EEG脳ネットワークにおける分解転送エントロピー：パーキンソン病とドパミン作動性調節

パーキンソン病における変化した脳ネットワーク通信のメカニズムを明らかにすることは重要であるが，従来の結合性指標は位相同期またはスペクトル振幅変調のどちらが方向性のある情報流れを駆動しているかを区別できない。これに対処するため，本研究では分解転送エントロピー（DTE）を導入し，位相，スペクトル，および相互作用成分からなる機序的プロファイルとして方向性のある情報流れを表現する。シミュレーションにより，DTEは異なる結合タイプを特定し，ノイズ下でも頑健であることが示された。さらに，代表的なベースライン指標と比較評価し，パラメータ感度も検討した。θ帯域の安静時EEGに適用した結果，未投薬（PD-OFF）状態は前頭中線ハブFz由来の位相主導的な再重み付けが特徴であり，薬物投与によりこの機序的構成は健康な基準に近づくことが明らかとなった。DTEから導出されたハブ中心の構成指標はPD-OFFと健康対照を識別し，位相主導性の正常化は運動改善（ΔUPDRS-III）と関連していた。総じて，DTEはパーキンソン病の病態生理に対する機序認識的視点を提供し，治療効果は単なる結合強度の変化ではなく機序的構成の正常化と一致することを示唆し，機序志向型バイオマーカーへの有望な道を開く。