anhedonia에서 핵 accumbens와 rostral 전방 cingulate 피질의 역할 : 휴식 EEG, fMRI 및 체적 기술의 통합 (2009)-당신의 두뇌에 포르노

Neuroimage. 2009 15; 46 (1) : 327-37 일 수 있습니다. doi : 10.1016 / j.neuroimage.2009.01.058. Epub 2009 Feb 6.

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추상

쾌락을 경험하는 경향이 감소 된 Anhedonia는 우울증과 정신 분열증을 포함한 여러 정신 장애의 유망한 내인성 및 취약성 요인입니다. 현재의 연구에서 우리는 비 임상 샘플에서 뇌파 보상 시스템의 주요 노드에서 anhedonia와 개인 차이 사이의 추정 적 연관성을 조사하기 위해 휴식 뇌파도, 기능적 자기 공명 영상 및 체적 분석을 사용했습니다. 우리는 우울증이나 불안의 다른 증상이 아닌 무감각증이 보상에 대한 핵 축적 (NAcc) 반응의 감소 (금전적 인센티브 딜레이 작업에서의 이득), 감소 된 NAcc 양, 휴식 델타 전류 밀도의 증가와 관련이 있음을 발견했습니다. 휴식 활동)은 포지티브 주관적 경험에 이전에 연루된 영역 인, 로스트 전방 cingulate 피질 (rACC)에서. 또한 NAcc 보상 반응은 rACC 휴식 델타 활동과 반비례하여 델타가 뇌의 보상 회로 내 활동과 합법적으로 관련 될 수 있다는 가설을 뒷받침합니다. 종합하면, 이러한 결과는 아네 도니아의 신경 기초를 밝히고 우울증에 대한 내인성 형태 인 아네 도니아에 대한 논증을 강화하는 데 도움이됩니다.

키워드 : 우울증, anhedonia, striatum, 보상, 앞쪽 피질 피질

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개요

초기 이론가들은 쾌락을 경험하는 경향이 줄어든 anhedonia가 주요 우울 장애 (MDD) 및 정신 분열증 (예 : 미셸, 1975; 라도, 1956). 이 견해와 일치하여, anhedonia는 현재 MDD의 유망한 endophenotype으로 간주됩니다. 왜냐하면 그것이 장애의 주요 증상이지만 상당히 균질하고, 더 쉽게 정량화되며, 보상의 신경 회로에서 기능 장애와 관련이 있기 때문입니다. 이해 (Hasler et al., 2004; Pizzagalli 등, 2005). 따라서, 무감각의 신경 상관에 관한 정보는 정신 장애의 병태 생리학 및 병인에 대한 귀중한 통찰력을 제공 할 수 있고 궁극적으로 고위험 개체의 조기 식별을 허용 할 수있다.

보상과 즐거움의 근본이되는 신경 시스템은 오랫동안 과학적 조사의 대상이었습니다 (최근 검토를 위해 Berridge and Kringelbach, 2008). 에 의해 수행 된 설치류의 초기 자기 자극 연구에서 시작 올드 스와 밀너 (1954), 대량의 동물 연구는 인센티브 동기 부여와 즐거움의 경험에서 중생 골 리체 경로의 역할을 강조했다. 현대 신경 영상 기술이 출현하기 전에도 히스 (1972) 이러한 영역의 활성화는 전극이 도파민이 풍부한 중질 성 중격 / 핵 핵 (NAcc) 영역에 이식 된 환자에서 열성자가 자극을 기록함으로써 인간에게 강력하고 긍정적 인 동기 부여 효과를 가진다는 것을 입증했다. 보다 최근에, 기능성 자기 공명 영상 (fMRI) 및 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 연구는 다양한 식욕에 대한 반응으로 복부 선조를 포함하여 기저핵에서 활성화가 증가하는 것으로 나타났습니다 (참조) Phan 등, 2002검토를 위해). 또한, 도파민 성 추적자를 사용한 PET 연구는 암페타민의 긍정적 주관적 효과가 복부 선조에서의 수용체 결합과 상관 관계가 있음을 보여 주었다 (예를 들어, Drevets 등, 2001; Leyton 등, 2002; Oswald et al., 2005). 따라서, 보상 처리에서 복부 선조의 역할은 여러 방법을 사용하여 확고하게 확립되었습니다.

Neuroimaging 연구는 또한 즐거움의 경험을 내측 전전두엽 피질에서의 신경 활동과 연결시켰다 (Berridge and Kringelbach, 2008; Phan 등, 2002). 특히 롤과 동료 (de Araujo et al., 2003; Grabenhorst 등, 2008; 롤스 외, 2003, 2008)은 다양한 양식으로부터의 다양한 자극에 대한 쾌감의 주관적 등급과 뇌척수 전전두엽 피질 (vmPFC) 및 로스트 전정 피질 피질 (rACC) 영역에서 이들 자극에 대한 반응 사이의 연관성을 설명 하였다 (그림 1). 이 대뇌 피질 영역은 밀도가 높은 도파민 입력을받습니다 (Gaspar et al., 1989), 선조체 (특히 NAcc) 및 복부 골절 영역 (하버 (Haber) 등, 2006; 옹 구르와 가격, 2000; Sesack and Pickel, 1992), 도파민 유발 약물에 반응하여 활동 증가를 보여줌 (Udo de Haes et al., 2007; Völlm et al., 2004), 선호도 판단과 관련이 있습니다 (예 : Paulus and Frank, 2003), 보상 가이드 의사 결정의 역할과 일치Rushworth et al., 2007).

그림 1

LORETA 전체 뇌 분석. 기분의 Anhedonic Depression 척도와 MASQ AD (Anxiety Symptom Questionnaire)와 로그 변환 델타 (1.5-6.0 Hz) 전류 밀도 사이의 복셀 별 복셀 상관 관계 결과. 통계 맵은 임계 값입니다 ...

이러한 연구 결과를 보완하면서 임상 샘플에서 신경 영상 연구의 새로운 증거는 무감각 증상이 보상 시스템의 주요 노드에서 보상 반응과 관련되어 있음을 나타냅니다 (엡스타인 (Epstein) 등, 2006; Juckel et al., 2006a, 2006b; Keedwell et al., 2005; Mitterschiffthaler 등, 2003; Tremblay 등, 2005). 예를 들어, 엡스타인 (Epstein) 등. (2006) 우울한 대상은 양성 사진에 대한 감소 된 복부 선조체 반응을 특징으로하며, 이들 반응의 강도는자가보고 된 무감각과 음의 상관 관계가있는 것으로보고되었다. 마찬가지로, MDD 환자 12 명에서 Keedwell et al. (2005) 양성 자극에 대한 무감각증 (우울증 중증도는 아님)과 복부 선조체 반응 사이에 음의 상관 관계가 있음을 발견했습니다. 흥미롭게도이 저자들은 긍정적인 vmPFC (BA10)와 rACC (BA24 / 32)의 응답과 무감각의 상관 관계. 건강한 피험자에서 뇌하수체와 관련된 뇌의 유일한 신경 영상 연구에서 하비 등 (2007) 긍정적 인 그림에 대한 anhedonia와 복부 선조체 반응 사이의 유의 한 상관 관계는 관찰되지 않았다. 그러나 그들은 복제했다 Keedwell 등 (2005) 의 관찰 긍정적인 vmPFC의 한 영역에서 양성 자극에 대한 반응과 무감각증 사이의 상관 관계는 rACC로 다시 확장됩니다. 게다가, 하비 등 (2007) 알레 도니아는 NAcc로 연장되는 꼬리 지역의 부피 감소와 관련이 있음을 발견했다.

종합 해보면, 이러한 이전의 발견은 무감각증이 vmPFC / rACC의 양성 자극에 대한 반응 증가뿐만 아니라 양성 자극에 대한 약한 반응 및 선조에서의 부피 감소와 관련 될 수 있음을 시사합니다. vmPFC / rACC에서의 활동이 또한 위에서 상술 한 바와 같이 쾌락 등급과 긍정적으로 관련되어 있다는 점을 고려할 때 후자의 연관은 놀랍다 (예를 들어, de Araujo et al., 2003; Grabenhorst 등, 2008; 롤스 외, 2008; 롤스 외, 2003). 중요하게도, vmPFC / rACC는 뇌의 기본 네트워크에서 두드러지게 나타납니다.이 기본 네트워크는 휴식 중 작업이없는 상태에서 활성화되며 참가자가 작업에 참여할 때 비활성화됩니다 (Buckner et al., 2008). 실제로, 수렴 된 증거의 선은 내측 전두엽 영역에서 무감각증과 작업 관련 활성화 사이의 연관성이 휴식 상태 활동의 개별적인 차이를 반영 할 가능성을 높입니다.

