Korean J Radiol. 2010 May-Jun;11(3):278-85. doi: 10.3348 / kjr.2010.11.3.278. Epub 2010 April 29.
Sundaram T1, Jeong GW, Kim TH, Kim GW, Baek HS, Kang HK.
Abstrakt
ZIEL:
Beurteilung der dynamischen Aktivierungen der zentralen Gehirnbereiche, die mit dem Zeitverlauf der sexuellen Erregung verbunden sind, die durch visuelle sexuelle Reize bei gesunden männlichen Probanden hervorgerufen werden.
MATERIALEN UND METHODEN:
An dieser Studie nahmen 14 rechtshändige, heterosexuelle männliche Freiwillige teil. Alternativ wurden kombinierte Ruhezeiten und erotische Videostimulation gemäß dem Standardblockdesign verwendet. Um die räumlich-zeitlichen Aktivierungsmuster der wichtigsten Hirnregionen zu veranschaulichen und zu quantifizieren, wurde die Aktivierungsperiode in drei verschiedene Stadien unterteilt: die Stadien EARLY, MID und LATE.
ERGEBNISSE:
Für das Gruppenergebnis (p <0.05) wurde beim Vergleich des MID-Stadiums mit dem EARLY-Stadium ein signifikanter Anstieg der Gehirnaktivierung in den Bereichen beobachtet, die den unteren Frontalgyrus, den zusätzlichen motorischen Bereich, den Hippocampus und den Kopf von umfassten der Nucleus caudatus, das Mittelhirn, der Gyrus occipitalis superior und der Gyrus fusiformis. Gleichzeitig ergaben das Putamen, der Globus Pallidus, die Pons, der Thalamus, der Hypothalamus, der Lingualgyrus und der Cuneus beim Vergleich des EARLY-Stadiums mit dem MID-Stadium signifikant erhöhte Aktivierungen. Beim Vergleich des LATE-Stadiums mit dem MID-Stadium zeigten alle oben genannten Hirnregionen mit Ausnahme des Hippocampus erhöhte Aktivierungen.
FAZIT:
Unsere Ergebnisse zeigen die räumlich-zeitlichen Aktivierungsmuster der wichtigsten Gehirnregionen in den drei Stadien der visuellen Erregung.
KEYWORDS:
Gehirnaktivierung; Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI); Sexuelle Erregungsdynamik
Ein Teil der sehr begrenzten Informationen, die von Menschen mit Gehirnläsionen zur Verfügung stehen, sind die Studien, die an Patienten mit Epilepsie durchgeführt wurden, die seltenen Studien zur elektrischen Stimulation des Gehirns und Tierstudien und insbesondere diejenigen, die Nagetiere verwenden, waren die Hauptquelle Informationen über die neuralen Mechanismen, die die sexuelle Erregung / das sexuelle Verhalten steuern (1). Die Schlussfolgerungen und Informationen aus der Tierforschung sind jedoch nicht ausreichend, da das menschliche Sexualverhalten artspezifische Merkmale aufweist und die sexuelle Erregung des Menschen von den komplexen Einflüssen von Kultur und Kontext abhängt (2). Kürzlich wurde vorgeschlagen, dass die sexuelle Erregung des Menschen, die normalerweise durch äußere Reize oder endogene Faktoren ausgelöst wird, eine mehrdimensionale Erfahrung ist, die aus vier eng miteinander verbundenen und koordinierten Komponenten besteht: einer kognitiven Komponente, einer emotionalen Komponente, einer Motivationskomponente und einer physiologischen Komponente ((3). Die Beiträge der kognitiven Komponente zur sexuellen Erregung sind nicht vollständig bekannt, sie umfassen jedoch die Bewertung und Bewertung des Stimulus, die Kategorisierung des Stimulus als sexuell und eine affektive Reaktion (3, 4). Die Aktivierung des physiologischen Systems, das die sexuelle Funktion in beiden Geschlechtern koordiniert, kann in zentrale Erregung, periphere Nichtgenitalerregung und Genitalerregung (5).
