De dopaminerge basis van menselijk gedrag: een overzicht van moleculaire beeldvormingstudies (2009)

Neurosci Biobehav Rev. 2009 juli; 33 (7): 1109-32. doi: 10.1016 / j.neubiorev.2009.05.005. Epub 2009 mei 27.

De definitieve bewerkte versie van dit artikel is beschikbaar op Neurosci Biobehav Rev
Zie andere artikelen in PMC dat citeren het gepubliceerde artikel.

Abstract

Deze systematische review beschrijft humane moleculaire beeldvormingstudies die veranderingen in extracellulaire DA-niveaus hebben onderzocht tijdens het uitvoeren van gedragstaken. Hoewel heterogeniteit in experimentele methoden de meta-analyse beperkt, beschrijven we de voordelen en beperkingen van verschillende methodologische benaderingen. Interpretatie van experimentele resultaten kan worden beperkt door veranderingen in regionale cerebrale bloedstroom (rCBF), hoofdbeweging en keuze van controlevoorwaarden. We gaan terug naar onze oorspronkelijke studie van striatale DA-release tijdens het spelen van videogames (Koepp et al., 1998) om de potentieel verstorende invloeden van hoofdbewegingen en veranderingen in rCBF te illustreren. Veranderingen in [11C] raclopride-binding kan zowel in extrastriatale als in striatale hersenregio's worden gedetecteerd, maar we beoordelen de gegevens die erop wijzen dat extrastriatale veranderingen mogelijk niet duidelijk worden geïnterpreteerd in termen van DA-afgifte. Hoewel verschillende onderzoeken verhogingen van striatale extracellulaire DA-concentraties hebben gedetecteerd tijdens taakcomponenten zoals motorisch leren en uitvoeren, beloningsgerelateerde processen, stress en cognitieve prestaties, moet de aanwezigheid van potentieel beïnvloedende factoren zorgvuldig worden overwogen (en waar mogelijk verantwoord) bij het ontwerpen en interpreteren van toekomstige studies.

sleutelwoorden: Dopamine, PET, SPET, striatum, D2 / 3-receptor, [11C] raclopride, cognitie, beloning, stress, motoriek

Introductie

In 1998 rapporteerden we een verhoogde dopamine (DA) -afgifte bij de mens tijdens de uitvoering van een gedragstaak (Koepp et al., 1998) met behulp van positron emissie tomografie (PET). In aanwezigheid van de DA D2/3 receptor radiotracer [11C] raclopride, vrijwilligers speelden een videogame waarin een tank met succes moest worden bestuurd rond een slagveldarena om vlaggen te verzamelen en een monetaire beloning te krijgen. Verminderde [11C] binding met raclopride, consistent met iverhoogde DA-afgifte, werd waargenomen in het striatum van onderwerpen tijdens het spelen van het videogame in vergelijking met een rusttoestand. Deze studie toonde DA-afgifte tijdens normaal menselijk gedrag voor de eerste keer aan en zette de weg voor niet-invasief onderzoek naar de rol van DA bij processen zoals leren, belonen en sensorimotorische integratie. Zoals hier zal worden besproken, wordt literatuur die de dopaminergische basis van menselijk gedrag beschrijft nu snel groter en DA-afgifte specifiek geassocieerd met verschillende motorische, beloningsgerelateerde en cognitieve functies. Tegelijkertijd heeft het afgelopen decennium veel verfijning en evolutie van methodologische benaderingen voor het meten van DA-afgifte met D plaatsgevonden2/3 radiotracers met PET en de gerelateerde techniek, single photon emission tomography (SPET).

Vanuit een historisch perspectief kunnen suggesties die DA-receptorradiotracers selecteren, worden gebruikt om veranderingen in extracellulaire DA-niveaus te visualiseren die begonnen zijn in 1989, met publicatie van ex vivo gegevens die de gevoeligheid van D tonen2/3 receptor-radiotracers voor veranderingen in endogene DA-waarden (Ross et al., 1989a; Ross et al., 1989b; Seeman et al., 1989). Aanwijzingen dat deze gevoeligheid ook kon worden waargenomen in vivo het gebruik van positron emissie tomografie (PET) technologie volgde snel, toen een verhoogde verplaatsing van de D2/3 tracer (18F) -N-methylspiroperidol werd waargenomen na toediening van het anticholinergische benztropine aan bavianen (Dewey et al., 1990). Deze bevinding werd vervolgens bevestigd door dezelfde techniek toe te passen om door amfetamine geïnduceerde DA-afgifte te onderzoeken (Dewey et al., 1991). Oriëntatieonderzoeken bij mensen volgden snel daarna; gegevens die dalingen in binding van t tonenhij D2/3 receptor PET-radiotracer [11C] raclopride als reactie op toediening van amfetamine werden gepubliceerd in 1992 (Farde et al., 1992) en vergelijkbare resultaten werden vervolgens verkregen na toediening van de DA heropnameremmer methylfenidaat (Volkow et al., 1994).

Het vermogen van D2/3 receptor-radiotracers om de DA-release te indexeren in vivo wordt vaak beschreven door het 'klassieke bezettingsmodel'; D2/3 receptor-radiotracers concurreren met DA voor receptorbinding, dus een afname in radiotracer-bindingspotentieel (BP) wordt geïnterpreteerd als een toename in DA-afgifte (zien (Laruelle 2000a)). De hoeveelheid radiotracer die aanwezig is in een bepaald interessegebied van de hersenen (ROI) kan worden gedetecteerd met behulp van PET en SPET. De specifieke binding van de radiotracer aan receptoren wordt vervolgens afgeleid door zorgvuldige modellering van de radiotracerkinetiek. Deze technieken, gebruikt in combinatie met toediening van farmacologische verbindingen die zich richten op niet-dopaminerge neurotransmittersystemen, hebben onderzoek van de neurofarmacologie van DA-afgifte in de menselijke hersenen mogelijk gemaakt (Breier et al., 1998; Brody et al., 2004; Dewey et al., 1993; Vollenweider et al., 1999), en studies met farmacologische uitdagingen die DA vrijgeven (bijv. amfetamine), onthullen veel over de neurochemie van veel hersenaandoeningen (Abi-Dargham et al., 1998; Breier et al., 1997; Laruelle et al., 1996; Laruelle et al., 1999; Piccini et al., 2003; Rosa et al., 2002; Singer et al., 2002; Volkow et al., 1997; Volkow et al., 2007). Het vermogen om DA-afgifte te bestuderen, geproduceerd door ethologisch relevante niet-farmacologische stimuli, is echter van grotere functionele relevantie in termen van het onderzoeken van de dopaminerge basis van menselijk gedrag en de rol ervan in ziektemechanismen.

