Aktivace mozku vizuálními erotickými stimuly u zdravých mužů středního věku (2006)

Abstraktní

Cílem této studie bylo identifikovat mozková centra, jejichž změny aktivity souvisejí s erotickými vizuálními podněty u zdravých, heterosexuálních mužů středního věku. Do této studie bylo zařazeno deset heterosexuálních mužů s pravou rukou s normální sexuální funkcí (průměrný věk 52 let, rozmezí 46-55). Všechny potenciální subjekty byly podrobeny screeningu v rámci pohovoru 1 h a byli vyzváni, aby vyplnili dotazníky, včetně stručného inventáře mužských pohlavních funkcí. Všichni jedinci s anamnézou sexuální vzrušení nebo erektilní dysfunkce byli vyloučeni.

Provedli jsme funkční zobrazování mozkovou magnetickou rezonancí (fMRI) u mužských dobrovolníků, když byl alternativně kombinován erotický a neerotický film po dobu 14 min a 9. THlavními oblastmi aktivace spojenými s pohlavním vzrušením na vizuální podněty byly okcipitotemporální oblast, přední gingus cingulate, insula, orbitofrontální kůra, jádro caudate.

Nicméně, Hypotalamus a thalamus nebyly aktivovány. Navrhujeme, že neaktivace hypotalamu a talamu u mužů středního věku může být odpovědná za menší fyziologické vzrušení v reakci na erotické vizuální podněty.

Úvod

S vývojem funkčních zobrazovacích technik, jako je pozitronová emisní tomografie (PET) nebo funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI), se shromažďují znalosti o mozkovém substrátu pro sexuální odpověď.^{1, 2} park et al.³ vyšetřovali vztahy mezi aktivací mozku a sexuální odpovědí u mladých mužů 12 (průměrný věk = 23 let) s normální sexuální funkcí. Uváděli, že aktivovanými oblastmi mozku pomocí erotických vizuálních podnětů byly nižší přední lalok, cingulate gyrus, insula, corpus callosum, jádro caudate, globus pallidus, dolní temporální lalok a thalamus. Arnow et al.² vyvinul experimentální paradigma zahrnující objektivní míru tumescence a erotické vizuální podněty, jakož i neutrální a vizuálně stimulující kontrolní segmenty využívající technologii fMRI k vyhodnocení regionální aktivace mozku během sexuálního vzrušení. Hlavními oblastmi aktivace spojenými s tumescencí byly pravé insula / subinsulární oblast, včetně klaustra, jádra caudate, putamenu, cingulate gyrus, okcipito-temporální oblasti a hypotalamu. Studie srovnávala genderové rozdíly v sexuálních podnětech, která ukázala, že významnou aktivaci hypotalamu měl pouze mužský subjekt.⁴ Ačkoli chápání mozkového substrátu pro sexuální vzrušení bylo stejně jako tyto studie mnohem větší, předmět všech studií byl omezen na mladé dospělé. Vzhledem k tomu, že sexuální dysfunkce je u staršího muže mladší než mladší, měla by být sexuálními stimuly objasněna změna související s stárnutím mozkové aktivace.⁵ Pro identifikaci oblastí mozku, kde funkční poruchy narušují regulaci sexuálního vzrušení u pacientů s poruchami sexuálního vzrušení, by byla nutná studie, která zkoumá aktivaci mozku u mužů středního věku.

Cílem této studie bylo identifikovat mozková centra, jejichž změny aktivity souvisejí s erotickými vizuálními stimuly u zdravých heterosexuálních mužů středního věku. Ve srovnání se zjištěními uvedenými ve studiích funkčního neuroimagingu u mladých mužů by se očekávaly různé profily aktivace mozku.^{2, 3, 4}

Na začátek stránky

Metody

Předměty

Do této studie bylo zařazeno deset heterosexuálních mužů s pravou rukou s normální sexuální funkcí (průměrný věk 52, rozmezí 46 – 55). Všechny potenciální subjekty byly podrobeny screeningu v rámci pohovoru 1-h a byli vyzváni, aby vyplnili dotazníky včetně stručného inventáře mužských pohlavních funkcí (Tabulka 1).⁶

Tabulka 1 - Stručný soupis mužských sexuálních funkcí.

Celá tabulka

Absence fyzických poruch a jakékoli farmakologické léčby byla ověřena lékařským vyšetřením. Návrh studie byl podrobně vysvětlen a vybrané subjekty si před vstupem do studie přečetly a podepsaly informovaný souhlas. Byly vyloučeny všechny subjekty s anamnézou poruchy sexuálního vzrušení nebo erektilní dysfunkce. Protokol studie byl schválen institucionálním kontrolním výborem v nemocnici St. Mary's na Katolické univerzitě v Koreji.

