Ath-bheothachadh Tagraidhean Duais Co-theacsail anns an Striatum (2010)

Marc Guitart-Masip,^*,1,2 Nico Bunzeck,^*,1 Klaas E Stephan,^2,3 Raymond J Dolan,² agus Emrah Düzel^1,4

Fiosrachadh ùghdarraichte ► Fiosrachadh mu chòraichean agus ceadachd ►

Rach gu:

Abstract

Ro-ràdh

Tha na ganglia basal, còmhla ris na teachdaichean dopaminergic aca, a ’toirt seachad uidheamachd airson ionnsachadh mu luach duais diofar roghainnean giùlain (Berridge agus Robinson, 2003; Frank et al., 2004; Pessiglione et al., 2006). A rèir a ’bheachd seo, tha sgrùdaidhean fMRI a’ sealltainn gu bheil duais, agus duais cuisean ro-innse, a ’faighinn gnìomhachd eanchainn san striatum (me (Delgado et al., 2000; Knutson et al., 2000; O'Doherty et al., 2003; O'Doherty et al., 2004) agus meanbh-chuileag (Aron et al., 2004; Wittmann et al., 2005). Ach, tha an siostam dopaminergic midbrain cuideachd a ’freagairt ri brosnachaidhean nobhail neo-dhuais ann am muncaidhean (Ljungberg et al., 1992) agus daoine (Bunzeck agus Duzel, 2006; Wittmann et al., 2007). Bho shealladh coimpiutaireachd, thathas air a ràdh gum faodadh ùr-sgeul fhèin a bhith na chomharra brosnachail a bhrosnaicheas riochdachadh duais agus a bhrosnaicheas sgrùdadh air roghainn neo-aithnichte, roghainn nobhail (Kakade agus Dayan, 2002).

Ged a tha giollachd nobhail agus duais a ’co-roinn uidheaman neòil cumanta, tha tuigse mhath fhathast aig an t-substrate neural a tha a’ toirt taic do eadar-obrachadh eadar nobhail agus duais. Tha rannsachadh ann am beathaichean a ’nochdadh gu bheil comharran nobhail hippocampal a’ riaghladh comas neurons dopamine gus gnìomhachd losgadh spreadhaidh a nochdadh. Leis gur e losgadh spreadhaidh am prìomh chòdachadh pàtran freagairt dopaminergic airson duaisean, agus is dòcha tachartasan iomchaidh eile, tha adhbhar math ann a bhith fo amharas gu bheil comas aig comharran nobhail hippocampal a bhith a ’riaghladh giollachd dhuaisean agus sònrachadh salience (Lisman agus Grace, 2005). Tha comharran nobhail hippocampal air an toirt do VTA tron ​​subiculum, striatum ventral agus pallidum ventral far a bheil iad ag adhbhrachadh casg air neurons dopamine sàmhach gus modh gnìomhachd tonic a bhrosnachadh (Lisman agus Grace, 2005; Gràs agus Bunney, 1983). Gu cudromach, chan eil ach neurons dopamine gnìomhach ach chan eil sàmhach a ’gluasad a-steach don mhodh losgaidh burst agus a’ nochdadh freagairtean mean air mhean (Floresco et al., 2003). San dòigh seo, tha comas aig comharran nobhail hippocampal comharran dopamine mean air mhean a bhrosnachadh agus còdachadh fiosrachadh ùr a thoirt a-steach do chuimhne fad-ùine.

Ged a tha rannsachadh o chionn ghoirid air sealltainn gu bheil ùr-ghnàthachadh brosnachaidh ag adhartachadh mearachd ro-innse duais striatal (Wittmann et al., 2008), chan eil an lorg seo a ’dèiligeadh ri beachd-bharail fiosaigeach gu bheil nobhail co-theacsail a’ toirt buaidh àrdachadh air comharran duais às deidh sin (Lisman agus Grace, 2005). Le bhith a ’dèanamh deuchainn air seo feumar làimhseachadh neo-eisimeileach air ìre ùr-nodha agus duais gus am bi ùr-ghnàthachadh (agus eòlas) ag obair mar cho-theacsan leudaichte sealach ro dhuaisean. Rinn sinn sgrùdadh air an atharrachadh modhalach de ghiullachd dhuaisean ann an co-theacs nobhail le bhith a ’taisbeanadh brosnachadh nobhail mus deach cuisean a thaisbeanadh a tha a’ ro-innse dhuaisean. A bharrachd air an sin, làimhsich sinn an dà fhactar (ùr-ghnàthachadh agus duais) gu neo-eisimeileach; leig seo leinn eadar-dhealachadh a dhèanamh air na riochdachaidhean neòil co-fhreagarrach aca. Thaisbean sinn cuspairean le aon de thrì ìomhaighean meallta a bha a ’lughdachadh lìbhrigeadh duais le coltachd sònraichte (gun duais (p = 0), ìosal (p = 0.4) agus coltachd duais àrd (p = 0.8)). San dòigh seo, thug an dealbhadh againn cothrom dhuinn sgrùdadh a dhèanamh cuideachd an robh buaidh ùr-nodha co-theacsail air freagairtean duais fo bhuaidh coltachd duais. Bheireadh buaidh ùr-nodha le coltachd duais air giollachd duais taic làidir don ro-innse gum bi obair ùr-nodha agus giollachd duais ag eadar-obrachadh gu gnìomhach. An coimeas ri sin, bhiodh buaidh ùr-nodha air gnìomhachd eanchainn co-cheangailte ri duais a tha neo-eisimeileach bho coltachd duais agus meudachd a ’nochdadh gu bheil ùr-ghnàthachadh agus duais a’ roinn roinnean eanchainn agus a ’toirt a-mach gnìomhachd neural cuir-ris às aonais eadar-obrachadh gnìomh.

