乳児期早期における持続的注意の神経生理学: 認識記憶結果との縦断的関係の調査 パート 1
Aug 25, 2023
抽象的な
注意を持続する能力は、乳児期に現れる重要な認知領域であり、多数の認知プロセスを予測します。 ここでは、心拍数 (HR) で定義された持続的注意力の尺度を使用して、生後 3 か月における前頭脳波 (EEG) 出力の対応する変化を評価しました。 次に、HR によって定義された持続的な注意の神経基盤が持続的な注意の関与とどのように関連しているかを調べました。
注意力と記憶力の維持は、日常生活で注意を払う必要がある問題です。 集中力が低下すると、記憶力にも影響が及びます。 したがって、良好な集中力を維持することは記憶力の向上に役立ちます。
まず、集中力と記憶力を維持するには、質の高い睡眠が鍵となります。 睡眠不足になると脳が疲労し、集中力が低下します。 したがって、毎晩十分な睡眠時間を確保することが非常に重要です。 さらに、適度な運動を続けることも集中力と記憶力の向上に役立ちます。 適度な運動は血流と酸素の供給を増加させ、脳の機能を改善します。
次に、適切な食事は集中力と記憶力の向上にも役立ちます。 タンパク質、野菜、果物、健康的な脂肪はすべて良い食品です。 さらに、適度な水分摂取量を維持することで、脳の機能も正常に維持できます。
さらに、幸せで前向きな気分を維持することは、集中力と記憶力にも役立ちます。 ストレスやネガティブな感情は集中力や記憶力に影響を与える可能性があるため、ポジティブであり続けることが重要です。 さらに、良好な社会的ネットワークと良好な社会的サポートも、脳の機能を正常に維持するのに役立ちます。
つまり、注意と記憶の関係を維持するには注意が必要です。 良好な睡眠、定期的な運動、健康的な食事、前向きな考え方、良好な社会的サポートはすべて、良好な脳機能を維持するための鍵です。 脳の健康を保つために、一緒に良い生活習慣を身につけていきましょう。 記憶力を向上させる必要があることがわかります。 カンカは多くのユニークな効果を持つ伝統的な漢方薬材料であるため、カンカは記憶力を大幅に改善することができ、そのうちの 1 つは記憶力の向上です。 ひき肉の効能は、カルボン酸、多糖類、フラボノイドなどを含む、ひき肉に含まれるさまざまな有効成分によるものです。これらの成分は、さまざまな経路を通じて脳の健康を促進します。
第三に、生後3か月の神経または行動の持続的注意の測定値が、生後9か月のその後の認識記憶スコアを予測するかどうかを評価しました。 生後 3 か月の時点で 75 人の乳児が対象となり、使用可能な注意力と EEG データが提供され、25 人の乳児が生後 9 か月で研究室に戻り、使用可能な認識記憶データが提供されました。
現在の研究は、HR で定義された持続的注意フェーズと不注意フェーズのフェーズ中のシータ (4 ～ 6 Hz) 周波数帯域の振動パワーに焦点を当てています。 その結果、注意力が持続している段階ではシータパワーが大幅に高かったことが明らかになりました。 第二に、持続的注意中の高いシータパワーは、持続的注意の時間の割合と正の相関がありました。
第三に、縦断的分析により、9-月の視覚一対比較スコアにおける持続的注意中のシータパワー間に有意な正の相関が示され、シータパワーが高いほど9か月後の視覚一対比較スコアがより高くなることが予測されました。 これらの結果は、その後の認識記憶プロセスに長期的な影響を与える注意システムと覚醒システムの相互関係を強調しています。
キーワード
幼児への注意; 脳波; 発達; 認識記憶。
1. はじめに
注意を持続する能力は、乳児期に出現する重要な認知領域であり、子供の発達全体にわたる多数の認知的結果を予測します（Brandes-Aitken et al., 2019; Johansson et al., 2015、Pérez-Edgar et al., 2010）。 乳児の持続的注意力の予測因子と長期的な関連性を調べた既存の研究の大部分は、行動的方法論に依存していました。
しかし、精神生理学と神経画像の使用により、認知結果における個人差を長期的に予測する能力が向上する可能性があります（Farah、2018）。 この記事には 3 つのリサーチクエスチョンがあります。