De mogelijkheid dat D2/3 radiotracer PET-technieken kunnen gevoelig genoeg blijken om de relatief kleinere veranderingen in verwachte DA-vrijlating na niet-farmacologische interventies te meten, werd voor het eerst voorgesteld in 1995 na een gedetailleerde beoordeling van dopaminerge neurofysiologie en integratie van deze parameters in simulaties (Fischer et al., 1995; Morris et al., 1995). Aangemoedigd door de positieve resultaten van deze simulaties, voerden we onze initiële studie van DA-release uit tijdens het spelen van videogames en waargenomen significante dalingen in [11C] raclopride BP (Koepp et al., 1998).

Sinds de publicatie van onze oorspronkelijke bevindingen (Koepp et al., 1998), er is een groot aantal studies op dit gebied geweest, waarbij een aantal verschillende benaderingen zijn gevolgd en er is geen duidelijke consensus over de beste methode.. Het doel van dit artikel is om de moleculaire beeldvormingstudies van DA-afgifte bij de mens systematisch te herzien en de gebruikte methodologische benaderingen kritisch te beoordelen. Daarnaast analyseren we onze oorspronkelijke gegevens opnieuw om te evalueren en te illustreren in welke mate bepaalde methodologische factoren de bevindingen kunnen veranderen. We besluiten door de bevindingen van moleculaire beeldvormingstudies van niet-farmacologisch opgewekte veranderingen in DA-afgifte bij de mens te herzien en samen te vatten wat deze studies ons hebben verteld over de rol van DA in aspecten van menselijk gedrag.

Omdat onderzoek bij proefdieren sindsdien ons begrip van dopaminerge neurofysiologie aanzienlijk heeft vergroot, beginnen we met dit overzicht door componenten van dit systeem te beschrijven die relevant zijn voor het meten van niet-farmacologisch geïnduceerde veranderingen in DA-afgifte met D2/3 receptor-radiotracers en PET-methodologie. Vervolgens presenteren we de bevindingen van onze systematische beoordeling en herevaluatie van eerdere gegevens.

Neurofysiologie van het dopaminerge systeem

Elektrofysiologische registratie toont aan dat, bij 'baseline', actiepotentialen voorkomen in mesostriatale DA-neuronen met een frequentie van ongeveer 4Hz, tonisch of 'pacemaker'-vuren genoemd (Grace et al., 1984b). Op vertoon van een beloning, een stimulus die een beloning, een nieuwe prikkelende stimulus of een stressvolle stimulus voorspelt, treedt er een korte stoot in de DA-neuronaanvalsnelheid op (Anstrom en Woodward., 2005; Carelli et al., 1994; Grace et al., 1984a; Hyland et al., 2002; Schultz et al., 1988; Steinfels et al., 1983). Deze bursts in actiepotentiaalfrequentie zijn geassocieerd met voorbijgaande toenames in extracellulaire DA-concentraties, die invasief kunnen worden gemeten met amperometrie of cyclische voltammetrie (Dugast et al., 1994; Garris et al., 1994; Venton et al., 2003; Wightman 2006). Daarentegen kunnen veranderingen in het niveau van tonische DA-afgifte, die optreden door veranderingen in dopaminerge neuronpopulatie-activiteit (het aandeel van spontaan actieve DA-neuronen) of presynaptische modulatie, invasief worden gemeten met behulp van microdialyse (Floresco et al., 2003). Vrijgegeven DA wordt vervolgens uit de extracellulaire ruimte verwijderd door diffusie en heropname via dopaminetransporters (DAT's) (Cragg et al., 2004).

Computationele modellen suggereren dat fasische DA een 'onderwijssignaal' kan bieden voor op beloning gebaseerd leren en de selectie van acties die de beloning maximaliseren (Bayer et al., 2005; Dayan et al., 2002; Montague et al., 1996; Montague et al., 2004; Schultz, 1997). Veranderingen in tonische DA-niveaus zijn voorgesteld om gedrag en reactievermogen te activeren of te activeren (Niv 2007). Veranderingen in PET-radiotracer BP weerspiegelen vermoedelijk netto veranderingen in extracellulaire DA - resulterend uit zowel tonische als fasische DA-afgifte (hoewel zie Grace, 2008), en ook heropname en diffusie van DA.

Verband tussen extracellulaire dopaminegehalten en D2-binding met radiotracer

Een enigszins contra-intuïtieve bevinding van PET-onderzoeken naar taak-geïnduceerde DA-afgifte is dat de mate van verandering die wordt gedetecteerd in veel studies vergelijkbaar is met die waargenomen na toediening van psychostimulantia zoals amfetamine. Microdialyseonderzoek bij ratten heeft aangetoond dat niet-farmacologische stimuli, zoals overdracht naar een nieuwe omgeving, de DA-niveaus in het ventrale striatum (nucleus accumbens) verhogen tot een orde van ongeveer 20% (Neigh et al., 2001), terwijl toediening van amfetamine extracellulaire DA-waarden kan verhogen met ongeveer ~ 1500% (bijvoorbeeld (Schiffer et al., 2006). Studies met dubbele microdialyse en PET hebben aangetoond dat de verhouding van verandering in extracellulaire DA tot de grootte van verandering in [11C] De binding van raclopride varieert volgens de toegepaste stimulus (Breier et al., 1997; Schiffer et al., 2006; Tsukada et al., 1999). D2 de verplaatsing van de antagonist radiotracer is in het algemeen niet groter dan ongeveer 40-50% (Kortekaas et al., 2004; Laruelle 2000a). Op een basisniveau houdt dit plafondeffect verband met het feit dat er een beperkt aantal D is2 receptoren in het striatum.

In vitro studies van D2 receptoren onthullen het bestaan ​​van intra-omzetbare high (D.2high) en laag (D.2low) affiniteitstoestanden voor agonistbinding; De d2high toestand wordt beschouwd als de functionele toestand als gevolg van G-proteïnekoppeling (Sibley et al., 1982). Terwijl antagonisten dezelfde affiniteit hebben bij beide receptortoestanden, hebben agonisten een grotere affiniteit voor de D2high (1-10 nM) dan de D2low staat (0.7-1.5 μM) (Freedman et al., 1994; Richfield et al., 1989; Seeman et al., 2003; Sibley et al., 1982; Sokoloff et al., 1990; Sokoloff et al., 1992). Op basis hiervan in vitro gegevens en in vivo schattingen van baseline D2 bezetting door DA en het aandeel van receptoren in de hoge affiniteitstoestand, zijn modellen voorgesteld die proberen het plafondeffect in D te verklaren2 PET-gegevens (Laruelle 2000a; Narendran et al., 2004). Deze modellen schatten dat het aandeel van D2 antagonist-binding van radiotracer die gevoelig is voor competitie door DA is ~ 38%.

