後部帯状皮質標的リアルタイムfMRIニューロフィードバックは、PTSDの扁桃体、後部島、およびデフォルトモードネットワークとの機能的接続性を再調整します

背景：大規模な脳ネットワーク内の変更、すなわち、デフォルトモード（DMN）と顕著性ネットワーク（SN）は、心的外傷後ストレス障害（PTSD）の個人に存在します。以前のリアルタイム機能磁気共鳴画像法（fMRI）および脳波脳検出ニューロフィードバック研究は、後部帯状皮質（PCC、後部DMNの主要なハブ）活性を調節することがPTSD症状を軽減し、ネットワークダイナミクスの変化を再調整することを示唆しています。ただし、PCCを標的としたfMRIニューロフィードバック中のDMNおよびSNへのPCC接続性は未検証のままであり、これらの症状の改善が発生する可能性のある神経生理学的メカニズムを解明するのに役立つ可能性があります。 方法：トラウマ/感情誘発パラダイムを使用して、PTSD（n = 14）と健康的なコントロール（n = 15）の参加者の間のニューロフィードバックの単一セッションでの精神生理学的相互作用を調査しました。調節（参加者がPCC活性をダウンレギュレートした）と、脳全体にわたって脳全体と先験的に指定された領域でのビュー（参加者が規制制御を行使しなかった）の条件（参加者が規制制御を行使しなかった）の間のPCC機能的接続性を比較しました。 結果：ビュー条件と比較して規制中に、PTSDグループのみが前方DMN（DMPFC、VMPFC）およびSN（後部島）領域との有意なPCC接続性を示しましたが、両方のグループは他の後部DMN領域とのPCC接続性を示しました（Precuneus/Cuneus）。さらに、コントロールと比較して、PTSDグループは、ビュー条件と比較して、規制中にSN（Amygdala）とのPCC接続性が大幅に大きいことを示しました。さらに、線形回帰分析により、ビュー条件と比較して調節中に、DMNおよびSN領域へのPCC接続性がすべての参加者の精神症状と正の相関があることが明らかになりました。 結論：要約すると、DMNおよびSNへのPCC接続の観察は、PTSDの個人の間のPCCターゲットfMRIニューロフィードバックの根底にある神経メカニズムの新たな証拠を提供します。これは、DMNとSN内の神経接続のPTSD関連の変化を再調整する手段として、PCCをターゲットにしたニューロフィードバックの使用をサポートします。

BACKGROUND: Alterations within large-scale brain networks-namely, the default mode (DMN) and salience networks (SN)-are present among individuals with posttraumatic stress disorder (PTSD). Previous real-time functional magnetic resonance imaging (fMRI) and electroencephalography neurofeedback studies suggest that regulating posterior cingulate cortex (PCC; the primary hub of the posterior DMN) activity may reduce PTSD symptoms and recalibrate altered network dynamics. However, PCC connectivity to the DMN and SN during PCC-targeted fMRI neurofeedback remains unexamined and may help to elucidate neurophysiological mechanisms through which these symptom improvements may occur. METHODS: Using a trauma/emotion provocation paradigm, we investigated psychophysiological interactions over a single session of neurofeedback among PTSD (n = 14) and healthy control (n = 15) participants. We compared PCC functional connectivity between regulate (in which participants downregulated PCC activity) and view (in which participants did not exert regulatory control) conditions across the whole-brain as well as in a priori specified regions-of-interest. RESULTS: During regulate as compared to view conditions, only the PTSD group showed significant PCC connectivity with anterior DMN (dmPFC, vmPFC) and SN (posterior insula) regions, whereas both groups displayed PCC connectivity with other posterior DMN areas (precuneus/cuneus). Additionally, as compared with controls, the PTSD group showed significantly greater PCC connectivity with the SN (amygdala) during regulate as compared to view conditions. Moreover, linear regression analyses revealed that during regulate as compared to view conditions, PCC connectivity to DMN and SN regions was positively correlated to psychiatric symptoms across all participants. CONCLUSION: In summary, observations of PCC connectivity to the DMN and SN provide emerging evidence of neural mechanisms underlying PCC-targeted fMRI neurofeedback among individuals with PTSD. This supports the use of PCC-targeted neurofeedback as a means by which to recalibrate PTSD-associated alterations in neural connectivity within the DMN and SN, which together, may help to facilitate improved emotion regulation abilities in PTSD.