Moderne Neuroimaging-Techniken ermöglichen das in vivo Beobachtung der Gehirnaktivierung, die mit sensorischer oder kognitiver Verarbeitung und emotionalen Zuständen korreliert. Die bisherigen Studien mit der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) (3, 4, 6-8) oder funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) (9-15) haben sich hauptsächlich auf visuelle sexuelle Reize wie visuelle Erotik konzentriert, und diese Studien haben erhöhte neuronale Aktivitäten in verschiedenen zerebralen Regionen gezeigt, einschließlich des unteren Gyrus inferior, des unteren Gyrus inferior, des cingulösen Gyrus, des Insula gyrus, des Corpus callosum. der Thalamus, der Hypothalamus, die Amygdala, der Nucleus caudatus und der Globus pallidus. Die fMRI misst die Änderungen der regionalen zerebralen Aktivität durch die Signalerkennung des Blutsauerstoffpegels (BOLD). Diese Modalität bietet methodische Vorteile gegenüber PET: Die fMRI ist nicht invasiv und erfordert keine Radiotracer-Injektion, da bei PET die zeitliche Auflösung der fMRI größer ist als das von PET, mit dem die frühe Reaktion auf Reize erkannt werden kann, und die fMRT kann nicht nur zur Untersuchung der zerebralen Reaktionen einer Gruppe von Probanden verwendet werden, sondern auch zur Untersuchung der Reaktionen einzelner Probanden, was mit PET schwieriger ist (14, 16, 17).
Darüber hinaus sind Studien erforderlich, um die zeitlichen Assoziationen der Aktivität des Zentralnervensystems und der Reaktionen des peripheren / Endorgans auf die visuelle sexuelle Stimulation zu bewerten und zu trennen (10, 18). Daher verwendete die vorliegende Studie einen 3T fMRI-Scanner, um die dynamischen Aktivierungen der wichtigsten Hirnregionen, die mit dem Zeitverlauf der sexuellen Erregung verbunden sind, die durch visuelle sexuelle Stimulation hervorgerufen werden, ohne invasive objektive und subjektive Messungen mittels Penisplethysmographie zu analysieren. Um die räumlich-zeitlichen Aktivierungsmuster der zentralen Gehirnregionen zu identifizieren und zu quantifizieren, wurde jede Aktivierungsperiode unseres fMRI-Paradigmas in drei verschiedene Stadien, dh die Stadien EARLY, MID und LATE, unterteilt, die Informationen über den Zeitverlauf lieferten neuronale Aktivierung.
Diese Studie wurde entwickelt, um die Zeitverlaufsinformationen über die Hirnaktivierung auszuwerten, die mit der sexuellen Erregung verbunden sind, die durch visuelle Reize bei gesunden Männern hervorgerufen wird.
Material und Methoden
Teilnehmer
An dieser Studie nahmen 25 männliche Probanden mit einem Durchschnittsalter von 22 Jahren (Bereich: 28-5 Jahre) teil. Die Einschlusskriterien waren rechtshändig und ausschließlich heterosexuell. Die Ausschlusskriterien waren Hinweise auf psychiatrische und / oder sexuelle Störungen sowie Hinweise auf eine aktuelle pharmakologische Behandlung. Die potenziellen Teilnehmer wurden befragt, um sicherzustellen, dass sie die Kriterien erfüllten. Die lokale Ethikkommission genehmigte diese Studie und die Probanden gaben ihre schriftliche Einverständniserklärung ab. Nach Abschluss der Studie wurden die Teilnehmer gebeten, einen Fragebogen auszufüllen, um ihre subjektiven Erfahrungen in Bezug auf „Attraktivitätsgrade“ und „sexuelle Erregung“ auf einer XNUMX-Punkte-Skala zu bewerten.
