- Neuroimage. 2007 Oct 15; 38 (1-9): 194 - 202.
- doi: 10.1016 / j.neuroimage.2007.06.038
PMCID: PMC2706325
Bianca C. Wittmann, Nico Bunzeck,b Raymond J. Dolan,a agus Emrah Düzelb,c,⁎
Tha an artaigil seo air a bhith air ainmeachadh artaigilean eile ann am PMC.
Abstract
Tha prìomh àite aig a ’mheanbh-chuileag dopaminergic, a tha a’ toirt a-steach an substantia nigra agus an sgìre teasach ventral (SN / VTA), ann an giullachd dhuaisean. Tha an sgìre seo cuideachd air a ghnìomhachadh le brosnachaidhean nobhail, ag àrdachadh comas gu bheil feartan gnìomh co-roinnte aig ùr-ghnàthachadh agus duais. Chan eil e soilleir an-dràsta a bheil taobhan gnìomh de ghiullachd dhuaisean san SN / VTA, is e sin, gnìomhachd le duaisean ris nach robh dùil agus cuisean a tha a ’ro-innse duais, cuideachd a’ comharrachadh giollachd ùr-nodha. Gus dèiligeadh ris a ’cheist seo, rinn sinn deuchainn fMRI anns an do choimhead cuspairean air cuisean samhlachail a bha a’ ro-innse ìomhaighean nobhail no eòlach de sheallaidhean le dligheachas 75%. Bidh sinn a ’sealltainn gun deach SN / VTA a ghnìomhachadh le glaodhan a’ ro-innse ìomhaighean nobhail a bharrachd air le ìomhaighean nobhail ris nach robh dùil a lean cuisean ro-innseach, freagairt ‘nobhail ris nach robh dùil’. Sheall am hippocampus, sgìre a bha an sàs ann a bhith a ’lorg agus a’ còdachadh brosnachaidhean nobhail, freagairt ùr-nodha ris an robh dùil ach bha e eadar-dhealaichte bho ìomhaigh freagairt SN / VTA ann a bhith a ’freagairt aig toradh gu nobhail ris an robh dùil agus‘ ris nach robh dùil ’. Ann an leudachadh giùlain den deuchainn, mheudaich cuimhne an coimeas ri eòlas nuair a bha e a ’dèanamh coimeas eadar cuimhne aithne dàil airson brosnachaidhean nobhail ris an robh dùil le brosnachaidhean nobhail ris nach robh dùil. Tha an dàta seo a ’nochdadh rudan cumanta ann am freagairtean SN / VTA a thaobh a bhith a’ dùileachadh duais agus a ’dùileachadh brosnachaidhean nobhail. Tha sinn a ’moladh gu bheil an fhreagairt dùil seo a’ còdadh comharra nobhail sgrùdaidh brosnachail a bhios, còmhla ri gnìomhachd dùil an hippocampus, a ’leantainn gu còdachadh nas fheàrr de thachartasan nobhail. Ann an teirmean nas fharsainge, tha an dàta a ’moladh gum faodadh giollachd dopaminergic de nobhail a bhith cudromach ann a bhith a’ stiùireadh sgrùdadh air àrainneachdan ùra.
Ro-ràdh
Tha clàran aon-neuron ann am beathaichean agus sgrùdaidhean ìomhaighean ath-shuidheachadh magnetach gnìomh (fMRI) o chionn ghoirid ann an daoine a ’toirt seachad fianais cho-ghnèitheach gu bheil sgìre meadhan-eanchainn SN / VTA air a ghnìomhachadh chan ann a-mhàin le duais (Schultz, 1998) ach cuideachd le brosnachadh nobhail eadhon às aonais daingneachadh (Schultz et al., 1997; Schott et al., 2004; Bunzeck agus Duzel, 2006). Tha gnìomhachd SN / VTA le ùr-sgeul a ’togail a’ chothruim gum faodadh feartan luachmhor a bhith aig nobhail. Ma tha, bu chòir feartan giollachd duais, leithid gluasad ùineail de fhreagairtean ann an cumhaichean, cumail airson giullachd ùr-nodha. Ann am paradigms dùil duais, bidh còd neurons dopaminergic a ’toirt duais ro-innse nuair a dh’ ionnsaichear an suidheachadh tuiteamach eadar brosnachadh ro-innse agus lìbhrigeadh duais às deidh sin. Gu sònraichte, bidh na neurons sin a ’freagairt ris a’ chiad ro-innse earbsach de dhuais ach chan eil iad tuilleadh a ’faighinn duais (Ljungberg et al., 1992; Schultz et al., 1992, 1997; Schultz, 1998). Chan eil e soilleir a bheil giullachd ùr-nodha san SN / VTA cuideachd a ’sealltainn nan togalaichean sin a tha co-cheangailte ri duais.
