J Neurosci. 2003 Sep 3;23(22):8092-7.
Zink CF1, Pagnoni G, Martin ME, Dhamala M, Berns GS.
mücərrəd
Hər iki striatumun və onun əsas dopamin girişinin bir təklif funksiyası kodlaşdırma mükafatları və mükafatla əlaqəli stimullarla əlaqəli olmasına baxmayaraq alternativ bir görünüş mükafat dəyərindən asılı olmayaraq, əhəmiyyətli hadisələrin emalında striatumun daha ümumi rolu olduğunu göstərir. Burada hər ikisinin gözlənilməz olduğunu və diqqətli davranışçı bir keçid (yəni həyəcan verici) olduğunu təsəvvür edirik. Bu tədqiqatda qeyri-irəliləməli stimulyasiyaya qarşı insan striatal cavabları tədqiq edilmişdir. Funksional maqnit rezonans görüntüləmə (fMRI) istifadə edərək, qanın oksigenlənmə səviyyəsinə bağlı siqnal davam edən bir vəzifənin arxa planında təqdim edilən titrəmə vizual distrakterlərə cavab olaraq ölçüldü. Dağıtıcı sədaqət distribütörün baş verməsinin tezliyini dəyişdirərək manipulyasiya edildi. Tez-tez təqdim olunan distrakterlər tez-tez təqdim edilən distribyutorlara nisbətən daha dəqiq hesab edildi. Ayrıca, distribütörlerin davranışsal alakalılıkları, striatal yanıtların alınması üçün lazımlı bir bileşen olub olmadığını araştırdık. Birinci sınaqda (19 mövzularında), distributorlar bir düyməni mətbuat tələb edən hədəflər kimi bir alt qrup müəyyən edərək davranışla müvafiq hala gətirilmişdir. İkinci sınaqda (17 mövzularında) distribyutorlar davranışla əlaqəli olmadılar (yəni heç bir cavab tələb etmədi). FMRI nəticələrində hər iki təcrübədə distractorların tez-tez (aşağı sızıntılı) təqdimatına nisbətən nüvəsiz akustenstərdə artan aktivasiya aşkar edilmişdir. Caudate fəaliyyəti yalnız distributorlar davranışla əlaqəli olduqda artmışdır. Bu nəticələr qeyri-irəlilədici əhəmiyyətli hadisələrin kodlaşdırılmasında striatumun rolunu göstərir. Bundan əlavə, striatumun funksional bir hissəsi stimulun davranışa uyğunluğuna görə təklif olunur.
giriş
Striatum həm motor, həm də bilikli müxtəlif funksiyalara aid olmuşdur, lakin onun funksiyalarının dəqiqliyi hələ də məlum deyil. Heyvan tədqiqatlarının onilliklərindən bəri, striatum və onun phasic dopaminergik girişinin mükafatların və mükafatla əlaqəli stimulların kodlaşdırılmasında mühüm rol oynadığını göstərir (baxın, bax. Schultz, 1998; Schultz və digərləri, 2000). İnsanlardakı yeni neyroimaging tədqiqatlar bu iddiaları dəstəkləyir (Delgado və digərləri, 2000; Knutson və digərləri, 2000, 2001a,2001b; Berns et al., 2001, Breiter və digərləri, 2001; Pagnoni və digərləri, 2002; Elliott və digərləri, 2003). Alternativ baxımdan, mükafatla əlaqəli stimulların xüsusi olaraq işlənilməməsi deyil, striatumdakı fəaliyyət (onun əsas dopaminergik girişləri daxil olmaqla), mükafatların da daxil olmaqla və genişlənməsinə imkan verən bütün hadisələri kodlaşdırır. Burada sözlər, gözlənilməz stimullara və ya həyəcan verici və ya diqqətəlayiq davranış keçidinə səbəb olan ətraf mühitin dəyişmələrinə (Redgrave et al., 1999; Horvitz, 2000). Bu baxımdan sübutlar göstərir ki, dorsal (Rolls və ark., 1983; Caan və digərləri, 1984; Hikosaka et al., 1989; Ravel və al., 1999; Shimo və Hikosaka, 2001) və ventral (Williams et al., 1993; Setlow və digərləri, 2003striatal neyronlar xüsusilə gözlənilməz hallarda həyəcanlandıran, həyəcanlandıran, romantik və davranışla əlaqəli hadisələr də daxil olmaqla, bu cür xəbərdar stimullara cavab verir. Bundan əlavə, bir neçə modalitədə qeyri-irəliləyən stimulyasiyanın təqdimatı striatumda dopaminin səviyyəsini artırır və midbrain dopaminergik neyron atəşini artırır (nəzərdən keçirmək üçün bax Horvitz, 2000). Bu tapıntılar striatumu emal edici hadisələrlə birləşdirir, çünki təxminən bütün striatal hüceyrələr midbrain dopaminergik proqnozlar ilə innervasiya olunur (Groves və digərləri, 1995). Təmir edici kontekstdən kənarda, həssas hadisələrin striatal işlənməsi daha çox insanlarda araşdırılmır. Bir neçə insan neyroimaging tədqiqatları həm cəzaya cavab olaraq artmış striatal fəaliyyəti aşkar etdi (Knutson və digərləri, 2000, 2003) və təcavüzkar stimullar (Becerra və digərləri, 2001); Ancaq insanlarda cəzanın hər bir istintaqı striatal fəaliyyəti artmamışdır (Delgado və digərləri, 2000). Belə ziddiyyətli nəticələr, davranış kontekstində və ya stimul qüvvəsi striatal funksiyanı modullaşdırmada mühüm rol oynadığını göstərir. Bizim biliklərimizə görə, neytral həssas stimulların işlənməsində striatumun rolu insanlarda xüsusi araşdırılmamışdır.