Aktivierungsparadigma
Die fMRI-Studie wurde gemäß dem Standard-Blockdesignprotokoll mit zwei Restblöcken, die jeweils für die 1-Minute dauerten, und zwei Aktivierungsblöcken, die jeweils für die 3-Minuten dauerten, durchgeführt. Die Blöcke wurden in der folgenden Reihenfolge angeordnet: Rest-Activation-Rest- Aktivierung.
Während der Aktivierungsphase wurden erotische Videoclips mit dem Inhalt einvernehmlicher sexueller Interaktionen zwischen einem Mann und einer Frau (Streicheln und Vaginalverkehr) gezeigt. Dieser Inhalt der Videoclips wurde zuvor von einem Psychologen und einem Urologen genehmigt, die beide Sexualmedizin studierten. Die visuellen Reize wurden auf einem Personal Computer erzeugt und dann über einen Flüssigkristallanzeigeprojektor auf einen Bildschirm im MRT-Scannerraum projiziert. Die gleichen Videoclips wurden von den Freiwilligen mit Hilfe eines Spiegels angesehen, der an der Kopf-Hochfrequenzspule vor der Stirn des Probanden befestigt war.
Funktionale Bilderfassung
Die BOLD-Funktionsbilder wurden auf einem 3.0-T-MR-Scanner (Magnetom Trio, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Deutschland) mittels der T2 * -gewichteten Echo Planar Imaging (EPI) -Pulssequenz mit den folgenden Parametern aufgenommen: TR = 3,000 ms, TE = 30 ms, Matrixgröße = 64 × 64, FOV = 220 mm, Voxelgröße in der Ebene = 3.4 mm × 3.4 mm, Flipwinkel = 90 ° und Scheibendicke = 5 mm. Insgesamt wurden 160 Funktionsvolumina erfasst, die aus 20 transaxialen Schnitten parallel zur Linie 'anterior commissure - posterior commissure' bestanden.
Datenanalyse
Die funktionale Datenvorverarbeitung (19) und statistische Analysen (20, 21) wurden mit dem Softwarepaket SPM2 (Statistical Parametric Mapping) (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Für jedes Subjekt wurden die ersten beiden funktionellen Gehirnvolumina verworfen, um die T1-Äquilibrierungseffekte zu berücksichtigen. In den Vorverarbeitungsschritten wurden die Volumina mit den Funktionen Neuausrichten und Verschieben bewegungskorrigiert (22, 23) und die Bilder wurden räumlich auf eine Standardvorlage im MNI-Bereich normalisiert (unter Verwendung der EPI.mnc-SPM-Vorlage und dies ergab Voxel mit 2 × 2 × 2 mm). Die normalisierten Bilder wurden mit einem 8-mm-Halbwert des isotropen Gaußschen Kerns geglättet.
In der statistischen Analyse wurde eine GLM-Analyse (allgemeines lineares Modell) durchgeführt, indem die Aktivierungsperiode in drei Dauern von einer Minute als drei interessierende Prädiktoren in den Stadien EARLY, MID und LATE unterteilt wurde.
Um nach den aktivierten Bereichen zu suchen, die für die gesamte Probandengruppe konsistent waren, wurde eine Voxel-Analyse mit fester Wirkung unter Verwendung einer Probe durchgeführt t-Tests (p <0.05). Unser hausgemachtes Programm, dh funktionelle und anatomische Kennzeichnung der Gehirnaktivierung (FALBA) (24) wurde zur Identifizierung und Quantifizierung der Aktivierungen verwendet. Die Gehirnaktivität (%) in dieser Studie wurde durch den Prozentsatz der aktivierten Voxel aus einer Gesamtzahl von Voxeln eines gegebenen anatomischen Bereichs definiert, und die Gehirnaktivität wurde als Aktivierungsindex verwendet.
