白質BOLDは時間変動する皮質間機能的結合を媒介する

科学分野:

• 脳画像計測; 脳結合; 白質機能

背景:

• BOLD fMRIを用いた機能的結合（FC）研究は、通常、灰白質（GM）信号に焦点を当てている。神経ネットワークの組織化と皮質間コミュニケーションにおける白質（WM）の役割は、しばしば見過ごされている。

研究 の 目的:

• 白質経路が灰白質間の機能的関連を媒介するかどうかを調査する。動的な白質BOLD信号と時間変動する皮質内機能的結合との関係を探る。

主な方法:

• ヒトコネクトームプロジェクトの安静時fMRIデータを用いて、線維束情報に基づいた媒介フレームワークを利用した。灰白質-白質-灰白質（GM-WM-GM）単位全体の経路レベルでの媒介効果を定量化した。動的な白質BOLD信号と変動する灰白質間結合との関係を分析した。

主要な成果:

• 白質BOLD信号は灰白質間の関連を著しく媒介し、線維束に依存した異質性を示すことがわかった。白質信号の時間的変動性は、平均振幅ではなく、動的な灰白質間結合と相関していた（r ≈ 0.4）。特定の白質線維束は、皮質間結合との間で異なる関係を示した。

結論:

• 白質BOLD信号は、大規模な脳ネットワークの組織化において統合的な役割を果たしている。白質経路は、皮質領域が相互作用する方法に寄与しており、FC研究における灰白質への排他的な焦点に疑問を投げかけている。白質の動的特性は、時間変動する脳ネットワーク機能を理解するために重要である。