Onlangs heeft D2/3 agonist-radiotracers zijn ontwikkeld in de hoop dat ze gevoeliger kunnen zijn dan D2/3 antagonistische radiotracers bij het detecteren van fluctuaties in DA, omdat er op dezelfde locatie meer concurrentie zal zijn (Cumming et al., 2002; Hwang et al., 2000; Mukherjee et al., 2000; Mukherjee et al., 2004; Shi et al., 2004; Wilson et al., 2005; Zijlstra et al., 1993) Verhoogde gevoeligheid van D2/3 agonist-radiotracers voor veranderingen in extracellulair DA moeten nog bevestigd worden door de mens; een eerste onderzoek naar de gevoeligheid van de D2/3 agonist radiotracer [11C] PHNO voor amfetamine-geïnduceerde veranderingen in DA vertoonde een gevoeligheid die vergelijkbaar was, of hoogstens slechts marginaal groter dan die eerder waargenomen met [11C] raclopride (Willeit et al., 2008).

De relatie tussen D2/3 radiotracerbinding en extracellulaire DA-spiegels kunnen ook agonist-afhankelijke receptor-internalisatie weerspiegelen (Goggi et al., 2007; Laruelle 2000a; Sun et al., 2003) en / of D2 monomeer-dimeer-evenwicht (Logan et al., 2001a). Zoals hieronder in meer detail zal worden besproken, is de kinetiek van veranderingen in extracellulair DA ten opzichte van D2/3 radiotracer-kinetiek kan ook belangrijk zijn bij het bepalen van de mate van verandering in het radiotracer-bindend potentieel (Morris et al., 2007; Yoder et al., 2004). Daarom terwijl veranderingen in BP van D2/3 radiotracers zoals [11C] raclopride vertoont duidelijk een dosisafhankelijke relatie met extracellulaire DA-niveaus, de aard van deze relatie is complex en de lineariteit kan variëren afhankelijk van het type stimulus dat wordt toegepast.

Concurrentie kan overwegend extrasynaptisch zijn

Gedurende de D2/3 PET-literatuur wordt vaak aangenomen dat de meeste D2/3 receptoren zijn synaptisch en D2/3 radiotracer PET meet daarom de synaptische DA-transmissie. Deze interpretatie moet echter opnieuw worden overwogen, aangezien verschillende onderzoeken aantonen dat de locatie van D2/3 receptoren, en ook DAT's, is voornamelijk extrasynaptisch (Ciliax et al., 1995; Cragg et al., 2004; Hersch et al., 1995; Sesack et al., 1994; Yung et al., 1995; Zoli et al., 1998). Dit is in overeenstemming met de goed aanvaarde opvatting dat DA handelt via volumetransmissie in het striatum (Fuxe et al., 2007; Zoli et al., 1998). Na fasische afgifte kan DA verschillende microns diffunderen vanaf de afgifteplaats (Gonon et al., 2000; Peters et al., 2000; Venton et al., 2003); een afstand die veel groter is dan de breedte van de synaptische spleet (ongeveer 0.5 μm) (Groves et al., 1994; Pickel et al., 1981). DA-concentraties binnen de synaptische spleet kunnen tijdelijk stijgen tot 1.6 mM (Garris et al., 1994) en geregistreerde extrasynaptische DA-concentraties die voortkomen uit natuurlijke DA-transiënten of na elektrische stimuluspulsen bij knaagdieren variëren van ~ 0.2-1 μM (Garris et al., 1994; Gonon 1997; Robinson et al., 2001; Robinson et al., 2002; Venton et al., 2003).

Recente modellen van DA striatale transmissie voorspellen dat activering van D2high receptoren na afgifte van een enkel DA-blaasje kunnen voorkomen bij een maximale effectieve diffusiestraal van maximaal 7 μm, terwijl concentraties van 1 μM, die in staat zijn receptoren met lage affiniteit te binden, geassocieerd zijn met een maximale effectieve straal van <2 μm; beide waarden zijn veel groter dan de afmetingen van de synaptische spleet (Cragg et al., 2004; Rice et al., 2008). Verdere analyse laat zien dat, voor D2high receptoren, DA vrijgemaakt uit één synaps kan receptoren beïnvloeden (intra- of extra-synaptisch) in de buurt van 20-100 DA-synapsen binnen deze straal (Cragg et al., 2004; Rice et al., 2008). Deze kinetische analyses hebben geresulteerd in het voorstel voor een nieuw model van striatale DA-synapsen (Rice et al., 2008), wat verantwoordelijk is voor een aanzienlijke overloop van DA naar de extrasynaptische ruimte en de overheersende activering van extrasynaptisch ten opzichte van intrasynaptische D2 receptoren. Hoewel dit model verder moet worden geëvalueerd, lijkt het erop dat extrasynaptische receptoren een belangrijke, zo niet de belangrijkste rol spelen in de binding en verplaatsing D2/3 radiotracers in het striatum.

Concurrentie kan plaatsvinden binnen anatomisch verschillende striatale onderverdelingen

Het striatum wordt gewoonlijk verdeeld in drie anatomische onderverdelingen; de caudate nucleus, putamen en ventrale striatum. Terwijl het dorsale striatum (neostriatum) het grootste deel van de caudate nucleus en putamen omvat, bestaat het ventrale striatum uit de nucleus accumbens, een deel van de olfactorische tuberkel en de meest ventromediale delen van de caudate en putamen. Het dorsale striatum ontvangt hoofdzakelijk DA-vezels van de substantia nigra, terwijl de oorsprong van de DA-input voor het ventrale striatum voornamelijk ligt in het ventrale tegmentale gebied (VTA). DA-neuronen worden geïnnerveerd door glutamaterge afferenten van corticale gebieden, die de DA-afgifte op het cellichaam en het terminale niveau moduleren (Cheramy et al., 1986; Karreman et al., 1996; Leviel et al., 1990; Murase et al., 1993; Taber et al., 1993; Taber et al., 1995). Corticale inputs naar het striatum zijn topografisch georganiseerd, en vormen parallelle cortico-striatale-thalamo-corticale lussen (Alexander et al., 1986). Deze lussen zijn georganiseerd langs een dorsolaterale tot ventromediale gradiënt, die functioneel gerelateerd kan zijn aan motorische, cognitieve en beloningsprocessen (Haber et al., 2000). Over het algemeen laten anatomische studies bij niet-menselijke primaten zien dat de motorische en premotorische cortex naar het putamen projecteren (Flaherty et al., 1994), terwijl de kop van de caudate input ontvangt van de prefrontale cortex (Selemon et al., 1985) en het ventrale striatum ontvangt projecties van de orbitale en mediale frontale cortex (Kunishio et al., 1994).