Kontraste von FRÜH gegen REST, MID gegen REST und LATE gegen REST
Die Kontraste zwischen den einzelnen Stadien und der Ruheperiode wurden verarbeitet, um die Aktivierungsbeiträge der wichtigsten Gehirnregionen von Interesse (ROI) zu visualisieren und zu vergleichen, die mit jeder Phase korreliert wurden.
ERGEBNISSE
Subjektive Bewertungen der visuellen sexuellen Reize
Die teilnehmenden Probanden bewerteten die visuellen sexuellen Reize hinsichtlich Attraktivität und körperlicher Erregung anhand einer Skala von 1 (null) bis 5 (maximaler Anstieg). Die berichteten Werte (Mittelwert ± Standardabweichung [SD]) waren 2.9 ± 0.62 für Attraktivität und 3.0 ± 0.88 für sexuelle Erregung (Tabelle 1).
fMRI-Daten
Figure 1 veranschaulicht das Gruppenergebnis mit den Aktivierungsmustern mit festem Effekt (p <0.05) während des FRÜHEN (Abb. 1A), MID (Abb. 1B) und LATE (Abb. 1C) Phasen in Bezug auf die Ruhezeit, die der Colin Holmes 27-Vorlage (ch2) des internationalen Konsortiums für Brain Mapping (ICBM) überlagert sind. 2 Tabellen, , 33 und Und44 zeigen die Zusammenfassung der zeitlichen Gehirnaktivierungen mit Signifikanz (p <0.05), aus denen extrahiert wurde Figure 1: der frühe (Tabelle 2), MID (Tabelle 3) und LATE-Stufen (Tabelle 4).
Figure 2 vergleicht die Gehirnaktivierungen (p <0.05) während der EARLY-, MID- und LATE-Phase in Bezug auf die REST-Periode. Beim Vergleich des MID-Stadiums mit dem EARLY-Stadium wurde ein signifikanter Anstieg der Gehirnaktivierung in den Bereichen des unteren Frontalgyrus, des zusätzlichen motorischen Bereichs, des Hippocampus, des Kopfes des Caudatkernes, des Mittelhirns und des oberen Hinterhauptgyrus beobachtet und der fusiforme Gyrus. Gleichzeitig ergaben das Putamen, der Globus Pallidus, die Pons, der Thalamus, der Hypothalamus, der Lingualgyrus und der Cuneus beim Vergleich des EARLY-Stadiums mit dem MID-Stadium signifikant erhöhte Aktivierungen. Insbesondere der Globus Pallidus und die Pons zeigten im MID-Stadium keine Aktivität.
Beim Vergleich des LATE-Stadiums mit dem MID-Stadium ergaben alle oben genannten ROIs mit Ausnahme des Hippocampus deutlich erhöhte Aktivierungen.
DISKUSSION
Die teilnehmenden Probanden bewerteten die visuellen sexuellen Reize als mäßig sexuell attraktiv und körperlich erregend. Bei der Gegenüberstellung jeder Phase gegenüber der Ruhezeit (Abb.. 2), konnten wir die räumlich-zeitlichen Aktivierungsmuster in den wichtigsten ROIs über die Dauer von drei Minuten während der sexuellen Erregung sehen.
Vor kurzem wurden verschiedene medizinische Bildgebungsstudien zur visuellen sexuellen Erregung durchgeführt, um die Gehirnzentren zu bewerten, die mit dem sexuellen Mechanismus und der sexuellen Funktion verbunden sind. Die meisten dieser Studien haben jedoch zu unterschiedlichen Ergebnissen und Schlussfolgerungen geführt, was zu Unsicherheit in diesem Bereich geführt hat (6-15). Die Hauptgründe für die unterschiedlichen Befunde sind vermutlich auf das Fehlen standardisierter Kriterien für die signifikante Aktivierung über den Basaliveaus und die unterschiedlichen Methoden, mit denen Erregung ausgelöst und aufgezeichnet wurde, zurückzuführen. Es ist daher offensichtlich, dass es derzeit sehr schwierig ist, einen Konsens über die Aktivierung des menschlichen Gehirns auf sexuelle Erregung zu geben. Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse einige widersprüchliche Ergebnisse gelöst haben.