첫째, 우울증은 vmPFC / rACC의 기능 장애 휴식 활동과 관련이 있으며 일부 연구 결과는 감소했습니다 (예 : Drevets 등, 1997; Ito 등, 1996; Mayberg et al., 1994) 및 기타 증가 (예 : 케네디 (Kennedy) 등의 2001; Videbech et al., 2002) 활동 및 휴식 휴식 rACC 활동은 치료에 대한 불량한 반응을 예측하는 것으로 밝혀졌습니다 (Mayberg et al., 1997; Mülert et al., 2007; Pizzagalli 등, 2001). 둘째, PET와 뇌파 (EEG) 활동 측정을 모두 사용하여 Pizzagalli et al. (2004) 정신병 장애와 만연 성 마취를 특징으로하는 우울한 아형 인 우울한 환자에서 동맥 내 ACC (BA 25)에서 휴식 활동 감소 (즉, 포도당 대사 감소 및 델타 활동 증가)가보고되었습니다. 마지막으로, 휴식중인 중간 PFC 활성이 감소 된 것을 특징으로하는 다양한 상태 및 질병은 감소 된 작업-유도 된 중간 PFC 비활성화 (플레쳐 (Fletcher) 등, 1998; 케네디 (Kennedy) 등의 2006; Lustig 등, 2003) 및 최근 결과 Grimm et al. (2008) 이것이 우울증에도 적용될 수 있음을 나타냅니다. 구체적으로,이 저자들은 우울한 개인의 소규모 작업 유발 비활성화와 기본 네트워크의 여러 영역의 제어 (예 : Keedwell et al. (2005) 및 하비 등 (2007). 종합적으로, 이러한 관찰은 양극성 자극에 대한 vmPFC / rACC 활성화와 양성 자극에 대한 겉보기 역설적 긍정적 연관성은이 영역에서의 감소 된 기준선 활성과 무감각증 사이의 연관성으로 인한 것일 수 있으며, 이는 자극 처리 동안 작은 불 활성화를 초래한다. 우리가 아는 한 낮은 휴식 vmPFC / rACC 활동과 무감각 사이의 연관성에 대한 가설은 이전에 테스트되지 않았습니다.

그러한 연관성이 존재하면, EEG의 델타 주파수 대역에서 명백 할 것이다. 같이 키나제 브 (2007) 최근 다른 EEG 진동의 기능적 역할에 대한 그의 검토에서 델타 리듬이 보상 처리 및 샐리 언스 감지의 시그니처라는 아이디어를 뒷받침하는 많은 관찰이있었습니다. 첫째, 동물 연구에서 NAcc와 같은 뇌 보상 시스템의 주요 노드에서 델타 활동의 생성자가 발견되었습니다.Leung and Yim, 1993), 복부 팔리 덤 (Lavin and Grace, 1996) 및 복부 꼬리 부위의 도파민 성 뉴런 (그레이스, 1995). 둘째, 비록 선조체에서의 전기적 활동이 인간에서 비 침습적으로 측정 될 수는 없지만, EEG 공급원 위치 결정 연구는 델타 활동의 발생에서 앞쪽 중간 전두 영역을 연루시켰다 (Michel 외, 1992; 1993). 비판적으로, 이러한 출처는 복부 영역에 왕복 연결되어 있고 자체보고 된 쾌락 반응과 관련하여 fMRI 연구에서 나오는 영역과 겹칩니다 (위 참조). 셋째, 이용 가능한 동물 데이터는 NAcc에서 도파민 방출이 델타 활성 감소와 관련이 있음을 시사한다 (Chang 등, 1995; Ferger et al., 1994; 크롭 프와 쿠친 스키, 1993; Leung and Yim, 1993; Luoh et al., 1994). 넷째, 오피오이드 및 코카인 투여는 인간의 델타 활성 변화와 관련이 있습니다 (Greenwald and Roehrs, 2005; Reid 등, 2006; Scott 등, 1991). 그러나 동물 데이터와 달리 델타 활동의 감소 대신 증가가 관찰되었습니다 (또한 참조 히스, 1972). 동물과 인간 데이터 사이의 이러한 명백한 불일치는 현재 해결 될 수 없지만, 이용 가능한 증거는 그럼에도 불구하고 EEG 델타 활동이 보상 처리와 연관 될 수 있음을 시사합니다. 그러므로 본 연구는 델타와 보상 사이의 제안 된 연계를보다 명확하게하는 것을 목표로한다.

요약하면, 현재 조사의 주요 목표는 다음과 같습니다. (1) 화폐 인센티브 지연과 관련하여 fMRI에 의해 평가 된 바와 같이, 안 도니아가 복부 선조체 및 vmPFC / rACC의 보상 반응과 각각 부정적 및 긍정적으로 연관되는지 여부를 조사하는 것 뇌의 보상 네트워크를 모집하는 것으로 알려진 작업 (Dillon 등, 2008); 복제 할 (2) 하비 등 (2007) anhedonia와 striatal volume의 역 상관 관찰; vmPFC / rACC에서 무감각이 증가 된 휴식 EEG 델타 전류 밀도 (즉, 휴식 활동 감소)와 관련되는지 여부를 조사하기위한 (3); 및 (4)는 뇌파 델타 활동과 뇌의 보상 시스템 사이의 제안 된 링크를 조사하기 위해크냐 제프, 2007) vmPFC / rACC에서 fMRI와 휴식 EEG 델타 전류 밀도를 통해 측정 된 선조 보상 반응 간의 상관 관계를 평가합니다.

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재료 및 방법

참가자

현재 보고서의 데이터는 행동, 전기 생리학 (휴식 EEG, 이벤트 관련 잠재력) 및 신경 이미징 (fMRI, 구조적 MRI) 측정뿐만 아니라 분자 유전학을 통합하여 보상 처리 및 anhedonia의 보상 처리 및 anhedonia의 신경 생물학을 조사하는 더 큰 연구에서 비롯되었습니다. 비 임상 샘플. 이 샘플에 대한 이전 간행물은 강화 작업 중 수집 된 이벤트 관련 잠재적 데이터에 중점을 두었습니다 (Santesso et al., 2008), 후보 유전자와 fMRI 데이터 간의 연결에 대한 보고서가 준비 중입니다 (Dillon, Bogdan, Fagerness, Holmes, Perlis 및 Pizzagalli, 준비 중). 이전 보고서와 달리, 본 연구의 주요 목표는 anhedonia와 (1) 휴식 EEG 데이터의 개별적 차이와 보상 관련 기저핵 영역의 (2) 기능 및 부피 측정 사이의 관계를 조사하는 것이 었습니다. 이차 분석은 세 가지 신경 영상 방식 사이의 상관 관계를 평가하는 것을 목표로했다.

초기 행동 세션에서 237와 18 세 사이의 40 건강한 성인은 두 가지 자극 중 하나의 정확한 식별이 더 자주 보상되는 두 가지 대안 강제 선택 작업을 완료했습니다. 독립적 인 임상 및 비 임상 샘플에서의 이전 연구는이 확률 적 보상 작업이 보상 반응 및 무감각의 변화에 민감하다는 것을 보여주었습니다.보그 단과 피자 갈리, 2006; Pizzagalli 등, 2009; Pizzagalli 등, 2005). 초기 세션에서의 성과에 기초하여, 현재 연구에 대한 포함 기준을 충족하는 47 과목의 170 과목 (오른손; 의학적 또는 신경계 질환 없음, 임신, 현재 알코올 / 물질 남용, 흡연, 마지막 동안 향정신성 약물 사용) 2 주 또는 폐소 공포증이 EEG 및 fMRI 세션에 초대되었습니다 (세션 순서 균형 조정). 확률 적 보상 과제에 의해 측정 된 보상 학습의 넓은 범위의 개인차를 다루기 위해 참가자가 선정되었습니다. 구체적으로, 우리는 먼저 보상 학습 분포의 상위 및 하위 20 %의 참가자를 식별 한 다음 목표로 나머지 참가자를 선택했습니다. 일반 인구를 대표하는 보상 학습에서 연속체 달성의 선택 (선택 기준에 대한 자세한 내용은 Santesso et al., 2008).