Funksional maqnetik rezonans görüntüləmə (fMRI) istifadə edərək, insan striatal (kaudat, putamen və nüvə akumbens) fəaliyyətinin neytral qabarıq hadisələrlə necə modulyasiya edildiyini araşdırmağa çalışdıq. Bu təcrübələrdə, titrəyən vizual yayındırıcılar, subyektlərin diqqət mərkəzindən kənarda təqdim edildi. Distraktorun diqqəti distraktorun baş vermə tezliyini dəyişdirərək idarə edilmişdir. Daha az görülən hadisələr daha qabarıqdır, çünki baş verməsi tez-tez baş verənlərə nisbətən daha az proqnozlaşdırılır. Qıcıqlandırıcıların striatal aktivasiyaya səbəb olmaq üçün fitri olaraq oyanmaqdansa davranış baxımından əlaqəli olub olmadığını müəyyənləşdirmək üçün iki təcrübə etdik. İlk təcrübədə yayındırıcılar davranış baxımından potensial olaraq cavab tələb etmələri ilə əlaqəli idilər, ikinci təcrübədə isə yayındıranlar heç vaxt cavab tələb etmədən davranış baxımından əhəmiyyətsiz idilər. Tez-tez (aşağı fərqlilik) yayındırıcılara nisbətən nadir hallarda (yüksək fərqlilik) striatumda daha böyük bir fMRI siqnalının ölçüləcəyini və striatal fəaliyyətin davranış aktuallığı ilə modulyasiya ediləcəyini fərz etdik.
Material və metodlar
Fənlər. 19-17-də 19-də və 44-da 19-da tədqiqata 34 ədəd sağ əlli, sağlam yetkin (1 qadın, 17 kişi), 2-XNUMX yaşları daxil edilmişdir. İki eksperimentin bənzərliyini nəzərə alaraq, test-təkrar sınaqdan keçirilməməsi üçün eksperimentlər üçün iki fərdi nümunə toplandı. Hər iki qrupdakı subyektlər həmin populyasiyadan nümunə götürülmüşlər (Emory Universitetinin cəmiyyətindən alınmış, demografik olaraq qruplar arasında oxşar olub, qruplar arasında yaş fərqi yoxdur). Mövzularda nevroloji və ya psixiatrik xəstəliklərin heç bir tarixi yox idi və Emory Universiteti İnstitusional İnceleme Şurası tərəfindən təsdiqlənmiş bir protokol üçün məlumatlı razılıq verdi.
Eksperimental vəzifələr. Təqdimat proqramı (Neurobehavioral Systems, Inc, San Francisco, CA) ilə stimul təqdimatlarının və qeydlərinin reallaşdırıldı.
1 eksperimentində diaqram şəklindədir Şəkil 1 A. Tarayıcıda, 750 msec interstimulus interval (ISI) içərisində 2000 msec üçün qara ekranın mərkəzində təsadüfi qaydada təqdim edilən dörd mavi şəkillərin (kvadrat, düzbucaqlı, dairə və ya üçbucaq) birini nəzərdən keçirir. Mövzular bir ekranın mərkəzində bir-birinə mavi şəkilləri görəcəyini söylədi. 1 düyməsini hər dəfə bir üçbucaq (hədəf stimulları) ortaya çıxdıqda sağ göstəricisi barmaqlarını istifadə etməyi tapşırdılar. Digər şəkillər qeyri-hədəf kimi təyin edildi. Artıqda (dörd ekran köşə yerlərindən birində təsadüfi) kiçik, ağ, titrəyici (28 Hz) dairəsi və ya üçbucağı şəklində sıx bir dağıtıcı qeyri-hədəflərin bir alt hissəsində ortaya çıxdı. Mövzulara görə, titrəmə şəklində bir ağ rəngli forma bəzən davam edən vəzifənin fonunda görünür və 2 düyməsini sağ orta barmaqlarını istifadə edərkən yalnız dağıtıcı üçbucaq olduğu halda cavab verməyi tapşırdılar. Onlar dairə distractors (cavab verməyən distractors) reaksiya tələb olunmadı. Hem distribütör tipləri (cavab və cavab vermə) həm də davranışla əlaqəli olub, potensial olaraq cavab tələb edirdi. Beləliklə, distrakterlər bir an diqqətəlayiq və davranışçı keçid yaradıblar. 240 stimul təqdimatları ilə birlikdə, hər bir 116 saniyə davam edən dörd sınaqdan ibarət bir eksperimental seansdan ibarətdir. Hər bir qaçışda mərkəzi üçbucaq hədəf stimul 29 dəfə göründü.