In dieser Studie wurde ein visueller sexueller Stimulus von 3-Minuten Dauer verwendet, um den komplexen zerebralen Mechanismus zu aktivieren, der an zentraler Erregung, peripherer nicht genitaler Erregung und genitaler Erregung beteiligt ist. Eine Zunahme der Aktivierung wurde vom frühen Stadium bis zum LATE-Stadium in der Amygdala, dem unteren Frontalgyrus, dem oberen Occipitalgyrus, dem fusiformen Gyrus, dem ergänzenden motorischen Bereich, dem Kopf des Caudatkerns und dem Mittelhirnbereich beobachtet. Das EARLY-Stadium sollte die neuronalen Korrelate der frühen Reaktionen der sexuellen Erregung (dh die neuronalen Korrelate der kognitiven, emotionalen und motivationalen Komponenten) bestimmen. Das MID-Stadium sollte die Gehirnzentren identifizieren, die Einfluss auf die Aspekte von haben das Einsetzen einer Genitalreaktion, z. B. die neuronalen Korrelate der Wahrnehmung der Penisschwellung, was ein Prozess ist, der mit einer längeren Latenzzeit auftritt, und das LATE-Stadium sollte die neuronalen Reaktionen veranschaulichen, die den Zustand des voll entwickelten Sexuallebens betreffen Erregung, die mit einem höheren Maß an Genitalreaktionen verbunden ist (14). Daher bestätigt die Zunahme der Aktivierung in den oben genannten Bereichen über die drei Stufen hinweg, dass kognitive und physiologische Komponenten durch unterschiedliche Mechanismen und Schaltkreise funktionieren, obwohl sie sich wahrscheinlich gegenseitig beeinflussen (25).
Darüber hinaus konnten wir während der Periode der erotischen visuellen Stimulation variable Aktivierungen in den Mittelhirnregionen finden. Die Substantia nigra und die umliegenden Gebiete sind für die Produktion von Dopamin verantwortlich, das anscheinend eine wichtige Rolle bei der Erektion des Penis und der sexuellen Erregung spielt (26, 27) und es gibt erhebliche Belege dafür, dass Dopamin das männliche sexuelle Verhalten erleichtert (9, 27). Tierversuche haben auch gezeigt, dass die Mittelhirnstrukturen an der Erektion beteiligt sind (28, 29). Wir hoffen daher, dass dieses Ergebnis ein guter Beweis für die Übereinstimmung zwischen den Genitalreaktionen von Männern und den subjektiven Einschätzungen der Erregung ist.
Im frühen Stadium im Vergleich zu den anderen Stadien zeigten sowohl Thalamus als auch Hypothalamus eine erhöhte Aktivierung. Die Aktivierung des Hypothalamus als Reaktion auf visuelle sexuelle Reize war jedoch ein inkonsistenter Befund beim Menschen (11). Dieses widersprüchliche Ergebnis stimmt tatsächlich mit den widersprüchlichen Ergebnissen in der Tierliteratur überein, die den Zusammenhang zwischen sexuellen Hinweisen und der Aktivierung von Hirnregionen betreffen, die mit dem Sexualverhalten in Verbindung stehen (30-32).