Tha an hippocampus deatamach ann a bhith a ’cruthachadh cuimhneachain fad-ùine episodic airson tachartasan nobhail (Vargha-Khadem et al., 1997; Duzel et al., 2001) agus thathas a ’creidsinn gun tug e a-steach am prìomh chur-a-steach airson comharra nobhail ann an SN / VTA (Lisman agus Grace, 2005). Tha dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil le neurons SN / VTA, an uair sin, deatamach airson a bhith a ’bunailteachadh agus a’ cumail suas potentiation fad-ùine (LTP) agus trom-inntinn fad-ùine (LTD) ann an sgìre hippocampal CA1 (Frey et al., 1990, 1991; Huang agus Kandel, 1995; Sajikumar agus Frey, 2004; Lemon agus Manahan-Vaughan, 2006; airson ath-bhreithneachadh fhaicinn Jay, 2003). tha dàta fMRI air sealltainn gu bheil co-obrachadh SN / VTA agus hippocampal co-cheangailte ri cruthachadh cuimhne soirbheachail fad-ùine (Schott et al., 2006) agus leasachadh co-cheangailte ri duais ann an còdachadh brosnachaidh nobhail (Wittmann et al., 2005; Adcock et al., 2006). A dh ’aindeoin an fhianais cho làidir sin, tha modalan o chionn ghoirid de chruthachadh cuimhne a tha an urra ri hippocampus a’ cur cuideam air dàimh gnìomh eadar lorg nobhail anns a ’hippocampus agus àrdachadh plastachd hippocampal le modaladh dopaminergic air a bhrosnachadh le nobhail ag èirigh bhon SN / VTA (Lisman agus Grace, 2005). Mar sin, tha a ’cheist a bheil an SN / VTA air a ghnìomhachadh le bhith a’ dùileachadh ùr-ghnàthachadh a ’dol nas fhaide na tuigse bhun-bheachdail air an dàimh eadar ùr-ghnàthachadh agus duais gus gabhail ri uidheamachdan de plasticity hippocampal. A bharrachd air an sin, chaidh a ràdh o chionn ghoirid gum faodadh tuigse fhaighinn air a ’cheangal eadar ùr-ghnàthachadh agus giullachd dhuaisean ann an SN / VTA ceanglaichean a nochdadh eadar brosnachadh, giùlan sireadh nobhail agus sgrùdadh (Bunzeck agus Duzel, 2006; Knutson agus Cooper, 2005).
Rinn sinn sgrùdadh air freagairtean ris an robh dùil ri brosnachaidhean nobhail is eòlach ann am paradigm fMRI stèidhichte air modhan dùil duais (Fig. 1). Bha ceàrnagan dathte mar chogaidhean a bha a ’ro-innse taisbeanadh ùr de dhealbhan nobhail no eòlach roimhe sin. Chaidh stiùireadh a thoirt do chuspairean a bhith an làthair aig gach sealladh agus an uairsin innse cho luath agus cho ceart ‘s a ghabhas an robh an ìomhaigh às dèidh sin eòlach no ùr. Mar a dh ’fheumadh an deuchainn fMRI àireamh mhòr de dheuchainnean, rinn sinn cuideachd dreach fìor ghiùlan anns an robh àireamhan deuchainn nas fheàrr airson measadh a dhèanamh air mar a bha dùil ri ùr-sgeul le coileanadh cuimhne cuimhne le bhith a’ cleachdadh paradigm cuimhne / fios (Tulving, 1985).
Modhan deuchainneach
Cuspairean
Ghabh còig-deug inbheach fallain (aois chuibheasach [± SD] 24.5 ± 4.0 bliadhna, a h-uile duine air an làimh dheis, 7 fireann) pàirt anns an deuchainn. Thug a h-uile com-pàirtiche cead fiosraichte sgrìobhte airson pàirt a ghabhail, agus bha an sgrùdadh a rèir stiùiridhean comataidh beusachd Oilthigh Magdeburg, Dàmh Eòlas an Leighis.
Pìos deuchainneach
Chleachd sinn 245 dealbh cruth-tìre liath le solas àbhaisteach. Fhuair com-pàirtichean stiùireadh sgrìobhte a ’toirt a-steach clò-bhualaidhean de chòig dealbhan a chaidh a thaghadh airson eòlas. Mus deach iad a-steach don sganair, chaidh gach aon de na dealbhan sin a thaisbeanadh ochd tursan air scrion coimpiutair ann an òrdugh air thuaiream (fad: 1500 ms, ISI: 1200 ms) fhad ‘s a chaidh stiùireadh a thoirt do chom-pàirtichean coimhead gu furachail. Anns an sganair, chaidh an dà chuid ìomhaighean anatomical agus obrachail a chruinneachadh. Ghabh com-pàirtichean pàirt ann an 12 seisean de fhad 5.7 mion, anns gach fear le 40 deuchainn de fhad 4.5–12 s. Rè gach deuchainn, chunnaic com-pàirtichean ceàrnag buidhe no gorm (1500 ms) a ’nochdadh le cruinneas 75% am biodh an dealbh a leanas eòlach no nobhail (faic Fig. 1A airson gnìomh agus stiùireadh). Às deidh dàil caochlaideach (0–4.5 s), chaidh dealbh bhon roinn a chaidh a ro-innse a shealltainn ann an 75% de na deuchainnean, agus chaidh dealbh bhon roinn neo-fhaicsinneach, nobhail às deidh cue eòlach agus eòlach às deidh sealladh ùr-nodha, a shealltainn ann an 25 % de na deuchainnean (1500 ms). Chaidh an dà roinn a shealltainn a cheart cho tric. Chomharraich com-pàirtichean le preas putan luath (clàr-amais deas no clì no meur meadhanach) an robh an dealbh bhon roinn eòlach no nach robh. Lean ìre rèiteachaidh de dh ’ùine caochlaideach (1.5–4.5 s). Chaidh na dathan cue co-cheangailte ri gach roinn dealbh a cho-chothromachadh thar chom-pàirtichean, a bharrachd air an làmh freagairt agus sònrachadh nan corragan gu na roinnean.
