딘 사바 틴 elli, 마가렛 M. 브래들리, 피터 J. 랑, 빈센트 디 코스타, 그리고 프란체스코 베르사체
+ 저자 소속
- 재발행 요청 및 기타 서신 주소 : D. Sabatinelli, PO Box 112766, University of Florida, Gainesville, FL 32611 (이메일 : [이메일 보호])
- 제출 2 월 2007.
- 가능 25 6월 2007.
추상
최근의 인간의 기능적 영상 연구는 쾌적한 시각적 자극의 처리를 중 간 손상 보상 구조의 활동과 연결시켰다. Howver, 활성화가 자극의 즐거움에 의해, 또는 그 특이성에 의해 구체적으로 유도되는지 여부는 아직 해결되지 않았습니다.. H우리는 두 가지 연구에서 에로틱하고 낭만적 인 커플의 쾌적한 이미지를 자유롭게 볼 수있게 됨으로써 교대 핵 (NAc)과 전두엽 피질 (mPFC) 활동이 명확하고 안정적으로 증가하고 불쾌한 이미지 (중립적 인 그림) 하지 마라. 이 데이터는 시각적 인식에서 인간 NAc와 mPFC가 유쾌하고 보람있는 자극에 특히 반응하며 자극 자극이 강하지 만 불쾌한 자극에 약혼하지 않는다는 것을 시사합니다.
소개
최근의 기능적 영상 연구는 쾌적한 감정 자극의 인식에 대한 측위 핵 (NAc) 및 내측 전전 두 피질 (mPFC)을 포함하는 인간 보상 구조의 활성화와 관련이 있으며, 의 발표를 통해비틀 거리는 얼굴들 (Aharon et al. 2001; O'Doherty et al. 2003 년), 사진들 사람 사랑 (Aron et al. 2005; Bartels와 Zeki 2004; Fisher et al. 2005), 미적 삽화 (가와바타와 제키 2004), 중독성 마약 단서 (David et al. 2005; Siessmeier et al. 2006)는에로티카 (Ferreti et al. 2005; Hamann et al. 2004; Karama et al. 2002). 위에서 언급 한 시각적 자극의 공통성은 즐거운 원자가이지만 이러한 자극에 의해 공유되는 다른 특성은 인간 NAc 및 mPFC의 활성화와 관련 될 수 있습니다.
자극을 유발하거나 관심을 유도하는 것과 같이 조작 된 비 인상 현미경 자극은 또한 사람의 복부 삼각근 활동을 촉진하는 것으로 나타났습니다 (Zink et al. 2003, 2006) 및 동물 모델 (호르비츠 2000; 살라몬 2005). 이 연구에서, 복부 선조체 활성화는 중심 업무와 무관 한 무해한 발기 자극과 관련이있다. 이 현저한 자극은 즐겁지 만 측정 가능한 응답을 생성하기 때문에, 복부 선천성 계는 비특이적 인 보상이라고 주장한다. 이러한 관점에서, 두드러진 쾌적하고 불쾌한 그림 자극은 동등한 복부 선조체 활성화를 촉진 할 것으로 기대됩니다.
과거 작품은 즐겁거나 불쾌한 것이 든간에 높은 정서적 강도로 평가 된 그림 자극이 중추 및 말초 생리 반응이 더 커질뿐만 아니라 (Bradley et al. 2003; Cuthbert et al. 2000; Sabatinelli et al. 2005)뿐만 아니라 연장 된 시청 시간, 지연된 2 차 반응 시간 및 관심 등급 (Bradley et al. 1999; 만나다 랭과 데이비스 2006). 이 패턴은 동등한 지각 적 특성 (예 : 색, 밝기, 공간 주파수; Junghöfer et al. 2001; Sabatinelli et al. 2005). 따라서 본 연구의 목적을 위해 정서적 인 각성이 낮은 중립적 인 그림보다 정서적으로 높은 정서적 인 각성을 갖는 쾌적하고 불쾌한 그림 자극을 중대성을 갖는 것으로 간주한다.