まず、心拍数 (HR) で定義された持続的な注意力の尺度は、生後 3 か月の神経振動の変化に対応しますか? 第二に、持続的な注意力の神経測定は、HR が定義した持続的な注意力への関与とどのように相関するのでしょうか? 第三に、生後3か月の注意力の持続と神経生理学における個人差は、生後9か月での認識記憶の結果を予測するのでしょうか？
注意は多次元の認知領域であり、外因性 (反射性) と内因性 (非反射性) の両方の認知メカニズムで構成されています。 持続的注意は、内生的注意の重要な兆候であり、気が散るものが存在する中で、長期間にわたって所定の刺激に注意を集中させる能力を指します。
持続的な注意は、一般的な生理学的覚醒システムとかなりの神経生物学的基質を共有しています（Richards、2011）。 一般に、自律神経系（ANS）は、持続的な注意プロセスをサポートする前頭皮質脳領域を調節することが知られています（Arnsten、1998、2009; Arnsten & Li、2005）。 この関係は、脳幹、視床、および前頭皮質とのコリン作動性入力の間の接続を介して皮質によって媒介される(Reynolds et al., 2013; Reynolds et al., 2013; Sarter et al., 2001)。
したがって、ANS の活性化は、乳児の覚醒状態に対する下流の影響を引き起こし、注意とより深い処理が発生するための最適または準最適の範囲につながる可能性があります。
覚醒システムと注意システムの相互作用は、注意の明確で測定可能な段階に反映されます (Reynolds & Romano, 2016; Richards, 2011)。 特に、持続的な注意力を測定するための信頼できる精神生理学的方法は、心拍数の低下を特徴付けるものです (Richards と Casey、1991)。 Richards (1989) は、心拍数が低下している期間中、生後 1 か月の乳児は視覚の注意を中心からそらすのに 2 倍の時間がかかることを発見しました。刺激が周辺刺激に変化し、集中力の増加と注意散漫の減少を示します。
観察可能な測定値と生理学的測定値を統合すると、積極的な関与の期間をより客観的に把握できるようになり（つまり、関与を反映していない可能性がある見る行動のみを測定する場合と比較して）、インデックス付けされている注意の種類に関する特定レベルが追加されます。 心拍数と見る行動とのこの密接な関係は、持続的な注意力の発達の生理学的基礎をさらに強調します。 生後 3 か月までに、乳児の前方注意システムと心臓調節システムが成熟し、相互に調整し始めるため、心拍数の低下と注意力の持続との関連が明らかになります (Reynolds & Richards、2008)。
生後 3 か月では、持続的な注意力の期間は、実行システム (タスク主導、トップダウン、自発的) よりも、成熟した警告システム (覚醒) によって引き起こされる可能性が高くなります。これは、実行スキルが終了までに現れないためです。最初の年 (コロンボ、2002 年; Ruff & Rothbart、2001 年)。 覚醒と注意の関連をサポートする ANS メカニズムと組み合わせて皮質メカニズムを観察すると、乳児期早期の行動のみの測定からは明らかではない情報が解明される可能性があります。
脳波検査 (EEG) は、特に乳児期の認知プロセスの根底にある直接的な神経活動を特徴付けるための一般的な神経画像化方法です。 EEG は、特定の認知プロセスに関連する異なる周波数帯域の振動パワーを指標化することにより、神経同期を測定します。
持続的な注意に関しては、シータ同期 (4 ～ 7 Hz; Orekhova et al., 1999) およびアルファ非同期 (6 ～ 9 Hz; Ward, 2003) が最も一般的に検査されます。 Xie と Richards (2017) は、HR の減速によって指標化された乳児の持続的な注意力と EEG 振動との関係を調査しました。 著者らは、生後6、8、10、12か月の乳児の断面サンプルを使用して、生後10-か月と12-か月の乳児が持続的な注意エピソード中にシータ同期とアルファ非同期を示したことを発見しました。不注意エピソードと比較して。