modhan fMRI
Fhuair sinn 226 ìomhaigh echo-planar (EPI) gach seisean air sganair 3 T (Siemens Magnetom Trio, Erlangen, A ’Ghearmailt) le TR de 1.5 s agus TE de 30 ms. Bha ìomhaighean a ’gabhail a-steach 24 sliseagan air an axis fhad-ùine den mheanbh-chuileag (64 × 64 matrix; raon seallaidh: 19.2 cm; meud voxel: 3 × 3 × 3 mm) air a chruinneachadh ann an sreath eadar-dhuilleagach. Bha an tomhas pàirt seo a ’còmhdach hippocampus, amygdala, brainstem (a’ toirt a-steach diencephalon, mesencephalon, pons, agus medulla oblongata) agus pàirtean den cortex prefrontal. Chaidh fuaim sganair a lughdachadh le plugaichean cluaise agus chaidh gluasadan cinn chuspairean a lughdachadh le pocannan foam. Chaidh an t-sreath brosnachaidh agus an ùine a bharrachadh airson èifeachdas a thaobh sgaradh earbsach de fhreagairtean hemodynamic co-cheangailte ri toradh (Hinrichs et al., 2000). Chaidh sreath EPI ath-bheothachaidh gluasad (IREPI) fhaighinn airson gach cuspair gus gnàthachadh adhartachadh. Bha paramadairean sganaidh an aon rud ris an t-sreath EPI ach le làn chòmhdach eanchainn.
Chaidh ro-phròiseasadh agus mion-sgrùdadh dàta a dhèanamh a ’cleachdadh bathar-bog Mapadh Parametric Staitistigeach air a bhuileachadh ann am Matlab (SPM2; Ionad Urras Wellcome airson Neuroimaging, Institiud Neurology, Lunnainn, RA). Chaidh ìomhaighean EPI a cheartachadh airson tìm agus gluasad sliseag agus an uairsin air an àbhaistachadh gu spàsail gu teamplaid Institiùd Neurological Montreal le bhith a ’blàthachadh IREPI anatomical a’ chuspair gu teamplaid SPM agus a ’cur nam paramadairean sin an sàs anns na h-ìomhaighean gnìomh, gan cruth-atharrachadh gu voxels meud 2 × 2 × 2 mm. Bha iad an uairsin air an gluasad le bhith a ’cleachdadh kernel Gaussach 4 mm.
Airson mion-sgrùdadh staitistigeil, chaidh an dàta a sgèileadh voxel-by-voxel air a ’chiall chruinneil aca agus sìoladh àrd-bhealaich. Chaidh gnìomhachd co-cheangailte ri deuchainn airson gach cuspair a mheasadh le bhith a ’toirt a-steach vectar deuchainn air làraich le gnìomh freagairt hemodynamic canonical agus na toraidhean ùineail aige (Friston et al., 1998). Chaidh modal sreathach coitcheann (GLM) a shònrachadh airson gach com-pàirtiche gus buaidhean inntinneach a mhodaladh le bhith a ’cleachdadh dà làrach airson gach deuchainn, aon airson tòiseachadh cue agus aon airson toradh a thòiseachadh (covariates bha: cue ùr-nodha, cue eòlach, toradh nobhail ris an robh dùil / ris nach robh dùil, dùil / toradh eòlach ris nach robh dùil) agus sia covariates gun ùidh sam bith a ’glacadh nithean fuadain co-cheangailte ri gluasad. Chaidh na h-eadar-dhealachaidhean a leanas a sgrùdadh: nobhail vs cuisean eòlach, nobhail vs toraidhean eòlach, toraidhean ris nach robh dùil, toraidhean ris nach robh dùil vs nobhail agus toraidhean ris nach robh dùil vs. Às deidh mapaichean parametric staitistigeil a chruthachadh airson gach com-pàirtiche le bhith a ’cur eadar-dhealachaidhean sreathach ri tuairmsean paramadair, chaidh mion-sgrùdadh buaidhean air thuaiream dàrna ìre a dhèanamh gus buaidhean buidhne a mheasadh. Leis an ro-bheachd a bh ’againn roimhe air gnìomhachadh nan siostaman duais is hippocampal, chaidh na buaidhean a dhearbhadh airson cudromachd ann an aon sampall t-steach aig stairsneach de p <0.005, neo-cheartaichte, agus meud brabhsair as ìsle de k = 5 voxels, mura h-eilear ag ràdh a chaochladh. Chaidh ceartachadh beag spherical an uairsin a dhèanamh stèidhichte air na voxels stùc, a ’cleachdadh trast-thomhas a rèir meud nan structaran [7.5 mm airson gnìomhachd anns an hippocampus roimhe (faic Lupien et al., 2007) agus 4.5 mm airson gnìomhachd anns an substantia nigra (faic Geng et al., 2006)]. Chaidh luachan beta de bhùitean as àirde ann an substantia nigra agus hippocampus a thoirt a-mach agus a cheartachadh le luach an HRF airson ìre gnìomhachaidh san deuchainn gus toradh sa cheud de atharrachadh chomharran a thoirt gu buil. Tha a h-uile cuibheasachd giùlain air a thoirt seachad mar luachan cuibheasach ± mearachd àbhaisteach na cuibheas (SEM).
Gus gnìomhachd meadhan-eanchainn a dhèanamh ionadail, chaidh mapaichean gnìomhachaidh a chuir a-steach air ìomhaigh cuibheasach de ìomhaighean gluasad magnetization àbhaisteach (X) 33 a chaidh fhaighinn roimhe seo (MT).Bunzeck agus Duzel, 2006). Air ìomhaighean MT, tha e furasta an substantia nigra a dhealachadh bho structaran mun cuairt (Eckert et al., 2004). Gus cuideachadh le gnìomhachd ionadail, chaidh na stùcan as àirde de gach iomsgaradh a ghluasad gu àite Talairach (Talairach agus Tournoux, 1988) a ’cleachdadh gnìomh Matlab mni2tal.m (Mata Brett, 1999) agus a mhaidseadh ri raointean anatomical a ’cleachdadh am bathar-bog Talairach Daemon Client (Lancaster et al., 2000; Tionndadh 1.1, Ionad Ìomhaigh Rannsachaidh, Ionad Saidheans Slàinte Oilthigh Texas aig San Antonio). Mar sin tha na co-chomharran stereotaxic air an toirt seachad ann an àite Talairach.