Aktivační podněty a získávání obrazu MRI

Subjektům jsme představili filmový klip, který trval 14 minut a 9 s. Tento klip sestával ze střídání segmentů relaxačních scén (R), sportovních zvýraznění (S) nebo sexuálního vzrušení erotických scén (E) v tomto pořadí: S, R, E, R, E, R, S, R, S, R a E. Příslušné časy pro tyto segmenty v sekundách byly: 129, 60, 120, 30, 120, 30, 120, 30, 60, 30 a 120 (s). Řada úvah informovala o designu a konkrétních podnětech. Vzhledem k údajům naznačujícím, že odpojení subjektu od emocionálně stimulujícího vizuálního materiálu za podmínek fMRI trvá přibližně 15 s, segmenty S a E nebyly sousedící a byly odděleny minimálně 30 s R.⁷ Obsah erotických segmentů zahrnoval čtyři typy sexuálních aktivit: pohlavní styk se zadním vchodem, pohlavní styk se ženou v nadřazené poloze, fellatio a sexuální styk s mužem v nadřazené poloze. Z osmi různých filmů znázorněných sexuální aktivitou byly tyto čtyři aktivity spojeny s nejvyšší úrovní vnímané sexuální vzrušení a erekce penisu ve vzorku zdravých mužů 40. Nakonec za účelem kontroly možného účinku předvídání nebyly subjekty informovány o uspořádání segmentů.

Během relací fMRI byly filmové klipy prezentovány subjektům prostřednictvím zrcadla umístěného v horní části hlavové cívky, které přijímá obrazové obrazy zvenčí magnetické místnosti. Echoplanarové snímky (EPI) byly získány na 1.5 T MRI systému (Magentom Vision Plus, Siemens, Erlangen, Německo). Třicet plátků (tl. 5 mm) bylo získáno každých 3.106 s v nakloněné axiální rovině, zarovnané s osou AC-PC. Tyto funkční obrazy vážené T2 byly získány pomocí pulzní sekvence EPI (TR = 0.6 ms, TE = 60 ms, Flip 90, FOV = 240 mm, Matrix = 64 64). Po funkčním skenování byla data s vysokým rozlišením získána pomocí 1D objemu získaného pomocí T3 získaného pomocí gradientní echo pulzní sekvence (TR = 9.7 ms, TE = 4 ms, Flip = 12, FOV = 240 mm, Matrix = 200 256).

Data byla analyzována pomocí statistického parametrického mapování (SPM99, Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK). Skeny byly srovnány a prostorově normalizovány pomocí standardní šablony Montreal Neurological Institute (MNI). Snímky pak byly stočeny do prostoru pomocí 3D izotopového gaussovského jádra (plná šířka na polovinu maxima, FWHM, 8 mm), aby se zlepšil poměr signálu k šumu a přizpůsobily se zbytkovým variacím ve funkční neuroantomii, které obvykle mezi subjekty přetrvávají po prostorové normalizaci. Účinky na každý voxel byly odhadnuty pomocí obecného lineárního modelu. Hodnoty voxelu pro každý kontrast poskytly statistickou parametrickou mapu t statistika (SPMt), následně transformovaná na normální rozdělení jednotky, SPM {Z}. Byl zaveden „model náhodných efektů“, který vytvořil kontrasty E (erotika) minus N (neutrální). Tento model je implementován v SPM99 pomocí vícestupňového přístupu.

Hypothalamus, thalamus, přední cingulate gyrus, occipitotemporální kůra, přední mozková kůra, parietální kůra, amygdala, hippocampální formace, orbitofrontální kůra, ventrální striatum, claustrum, jádro accumbens, parietální lalůčky u mužů.^{2, 3, 4, 8} Pro každou z výše uvedených oblastí mozku byla vypočítána sada souřadnic pomocí průměru pro každou ortogonální osu X, Y a Z hlášených souřadnic Talairachu.⁹ Předem určené oblasti zájmu (ROI) byly omezeny koulemi o poloměru 9 mm a pro střed vypočítanou průměrnou hlášenou souřadnicí. U těchto apriorních ROI byla nastavena prahová hodnota výšky P<0.001 (z= 3.09), neopraveno pro více srovnání. Pro ostatní oblasti mozku byl výškový práh stanoven na P<0.05, opraveno pro vícenásobné srovnání.