Deze anatomische onderverdelingen zijn ook geconceptualiseerd als 'functionele onderverdelingen' (sensorimotorisch, associatief en limbisch) voor PET-beeldanalyse (Martinez et al., 2003). Dit model moet worden gezien als probabilistisch in plaats van exclusief vanwege aanzienlijke overlap (Martinez et al., 2003) en omdat de afbakening ook kan worden beperkt door scannerresolutie en gedeeltelijke volume-effecten (Drevets et al., 2001; Mawlawi et al., 2001). Het meest overtuigende bewijs dat PET veranderingen in DA-afgifte in functioneel onderscheiden gebieden van het striatum kan detecteren, wordt gegeven in de repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) -studies van Strafella en collega's (Strafella et al., 2001; Strafella et al., 2003; Strafella et al., 2005). Stimulatie van de mid-dorsolaterale PFC veroorzaakte een selectieve afname in [11C] binding van raclopride in de kop van de caudate nucleus (Strafella et al., 2001). Het tegenovergestelde patroon werd waargenomen wanneer de motorische cortex werd gestimuleerd; daalt in [11C] binding van raclopride werd waargenomen in het putamen maar niet in andere striatale gebieden (Strafella et al., 2003; Strafella et al., 2005). Deze bevindingen zijn in overeenstemming met anatomische studies van cortico-striatale projecties bij primaten (Flaherty et al., 1994; Kunishio et al., 1994; Selemon et al., 1985) en suggereren dat ruimtelijk onderscheiden gebieden van verhoogde DA-afgifte zoals afgebeeld met PET functioneel gerelateerd kunnen zijn aan het discrete gedragsproces dat onderzocht wordt.

Methodologische aspecten in de DA-release van beeldvorming

Keuze van radioligand

Momenteel is D2/3 receptorbinding in het striatum wordt normaal gekwantificeerd met behulp van de PET-radioligand [11C] raclopride of de single photon emission tomography (SPET) radioliganden [123I] IBZM en [123I] epidepride. Deze D2 antagonistische radiotracers zijn gemakkelijk verplaatsbaar door toenamen of verlagingen van endogene DA (Endres et al., 1998; Laruelle 2000a). Andere D2 antagonistische radiotracers zoals spiperone en D1 radiotracers zijn niet gemakkelijk kwetsbaar voor veranderingen in extracellulaire DA vanwege factoren zoals receptor internalisatie (Laruelle 2000a), monomeer-dimeervorming (Logan et al., 2001b) of tracer-kinetiek (Morris et al., 2007) Zoals hierboven vermeld. Recente beelden verkregen met de nieuw ontwikkelde D2/3 agonist radiotracer [11C] PHNO vertonen hogere binding in het ventrale deel van het striatum en globus pallidus in vergelijking met [11C] raclopride (Willeit et al., 2006), wat kan worden toegeschreven aan een hogere affiniteit van [11C] PHNO voor D3 over D2 receptoren (Narendran et al., 2006). Hoewel nog niet bevestigd bij menselijke vrijwilligers, [11C] PHNO kan daarom een ​​bepaald voordeel bieden bij het beoordelen van veranderingen in DA-afgifte in het ventrale aspect van het striatum, aangezien DA ook een hogere affiniteit heeft voor de D3 over D2 receptorsubtype (Sokoloff et al., 1990). Zoals hieronder in detail besproken, om extrastriatale D te meten2 receptor beschikbaarheid en mogelijk extrastriatale DA-afgifte, antagonistische radiotracers met hoge affiniteit, zoals [11C] FLB457 en [18F] fallypride zijn verplicht (Aalto et al., 2005; Montgomery et al., 2007; Riccardi et al., 2006a; Riccardi et al., 2006b; Slifstein et al., 2004).

Methoden en resultaten van systematische

Om alle PET- en SPET-studies van niet-farmacologisch opgewekte DA-release te identificeren, werden de bibliografische databases van Medline en PubMed doorzocht met de sleutelwoorden "dopamine", "emissietomografie", "taak", "stress", "beloning", "motor", “cognitieve”. We hebben ook met de hand gezocht naar referenties in publicaties. We hebben studies geselecteerd waarbij PET of SPET werd gebruikt om veranderingen in extracellulaire DA-concentraties bij de mens aan te wijzen na toepassing van niet-farmacologische stimuli ten opzichte van een controleconditie. Met behulp van deze zoekstrategie identificeerden we 44-publicaties, gepubliceerd van 1998 tot en met april 2009, zoals vermeld in Tabel 1.

Tabel 1  

Niet-farmacologische studies van dopamine-afgifte bij de mens: methodologische aspecten

Experimenteel ontwerp

Zoals gepresenteerd in Tabel 1, verschillende methodologische en analytische benaderingen zijn toegepast in [11C] raclopridestudies van DA-afgifte na gedragsuitdagingen die verschillende praktische en methodologische voor- en nadelen hebben. Veranderingen in de DA-afgifte kunnen worden afgeleid met behulp van 'blokkerende' of 'verplaatsings'-onderzoeken. In blokkeringsstudies wordt de binding van radiotracer gemeten onder een DA-activerings- ('challenge'-) conditie en controleconditie, waarbij de veranderingen in D2/3 receptorbezetting geïnduceerd vóór toediening van radiotracer (Laruelle 2000a). De grootte van de DA-vrijlating wordt vervolgens afgeleid door het aftrekken van de besturing uit de activeringsconditie. Sessies worden meestal uitgevoerd op afzonderlijke dagen en [11C] raclopride wordt gewoonlijk toegediend als een bolusdosis. Dit is misschien de meest gangbare benadering voor onderzoek naar striatale DA-afgifte (zie Tabel 1).