Measadh cuimhne air leth
Ann an sgrùdadh leanmhainn giùlain fa leth air a bhrosnachadh le co-dhùnaidhean fMRI, chuir com-pàirtichean 12 (fireannach 2) crìoch air na h-aon mhodhan eòlas agus sùileachadh nobhail mar a chaidh an cur an gnìomh airson deuchainn fMRI. Chaidh an deuchainn giùlan a sgaradh bhon deuchainn fMRI oir bha an ùine agus an àireamh de bhrosnachaidhean anns an fMRI air an àrdachadh gus càileachd nan comharran a leasachadh ach ro fharsaing gus leigeil le coileanadh cuimhne fuireach os cionn cothrom. Mar sin, gus cuimhneachadh anns an deuchainn giùlain a dhèanamh comasach, chaidh an àireamh de dheuchainnean anns an robh dealbhan nobhail ris an robh dùil a lughdachadh gu 120, an àireamh de dhealbhan nobhail ris nach robh dùil gu 40. Aon latha às deidh an seisean sgrùdaidh, chuir com-pàirtichean crìoch air deuchainn cuimhne anns an robh a h-uile dealbh nobhail 160 bho ìre an sgrùdaidh (a-nis ‘seann’ dealbhan) agus dealbhan ùra 80 nach robh na com-pàirtichean air fhaicinn roimhe (Fig. 1B). Anns a ’phàirt seo den sgrùdadh, rinn com-pàirtichean dà cho-dhùnadh leantainneach airson gach dealbh, agus chaidh an dà chuid a chuartachadh le teacsa a chaidh a thaisbeanadh fon dealbh. B ’e a’ chiad cho-dhùnadh breithneachadh “seann / ùr” a thoirt seachad, b ’e an dàrna co-dhùnadh“ cuimhnich / fios / stiùireadh ”(às deidh freagairt“ seann ”), no“ cinnteach / tomhais ”(às deidh freagairt“ ùr ”) breitheanas. Bha an t-àm fèin-astar, le crìoch ùine airson co-dhùnaidhean 3 s agus 2.5 s, fa leth, agus an uairsin ìre rèiteachaidh 1 s mus deach an ath dhealbh a thaisbeanadh.
toraidhean
Co-dhùnaidhean giùlan
Airson an ìre sgrùdaidh, sheall ANOVA 2 × 2 × 2 air amannan freagairt nan com-pàirtichean air deuchainnean ceart le roinn dealbh nam factaran (nobhail / eòlach), dùil (dùil / ris nach robh dùil) agus buidheann (buidheann scan / buidheann cuimhne) prìomh bhuaidhean roinn dhealbhan agus dùil agus eadar-obrachadh eadar buaidh buidheann agus dealbh (faic Clàr 1 airson amannan freagairt; buaidh roinn-seòrsa: F[1,25] = 31.57, p <0.001; buaidh dùil: F[1,25] = 8.47, p <0.01; buaidh eadar-obrachadh: F[1,25] = 5.49, p <0.05). Post hoc càraid t-steach dearbhadh gu robh amannan freagairt airson an dà chuid dealbhan eòlach ris an robh dùil agus dealbhan nobhail ris an robh dùil mòran nas giorra na airson na dealbhan ris nach robh dùil (p <0.01 agus p <0.05, fa leth). Bha amannan freagairt airson gach cuid dealbhan eòlach ris nach robh dùil agus ris nach robh dùil mòran nas giorra na bha e airson na dealbhan nobhail co-fhreagarrach (p <0.001 agus p = 0.001, fa leth). Cha robh a ’bhuaidh eadar-obrachaidh mar thoradh air buaidh mhòr gnè ann an dìreach aon bhuidheann com-pàirtiche, mar t- bha deuchainnean a ’dèanamh coimeas eadar amannan freagairt ri dealbhan nobhail is eòlach cudromach don dà bhuidheann (p <0.05 airson a ’bhuidheann a chaidh a sganadh agus p <0.001 airson a ’bhuidheann cuimhne). Tha na toraidhean sin a ’dearbhadh gun tug com-pàirtichean aire do na cuisean agus gun do chleachd iad iad gus buannachd giùlain fhaighinn airson leth-bhreith dhealbhan nobhail agus eòlach. Cha robh ìrean freagairt ceart eadar-dhealaichte eadar na roinnean no eadar buidhnean (cuibheasach airson dealbhan nobhail ris an robh dùil: 95.1% ± 3.7%, airson dealbhan nobhail ris nach robh dùil: 94.1 ± 3.6%, airson dealbhan eòlach ris an robh dùil: 93.8% ± 3.9% agus airson dealbhan eòlach ris nach robh dùil : 93.4% ± 3.5%).
An uairsin rinn sinn mion-sgrùdadh air toraidhean bhon deuchainn cuimhne a chaidh a dhèanamh 1 latha às deidh an ìre sgrùdaidh anns an ath-ghiùlan giùlain. Sheall ANOVA dà-thaobh le cuimhne nam factaran (ìrean cuimhne / fios ceartaichte) agus dùil nobhail (dùil / ris nach robh dùil) buaidh eadar-obrachaidh (F[1,11] = 5.66, p <0.05). Post hoc càraid t-test nochd eadar-dhealachadh gu math nas àirde eadar ìrean cuimhne / fios ceartaichte airson dealbhan nobhail ris an robh dùil (8.9 ± 5%) na dealbhan ris nach robh dùil (0.9 ± 4%) (p <0.05; airson ìrean freagairt faic Clàr 2). Barrachd post hoc càraid t-steach dearbhadh nach robh ìre cuimhne ceartachaidh vs reata fiosraichte ceartaichte no dùil vs ris nach robh dùil leotha fhèin gu math eadar-dhealaichte. Cha robh a ’chuibhreann de fhreagairtean tuairmseach eadar-dhealaichte eadar na roinnean (11.1 ± 2.3% airson dùil agus 12.3 ± 2.4% airson dealbhan ris nach robh dùil).