인간 NAC는 변화하는 예측 가치의 단서에 대한 단계적 반응을 보여줌으로써보다 큰 신호 변화가보다 신뢰할만한 보상 신호와 관련되어 있음이보고되었다 (Abler et al. 2006; Knutson et al. 2005; Preuschoff et al. 2006). 정서적 자극의 정격 강도는 생리적 반응의 크기와 유사하게 연관되어있다. 예를 들어 똑같이 탐욕적인 그림이나 혐오적인 그림이 주어지면 더 강렬한 것으로 평가 된 사람들은 더 강한 생리적 반응을 이끌어냅니다Bradley et al. 2001a; Cuthbert et al. 1996; Lang et al. 1993; Sabatinelli et al. 2005). 따라서보다 정서적으로 자극적 인 것으로 평가 된 그림은 NAc에서보다 큰 반응을 이끌어 낼 것으로 기대 될 수 있습니다.
본 연구에서는 쾌적하고 중립적이며 불쾌한 것으로 여겨지는 무료 시청 영상을 남녀 참가자가 함께 공부한다. 두 가지 별도의 실험 결과가보고되고, 초기 연구와 새로운 참가자 샘플을 사용한 복제 및 확장이보고됩니다. 인간 보상 회로 반응성에 관한 3 가지 이슈가 다루어집니다. 먼저, 중배엽 함수에 대한 보상 적 비특이적 (또는 현출 성 중심적) 관점을 조사하기 위해 불쾌한 그림이 NAc와 mPFC를 쾌적한 그림과 동등하게 활성화하는지 여부를 결정합니다. NAc 연결성의 밀도가 높은 피질 부위이기 때문에이 검사에 mPFC가 포함됩니다 (Ferry et al. 2000; Roberts et al. 2007)이고 인간 보상 연구에서 NAc 활성과 상관 관계가있다 (Knutson et al. 2003; Rogers et al. 2004). 또한 원자가는 같지만 감정적 각성이 다른 그림에 대한 NAc의 민감도를 조사하여 추상적 인 보상 예측 자에 대한 구조의 등급 응답 여부를 조사합니다 (Abler et al. 2006; Knutson et al. 2005; Preuschoff et al. 2006) 본질적으로 감정을 자극하는 자극을 확장합니다. 마지막으로, 각성의 성별 차이 (Bradley et al. 2001b; Janssen et al. 2003), 피부 전도도 (Bradley et al. 2001b), 시각 피질의 혈중 산소 농도 (BOLD) 신호 (Sabatinelli et al. 2004)이 즐겁고 불쾌한 그림 자극에 대한 반응으로보고 된 경우 남성과 여성의 NAc 및 mPFC 반응성의 가능한 평행 차이를 평가합니다.
방법
참가자와 자극
플로리다 대학의 48 명의 입문 심리학 학생들은 코스 크레딧 또는 $ 20.00 보상 연구에 참여했습니다. 모든 자원 봉사자는 연구에 대한 설명을 읽은 후 지역 인간 피험자 검토위원회의 승인을 얻어 동의에 동의했습니다. Siemens 3T의 보어에 들어가기 전에 알레그라 MR 스캐너, 참가자는 귀마개를 착용하고 환자 경보 스퀴즈 볼을 받았습니다. 머리 움직임을 제한하기 위해 진공 베개, 패딩 및 명시적인 구두 지시가 사용되었습니다. 44 명의 참가자의 데이터는 과도한 머리 움직임으로 인해 사용할 수 없었으며 최종 샘플에서는 21 명의 참가자 (남성 1 명)가 참여했습니다. 동일한 연구 설계를 사용하여 두 가지 실험을 수행했습니다. 연구 22 (11, 24 명의 남성)에서 참가자는 2 개의 그림 자극 세트를 보았습니다. 연구 22 (10, 30 명의 남성)에서 참가자는 XNUMX 개의 그림 자극 세트 (이후 설명)를 보았습니다.