Stuth agus Dòighean

Cuspairean

Ghabh inbhich 16 pàirt anns an deuchainn (9 boireann agus 7 fireann; raon aoise 19-32 bliadhna; cuibheas 23.8, SD = 3.84 bliadhna). Bha a h-uile cuspair fallain, air an làimh dheis agus bha acuity àbhaisteach no ceart-gu-àbhaisteach. Cha tug gin de na com-pàirtichean cunntas air eachdraidh de dhuilgheadasan eanchainn, inntinn-inntinn no meidigeach no duilgheadasan meidigeach gnàthach sam bith. Chaidh a h-uile deuchainn a ruith le cead fiosraichte sgrìobhte gach cuspair agus a rèir cead beusachd ionadail (Colaiste Oilthigh Lunnainn, RA).

Dealbhadh agus gnìomh deuchainneach

Chaidh an gnìomh a roinn ann an ìrean 3. Ann an ìre 1, bha cuspairean eòlach air seata de dhealbhan 10 (5 a-staigh, 5 a-muigh). Chaidh gach ìomhaigh a thaisbeanadh amannan 10 airson 1000ms le eadar-àm brosnachaidh (ISI) de 1750 ± 500ms. Chomharraich cuspairean an inbhe a-staigh / a-muigh a ’cleachdadh an clàr-amais cheart agus am meur meadhanach. Ann an ìre 2, chaidh ìomhaighean fractal 3 a pharadh, fo choltasan eadar-dhealaichte (0, 0.4 agus 0.8), le duais airgid de sgillinn 10 ann an seisean fuarachaidh. Chaidh a h-uile ìomhaigh fractal a thaisbeanadh 40 amannan. Air gach deuchainn, chaidh aon de na h-ìomhaighean meallta 3 a thaisbeanadh air an sgrion airson 750ms agus chomharraich cuspairean gun deach an taisbeanadh brosnachaidh a lorg le preas putan. Chaidh an toradh dearbhaidh (10 no 0 sgillinn) a thaisbeanadh mar àireamh air an sgrion 750ms nas fhaide air adhart airson 750ms eile agus chomharraich cuspairean an do bhuannaich iad airgead sam bith no nach do chleachd iad an clàr-amais agus am meur meadhanach aca. B ’e an eadar-ama eadar-dheuchainn (ITI) 1750 ± 500ms. Mu dheireadh, ann an ìre deuchainn (ìre 3) chaidh buaidh nobhail co-theacsail air freagairtean co-cheangailte ri duais a dhearbhadh ann an ceithir seiseanan aon-mhionaid deug (Figear 1). An seo, chaidh ìomhaigh a thaisbeanadh airson 1000ms agus chomharraich cuspairean an inbhe a-staigh / a-muigh a ’cleachdadh an clàr-amais ceart agus na corragan meadhanach aca. Dh ’fhaodadh freagairtean a bhith ann fhad‘ s a bha an dealbh seallaidh agus an ìomhaigh fractal às deidh sin air an taisbeanadh air an sgrion (1750 ms gu h-iomlan). Bha an ìomhaigh an dàrna cuid bhon t-seata dhealbhan eòlach bho ìre 1 (air ainmeachadh mar ‘ìomhaighean eòlach’) no bho sheata eile de dhealbhan nach deach a-riamh a thoirt seachad (air an ainmeachadh mar ‘ìomhaighean nobhail’). Gu h-iomlan chaidh ìomhaighean nobhail 240 a thaisbeanadh do gach cuspair. Às deidh sin, chaidh aon de na h-ìomhaighean meallta 3 bho ìre 2 (air ainmeachadh mar cue ro-innse duais) a thaisbeanadh airson 750ms (an seo, chaidh cuspairean òrdachadh gun a bhith a ’freagairt). Mar a bha san dàrna ìre, chaidh an toradh dearbhaidh (10 no 0 sgillinn) a thaisbeanadh 750ms nas fhaide air adhart airson 750ms eile agus chomharraich cuspairean an do bhuannaich iad airgead no nach do chleachd iad an clàr-amais agus am meur meadhanach aca. Dh ’fhaodadh freagairtean a bhith ann fhad‘ s a bha an toradh air a thaisbeanadh air an sgrion agus rè an eadar-ama eadar-ghnèitheach às deidh sin (2500 ± 500 ms gu h-iomlan). B ’e an ITI 1750 ± 500ms. Rè gach seisean, chaidh gach ìomhaigh fractal a thaisbeanadh 20 uair às deidh dealbh nobhail agus amannan 20 a ’leantainn dealbh eòlach, a’ leantainn gu deuchainnean 120 gach seisean. Chaidh òrdugh taisbeanaidh nan sia seòrsaichean deuchainn a thoirt seachad air thuaiream. Chaidh na trì ìrean deuchainneach a choileanadh taobh a-staigh an sganair MRI ach cha deach dàta BOLD fhaighinn ach aig ìre an deuchainn (ìre 3). Chaidh iarraidh air cuspairean freagairt cho luath agus cho ceart ‘s a ghabhadh agus gum biodh iad a’ faighinn an cosnadh suas ri £ 20. Chaidh innse do chom-pàirtichean gun deidheadh ​​sgillinnean 10 a thoirt air falbh airson gach freagairt ceàrr - cha deach na deuchainnean sin a thoirt a-mach às an sgrùdadh. Chaidh cosnadh iomlan a thaisbeanadh air an scrion a-mhàin aig deireadh bloc 4th.