Rinn sinn mion-sgrùdadh cuideachd air tabhartasan cuimhneachaidh agus eòlas fo bharail neo-eisimeileachd air bunait modail ris an robhar a ’gabhail ris gu farsaing (Yonelinas et al., 1996), a rèir a bheil cuimhne a ’riochdachadh pròiseas stairsnich a tha an urra ri hippocampus ach tha eòlas air a’ riochdachadh pròiseas lorg chomharran a dh ’fhaodar taic a thoirt seachad às aonais hippocampus neo-iomlan. Chaidh cuimhne a chumail le bhith a ’toirt air falbh ìre nan rabhaidhean cuimhne (RFA) bhon ìre cuimhne. Chaidh eòlas a thomhas le bhith a ’tomhas freagairtean eòlas an toiseach (FR, faic an co-aontar gu h-ìosal) agus an uairsin a’ faighinn an luach d-prìomh co-fhreagarrach.
Gus a bhith comasach air coimeas a dhèanamh eadar tuairmsean cuimhneachaidh (RE), a tha nan cuibhreannan freagairt sa cheud, agus tuairmsean eòlach (FE), a tha d'luachan, chaidh an dà thomhas atharrachadh gu z-scores mus dèanar mion-sgrùdaidhean staitistigeil. Dhaingnich ANOVA dà-thaobh le cuimhne nam factaran (tuairmse cuimhne / tuairmse eòlas) agus dùil nobhail (dùil / ris nach robh dùil) a ’bhuaidh eadar-obrachaidh a fhuaireadh san ANOVA air ìrean freagairt (F[1,11] = 5.78, p <0.05).
toraidhean fMRI
Mar thoradh air cuisean a bha an dùil ri dealbhan nobhail, an taca ri bhith a ’dùileachadh dealbhan eòlach, thàinig gnìomhachd gu math nas àirde ann an raointean eanchainn a tha a’ cruthachadh an t-siostam dopaminergic (striatum clì; midbrain ceart, is dòcha an SN; Figsichean. 2A, B; Clàr 3), raointean a bha roimhe ceangailte ri dùil duais (Knutson et al., 2001a, b; O'Doherty et al., 2002; airson ath-bhreithneachadh fhaicinn Knutson agus Cooper, 2005). Airson an eadar-dhealachadh builean, chuir toraidhean nobhail ris nach robh dùil vs an gnìomh an SN / VTA ceart cuideachd (Figsichean. 4A, B; Clàr 4). Tha am pàtran gnìomhachaidh seo coltach ri pàtran gnìomhachaidh a chithear ann am midbrain dopaminergic le paradigms duais far a bheil neurons dopaminergic ag aithris mearachd ro-innse ann an duais (Schultz et al., 1997). An coimeas ri sin, cha do sheall gnìomhachd mar fhreagairt air glaodhan eòlach agus dealbhan ris nach robh dùil vs am pàtran seo. Mar sin, tha na toraidhean sin a ’nochdadh co-shìnte eadar giollachd nobhail agus duais anns an SN / VTA.
Anns an hippocampus, bha an dà chuid dùil ùr-nodha agus toraidhean nobhail co-cheangailte ri gnìomhachd dà-thaobhach leasaichte an coimeas ri dùil agus toradh brosnachaidhean eòlach (Figs. 2C, D agus 3; Clàr 3). Bha an hippocampus ceart cuideachd nas gnìomhaiche airson dealbhan nobhail ris nach robh dùil na airson dealbhan nobhail ris an robh dùil (Figsichean. 4C, D; Clàr 4). A bharrachd air an sin, sheall an hippocampus clì (co-chomharran Talairach: - 36, - 14, - 14) gnìomhachd nas àirde airson a bhith a ’taisbeanadh a h-uile dealbh ris nach robh dùil an taca ris na dealbhan uile a bha dùil, a rèir giollachd hippocampal de nobhail co-theacsail (Ranganath agus Rainer, 2003; Bunzeck agus Duzel, 2006).
Anns an ìre cue, bha co-dhàimh adhartach mòr eadar gnìomhachd SN / VTA ceart agus gnìomhachd hippocampal ceart mar a chaidh a dhearbhadh le bhith a ’cleachdadh atharrachadh cuibheasach sa cheud mar fhreagairt do chogaidhean nobhail anns na stùcan as àirde den eadar-dhealachadh‘ nobhail vs dùil ri eòlas ’eadar com-pàirtichean ( Pearson's r = 0.48, p <0.05 aon-earbaill; Fig. 5). Mar sin, tha an dàta againn a ’nochdadh eadar-obrachadh gnìomh a bharrachd air sgaradh gnìomh eadar an SN / VTA agus an hippocampus ann an giullachd ùr-nodha.