참가자들은 7-in의 중심에있는 점에 고정을 유지하도록 요청 받았다. LCD 스크린은 코일 장착 거울 (IFIS MR- 호환 하드웨어, Intermagnetics, Latham, NY)이 볼 수있는 머리 뒤에서 직접 장착 (25 ° 시각 각). 바둑판 모양의 자극이 제시된 3 가지 순응 시험 이후, 일련의 그림 자극이 사건과 관련된 디자인에 제시되었다. Study 1에서 International Affective Picture System에서 선택한 24 회색 음영 그림 자극은 에로틱 한 커플, 중립 인물 및 절단의 8 가지 표본을 묘사했습니다. 에로틱 사진과 절단 사진은 정서적 각성의 규범 적 평가에서 동등한 것으로 선택되었습니다 (Lang et al. 2001). Study 2에서 30 그림 자극은 에로틱 한 커플, 낭만적 인 커플 (옷을 입은), 중성 인, 치과 장면, 뱀, 위협하는 사람들의 5 가지 표본을 묘사했습니다. 그림 시리즈는 관련없는 패러다임이 수행 된 28-min 이미지 수집 기간을 따랐다. 에로틱하고 중립적 인 5 명의 표본은 1 스터디에서 사용 된 자극에서 선택되었습니다.
에로틱, 뱀 및 위협 장면은 정서적 각성의 규범 적 등급에서 동등한 것으로 선택되었으며, 에로틱하고 낭만적 인 것은 원자가의 규범 적 등급에서 동등한 것으로 선택되었지만 에로틱 한 성적인 감정적 각성의 규범적인 등급은 다릅니다. 모든 사진 카테고리는 Adobe Photoshop 90를 사용하여 광도 및 7 % 품질의 JPEG 파일 크기와 일치되었습니다. 각 그림은 3에 대해 제시되었으며, 그 다음에 9 (12 그룹 2) 고정 기간 만 나타났다. 그림 순서는 pseudorandomized, 자극 카테고리의 두 개 이상의 연속적인 프레 젠 테이션을 허용했다.
스캐닝 매개 변수
참여자가 보어 안쪽에 편안 해지면 8-min 입체 구조 체적이 수집되었습니다. 처방전은 160-mm 시야에서 1-mm 등방성 복셀을 사용하여 256 시상면을 표시합니다. 구조적 획득 후 대부분의 참가자에서 전체 피질을 덮는 50 코로나 슬라이스 (2.5 mm 두께, 0.5-mm 간격)를 포함하는 기능 처방이 배치되었습니다. 이미지 볼륨은 3의 시간 해상도 및 16-ML 보셀 크기 (TR 3 s, TE 30 ms, 플립 각도 70 °, FOV 160 mm, 64 × 64 매트릭스)로 수집되었습니다. 전형적인 기능 영상 획득 매개 변수 (축 방향 슬라이스 ~ 5 mm 두께)는 비강 공동의 근접성이 과도한 감수성 인공물과 신호 손실을 유발하기 때문에 복부 striatal과 복부 전두엽 활동에 대한 조사에 적합하지 않습니다Merboldt et al. 2001).
데이터 분석
각 참가자의 기능 시계열은 평균 강도 조정, 선형 추세 제거, 0.02Hz에서 고역 통과 필터링, BrainVoyager QX를 사용하여 5mm 공간 필터로 평활화되었습니다 (www.brainvoyager.com). 머리 움직임 (<2 %)을 포함하는 시험은 추가 분석에서 수동으로 제외되었습니다. 각 참가자의 사전 처리 된 기능 활동은 표준화 된 Talairach 좌표 공간으로 변환 된 후 자신의 구조적 볼륨에 공동 등록되었습니다 (Talairach 및 Tournoux 1988). 랜덤 효과 분석은 최소 유의성 임계 값을 사용하여 중립적 인 그림 프리젠 테이션에 비해 유쾌한 동안 더 큰 BOLD 신호 증가를 보여주는 복셀 클러스터 (> 100ml)를 식별했습니다. P <0.001 (t > 3.8).
관심 지역 분석은 그룹 분석에서 밝혀진 클러스터 위치를 사용하여 수행되었습니다. 랜덤 효과 대비 맵은 다음 임계 값으로 완화되었습니다. P <0.05 및 1cm3 볼륨은 그룹 평균에서 가장 신뢰할 수있는 신호 변화의 복셀에 위치했습니다. 이 클러스터 위치는 각 참가자의 표준화 된 볼륨에서 샘플링되었으며 성별 및 사진 범주를 요인으로 포함하는 ANOVA 분석을 위해이 시간 코스의 피크 (자극 시작 후 6 초)를 내보냈습니다.