Na začátek stránky

výsledky

Když byla aktivita závislosti na hladině kyslíku v krvi (BOLD) spojená s pozorováním emočně neutrálního filmového segmentu (S) odečtena od aktivity spojené s pozorováním erotického segmentu (E), významná (P<0001, neopraveno) lokusy aktivace jsou uvedeny v Tabulka 2 a ilustrované v Čísla 1 a 2. Hlavní oblasti aktivace spojené se sexuálním vzrušením vůči vizuálním podnětům byly okcipitotemporální oblast, přední gingus cingulate, insula, orbitofrontální kůra, jádro caudate. Hypotalamus a talamus však nebyly aktivovány.

Obrázek 1.

Oblasti mozku, jejichž aktivace byla spojena s eroticko-vizuálními podněty u zdravých jedinců středního věku (data sdružených skupin, N= 10).

Úplné číslo a legenda (162K)

Obrázek 2.

Axiální pohled na aktivované oblasti mozku pomocí erotických vizuálních podnětů u zdravých jedinců středního věku (data sdružených skupin, N= 10).

Úplné číslo a legenda (355K)

Tabulka 2 - Oblasti mozku s rozdílnou aktivitou v reakci na sexuálně explicitní a emočně neutrální vizuální podněty u zdravých mužů středního věku (souhrnná skupinová data, N= 10).

Celá tabulka

Diskuse

Bylo navrženo, že lidské sexuální vzrušení, které je obvykle vyvoláno vnějšími podněty nebo endogenními faktory, je vícerozměrná zkušenost složená ze čtyř úzce propojených a koordinovaných složek: kognitivní, emoční, motivační a fyziologická.^{8, 10}

V této studii byly hlavními oblastmi aktivace spojenými se sexuálním vzrušením a vizuálními podněty okcipitotemporální oblast, přední gingus cingulate, insula, orbitofrontální kůra, jádro caudate. Hypotalamus a talamus však nebyly aktivovány. Aktivace okcipitotemporální oblasti odpovídá výsledkům nedávné funkční studie, ve které emocionálně naložené vizuální podněty vyvolaly zvýšenou aktivaci v této kortikální oblasti.^{11, 12} Reimane et al.¹³ poskytl nějaký důkaz, že přední cingulate gyrus je zapojen do vědomé zkušenosti emocí. Ve studii funkčního neuroimagingu byla aktivace předního cingulačního gyru vysoce korelována s hladinami vnímaného sexuálního vzrušení, které souvisely s vnímaným nutkáním provádět sexuální akce.⁸ Tyto výsledky byly replikovány v následujících studiích s použitím fMRI.^{2, 3, 4} Ukázalo se, že orbitofrontální kůra je zapojena do reprezentace odměn.¹⁴ Opakujte et al.⁸ navrhl, že orbitofrontální aktivace zaznamenaná v jejich PET studii mohla souviset s reprezentací příjemných tělesných pocitů vyvolaných penilní tumescencí.