Vəzifələrin şeması. Hər stimul 750 msec (ISI, 2000 msec) üçün çıxdı. Bir kəlməli oxlar 1 düyməsini bir düyməyə basın; ikiqat quyruqlu ox 2 düyməsini bir düyməyə basıb göstərir. A, 1 eksperti, davranışla əlaqəli distractors, tez-tez qaçış. Ağ distrakterlər davam edən vəzifənin fonunda titrəyərkən dairələr və ya üçbucaqlar kimi görünürlər. Mövzular 1 düyməsini basmaqla təlimatlandırılmışdı, burada mavi (burada bozda göstərilən) mərkəzi üçbucaq çıxdı və arxa fonda ağ dağıtıcı üçbucaq olduğunda 2 düyməsini basın. B, 2 eksperti, davranışla əlaqəli distractors, tez-tez qaçış. Ağ distrakterlər davam edən vəzifənin fonunda titrəyərək dairələr kimi göründü. Mövzulara mavi (burada bozda göstərilən) mərkəzi üçbucaq görünəndə 1 düyməsini basmaq təlimatlandırıldı. Distractors üçün cavablar alınmadı. Hər iki təcrübədə hamarlayıcılar zaman və məkanda təsadüfən ortaya çıxdı. Təsvir edilən hər hansı bir nümunə tamamilə təsadüfdür. Hər iki eksperimentin qeyri-adi işi (göstərilməmiş məlumatlar) eyni idi, istisna edilmək istəməyənlər isə daha tez-tez meydana gəldi.
Distribütör stimulunun istəkləri, onların meydana gəlməsinin tezliyini dəyişdirərək manipulyasiya edildi; daha çox fəsil, müəyyən bir imtahanın bir dağıdıcıya sahib olacağı ehtimalı daha çoxdur, beləliklə, daha çox tezlik orta və daha az ehtiyatla daha çox proqnozlaşdırıla bilərdi. Bir koşuda 25 dəfə (tez-tez) bir distractor stimul çıxdı, ardıcıl distractor stimulları arasında 1-4 (ortalama, 2.9) stimulları ilə. Digər üç qaçış zamanı bir distribütör stimul 4 dəfə (nadir hallarda), ardıcıl dağıdıcı stimullar arasında 24-32 (orta, 28.5) stimulları ilə meydana gəldi. Üç nadir hala malik olmağına görə, kifayət qədər gücün statistik təhlili üçün kifayət qədər nadir hallarda dağıdıcı stimullar var idi. Bütün işlərdə distribyutor stimulları vaxtında və heç bir zaman mərkəzi üçbucaq hədəfi ilə heç vaxt baş verməmişdir. Mövzulara fikir verməmək və gözlərini sərbəst buraxmaq üçün təlimat verilmədi. Çalıştırma qaydaları subyektlər arasında tarazlaşdırılmışdır.
2 eksperimentində diaqram şəklindədir Şəkil 1 B. Fənlər ayrı bir qrup, aşağıdakı fərqlər istisna olmaqla, yuxarıda təsvir edilən eyni vəzifəni yerinə yetirmişdir: distrakterlər bütün dairələrdir və davranışla əlaqəsizdirlər ki, cavab verməməlidirlər. Mövzular bir ekranın mərkəzində mavi şəkilləri görəcəklərini və hər dəfə bir üçbucaq göründükdə sağ index barmaqlarını istifadə edərək 1 düyməsini basmaq təlimatlandırıldığını söylədilər. Təcrübə 2-da, təlimat verildikdə, şikayətçilər mövzuya toxunulmadılar. Yenə də distribyutorların istəkləri baş verənlərin tezliyini dəyişdirərək manipulyasiya edildi. Davranışla əlaqəli olmasına baxmayaraq, qeyri-adi distrakterlər, doğuştan doğan xüsusiyyətləri (yəni, açıq rəng kontrastı və titrəyiş) sayəsində nəzərə alındılar.
fMRI görüntüləmə. Scanning bir 1.5 Tesla Philips Intera skanerində (Eindhoven, Hollandiya) həyata keçirildi. Hər bir mövzu üçün, T1 * ağırlığında oksigenlənmə səviyyəsinə (BOLD) təsirini ölçmək üçün hər bir 120-dən dörd bütün beyin funksional işarəsi və anatomik istinad üçün bir T2 ağırlıqlı struktur təsvir əldə edildi (gradient-recall echo- 2000 xətti, 40 x, 90 × 64 matrisi, 64 mm, 240 24 mm ön oxlar, anteroposterior komissur xəttinə paralel olaraq əldə edilmiş eksenel dilimlər). Baş hərəkəti padding ilə minimuma endirildi.
