Subsequently, we used resting-state functional connectivity analysis in 32 young individuals suffering from 24 h SD to identify brain surface regions associated with the ROIs. Finally, we applied 10-20 system coordinates to locate scalp sites for NIBS corresponding to the brain surface regions.

結果:

SDを介在するNIBSの潜在的な標的として、両側背外側前頭前野、両側下前頭回、左補足運動野、前頭前野、右楔前部、両側下頭頂回、右中側頭回、上前頭回を同定した。これらの脳表領域に対応する10-20系座標がNIBSの潜在的部位として同定された。

RESULTS: We identified the bilateral dorsolateral prefrontal cortex, bilateral inferior frontal gyrus, left supplementary motor area, precentral, right precuneus, bilateral inferior parietal gyrus, right middle temporal gyrus, and superior frontal gyrus as potential targets of NIBS for intervening SD. The 10-20 system coordinates corresponding to these brain surface regions were identified as potential sites for NIBS.

結論:

結論として、我々は、急性SDに罹患している若年患者に対するNIBSの使用において、代替刺激部位となりうる潜在的標的をいくつか同定した。

CONCLUSIONS: In conclusion, we identified several potential targets which could provide alternative stimulation locations for the use of NIBS on young patients suffering from acute SD.