이 47 참가자 중 41 (5 African American, 5 Asian, 29 Caucasian, 2 기타)는 EEG 세션에 참여하기로 동의했으며 이들 중 33도 fMRI 세션을 마쳤습니다. 모든 41 참가자 (평균 연령 : 21.2 세, SD : 3.1; 평균 교육 : 14.2 세, SD : 1.5; 20 남성)는 휴식 가능한 EEG 데이터를 가지고있었습니다. 두 세션을 모두 완료 한 33 참가자 중 5 개는 과도한 모션 아티팩트로 인해 fMRI 분석에서 제외되었습니다. N = fMRI 분석을위한 28 (평균 연령 : 21.5 세, SD : 3.5; 평균 교육 : 14.5 세, SD : 1.6; 14 수컷). 특정 공포증이있는 한 명의 참가자와 경미한 우울 장애가있는 한 명의 참가자와는 별도로, DSM-IV에 대한 구조적 임상 인터뷰 (Structured Clinical Interview for DSM-IV)에 의해 결정된 바와 같이, 현재의 정신 장애가있는 참가자는 없었다. 소수의 참가자들 (과거의 MDD에서 과거의 축 I 병리의 증거가 있음 : n = 1; 달리 명시되지 않은 과거 우울 장애 : n = 1; 과거 폭식 장애 : n = 1; 과거 신경성 식욕 부진 : n = 1; 과거 알코올 남용 : n = 1).

참가자는 각자의 시간 동안의 업무 수입과 상환에서 행동, EEG 및 fMRI 세션에 대해 각각 약 $ 12, $ 45 및 $ 80를 받았습니다. 모든 참가자는 서면 동의서를 제공했으며 모든 절차는 하버드 대학교의 인간 피험자 사용위원회와 Partners-Massachusetts General Hospital Internal Review Board에서 승인했습니다.

순서

행동 세션

행동 및 뇌파 세션에서, 기분 및 불안 증상 설문지 (MASQ, 왓슨 (Watson) 등, 1995)는 우울증 관련 증상 (Anhedonic Depression, AD), 불안 특정 증상 (Anxious Arousal, AA) 및 우울증과 불안 모두에 공통적 인 일반적인 고통 증상 (General Distress : Depressive Symptoms, GDD; General Distress : Anxious Symptoms)을 측정하기 위해 시행되었습니다. , GDA). 이전의 연구에 따르면 모든 MASQ 척도는 다른 불안 및 우울증 척도와 관련하여 뛰어난 신뢰성 (계수 알파 : 성인 및 학생 표본에서 .85..93)과 수렴 / 구별 력이 있습니다 (예 : 왓슨 (Watson) 등, 1995). 현재 샘플에서 AD, GDD, AA 및 GDA 스케일의 행동 및 EEG 세션 (평균 간격 = 36.6 일; 범위 2-106 일) 사이의 테스트 재시험 신뢰성은 .69, .62, .49, 및 .70는 각각 중간에서 높은 안정성을 나타냅니다. 현재 분석에서 우리는 (1) 생리적 조치에 대한 자기보고 척도의 예측 타당성을 입증하기 위해 행동 세션에서 MASQ 점수만을 분석하고, (2)는 MASQ- 생리학에 대한 상태 효과의 영향을 최소화합니다 EEG 및 fMRI 측정 값이 MASQ 데이터와 다른 세션에서 얻어 졌는지 확인함으로써 상관 관계 분석. 그러나 두 MASQ 관리의 평균 (요청에 따라 사용 가능한 데이터)을 분석 할 때 매우 유사한 결과가 나타났습니다. 또한 긍정적 및 부정적 영향 일정 (PANAS, 왓슨 (Watson) 등, 1988)는 현재의 기분을 평가하기 위해 행동 및 EEG 세션 모두에서 투여되었다.

뇌파 세션 휴식

휴식을 취한 EEG가 8 분 동안 (눈을 뜬 상태에서 4 분, 눈을 뜬 상태에서 4 분을 균형 잡힌 순서로) 기록하면서 참가자들은 여전히 앉아서 휴식을 취하라는 지시를 받았습니다. 그 후, 참가자들은 이벤트 관련 잠재적 녹음 중 주제 선택에 사용 된 확률 적 보상 작업을 반복했습니다 (Santesso et al., 2008).

MRI 세션

구조적 MRI 데이터의 수집 후, 참가자는 기능적 영상화 동안 MID (Monetary Incentive Delay) 작업을 수행했습니다. MID는 이전에 독립 샘플에서 설명했습니다 (Dillon 등, 2008). 간단히, 참가자는 5 시험의 24 블록을 완료했습니다. 각 시도는 잠재적 금전적 이익 (+ $), 인센티브 없음 (1.5 $) 또는 손실 (-$)을 나타내는 3 개의 동일하게 가능한 큐 (기간 : 0) 중 하나를 제시하는 것으로 시작되었습니다. 3–7.5의 불안한 자극 간 간격 (ISI) 후에 참가자가 버튼을 눌러 응답하는 빨간색 사각형이 나타납니다. 두 번째 불안한 ISI (4.4–8.9 s) 다음에 게인 (범위 : $ 1.96 ~ $ 2.34; 평균 : $ 2.15), 변경 없음 또는 페널티 (범위 : − $ 1.81 ~ − $ 2.19; 평균-$ 2.00). 참가자들은 표적에 대한 그들의 반응 시간 (RT)이 시험 결과에 영향을 미쳐서 빠른 RT가 이득을받을 확률을 높이고 벌점을받을 확률을 줄 였다고 들었다. 실제로, 보상 및 손실 평가의 50 %는 각각 손익을 제공했습니다 (참조 Dillon 등, 2008자세한 내용은 참조). 결과 전달은 각 결과를 특징으로하는 동일한 수의 시험과 함께 완전히 균형 잡힌 디자인을 허용하기 위해 이러한 방식으로 응답에서 분리되었습니다. 그러나 작업의 신뢰성과 참여를 유지하기 위해 긍정적 인 결과 (예 : 보상 시험의 이득)로 이어지는 시험의 경우 대상 노출 시간은 스캔 직전에 관리되는 85- 시험 연습 세션 동안 수집 된 RT의 40 번째 백분위 수에 해당합니다. 부정적인 결과를 낳을 예정인 시험 (예 : 보상 시험의 이득 없음)의 경우, 목표 노출 시간은 연습 RT의 15 번째 백분위 수에 해당합니다. 결과 전달 순서는 fMRI 설계의 통계 효율성을 최적화 한 사전 결정된 순서를 기반으로합니다 (데일, 1999).

데이터 수집 및 분석

뇌파 기록

정점을 참조하는 128–250 Hz 아날로그 필터링을 사용하여 0.1 Hz에서 100 채널 전기 측지 시스템 (EGI Inc., Eugene, OR)을 사용하여 휴식 EEG를 기록했습니다. 임피던스는 50 kΩ 미만으로 유지되었습니다. 데이터는 오프라인으로 평균 참조로 다시 참조되었습니다. Brain Vision Analyzer (Brain Products GmbH, Germany)에서 구현 된 Independent Component Analysis를 사용하여 안구 운동 인공물을 수정 한 후, 남아있는 인공물에 대해 데이터를 시각적으로 스코어링하고 스플라인 보간을 사용하여 손상된 채널을 보간했습니다.

이전 절차에 따라 (예 : Pizzagalli 등, 2001, 2004, 2006), 저해상도 전자기 단층 촬영 (LORETA, Pascual-Marqui et al., 1999)를 사용하여 다양한 주파수 대역에서 정지 뇌내 전류 밀도를 추정 하였다. 이를 위해, 이산 푸리에 변환 및 박스 카 윈도우를 사용하여 아티팩트가없는 2048-ms 에포크에 대해 스펙트럼 분석을 먼저 수행했습니다. 그런 다음 LORETA를 사용하여 델타 (1.5-6.0 Hz), 세타 (6.5-8.0 Hz), alpha1 (8.5-10.0 Hz), alpha2 (10.5-12.0 Hz), beta1 (Bx) 12.5–18.0 Hz), 베타 2 (18.5–21.0 Hz), 베타 3 (21.5–30.0 Hz) 및 감마 (36.5–44.0 Hz). 이전 연구 결과를 바탕으로 (예 : 크냐 제프, 2007; Pizzagalli 등, 2004; Scheeringa et al., 2008), 델타 활동이 주요 관심 빈도였다. 다른 EEG 밴드는 가능한 발견의 특이성을 평가하기 위해 분석되었습니다.