fMRI təhlili. Statistik parametrik Xəritəçəkmə (SPM99) istifadə edərək məlumatlar analiz edilmişdir (Friston et al., 1995b). Hər bir mövzu üçün, hər bir çalışmada ilk 12 tarama, maqnitlənmənin keçici mərhələsi ilə əlaqəli əsərləri endirmək üçün analizdən xaric edildi. Dilim vaxtı düzəlişləri, çoxsaylı görüntülərin əldə edilməsindən yaranan zaman fərqlərini tənzimləmək üçün istifadə edilmişdir. Birinci funksional tarama üçün hərəkət düzəlişləri altı parametrli sərt bədən transformasiyası istifadə edilərək mövzular daxilində həyata keçirildi. Hər bir fərdin anatomik görüntüsü, sərt bir bədən transformasiyası istifadə edərək funksional görüntülərinin ortalamasına qədər qeydiyyata alındı və sonra Talairach oriyentasiya sisteminə uyğun olaraq Montreal Nevroloji İnstitutu (MNI) şablonuna məkan olaraq normallaşdırıldı (Talairach və Tournoux, 1988) 12-parametri affine transformasiyasını tətbiq edərək, əsas funksiyalarıAshburner və Friston, 1999). 4 × 4 × 4mm son voksel ölçüsünə interpollaşdırılan bütün funksional təsvirlərə hesablanmış transformasiya parametrləri tətbiq edilmişdir 3. Şəkillər sonradan 8 mm izotropik Gauss çekirgəsi ilə düzəldilmiş və səs-küydən yaranmış sinyalin yüksək tezlikli komponentlərini azaltmaq üçün sintetik hemodinamik cavab reaksiyası funksiyası ilə müvəqqəti olaraq süzülmüşdür.
SPM99 ilə təsadüfi effektlər, hadisə ilə bağlı statistik analiz aparıldı (Friston və digərləri, 1995a, 1999) hər bir sınaq üçün iki səviyyəli qaydada. 1 eksperimenti üçün birinci səviyyədə hər bir mövzu üçün ayrıca ümumi xətti model müəyyən edilmişdir. Hər bir qaçış üçün dörd hadisə növləri (qeyri-hədəflər, hədəflər, cavab verənlər və cavab verməyən distribyutorlar) üçün BOLD cavabları sintetik hemodinamik cavab funksiyasından (2 saniyəsindən birinə keçən iki gamma funksiyasından ibarət) və ilk növbədə temporal törəmə. Distribütör tezliyin əsas təsirinə uyğun olan hər bir subyekt üçün kontrastlı şəkil təsvir edilmişdir: tez-tez distractorlardan (növündən asılı olmayaraq) çox az olan distractorlar. Fərqli kontrast şəkilləri bir nümunədən istifadə edərək ikinci səviyyəli analizə daxil edilmişdir t test. Nəticədə xülasə statistik xəritə atıldı p <0.05 (çoxsaylı müqayisə üçün düzəldilməmiş) və sonra 6 mm radius sferik maraq bölgələrinə (ROI) kiçik həcmli düzəliş (SVC) tətbiq edilmişdir. Çünki a priori striatum ilə bağlı hipotez, ROI aşağıdakı yerlərdə mərkəzləşdirildi (MNI koordinatları): sağ nüvəli accumbens, 12, 8, -8; sol nüvəli accumbens, -12, 8, -8; sağ kaudat, 12, 8, 12; sol kaudat, -12, 8, 12; sağ kostyum, 24, 4, 4; və sol putamen, -24, 4, 4 (Əncir 2). Hər ROI-ə uyğun olan koordinatlar Talairach Daemon bazası (Lancaster et al., 2000), AFNI proqramlarında tətbiq edilənCox, 1996), Talairach koordinatlarını müvafiq MNI koordinatlarına çevirmək üçün də istifadə edilmişdir. Kiçik həcmli düzəlişlər təsadüfi Gauss sahəsinin nəzəriyyəsinin məhdud tətbiqidir və statistik müqəddəratın məhdud bir a priori göstərilən maraq regionu (Worsley və digərləri, 1996). Hər bir mövzu üçün, iki şəraitdə (tez-tez və nadir hallarda) hər bir distribütor tipinin (cavabı və cavab verməməsi) parametr qiymətləndirmələri (yəni, təsirin ölçüsü qlobal orta intensivliyin göstəricisi kimi təsvir edilmiş təsirin ölçüsü) müəyyən edilmiş ROI-lər daxilində voksellər arasında ortalama olmuşdur xilas oldu pSVC Kontrast üçün <0.05, tez-tez yayındırıcılardan daha az rast gəlinən yayındırıcılar. Nadir yayındırıcılar, tez-tez yayındırıcılardan daha çox aktivləşmə ilə nəticələndiyindən, a post hoc Cavabın fərdi töhfələrini və cavab verməyən distrakterləri qeyri-adi vəziyyətə qiymətləndirir. Nadir hallarda cavab verməyən və cavab verməyən distiribarlar üçün parametr təxminlərinə dair bir cüt müqayisə ilə test edilmişdir. 1 eksperimenti üçün eyni təhlillər 2 eksperimenti üçün həyata keçirildi, istisna olmaqla, 2-da bir təkrarsız tip (cavab verilməməsi) olduğu üçün dörd hadisə növündən üçü modelləşdirilmişdir: qeyri-hədəflər, hədəflər və distractors. 1 eksperimentində yerinə yetirilən fərdi cavabların və cavab verməyən distrakterlərin fərdi qiymətləndirmələri bu ikinci sınaqda tətbiq olunmadı.
