Gehirnaktivierung durch visuelle erotische Reize bei gesunden Männern mittleren Alters (2006)

Abstrakt

Das Ziel der vorliegenden Studie war die Identifizierung von Gehirnzentren, deren Aktivitätsänderungen mit erotischen visuellen Stimuli bei gesunden, heterosexuellen Männern mittleren Alters zusammenhängen. In die vorliegende Studie wurden zehn heterosexuelle, rechtshändige Männer mit normaler Sexualfunktion einbezogen (Durchschnittsalter 52 Jahre, Bereich 46-55). Alle potenziellen Probanden wurden über das 1 h-Interview gescreent und ermutigt, Fragebögen auszufüllen, einschließlich des Inventars für männliche Sexualfunktionen. Alle Probanden mit sexueller Erregungsstörung oder erektiler Dysfunktion in der Vorgeschichte wurden ausgeschlossen.

Wir führten funktionelle magnetische Kernspintomographie (fMRI) bei männlichen Probanden durch, als ein alternativ kombinierter erotischer und nichterotischer Film für 14 min und 9 gespielt wurde. TDie wichtigsten Aktivierungsbereiche, die mit der sexuellen Erregung von visuellen Reizen verbunden sind, waren Occipitotemporalbereich, anteriore Cinguli Gyrus, Insula, Orbitofrontalkortex, Caudatkern.

Aber, Hypothalamus und Thalamus wurden nicht aktiviert. Wir vermuten, dass die Nichtaktivierung von Hypothalamus und Thalamus bei Männern mittleren Alters für die geringere physiologische Erregung als Reaktion auf die erotischen visuellen Reize verantwortlich sein kann.

Einleitung

Mit der Entwicklung der funktionellen Bildgebungstechniken wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) oder der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) wächst das Wissen über das Gehirnsubstrat für die sexuelle Reaktion.^{1, 2} Park et al.³ hatten Beziehungen zwischen Gehirnaktivierung und sexueller Reaktion bei 12-jungen Männern (Durchschnittsalter = 23-Jahre) mit normaler Sexualfunktion untersucht. Sie berichteten, dass die durch erotische visuelle Reize aktivierten Gehirnbereiche inferiorer Frontallappen, Gyrus cingula, Insula, Corpus callosum, Nucleus caudatus, Globus pallidus, unterer Temporallappen und Thalamus waren. Arnow et al.² ein experimentelles Paradigma entwickelt, das ein objektives Maß für Tumeszenz und erotische visuelle Reize sowie neutrale und visuell stimulierende Kontrollsegmente mit der fMRI-Technologie zur Beurteilung der regionalen Gehirnaktivierung während der sexuellen Erregung enthält. Die wichtigsten Aktivierungsbereiche, die mit Tumeszenz verbunden sind, waren die Region der rechten Insula / subinsularen Region, einschließlich Claustrum, Caudat-Kern, Putamen, Cinguli-Gyrus, Occipito-Temporal-Bereich und Hypothalamus. Eine Studie verglich die geschlechtsspezifischen Unterschiede bei den sexuellen Reizen und zeigte, dass nur bei den männlichen Probanden eine signifikante Aktivierung des Hypothalamus auftrat.⁴ Obwohl das Verständnis für das Hirnsubstrat für die sexuelle Erregung wie bei diesen Studien stark verbessert wurde, waren alle Studien an junge Erwachsene beschränkt. Da die sexuelle Funktionsstörung bei älteren Männern sehr häufig vorkommt als bei jüngeren, sollten die durch Alterung bedingten Veränderungen der Gehirnaktivierung durch sexuelle Reize aufgezeigt werden.⁵ Um Gehirnregionen zu identifizieren, in denen funktionelle Störungen die Regulation der sexuellen Erregung bei Patienten mit sexueller Erregungsstörung stören, wäre eine Studie erforderlich, die die Gehirnaktivierung bei Männern mittleren Alters untersucht.

