分散型fMRIパターンと低周波心肺生理学的動態のカップリングが老化のマーカーを提供する

科学分野:

• 神経科学
• 老年医学
• 生理学

背景:

• 加齢は、脳と身体のコミュニケーション、特に脳活動と自律機能とのカップリングに影響を与える。
• 以前の研究では、脳領域と生理学的信号との間の単変量関連における加齢関連変化が特定されていた。
• 生理学的プロセスに関連する全脳fMRIパターンの加齢関連変化の一般化可能性は不明なままである。

研究 の 目的:

• 生理学的プロセスに関連する全脳空間機能的磁気共鳴画像法（fMRI）パターンの加齢関連変化を調査すること。
• fMRI-生理学的カップリングパターンから経時的年齢を予測できるかどうかを判断すること。

主な方法:

• 成人ライフスパンにわたるヒト参加者の機能的磁気共鳴画像法（fMRI）データの分析。
• 低周波fMRI-生理学的カップリングと経時的年齢の関係を評価するための統計モデリング。
• 年齢予測に寄与する脳領域の調査と、残差血中酸素レベル依存性（BOLD）信号変動の分析。

主要な成果:

• 経時的年齢は、低周波fMRI-生理学的カップリングパターンから統計的に予測可能であった。
• 生理学的信号特性と脳の解剖学的構造を制御した後も、年齢予測は有意なままであった。
• 島皮質や中帯状皮質など、中枢自律調節に関与する脳領域が、年齢を予測する上で重要であった。
• 生理学的影響を考慮した後、残差BOLD信号変動も信頼できる年齢を示した。

結論:

• 脳活動と生理学的プロセスとのカップリングは、加齢依存的な変化を示す。
• fMRI-生理学的カップリングパターンは、老化プロセスにおける潜在的なバイオマーカーとして機能し得る。
• これらの発見は、加齢中の脳と身体の生理学の統合された性質を強調している。