 

Figear 1

Dealbhadh dearbhach

Chaidh na h-ìomhaighean uile ann an sgèile liath agus air an àbhaistachadh gu luach cuibheasach liath de 127 agus claonadh coitcheann 75. Cha robh gin de na seallaidhean a ’sealltainn mac an duine no pàirtean bodhaig daonna (a’ gabhail a-steach aghaidhean) ri aghaidh na deilbh. Bha Stimuli air an ro-mheasadh air meadhan scrion agus bha na cuspairean gan coimhead tro shiostam sgàthan air a chuir air coil ceann an sganair fMRI.

togail dàta fMRI

Chaidh fMRI a dhèanamh air sganair ath-shuidheachadh magnetach 3-Tesla Siemens Allegra (Siemens, Erlangen, A ’Ghearmailt) le ìomhaighean echo planar (EPI). Anns an t-seisean gnìomh fhuaireadh ìomhaighean cuideam 48 T2 * le cuideam gach tomhas (a ’còmhdach ceann slàn) le eadar-dhealachadh ìre ocsaideanachadh fala (BOLD) (matrix: 64 × 64; 48 sliseagan axial oblique gach tomhas ceàrnach aig −30 ° anns an anteroposterior axis; rùn spàsail: 3 × 3 × 3 mm; TR = 2880 ms; TE = 30 ms). Chaidh am protocol togail fMRI a bharrachadh gus lughdachadh cugallachd cugallachd BOLD a bha air adhbhrachadh le so-leòntachd ann an roinnean lobe aghaidh is ùine ìochdarach (Weiskopf et al., 2006). Airson gach cuspair chaidh dàta gnìomh fhaighinn ann an ceithir seiseanan sganaidh anns an robh leabhraichean 224 gach seisean. Chaidh sia leabhraichean a bharrachd fhaighinn aig toiseach gach sreath gus leigeil le magnetachadh seasmhach stàite agus chaidh an tilgeil air falbh. Chaidh ìomhaighean anatomical de eanchainn gach cuspair a chruinneachadh le bhith a ’cleachdadh 3D FLASH ioma-echo airson dùmhlachd proton mapadh (PD), T1 agus gluasad magnetization (MT) aig 1mm³ rùn (Weiskopf agus Helms, 2008) agus le T1 cuideam ath-fhilleadh cuideam ullachadh sreathan EPI (IR-EPI) (fuasgladh spàsail: 1 × 1 × 1 mm). A bharrachd air an sin, chaidh mapaichean achaidh fa leth a chlàradh a ’cleachdadh sreath FLASH mac-talla dùbailte (meud matrix = 64 × 64; sliseagan 64; rùn spàsail = 3 × 3 × 3 mm; beàrn = 1 mm; goirid TE = 10 ms; fada TE = 12.46 ms ; TR = 1020 ms) airson ceartachadh saobhadh nan ìomhaighean EPI a chaidh fhaighinn (Weiskopf et al., 2006). A ’cleachdadh am‘ bogsa inneal FieldMap ’(Hutton et al., 2002) chaidh mapaichean achaidh a thomhas bhon eadar-dhealachadh ceum eadar na h-ìomhaighean a fhuaireadh aig an TE goirid is fada.