V této studii nebyl aktivován thalamus a hypotalamus. Aferentní podněty jsou směrovány do kůry prostřednictvím thalamu, který reguluje tok senzorických informací. Je zajímavé, že thalamus představuje centrum, ze kterého může jakákoli oblast v kůře komunikovat s jakýmikoli jinými oblastmi mozku. Tato rozsáhlá thalamocortical vzájemná konektivita byla teoretizována tvořit neurální základ pro vědomé vědomí.¹⁵ Pokud by tato hypotéza byla správná, byl by talamus zapojen do kognitivní dimenze sexuálního vzrušení. Jedním z hlavních thalamocortical propojení je kortico-striato-thalamo-kortical curcuit. Předpokládá se, že projekce z orbitofrontální kůry přes jádro caudate, které jsou oba považovány za inhibiční systémy, zprostředkovávají operace související s kontextem a inhibici odezvy.¹⁶ Ve světle takového názoru by neaktivace thalamu a aktivace orbitofrontálního jádra kůry a caudátu v této studii mohly naznačovat, že muži středního věku jsou více inhibováni thalamocortickým propojením a pak méně vyvoláni vizuálními sexuálními podněty než mladí. Mnoho studií spojilo hypotalamus se sexuální odpovědí. Neuroanatomicky léze ve střední preoptické oblasti hypotalamu narušují mužské kopulační chování u všech testovaných druhů,¹⁷ a elektrická stimulace paraventrikulárního jádra hypotalamu je spojena s erekcí u potkanů.¹⁸ Kromě toho neurochemicky přímá injekce apomorfinu, agonisty dopaminu, do paraventrikulárního jádra stimuluje erekce u potkanů.¹⁹ Opakujte et al.⁸ prokázali korelaci mezi aktivací v hypotalamu a mírou penilní tumescence ve studii PET. Arnow et al.² rovněž uvedly podobné výsledky ve studii fMRI. Zajímavé je, Karame et al.⁴ uvedli, že hypothalamus byl méně aktivován u žen než u mužů v reakci na vizuální sexuální podněty, a naznačoval, že ženské subjekty byly fyziologicky méně vzrušené než mužské subjekty. Yang²⁰ vyšetřili mozkovou aktivaci na vizuální sexuální podněty u depresivních pacientů se sexuální dysfunkcí a uvedli, že hypothalamus a thalamus byly méně aktivovány než normální kontrolní skupina. Na základě výše uvedených výsledků hypothalamická neaktivace v této studii u mužů středního věku naznačuje, že tito jedinci byli fyziologicky méně vzrušení v reakci na erotické vizuální podněty. Ačkoli důkazy o těchto inhibičních mechanismech nad hypotalamem byly do značné míry nepřímé a získaly mnohem méně pozornosti než excitační mechanismy, nedávný pokus lokalizovat specificky sexuální inhibiční účinky serotoninu má inhibiční roli v laterální hypotalamické oblasti.²¹ To je v souladu s dobře zavedenými inhibičními účinky specifických inhibitorů zpětného vychytávání serotoninu (SSRI) na sexuální odpověď.²²

Vzhledem k rozsáhlé vzájemné propojenosti mozku a modelu „dvojí kontroly“ nad sexuální odpovědí by jedním z mechanismů neaktivace v thalamu a hypotalamu, které jsou známé jako primitivní centrum sexuálního vzrušení, mohla být přehnaná inhibice inhibičního systému.

Pokud jde o omezení studie, je třeba nejprve poznamenat, že jsme studovali pouze muže středního věku a mladí kontrolní skupiny nebyli zahrnuti. Protože náš studijní design (např. Doba erotických a neutrálních filmových segmentů) byla velmi podobná předchozím pracím pro mladé, bylo by možné vzájemně nepřímo porovnávat.^{2, 4} Pro kontrolu variability funkčního výzkumu zobrazování by však měla být nutná srovnávací studie pro středního věku a mladé dospělé současně. Za druhé, nemohli jsme přímo prokázat vzájemnou propojitelnost konkrétních mozkových oblastí zahrnujících excitační a inhibiční systém. Naše interpretace by tedy měly být považovány za hypotézu, která bude testována v budoucí přímější studii zaměřené na tyto mozkové obvody. Další omezení se týká nedostatku objektivních měřítek sexuálního vzrušení, jako je penilní tumescence.

Na začátek stránky

Závěry

Poprvé jsme pomocí fMRI identifikovali funkční neuroanatomii mozku spojenou se sexuálním vzrušením u mužů středního věku. Výsledkem byla aktivace okcipitotemporálního gyru, předního cingulačního gyrusu, orbitofrontální kůry a neaktivace hypotalamu a thalamu. Navrhujeme, že neaktivace hypotalamu a talamu u mužů středního věku může být odpovědná za menší fyziologické vzrušení v reakci na erotické vizuální podněty.

