N200（神経科学）

N200またはN2は、事象関連電位(ERP) の成分です。ERP は、被験者の頭皮に装着する非侵襲性脳波(EEG)キャップを使用して監視できます。EEG キャップを使用すると、研究者や臨床医は、認知処理に関連して変動するニューロンのシナプス後電位から頭皮の表面に到達する微細な電気活動を監視できます。EEG はミリ秒レベルの時間分解能を提供するため、脳内の隠れた精神活動を最も直接的に測定する方法の 1 つとして知られています。特に N200 は、刺激後 200～350 ミリ秒でピークに達する負の波で、主に前頭皮部位に見られます。^[1] 過去の研究では、N200はミスマッチ検出器として注目されていましたが、実行認知制御機能を反映することもわかっており、最近では言語の研究にも使用されています（Folstein & Van Petten、2008; Schmitt、Münte、& Kutas、2000）。

N2 成分は、1929 年にハンス・バーガーが頭皮に電極を置いて信号を増幅するだけで脳の電気的活動を記録できることを実証したEEGの発見から始まります。その後、1936 年に研究者のポーリン・デイビスとハロウェル・デイビスが環境内のイベントを操作し、最初のERP を記録しました。N200 の証拠を見つけた最初の実験の 1 つは、サットン、ブラーレン、ズービン (1965) ^[2]によるもので、刺激の不確実性が感覚電位に及ぼす影響を調べました。彼らの研究では、参加者に 2 種類の刺激が対になって提示されました。確実な条件では、ターゲット刺激の様相を予測するキュー刺激が提示され、ターゲット刺激はクリック音または光フラッシュのいずれかでした。不確実な条件では、キュー刺激は予測的ではなく、クリック音または光フラッシュのいずれかが続く可能性がありました。研究者らは、不確実な条件（N200）において、刺激後300msで陽性反応（P300）がピークに達するのに加えて、刺激後平均190msでピークに達する陰性反応を時折発見した。

Sutton ら (1965) の実験に続いて、その後の研究では、より強力な N200 を引き出すために、刺激の不確実性をさらに操作しました。N200 はさまざまな実験条件で発見されており、現在ではいくつかのサブコンポーネントで構成されていると考えられています。Sutton ら (1965) で最初に観察されたものと同様に、注意を払ったまたは払っていない逸脱した聴覚刺激に対する N200 は、ミスマッチ陰性と呼ばれます。さらに、go/no-go タスクの no-go 試行で引き出される no-go N200 があります。^[3] より一般的には、N2 コンポーネントは、刺激の識別、^[4]注意のシフト、^[4]運動反応の抑制、ステレオタイプな反応の克服または葛藤の監視、^[5]コンテキスト情報の維持、^[5]反応選択のタイミング、^[6]および新規性またはミスマッチの検出を反映するタスクで説明されています。^[1]

N200 は、さまざまな実験パラダイムで見られます。よく使用される実験設計は、エリクセン フランカー タスクです。このタスクでは、参加者に項目 (通常は文字) の配列が示され、各文字は左利きまたは右利きの応答に対応します。たとえば、文字「A」は左利きの応答を示し、文字「B」は右利きの応答を示します。参加者の仕事は、配列の中央項目に応答することです。この配列の中央項目は、互換性のある試行 (AAAAA) では同じ項目に、互換性のない試行 (BBABB) では異なる項目に挟まれています。N200 は通常、互換性のない試行で見られます。

N200 を引き出すために利用されてきた別のタスクは、go/no-go タスクです。^[7]このタスクでは、どちらの手で応答するかを示す 2 つの異なる刺激が参加者に提示されます (例: 'A' は左利きの応答、'B' は右利きの応答を示します)。刺激は、応答が必要かどうかを示す別の次元でも変化します (例: 小さな文字は応答が必要、大きな文字は応答しないことを意味します)。たとえば、小さな 'A' は左利きの go を示し、大きな 'B' は右利きの no-go を示します。次に、go/no-go マッピングを逆にして、違いをテストします (例: 文字のサイズは手を示し、文字は go/no-go を識別します)。N200 は no-go トライアルで最もよく見られます。