mion-sgrùdadh dàta fMRI

Bha ro-ghiollachd a ’toirt a-steach ath-thaobhadh, unwarping a’ cleachdadh mapaichean achaidh fa leth, gnàthachadh spàsail gu àite Institiùd Neurology Montreal (MNI) agus mu dheireadh a ’dol gu rèidh le kernel Gaussach 4mm. Chaidh dàta an t-sreath ùine fMRI a shìoladh gu ìre àrd (cutoff = 128 s) agus chaidh a ghealachadh le bhith a ’cleachdadh modal AR (1). Airson gach cuspair chaidh modal staitistigeil a thomhas le bhith a ’cur an gnìomh gnìomh freagairt hemodynamic canonical (HRF) còmhla ri toraidhean ùine agus sgapaidh (Friston et al., 1998).

Bha an dealbhadh factaraidh 2 × 3 againn a ’toirt a-steach cumhachan ùidh 6 a chaidh a mhodail mar riaghladairean fa leth: ìomhaigh eòlach le coltachd duais 0, ìomhaigh eòlach le coltachd duais 0.4, ìomhaigh eòlach le coltachd duais 0.8, ìomhaigh nobhail le duais -probability 0, ìomhaigh nobhail le duais-coltachd 0.4, ìomhaigh nobhail le duais-coltachd 0.8. Tha cho faisg agus a tha na cuisean a tha a ’ro-innse duais (ie ìomhaigh fractal) agus toradh na duais fhèin ag adhbhrachadh dhuilgheadasan airson dealachadh chomharran BOLD ag èirigh bhon dà thachartas sin. Mar sin, mhodail sinn gach deuchainn mar thachartas toinnte, a ’cleachdadh mini-boxcar a bha a’ toirt a-steach taisbeanadh an dà chuid an cue agus an toradh. Cha robh an cuingeachadh teignigeach seo na dhuilgheadas don anailis bhàillidh againn a bha a ’cuimseachadh air an eadar-obrachadh eadar giullachd ùr-nodha agus duais agus co-thachartasan de dhuais agus buaidhean nobhail. Chaidh deuchainnean mearachd a mhodaladh mar riaghladair gun ùidh. Gus artifacts co-cheangailte ri gluasad a ghlacadh chaidh sia covariates a ghabhail a-steach (na trì eadar-theangachadh cruaidh-bodhaig agus trì rotations mar thoradh air ath-thaobhadh) mar riaghladairean gun ùidh. Chaidh buaidhean suidheachadh sònraichte roinneil a dhearbhadh le bhith a ’cleachdadh eadar-dhealachaidhean sreathach airson gach cuspair agus gach suidheachadh (mion-sgrùdadh ciad-ìre). Chaidh na h-ìomhaighean iomsgaradh a thàinig a-steach a thoirt a-steach do sgrùdadh buaidhean air thuaiream dàrna ìre. An seo, chaidh buaidhean hemodynamic gach staid a mheasadh a ’cleachdadh mion-sgrùdadh 2 × 3 de chaochlaideachd (ANOVA) leis na factaran‘ nobhail ’(nobhail, eòlach), agus coltachd duais (0, 0.4, 0.8).

Chuir sinn fòcas air ar mion-sgrùdadh air roinnean inntinneach 3 a chaidh a mhìneachadh gu anatomically (striatum, midbrain, agus hippocampus) far an robh eadar-obrachaidhean eadar giullachd ùr-nodha agus duais stèidhichte air sgrùdaidhean a rinneadh roimhe (Lisman agus Grace, 2005; Wittmann et al., 2005; Bunzeck agus Duzel, 2006). Airson iomlanachd, bidh sinn cuideachd ag aithris air toraidhean eanchainn iomlan anns an stuth leasachail. Chaidh an dà chuid roinnean inntinneach striatum agus hippocampus (ROI) a mhìneachadh stèidhichte air bogsa innealan Pick Atlas (Maldjian et al., 2003; Maldjian et al., 2004). Fhad ‘s a bha an ROI striatal a’ toirt a-steach ceann caudate, corp caudate, agus putamen, bha an ROI hippocampal a ’dùnadh a-mach an amygdala agus an cortex rhinal mun cuairt. Mu dheireadh, chaidh an SN / VTA ROI a mhìneachadh le làimh, a ’cleachdadh am bathar-bog MRIcro agus an ìomhaigh cuibheasach MT airson na buidhne. Air MT-ìomhaighean faodar an SN / VTA a dhealachadh bho structaran mun cuairt mar srian soilleir (Bunzeck agus Duzel, 2006). Bu chòir a thoirt fa-near, ann am prìomhairean duais bidh neurons dopaminergic freagairteach air an sgaoileadh air feadh iom-fhillte SN / VTA agus mar sin tha e iomchaidh beachdachadh air gnìomhachadh an iom-fhillte SN / VTA gu lèir seach a bhith a ’cur fòcas air na fo-roinnean aige (Duzel et al., 2009). Airson an adhbhair seo, rùn de 3mm³, mar a chaidh a chleachdadh san deuchainn seo, a ’ceadachadh samplachadh a dhèanamh air voxels 20-25 den fhillte SN / VTA, aig a bheil tomhas-lìonaidh 350 gu 400 mm³.