결과
부피 분석
연구 1 평균 체적의 무작위 효과 ANOVA는 중립 인물 사진에 비해 에로티즘에 반응하여 BOLD 신호 변화가 큰 복셀의 중요한 클러스터를 확인했습니다. 도시 된 바와 같이 Fig. 1, NAc에서 신뢰할 수있는 활성화가 발견되었습니다 (A; ± 10, 9, -2) 및 mPFC (C; -5, 41, 5). 이 클러스터에서 그룹 평균 BOLD 신호 변경의 이벤트 관련 시간 경과는 각 그림 범주에 대해 다음과 같이 표시됩니다. Fig. 1, B 및 D에로틱 한 그림으로 인한 활동의 선택적 증가를 나타내지 만, 중립적 인 사람이나 절단 사진을 제시 한 후에는 기준선을 넘어서는 증가가 없음을 나타냅니다. NAc 또는 mPFC 활동의 중대한 차이는 절단 및 중립적 인 사람들의 그림 프리젠 테이션의 대조에서 발견되지 않았다.
1 학습 : 중립 인물 사진과 관련하여 에로 화상 처리 중 기능 활동. 무작위 효과 분석은 양측 핵의 측위 (A; ± 10, 9, -2)과 내측 전전 두 피질 (C; -5, 41, 5) 활성화는 중성 그림 프리젠 테이션에 비해 에로틱 한 동안 더 큽니다. 중추 신경계에서의 혈액 산소 레벨 측정 (BOLD) 신호 변화의 이벤트 관련 시간 코스 (NAc, B)과 내측 전전 두 피질 (mPFC, D)는 에로틱 사진 (노란색)에 대한 반응과 달리, 절단 사진 (빨간색)이 신호 증가를 자극하지 않았고 중립 인물 사진 (파란색)에 의한 자극과 다르지 않음을 나타냅니다.
연구 1 데이터와 일관되게, 연구 2 평균 체적의 무작위 효과 ANOVA는 NAc에서 복셀의 클러스터를 확인했습니다 (Fig. 2A: ± 4, 2, -3) 및 mPFC (Fig. 2C; -4, 39, 4) 중 가장 돋보이는 그림 내용 (즉, 중립 인물 및 치과)에 비해 에로틱하고 낭만적 인 동안 굵은 신호가 크게 변합니다. 평균 신호 변화의 이벤트 관련 시간 경과는 각 그림 카테고리별로 표시됩니다. Fig. 2, B 및 D에로틱하고 낭만적 인 그림 후에 활동이 선택적으로 증가하지만 중립적 인 사람, 치과, 뱀 또는 위협적인 그림을 제시 한 후에는 기준선 이상으로 증가하지 않습니다. NAc 나 mPFC에서 유의미한 활동은 혐오적인 내용 (뱀, 인간의 위협)을 자극하고 덜 유인적인 그림 발표의 대조에서 발견되지 않았다.
2 학습 : 에로틱하고 낭만적 인 그림 처리 과정에서 중립적 인 사람 및 치과 장면과 관련된 기능적 활동. 무작위 효과 분석은 양측 핵의 측위 (A; ± 4, 2, -3)과 내측 전전 두 피질 (C; -4, 39, 4) 활성화는 중립 인 및 치과 현장 프리젠 테이션에 비해 에로틱하고 낭만적 인 동안 더 큽니다. NAc에서의 백분율 BOLD 신호 변화의 이벤트 관련 시간 코스 (B) 및 mPFC (D)은 에로틱 한 (노란색) 그림과 낭만적 인 그림 (흰색)에 대한 반응과 달리 뱀 (마젠타)과 인간의 위협 (적색) 내용은 신호 증가를 자극하지 않았고 중립적 인 사람들 (파란색 ) 및 치과 장면 (연한 파란색) 사진.
관심 영역 분석
그림 내용에 의한 Study 1 NAc 활성의 조절은 피크 BOLD 신호 변화의 개별 샘플링 분석에서 신뢰성이 있었다 [F(2,40) = 32.48, P <0.001] 남성과 여성에서 일관됨 [콘텐츠 × 성별 : F(2,40) = 1.93, ns]. 불쾌하고 중립적 인 그림은 NAc에서 차동 BOLD 신호 변화를 유도하지 못함 [F(1,20) = 1.62, ns]. 유사한 mPFC 활성 변화에 대한 신호 변화의 유사 패턴이 발견되었는데, 여기서 신호 변화는 그림 내용에 의해 신뢰성있게 조절되었다 [F(2,40) = 28.47, P <0.001] 성별과 상호 작용하지 않음 [F(2,40) <1, ns]. NAc에서와 같이 불쾌하고 중립적 인 그림은 mPFC에서 동등한 반응성을 이끌어 냈습니다.F(1,20) = 1.28, nS] 표 1.
