グローバル信号回帰は、生理学的信号に関連する接続パターンを減らし、EEG由来の接続を変更しない

科学分野:

• 神経画像法
• システム神経科学
• バイオマーカー

背景:

• 安静時機能的磁気共鳴画像法（fMRI）は、脳の接続性を測定する。
• グローバル信号回帰（GSR）は、fMRI分析において議論のある前処理ステップである。
• 神経活動に対するGSRの影響と生理学的ノイズは議論されている。

研究 の 目的:

• 安静時fMRIにおけるグローバル信号変動の原因を調査する。
• 脳接続の神経および生理学的成分に対するGSRの影響を決定する。
• fMRIバイオマーカーにおける神経活動の保持のためのGSRの妥当性を評価する。

主な方法:

• 同時脳波（EEG）-fMRI取得。
• 心臓および呼吸記録の包含。
• GSRありとなしでのグローバル信号変動および接続性の変化の分析。

主要な成果:

• 生理学的変動（心臓、呼吸）は、グローバル信号の変動に大きく寄与する。
• GSRは、生理学的ノイズに関連する人工的な接続性を効果的に低減する。
• GSRは、神経電気生理学的活動（アルファおよびベータ帯域）に関連する接続パターンを保持する。

結論:

• 安静時fMRI接続性の神経成分は、GSR後に保持される。
• GSRは、神経情報を保持しながら生理学的アーチファクトを除去するための有用な前処理ステップである。
• これらの発見は、非侵襲的なfMRIベースの脳接続バイオマーカーの開発におけるGSRの使用を支持する。