toraidhean

Gu giùlain, sheall cuspairean fìor chruinneas ann an coileanadh gnìomh rè a ’ghnìomh leth-bhreith a-staigh / a-muigh (ìre cuibheasach call 97.1%, SD = 2.8% airson dealbhan eòlach; ìre hit cuibheasach 96.8%, SD = 2.1% airson dealbhan nobhail; t₁₅= 0.38, ns), a bharrachd air airson leth-bhreith win / no win aig àm a ’bhuil (ìre hit cuibheasach 97.8%, SD = 2.3% airson tachartasan buannachaidh; ìre hit cuibheasach 97.7%, SD = 2.2% airson tachartasan gun bhuannachadh; t₁₅= 0.03, ns). Rinn cuspairean leth-bhreith air inbhe a-staigh agus a-muigh nas luaithe airson daoine eòlach an taca ri ìomhaighean nobhail (ùine freagairt cuibheasach (RT) RT = 628.2 ms, SD = 77.3ms airson dealbhan eòlach; a ’ciallachadh RT = 673.8 ms, SD = 111 ms airson dealbhan nobhail; t₁₅= 4.43, P = 0.0005). Cha robh eadar-dhealachadh RT ann airson leth-bhreith win / no win aig àm a ’bhuil (mean RT = 542ms, SD = 82.2 ms airson deuchainnean buannachaidh; mean RT = 551 ms, SD = 69 ms airson deuchainnean buannachaidh; t₁₅= 0.82, ns). San aon dòigh, rè an t-suidheachaidh cha robh eadar-dhealachaidhean RT ann airson na diofar ìomhaighean fractal 3 (0.8-coltachd: RT = 370.1 ms, SD = 79 ms; 0.4-coltachd: RT = 354.4, SD = 73.8ms; 0-coltachd: RT = 372.2ms, SD = 79.3ms; F (1,12) = 0.045, ns). Bha an anailis mu dheireadh RT a ’dùnadh a-mach trì cuspairean air sgàth duilgheadasan teicnigeach aig àm togail dàta.

Anns an anailis air an dàta fMRI, sheall ANOVA 2 × 3 le factaran ‘nobhail’ (nobhail, eòlach) agus coltachd duais (p = 0, p = 0.4, p = 0.8) prìomh bhuaidh nobhail gu dà-thaobhach anns an hippocampus (Figear 2A) agus striatum ceart, air a cheartachadh le FDR airson meud rannsachaidh nan ROI. Chaidh prìomh bhuaidh sìmplidh duais ('p = 0.8> p = 0') a choimhead taobh a-staigh iom-fhillte clì SN / VTA (Figear 2B) agus taobh a-staigh striatum dà-thaobhach (Figear 2C). Faic Clàr 1 airson gach roinn eanchainn gnìomhaichte.

 

Figear 2

toraidhean fMRI

 

Clàr 1

toraidhean fMRI

Cha do choimhead sinn eadar-obrachadh coltachd nobhail × duais nuair a bha sinn a ’ceartachadh airson ioma-dheuchainnean thairis air an tomhas sgrùdaidh iomlan de na ROI againn. Ach, nuair a bha sinn a ’dèanamh sgrùdadh post hoc (deuchainn-t) de na trì stùcan as àirde a’ sealltainn prìomh bhuaidh duais anns an striatum, lorg sinn buaidhean (orthogonal) ùr-nodha agus an eadar-obrachadh le duais: sheall aon voxel prìomh bhuaidh de ùr-ghnàthachadh agus eadar-obrachadh nobhail × duais, ach bha voxel eile cuideachd a ’nochdadh prìomh bhuaidh ùr-sgeul.