Die nächste sehr interessante Struktur ist die Amygdala. Die Amygdala scheint eine Schlüsselrolle bei der Verarbeitung der Bedeutung des fortlaufenden sexuellen Stimulus zu spielen. Wenn der Stimulus als positiv verarbeitet wird, aktiviert die Amygdala die Kaskade neurobiologischer Ereignisse, die zu einer vollständigen körperlichen Erregung führt, und wenn der Stimulus als negativ verarbeitet wird, hemmt oder blockiert die Amygdala weitere körperliche oder emotionale Erregung (5). In den fMRI-Studien besteht die Möglichkeit, dass das Fehlen einer Amygdalar-Reaktion mit Suszeptibilitätsartefakten zusammenhängt. Daher gibt es Konflikte hinsichtlich der Reaktion der menschlichen Amygdala auf sexuelle Reize.6, 10, 13, 15) eine Aktivierung melden, während andere (3, 8, 12, 14) zeigte keine Reaktion von Amygdalar. In den vorangegangenen Tierversuchen deuten sie darauf hin, dass verschiedene Teile der Amygdala an der Erleichterung der erektilen Funktionen beteiligt sind (33, 34).
In unserer Studie zeigte das Aktivierungsmuster der Amygdala eine erhöhte Aktivierung im LATE-Stadium im Vergleich zu den anderen Stadien. Insbesondere wurde während des ersten Zeitraums von einer Minute keine Aktivierung festgestellt. Zur gleichen Zeit, andere Studien (9, 11) konnten die Aktivierung der Amygdala während der Erektion des Penis nicht bestätigen. Interessanterweise hängt die Deaktivierung von Amygdala mit dem Orgasmus zusammen (35). Wir sind daher zu dem Schluss gekommen, dass die Aktivierung des Hypothalamus und der Amydala nicht nur die physiologische Erregung, sondern auch die kognitive Verarbeitung sexueller Reize wie Motivation und Verlangen widerspiegeln.
Der ergänzende motorische Bereich ist an den Aktivierungsmustern der Insula beteiligt, und diese Ergebnisse stimmen mit den Ergebnissen anderer Studien überein (9, 11). Insbesondere liegt der Inselbereich in der Nähe des sekundären somatosensorischen Kortex, und der Inselbereich ist bidirektional mit ihm verbunden; In beiden Bereichen werden viszerale und somatosensorische Wahrnehmungen übertragen, die mit der Verarbeitung des kognitiven Inhalts der eingehenden Sinnesreize zusammenhängen (9, 10). Eine frühere Studie, die relativ kurze sexuelle Stimulationsperioden (21 s lang) und immer noch erotische Bilder verwendete, um die neuronalen Korrelate früher sexueller Erregungsreaktionen (die neuronalen Korrelate kognitiver, emotionaler und motivationaler Komponenten) zu bestimmen, hat gezeigt, dass visuelle sexuelle Stimulation Aktivitäten in verursacht der rechte sekundäre somatosensorische Kortex, eine Region, die an der Wahrnehmung von Emotionen beteiligt ist, und frontale prämotorische Bereiche, die an motorischen Bildern beteiligt sind (14).
In einer vergleichenden Studie, bei der Videos und Standbilder verwendet wurden, wurde der Hypothalamus, der anteriore Cingula-Gyrus und der insulare und sekundäre somatosensorische Cortex nur durch das Betrachten von Videoclips aktiviert. Daher kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die Aktivierung von Diese Strukturen sollten mit einem komplexeren und artikulierteren Niveau der sexuellen Reaktion zusammenhängen (10).
Zusammenfassend bietet diese Studie wertvolle Informationen über die räumlich-zeitliche Dynamik, die mit der sexuellen Erregung in den drei verschiedenen Stadien der Aktivierung der relevanten Hirnregionen einhergeht, unter Verwendung der BOLD-basierten fMRI. Diese Studie kann im Hinblick auf ihre potenzielle klinische Anwendung für die Bewertung des Prozesses der sexuellen Erregung sowie der sexuellen Dysfunktion bei Männern eine wichtige praktische Auswirkung haben.
Fußnoten
Diese Arbeit wurde durch den von der koreanischen Regierung (MOEHRD, Basic Research Promotion Fund) (KRF-2007-211-D00124) finanzierten Grant der Korea Research Foundation unterstützt. Diese Studie wurde teilweise vom Korea Science and Engineering Foundation Grant (MEST; 2009-0077677) unterstützt.
Bibliographie
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