持続的注意における青斑核機能の研究 (LC)

注意力の低下は目標の追求に悪影響を及ぼし、多くの環境でパフォーマンスに重大な影響を及ぼします。 知覚、運動、認知機能の注意制御は、青斑核 - ノルエピネフリン (LC-NE) システムの機能によって部分的に決定されると考えられています。 前脳におけるNEの主な発生源である小さな脳幹核であるLCは、注意力や認知力の変化が知られている精神的健康障害（注意欠陥/多動性障害（ADHD）、統合失調症など）を含む人間の認知に関する仮説を動機付けています。ただし、ヒトの LC 活性を測定する方法には重大な制限があります。 ヒトのLC機能を研究する既存の方法は、瞳孔測定法とfMRIに依存しています。

瞳孔直径は LC 活動と相関するため、LC 活動の代用として使用されてきました。 しかし、LCと瞳孔拡張を結びつける解剖学的経路は確立されておらず、瞳孔直径は他の脳領域の活動とも相関している。 したがって、瞳孔測定のみから LC 活性を推測することには問題があります。 fMRI は LC からの活動を測定するためにも使用されていますが、これまでに使用されているイメージング方法は、LC のサイズと形状に比べて粗い解像度に依存していました。 したがって、以前の fMRI の結果は、イベント関連の分析には適切ではありませんでした。 提案された研究の目標は、fMRI を使用して LC 活動、特にヒトにおける LC 機能の影響力のある仮説の検証を可能にするイベント関連反応を測定する方法を開発および検証することです。 この目標は、「プロジェクト開発の初期段階および構想段階にサポートを提供することで探索的/開発的研究を奨励」し、革新的でハイリスク、ハイリターンな研究をテストすることを目的とした R21 メカニズムに適しています。 このプロジェクトには 2 つの具体的な目的があり、どちらも持続的な注意力のタスクでテストされます。 最初の目的は、高解像度 fMRI を使用して LC 内の測定数を最大化し、ニューロメラニン感受性イメージングと組み合わせて LC に対する BOLD 応答の位置を特定します。 研究者は、それぞれのベータ重みを推定することにより、(a) 治験前の活動 (すなわち、治験間の間隔中。この期間は強直性 LC 活動を反映すると考えられている) と (b) 治験反応 (すなわち、相性 LC 活動) を測定します。トライアル。 2 番目の目的は、モダフィニルの投与を使用して LC 活性を調節し、LC に対する持続的注意課題中に測定される BOLD 反応の位置を確認します。 研究者は、二重盲検プラセボ対照クロスオーバー研究の参加者にモダフィニルとプラセボを投与します。 モダフィニル条件とプラセボ条件の両方について瞳孔測定データも収集され、治験責任医師は瞳孔測定データを使用して LC BOLD 反応振幅との相関関係をテストします。 この技術の組み合わせにより、fMRI を使用して、標的を絞った方法で LC 活性を測定できるかどうかが実証されます。 これらのツールの開発は、注意制御の中心となる脳構造の直接測定を可能にすることで、NIMH の 2020 年戦略計画の目標 1 (戦略 1.3D) を達成します。