Mar a chithear ann figear 2C (meadhan), anns a ’chiad voxel ([8 10 0]; prìomh bhuaidh duais F (2,30) = 8.12, P = 0.002; prìomh bhuaidh nobhail F (1,15) = 7.03, P = 0.02; ùr-sgeul × eadar-obrachadh duais F (2,30) = 3.29, P = 0.05) bha a ’bhuaidh seo air a stiùireadh le freagairtean BOLD nas àirde do dheuchainnean le coltachd duais 0.4 agus roimhe sin bha dealbh nobhail (deuchainn-post-hoc: t (15) = 3.48 , P = 0.003). Anns an dàrna voxel (2C deas) ([−10 14 2] prìomh bhuaidh duais F (2,30) = 13.13, P <0.001; prìomh bhuaidh nobhail F (1,15) = 9.19, P = 0.008; eadar-obrachadh cudromach F (2,30) = 1.85, ns) sheall deuchainnean t post-hoc a-rithist gun robh prìomh bhuaidh nobhail air a stiùireadh le eadar-dhealachaidhean eadar ìomhaighean nobhail agus eòlach aig an dà choltachd ìosal de lìbhrigeadh duais (t (15) = 2.79, P = 0.014; agus t (15) = 2.19, P = 0.045, airson coltachd p = 0 agus p = 0.4, fa leth), (faic figear 2C). An coimeas ri sin, cha do sheall an treas voxel (2C [−22 4 0] prìomh bhuaidh duais, F (2,30) = 9.1, P = 0.001) no prìomh bhuaidh ùr-nodha (F (1,15) = 2.33, ns) no an eadar-obrachadh (F (2,30) = 1.54, ns).

Anns a ’mheanbh-chuileag, sheall an voxel leis na freagairtean as motha a bha co-cheangailte ri duais ([−8 −14 −8], F (2,30) = 12.19, P <0.001), gluasad a dh’ ionnsaigh prìomh bhuaidh nobhail (F (1,15) , 4.18) = 0.059, P = 2,30) às aonais eadar-obrachadh cudromach (F (0.048) = XNUMX, ns).

Deasbaireachd

Leasaich ìomhaighean ùr-nodha de sheallaidhean freagairtean duais striatal air an togail le tachartasan buannachdail às deidh sin agus gun cheangal (a ’ro-innse cuisean eas-chruthach agus lìbhrigeadh dhuaisean). Mar a bhiodh dùil, chuir ìomhaighean nobhail an hippocampus an gnìomh cuideachd. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’toirt seachad a’ chiad fhianais, gu ar n-eòlas, airson ro-innse fios-eòlasach gum bu chòir gnìomhachd hippocampal co-cheangailte ri ùr-sgeul buaidh a thoirt gu co-theacsail air giollachd dhuaisean anns an striatum ventral (Lisman agus Grace, 2005; Bunzeck agus Duzel, 2006).

Air sgàth feartan a ’chomharra BOLD, chuir cho faisg‘ s a bha an cue ro-innse duais agus lìbhrigeadh builean casg air tuairmse a dhèanamh air buaidhean nobhail air na tachartasan sin air leth. An àite sin, bheachdaich sinn air an t-sreath toradh cue mar thachartas toinnte agus fhuair sinn a-mach gu robh buaidh ùr-bhreith air giullachd dhuaisean ag atharrachadh mar dhleastanas coltachd duais. Chaidh àrdachadh a choimhead dìreach nuair a bha coltachd duais ro-mheasta ìosal (0 no 0.4) agus às-làthair airson coltachd duais àrd (0.8) (Figear 2C). Tha e cudromach cuimhneachadh nach urrainnear am pàtran toraidhean seo a mhìneachadh le buaidhean neo-eisimeileach nobhail agus duais san aon sgìre. Bhiodh buaidhean BOLD air an adhbhrachadh le dà bhuidheann neòil a tha eadar-dhealaichte gu gnìomh ach a ’dol thairis air farsaingeachd, ge bith dè an coltachd duais a th’ ann agus mar sin a ’leantainn gu buaidh ùr-nodha cuideachd ann an staid coltachd 0.8. Mar sin, tha na buaidhean sin a tha an urra ri coltachd ùr-nodha air giullachd dhuaisean ag argamaid an aghaidh a ’chothroim gu bheil iad a’ nochdadh truailleadh le freagairtean BOLD a thàinig bho bhrosnachaidhean nobhail fhèin. An àite sin, tha na co-dhùnaidhean a ’sealltainn gun do mheudaich nobhail co-theacsail giollachd dhuaisean per se, ged nach robh e ach ann an staid coltachd ìosal.

