年齢、心拍変動、BOLD fMRI信号変動の関連性

科学分野:

• 神経画像および心血管生理学;機能的磁気共鳴画像法（fMRI）;心拍変動（HRV）

背景:

• BOLD fMRI信号変動（SD_BOLD）の加齢に伴う減少は広く報告されている。;心血管系の要因、特に心拍変動（HRV）は、これらの年齢-SD_BOLDの関連を混乱させる可能性がある。;以前の研究では、特に個人内でのHRVとSD_BOLDの直接的な関係は十分に探求されていなかった。

研究 の 目的:

• 心拍変動（HRV）とBOLD fMRI信号変動（SD_BOLD）の関連を調査すること。;HRVがSD_BOLDの観察された加齢に伴う減少を部分的に説明するかどうかを判断すること。;スライディングウィンドウ解析を用いてHRVとSD_BOLDの個人内カップリングを調べること。

主な方法:

• 2つの独立したMidlife in the United States（MIDUS）サンプル（CoreおよびRefresher）の安静時fMRIデータの解析。;HRV-SD_BOLDおよび年齢-SD_BOLDの関連を評価するための偏最小二乗（PLS）解析。;HRV指標（SDNN、RMSSD、LF、HF）とSD_BOLDの個人内関係を調べるための一致度およびスライディングウィンドウ解析。

主要な成果:

• 両方のサンプルで、HRVとSD_BOLDの間に有意な正の関連が見られた（順列p<0.018）。;全脳の年齢-SD_BOLDの関連は有意ではなかったが、SD_BOLDの広範な加齢に伴う減少（約70%のボクセル）とは対照的であった。;スライディングウィンドウ解析により、ベースラインレベルとは独立して、HRV（SDNN、RMSSD、LF）とSD_BOLDの間に堅固な個人内正の関連が明らかになった。

結論:

• 心拍変動（HRV）はBOLD fMRI信号変動（SD_BOLD）と正の関連がある。;心血管系の要因、特にHRVは、年齢とSD_BOLDの関係を部分的に媒介する。;SD_BOLD解析における神経効果を分離するためには、HRV、特に低周波成分またはSDNNを制御することが推奨される。