刺激先行陰性電位（Stimulus-Preceding Negativity: SPN）

研究の意義

The significance of the SPN study

１．なぜSPN研究を行っているのですか？

　SPNは、人間が次に出現する刺激や出来事（Event）を予測したり期待したときに出現する脳波（事象関連電位：ERP）です。他の多くの脳波研究が刺激・Eventの後の脳活動にフォーカスしているのに対して、SPN研究は「刺激の前・Eventの前」の脳活動を捉えることができます。

　さらに不思議なことにこのSPNが右脳の電位の方が左脳よりも大きくなるという「右半球優位性（right-hemisphere preponderance）」を示します（以下このページでは分かりやすくするため右脳優位性とします）。このSPNの右脳優位性が人間の心と体の関係を明らかにする重要な手がかりを与えてくれると考えています。

　そのため、SPNを調べれば調べるほど体の影響がどのように心と脳に影響を与えるのかを明らかにすることができると考えています。

小谷研の研究が目指す目標は以下の様になっています。

短期的な目標：SPNに関する実験を行い、研究論文を書く

長期的な目標：SPNのメカニズムを調べ、体が心に与える影響のメカニズムを明らかにする。

1. Why are you doing SPN research? 

SPN is an electroencephalogram (event-related potential: ERP) that appears when a human predicts or anticipates the next stimulus or event. While many other EEG studies focus on brain activity after a stimulus or event, SPN research can capture brain activity "before a stimulus or an event". 

Even more curiously, this SPN exhibits "right-hemisphere preponderance" in which the potential of the right brain is larger than that of the left brain. We believe that the dominance of the right brain of SPN provides important clues to clarify the relationship between the human mind and body. 

Therefore, we believe that the more we investigate SPN, the more we can clarify how the effects of the body affect the mind and brain. 

The goals of Kotani Lab's research are as follows.

Short-term goal: Conduct experiments on SPN and write research papers

Long-term goal: Investigate the mechanism of SPN and clarify the mechanism of the body's influence on the mind

２．SPNの右脳優性とはどのようなものですか？

　図が示すように、SPNは主に前側頭部で右脳の電位が左脳の電位よりも大きくなります。SPNは陰性電位（マイナスの電位）なので、図では青色で示されています。

Figure 1

このSPNの右脳優位性は色々な状況で変化します。例えば、課題に対して報酬を与えると左脳の電位が高まり、SPNの右優位性がなくなり、右脳・左脳の電位の差がなくなります。

Figure 2

SPNのように明確な右脳優位性を示す事象関連電位（ERP）は少なく、そのため右脳優位性はSPNの大きな特徴であると言えることができます。実際の波形はFigure 3のようになります。

2. What is right hemisphere dominance in SPN? 

As the figure shows, SPN distributes its potential around frontotemporal region, where the potential of the right brain is greater than the potential of the left brain. Since SPN is a negative potential, it is shown in blue in the figure 1. 

The right hemisphere dominance of this SPN varies in various situations. For example, rewarding a task increases the potential of the left brain, eliminates the right hemisphere dominance of the SPN, and eliminates the difference in potential between the right and left brains (Figure 2). 

There are few event-related potentials (ERPs) that show clear right brain dominance like SPN, so it can be said that right brain dominance is a major feature of SPN. 

Figure 3

３．なぜSPNの右脳優位性が重要なのですか？

　SPNがなぜ右脳優位性を示すのかについては、脳の中の「顕著性（けんちょせい）ネットワーク（Salience Network）」と呼ばれる脳内ネットワークが右脳優位性を示すためとされています（Ohgami, Kotani et al., 2023）。顕著性ネットワークは、外界の顕著な情報を同定し、それによって脳の活動をコントロールする脳内情報のGate Keeper（道路の信号機）のような働きをしているといわれています。

　この顕著性ネットワークの中で、ハブとなるような重要な働きをしているのが、島皮質（とうひしつ insula）です。島皮質は体からの情報を受け取り、それを意識化させる機能を持っています。寝不足で疲れているときに、「ああ体がだるい」と感じるのは、身体から島皮質に情報が送られ、それが「意識化」されるために「だるい」と感じるとされています。すなわち、島皮質は心と体をつなぐ重要な脳領域になります。

　SPNの発生源のひとつはこの島皮質であり、SPNの右脳優位性を調べることは、島皮質を調べること、すなわち心と体の関係を調べることになります。

Figure 3

島皮質（insula）黄色で囲まれた部分

島のような形をしていることから島皮質と呼ばれています。

島のような形をしていますが、孤立しているわけではなく脳の色々な部分と神経で密接に繋がっています。