각 복셀에서 (n = 2394; 복셀 해상도 = 7 mm³), 전류 밀도는 8 개의 주파수 대역 각각 내에서 뇌내 전류 밀도의 제곱 크기로 계산되었습니다 (단위 : 평방 미터당 암페어, A / m²). 각 피험자 및 밴드에 대해 LORETA 값을 1의 총 검정력으로 정규화 한 다음 통계 분석 전에 로그 변환했습니다. MASQ AD와 로그 변환 델타 전류 밀도 간의 Voxel-by-voxel Pearson 상관 관계를 계산 한 후 임계 값을 정한 후 표준 MRI 템플릿 (MNI 공간)에 표시했습니다. p <.001 (수정되지 않음).

복셀 별 복셀 상관 관계 외에도 몇 가지 전류 밀도를 분석했습니다. 선험적인 ACC 내 정의 된 관심 영역 (ROI). 이 접근법은 통계 력을 (1) 증가시키고, (2) MASQ AD와 통계적 임계 값에 의해 편향되지 않은 다른 MASQ 척도 간의 비교 (예 : 증상 특이성 평가)를 허용하고 (3)는 다양한 ACC 세분 ( 즉, 지역별 평가). 이를 위해 각 주제와 대역에 대해 ACC의 다음 세분에 대해 평균 전류 밀도를 계산했습니다 (자세한 내용은 부시 (Bush) 외 다수, 2000; Pizzagalli 등, 2006) : BA25 (17 복셀, 5.83 cm 포함)와 같이 더 튼튼하고 "효과적인"하위 영역³), BA24 (12 복셀, 4.12 cm³) 및 BA32 (17 복셀, 5.83 cm³) 및 BA32 '(20 복셀, 6.86 cm)를 포함한 등쪽의 "인지"하위 영역³) 및 BA24 '(48 복셀, 16.46 cm³). 이 세분의 위치와 범위는 구조 확률 맵 (Lancaster 등 1997) 및 해부학 적 랜드 마크 (Devinsky et al., 1995; Vogt 등, 1995), 앞에서 자세히 설명한대로 (Pizzagalli 등, 2006). 평균 휴식 전류 밀도의 추정치는 110.7 아티팩트없는 에포크 (SD : 37.2, 범위 : 37–174)를 기반으로합니다. BAs 24, 25 및 BA32에서 로그 변환 된 델타 전류 밀도는 인공물이없는 전체 에포크 수 또는 개별 평균에 기여하는 눈에 띄는 에포크의 백분율과 관련이 없습니다. rs (39) ≤ .10, p ≥ .52.

fMRI 데이터

이미징 프로토콜 및 fMRI 처리 스트림은 이전에 설명되었습니다 (Dillon 등, 2008; Santesso et al., 2008). 요약하면, fMRI 데이터는 1.5 T Symphony / Sonata 스캐너 (Siemens Medical Systems; Iselin, NJ)에서 수집되었다. 기능적 영상화 동안, 구배 에코 T2 *-가중 에코 평면 이미지는 다음 파라미터를 사용하여 획득되었다 : TR / TE : 2500 / 35; FOV : 200mm; 매트릭스 : 64 × 64; 35 슬라이스; 222 볼륨; 복셀 : 3.125 × 3.125 × 3 mm. 표준 매개 변수 (TR / TE : 1 / 2730 ms; FOV : 3.39 mm; 매트릭스 : 256 × 192; 192 슬라이스; 복셀 : 128)를 사용하여 구조적 ROI의 해부학 적 국소화 및 추출을 위해 고해상도 T1.33 가중 MPRAGE 구조 볼륨을 수집했습니다. × 1.33 × 1 mm). 패딩은 머리 움직임을 최소화하기 위해 사용되었습니다.

분석은 FS-FAST (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu) 및 FreeSurfer (Fischl 등, 2002; Fischl 등, 2004). 사전 처리에는 모션 및 슬라이스 타임 보정, 느린 선형 트렌드 제거, 강도 정규화 및 6 mm FWHM Gaussian 필터를 사용한 공간 평활화가 포함되었습니다. 잡음의 자기 상관을 추정하고 정정하기 위해 시간적 미백 필터가 사용되었다. 다음으로, 감마 기능 (혈역학 적 반응을 모델링하기위한)을 자극 개시와 관련 시켰으며, 일반적인 선형 모델은 모델과 데이터 사이의 적합성을 평가했다. 3.75 mm 또는 도보 다 큰 증분 (볼륨-볼륨) 또는 누적 머리 움직임이있는 참가자를 분석에서 제거했습니다 (n = 5). 나머지 참가자의 경우 모션 매개 변수가 모델에 귀찮은 회귀로 포함되었습니다.

이 연구의 주요 fMRI 결과는 기저핵의 4 가지 성분 (NAcc, caudate, putamen, globus pallidus)과 rACC에서 추출한 회귀 계수 (베타 가중치)였습니다.¹ 이러한 ROI는 구조적으로 FreeSurfer의 자동 피질 및 피질이 아닌 소포 알고리즘에 의해 정의되었으며, 이는 매우 안정적이며 수동 방법과 유리하게 비교됩니다 (Desikan 등, 2006; Fischl 등, 2002; Fischl 등, 2004). 각 참가자 및 ROI에 대해 평균 베타 가중치가 금전적 이득, 금전적 벌금 및 변경 없음 피드백의 전달을 위해 추출되었습니다. anhedonia가 실제 긍정적 인 자극에 대한 뇌 활성화와 관련이있는 이전의 신경 이미징 작업과 일관성을 유지하기 위해 (엡스타인 (Epstein) 등, 2006; Harvey et al., 2007; Keedwell et al., 2005), fMRI 분석은 결과에 대한 응답에 중점을 둡니다. 익명 검토 자의 요청에 따라 보상 베타에 대한 평균 베타 가중치가 추출되어 보상 처리의 예측 단계와 예측 단계에 대한 anhedonia와의 상관 관계의 특이성을 평가했습니다.

FreeSurfer의 알고리즘은 각 ROI 및 총 두개 내 볼륨에 대한 체적 정보도 제공합니다. 성별과 두개 내 양을 조정하기 위해 z-두개 내 양과 성별 내 각 ROI의 양을 표준화 한 후 z의 각 ROI에 대한 점수 z-두개 내 용적에 대한 점수. 이 회귀 접근법은 암컷에 비해 남성의 두개 내 양이 증가하여 성차가 생기는 것을 피하기 위해 선택되었습니다. 체적 변수에 대한 모든 통계 분석은 이러한 회귀에서 파생 된 잔차로 수행되었습니다.

통계 분석

fMRI 데이터는 다음을 사용하여 혼합 분산 분석으로 분석되었습니다 피드백 (이득, 변경 없음, 페널티) 성별 요인으로 (남성, 여성). 기저핵 영역의 경우 반구 (왼쪽, 오른쪽) 지역 (NAcc, 꼬리, 푸 타멘, 팔리 두스)를 추가 개체-내 요인으로 추가했습니다. 해당되는 경우 온실 가이저 보정이 사용되었습니다. 주요 가설을 테스트하기 위해 피어슨 상관 및 부분 상관을 계산했습니다. 종속 상관 계수의 차이는 다음과 같이 제안 된 공식을 사용하여 테스트되었습니다. 슈타이거 (1980). 별도의 표시가없는 한 알파 수준의 0.05 (양측)로 결과가보고됩니다. 이전의 발견에 비추어 (엡스타인 (Epstein) 등, 2006; Harvey et al., 2007) 선험적인 보상에 대한 무호흡증과 (1) NAcc 부피 및 (2) NAcc 반응 사이의 음의 상관 관계에 대한 가설을 단측 테스트 하였다. 1 차 분석에는 5 가지 예측 된 상관 관계 (안테 도니아 -NAcc 부피, 이득에 대한 안데 도니아 -NAcc 반응, 이득에 대한 안데 도니아 -rACC 반응, 안데 도니아-휴식 rACC 델타 활동, 이득-휴식 rACC 델타 활동에 대한 NAcc 반응)가 포함되었다. 다섯 가지 주요 결과의 특이성을 테스트하기 위해 다른 모든 상관 관계가 수행되었습니다. 결과적으로 여러 테스트에 대한 수정이 구현되지 않았습니다.

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결과

MASQ와 PANAS 저울의 상호 상관

도시 된 바와 같이 표 1, MASQ 척도는 중간 정도의 상관 관계가 있고, 두 세션에서 PANAS 상태에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 그러나 이전 관측치 미러링 (왓슨과 클락, 1995), MASQ AD만이 두 세션에서 PANAS 상태 긍정적 영향과 유의 한 부정적인 상관 관계를 나타 냈습니다. MASQ AD의 평균 및 표준 편차 (성별 가중치)는 다음에보고 된 값과 다르지 않았습니다. Watson et al. (1995, 표 1) 대규모 학생 샘플의 경우 t(1112) = 1.28, p = .20, F(40, 1072) = 1.07, p = .35.