Er zijn ook methoden die DA-vrijgave meten tijdens een enkele scansessie; dit ontwerp heeft verschillende praktische voordelen, zoals de vereiste voor slechts een enkele radiochemische synthese en toediening en het vermijden van sessie-effecten. Dit worden 'displacement'-onderzoeken genoemd, aangezien het activeringsparadigma begint na toediening van radiotracer. Hier, [11C] raclopride kan worden toegediend door een initiële bolus gevolgd door een constante infusie (aangeduid als de bolusinfusie (BI) -werkwijze) om het radiotracerevenwicht te handhaven, tijdens welke zowel controle- als activeringsgegevens worden verzameld (Carson et al., 1997; Watabe et al., 2000). We hebben eerder de BI-benadering in onderzoek naar door stress geïnduceerde DA-afgifte (Montgomery et al., 2006a), en het is ook door andere groepen gebruikt bij onderzoek naar DA-afgifte tijdens toediening van pijnlijke stimuli (Scott et al., 2006; Scott et al., 2007b; Scott et al., 2008) en motorisch leren (Garraux et al., 2007). Verplaatsingsonderzoeken kunnen ook worden uitgevoerd met behulp van een enkele bolustoediening van [11C] raclopride. Hier worden dynamische scandata gebruikt om de hypothesen te meten van de verhogingen van de radiotracer opgewekt door DA die vrijkwam tijdens het activeringsparadigma (Alpert et al., 2003; Pappata et al., 2002). Deze aanpak is toegepast op onderzoeken naar DA-afgifte tijdens het belonen (Pappata et al., 2002) en motortaken (Badgaiyan et al., 2003; Badgaiyan et al., 2007; Badgaiyan et al., 2008).

Om de relatieve verdiensten en nadelen van deze benaderingen nader te bespreken, is een korte beschrijving van de verschillende benaderingen in de farmacokinetische modellen van radiotracer vereist. Voor een gedetailleerde beschrijving van deze modellen, is de lezer gericht op de herziening van (Slifstein et al., 2001) en de originele methodologische artikelen die in de volgende secties worden aangehaald. Hier richten we ons specifiek op methoden die zijn toegepast op het meten van DA-afgifte tijdens gedragsparadigma's (zoals beschreven in Tabel 1) en directe bespreking met fysiologische aspecten zoals de dynamica van verhoogde DA-afgifte, veranderingen in bloedstroom en hoofdbeweging die in het bijzonder van belang kunnen zijn voor gedragsactivatieparadigma's.

De PET-benadering voor het detecteren van endogene transmitterrelease (in dit geval DA) is gebaseerd op de schatting van veranderingen in de concentratie van beschikbare neuroreceptorplaatsen (Bbaten), die optreden als reactie op de bijbehorende veranderingen in de lokale neurotransmitterconcentratie volgens de Michaelis-Menten-vergelijking. Het kinetisch gedrag van de radioligand (bijv.11C] raclopride) is op zijn beurt afhankelijk van Bbatenen is lineair bij tracerconcentraties. Dit maakt de bepaling van een bindend potentieel (BP) mogelijk. BP is gelijk aan de verhouding van het specifiek gebonden radioligand over de vrije concentratie van radioligand in de hersenen bij evenwicht. In vitro, in de afwezigheid van concurrerende liganden, is BP gelijk aan de dichtheid van de bindingsplaatsen van radiotracer (B.max) gedeeld door de radiotracer-affiniteit (K.D) (Mintun et al., 1984). In de praktijk wordt in PET-onderzoeken BP gedefinieerd als de verhouding bij evenwicht tussen specifiek gebonden tracer en die in de vrije en niet-specifiek gebonden compartimenten (dit wordt BP genoemd).ND) of relatief ten opzichte van die in plasma, aangeduid als BPPP (Innis et al., 2007). Veranderingen in BPND, (of BPPP) in activeringsstudies wordt meestal aangenomen dat ze veranderingen in B weerspiegelenbaten, in plaats van in de KD voor de radiotracer en een afname van BPND wordt verondersteld een verhoogde endogene neurotransmittervrijgave te weerspiegelen.

BPND is een evenwichtsconcept, maar kan worden geschat op basis van dynamische PET-onderzoeken, evenals PET-studies in evenwicht wanneer een geschikt referentiegebied zonder specifieke bindingsplaatsen beschikbaar is. Een invoerfunctie die het tijdsverloop beschrijft van de afgifte van de radiotracer aan het weefsel, is vereist voor het kwantificeren van dynamische onderzoeken, maar om de noodzaak voor arteriële bemonstering te vermijden, kan de plasmainvoerfunctie, indien mogelijk, worden vervangen door de tracer-tijdsverloop in het referentiegebied zelf. Voor [11C] raclopride, het cerebellum mag worden gebruikt (Gunn et al., 1997; Hume et al., 1992; Lammertsma et al., 1996b; Logan et al., 1996). We zijn niet op de hoogte van PET-onderzoeken naar taak-geïnduceerde DA-afgifte die een arteriële ingangsfunctie hebben gebruikt; waarschijnlijk vanwege methodologische eenvoud, alle studies vermeld in Tabel 1 de benadering met referentieregio hebben gekozen. Voor de twee [123I] IBZM SPECT-studies van taak-geïnduceerde DA-afgifte (Larisch et al., 1999; Schommartz et al., 2000), hadden referentie-ROI's in corticale regio's de voorkeur.

De BI-techniek biedt aanzienlijk voordeel omdat, zodra het evenwicht is bereikt, BPND kan worden berekend als de verhouding van de concentratie van de radiotracer in de ROI tot de concentratie van de radiotracer in de referentieregio: (BPND= (CROI - CREF) / CREF)). Hoewel deze benadering het voordeel heeft dat ze relatief eenvoudig is in vergelijking met de analysemethoden die worden toegepast op dynamische bolusstudies (Carson 2000), veranderingen in BPND kan lang duren (Carson 2000; Houston et al., 2004), wat betekent dat, als de benadering met één BI-scan wordt gebruikt, de controle- en uitdagingsvoorwaarden zelden kunnen worden gecompenseerd. De uitdagingstoestand komt dus meestal voor in het tweede deel van de scan waarbij de statistische kwaliteit van de gegevens afneemt als gevolg van radioactief verval (Martinez et al., 2003). Tegen sommige niet-farmacologische uitdagingen kan echter een tegenwicht bestaan ​​(Scott et al., 2007b), vermoedelijk omdat de kleinere magnitudes van DA-concentratiewijziging (vergeleken met die welke resulteert uit bijvoorbeeld amfetaminetoediening) niet opvallend resulteren in secundaire processen zoals receptor-internalisatie, wat kan leiden tot aanhoudende verlagingen van BP (Laruelle, 2000).

