前頭前野皮質に由来するトップダウン信号の動的な性質：fMRI-TMS研究の組み合わせ

前頭前野（PFC）は、行動の目標に従って視覚的な視覚処理を調節できるトップダウン信号の原因であると提案されていますが、この仮説の直接的な因果的証拠はほとんど存在しません。Theta Burst経頭蓋磁気刺激を使用して、fMRIスキャン中に作業記憶タスクを実行する前に、ヒトの参加者のPFC機能を破壊しました。PFCの破壊は、作業記憶のパフォーマンスの低下と一致して、領外皮質応答の調整を減少させました。また、刺激されていない半球の相同PFC領域での活動が、破壊後のパフォーマンスを予測したことを発見しました。具体的には、この領域と海外皮質との間のより大きな相同のPFC活性とより大きな接続性を持つ参加者は、PFCの破壊に対して最も耐性がありました。これらの発見は、脳へのs辱に続く補償メカニズムの証拠を提供し、PFCに由来するトップダウン信号の動的な性質に関する洞察を提供します。

The prefrontal cortex (PFC) is proposed to be the source of top-down signals that can modulate extrastriate visual processing in accordance with behavioral goals, yet little direct causal evidence for this hypothesis exists. Using theta burst transcranial magnetic stimulation, we disrupted PFC function in human participants before performing a working memory task during fMRI scanning. PFC disruption decreased the tuning of extrastriate cortex responses, coinciding with decrements in working memory performance. We also found that activity in the homologous PFC region in the nonstimulated hemisphere predicted performance following disruption. Specifically, those participants with greater homologous PFC activity and greater connectivity between this region and extrastriate cortex were the most resistant to PFC disruption. These findings provide evidence for a compensatory mechanism following insults to the brain, and insight into the dynamic nature of top-down signals originating from the PFC.