표 1

MASQ 척도와 국가 긍정적 및 부정적인 영향 사이의 상관 관계

금전적 이익과 처벌에 대한 기저핵과 rACC 반응

기초 신경절이 MID 작업에서 금전적 이득에 의해 활성화되었는지 확인하기 위해 피드백 × 지역 × 반구 × 성별 분산 분석. 연구 결과는 피드백, F(2, 51.5) = 8.00, p = .001 및 중요 피드백 × 지역 상호 작용, F(3.3, 85.6) = 6.97, p = .0003 (참조 그림 2A). 선험적으로 특정 대조는 모든 기저핵 영역이 이득 대 변화가없는 피드백에 의해 더 강력하게 활성화되었다는 것을 보여주었습니다. F(1, 26) ≥ 4.43, p ≤ .045. 특히, NAcc만이 변경없는 피드백에 대한 페널티 후 활동 감소와 관련이있었습니다. F(1, 26) = 3.83, p = .06. 따라서, 반구와 성별에 걸쳐, 기저핵은 확실하게 이득에 의해 활성화되었으며, NAcc만이 변화가없는 피드백과 관련하여 처벌 후 비활성화의 징후를 나타냈다.

그림 2

의 평균 베타 가중치 (및 표준 오류)A) 4 개의 기저핵과B) 금전적 이익, 변화없는 피드백 및 금전적 벌금 (반구 전반에 걸친 평균)에 대한 응답으로 rACC. 핵 축적 (NAcc)만이 보여주었습니다. ...

구조적으로 정의 된 rACC ROI가 금전적 이득에 의해 활성화되었는지 여부를 평가하기 위해 피드백 × 성별 분산 분석 및 피드백, F(1.9, 50.4) = 5.63, p <.007 (그림 2B). 선험적으로 특정 대조는 변화없는 피드백에 비해 이득에 대한 높은 활성화를 보여주었습니다. F(1, 26) = 12.48, p = .002 및 변경 사항없는 피드백에 대한 위약금에 대한 높은 활성화, F(1, 26) = 4.18, p = .051.

Anhedonia의 기능 및 구조적 상관 관계

이익과 위약금에 대한 NAcc 응답과의 관계

가설을 세우면 MASQ AD에 의해 측정 된 anhedonia는 두 반구의 평균 이득에 대한 NAcc 반응과 음의 관계가 있었으며, r(26) = - .43, p = .011, 한쪽 꼬리 (참조 표 2 및 그림 3A). MASQ AD와 관심있는 다른 4 가지 영역 중 어느 것 (putamen, caudate, pallidus, rACC)에서 이득 관련 반응간에 유의 한 상관 관계가 관찰되지 않았습니다. 이러한 결과의 특이성을 강조하면서 다른 MASQ 척도 중 어느 것도 이득에 대한 NAcc 반응과 유의 한 상관 관계가 없었습니다 (참조 표 2), MASQ AD와 NAcc 이득 응답 간의 상관 관계는 다른 세 가지 MASQ 스케일을 동시에 부분적으로 분리 한 후에도 거의 변하지 않았습니다. r(23) = - .35, p = .041, 한쪽 꼬리. 또한, 이득에 대한 MASQ AD와 NAcc 반응 간의 상관 관계는 MASQ AD와 NAcc 반응의 벌칙에 대한 (의의하지 않은) 상관 관계와 유의하게 달랐다 r(26) = .25, p = .20, z = 2.41, p = .016 또는 변경 사항이없는 피드백, r(26) = .11, p = .58, z = 2.30, p = .021. 본 연구의 주요 초점은 아니지만, 처벌에 대한 NAcc 반응은 MASQ GDA 점수와 양의 상관 관계가 있었다 (참조) 표 2), 더 많은 불안한 참가자가 페널티에 대해 더 강한 NAcc 반응을 보였음을 나타냅니다.²

그림 3

상관 관계에 대한 산점도A) 기분의 Anhedonic Depression 척도와 MASQ AD (Anxiety Symptom Questionnaire)와 금전적 이익에 대한 NAcc의 반응 사이, (B) 성별 및 두개 내 용적에 대해 보정 된 MASQ AD와 NAcc 용적 사이 ...

표 2

MASQ 척도, 핵 Accumbens (NAcc) 볼륨 및 피드백에 대 한 응답 및 Rostral 앞쪽 Cingulate 지역에서 휴식 델타 활동 간의 상관 관계

보상 신호에 대한 반응을 조사하는 보충 분석은 NAcc에 대한 MASQ AD와 유의 한 상관 관계를 나타내지 않았다. r(26) = .12, p = .54 또는 다른 네 개의 ROI 중 하나 |r(26) | ≤ .25, p ≥ .20. 또한, 이득에 대한 MASQ AD와 NAcc 응답 사이의 상관 관계는 신호에 대한 보상을위한 NAcc 응답과 관련된 상관 관계보다 유의하게 더 강했습니다. z = 2.03, p = .04. 연결이 예상보다 보상에 특화되었음을 나타냅니다.

NAcc 볼륨과의 관계

도시 된 바와 같이 표 2 및 그림 3B, MASQ AD는 다른 3 가지 MASQ 척도를 동시에 부분적으로 분리 한 후에도 유의 적으로 남아있는 NAcc 용량 (성 및 두개 내 용으로 조정 됨)과 음의 상관 관계를 나타 냈습니다. r(23) = - .38, p = .03, 한쪽 꼬리. MASQ AD와 다른 기저핵 영역의 조정 된 부피 사이에 유의 한 연관성이 관찰되지 않았습니다. .22 ≥ r(26) ≥ .02, p≥ .27. 또한, 이익에 대한 NAcc 볼륨과 NAcc 보상 응답은 서로 관련이 없었습니다 (표 2), 두 변수가 MASQ AD 분산의 개별 구성 요소를 설명했음을 나타냅니다 (아래 참조).

휴식 EEG 델타 전류 밀도와의 관계

MASQ AD와 로그 변환 델타 전류 밀도 사이의 복셀 별 복셀 상관 관계의 계산은 p <0.001. 다음과 같이 그림 1이 기능적으로 정의 된 ROI (16 연속 복셀, 5.49 cm³)는 anhedonia 및 쾌락 등급에 대한 fMRI 연구에서 나오는 영역과 겹치는 rACC 영역에 위치했습니다. 또한, MASQ AD는 세 가지 각각에서 휴식 델타 전류 밀도와 양의 상관 관계가있었습니다 선험적인 ACC의 정의 된 정서적 세분 (BAs 24, 25 및 32) 그림 3C 및 표 2).

대조 분석은이 발견이 실질적인 특이성을 특징으로한다는 것을 나타냈다. 첫째, MASQ AD 점수는 ACC의 더 지각적이고인지적인 세분에서 델타 전류 밀도와 상관 관계가 없었습니다.rs = BA12 '및 BA04'의 경우 각각 .24 및 .32), 지역별 강조 표시. 둘째, MASQ AD와 델타 전류 밀도 사이의 모든 중요한 상관 관계는 표 2 다른 세 가지 MASQ 척도를 동시에 부분적으로 분리 한 후에도 유의미한 상태를 유지했습니다. r(36) ≥ .33, p ≤ .042, 증상 특이성을 강조합니다. 반대로 BA32의 MASQ GDD와 델타 전류 밀도와 기능적으로 정의 된 ROI 간의 상관 관계 표 2)는 MASQ AD를 부분적으로 분류 한 후에 더 이상 중요하지 않았습니다. r(38) =. 09. 또한, MASQ AD 델타 전류 밀도 상관 관계는 MASQ 관리 및 EEG 기록 모두에서 참가자의 상태 긍정 및 부정적 영향 등급을 동시에 부분적으로 분류 한 후에도 유의미한 상태로 유지되었습니다. r(33) ≥ .39, p ≤ .021, 이는 관찰 된 연관성이 실험 세션 동안 정서 상태의 개별적 차이에 기초하지 않음을 시사한다.³ 마지막으로, 가정 된 바와 같이, MASQ AD 점수와 휴식중인 EEG 활동 사이의 연관성은 델타 밴드에 대해 가장 강력했다.⁴

EEG 델타 전류 밀도 휴식과 이득에 대한 NAcc 응답 간의 관계

도시 된 바와 같이 표 2, 벌점은 아니지만 이득에 대한 NAcc 반응은 기능적으로 정의 된 ROI와 선험적인 정의 된 rACC 세분 rs (26) ≤ −.41, ps ≤ .031. 또한 이러한 상관 관계가 다릅니다 (1.60 ≤ z ≤ 2.62, p 페널티에 대한 NAcc 반응과 유사한 상관 관계에서 ≤ .11) rs (26) ≤ .16, p≥ .42 또는 인센티브 피드백이없는 경우, rs (26) ≤ .07, p≥ .71. rACC에서의 휴식 델타 활동과 NAcc 반응 사이의 연관성에 대한 특이성을 강조하고, rACC에서의 델타 전류 밀도와 다른 기저핵 절 영역에서의 이득에 대한 반응 또는 NAcc의 신호에 대한 반응에 대한 상관 관계는 나타나지 않았다 .