Wanneer de radiotracer alleen als bolusinjectie wordt toegediend, kan een overgangsevenwicht worden verondersteld wanneer maximale waarden voor specifieke binding worden verkregen (Farde et al., 1989); dit gebeurt ongeveer 20-25 minuten na een snelle bolusinjectie van [11C] raclopride (Ito et al., 1998). In tegenstelling tot de BI-benadering wordt het evenwicht niet ondersteund als de radiotracer het weefsel begint uit te spoelen en BP moet worden afgeleid met behulp van op modellen gebaseerde methoden zoals grafische analyse (Logan et al., 1990; Logan et al., 1994; Logan et al., 1996) of compartimentele kinetische analyse (Farde et al., 1989; Lammertsma et al., 1996b) die tijdactiviteitskrommen in de ROI relateren aan die van de tracerinvoerfunctie van de arteriële of referentieregio (TIF). De multi-time grafische analysemethode voor reversibele tracers, ook wel een Logan-plot genoemd, biedt via lineaire regressie een distributievolumeverhouding (DVR), waarbij DVR = BPND+ 1 (Logan et al., 1990; Logan et al., 1996). In gedragsstudies is deze methode gebruikt in het onderzoek naar taak-geïnduceerde DA-release uitgevoerd door Volkow en collega's (Volkow et al., 2002b; Volkow et al., 2004; Volkow et al., 2006; Wang et al., 2000). De Logan-methode heeft het voordeel dat een compartimentsmodel niet hoeft te worden gespecificeerd a priori, maar is bekritiseerd op de basis dat statistische ruis parameterparameters vertekent (Slifstein et al., 2000).

Zoals getoond in Tabel 1, het merendeel van de onderzoeken naar taak-geïnduceerde DA-afgifte hebben het vereenvoudigde referentieweefselmodel (SRTM) gebruikt, dat compartimentsanalyse combineert met een cerebellaire TIF (Gunn et al., 1997; Lammertsma et al., 1996a; Lammertsma et al., 1996b). Compartimentele kinetische modellen zoals de SRTM beschrijven de concentraties van de radiotracer in verschillende fysiologische compartimenten (zoals plasma, vrije en niet-specifiek gebonden en specifiek gebonden compartimenten) en de snelheidsconstanten van radiotraceroverdracht tussen deze compartimenten om schattingen van radiotracer BP te geven (Mintun et al., 1984). Met specifieke verwijzing naar het meten van taakgeïnduceerde DA-release zijn zowel de Logan- als STRM-methoden bekritiseerd op basis van het feit dat ze veronderstellen dat DA-niveaus een stabiele status bereiken voor de duur van BPND wordt gemeten, terwijl in werkelijkheid gedurende deze periode veel verschillende leer- en aanpassingsprocessen kunnen plaatsvinden (Alpert et al., 2003).

In de meer recente benaderingen van Pappata et al., (2002) en Alpert et al., (2003)dynamische modellen werden toegepast op DA-release die werd opgeroepen door cognitieve taken. Theoretisch kunnen deze benaderingen die gebruik maken van temporele gegevens beter worden afgestemd op de fysiologische dynamica van extracellulaire DA, omdat ze rekening houden met de voorbijgaande aard van DA die vrijkomt tijdens cognitieve taken. Pappata et al., (2002) creëerde gesimuleerde curves voor [11C] verplaatsing van raclopride en veranderingen in de cerebrale bloedstroom om een ​​statistisch lineair model te construeren, dat vervolgens werd getest tegen verworven gegevens op een voxelgewijze basis. De krommen die voor de rusttoestand werden gebruikt, werden echter in eerdere studies in afzonderlijke onderwerpen verkregen en gesimuleerde curven werden gebruikt voor [11C] verplaatsing van raclopride tijdens de taak, wat misschien niet precies past in de experimentele gegevens (Alpert et al., 2003). We zijn niet op de hoogte van verdere onderzoeken die deze methode hebben toegepast.

Alpert et al., (2003) in plaats daarvan gebruikte het een lineaire uitbreiding van de SRTM (LSSRM), waarbij het model wordt aangepast aan individuele gegevens, waardoor de gevoeligheid toeneemt, zodat veranderingen in DA-afgifte kunnen worden gedetecteerd in individuele onderwerpen. De LSSRM-benadering was ontworpen om tijdsafhankelijke veranderingen in de DA-vrijgave te meten en is sindsdien toegepast om veranderingen in de DA-vrijgave te detecteren tijdens niet-beloonde motor-, motorplanning-, motorsequentie-leer en motorgeheugentaken (Badgaiyan et al., 2003; Badgaiyan et al., 2007; Badgaiyan et al., 2008). Verplaatsingsbenaderingen met behulp van dynamische scandata van afzonderlijke bolusradiotracer-toedieningen zijn echter bekritiseerd op basis van het feit dat taak-geïnduceerde veranderingen in de bloedstroom wijzigingen in de dynamiek kunnen veroorzaken [11C] raclopride-curve niet te onderscheiden van de effecten van verhoogde DA-afgifte (Aston et al., 2000; Dagher et al., 1998; Laruelle 2000b), zoals hieronder in meer detail zal worden besproken.

Minimaliserende voorspanningsfactoren

Veranderingen in de cerebrale doorbloeding

Bij het ontwikkelen van deze methodologieën was de belangrijkste overweging de invloeden die taak-geïnduceerde veranderingen in de bloedstroom kunnen hebben op de schatting van D2/3 radiotracer bindend potentieel. Het gebruik van hyperventilatie om de regionale cerebrale bloedstroom (rCBF) te verlagen via vasoconstrictie, een [11C] raclopridescan bij een enkel individu vertoonde een duidelijke afname in zowel het distributievolume als het transport van de radiotracer naar de hersenen (K1) (Logan et al., 1994) wat suggereert dat de afgifte van radiotracer kan worden veranderd door veranderingen in rCBF. De SRTM retourneert een vergelijkbare parameter, R1-de levering van de radiotracer aan het striatum ten opzichte van de kleine hersenen (Lammertsma et al., 1996b). Daarom zijn rCBF-effecten theoretisch te onderscheiden van veranderingen in de afgifte van neurotransmitters - door gebruik te maken van zowel de grafische analyse- als de SRTM-methoden van Logan - deze maatregelen worden echter vaak niet gerapporteerd. Deze R1 of K1 maatregelen zijn beperkt omdat tijdelijke veranderingen in de bloedstroom tijdens de scanperiode, die ook artefactuele resultaten kunnen opleveren, niet worden geschat (Laruelle 2000b).

In het origineel [11C] PET-onderzoek met raclopride over het spelen van videogames, reducties in R1 werden waargenomen tijdens de activeringstoestand, naast de waargenomen verlagingen in BP (Koepp et al., 1998). Deze wijzigingen in R1 correleerde niet met veranderingen in BPND en er werd geconcludeerd dat de waargenomen daling in R1 mogelijk te wijten aan relatief grotere verhogingen van rCBF in het cerebellum in vergelijking met het striatum tijdens het spelen van het spel. Dit werd vervolgens bevestigd toen de cerebrale bloedstroom tijdens de taak werd gemeten met H2-150 PET (Koepp et al., 2000).

