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Human brain mapping2017Aug01Vol.38issue(8)

GABA代謝と聴覚処理中のガンマバンド振動活動におけるその役割:MRSおよびEEG研究

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

ガンマアミノ酪酸(GABA)およびグルタミン酸は、感覚知覚に対する脳の反応を調節する抑制性および露出性神経節効果があると考えられています。さらに、ガンマバンド(30〜80 Hz)内の神経励起性の周波数固有の同期は、励起と抑制の恒常性バランスに起因します。ただし、ガンマリズムの根底にある生理学的メカニズムの理解は、動物モデルに基づいています。ヒトのGABA濃度、グルタミン酸塩濃度、およびガンマ帯域の活動との関係の調査は、ほとんどが視覚皮質に限定されており、矛盾しています。ここでは、測定皮質で磁気共鳴分光法(MRS)と脳波(EEG)を組み合わせたマルチモーダルイメージング研究を実施しました。14人の健康な被験者では、聴覚刺激症状に続いて、ガンマバンド応答(GBR)に対するGABAおよびグルタミン酸濃度の個人差の影響を調査しました。周波数(30〜200 Hz)および時間(-200〜600ミリ秒)にわたるGBRに対するバルクGABAの影響を調査しましたが、有意な関係は見つかりませんでした。さらに、ガンマピーク周波数または電力測定値と代謝物濃度(GABA、グルタミン酸、およびGABA/グルタミン酸比)の間に相関は見られませんでした。これらの発見は、MRSの測定によれば、この研究で使用された聴覚刺激を考慮して、GABAおよびグルタミン酸濃度が聴覚皮質でのガンマバンド活性の生成において阻害および興奮駆動において重要な役割を果たす可能性は低いことを示唆しています。Hum Brain Mapp 38:3975-3987、2017。©2017 Wiley Repionicals、Inc。

ガンマアミノ酪酸(GABA)およびグルタミン酸は、感覚知覚に対する脳の反応を調節する抑制性および露出性神経節効果があると考えられています。さらに、ガンマバンド(30〜80 Hz)内の神経励起性の周波数固有の同期は、励起と抑制の恒常性バランスに起因します。ただし、ガンマリズムの根底にある生理学的メカニズムの理解は、動物モデルに基づいています。ヒトのGABA濃度、グルタミン酸塩濃度、およびガンマ帯域の活動との関係の調査は、ほとんどが視覚皮質に限定されており、矛盾しています。ここでは、測定皮質で磁気共鳴分光法(MRS)と脳波(EEG)を組み合わせたマルチモーダルイメージング研究を実施しました。14人の健康な被験者では、聴覚刺激症状に続いて、ガンマバンド応答(GBR)に対するGABAおよびグルタミン酸濃度の個人差の影響を調査しました。周波数(30〜200 Hz)および時間(-200〜600ミリ秒)にわたるGBRに対するバルクGABAの影響を調査しましたが、有意な関係は見つかりませんでした。さらに、ガンマピーク周波数または電力測定値と代謝物濃度(GABA、グルタミン酸、およびGABA/グルタミン酸比)の間に相関は見られませんでした。これらの発見は、MRSの測定によれば、この研究で使用された聴覚刺激を考慮して、GABAおよびグルタミン酸濃度が聴覚皮質でのガンマバンド活性の生成において阻害および興奮駆動において重要な役割を果たす可能性は低いことを示唆しています。Hum Brain Mapp 38:3975-3987、2017。©2017 Wiley Repionicals、Inc。

Gamma-aminobutyric acid (GABA) and glutamate are believed to have inhibitory and exhibitory neuromodulatory effects that regulate the brain's response to sensory perception. Furthermore, frequency-specific synchronization of neuronal excitability within the gamma band (30-80 Hz) is attributable to a homeostatic balance between excitation and inhibition. However, our understanding of the physiological mechanism underlying gamma rhythms is based on animal models. Investigations of the relationship between GABA concentrations, glutamate concentrations, and gamma band activity in humans were mostly restricted to the visual cortex and are conflicting. Here, we performed a multimodal imaging study combining magnetic resonance spectroscopy (MRS) with electroencephalography (EEG) in the auditory cortex. In 14 healthy subjects, we investigated the impact of individual differences in GABA and glutamate concentration on gamma band response (GBR) following auditory stimulus presentation. We explored the effects of bulk GABA on the GBR across frequency (30-200 Hz) and time (-200 to 600 ms) and found no significant relationship. Furthermore, no correlations were found between gamma peak frequency or power measures and metabolite concentrations (GABA, glutamate, and GABA/glutamate ratio). These findings suggest that, according to MRS measurements, and given the auditory stimuli used in this study, GABA and glutamate concentrations are unlikely to play a significant role in the inhibitory and excitatory drive in the generation of gamma band activity in the auditory cortex. Hum Brain Mapp 38:3975-3987, 2017. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.

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