Na začátek stránky

Reference

1. Moseley ME, Glover GH. Funkční MR zobrazování: možnosti a omezení. Neuroimaging Clin N Am 1995; 5: 161–191. | PubMed | ChemPort |
2. Arnow BA, Desmond JE, Banner LL, Glover GH, Solomon A, Polan ML et al. Aktivace mozku a sexuální vzrušení u zdravých heterosexuálních mužů. Brain 2002; 125: 1014–1023. | Článek | PubMed | ISI |
3. Park K, Seo JJ, Kang HK, Ryu SB, Kim HJ, Jeong GW. Nový potenciál funkční MRI závislé na úrovni okysličení krve (BOLD) pro hodnocení mozkových center erekce penisu. Int J Impot Res 2001; 13: 73–81. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |
4. Karama S, Lecours AR, Leroux JM, Bourgouin P, Beaudoin G, Joubert S et al. Oblasti aktivace mozku u mužů a žen během sledování výňatků z erotických filmů. Mapování lidského mozku 2002; 16: 1–13. | Článek | PubMed | ISI |
5. Braun M, Wassmer G, Klotz T, Reifenrath B, Mathers M, Engelmann U. Epidemiologie erektilní dysfunkce: výsledky „Kolínského průzkumu mezi muži“. Int J Impot Res 2000; 12: 305–311. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |
6. O'Leary MP, Fowler FJ, Lenderking WR, Barber B, Sagnier PP, Guess HA et al. Stručný soupis mužských sexuálních funkcí pro urologii. Urology 1995; 46 (5): 697–706. | PubMed | ISI | ChemPort |
7. Garrett AS, Maddock RJ. Časový průběh subjektivní emoční reakce na averzivní obrazy: význam pro studie fMRI. Psychiatry Res 2001; 108: 39–48. | PubMed | ISI | ChemPort |
8. Redoute J, Stoleru S, Gregoire MC, Costes N, Cinotti L, Lavenne F et al. Zpracování mozku vizuálních sexuálních podnětů u lidských mužů. Hum Brain Mapping 2000; 11: 162–177. | Článek | ISI | ChemPort |
9. Talairach J, Tournoux P. Co-planar Stereotaxic Atlas lidského mozku. Stuttgart: Thieme, 1988.
10. Stoleru S, Gregoire MC, Gerard D, Decety J, Lafarge E, Cinotti L et al. Neuroanatomické koreláty vizuálně vyvolaného sexuálního vzrušení u lidských mužů. Arch Sex Behav 1999; 28: 1–21. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |
11. Lane RD, Reiman EM, Ahern GL, Schwartz GE, Davidson RJ. Neuroanatomické koreláty štěstí, smutku a znechucení. Am J Psychiatry 1997; 154: 926–933. | PubMed | ISI | ChemPort |
12. Beauregard M. Funkční neuroanatomie pobavení, znechucení a sexuálního vzrušení. In: 4th International Conference on Function Mapping of Human Brain. Montreal, Kanada, 1988, p 7.
13. Reiman EM, Lane RD, Ahern GL, Schwartz GE, Davidson RJ, Friston KJ. Neuroanatomické koreláty externě a interně generovaných lidských emocí. Am J Psychiatry 1997; 154: 918–925. | PubMed | ISI | ChemPort |
14. Francis S, Rolls ET, Bowtell R, McGlone F, O'Doherty J, Browning A et al. Reprezentace příjemného dotyku v mozku a jeho vztah k vkusu a čichovým oblastem. Neuroreport 1999; 10: 453–459. | PubMed | ISI | ChemPort |
15. Linas R, Ribary U, Contreras D, Pedroarena C. Neuronální základ vědomí. Philos Trans R Soc London B Biol Sci 1998; 353: 1841–1849. | Článek | PubMed |
16. Stein DJ, Hollander E. Učebnice úzkostných poruch. American Psychiatric Publishing, Inc .: Washington, DC, 2002, 194p.
17. Meisel RL. Účinky stavu odchovu po odstavení na zotavení kopulačního chování z lézí mediální preoptické oblasti u potkanů. Dev Psychobiol 1982; 15: 331–338. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |
18. Chen KK, Chan SH, Chang LS, Chan JY. Účast paraventrikulárního jádra hypotalamu na centrální regulaci erekce penisu u krysy. J Urol 1997; 158: 238–244. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |
19. Argiolas A, Melis MR. Centrální kontrola erekce penisu: role paraventrikulárního jádra hypotalamu. Prog Neurobiol 2005; 76: 1–21. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |
20. Yang JC. Funkční neuroanatomie u pacientů s depresí se sexuální dysfunkcí: funkční MR zobrazování závislé na úrovni okysličování krve. Korean J Radiol 2004; 5: 87–95. | PubMed | ISI |
21. Lorrain DS, Matuszewich L, Friedman R, Hull EM. Extracelulární serotonin v laterální oblasti hypotalamu se zvyšuje během postejakulačního intervalu a zhoršuje kopulaci u samců potkanů. J Neurosci 1997; 17: 9361–9366. | PubMed | ISI | ChemPort |
22. Hull EM, Lorrain DS, Du J, Matuszewich L, Lumley LA, Putnam SK, Moses J. Interakce hormon-neurotransmiter při kontrole sexuálního chování. Behav Brain Res 1999; 105: 105–116. | Článek | PubMed | ISI | ChemPort |

Na začátek stránky

Poděkování

Tato práce byla podpořena grantem č. R01-2003-000-10432-0 ze základního výzkumného programu Korea Science & Engineering Foundation.