성별 및 특이 치의 잠재적 영향에 대한 통제

의 모든 중요한 상관 관계 표 2 최소한 미미한 수준을 유지했습니다 (p ≤ .05, 단측), 모든 변수가 성별 내에서 처음 표준화되고 Pearson의 상관 관계 대신 Spearman의 순위 상관 관계가 계산되었습니다. 따라서 성별 차이나 특이 치가 협회를 주도하지 않았습니다. 또한 중요한 협회는 없습니다. 표 2 성별에 의해 상당히 완화되었는데, 이는 남성과 여성에 대해 유사한 상관 관계가 관찰되었음을 나타냅니다.

Anhedonia를 예측하는 다변량 모델

anhedonia에 대한 다양한 생리적 변수의 독특하고 누적 된 기여를 평가하기 위해, 이득에 대한 NAcc 반응, NAcc 부피 및 rACC (휴식 ROI)에서 휴식 델타 전류 밀도가 동시에 MASQ 점수를 예측하는 다중 회귀 분석에 입력되었습니다. 결과는 세 가지 변수가 모두 anhedonia (NAcc의 이득에 대한 반응)에 대한 중요한 예측 변수라는 사실을 밝혀 냈습니다. 베타 = −.30, p = .05, 한쪽 꼬리; NAcc 양 : 베타 = −.43, p = .005, 한쪽 꼬리; 휴식 델타 rACC 전류 밀도 : 베타 = .37, p = .024, 양측). 따라서, 3 가지 변수에 의해 설명 된 MASQ AD 분산의 성분은 기능적 활동의 두 측정치 사이의 상당한 연관성에도 불구하고 적어도 부분적으로 독립적이었다. 특히,이 모델은 anhedonic 증상의 분산의 45 %를 설명했습니다. R² = .45, F(3, 24) = 6.44, p = .002.

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토론

이 연구는 휴식 EEG, 구조적 MRI 및 fMRI를 통합하여 정신 장애에 대한 중요한 내인성 유형 및 취약성 인자 인 anhedonia의 신경 상관 관계를 식별합니다 (예 : Gooding et al., 2005; Hasler et al., 2004; 로스트, 1996; Pizzagalli 등, 2005). 가설을 세웠을 때, 우리는 (1) anhedonia와 NAcc 응답 사이의 부정적인 연관성을 보상 피드백 (즉, 금전적 이득), (2) anhedonia와 NAcc 볼륨 사이의 부정적인 연관성, (3) anhedonia와 휴식중인 EEG 사이의 긍정적 인 연관성을 관찰했습니다. rACC에서의 델타 활동 (즉, 휴식 활동이 적음). 우리의 가설과는 달리, rACC 활성화와 피드백 보상 및 무감각 사이에는 상관 관계가 나타나지 않았다. 그러나 휴식 rACC 델타 활동은 이득에 대한 NAcc 반응과 부정적으로 연관되어 있는데, 이는 델타 리듬이 실제로 제안한 뇌 보상 회로의 자극 유발 활동과 관련되어 있음을 나타냅니다. 키나제 브 (2007). 따라서, 본 연구 결과는 anhedonia와 관련된 뇌 기전과 EEG 델타 활동의 기능적 상관 관계에 대한 새로운 통찰력을 제공한다.

Anhedonia 및 NAcc 구조 및 기능

이전 작업 복제 (엡스타인 (Epstein) 등, 2006; Keedwell et al., 2005), 우리는 별도의 세션 (평균적으로, 1 개월 이상 후)에서 측정 된 양성 자극 (금전적 이득)에 대한 무신경 증상과 NAcc 반응 사이의 음의 상관 관계를 발견했다. 이전의 연구와는 달리, 현재의 분석은이 연관성이 피드백을 보상하기 위해 무감각 증상 (다른 3 가지 MASQ 척도에 의해 평가 된 불안 증상 또는 일반적인 고통과 비교), NAcc (3 개의 다른 기저핵 영역과 비교)에 특이적임을 밝혔다. (징계 및 중립적 의견 대), 보상 처리의 소비 적 (예상 적 대) 단계. 이러한 결과는 anhedonia가 우울한 환자뿐만 아니라 보람있는 자극에 대한 복부 선조 반응을 예측한다는 것을 보여줍니다.엡스타인 (Epstein) 등, 2006; Keedwell et al., 2005)뿐만 아니라 건강한 주제에서도 보상 관련 NAcc 반응과 무감각 사이의 실질적인 특이성을 강조합니다. 이 연관의 근본 원인에 대한 초기 통찰력 제공 Schlaepfer et al. (2008) 최근에 NAcc에서의 깊은 뇌 자극이 자극 된 부위에서 포도당 대사를 증가시키고 치료 저항성 형태의 우울증을 갖는 3 명의 환자에서 무감각을 완화시키는 것으로 나타났다. 종합하면, 이들 관찰은 NAcc에서의 기능적 이상이 무감각증의 발현에 중요한 역할을한다는 것을 시사한다.

에 의해 결과 복제 하비 등 (2007), 우리는 또한 MASQ AD (및 다른 MASQ 스케일은 아님)와 NAcc 양 사이에 특정한 음성 연관성을 관찰했습니다. 이전의 연구와 달리,이 연관성은 NAcc에 특이적이고 다른 기저핵 영역 (예를 들어, 꼬리)으로 확장되지 않았다. 흥미롭게도, NAcc의 구조적 차이에 의해 설명 된 anhedonia의 편차는 이득에 대한 NAcc 반응의 개별 차이와 관련된 편차와 겹치지 않았다. 이것은 구조적 구성 요소가 기능 기능성 성분은 주로 개인차에 기초 할 수 있지만 상태 anhedonia. 이 가능성에 대해 적어도 두 가지 관찰이 있습니다. 첫째, 인센티브에 대한 기능적 반응은 MASQ 투여 후 1 개월 이상 동안 다른 세션에서 평가되었다. 따라서, 상당한 안정성의 기분 상태 만이 관찰 된 연관의 기초가 될 수있다. 둘째, 행동 및 EEG 세션에서 MASQ AD 점수를 평균 한 후 상관 관계를 다시 계산했습니다. 이러한 분석은 NAcc 반응과 이득의 상관 관계가 증가한 것으로 나타났습니다. r(26) = −.49 (NAcc 볼륨 제외) r(26) = −.20 (의 값과 비교) 표 2). 결과적으로, NAcc의 구조적 및 기능적 차이는 신경 보상 처리의 상이한 측면을 이용하여 그럼에도 불구하고, 둘 다 무감각과 관련 될 수있는 것으로 보인다.