그림 범주에 의한 Study 2 NAc 활성의 조절은 피크 BOLD 신호 변화의 개별 샘플링 분석에서 신뢰성이 있었다 [F(5,100) = 6.32, P <0.001] 남성과 여성에서 일관됨 [범주 × 성별 : F(5,100) <1, ns]. 불쾌한 (뱀과 위협) 및 중립 (사람과 치과) 사진은 NAc에서 차별적 인 BOLD 신호 변화를 유발하지 않았습니다.F(1,20) <1, ns]. 피크 mPFC 활동에 대해서도 유사한 신호 변화 패턴이 발견되었으며, 여기서 신호 변화는 영상 범주에 의해 안정적으로 변조되었습니다.F(5,100) = 8.62, P <0.001] 성별과 상호 작용하지 않음 [F(5,100) = 1.09, ns]. NAc 에서처럼, 불쾌하고 중성 인 그림은 mPFC에서 동등한 반응성을 이끌어 냈다 [F(1,20) <1, ns] 표 2.
토론
쾌적한 그림 인식은 NAc 및 mPFC BOLD 신호의 높은 신뢰성 증가와 관련이 있습니다. 끔찍한 부상, 위협적인 뱀 또는 공격적인 사람들의 이미지가 신호 증가를 이끌어 내지 못했고 1 차 시각 피질의 활동이 그림 범주에 따라 다르기 때문에 이러한 활성화는 그림의 현저한 결과가 아닐 수 있습니다. 쾌적한 그림과 다른 모든 사진 카테고리로 도출 된 NAc와 mPFC 활동의 명확한 구분은 24에서 30까지의 총 재판의 간단한 발표 시리즈에도 불구하고 분명했습니다. 사실상 동일한 자극을 지닌 이전의 연구들은 자기 결정 시각 (self-determined viewing time)을 포함하여 혐오적인 그림에 대한 방향 지정과 참신 반응의 강한 징후를 발견했다Lang et al. 1993), 피부 전도도 (Bradley et al. 2001) 및 전기 피질 이벤트 관련 잠재력 (Cuthbert et al. 2000; Sabatinelli et al. 2007). 그러므로이 데이터는 인간의 복부 선조체 반응성이 보상이 아닌 돌출성에 의해 좌우된다는 관점을지지하지 않습니다. 쾌적한 시각적 자극 (원자가 효과)에 대한 NAc 및 mPFC의 선택적 활성화는 편도의 유쾌하고 불쾌한 시각 자극 (각성 효과)에 의해 유도되는 신뢰할 수있는 BOLD 신호 증가와 대조된다 (Breiter et al. 1996; Garavan et al. 2001; Sabatinelli et al. 2005), 전두엽 (Britton et al. 2006; 부시 외 2000), 열등 시각적 피질 (Bradley et al. 2003; Sabatinelli et al. 2005; Vuilleumier et al. 2001) 보상 처리에 NAc 및 mPFC의 헌신적 인 역할을 제안합니다.
NAc 및 mPFC 신호의 크기는 정서적 각성의 규범 적 등급의 명확한 차이에도 불구하고 그림이 에로틱 또는 낭만적 인 내용을 나타내는 지 여부에 따라 달라지지 않았습니다. 이 데이터는 그림 인식 중에 인간 NAc와 mPFC가 정서적 흥분보다는 자극 쾌감에 특히 반응한다는 것을 제안합니다. 피부의 전도도 및 안면 근전도를 포함한 다양한 주변 및 중앙 생리 학적 측정에서 볼 수있는 반응성 패턴과는 달리 그림의 정격 각성에 대한 상대적인 둔감도Bernat et al. 2006; Lang et al. 1993), 놀랍게도 깜박임 반사의 조절 (Bradley et al. 2001; Cuthbert et al. 1996), 전기 피질 후기 포지티브 전위의 진폭 (Cuthbert et al. 2000; Schupp et al. 2003), 복부 시각 피질과 편도체의 뚜렷한 신호 변화 (Bradley et al. 2003; Phan et al. 2004; Sabatinelli et al. 2005; 윈스턴 외. 2005). 여기에 사용 된 즐거운 자극 - 에로틱하고 낭만적 인 커플 -은 성적인 기회를 주제로 한 변종이었습니다. 하나는 명백하고 하나는 암시 적이었습니다. 따라서 다른 유쾌한 (그러나 비성경적인) 자극이 처리 될 때 문제를 재검토하는 것이 중요합니다.