Das Ziel der vorliegenden Studie war die Identifizierung von Gehirnzentren, deren Aktivitätsänderungen mit erotischen visuellen Stimuli bei gesunden, heterosexuellen Männern mittleren Alters zusammenhängen. Verglichen mit den Ergebnissen, die in den funktionellen Neuroimaging-Studien bei jungen Männern berichtet wurden, würden unterschiedliche Aktivierungsprofile für das Gehirn erwartet.^{2, 3, 4}

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Methoden

Themen

In die vorliegende Studie wurden zehn heterosexuelle, rechtshändige Männer mit normaler Sexualfunktion einbezogen (Durchschnittsalter 52 Jahre, Bereich 46 – 55). Alle potenziellen Probanden wurden im 1-h-Interview untersucht und ermutigt, Fragebögen auszufüllen, einschließlich des "Brief Male Sexual Function Inventory" (Tabelle 1).⁶

Tabelle 1 - Kurzes Inventar der männlichen Sexualfunktionen.

Voller Tisch

Das Fehlen von körperlichen Störungen und jeglicher pharmakologischen Behandlung wurde durch eine ärztliche Untersuchung überprüft. Das Studiendesign wurde ausführlich erläutert und die ausgewählten Probanden lasen und unterschrieben eine Einverständniserklärung, bevor sie in die Studie eintraten. Alle Probanden mit einer sexuellen Erregungsstörung oder erektiler Dysfunktion in der Vorgeschichte wurden ausgeschlossen. Das Studienprotokoll wurde vom Institutional Review Board des St. Mary's Hospital der Katholischen Universität von Korea genehmigt.

Aktivierungsreize und MRI-Bilderfassung

Wir präsentierten den Probanden einen Filmclip, der 14 Minuten und 9 Sekunden dauerte. Dieser Clip bestand aus abwechselnden Segmenten von entspannenden Szenen (R), Sporthighlights (S) oder sexuell erregenden erotischen Szenen (E) in der folgenden Reihenfolge: S, R, E, R, E, R, S, R, S, R. und E. Die jeweiligen Zeiten für diese Segmente in Sekunden waren: 129, 60, 120, 30, 120, 30, 120, 30, 60, 30 und 120 (s). Eine Reihe von Überlegungen prägten das Design und die spezifischen Reize. Angesichts der Daten, die darauf hindeuten, dass das Lösen des Subjekts von emotional stimulierendem Bildmaterial unter fMRT-Bedingungen ungefähr 15 Sekunden dauert, waren die S- und E-Segmente nicht zusammenhängend und wurden durch mindestens 30 Sekunden R getrennt.⁷ Der Inhalt der erotischen Abschnitte umfasste vier Arten sexueller Aktivitäten: Geschlechtsverkehr hinter dem Eintritt, Geschlechtsverkehr mit der überlegenen Frau, Fellatio und Geschlechtsverkehr mit dem überlegenen Mann. Von acht verschiedenen sexuell aktivierten Filmen waren diese vier Aktivitäten mit dem höchsten Grad an wahrgenommener sexueller Erregung und Erektion des Penis in einer Stichprobe von gesunden männlichen 40-Männern assoziiert. Schließlich wurden die Versuchspersonen nicht über die Anordnung der Segmente informiert, um einen möglichen Antizipationseffekt zu kontrollieren.

Während der fMRT-Sitzungen wurden die Filmclips den Probanden durch einen Spiegel oben auf der Kopfspule präsentiert, der Videobilder von außerhalb des Magnetraums empfängt. Echoplanare Bilder (EPI) wurden mit einem 1.5-T-MRT-System (Magentom Vision Plus, Siemens, Erlangen, Deutschland) aufgenommen. Alle 5 s wurden 3.106 Scheiben (2 mm dick) in einer geneigten axialen Ebene aufgenommen, die mit der AC-PC-Achse ausgerichtet war. Diese T0.6-gewichteten Funktionsbilder wurden unter Verwendung einer EPI-Pulssequenz (TR = 60 ms, TE = 90 ms, Flip 240, FOV = 64 mm, Matrix = XNUMX) aufgenommen 64). Nach dem funktionellen Scannen wurden hochauflösende Daten über eine T1-gewichtete 3D-Volumenerfassung erfasst, die unter Verwendung einer Gradientenechopulssequenz erhalten wurde (TR = 9.7 ms, TE = 4 ms, Flip = 12, FOV = 240 mm, Matrix = 200) 256).