N200 を用いた go/no-go パラダイムは、情報の記録のタイミングを示すために使用できるため、言語処理と生成の順序を調べるのに適しています。Schmitt ら (2000) ^{[8] は}、go/no-go パラダイムにおける N200 の発生を利用して、意味的および音韻的情報処理のタイミングを決定しました。参加者には一連の絵が提示されました。ある試行例では、参加者は絵の意味的特徴 (絵が動物を描いているか、動物以外の物体を描いているか) に基づいて、応答 (ボタンを押す) するか、応答しないかを求められました。並行した例では、参加者は、描かれたアイテムの名前が母音で始まるか子音で始まるか (音韻依存) に基づいて、応答するか、応答しないかを決めました。参加者の EEG を分析したところ、研究者は、応答が音韻情報に依存する場合よりも意味情報に依存する場合の方が N200 のピーク潜時が早くなることを発見しました。したがって、彼らは言語処理において意味情報は音韻情報よりも早く利用可能になると結論付けることができた。研究者らはまた、N200に関連するgo/nogoパラダイムを利用することで、ある種の知識は書かれた単語から160ミリ秒という速さで利用可能であることを示すことができた。^{[9] [10]}

N200 の潜時、振幅、分布は、実験の種類に応じていくつかの要因に敏感です。N200 は、P3aとP3bを含むコンポーネントの複合体の一部であると見なされることがよくあります。N200 コンポーネントは、刺激の確率が両方の振幅に影響を与える可能性があるという点で、機能的に P3b コンポーネントとよく似ています。これは、P3 と N2 が一緒に研究されることが多い理由の 1 つです。どちらも同様の操作に敏感であり、変化する環境を解釈するために連携して機能する精神メカニズムのつながりを表すためです。

エリクセンのフランカー課題とgo/no-goパラダイムでは、N200のピーク振幅はそれぞれ不適合試行とno-go試行で増加する。^{[7] [11]}この振幅の増加は、誤った応答準備を制御する精神的必要性によるものと仮定されている。潜時はフランカー課題の応答時間と相関している。^[1] N200は主に前脳領域に分布しているが、視覚探索などの視覚注意パラダイムでは後脳領域に分布することが報告されている。^[1]

ストップシグナル課題中、前頭中枢のN2は時間的プレッシャーに敏感で、できるだけ早く反応するように求められるとN2の振幅が増大する。この振幅の増大は、ストップシグナル反応時間が速いと考えられている人、つまり優勢な反応を非常に素早く抑制できる人ではより大きくなる。ADHDの子供では、右前頭電極部位のN2振幅も減少する。 [ ^5]ストップシグナル課題中のN2潜時は、成功した試行よりも失敗した試行の方が長い。これは、精神プロセスがストップシグナルを評価するのに時間がかかりすぎて、運動反応を抑制するのに十分信号を処理しきれていないことを示唆している。^[5]

N2 ERP コンポーネントは、さらに N2a または聴覚 MMN、N2b、および N2c の 3 つの異なるサブコンポーネントに分けられます。各サブコンポーネントと、概要に示されている相違点と類似点については、以下の概要表を参照してください。

go/no-go課題では、go/no-go情報の前に反応手を示す情報が処理される場合、no-go試行は反応の抑制を必要とする。no-go試行でN200が存在することは、N200が認知制御機能、具体的には抑制反応制御メカニズムを反映していることを示唆している。^[1]

しかし、N200 が反応抑制メカニズムであるという理論は、ドンカーズとファン・ボクステル (2004) によって議論されてきました。^[12]彼らは、go/no-go タスクと go/GO タスクの ERP 記録を比較しました。このタスクでは、GO が go タスクに対するより強力な反応でした。この実験設定により、一部の反応が抑制され互いに競合する no-go タスクと、反応が単に競合する GO タスクを比較することができました。N200 の証拠は no-go タスクと GO タスクの両方に存在したため、研究者は N200 は反応抑制ではなく、むしろ葛藤の監視を表していると推論しました。しかし、N200 が何らかの認知制御機能を表していることは依然として明らかです。