Freude statt Salienz aktiviert den humanen Nucleus Accumbens und den medialen präfrontalen Cortex (2007)

EINFÜHRUNG

Neuere funktionelle Bildgebungsstudien haben die Aktivierung von menschlichen Belohnungsstrukturen, einschließlich Nucleus accumbens (NAc) und medialer präfrontaler Kortex (mPFC), mit der Wahrnehmung von angenehmen emotionalen Reizen verbunden, durch die Präsentation einestraktive Gesichter (Aharonet al. 2001; O'Doherty et al. 2003), Bilder von Lieben (Aronet al. 2005; Bartels und Zeki 2004; Fisheret al. 2005), ästhetisches Kunstwerk (Kawabata und Zeki 2004), süchtig machende Drogenhinweise (David et al. 2005; Siessmeieret al. 2006), Einend Erotik (Ferretiet al. 2005; Hamannet al. 2004; Karamaet al. 2002). Obwohl eine Gemeinsamkeit der oben genannten visuellen Reize eine angenehme Wertigkeit ist, können andere Eigenschaften, die diesen Reizen gemeinsam sind, mit einer Aktivierung des menschlichen NAc und mPFC assoziiert sein.

Es wurde auch gezeigt, dass nicht stimulierende Stimuli, die als diejenigen aktiviert werden, die Aufmerksamkeit erregen oder hervorrufen, eine ventrale striatale Aktivität beim Menschen auslösen (Zink et al. 2003, 2006) und im Tiermodell (Horvitz 2000; Salamon 2005). In diesen Studien ist die Aktivierung des ventralen Striatums mit harmlosen und seltenen Distraktor-Stimuli verbunden, die für eine zentrale Aufgabe irrelevant sind. Weil diese hervorstechenden Reize nicht angenehm sind und dennoch messbare Antworten erzeugen, es wird argumentiert, dass das ventrale striatale System Belohnung unspezifisch ist. Aus dieser Perspektive würde erwartet werden, dass ausgeprägte angenehme und unangenehme Bildreize eine äquivalente ventrale striatale Aktivierung auslösen.

Die bisherige Arbeit hat gezeigt, dass Bildreize, die mit einer hohen emotionalen Intensität bewertet werden, ob angenehm oder unangenehm, nicht nur mit einer größeren zentralen und peripheren physiologischen Reaktivität assoziiert sind (Bradleyet al. 2003; Cuthbertet al. 2000; Sabatinelli et al. 2005), aber auch mit verlängerter Betrachtungszeit, verzögerter Nachreaktionszeit und Zinsbewertungen (Bradleyet al. 1999; sehen Lang und Davis 2006). Dieses Muster gilt trotz äquivalenter Wahrnehmungseigenschaften (z. B. Farbe, Helligkeit, Raumfrequenz; Junghöfer et al. 2001; Sabatinelli et al. 2005). Daher betrachten wir für die Zwecke dieser Studie angenehme und unangenehme Bildstimuli, die normativ mit hoher emotionaler Erregung bewertet werden, als eine höhere Salienz als neutrale Bilder mit niedriger Bewertung der emotionalen Erregung.

Es wurde berichtet, dass der menschliche NAc abgestufte Antworten auf Hinweise mit unterschiedlichem Vorhersagewert zeigt, so dass eine größere Signaländerung mit zuverlässigeren Signalen der Belohnung assoziiert ist (Abler et al. 2006; Knutsonet al. 2005; Preuschoffet al. 2006). Die bewertete Intensität von emotionalen Reizen ist in ähnlicher Weise mit der Größe der physiologischen Reaktion verbunden; z. B. geben bei gleich gut appetitiven oder aversiven Bildern diejenigen, die als intensiver bewertet werden, eine stärkere physiologische Reaktion (Bradleyet al. 2001a; Cuthbertet al. 1996; Langet al. 1993; Sabatinelli et al. 2005). Daher könnten Bilder, die als emotional anregender bewertet werden, eine größere Reaktivität in NAc erwarten lassen.