현재의 연구에서, 우리는 이러한 분리 된 측면을 정확히 찾아 낼 수 없습니다. 또한, 보상 처리의 예측 적 측면과 결론적 측면의 상대적 기여도를 anhedonia에 분해하기위한 추가 작업이 필요할 것이다. 동물 연구에서 hedonic“liking”은 NAcc opioid activity와 관련이있는 반면 NAcc dopamine은 incentive salience (“wanting”) 및 행동 활성화와 더 밀접한 관련이있는 것으로 보인다 (Berridge, 2007; Salamone 등, 2007) 및 "선호"및 "원하는"둘 모두는 아마도 뇌하수체에서 감소 될 수 있습니다. 우리의 샘플에서, anhedonia와 NAcc 응답 사이의 상관 관계는 보상 처리의 예측 단계 ( "wanting")보다는 결론적 인 ( "liking") 단계에 고유 한 것이었다. 이 발견은 정신 분열증 환자의 최근 데이터와 대조되는데, 여기에서 부정적인 증상 (안데 도니아 포함)이 MID 작업의 유사한 버전에서 예측 신호에 대한 배쪽 선조 반응과 관련이 있습니다 (Juckel et al., 2006a, 2006b). 그룹 구성 (정신 분열병 환자와 정신과 적으로 건강한 과목을 가진 환자)의 명확한 차이 외에도, 작업 설계의 차이는 현재와 Juckel의 발견 사이의 불일치를 설명 할 수 있습니다. 구체적으로, 보상 시험의 66 %가 보상 피드백을 가져온 이전 연구와 달리 (Juckel et al., 2006a, 2006b), 현재 연구에서 50 %의 보상 시험에서 이익을 얻었으므로 더 예측할 수 없었습니다. 보상이 예측할 수 없을 때 선조 적 반응이 최대 인 것으로 밝혀 졌기 때문에 (예 : 델가도, 2007; O'Doherty 외, 2004), 현재의 디자인은 정신적으로 건강한이 샘플에서 NAcc 반응과 이득에 대한 합법적 연관성을 식별하는 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 불일치에 기초하여, 우리는 anhedonia가 보상 처리의 예상 단계와 결론 단계의 기능 장애로 주로 특징 지워 졌는지 여부를 결정적으로 조기에 밝힌다 고 생각합니다. 도파민 및 오피오이드 시스템의 다양한 실험 과제 및 / 또는 약리학 적 조작을 이용한 미래의 연구는 anhedonia에서 "wanting"과 "liking"의 역할을 밝히기 위해 필요할 것이다.

Anhedonia 및 rACC 기능

현재의 연구에서, rACC 영역에서 무감각과 휴식중인 EEG 델타 활성 사이의 긍정적 인 연관성이 나타났다. 이 연관성은 anhedonia (다른 MASQ subscore와 비교), rostral (지각과 더인지적인) ACC subregions, delta frequency band (theta band에서 비슷하지만 약한 상관 관계를 제외하고는 각주 4 참조)와 관련이있다. . 또한, 델타 전류 밀도와 무감각 사이의 가장 강한 상관 관계를 나타내는 클러스터는 이전 작업에서 기분 좋은 자극에 대한 무감각 / 우울증과 fMRI 신호 사이의 상관 관계가 발견 된 영역과 겹칩니다 (예 : Harvey et al., 2007; Keedwell et al., 2005). 휴식 델타 진동은 개인에 대한 휴식 두뇌 활동과 반비례 관계가 있음을 감안할 때 (니더 마이어, 1993; Pizzagalli 등, 2004; 레디 외, 1992; Scheeringa et al., 2008), 이러한 관찰은 다양한 형태의 자극에 대한 반응에 대한 주관적 쾌락 등급과 관련된 뇌 영역에서 무감각증이 뇌 활동의 톤 감소와 관련이 있다는 가설을 뒷받침한다 (de Araujo et al., 2003; Grabenhorst 등, 2008; 롤스 외, 2008; 롤스 외, 2003). 또한, 선험적 ROI 분석에서 발생하는 선천성 ACC (BA25)에서 아 네모 니아와 델타 전류 밀도 사이의 양의 상관 관계에 대한 우리의 관찰은 더 높은 델타 전류 밀도 (및 더 낮은 대사 활동)의 이전의 발견과 함께 멋지게 도브테일 (vevetails)한다는 것을 주목해야한다. 우울한 우울증 환자에서 BA25에서 (즉, 두드러지게 특징 지어지는 주요 우울증의 하위 유형, Pizzagalli 등, 2004).

종합하면, 본 결과 (1)는 일반적인 고통, 불안 또는 다른 특징 및 우울증에서 일반적으로 상승한 상태보다는 무감각증이 rACC에서 변경된 뇌 기능과 관련 될 수 있으며, (2)는 무감각증이 보상에 대한 NAcc의 반응성 감소, 및 rACC에서 음질 적으로 낮은 휴식 활동을 특징으로한다. 후자의 관찰은 참신하지만 rACC가 뇌의 보상 회로에서 두드러지게 나타난다는 충분한 증거와 일치합니다. 조밀 한 dopaminergic 신경 분포를받습니다 (Gaspar et al., 1989) 및 선조체 (특히 NAcc) 및 복부 골절 영역 (하버 (Haber) 등, 2006; 옹 구르와 가격, 2000; Sesack and Pickel, 1992). 래트에서, rACC의 자극은 복부 테그먼트 영역 도파민 뉴런에서 버스트 발사 패턴을 증가시킨다 (가리 노와 그 로브 스, 1988; Murase 등, 1993), 이러한 버스트 소성 패턴은 NAcc에서 도파민 방출을 증가시킵니다.슐츠, 1998), 이는 인센티브 경의 및 행동 활성화와 관련이 있습니다 (위 참조). 인간에서, rACC는 도파민 유도 약물에 반응하여 활성 증가를 나타냅니다 (Udo de Haes et al., 2007; Völlm et al., 2004), 도파민 고갈 후 선조 영역과 기능적 연결성 감소 (나가노 사이토 외 2008), 치료 내성 우울증에서 보상 학습 신호 감소 (쿠마 (Kumar) 등, 2008), 주관적 쾌락 반응 (위 참조) 및 선호도 판단 (예 : Paulus and Frank, 2003).

비판적으로, rACC는 또한 뇌의 기본 네트워크의 핵심 노드로 간주됩니다 (즉, 휴면 상태 동안 활성화되고 관여하는 작업 중에 비활성화 된 상호 연결된 영역의 네트워크, Buckner et al., 2008), 그리고 Scheeringa et al. (2008) 정면 중간 선 델타 / 세타 활동은 기본 네트워크에서의 활동과 반비례 관계가 있음을 증명했습니다. 따라서, 이러한 관점에서 볼 때, 본 연구 결과는 기본 네트워크에서 anhedonia와 감소 된 활동 사이의 연관성을 시사합니다. 이는“유연한 자기 관련 정신 탐구 – 시뮬레이션 – 촉진 – 예정된 사건을 사전에 예측하고 평가할 수있는 수단을 제공합니다. 일어난다”(Buckner et al., 2008, p. 2). 우울증 환자는 그들에게 제시된 긍정적 인 자극의 발생을 과소 평가합니다 (예 : Pause et al., 2003) 가까운 시일 내에 긍정적 인 결과가 줄어 듭니다 (2001, MacLeod 및 Salaminiou; MacLeod et al., 1997; 미란다와 메 닌닌, 2007; Moore 등, 2006). 이러한 관찰은 기본 네트워크의 rACC 노드에서 휴식 활동 감소가 긍정적 미래 지향적 멘션 (예를 들어, 미래에 긍정적 인 시나리오를 상상하는 데있어서의 부족과 함께 긍정적 인 사건의 과소 평가)에 어려움을 겪을 수있는 흥미로운 가능성을 높입니다. 이 추론을 테스트하기 위해 미래의 연구가 필요할 것이다.

rACC도 안정적으로 활성화 MID 과제의 보상 피드백에 의해, 우리는이 분야의 보상 반응과 anhedonia (Harvey et al., 2007; Keedwell et al., 2005). 그러나 우리는 긍정적 인 자극에 대한 anhedonia / depression과 rACC 반응 사이의 긍정적 인 연관성이 전체 rACC의 맥락에서 가장 일관되게보고되었다는 것을 주목한다 비활성화 건강한 컨트롤과 anhedonia가 낮은 개인이 가장 두드러진 비활성화를 나타내는 정서적 자극에Gotlib et al., 2005; Grimm 외, 2008; Harvey et al., 2007). 따라서, 무감각 증상이있는 개인은 휴식중인이 영역에서 비정상적으로 낮은 활동으로 인해 뇌의 기본 네트워크의이 노드에서 작업으로 인한 비활성화를 표시하지 않을 수 있습니다. 이 소설 가설은 일부 연구에서 관찰 된 anhedonia와 rACC 보상 반응 사이의 역설적 인 긍정적 연관성을 설명 할 수 있습니다 (Harvey et al., 2007; Keedwell et al., 2005), 작업 관련 비활성화의 fMRI 측정과 휴식 활동의 PET 또는 EEG 측정을 결합한 연구에서 쉽게 테스트 할 수 있습니다.