남성과 여성의 차이는 대 피질 NAc 또는 피질 mPFC에서 두 표본에서 명백하지 않았다. 그것은 mesolimbic 보상 회로의 수준에서, 남성과 여성 모두 유쾌한 신호 의이 유형을 받아 들일 것으로 보인다. 이전에 감각 피질, 말초 생리학 및 자기보고 측정에서 볼 수있는 성 차이 (Bradley et al. 2001; Costa et al. 2003; Janssen et al. 2003; Karama et al. 2002; Lang et al. 1998; Sabatinelli et al. 2004) 및 정서적 각성의 변화에 대한 연관된 민감도가 하류 또는 병렬 회로에서 발생할 수 있습니다.
쾌적한 시각적 자극을 사용하는 이전 연구와 일관되게 (가와바타와 제키 2004; O'Doherty et al. 2003 년), 쾌적한 그림 개시 후 mPFC 활동의 시간 경과는 연구 I 및 II에서 뚜렷한 증가 신호를 나타냈다. 그러나, 중립적이고 불쾌한 그림 자극은 mPFC BOLD 신호의 감소를 프리 픽처 기준선과 비교하여 명백하게 나타냅니다. 실제로, mPFC 신호 변화의 테스트는 연구 1에서 중립적이고 불쾌한 그림 후에 신호 강도의 신뢰성있는 감소를 나타냅니다 [F(1,21) = 29.30, P <0.001] 및 연구 2 [F(1,21) = 8.81, P <0.01]. BOLD 신호 감소의 특성은 BOLD 증가보다 잘 이해되지 않으며 진행중인 "기본"활동의 중단을 반영 할 수 있습니다 (Gusnard et al. 2001), mPFC에서 반응성의이 패턴은 즐거운 그림 (보상) 표현의 충족되지 않은 기대의 결과 일 수 있습니다 (Knutson et al. 2003; Rogers et al. 2004; 슐츠 1998), 예측 된 보람있는 무조건 자극이 나타나지 않는 조건 연구에서 보이는 반응과 유사 (Abler et al. 2006; Pessiglione et al. 2006). 보완되지 않은 보상 전달의 함수로서 BOLD 신호를 감소시킬 수있는 가능성은 분명히보다 집중적 인 연구 설계가 필요할 것입니다.
요약하면, 인간 NAc 및 mPFC는 중립적이거나 불쾌한 그림 내용물에 비해 유쾌한 것에 선택적으로 반응합니다. 또한, BOLD 신호의 크기는 구체적으로 그림의 감정적 원자가에 의해 결정되었고 각성에 의해 결정되지 않았습니다. 티모자는 에로틱 한 그림이 로맨틱 한 그림을 적당히 자극하지 못하도록 식별 할 수 없었고 불쾌한 그림 내용 사이에 차이가 없었기 때문에 이미징 연구에서 연구 된 다른 많은 신경 구조와는 달리 NAc와 mPFC는 그림 즐거움과 감정적 인 강도가 아닙니다. 마지막으로, 두 가지 실험에서 연구 된 참가자의 실질적인 샘플에서 남성과 여성의 차이가 발견되지 않았기 때문에 이러한 효과는 성 일반으로 나타납니다. 전반적으로,이 데이터는 자유롭게 볼 때 시각 장면 컨텐츠의 중요성 (각성, 관심 포착)에 의해 인간 mesplimbic 보상 시스템 (즉, NAc 및 mPFC)의 활성화가 향상되지 않지만 이미지 즐거움에 대한 반응이라고 제안합니다.
각주
이 기사의 출판 비용은 부분적으로 페이지 비용 지불로 해결되었습니다. 그러므로이 기사는 "광고"18 USC Section 1734에 따라이 사실을 전적으로 나타냅니다.
- American Physiological Society의 저작권 © 2007
참조
;