Research press release


Nature Neuroscience

Fingerprinting the brain



今回、Emily Finnたちは、ヒト・コネクトーム・プロジェクトの参加者126人のデータを用い、6回の画像化実験(参加者の安静時に2回、作業記憶課題、情動課題、運動課題、言語課題の遂行中にそれぞれ1回実施)のいずれかによって得られた接続性プロファイルを用いれば、その後に行われた実験で取得したプロファイルの中から特定の個人を発見できることを実証した。今回の研究では、安静時と課題遂行時の実験のいずれの場合にも個人識別に成功しており、全体的な接続性プロファイルが一人ひとりに固有なものであることが示されている。また、接続性プロファイルによる流動性知能(素早く論理的思考を行う能力と問題解決能力の指標)の予測が可能であることも明らかになった。認知制御と課題遂行中の接続性パターンの変化に関連する前頭葉、頭頂葉、側頭葉内の領域からなる前頭葉内側と前頭頭頂のネットワークは、個人差が最も明瞭に表れ、流動性知能の最も強力な予測因子であることが分かった。


The unique pattern of connections within a person’s brain can be used-like a fingerprint-to reliably identify individuals from a large group of people, reports a study published online this week in Nature Neuroscience. The study shows that this fingerprint-like pattern of connections can also be used to predict a person’s ability to think logically and quickly solve problems in unfamiliar situations.

Neuroimaging research has traditionally examined brain activity across different groups of people to better understand brain function across the general population. Studies that contrast two groups often ignore individual differences in brain activity, but whether the unique characteristics of a person’s brain connection profile are stable enough to identify an individual from a large group remained an open question.

Using data from 126 participants of the Human Connectome Project, Emily Finn and colleagues demonstrate that a connection profile obtained from one of six imaging sessions-two while participants rested and one each as they performed working memory, emotion, motor, and language tasks-can be used to identify an individual from a set of profiles obtained in a subsequent session. The authors found that they could successfully identify individuals across the resting and task-related sessions, indicating that the overall connectivity profile is intrinsic to the individual. They also found that connectivity profiles could predict fluid intelligence, a measure of the ability for quick reasoning and problem solving. The medial frontal and frontoparietal networks, which comprised brain regions within the frontal, parietal, and temporal lobes that are associated with cognitive control and altering connection patterns during tasks, were the most distinct between individuals and the strongest predictors of fluid intelligence.

This study highlights the possibility of discovering individual-level markers of brain connectivity and related behavior that could be used to personalize educational and clinical interventions.

doi: 10.1038/nn.4135

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