Figuur 1A toont de rCBF-waarden gemeten in het dorsale en ventrale striatum en de kleine hersenen tijdens de rust- en taakperioden. Tijdens de taakperiode vonden de grootste toenamen (gemiddelde 29%) in rCBF plaats in het cerebellum. Kleinere toenamen in rCBF traden op in de striatale gebieden tijdens de taakperiode (dorsale striatum 16%; ventraal striatum 10%; caudaat 9%). Het delen van rCBF-waarden in de dorsale en striatale ROI's met die verkregen in het cerebellum geeft een maat gelijk aan R1 (CBF(ROI / CB)). Zoals getoond in Figuur 1B, CBF(ROI / CB) was verminderd met ~ 10% in het dorsale striatum en ~ 15% in het ventrale striatum tijdens de taak ten opzichte van de basislijnvoorwaarde. Deze cijfers komen daarom overeen met de veranderingen in R1 die werden gedetecteerd in de originele [11C] onderzoek met raclopride PET, waarbij R1 afgenomen met een gemiddelde 13% in het dorsale striatum en 14% in het ventrale striatum (Koepp et al., 1998). De vraag was daarom in hoeverre deze stromingsveranderingen zouden kunnen bijdragen aan de schijnbare dalingen in de schattingen van striatale [11C] raclopride BPND.

Figuur 1  

Regionale cerebrale bloedstroom tijdens uitvoering van een videogame

Simulaties uitgevoerd door Dagher et al., (1998) van de enkele dynamische scan verplaatsing aanpak hebben aangetoond dat als k2 (de efflux-snelheidsconstante) wordt meer dan K verhoogd1, de resulterende veranderingen in radiotracerbinding zijn niet te onderscheiden van veranderingen die het gevolg zouden zijn van een verhoogde afgifte van DA, mogelijk resulterend in vals positieve resultaten. Het kan echter worden aangetoond onder de veronderstellingen van het Renkin-Crone-model met passief transport van een opgeloste stof tussen capillair plasma en weefsel, die verandert in ofwel de bloedstroomsnelheid of het oppervlakteproduct met permeabiliteit (PS-product) voor de opgeloste stof zou beide K beïnvloeden1 en k2 evenzo, zodat een schijnbare verandering in de geschatte BPND is onwaarschijnlijk onder stabiele condities. Simulaties uitgevoerd voor validatie van de verplaatsingsmethoden hebben aangetoond dat wanneer K1 en k2 zijn evenredig verhoogd, er zijn geen significante effecten op de binding van radiotracer gedetecteerd (Pappata et al. 2002; Alpert et al. 2003). Een toename in rCBF tijdens de wash-outperiode wanneer de radiotracerconcentratie in het bloed minimaal is, zal echter primair efflux en niet influx beïnvloeden, en het is waarschijnlijk dat een toename van rCBF in het striatum of in het referentiegebied, bij aanvang van de taak tijdens de uitwasperiode, zou leiden tot vooringenomen schattingen van BPND.

Terugkeren naar het voorbeeld van het videogame, Koepp et al. (2000) geconcludeerd dat, aangezien de gemiddelde waarden van CBF in elk van de regio's relatief constant waren tijdens rust- en activeringsperioden, het gebruik van SRTM waarschijnlijk niet leidde tot een bias in de geschatte BP's. Deze conclusie wordt ondersteund door simulaties van de experimenten met videogames, waarbij rekening wordt gehouden met de feitelijke fluctuaties van de stroming en de variatie daarvan tijdens rust en geactiveerde condities zoals vermeld in Figuur 1A. Kort gezegd, een arteriële oudergrensinvoervoorziening voor een bolus [11C] raclopride-scan is afkomstig uit de studie van Lammertsma et al. (1996) samen met de gemiddelde waarden voor de snelheidsconstanten (K.1, k2) die de fit van de kleine hersenen beschrijft op een compartimenteel model met een plasma-inputfunctie, zoals gerapporteerd door Farde et al. (1989). Equivalente gemiddelde PS-producten werden voor het cerebellum berekend op basis van de gemiddelde waarden voor de bloedstroom in rust en de geactiveerde toestanden in Tabel 1A, volgens het Renkin-Crone-model;

PS = -F.log (1 - K1/ F), waarbij F de plasmastroomsnelheid is, uitgaande van een hematocriet van 0.4.

Aangenomen werd dat het totale distributievolume voor [11C] raclopride in het cerebellum veranderde niet tussen rust- en taakomstandigheden. Waarden voor de PS-producten en equivalente snelheidsconstanten voor dorsaal en ventraal striatum werden vervolgens afgeleid van de gemiddelde bloedstroom onder rustomstandigheden (Figuur 1A), samen met schattingen van R1 en BP ten opzichte van het kleine hersenen gerapporteerd door Koepp et al. (1998) onder rustomstandigheden. Het was toen mogelijk om individuele tijdactiviteitscurven (TAC's) voor het cerebellum te construeren onder basislijn- en testomstandigheden en voor striatale regio's onder basislijnomstandigheden, rekening houdend met de individuele fluctuaties in de bloedstroom gedurende de scanperioden. Er werd ook aangenomen dat PS-producten in verhouding tot de stroom varieerden om de mogelijke effecten van de kleine fluctuaties in de bloedstroom tijdens de scans te overdrijven. Striatale TAC's werden gesimuleerd onder testomstandigheden, uitgaande van een afname van BP zoals gerapporteerd door Koepp et al., 1998 of zonder verandering in BP. Schattingen van BP werden vervolgens geschat met behulp van de STRM, zoals in Koepp et al., (1998) die geen rekening houdt met vertekening veroorzaakt door fluctuaties in de bloedstroom. Deze simulaties toonden aan dat onder de bovenstaande aannames er geen verstorend effect was als gevolg van fluctuaties in de stroom; de gemiddelde ogenschijnlijke BPND voor ventrale striatum zou zijn veranderd van een basislijnwaarde van 2.231 naar 2.238 als gevolg van alleen bloedstroomveranderingen in tegenstelling tot 1.918, gegeven een taakgeïnduceerde verandering in de echte BPND. De overeenkomstige waarden voor dorsale striatum waren 2.407, 2.412 en 2.213.