In der vorliegenden Studie untersuchen wir männliche und weibliche Teilnehmer, die Bilder betrachten, die als angenehm, neutral und unangenehm beurteilt werden. Es werden Ergebnisse aus zwei getrennten Experimenten berichtet, eine erste Studie und eine anschließende Replikation und Erweiterung mit einer neuen Stichprobe von Teilnehmern. Drei Probleme bezüglich der Reaktivitätsrate von menschlichen Belohnungskreisen werden angesprochen. Um die belohnungsunspezifische (oder salienzgetriebene) Perspektive der mesolimbischen Funktion zu untersuchen, untersuchen wir zunächst, ob unangenehme Bilder die NAc und mPFC in gleichem Maße aktivieren wie angenehme Bilder. Wir schließen mPFC in diese Untersuchung ein, da es eine dichte kortikale Stelle der NAc-Interkonnektivität ist (Ferry et al. 2000; Robertset al. 2007) und korreliert mit NAc-Aktivität in menschlichen Belohnungsstudien (Knutsonet al. 2003; Rogerset al. 2004). Wir untersuchen auch die Empfindlichkeit von NAc gegenüber Bildern gleicher Wertigkeit, aber unterschiedlicher emotionaler Erregung, um zu untersuchen, ob die abgestufte Reaktion der Struktur auf abstrakte Belohnungsprädiktoren (Abler et al. 2006; Knutsonet al. 2005; Preuschoffet al. 2006) erstreckt sich auf inhärent emotionsauslösende Reize. Unter Berücksichtigung der geschlechtsspezifischen Unterschiede in den Erregungsbewertungen (Bradleyet al. 2001b; Janssenet al. 2003), Hautleitfähigkeit (Bradleyet al. 2001b) und visuellem kortikalen Blutsauerstoffspiegel-abhängigen (BOLD) Signal (Sabatinelli et al. 2004) wurden als Reaktion auf sowohl angenehme als auch unangenehme Bildreize berichtet, mögliche parallele Unterschiede in der NAc - und mPFC - Reaktivität bei Männern und Frauen werden bewertet.

METHODEN

ERGEBNISSE

Volumenanalyse

Eine random-effects-ANOVA des durchschnittlichen 1-Volumens der Studie identifizierte signifikante Cluster von Voxeln mit einer stärkeren BOLD-Signaländerung als Antwort auf Erotika im Vergleich zu neutralen Personenbildern. Wie gezeigt in Abb.. 1, zuverlässige Aktivierung wurde in NAc gefunden (A; ± 10, 9, -2) und mPFC (C; -5, 41, 5). Der ereigniskorrelierte zeitliche Verlauf der gruppentranszierten BOLD-Signaländerung in diesen Clustern ist für jede Bildkategorie in dargestellt Abb.. 1, B und D, und zeigt eine selektive Zunahme der Aktivität ausgelöst durch erotische Bilder, aber keine Erhöhung gegenüber der Grundlinie nach der Präsentation von neutralen Personen oder Verstümmelungsbilder. Es wurde kein signifikanter Unterschied in der NAc- oder mPFC-Aktivität in den Kontrastierungen von Verstümmelung und neutralen Personenbilddarstellungen gefunden.

 

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FEIGE. 1.

Studie 1: funktionelle Aktivität während der erotischen Bildverarbeitung, bezogen auf neutrale Personenbilder. Random-Effects-Analysen zeigen bilaterale Nucleus Accumbens (A; ± 10, 9, -2) und medialen präfrontalen Kortex (C; -5, 41, 5) Aktivierung, die bei erotischen relativ zu neutralen Bildpräsentationen größer ist. Ereignisbezogene Zeitverläufe der prozentualen Oxygenierung des Blutspiegels (BOLD) im Nucleus Accumbens (NAc, B) und medialer präfrontaler Kortex (mPFC, D) enthüllen, dass im Gegensatz zur Reaktion auf erotische Bilder (gelb), Verstümmelungsbilder (rot) nicht zu einer Signalverstärkung führten und sich nicht von der Aktivität neutraler Personenbilder (blau) unterschieden.

In Übereinstimmung mit den 1-Daten der Studie identifizierte eine Zufalls-Effekt-ANOVA des durchschnittlichen 2-Studienvolumens Cluster von Voxeln in NAc (Abb.. 2A: ± 4, 2, -3) und mPFC (Abb.. 2C; -4, 39, 4) mit einem größeren BOLD-Signalwechsel während Erotik und Romantik relativ zu den am wenigsten erregenden Bildinhalten (dh neutrale Personen und Zahnmedizin). Der ereignisbedingte zeitliche Verlauf des durchschnittlichen Signalwechsels wird für jede Bildkategorie in angezeigt Abb.. 2, B und D, die eine selektive Steigerung der Aktivität nach erotischen und romantischen Bildern zeigen, aber keine Erhöhung gegenüber der Grundlinie nach Vorlage neutraler Personen-, Zahn-, Schlangen- oder Bedrohungsbilder. Keine signifikante Aktivität in NAc oder mPFC wurde in Kontrasten gefunden, die eher aversive Inhalte (Schlangen, menschliche Bedrohung) und weniger erregende Bildpräsentationen hervorrufen.