Deasbaireachd
Gu giùlain, bha dligheachd cue co-cheangailte ri buaidh mhòr air amannan freagairt chuspairean aig àm leth-bhreith brosnachaidhean nobhail agus eòlach, a ’sealltainn gun robh cuisean a bha a’ ro-innse tachartasan nobhail no eòlach air an giullachd le cuspairean. Sheall mion-sgrùdadh fMRI gu robh comharran a bha a ’ro-innse ìomhaighean nobhail a’ faighinn gnìomhachd SN / VTA gu math nas àirde na cuisean a bha a ’ro-innse brosnachaidhean eòlach (Figsichean. 2A, B; Clàr 3). Tha am pàtran gnìomhachaidh SN / VTA seo mar fhreagairt air ùr-sgeul coltach ri pàtran a lorgar ann am paradigms duais far am faicear freagairt don ro-innseadair duais as tràithe (Knutson et al., 2001a; Wittmann et al., 2005). Seilbh eile de ghiullachd dhuaisean san SN / VTA, is e sin, barrachd gnìomhachd airson ris nach robh dùil an taca ri duaisean ris an robh dùil (Schultz, 1998), cuideachd air a cho-fhreagairt le freagairtean SN / VTA a thaobh ùr-sgeul. Bha gnìomhachd SN / VTA nas làidire mar fhreagairt air taisbeanadh ris nach robh dùil an coimeas ris an taisbeanadh ris an robh dùil de stuthan nobhail (Figsichean. 4A, B; Clàr 4). Thoir fa-near nach eil e coltach gun robh gnìomhachd SN / VTA ris an robh dùil a ’nochdadh truailleadh air a’ chomharra hemodynamic air a bhrosnachadh le brosnachaidhean nobhail às deidh sin leis nach robh gnìomhachd SN / VTA ann le brosnachaidhean nobhail ro-innse no cuisean eòlach, a ’nochdadh èifeachdas a’ phròtacal jittering.
Tha na co-dhùnaidhean againn a ’sealltainn gu bheil an coltas eadar nobhail agus duais a’ dol nas fhaide na a ’bhuaidh chumanta aca air cuairtean SN / VTA-hippocampal agus a’ togail a ’chothruim gu bheil ùr-sgeul fhèin air a phròiseasadh mar dhuais. Tha seo co-chòrdail ri grunn bheachdan bho sgrùdadh bheathaichean a ’toirt a-steach dàta a’ sealltainn fèin-rianachd nas lugha de amphetamine aig àm sgrùdadh nithean nobhail (Klebaur et al., 2001), leasachadh roghainn àite airson àrainneachdan anns a bheil brosnachaidhean nobhail (Bevins agus Bardo, 1999) agus gnàthachadh gu ùr-nodha (Reed et al., 1996). Ach, chan eil an dàimh seo eadar ùr-ghnàthachadh agus duais a ’toirt buaidh air co-dhùnaidhean a thig bho phròtacalan neartachaidh traidiseanta, a bhios ag obair gu h-èifeachdach le brosnachaidhean eòlach. Tha seo a ’bruidhinn ris gu bheil e soilleir ann an iomadh suidheachadh gum bi neach-ionaid a’ cruthachadh chomainn dhuaisean gu nithean air a bheil mòran eòlach. Ach a dh ’aindeoin sin, tha an dàta againn a’ toirt taic don bheachd gum faodadh feartan duais gnèitheach brosnachaidh nobhail a bhith mar bhunait air giùlan rannsachail a chithear mar as trice ann an co-theacsan agus nithean nobhail (Ennaceur agus Delacour, 1988; Stansfield agus Kirstein, 2006). Is e seilbh eile de chòdachadh neuronal SN / VTA de thoradh duais duais còdaidh atharrachail (Tobler et al., 2005), a tha air a chomharrachadh le ìre eadar-dhealaichte de bhith a ’freagairt an aon luach duais ris a bheil dùil a rèir na buannachdan eile a tha rim faighinn anns gach co-theacsa. Bidh duaisean luach meadhanach a ’leantainn gu freagairt dopaminergic nas àirde ma thèid a thaisbeanadh ann an co-theacsa le duaisean le luach ìosal na ann an co-theacsa ri duaisean àrd-luach. Cha deach an togalach seo de ghiollachd duais SN / VTA ath-riochdachadh airson ùr-ghnàthachadh ann an daoine. Gu dearbh tha fianais ann, eu-coltach ri duais, is dòcha nach bi ùr-nodha air a chòdachadh gu h-atharrachail ann an SN / VTA daonna (Bunzeck agus Duzel, 2006), a ’moladh eadar-dhealachaidhean gnìomh eadar nobhail agus duais a tha a’ giùlan tuilleadh sgrùdaidh.
Bha am pàtran gnìomhachd co-cheangailte ri brosnachadh rè giollachd nobhail anns an hippocampus eadar-dhealaichte bhon phàtran a chithear san SN / VTA. Eu-coltach ri SN / VTA, sheall an hippocampus gnìomhachd nas àirde airson brosnachaidhean nobhail ris an robh dùil iad fhèin ((Fig. 3). A bharrachd air an sin, bha an hippocampus cuideachd air a ghnìomhachadh nas motha le nobhail co-theacsail (Lisman agus Grace, 2005) gu neo-eisimeileach bho nobhail brosnachaidh, a tha follaiseach mar fhreagairt don taisbeanadh gun dùil de dhealbhan eòlach. Tha seo a ’dearbhadh dàta a bh’ ann roimhe (Bunzeck agus Duzel, 2006), a ’toirt a-steach co-dhùnaidhean a tha a’ nochdadh cugallachd an structair seo gu mì-chothromachadh taobh a-staigh sreathan ionnsaichte (Kumaran agus Maguire, 2006). Tha gnìomhachd an hippocampus le brosnachaidhean nobhail per se gu math co-chòrdail ris a ’mhodal lùb VTA-hippocampal ris an canar, a rèir dè na comharran nobhail hippocampal chun SN / VTA a tha mar thoradh air coimeas intrahippocampal de fhiosrachadh brosnachaidh le comainn a tha air an stòradh (Lisman agus Grace, 2005). Gnìomhachd hippocampal mar fhreagairt air glaodhan ro-innse nobhail (Figsichean. 2C, D; Clàr 3) air an làimh eile, chan urrainnear a mhìneachadh leis a ’mhodail seo. Tha sinn a ’moladh gum bi comharra ro-innse dopaminergic a’ brosnachadh gnìomhachd hippocampal tro chur-a-steach dopaminergic gu CA1 (Jay, 2003), mìneachadh a tha co-chosmhail ri co-dhàimh chudromach eadar gnìomhachd co-cheangailte ri cue ann an SN / VTA agus hippocampus a chaidh a lorg san sgrùdadh seo.