Die Daten wurden unter Verwendung von Statistical Parametric Mapping (SPM99, Wellcome Department für kognitive Neurologie, London, UK) analysiert. Die Scans wurden neu ausgerichtet und unter Verwendung der Standardvorlage des Montreal Neurological Institute (MNI) räumlich normalisiert. Die Bilder wurden dann im Raum mit einem 3D-Isotopen-Gauß-Kern (volle Breite bei halbem Maximum, FWHM, 8 mm) gefaltet, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und verbleibende Variationen der funktionellen Neuroantomie zu berücksichtigen, die normalerweise zwischen Probanden bestehen nach räumlicher Normalisierung. Die Auswirkungen bei jedem Voxel wurden unter Verwendung des allgemeinen linearen Modells geschätzt. Voxelwerte für jeden Kontrast ergaben eine statistische Parameterkarte der t Statistik (SPMt), anschließend in die Einheitsnormalverteilung umgewandelt, SPM {Z}. Ein 'Zufallseffektmodell' wurde implementiert, um die E (Erotik) minus N (Neutral) -Kontraste zu erzeugen. Dieses Modell wird in SPM99 mithilfe eines mehrstufigen Ansatzes implementiert.

Der Hypothalamus, der Thalamus, der anteriore Cingula-Gyrus, der occipitotemporale Cortex, der vordere temporale Cortex, der Parietalkortex, die Amygdala, die Hippocampus-Formation, das Orbitofrontalkortex, das ventrale Striatum, das Claustrum, die Nucleus Accumbens und die Parietal Lobula haben einen großen Umfang bei männlichen Probanden.^{2, 3, 4, 8} Für jeden der oben erwähnten Gehirnbereiche wurde ein Satz von Koordinaten berechnet, indem der Durchschnitt für jede orthogonale Achse genommen wurde X, Y und Z der gemeldeten Talairach-Koordinaten.⁹ Vorbestimmte interessierende Bereiche (ROI) wurden durch Kugeln mit einem Radius von 9 mm und für die Mitte durch die berechneten durchschnittlichen gemeldeten Koordinaten begrenzt. Für diese Priori-ROIs wurde der Höhenschwellenwert auf festgelegt P<0.001 (z= 3.09), unkorrigiert für mehrere Vergleiche. Für andere Gehirnbereiche wurde die Höhenschwelle auf festgelegt P<0.05, korrigiert für Mehrfachvergleich.

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Die Ergebnisse

Wenn die mit dem Betrachten des emotional neutralen Filmsegmentes (S) verbundene Aktivität des Blutsauerstoffpegels (BOLD) von der mit dem Betrachten des erotischen Segments (E) verbundenen Aktivität subtrahiert wurde,P<0001, nicht korrigierte) Aktivierungsorte sind in aufgeführt Tabelle 2 und in dargestellt Figuren 1 und 2. Die wichtigsten Aktivierungsbereiche, die mit der sexuellen Erregung von visuellen Reizen verbunden sind, waren Occipitotemporalbereich, anteriore Cinguli Gyrus, Insula, Orbitofrontalkortex, Caudatkern. Hypothalamus und Thalamus wurden jedoch nicht aktiviert.

Abbildung 1.

Gehirnbereiche, deren Aktivierung mit erotisch-visuellen Reizen bei gesunden männlichen Probanden im mittleren Alter zusammenhängt (gepoolte Gruppendaten, N= 10).

Vollständige Figur und Legende (162K)

Abbildung 2.

Axialansicht aktivierter Hirnareale durch erotische visuelle Reize bei gesunden männlichen Probanden (gepoolte Gruppendaten, N= 10).

Vollständige Figur und Legende (355K)

Tabelle 2 - Gehirnregionen mit unterschiedlicher Aktivität als Reaktion auf sexuell explizite und emotional neutrale visuelle Reize bei gesunden männlichen Probanden mittleren Alters (gepoolte Gruppendaten, N= 10).