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FEIGE. 2.

Studie 2: funktionelle Aktivität bei erotischer und romantischer Bildverarbeitung, relativ zu neutralen Personen und Zahnszenen. Random-Effects-Analysen zeigen bilaterale Nucleus Accumbens (A; ± 4, 2, -3) und medialen präfrontalen Kortex (C; -4, 39, 4) Aktivierung, die während der erotischen und romantischen im Vergleich zu neutralen Menschen und zahnmedizinischen Szenenpräsentationen größer ist. Ereignisbedingte Zeitverläufe der prozentualen BOLD-Signaländerung in NAc (B) und mPFC (D) zeigen, dass, im Gegensatz zur Reaktion auf erotische (gelbe) und romantische (weiße) Bilder, der Inhalt der Schlange (Magenta) und der menschlichen Bedrohung (rot) keine Signalverstärkung hervorruft und sich nicht von der Aktivität neutraler Personen unterscheidet (blau ) und dentale Szene (hellblau) Bilder.

DISKUSSION

Eine angenehme Bildwahrnehmung war mit einem sehr zuverlässigen Anstieg des NAc- und mPFC-BOLD-Signals verbunden. Diese Aktivierung ist wahrscheinlich kein Ergebnis von Bildsalien, da Bilder von schrecklichen Verletzungen, bedrohlichen Schlangen oder aggressiven Personen keine Signalverstärkungen hervorriefen, noch unterschied sich die Aktivität im primären visuellen Kortex über die Bildkategorien hinweg. Die klare Unterscheidung zwischen NAc- und mPFC-Aktivität, hervorgerufen durch angenehme Bilder und alle anderen Bildkategorien, wurde trotz einer kurzen Präsentationsserie von 24 bis 30 Total Trials offensichtlich. Frühere Studien mit nahezu identischen Stimuli haben starke Hinweise auf Orientierungs- und Neuheitsreaktionen auf aversive Bilder, einschließlich selbstbestimmter Betrachtungszeit (Langet al. 1993), Hautleitfähigkeit (Bradley et al. 2001) und das elektrokortikale ereignisbezogene Potential (Cuthbertet al. 2000; Sabatinelli et al. 2007). Daher stützen diese Daten nicht die Perspektive, dass die humane ventrale striatale Reaktivität eher durch Salienz als durch Belohnung gesteuert wird. Die selektive Aktivierung von NAc und mPFC zu angenehmen visuellen Reizen (ein Valenz-Effekt) steht im Gegensatz zu zuverlässigen BOLD-Signal-Erhöhungen, die sowohl durch angenehme als auch unangenehme visuelle Reize (eine Erregungswirkung) in Amygdala hervorgerufen werden.Breiteret al. 1996; Garavanet al. 2001; Sabatinelli et al. 2005), anterior cingulate (Brittonet al. 2006; Bush et al. 2000) und inferior temporal visueller Kortex (Bradleyet al. 2003; Sabatinelli et al. 2005; Vuilleumieret al. 2001) und schlägt eine dedizierte Rolle von NAc und mPFC bei der Belohnungsverarbeitung vor.

Die Größe von NAc und mPFC-Signal unterschieden sich nicht in Abhängigkeit davon, ob Bilder erotischen oder romantischen Inhalt darstellen, trotz deutlicher Unterschiede in den normativen Bewertungen der emotionalen Erregung. Diese Daten legen nahe, dass während der Bildwahrnehmung der menschliche NAc und der mPFC spezifisch auf Stimulus-Annehmlichkeit reagieren, anstatt auf emotionale Erregung. Diese relative Unempfindlichkeit gegenüber der bewerteten Erregung von Bildern unterscheidet sich von den Reaktivitätsmustern, die bei einer Vielzahl von peripheren und zentralen physiologischen Messungen beobachtet werden, einschließlich Hautleitfähigkeit und Gesichts-Elektromyographie (Bernatet al. 2006; Langet al. 1993), die Modulation des Schaustellungsreflexes (Bradley et al. 2001; Cuthbertet al. 1996), die Amplitude des elektrokortikalen späten positiven Potentials (Cuthbertet al. 2000; Schuppet al. 2003), und in BOLD Signaländerung im ventralen visuellen Kortex und Amygdala (Bradleyet al. 2003; Phanet al. 2004; Sabatinelli et al. 2005; Winstonet al. 2005). Es sollte bemerkt werden, dass die angenehmen Reize, die hier verwendet wurden - erotische und romantische Paare - Varianten zu einem Thema der sexuellen Gelegenheit waren, eine explizite und eine implizite. Daher wird es wichtig sein, das Problem erneut zu untersuchen, wenn andere angenehme (aber nicht-sexuelle) Reize verarbeitet werden.