Aşağıdakı ikitərəfli YG-lərin yerləşdiyi yerlər: nüvəli akumbens, pudamen və kaudat. ROI'lar struktur şablon MRİ eksenik bölmələrində göstərilir.
Ayrı bir analizdə, 1 və 2 təcrübələrindən gələn birinci səviyyəli fərdi kontrast şəkillər iki nümunə ilə ikinci səviyyəli analizə daxil edilmişdir t Davranışa uyğunluğun fərqliliklə qarşılıqlı təsirini qiymətləndirmək üçün test. Hər bir təcrübədəki subyektlər eyni populyasiyadan seçildiyi üçün (yəni eyni populyasiyadan olan iki fərqli fərd qrupu), bu qruplar arasındakı hər hansı bir fərqi vəzifələrdəki fərqlərə (yəni, yayındırıcı davranış əlaqəsi) aid etmək olar. Hər bir qarşılıqlı ziddiyyət üçün (1) (nadir hallarda yayındırıcılar - tez-tez yayındırıcılar) × (müvafiq - əhəmiyyətsiz) və (2) (nadir hallarda yayındırıcılar - tez-tez yayındırıcılar) × (əhəmiyyətsiz - müvafiq) xülasə statistik xəritəsi eşik altına alındı p <0.05 və sonra yuxarıdakı bir nümunə analizlərində göstərilən eyni 6 mm-lik radius sferik ROI-lərə bir SVC tətbiq edildi.
Nəticələr
Hər iki təcrübədə, subyektlər orta hesabla başına bir səhvdən az bir nəticə çıxardı. 1-də sınaq reaksiyalarına cavab verən distribütorlar tez-tez təqdim edilən distractorlardan (orta ± SE = 683 ± 27 msec) müqayisədə çox az olan distrakterlər üçün (orta ± SE = 623 ± 24 msec)p <0.001; qoşalaşmış t test). 598-da (orta ± SE = 20 ± 579 msec) və nadir hallarda (orta ± SE = 19 ± 1 msec) tez-tez işlədilən orta üçbucaq hədəflərinə reaksiya müddətləri də əhəmiyyətli dərəcədə fərqləndip = 0.008; cütlənmişdir t test). 2-in eksperimentində tez-tez işləmə (ortalama ± SE = 468 ± 17 msec) və nadir hallarda (ortalama ± SE = 456 ± 14 msec) arasında mərkəzi üçbucaq hədəflərinə reaksiya müddətlərində əhəmiyyətli fərq yox idip = 0.132; cütlənmişdir t test).
Tez-tez distribütorlardan daha çox qeyri-adi distractorlar, 1-də və 2-də sınaqlarda fMRİ-nin ROI nəticələri əks olunur. Cədvəl 1. Təcrübə 1-də (davranışla əlaqəli yayındırıcılar) araşdırılan altı striatal ROI-dən, kaudat və nüvə akumbenslərində ikitərəfli əhəmiyyətli aktivasiyalar meydana gəldi. İkitərəfli kaudat və nüvə akumbens ROI-lərində hər bir yayındırıcı növü üçün subyektlərin parametr qiymətləndirmələri (putamen ROI-lərində əhəmiyyətli dərəcədə aktivləşdirilmiş voksellər yox idi) dörd qrupda, ən böyük siqnalın digər yayındırıcı tiplərlə müqayisədə nadir görülməmiş cavab verməyən yayındırıcılar üçün ölçüldüyünü, nadir reaksiya yayındıranlar daxil olmaqla (Əncir 3). 2 eksperimenti üçün, yalnız sol nüvəli ayaqqabılar ROI əhəmiyyətli bir aktivasiya meydana gətirdi.
Əhəmiyyətli dərəcədə aktivləşdirilmiş (pSVC ≤ 0.05) fərqli üçün 1 və 2 təcrübələrində striatal ROIs, tez-tez distractorlar
Təcrübə 1-də effekt ölçülərini (qlobal orta intensivliyin yüzdəsini) əks etdirən tək subyektlərin parametr qiymətləndirmələri, əksinə, tez-tez yayındırıcılardan daha az rast gəlinən yayındırıcılar üçün əksəriyyət üçün ROI daxilində əhəmiyyətli dərəcədə aktivləşdirilmiş voksellər arasında ortalama olaraq qiymətləndirilmişdir. Əhəmiyyətli aktivasiyaya malik ROI ikitərəfli nüvə akumbens və kaudat idi. Kontrast qiymətləndirmələri cavab tələbindən asılı olmayaraq, tez-tez yayındırıcılara nisbətən az rast gəlinən yayındırıcılar üçün qurulur (A). Nadir hallarda distribütorlar cavab tədbirləri ilə bölündülər və nadir cavab verməyən distributorlara nisbətən nadir cavab verməyən distribütorlar üçün kontrastlı təxminlər tərtib edilmişdir (B). Bar sahələri subyektlər arasındakı orta və SE'ləri təmsil edir. *p <0.05; **p <0.005; ***p <0.001.