これらの発見は、心拍数によって定義される持続的な注意力とイベント関連の EEG コンポーネントを関連付けた Richards と Reynolds の過去の研究に基づいて構築されました (Reynolds, Courage, & Richards, 2011; Richards, 2003)。 これは、心拍数によって定義される持続的な注意の段階に関連する神経振動力の発達上の違いを初めて実証したため、重要な研究です。
脳を観察可能な注意行動に結び付けるには、さらなる研究が必要です。
乳児の注意力はさまざまな認知結果を予測できることがわかっているため、人生の早い段階で持続的な注意力の生物学的基盤を特徴付けることは重要である（Brandes-Aitken et al., 2019, 2020; Johansson et al., 2015）。 注意力の発達は、乳児期に活動する最も中心的かつ広範囲に及ぶプロセスの 1 つです (Brandes-Aitken et al., 2019; Diamond, 2009)。
注意は、実行機能（Johansson et al., 2015）、感情制御（Brandes-Aitken et al., 2021; Pérez-Edgar et al., 2010）、記憶、言語、およびソーシャルコミュニケーション（Mundy & Jarrold、2010; Salley et al.、2016）。 持続的な注意の階層的性質を調べる既存の研究では、観察された持続的な注意の行動測定を約10か月から研究しています（Frick et al., 2018; Johansson et al., 2015; Johansson et al., 2016）。
しかし、乳児期の最初の数か月における持続的な注意の出現をサポートする神経構造は、長期的に高次の認知能力の基礎を築く可能性があります。
1.1. 現在の研究
今回の研究では、生後3ヵ月におけるHR定義の持続的注意と神経活動のパターンと、生後9ヵ月におけるその後の認識記憶能力との長期的な関連を調査した。 現在の研究には 3 つの研究課題があります。
1. HR が定義した持続的注意力の尺度は、生後 3 か月の分化した神経振動を特徴づけますか? 私たちは、HR が定義した持続的注意の段階では神経活動がより高くなるのではないかと仮説を立てました。
2. HR が定義する神経振動は、HR が定義する持続的な注意の関与と一致しますか? 私たちは、神経活動がより持続的な注意喚起に関連しているのではないかと仮説を立てました。
3. HR が定義した 3 か月時点の持続的注意力とそれに対応する神経活動の測定値は、生後 9 か月時点での縦方向の認識記憶の結果を予測しますか? 我々は、HR が定義した 3 か月時点での持続的注意中の神経活動の増加は、9 か月時点での認識記憶スコアの向上と関連しているのではないかと仮説を立てました。
2. 方法
2.1. 参加者
最初のサンプルには、地域イベント、家族サービス、医療提供者、およびニュータウン周辺の地元企業に貼られたチラシから募集された 100 人の乳児 (男性 63 名、年齢 M=3.46 か月、SD=0.38) が含まれていました。ヨーク市。 最終サンプルには、使用可能な EEG データを提供した乳児のみが含まれていました (N=75、消耗関連データについてはプロトコルを参照)。 参加者は、妊娠36週以前の出生、多胎、または発達障害の存在に基づいて、本研究への参加から除外された。
家族は、乳児が生後3か月のときに研究に参加するよう招待されました。 分析サンプルの参加者の人口統計については、表 1 を参照してください。 本研究は、ヘルシンキ宣言に定められたガイドラインに従って実施され、評価やデータ収集の前に各児童の親または保護者から書面によるインフォームドコンセントを得た。 すべての研究手順は [MASKED FOR BLINDING] IRB によって承認されました。
2.2. プロトコル
乳児とその保護者は、3 歳（M 歳=3.48、SD=0.39）と 9 か月（M 歳=9.48、SD=0）のときに研究室を訪れました。 53）。 3- 月の時点で、注意課題中および安静時の乳児の EEG と ECG が記録され、社会人口学的アンケートへの回答が収集されました。 9-月の時点で、視覚認識記憶タスクが実施され、幼児の見た目のデータが記録されました。