Mar a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd, cha b ’urrainn dhuinn freagairtean BOLD a chuir dheth eadar dùil duais (cuisean) agus lìbhrigeadh dhuaisean (toraidhean). Is dòcha gu bheil ùr-bhreith air roghnachadh toraidhean nach eil buannachdail a thaghadh (gun deuchainnean buannachaidh). Bhiodh seo co-chòrdail leis nach do choimhead sinn buaidh ùr-nodha sam bith air deuchainnean le coltachd duais àrd oir thug 80% de na deuchainnean sin duais seachad. Air an làimh eile, is dòcha gu bheil ùr-sgeul air buaidh a thoirt air dùil duais airson cuisean a bha an dùil lìbhrigeadh duais le coltachd ìosal (ie 0 agus 0.4). Anns gach cùis, leasaich nobhail co-theacsail riochdachadh eanchainn airson nan tachartasan sin nach robh cho buannachdail. A bharrachd air an sin, chan eil coltas ann gu bheil dìth atharrachadh ùr-nodha air comharran duais ann an staid coltachd àrd mar thoradh air buaidh mullach ann an giullachd dhuaisean. Tha obair roimhe air sealltainn gu bheil freagairtean co-cheangailte ri duais ann an striatum an duine air an sgèile gu h-atharrachail ann an diofar cho-theacsan a ’leantainn gu comharra a tha a’ riochdachadh a bheil toradh fàbharach no mì-fhàbharach ann an suidheachadh sònraichte (Nieuwenhuis et al 2004). Mar sin faodar a bhith an dùil gum bu chòir freagairtean duais a bhith comasach air bònas ùr-nodha a ghabhail fo chumhachan coltachd duais àrd.

Tha e air a dheagh stèidheachadh gu bheil an eanchainn phrìomhach ag ionnsachadh mu luach diofar bhrosnachaidhean le duais ann an deuchainnean fuarachaidh clasaigeach mar a tha air a thomhas le dùil nas motha ris a ’bhuil (me barrachd licking). Anns an deuchainn seo, thomhais sinn amannan freagairt aig ìre an t-suidheachaidh ach cha do lorg sinn eadar-dhealachaidhean thar na diofar ìrean de neartan tuairmseach cue. A ’beachdachadh air sìmplidheachd na h-obrach agus an astar aig an do fhreagair cuspairean (<375ms airson a h-uile suidheachadh), dh’ fhaodadh an dìth freagairt eadar-dhealaichte seo a bhith mar thoradh air buaidh mullach. A dh ’aindeoin dìth tomhas giùlain reusanta airson fionnarachadh, chaidh an seòrsa cue seo a chleachdadh gu soirbheachail ann an sgrùdaidhean roimhe (me O'Doherty et al., 2003) a ’moladh gun robh cuspairean fhathast a’ dèanamh ceangal eadar na glaisean agus na coltachdan eadar-dhealaichte mu lìbhrigeadh duais.

Ann an obair roimhe, chaidh comharran duais anns an striatum a cheangal ri grunn thogalaichean co-cheangailte ri duais an dà chuid ann an daoine agus primates neo-dhaonna a ’toirt a-steach coltachd (Preuschoff et al., 2006; Tobler et al., 2008), meudachd (Knutson et al., 2005), mì-chinnt (Preuschoff et al., 2006) agus luach gnìomh (Samejima et al., 2005). Tha an iomadachd seo de chaochladairean co-cheangailte ri duais a tha air an cur an cèill san striatum a ’freagairt gu math ris an dreuchd aige mar eadar-aghaidh limbic / sensorimotor le àite riatanach ann an eagrachadh giùlan air a stiùireadh le amasan (Wickens et al., 2007). Bidh an dà chuid an SN / VTA agus an striatum, aon de na prìomh làraich ro-mheasaidh den t-siostam dopamine midbrain, cuideachd a ’freagairt ri cuisean ro-innse duais agus duais ann am paradigms suidheachadh clasaigeach (me (Delgado et al., 2000; Knutson et al., 2000; Fiorillo et al., 2003; Knutson et al., 2005; Tobler et al., 2005; Wittmann et al., 2005; D'Ardenne et al., 2008). A rèir grunn sheallaidhean coimpiutaireachd, tha tar-chuir dopamine a thig bhon SN / VTA a ’teagasg an striatum mu luach brosnachaidhean cumhaichte tro chomharradh mearachd ro-innse (Schultz et al., 1997).

