変化した前頭前野励起/阻害バランスと前頭前野出力：人間の記憶ネットワークでの老化のマーカー

記憶障害と前頭前野皮質（PFC）活性の高まりは、認知的および神経生物学的ヒト老化の特徴です。PFC灰白質と地域間の白質トラクトの構造的完全性は、記憶処理に影響を与えると考えられていますが、PFC自体内の神経伝達物質のバランスはあまり理解されていません。fMRIを使用して、fMRIのメモリエンコードタスクと動的因果モデル（DCMS）に関与する全脳ネットワークを確立して、これらの領域間の因果関係を決定しました。これらのデータは、リコール能力と負の相関があるPFCから内側側頭皮質への接続性の強化を明らかにしました。PFC内の内因性活性をよりよく理解するために、EEGのDCMは、PFCに連続したシータバースト経頭蓋磁気刺激（TMS）がPFCに採用され、興奮/阻害（E/I）シナプス比および挙動への影響を評価しました。これらのデータは、若いコホートがTMS介入の影響を受けない安定したE/I比を持っていたことを明らかにしましたが、高齢のコホートはより大きな内因性抑制性緊張によって駆動されるより低いE/I比を示しました。高齢のコホートへのTMSは、固有の阻害の減少と記憶性能の低下をもたらしました。これらの結果は、記憶の減少に関連する健康な老化における内側側頭葉に対するPFCのトップダウンの影響の増加を示しており、PFC内の不安定な局所阻害緊張による可能性があります。

Memory impairments and heightened prefrontal cortical (PFC) activity are hallmarks of cognitive and neurobiological human aging. While structural integrity of PFC gray matter and interregional white matter tracts are thought to impact memory processing, the balance of neurotransmitters within the PFC itself is less well understood. We used fMRI to establish whole-brain networks involved in a memory encoding task and dynamic causal models (DCMs) for fMRI to determine the causal relationships between these areas. These data revealed enhanced connectivity from PFC to medial temporal cortex that negatively correlated with recall ability. To better understand the intrinsic activity within the PFC, DCM for EEG was employed after continuous theta burst transcranial magnetic stimulation (TMS) to the PFC to assess the effect on excitatory/inhibitory (E/I) synaptic ratios and behavior. These data revealed that the young cohort had a stable E/I ratio that was unaffected by the TMS intervention, while the aged cohort exhibited lower E/I ratios driven by a greater intrinsic inhibitory tone. TMS to the aged cohort resulted in decreased intrinsic inhibition and a decrement in memory performance. These results demonstrate increased top-down influence of PFC upon medial temporal lobe in healthy aging that is associated with decreased memory and may be due to unstable local inhibitory tone within the PFC.