Bei subkortikaler NAc oder kortikaler mPFC waren in keiner der Proben Unterschiede zwischen Männern und Frauen zu erkennen. Es scheint, dass auf der Ebene des mesolimbischen Belohnungskreises sowohl Männer als auch Frauen für diese Art von angenehmem Hinweis empfänglich sind. Geschlechtsunterschiede, die zuvor bei sensorischen kortikalen, peripheren physiologischen und Selbstbericht-Messungen beobachtet wurden (Bradley et al., 2001; Costa et al. 2003; Janssenet al. 2003; Karamaet al. 2002; Langet al. 1998; Sabatinelli et al. 2004) und die damit verbundene Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen der emotionalen Erregung kann in nachgeschalteten oder parallelen Kreisläufen auftreten.

In Übereinstimmung mit früheren Studien mit angenehmen visuellen Reizen (Kawabata und Zeki 2004; O'Doherty et al. 2003), zeigte der zeitliche Verlauf der mPFC-Aktivität nach einem angenehmen Bildbeginn in den Studien I und II einen deutlichen Anstieg des BOLD-Signals. Neutrale und unangenehme Bildreize verursachen jedoch anscheinend eine Verringerung des mPFC-BOLD-Signals im Vergleich zur Grundlinie des Prepictures. Tatsächlich zeigen Tests des mPFC-Signalwechsels eine zuverlässige Abnahme der Signalintensität nach neutralen und unangenehmen Bildern in Studie 1 [F(1,21) = 29.30, P <0.001] und Studie 2 [F(1,21) = 8.81, P <0.01]. Obwohl die Art der BOLD-Signalabnahme weniger bekannt ist als die BOLD-Zunahme und möglicherweise eine Unterbrechung der laufenden „Standard“ -Aktivität widerspiegelt (Gusnardet al. 2001), kann dieses Reaktivitätsmuster in mPFC ein Ergebnis einer unerfüllten Erwartung einer angenehmen Bild- (Belohnungs-) Präsentation sein (Knutsonet al. 2003; Rogerset al. 2004; Schultz 1998), ähnlich den Reaktionen, die in Konditionierungsstudien beobachtet wurden, in denen vorhergesagte belohnende unkonditionierte Stimuli nicht erscheinen (Abler et al. 2006; Pessiglioneet al. 2006). Die Möglichkeit, das BOLD-Signal als eine Funktion einer nicht erfüllten Belohnungsabgabe zu verringern, erfordert eindeutig fokussiertere Forschungsdesigns.

Zusammengefasst sind die menschliche NAc und mPFC selektiv auf angenehme, relativ neutrale oder unangenehme Bildinhalte reaktiv. Darüber hinaus wurde die Größe des BOLD-Signals speziell durch die emotionale Valenz der Bilder und nicht durch Erregung bestimmt. TDeutsch: bio-pro.de/de/region/stern/magazin/...3/index.html. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...2/index.html Denn erotische Bilder waren von mäßig weckenden romantischen Bildern nicht zu unterscheiden, ebenso wenig Unterschiede zwischen den unschönen Bildinhalten, was darauf hindeutet, dass NAc und mPFC im Gegensatz zu vielen anderen in der Bildforschung untersuchten neuralen Strukturen besonders empfindlich auf Bildfreude und - Deutsch sind nicht zu emotionaler Intensität. Schließlich scheinen diese Effekte geschlechtsspezifisch zu sein, da in den umfangreichen Stichproben der Teilnehmer, die in zwei Experimenten untersucht wurden, kein Unterschied zwischen Männern und Frauen festgestellt wurde. Insgesamt deuten diese Daten darauf hin, dass die Aktivierung des humanen mesolimbischen Belohnungssystems (dh NAc und mPFC) nicht durch die Salienz (Erregung, Aufmerksamkeitserfassung) des Inhalts der visuellen Szene während des freien Betrachtens verbessert wird, sondern spezifisch eine Reaktion auf die Image-Annehmlichkeit ist.

STIPENDIEN

Diese Forschung wurde vom National Institute of Mental Health Stipendium P50-MH-072850 unterstützt.