İki eksperiment arasındakı davranışla əlaqəni müqayisə edən fMRI analizinin nəticələrinə həsr olunmuşdur Cədvəl 2. Qarşılıqlı təsir üçün (nadir hallarda yayındırıcılar - tez-tez yayındırıcılar) × (əlaqəli - əhəmiyyətsiz), ikitərəfli olaraq kaudatda əhəmiyyətli aktivasiya meydana gəldi. Başqa heç bir ROI-nin aktivləşdirilməsi olmadı. Qarşılıqlı təsir (nadir hallarda yayındırıcılar - tez-tez yayındırıcılar) × (əhəmiyyətsiz - əlaqəli) əhəmiyyətli dərəcədə aktivləşdirilmiş ROI ilə nəticələnmədi.
Striatal bölgələr fərqli şəkildə aktivləşdirildi (psvc <0.05) kontrast üçün iki təcrübə arasındakı davranış əlaqəsi ilə, tez-tez yayındırıcılara nisbətən nadir hallarda yayındırıcıdır
Müzakirə
FMRI istifadə edərək, bu iş, qeyri-irəliləyən stimulların istifadəsi ilə insan striatal fəaliyyətinin modullaşdırıldığını araşdırdı. Stimuli gözlənilməz və gözlənilməz olmalıdır (yəni diqqət çəkin). Bu işdə, mövzular diqqətini mərkəzləşdirmək üçün hazırlanan davamlı bir performans vəzifəsini icra etdi, lakin bu mərkəzi vəzifənin yerinə yetirilməsi ilə bağlı beyin fəaliyyəti maraq doğurmadı. Maraqların stimulları mərkəzi tapşırıqda qeyri-hədəflərin bəzi hissələrinin fonunda dağıdıcı xəbərdarlıq idi. Saliency iki ölçüdə manipulyasiya edildi: tezliyi (daha tez-tez, daha az həssas) və davranışla əlaqəli.
Bizim vəzifəmizin əhəmiyyətli bir xüsusiyyəti, distribütör stimullarının tezliyə uyğun olaraq manipulyasiyasıdır. Hər bir sınaqda distribütörün baş verməsi tez-tez dağıdıcıların gözləməsini və beləliklə, istənilən səviyyədə dəyişikliklər etmək üçün modullaşdırıldı. Hadisələr daha tez-tez baş verərsə, daha çox gözlənilən və daha az həssas olur. Ardıcıl hadisələr arasında uzun müddət aralıqsız stimullar gözlənilməzdir və buna görə də daha vacibdir. Nadir hallarda qəbul edilən təsbitlərə (McCarthy və digərləri, 1997; Clark və ark., 2000; Kirino və digərləri, 2000), sınaqların <10% -ində nadir hallarda yayındırıcılar meydana gəldi. Hər bir təcrübə daxilində yer, dəqiq vaxt və yayındırıcı növü də daxil olmaqla yayındırıcı xüsusiyyətləri, hər çalışmada yalançı təsadüfi hala gətirildi ki, fərqliliyin tək manipulyasiyası nisbi tezlikdən gəldi. Təcrübə 1-də, seyrək yayındırıcılar üçün reaksiya müddətləri, tez-tez yayındıranlarla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə uzundur və bu, proqnozlaşdırıla bilən davranış əlaqəsini göstərir.
Öngörülmə qabiliyyətinə əlavə olaraq, üstünlüklə diqqəti cəlb etmək qabiliyyəti stimul sükunətinə böyük təsir göstərir. Xarakteristikanın bu aspekti ya davranış kontekstinə (yəni, stimul davranışçı münasibəti əsasında) və ya davranış kontekstindən asılı ola bilər (yəni intrinsik stimul xüsusiyyətləri əsasında)Downar və digərləri, 2002). Denemelerimizde davranış bağlamını manipüle etdik. Təcrübə 1-da, distributorlar potensial cavab sayəsində davranışla əlaqəli idi. 2 təcrübəsində, distrakterlər məsuliyyət daşımırdılar, çünki distrakterlər tapşırıq üçün əhəmiyyətsiz idi və subyektlərin onlara cavab verməsi lazım deyildi. Lakin, mövzular hesabat vermişdilər ki, onlar "distributorları" fərqləndiriblər. 2-da sınaqdan keçirən distribütorlar qeyri-adi bir şəkildə təqdim edildikdə, davranış kontekstindən asılı olmayaraq, qəribə rəngli kontrastları (davam edən vəzifədə daha az fərqli mavi şəkilləri fərqli olaraq) və onların titrəməsi təbiəti . Xəbərdarlıqların daxili xassələrinə əlavə olaraq, 1-in təcrübəli distributorları onların potensial davranış nəticələrinin nəticəsi olaraq onların istəklərinə əlavə bir ölçüyə malik idi. Mühüm olaraq, 1-in sınaq təcrübəsində olan hər iki distribütor tipi (reaksiya və cavab verilməməsi), birbaşa cavab verməklə yanaşı, davam edən vəzifəni bir anlıq dayandırmağa, resursları dağıdıcıya yönəldir və buna cavab verə bilər.