Tha toraidhean roimhe a ’sealltainn gu bheil grunn raointean eanchainn taobh a-muigh an t-siostam mesolimbic a’ nochdadh freagairtean diofraichte dùil ann am paradigms duais. Is e eisimpleir o chionn ghoirid an taisbeanadh de fhreagairtean mar sin ann an cortex lèirsinneach bun-sgoile V1 (Shuler and Bear, 2006). Thathas an dùil gu bheil na freagairtean sin air an stiùireadh le modaladh dopaminergic. Dh ’fhaodadh dòigh mar seo a bhith a’ buntainn ri giullachd ùr-sgeul. Ge bith co-dhiù a tha am midbrain dopaminergic a ’draibheadh an hippocampus no a chaochladh, dh’ fhaodadh co-ghnìomhachadh an hippocampus agus SN / VTA a bhith co-cheangailte ri barrachd cuir a-steach dopaminergic don hippocampus aig àm dùil. Dh ’fhaodadh seo, ann an tionndadh, stàite a bhrosnachadh a leasaicheas ionnsachadh airson brosnachaidhean nobhail a tha ri thighinn, modail a tha comasach gu coimpiutaireach (Blumenfeld et al., 2006).
A bharrachd air a bhith a ’giullachd SN / VTA-hippocampal de shùileachadh nobhail, bha roinnean eanchainn eile ann cuideachd a’ nochdadh gnìomhachd mar fhreagairt air glaodhan ùr-nodha, gu sònraichte raointean ann an cortex toisich a bha co-cheangailte ri giullachd ùr-nodha roimhe (Daffner et al., 2000; Clàr 3), agus roinnean den cortex parahippocampal (Duzel et al., 2003; Ranganath agus Rainer, 2003). Leis gu robh na beachdan againn a ’cuimseachadh air SN / VTA agus giullachd hippocampal, tha sgrùdadh nas dlùithe air na toraidhean sin taobh a-muigh raon an sgrùdaidh seo. Chuireadh sgrùdadh san àm ri teachd air an lìonra nobhail frontoparietal agus an eadar-obrachadh le SN / VTA agus hippocampus gu mòr ris an tuigse a tha a ’sìor fhàs mu ghiollachd nobhail.
A ’cumail ris a’ bheachd gu bheil preactivation de hippocampus aig àm dùil a ’comasachadh ionnsachadh, tha an dàta giùlain againn a’ sealltainn gu robh dealbhan nobhail ris an robh dùil a ’nochdadh eadar-dhealachadh freagairt cuimhne / fios nas àirde na dealbhan nobhail ris nach robh dùil nuair a chaidh deuchainn a dhèanamh air cuimhne 1 latha às deidh sin. Feumaidh freagairt cuimhneachail cuimhne a chumail air co-theacsa bhon phrògram sgrùdaidh agus mar sin a ’nochdadh cuimhne episodic an taca ris an taobh neo-episodic stèidhichte air eòlas (cuimhne) (Tulving, 1985; Duzel et al., 2001; Yonelinas et al., 2002). Tha an hippocampus air a bhith co-cheangailte ri cruthachadh cuimhne episodic soirbheachail ann an sgrùdaidhean roimhe (me Brewer et al., 1998; Wittmann et al., 2005; Daselaar et al., 2006), agus thathas air faighinn a-mach gu bheil lotan den hippocampus a ’toirt droch bhuaidh air a’ phàirt cuimhneachaidh de aithneachadh (Duzel et al., 2001; Aggleton agus Brown, 2006). Dh ’innis sinn o chionn ghoirid gu robh cuimhne airson brosnachaidhean ro-innse duais cuideachd co-cheangailte ri co-mheas cuimhne / fios nas àirde an taca ri brosnachaidhean a bha a’ ro-innse nach robh duais ann (Wittmann et al., 2005), agus bha an leasachadh cuimhne seo co-cheangailte ri barrachd SN / VTA agus gnìomhachd hippocampal mar fhreagairt do bhrosnachaidhean ro-innse duais aig àm an còdaidh. Tha na toraidhean làithreach againn a ’leudachadh na co-dhùnaidhean sin gu bhith a’ toirt a-steach àrdachadh air a bhrosnachadh le SN / VTA air plastachd hippocampal a tha air a stèidheachadh leis an ro-innseadair as tràithe de dh ’ùirsgeul. Gu h-inntinneach, tha dàta electrophysiologic o chionn ghoirid bho chlàran sgalp a ’soilleireachadh dàimh eadar gnìomhachd eanchainn goirid mus do thòisich brosnachadh ùr agus cuimhne episodic airson an spreagadh sin (Otten et al., 2006). Tha an dàta againn a ’moladh gum faodadh dùil a bhith ann an ùr-sgeul mar aon dhòigh anns am b’ urrainn do ghnìomhachd prestimulus còdachadh brosnachaidh atharrachadh. Bidh na co-dhùnaidhean againn cuideachd a ’leudachadh dàta fMRI o chionn ghoirid far an deach dùil ri duais duais agus dùil ri brosnachadh tòcail adhartachadh cuimhne (Adcock et al., 2006; Mackiewicz et al., 2006).