Ged ann an sgrùdaidhean gnàthachaidh clasaigeach chan eil buadhan giùlain agus neo-dhuais a tha air an cur an cèill san striatum an-còmhnaidh a ’toirt buaidh giùlain soilleir (O'Doherty et al., 2003; den Ouden et al., 2009), tha sgrùdaidhean fMRI air sealltainn gu riaghailteach gu bheil atharrachaidhean ann an gnìomhachd BOLD striatal a ’buntainn ri mearachdan ro-innse co-cheangailte ri luach roghainnean roghainn mar a tha air an comharrachadh le modalan coimpiutaireachd a tha iomchaidh airson dàta giùlain (O'Doherty et al., 2004; Pessiglione et al., 2006). Dh ’fhaodadh gum bi riochdachaidhean luach stàite striatal nach eil ceangailte ri gnìomh co-cheangailte ri comharran de dhuais ri fhaighinn a tha air an eadar-theangachadh gu freagairtean ullachaidh, mar eisimpleir dòigh-obrach no buaidhean brosnachail mar a chithear ann an gluasad pavlovian-ionnsramaid (PIT) (Cardinal et al., 2002; Talmi et al., 2008). Tha an dàta againn a ’moladh gum bi ùr-ghnàthachadh ag atharrachadh a leithid de riochdachadh luach stàite le bhith a’ meudachadh dùil duais no freagairt do bhuilean nach eil buannachdail. Dh ’fhaodadh toradh an eadar-obrachaidh seo eadar ùr-ghnàthachadh agus duais a bhith mar ghinealach de fhreagairtean ullachaidh gun chumhachan. Anns an fhìor shaoghal, bhiodh freagairtean mar sin a ’leantainn gu dòigh-obrach leasaichte nuair a thèid nobhail a chomharrachadh le sealladh (Wittmann et al., 2008) no sgrùdadh air thuaiream air an àrainneachd nuair a lorgar nobhail ach nach eil co-cheangailte ri sealladh sònraichte mar a chithear ann an litreachas bheathaichean (Hooks agus Kalivas, 1994). Tha am beachd seo cuideachd co-chòrdail ri modalan coimpiutaireachd buadhach (Kakade agus Dayan, 2002).

Is e an hippocampus aon structar èiginneach a tha dualtach a bhith an sàs ann am freagairtean duais leasaichte san striatum. Mar a rinneadh ann an sgrùdaidhean roimhe (Tulving et al., 1996; Strange et al., 1999; Bunzeck agus Duzel, 2006; Wittmann et al., 2007) tha sinn a ’sealltainn gun do chuir nobhail co-theacsail an hippocampus an gnìomh nas làidire na eòlas. Leis na ro-mheasaidhean làidir (neo-dhìreach) aige don SN / VTA tha sinn a ’moladh gur e an structar seo an stòr as coltaiche airson comharra ùr-nodha don t-siostam dopaminergic midbrain (Lisman agus Grace, 2005; Bunzeck agus Duzel, 2006). Bidh am midbrain dopaminergic cuideachd a ’faighinn a-steach bho raointean eanchainn eile leithid an cortex prefrontal a dh’ fhaodadh a bhith air comharran ùr-nodha a thoirt dha ((Raointean et al., 2007). Leis an fhianais gu ruige seo, ge-tà, tha sinn den bheachd gur e an hippocampus an tagraiche as coltaiche airson a bhith a ’draibheadh ​​dì-cheadachadh co-cheangailte ri nobhail de neurons dopamine midbrain a mhìnicheadh ​​leudachadh air comharran duais striatal ann an co-theacsa ùr-nodha. Air an làimh eile, dh ’fhaodadh gum biodh am modaladh coltachd an urra ri buaidh nobhail co-theacsail, mar sin, air a thighinn bhon cortex prefrontal (PFC). Tha sgrùdaidhean fiseòlasach a ’sealltainn gu bheil àrdachadh ann an draibheadh ​​PFC gu neurons SN / VTA ag adhartachadh modaladh dopaminergic ann an roinnean PFC a-mhàin ach chan e cur-a-steach dopaminergic don striatum ventral (Margolis et al., 2006). Tro leithid de dhòigh-obrach, dh ’fhaodadh PFC riaghladh a dhèanamh air buaidhean co-theacsail an urra ri coltachd nobhail air SN / VTA agus riochdachadh duais striatal ventral.

Gus crìochnachadh, tha na toraidhean a th ’ann an-dràsta a’ sealltainn gu bheil ùr-sgeul co-theacsail a ’meudachadh giollachd dhuaisean san striatum mar fhreagairt air cuisean is toraidhean neo-cheangailte. Tha na co-dhùnaidhean sin co-chòrdail ri ro-innse modail slighe polysynaptic (Lisman agus Grace, 2005) anns a bheil comharran nobhail hippocampal a ’toirt seachad uidheamachd airson riaghladh co-theacsail air buaidh salient gu tachartasan neo-cheangailte.

Material a bharrachd

Buidheachas

Liosta Iomraidh