Bu tədqiqatın nəticələrinə görə, kükürd yalnız belə bir stimulun davranışla əlaqəli olması halında, görmə mühitində gözlənilməz, dəyişikliklərin baş verməsinə (məsələn, titrəmə distribyutorlarının görünüşünə) cavab olaraq cavab verən nüvənin akumbensindəki fəaliyyət artmışdır. Bu fəaliyyət nümunələri əvvəlki heyvan tədqiqatları ilə uyğun gəlir. Caudate nöronları, istəkləri və vizual stimullara cavab verir, lakin bu stimullar vəzifədən asılı olduqda cavablar adətən görünmür (Rolls və ark., 1983). Aosaki et al. (1994) kaudatdakı nöronların təlimdən əvvəl bir qoluna cavab vermədiklərini bildirmişdir; Ancaq tapşırığın yaxınlaşan mükafat verdiyini öyrəndikdən sonra cue-yə cavab verirlər və beləliklə, yalama işlərinə başlayırlar. Digər tərəfdən, çekirdek akumbensi, tapşırıqla əlaqəli olmadıqda belə vizual stimulları stimullaşdırmağa cavab verir (Williams et al., 1993). Putamendəki fəaliyyətin heç bir əhəmiyyətli modulunu müşahidə etməmişik, bu pudinqin ən çox motorlu nəzarətlə əlaqəli olduğunu göstərən məlumatlarla uyğun gəlir (Alexander və Crutcher, 1990).
Verdiyimiz məlumatlardan, insan striatumun (kaudat və nüvəli akumbens) mükafatların xaricində hədsiz hadisələrin işlənməsində rol oynadığını, lakin cavabı striatum boyunca birbaşa deyildir. Redgrave et al. (1999) striatumdakı fəaliyyət diqqətli və ya davranış ehtiyatlarını və ya hər ikisini bu cür cavab verən gözlənilməz stimullara keçmək üçün bir siqnal verir. Bu nəzəriyyəyə əsasən, nəticələrimiz, diqqətəlayiq bir keçid ortaya çıxdıqda, nüvə adapterlərinin cavab verdiyini, lakin davranışçı bir keçid verildikdə kaudatın cavab verdiyini göstərir.
Alternativ təfsir də ola bilər ki, subyektlər 1-da sınaqdan keçirən distribyutorlara cavab vermək 2-da sınaqdan keçənlərə cavab vermədən daha mükafatlandırdılar. Bu baxımdan, diferensial striatal aktivasiya (kaudat) daxili mükafat vəziyyətində bir fərqlə yaranacaqdır. Bununla belə, bu təfsir çox az düsturlu və ventral striatal aktivliyə səbəb olmuşdur. Daxili mükafat hipotezi doğru olarsa, cavab verməyən cavab verməkdən daha səmərəli olmağı bacaracaqdır. Nadir cavab verməyən distrakterlərdən sonra ən böyük siqnal da, sınaq 1-da striatal fəaliyyətin motorun icrasına aid olmadığına dair sübutlar təmin edir (motorun qadağan edilməsinə cəlb edilməsinə baxmayaraq).
Bu nəticələrin təfsiri dağıdıcı tezliklərin dəyişdirilməsi vasitəsilə manipulyasiya edilməsinə əsaslanır. Bununla belə, 1-da eksperimentin təsiri müxtəlif təfsir edilə biləcəyini qeyd etmək lazımdır. Mövzular həm tez-tez, həm də nadir hallarda iki stimul-cavab kanalından keçmək məcburiyyətində qaldı. Tezliyin təsiri bu səbəbdən cavab seçmənin dəyişdirilməsi nisbətindəki fərqləri əks etdirə bilər. Bizim biliklərimizə görə, striatum dəyişən cavab seçimlərinin kodlaşdırma dərəcəsinə təsir edilməmişdir, baxmayaraq ki, gələcək tədqiqatlar təkamül zəmanətinin baş verməsinin tezliyini dəyişdirmədən başqa yollarla manipulyasiya etməsi bu məsələni həll edə bilər.
Nadir hallarda baş verən stimullara qarşı cəld cavablar oddball paradiqmaları kimi digər yollarla qiymətləndirilmişdir, lakin bu tədqiqatlarda striatal fəaliyyət göstərilməmişdir (McCarthy və digərləri, 1997; Clark və ark., 2000; Kirino və digərləri, 2000; Casey və digərləri, 2001). Striatum, gözlənilən hadisələrə diqqət və ya davranış siqnalı verən gözlənilməz hadisələrlə nəticələr verdiyinə görə, oddball paradiqmaları striatal aktivləşdirmələri evakuasiya etmək üçün effektiv ola bilməz. Sözügedən oddball paradiqmalarında, hər bir xəbərdarlıq diqqət mərkəzində göründü, belə ki, heç bir keçid açılmadı. Diqqət mərkəzində olan stimulları təqdim edərkən, subyektlər gözlənilən bir yerdə və adətən predictable bir zamanda görünməyə stimul gözlədi. Vəzifədə olan digər stimullarla müqayisədə qeyri-adi olmasına baxmayaraq, maraqdan irəli gələn stimullar gözlənilməz idi, çünki vəzifə kənarında təqdim edildikləri kimi. Bu işdə distribyutorları diqqəti cəlb etmədən kənarlaşdırmaqla bu qarışıqlıqlardan çəkindik və bununla da stimulus gözləntilərini və davranışla bağlılığımızı modullaşdırmağa imkan veririk.