Voller Tisch

Diskussion

Es wurde vorgeschlagen, dass die sexuelle Erregung des Menschen, die normalerweise durch äußere Reize oder endogene Faktoren ausgelöst wird, eine multidimensionale Erfahrung ist, die aus vier eng miteinander verknüpften und koordinierten Komponenten besteht: kognitive, emotionale, motivationale und physiologische.^{8, 10}

In der vorliegenden Studie waren die Hauptaktivierungsbereiche, die mit der sexuellen Erregung für visuelle Reize verbunden sind, der Occipitotemporal-Bereich, der vordere cingulöse Gyrus, die Insula, der Orbitofrontalkortex und der Caudat-Kern. Hypothalamus und Thalamus wurden jedoch nicht aktiviert. Die Aktivierung des Occipitotemporal-Bereichs stimmt mit den Ergebnissen einer kürzlich durchgeführten Funktionsstudie überein, bei der emotional belastete visuelle Stimuli eine erhöhte Aktivierung in dieser kortikalen Region hervorriefen.^{11, 12} Reiman et al.¹³ lieferte einige Beweise dafür, dass der vordere cingulöse Gyrus an der bewussten Erfahrung von Emotionen beteiligt ist. In der funktionellen Neuroimaging-Studie korrelierte die Aktivierung des vorderen Gyrus cingula mit dem Grad der wahrgenommenen sexuellen Erregung, der mit dem wahrgenommenen Drang nach sexuellen Handlungen zusammenhängt.⁸ Diese Ergebnisse wurden in den folgenden Studien mit fMRI repliziert.^{2, 3, 4} Es hat sich gezeigt, dass der orbitofrontale Kortex in die Darstellung von Belohnungen involviert ist.¹⁴ Redoute et al.⁸ wies darauf hin, dass die in ihrer PET-Studie festgestellte orbitofrontale Aktivierung möglicherweise mit der Darstellung der angenehmen körperlichen Empfindungen in Verbindung gebracht wurde, die durch Penisschwellung hervorgerufen wurden.

In der vorliegenden Studie wurden der Thalamus und der Hypothalamus nicht aktiviert. Die afferenten Stimuli werden über den Thalamus, der den Fluss der sensorischen Informationen reguliert, in den Cortex geleitet. Interessanterweise stellt der Thalamus eine Drehscheibe dar, von der aus jeder Bereich des Kortex mit anderen Gehirnregionen kommunizieren kann. Es wurde theoretisch angenommen, dass diese weitreichende thalamokortikale Vernetzung eine neuronale Basis für das bewusste Bewusstsein darstellt.¹⁵ Wenn diese Hypothese richtig wäre, würde der Thalamus in die kognitive Dimension der sexuellen Erregung einbezogen. Eine der wichtigsten thalamokortikalen Verbindungen ist der cortico-striato-thalamo-corticale Curcuit. Es wird angenommen, dass Projektionen aus dem Orbitofrontalkortex über den Caudatkern, die beide als inhibitorische Systeme betrachtet werden, kontextbezogene Operationen und Antworthemmung vermitteln.¹⁶ In Anbetracht dieser Ansicht könnte die Nichtaktivierung des Thalamus und die Aktivierung des orbitofrontalen Kortex und des Caudatkerns in dieser Studie darauf schließen lassen, dass Männer mittleren Alters durch die thalamokortikale Verbindung stärker gehemmt und dann weniger auf die visuellen sexuellen Reize geweckt werden als junge. Eine große Anzahl von Studien hat den Hypothalamus mit der sexuellen Reaktion verknüpft. Neuroanatomisch beeinträchtigen Läsionen im medial preoptischen Bereich des Hypothalamus das männliche Kopulationsverhalten bei allen getesteten Spezies.¹⁷ und die elektrische Stimulation des paraventrikulären Kerns des Hypothalamus ist mit der Erektion bei Ratten verbunden.¹⁸ Außerdem stimuliert die direkte Injektion von Apomorphin, Dopamin-Agonist, in den paraventrikulären Nucleus neurochemisch Erektionen bei den Ratten.¹⁹ Redoute et al.⁸ zeigten eine Korrelation zwischen Aktivierung im Hypothalamus und Messungen der Penisschwellung in der PET-Studie. Arnow et al.² berichtete auch über ähnliche Ergebnisse in der fMRI-Studie. Interessanterweise Karama et al.⁴ berichteten, dass der Hypothalamus bei Frauen als Reaktion auf visuelle sexuelle Reize weniger aktiviert war als bei Männern und wies darauf hin, dass weibliche Probanden physiologisch weniger erregt waren als männliche Probanden. Yang²⁰ untersuchten die Gehirnaktivierung auf visuelle sexuelle Reize bei depressiven Patienten mit sexueller Dysfunktion und berichteten, dass Hypothalamus und Thalamus weniger aktiviert waren als normale Kontrollgruppen. Basierend auf den oben genannten Ergebnissen deutet die Nichtaktivierung von Hypothalamus in dieser Studie für männliche Männer mittleren Alters darauf hin, dass diese Personen in Reaktion auf die erotischen visuellen Reize physiologisch weniger erregt waren. Obwohl Beweise für solche inhibitorischen Mechanismen gegenüber Hypothalamus weitgehend indirekt waren und viel weniger Aufmerksamkeit als exzitatorische Mechanismen fanden, hat ein kürzlich erfolgter Versuch, die spezifisch sexuell inhibierenden Wirkungen von Serotonin zu lokalisieren, eine inhibitorische Rolle im lateralen Hypothalamusbereich.²¹ Dies steht im Einklang mit den etablierten hemmenden Wirkungen spezifischer Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRIs) auf die sexuelle Reaktion.²²