最初のサンプル (N=100) のうち、7 人の乳児は行動上の問題により EEG データを提供しませんでした。8 つの EEG ファイルはデータ取得の技術的問題により失われました。7 つの EEG ファイルは過度のアーティファクトにより使用不能で、3 つの EEG ファイルは使用できませんでした。十分な持続的注意力EEGデータが提供されませんでした（セクション2.3.4を参照）。 したがって、分析サンプルには 3 か月の乳児 75 人が含まれていました。
9- 月の時点で、25 人の乳児のサブセットが研究室に戻り、使用可能な認識記憶データを提供しました。 研究サンプルの減少は主に、新型コロナウイルス-19のパンデミックの発生に起因すると考えられます。 現在の研究のテストは 2018 年 3 月に開始され、2020 年 3 月に停止されました。減少関連のバイアスを評価するために、t 検定を実行して各時点間の共変量の差異を評価しました。 生後9か月で戻ってきた3-月の乳児サンプルは、収入対ニーズ、母親の教育、EEG出力の点で、戻ってこなかった3-月のサンプルと大きな違いはありませんでした（t未満） 1.1 以上、p .23 以上）。
2.3. 材料と対策
2.3.1. 家族と世帯の特徴
家族には、母子の年齢、人種、民族などの人口統計情報を得るためにアンケートが行われました。 介護者はまた、到達した最高教育レベルと世帯年収についても報告した。 世帯収入対ニーズ比 (ITN) は、世帯収入の合計を、家庭内の成人と子供の対応する人数に応じた連邦貧困ラインで割ったもので、分析内で社会経済的地位の尺度として使用されます。
2.3.2. HR が定義した持続的注意力の尺度
この研究では、Xie らと同じ刺激と手順を使用します。 (2017) 持続的な注意力を測定します。 参加者は介護者の膝の上に座り、大型コンピューターのモニターにダイナミックなセサミストリートのビデオが映し出された。 乳児の前のカメラは乳児の顔を記録し、参加者の後ろのカメラは刺激を記録しました。 4- 分のビデオは、「エルモ」や「ビッグバード」など、セサミストリートのいくつかのキャラクターで構成されており、左右に移動したり、消えたり、歌ったり、踊ったりしました。
これらのビデオは、幼児の持続的な注意力を引き出すことが繰り返し実証されています (Xie et al., 2017)。 刺激に対する視覚的注意は、Net Station 5.1 ソフトウェアを使用して遡及的に手動でコーディングされました。 心拍数データは、ソフトウェア QRSTool を使用して編集および処理され、アーティファクトを除去し、心拍数を特定しました。 心拍間隔 (IBI、または心拍間のミリ秒単位の時間) を使用して心拍数を評価し、IBI が長いほど心拍数が遅いことを示し、その逆も同様です。
乳児の持続的な注意力の期間は、乳児の見た目と心拍数の低下に基づいて分類されました。 乳児の持続的注意の期間を分類する基準には、心拍数の低下と組み合わせて、乳児の刺激に対する視覚固着が必要でした（Richards、2011）。 具体的には、HR が定義した持続的注意段階は、乳児が画面を見ており、連続する 5 つの IBI 値の中央値が、視線開始前の 5 つの IBI 値の中央値よりも低かったときに始まりました。
HR が定義した持続的注意段階は、連続する 5 つの IBI 値の中央値が視線開始前の 5 つの IBI の中央値よりも高かったときに終了します (不注意段階が始まります)。 注意のすべての段階は、実験的な刺激を観察している間に起こります。 持続的な注意の関与を特徴付けるために、HR が定義した持続的な注意フェーズの時間の割合 (持続的な注意の秒数/視覚的な観察の合計秒数) を計算しました (Tonnsen et al., 2018; Xie & Richards, 2016)。持続的注意の特徴付けにHRの減速を組み込むことによって付加価値を評価するために、持続的注意段階と不注意段階（乳児がコンピューター刺激を見ているかどうかに基づいて）を定義しました。
For more information:1950477648nn@gmail.com
