9〜12歳の子供における顔誘発脳活動の高密度ERPおよびfMRI測定の統合：ERPソースのローカリゼーション研究

社会情報処理は、子どもの社会感情的発達の根底にある重要なメカニズムです。このプロセスの中心は、私たちの最も顕著な社会感情的な手がかりの1つである顔に関連する活性化のパターンです。この研究では、9〜12歳の子供からの平行な顔のドットプローブタスクによって誘発されたfMRI活性化と高密度ERPソースデータを取得しました。次に、2つのデータのモダリティを統合して、子供の顔処理の神経空間的ダイナミクスを調査しました。我々の結果は、ERP源の断層撮影が同じ顔の刺激によって引き起こされるfMRI活性化に広く対応していることを示しました。さらに、fMRI活性化を官能的ROIとして定義し、ERPソースデータに適用することにより、fMRIとERPからの補完情報を組み合わせました。ERP源活動のインデックスは、これらのROIから、顔の処理に重要な3つの先験的なERPピークレイテンシーで抽出されました。ROIの3つの時点で明確な時間パターンを見つけました。観察された空間的プロファイルは、顔処理のためのデュアルシステムニューラルネットワークモデルと収束します。コアシステム（後頭側頭および頭頂部のROIを含む）は、顔面特徴の初期の視覚分析をサポートし、拡張システム（パラセントラル、辺縁、前頭前野のROIを含む）が、コアの魅力的な意味を意味します。私たちの結果は、子供のERPドットプローブデータの高密度源局在の空間的妥当性を初めて示します。データの2つのモダリティを直接組み合わせることにより、私たちの調査結果は、顔の処理の空間的ダイナミクスを理解するための新しいアプローチを提供します。このアプローチは、将来の研究に適用して、さまざまな研究集団におけるさまざまな研究の質問を調査できます。

Social information processing is a critical mechanism underlying children's socio-emotional development. Central to this process are patterns of activation associated with one of our most salient socioemotional cues, the face. In this study, we obtained fMRI activation and high-density ERP source data evoked by parallel face dot-probe tasks from 9-to-12-year-old children. We then integrated the two modalities of data to explore the neural spatial-temporal dynamics of children's face processing. Our results showed that the tomography of the ERP sources broadly corresponded with the fMRI activation evoked by the same facial stimuli. Further, we combined complementary information from fMRI and ERP by defining fMRI activation as functional ROIs and applying them to the ERP source data. Indices of ERP source activity were extracted from these ROIs at three a priori ERP peak latencies critical for face processing. We found distinct temporal patterns among the three time points across ROIs. The observed spatial-temporal profiles converge with a dual-system neural network model for face processing: a core system (including the occipito-temporal and parietal ROIs) supports the early visual analysis of facial features, and an extended system (including the paracentral, limbic, and prefrontal ROIs) processes the socio-emotional meaning gleaned and relayed by the core system. Our results for the first time illustrate the spatial validity of high-density source localization of ERP dot-probe data in children. By directly combining the two modalities of data, our findings provide a novel approach to understanding the spatial-temporal dynamics of face processing. This approach can be applied in future research to investigate different research questions in various study populations.