Rostral ACC 델타 활동 및 NAcc 보상 응답

ACC의보다 강건하고 정서적 인 세분화에서 NA의 반응과 델타 전류 밀도 사이에서 관찰 된 강력하고 특정한 음의 상관 관계는 EEG 델타 리듬이 복부 선조에서의 보상 처리와 관련되어 있다는 가설에 대한 건강한 인간의 새로운 증거를 구성합니다. (크냐 제프, 2007). 이 효과의 방향은 NAcc에서 도파민 방출이 델타 활성 감소와 관련이 있음을 보여주는 동물 데이터와 일치합니다 (Chang 등, 1995; Ferger et al., 1994; 크롭 프와 쿠친 스키, 1993; Leung and Yim, 1993; Luoh et al., 1994) 및 최근 증상 전 헌팅턴병에서 증가 된 사건 관련 델타 활성의보고와 함께, 선조 도파민 D1 및 D2 수용체 밀도의 현저한 감소와 관련된 신경계 장애 (Beste et al., 2007). rACC 및 NAcc에 대한 효과의 특이성은 신경 보상 프로세싱의 인덱스로서 델타에 대한 가정 된 역할에 대한 추가 지원을 구성한다.

위에서 설명한 것처럼 rACC 자체는 뇌의 보상 회로의 중요한 노드이며 원숭이의 해부학 연구는 rACC 영역이 다른 선조 영역에 비해 NAcc에 우선적으로 투영됨을 보여주었습니다.하버 (Haber) 등, 2006). 델타와 보상 사이의 연결에 대한 강력한 증거를 제공하지만, EEG 데이터를 휴식에서 얻은 현재의 발견은 보상 처리에서 델타 활동의 정확한 기능을 말하지 않습니다. 코헨, 엘거 및 펠 (2008) 최근 손실 및 승 피드백을 예상하는 동안 정면 중간 선 델타 활동이 감소하고 피드백 자체, 특히 예상치 못한 승 피드백에 대한 응답으로 증가하는 것으로보고되었습니다. 이 데이터는 보상 처리의 예측 단계와 결론 단계에서 델타 활동의 반대 변화를 제안하고 어떻게 조사자가 신경 보상 처리의 동역학에서 개인의 차이를 조사하기 위해 뇌파의 우수한 시간적 해결을 활용할 수 있는지를 나타냅니다.

한계와 결론

여러 강점 (예 : 여러 신경 영상 기술 사용, 이전 연구보다 더 큰 샘플 크기) 외에도 몇 가지 중요한 제한 사항에 유의해야합니다. 첫째, 우리의 표본은 주로 젊은 학부생들로 구성 되었기 때문에 현재의 결과가 다른 이기종 표본으로 일반화 될지 여부는 여전히 남아 있습니다. 둘째, 우리는 anhedonia와 휴식중인 EEG 사이의 관찰 된 연관성 (별도의 세션에서 평가, 상태 영향의 부분 화)에 대한 잠재적 인 상태 영향을 통제하기 위해 여러 가지 예방 조치를 취했지만 상태 영향이 현재 발견에 기여한 것을 배제 할 수는 없습니다. 휴식 EEG를 반복적으로 평가 한 연구는 rACC 델타 활동의 변화에 대한 상태 및 특성 기여의 상대적 중요성에 대한 흥미로운 정보를 제공 할 수 있습니다 (Hagemann et al., 2002). 셋째, 충분히 큰 시료에서 휴식중인 EEG와 PET를 동시에 측정하는 연구는 rACC의 델타 전류 밀도에 대한 로레타 추정치에 대한 해석이이 지역의 뇌 활동에 대한 역 지표로서이 영역에서 ) 델타 및 지역 포도당 대사는 임상 시료에서 타이트하지 않을 수 있습니다.Pizzagalli 등, 2004). 넷째, 1 차 분석에서 테스트 한 5 가지 상관 관계가 예측되었지만 선험적인 이전의 발견 및 / 또는 이론적 주장에 근거하여, 현재의 발견은 다중 비교에 대한 정정의 부족으로 인해 복제를 기다린다. 마지막으로, 모든 상관 연구에서와 같이, 현재의 발견은 인과 관계 또는 인과 관계를 암시하지 않습니다. 따라서, 예를 들어, 감소 된 NAcc 부피가 무감각증의 취약성 인자인지 또는 결과인지는 현재 알려져 있지 않다. 종단 설계, 줄무늬 및 중간 PFC 활동의 실험 조작을 사용한 미래 연구 (예 : Schlaepfer et al., 2008) 및 / 또는 보상 처리의 분자 유전학에 중점을 둡니다 (예 : Kirsch et al., 2006)는 anhedonia의 신경 생물학적 기질에 대한보다 정제 된 가설을 조사하기 위해 필요할 것이다.

그럼에도 불구하고, 다중-모달 신경 영상 접근법을 사용하여, 본 발명자들은 젊은 샘플에서 rACC 영역에서 금전적 이득에 대한 NAcc 반응의 약화, NAcc 부피의 감소, 및 휴식중인 뇌파 델타 활동 (즉, 휴식하는 뇌 활동 감소)과의 상관 관계가 있음을 보여 주었다. 지원자. 총체적으로,이 세 가지 생리 학적 척도는 anhedonic 증상의 분산의 45 %를 설명했습니다. 본 연구에 연루된 뇌하수체 및 뇌의 보상 시스템 영역은 우울증 및 정신 분열증을 비롯한 여러 가지 심각한 정신 장애와 관련이있다. 따라서, 우리의 연구 결과는 이러한 장애에 대한 유망한 내인성 표현형 및 취약성 인자로서 anhedonia의 개념화에 대한 추가 지원을 제공하며, 건강한 개인에서 anhedonia의 신경 기반에 대한 추가 연구가 현재의 정신 병리학의 한계를 극복하고 중요한 것을 제공 할 수 있다고 제안합니다 병리 생리학에 대한 통찰력.

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감사의

이 연구는 DAP에 수여 된 NIMH (R01 MH68376) 및 NCCAM (R21 AT002974)의 보조금으로 지원되었습니다. 그 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 NIMH, NCCAM 또는 국립 보건원의 공식 견해를 나타내는 것은 아닙니다. Pizzagalli 박사는이 연구와 관련이없는 프로젝트에 대해 GlaxoSmithKline 및 Merck & Co., Inc.로부터 연구 지원을 받았습니다. Jan Wacker는 하버드 대학교 심리학과에 머무는 동안 Biopsychologischer Methodik의 G.-A.-Lienert-Stiftung zur Nachwuchsförderung의 보조금으로 지원을 받았습니다.

이 연구의 초기 단계에서 기술 지원을받은 데 클리 린 포스터, 낸시 브룩스와 크리스틴 디 베니에게 도움을 주신 Jeffrey Birk와 Elena Goetz의 숙련 된 도움, Allison Jahn, Kyle Ratner, James O'Shea에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 샘플 모집에서 그들의 역할.

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각주

¹대안적인 분석에서, 우리는 왼쪽과 오른쪽 뇌하수체 PFC에서 양성 자극에 대한 BOLD 반응과 무감각 사이의 피크 상관의 대략적인 위치를 중심으로 8 mm 반경의 구형 ROI에 대한 평균 베타 가중치를 얻었습니다.x = ± 8, y = 44, z = −7)에 의해보고 된대로 하비 등 (2007) 및 Keedwell et al. (2005). 결과는 rACC에 대해 여기에보고 된 것과 매우 유사합니다.

²이 링크의 특이성을 강조하면서,이 상관 관계는 이득에 대한 MASQ GDA와 NAcc 반응 사이에 관찰 된 비의 미적 연관성과는 달랐다. r(26) = - .19, p = .34, z = 2.07, p = .038 및 변경 사항 없음 피드백, r(26) = - .00, p = .99, z = 1.71, p = .087이며 다른 세 MASQ 스케일을 동시에 분할 한 후에도 유의미한 상태를 유지했습니다. r(23) = .41, p = .041. 이러한 유망한 특이성에도 불구하고 MASQ GDA와 금전적 처벌에 대한 NAcc 응답 사이의 상관 관계는 예측되지 않았으며 여러 테스트에 대한 수정 후 통계적 의미에 도달하지 않기 때문에 신중하게 해석해야합니다.

³두 참가자는 자신의 상태 긍정적 및 부정적 영향 등급 중 하나 이상에서 데이터가 누락되었으므로이 분석에 포함 할 수 없습니다.

⁴MASQ AD 점수와 세타 전류 밀도 사이의 유사하지만 다소 작은 상관 관계가 나타났습니다. rBAs 39, 35 및 30 각각에 대해 s (45) = .24, .25 및 .32, p ≤ .06. 또한 BA1에서 MASQ AD와 beta32 전류 밀도 간의 상관 관계를 제외하고는 r(39) = .33, p = .035, 다른 EEG 주파수 대역에서 이들 영역의 MASQ AD와 전류 밀도 사이에 유의 한 연관성이 관찰되지 않았습니다.

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