In Anbetracht der umfassenden Interkonnektivität des Gehirns und des Modells der „doppelten Kontrolle“ der sexuellen Reaktion könnte einer der Mechanismen der Nichtaktivierung im Thalamus und Hypothalamus, die als primitives Zentrum für sexuelle Erregung bekannt sind, eine übertriebene Hemmung des Hemmsystems sein.

Zu den Einschränkungen der Studie ist zunächst festzuhalten, dass wir nur Männer mittleren Alters untersucht hatten und die junge Kontrollgruppe nicht eingeschlossen war. Da unser Studiendesign (z. B. die Dauer von erotischen und neutralen Filmsegmenten) den vorherigen Arbeiten für die jüngeren sehr ähnlich war, wäre es möglich, die anderen indirekt zu vergleichen.^{2, 4} Um die Variabilität der Forschung im Bereich der funktionellen Bildgebung zu kontrollieren, sollte jedoch eine Vergleichsstudie für ältere und junge Erwachsene gleichzeitig erforderlich sein. Zweitens konnten wir die Interkonnektivität bestimmter Hirnregionen mit exzitatorischem und inhibitorischem System nicht direkt demonstrieren. Daher sollten unsere Interpretationen als Hypothese betrachtet werden, die in der zukünftigen, direkteren Studie, die sich auf diese Gehirnschaltung konzentriert, getestet werden sollte. Eine weitere Einschränkung betrifft das Fehlen objektiver Maßnahmen für die sexuelle Erregung, wie beispielsweise das Aufschwellen des Penis.

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Schlussfolgerungen

Mit fMRI haben wir erstmals die funktionelle Neuroanatomie des Gehirns identifiziert, die mit der sexuellen Erregung bei Männern mittleren Alters zusammenhängt. Das Ergebnis war die Aktivierung von Occipitotemporal-Gyrus, anteriore Cinguli-Gyrus, Orbitofrontalkortex und Nichtaktivierung von Hypothalamus und Thalamus. Wir vermuten, dass die Nichtaktivierung von Hypothalamus und Thalamus bei Männern mittleren Alters für die geringere physiologische Erregung als Reaktion auf die erotischen visuellen Reize verantwortlich sein kann.

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Danksagung

Diese Arbeit wurde von Grant Nr. R01-2003-000-10432-0 aus dem Grundlagenforschungsprogramm der Korea Science & Engineering Foundation unterstützt.