Is dòcha gu bheil an tar-chuir gnìomh agus anatomical eadar duais agus giollachd ùr-nodha san SN / VTA a ’daingneachadh giùlan rannsachail, a’ leigeil le beathaichean stòran bìdh ùra a lorg agus an àite a chòdachadh, agus mar sin a ’neartachadh mairsinneachd. Is e slighe inntinneach airson rannsachadh san àm ri teachd a bhith a ’dearbhadh a’ cheangail eadar dùil ùr-nodha agus feart pearsantachd a tha a ’sireadh ùr-nodha. Ann an daoine, tha barrachd sireadh nobhailean co-cheangailte ri gambling agus tràilleachd (Spinella, 2003; Hiroi agus Agatsuma, 2005) a ’togail a’ chothruim de mhalairt eadar buaidhean buannachdail a bhith an dùil a bhith a ’coimhead às ùr ann an cuimhne agus droch bhuaidh a thaobh tràilleachd. Dh ’fhaodadh tuigse nas fheàrr air a’ cheangal eadar dùil nobhail, cruthachadh cuimhne agus sireadh nobhailean cuideachd fiosrachadh a thoirt do sgrùdadh air na h-easbhaidhean cuimhne sònraichte a lorgar ann an dìth dopaminergic leithid galar Pharkinson agus sgitsophrenia.
Ann an sgrùdaidhean bheathaichean aon-chealla air giullachd dhuaisean, tha an amharc gu bheil an SN / VTA a ’freagairt ro-innse duais a bharrachd air duais ris nach robh dùil air modalan‘ eadar-dhealachadh ùineail ’(TD) de ghiullachd duais a bhrosnachadh (Schultz, 1998, 2002). Bu chòir a thoirt fa-near, san sgrùdadh againn, gu robh gnìomhachd fMRI airson dùil nobhail agus nobhail ris nach robh dùil suidhichte ann am pàirtean beagan eadar-dhealaichte taobh a-staigh an SN / VTA. Tha seo a ’togail a’ chothruim gum faodadh eadar-dhealachaidhean freagairt roinneil a bhith ann eadar ro-innse duais agus freagairtean duais ris nach robh dùil ann am beathaichean cuideachd, agus gum faodadh sgrùdaidhean aon-neuron de shùileachadh nobhail agus nobhail ris nach robh dùil sealltainn cuideachd gu bheil freagairtean neuronal co-fhreagarrach suidhichte taobh a-staigh diofar phàirtean den SN / VTA. Is e caveat an seo an fhìrinn nach urrainn dhuinn a bhith a ’dùnadh a-mach a’ bheachd gun do fhreagair an sgrùdadh againn an aon sluagh neuronal a fhreagair ro-innse nobhail ri nobhail ris nach robh dùil.
Ann an geàrr-chunntas, tha an dàta fMRI againn a ’nochdadh gu bheil an cruthachadh hippocampal agus an SN / VTA a’ frithealadh gnìomhan gu ìre eadar-dhealaichte ann an ro-innse agus giollachd nobhail. Bidh an SN / VTA a ’giullachd ro-innseachd agus an hippocampus an làthaireachd ùr-nodha ris a bheil dùil agus ann an co-theacsa sònraichte. Còmhla ris an dàta giùlain againn, tha na co-dhùnaidhean againn a ’moladh gu bheil co-ghnìomhachadh SN / VTA agus hippocampus chun an ro-innseadair as tràithe de dh’ ùirsgeul anns an ìre prestimulus a ’leantainn gu cruthachadh cuimhne leasaichte airson an spreagadh nobhail a tha ri thighinn. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’toirt seachad fianais airson dàimh dlùth eadar a bhith a’ giullachd duais agus nobhail brosnachaidh agus a ’leudachadh mhodailean o chionn ghoirid de eadar-obrachadh dopaminergic-hippocampal. Tha iad a ’daingneachadh cho cudromach sa tha an ùine prestimulus airson còdachadh episodic. Mar sin is dòcha gum bi buaidhean ùr-nodha air còdachadh an urra ri bhith a ’toirt a-steach stàite ris an robh dùil anns an t-siostam cuimhne temporal medial, air a mheadhanachadh le buaidhean modulatory bho sgìrean midbrain dopaminergic. Ach, chan eil dàta fMRI a ’toirt seachad fianais dhìreach airson a bhith an sàs ann an siostaman neurotransmitter sònraichte. A dh ’aindeoin sin, tha fMRI na inneal luachmhor gus gnìomhachd co-cheangailte ri tachartas a sgrùdadh anns an SN / VTA ann an daoine. Amalachadh dhòighean ginteil moileciuil a-steach do neuroimaging (Schott et al., 2006) agus dh ’fhaodadh fMRI pharmacologach cuideachadh le bhith a’ soilleireachadh àite nan siostaman sgaoilidh neuromodulatory ann an giullachd nobhailean daonna agus an dàimh eadar freagairtean SN / VTA agus neurotransmission dopaminergic.
Acknowledgments
Fhuair an obair seo taic bho thabhartasan bhon Deutsche Forschungsgemeinschaft (KFO [Cognitive Control of Memory, TP3]). Tha sinn a ’toirt taing do Mhìcheal Scholz airson cuideachadh le dealbhadh fMRI, Kolja Schiltz airson cuideachadh le mion-sgrùdadh fMRI agus Kerstin Möhring, Ilona Wiedenhöft agus Claus Tempelmann airson cuideachadh le sganadh fMRI.
iomraidhean
;