Qeyd edək ki, fMRI-da ölçüldü olan siqnal serebral qan axınındakı dəyişikliklərin dolayı bir ölçüsüdür və bu, postsinaptik spikinqdən daha çox presinsaptik fəaliyyətlə əlaqələndirir (Logothetis et al., 2001). BOLD siqnal xüsusi hüceyrə növlərindəki fəaliyyətlə birbaşa əlaqələndirilə bilməz və xüsusi nörotransmiter sərbəstliyinin ölçülməsi deyil. Hazırkı nəticələri striatumdakı xüsusi nöronlarla əlaqələndirə bilmərik (məsələn, tonik aktiv fəsil interneronları (TAN) və ya orta spiny proyeksiya neyronları] və ya dopamin ötürülməsində doğrudan dəyişikliklər. Lakin, BOLD siqnalının presinaptik fəaliyyətlə daha çox əlaqəli olduğu üçün striatumdakı müşahidə edilən aktivasiyalar, ehtimal ki, striatal proyeksiya nöronlarının səpinlik dərəcələrini əks etdirmir. TAN'lar bütün striatal hüceyrələrin xNUMX% -ni təşkil edir (Pisani və digərləri, 2001); buna görə TAN-lar striatal fəaliyyətdə bildirilmiş dəyişikliklərdən yalnız məsuliyyət daşıyırlar. Davamlı hadisələrə cavab verən dopaminergik girişlər (Horvitz, 2000), güclü (həssas əlaqəli) kortikal girişləri gücləndirərək və zəif (zahmetsiz əlaqəli) kortikal girişləri damping edərək striatumdakı konvergent glutamateriqik kortikal girişlərlə qarşılıqlı ola bilərNicola və digərləri, 2000; Horvitz, 2002). Bu qarşılıqlı təcrübə bizim striatum müşahidə siqnal dəyişikliklər üçün məsuliyyət ola bilər. Bu işdə, dopamin girişlərinin bütün striatumun innerve olması baxımından, təcrübələr arasındakı fərqli striatal aktivasiya davranışa uyğunluq üçün kodlaşdırılan müxtəlif kortikal girişlərin alınması nəticəsində baş verə bilərdi. Cari analiz striatumla məhdudlaşdı; Bununla belə, gələcək tədqiqatlarda hansı cortical sahələrin də oxşar tapşırıq şəraitində işlədildiyini araşdırmaq maraqlı olardı.
Nəticədə, hazırkı araşdırmanın nəticəsi mükafat emalından emal prosesinə qədər striatum rolunu genişləndirir. Xüsusilə, məlumatlarımız göstərir ki, nüvəli akumbens gözlənilməz hadisələri kodlaşdırmada rol oynayır, kaudat fəaliyyəti isə stimulun davranışla əlaqəli olması ilə daha sıx bağlıdır. Bu anlayış striatumun mükafat nəzəriyyəsi ilə uyğun gəlmir. Həm gözlənilməyən mükafatlar, həm də mükafatla əlaqəli stimullar xüsusilə qida məhv edilmiş heyvanlara (mükafatın emal prosesini tədqiq edən işlərdə tez-tez olduğu hallarda) davranışla əlaqəli ola bilər və davam edən davranışlar, mükafatlara yaxınlaşmaq və istehlak etmək üçün kəsilməlidir. Bu tədqiqat, insan striatumdakı fəaliyyətlərin mükafatlardan daha çox və ya hətta potensial olaraq mükafatlara səbəb olan stimulların olduğunu sübut edir. Əksinə, striatal sistem hər hansı bir ciddi stimulun işlənməsinə tabe olmaq üçün daha ümumiyyətlə inkişaf etmiş ola bilər.
Dəyişikliklər
- May 5, 2003 qəbul edildi.
- Revizyon iyul 10, 2003 qəbul etdi.
- İyul 16 qəbul edildi, 2003.
Bu iş RO1 EB002635 Milli Səhiyyə İnstitutları və GSB-ə K08 DA00367 tərəfindən dəstəklənmişdir
Yazışmalar Dr. Gregory S. Berns, Psixiatriya və Davranış Elmləri Bölümü, 1639 Pierce Drive, Woodruff Memorial Araşdırma Binası 4000, Atlanta, GA 30322 ünvanına göndərilməlidir. E-poçt: [e-poçt qorunur].
Müəlliflik hüququ © 2003 Nöroziya üçün Cəmiyyət 0270-6474 / 03 / 238092-06 $ 15.00 / 0
;