In het onderhavige geval, een effect van de bloedstroom op de schijnbare veranderingen in BPND was daarom onwaarschijnlijk, omdat de taak werd geïnitieerd voorafgaand aan het begin van de scan en de relatieve constantheid van de bloedstroom binnen elke scan. Echter, variaties in de bloedstroom tijdens een enkele scan zouden resulteren in een onderschatting van BPND was de taak gestart binnen de wash-outperiode na een enkele bolusinjectie en we beschouwen deze factor van significant belang in verplaatsingsbenaderingen voor het kwantificeren van veranderingen in DA-afgifte. De methode die het minst beïnvloed wordt door lokale of globale veranderingen in rCBF is de bolusinfusie (BI) -aanpak; zodra het seculiere evenwicht is vastgesteld, vermijden de constante niveaus van de radiotracer in het plasma eventuele verstorende effecten van de bloedstroom op specifieke bindingswaarden (Carson et al., 1993; Carson et al., 1997; Carson 2000; Endres et al., 1997; Endres et al., 1998). We beschouwen daarom BI-radiotracer-toediening als de optimale keuze van de beschikbare methodologie wanneer de invloeden van gelijktijdige veranderingen in rCBF tijdens de scanperiode zorgen baren.

Hoofdbeweging

Hoofdbewegingen kunnen met name problematisch zijn in gedragsstudies waarbij vrijwilligers een verbale of motorische reactie moeten uitvoeren (Montgomery et al., 2006a). Beweging tijdens de scan kan de effectieve scannerresolutie aanzienlijk verminderen (Green et al., 1994) en kan leiden tot een onnauwkeurige meting van BP. Hoewel niet-gecorrigeerde bewegingen van het hoofd BP-metingen beïnvloeden die zijn verkregen met alle analysemethoden, kan dit van bijzonder belang zijn in verplaatsingsstudies, aangezien het denkbaar is dat de hoofdbeweging consistent kan optreden bij het begin van de activeringstaak en kan leiden tot vals-positieve veranderingen in BP (Dagher et al., 1998). Voxel-wise analysemethoden (zie hieronder) kunnen ook bijzonder gevoelig zijn voor hoofdbewegingen, zoals de binding van [11C] raclopride is veel hoger in striatale gebieden in vergelijking met de aangrenzende extrastriatale gebieden (Zald et al., 2004).

De beweging van het hoofd kan tijdens de scan worden verminderd met behulp van beveiligingssystemen zoals thermoplastische gezichtsmaskers, zoals gebruikt door Ouchi et al., (2002) tijdens een motorische taak en de la Fuente-Fernandez et al., (2001; 2002) bij onderzoek van het placebo-effect. Echter, thermoplastische gezichtsmaskers kunnen ongemakkelijk zijn voor vrijwilligers en eerdere vergelijkende studies hebben aangetoond dat, hoewel de beweging van het hoofd aanzienlijk kan worden verminderd, deze niet wordt geëlimineerd (Green et al., 1994; Ruttimann et al., 1995). Een alternatieve of complementaire benadering is om effecten van hoofdbeweging te corrigeren post hoc, met behulp van frame-by-frame (FBF) herschikking. Typische FBF-heruitlijningstechnieken zorgen ervoor dat alle frames worden uitgelijnd op een begin- of een later frame dat is geselecteerd op basis van een hoge signaal-ruisverhouding (Mawlawi et al., 2001; Woods et al., 1992; Woods et al., 1993). De FBF-herschikkingstechniek wordt beperkt door slechte statistische kwaliteit van gegevens die zijn verkregen in latere frames en een onvermogen om te corrigeren voor hoofdbeweging binnen frames (die tot 10 minuten lang kan zijn) (Montgomery et al., 2006b). Bovendien gaan deze methoden ervan uit dat de verdeling van radiotracer vergelijkbaar is in vroege en late frames; dit is niet het geval na toediening van bolus radiotracer, wat kan leiden tot vals positieve resultaten (Dagher et al., 1998). Om de invloed van de herdistributie van radiotracer, die onjuiste uitlijningen veroorzaakt, te verminderen, kan in plaats daarvan de niet-verzwakte gecorrigeerde afbeelding worden gebruikt; deze beelden hebben een hoger scalp-signaal dat meer informatie biedt voor het herschikkingsprogramma om mee te werken (Montgomery et al., 2006a). Daarnaast kan ruisonderdrukking met behulp van wavelets worden toegepast om fouten te verminderen die worden geïntroduceerd door slechte signaal / ruis-verhoudingen (Mawlawi et al., 2001; Turkheimer et al., 1999). Recente [11C] studies met raclopride bolus van taakgeïnduceerde DA-uitgave gepubliceerd door Dagher en collega's (Hakyemez et al., 2008; Soliman et al., 2008; Zald et al., 2004) gebruik een nieuw herschikkingsproces (Perruchot et al., 2004). Hier worden hersengebieden, op basis van geautomatiseerde segmentatie van individuele MRI-afbeeldingen, generieke tijd-activiteitscurven toegewezen op basis van eerdere gegevens. De frames die tijdens de experimentele scans zijn verkregen, worden vervolgens automatisch opnieuw uitgelijnd op doelvolumes met behulp van een algoritme voor heraanpassing. Nieuwe methoden, zoals het gebruik van bewegingsregistratiesoftware en bewegingscorrectie tijdens het opnieuw binen van lijstmodusgegevens, zijn in ontwikkeling en vertonen superieure test-hertestbetrouwbaarheid (Montgomery et al., 2006b). Deze benadering is tot nu toe alleen gebruikt in een onderzoek naar taakgerelateerde DA-release (Sawamoto et al., 2008) en kan in deze context van bijzondere waarde zijn, aangezien een verbeterde betrouwbaarheid van gegevens het vermogen om kleine veranderingen in de DA-release te detecteren zal vergroten.

Om het belang van een juiste correctie van de hoofdbeweging te illustreren, bekijken we opnieuw onze oorspronkelijke [11C] gegevens over racegeld-bolusvideogames (Koepp et al., 1998). In de oorspronkelijke analyse werd de beweging van het hoofd, hoewel geminimaliseerd met behulp van een orthopedische kraag en hoofdsteun, niet gecorrigeerd. Verder werd striatale ROI drempel-gedefinieerd met een vaste drempel van 40% van het maximale beeld. Dit kan ook artefacten produceren; als systematische toename van het regionale volume (als gevolg van de beweging van het hoofd) optreedt onder de activering in vergelijking met de rusttoestand, zal de gemeten activiteit afnemen wat kan leiden tot valspositieve resultaten. Om de door deze benaderingen veroorzaakte bias te illustreren, vergeleken we de originele gegevens met die verkregen door heranalyse met anatomisch gedefinieerde ROI en FBF herschikking.

Om anatomisch gedefinieerde striatale en cerebellaire ROI's te verkrijgen, gebruikten we de criteria beschreven door Mawlawi et al., (2001) om dorsale en ventrale striata te definiëren op een magnetische resonantiescan geplaatst in de ruimte van het Montreal Neurological Institute (MNI). Een [11C] raclopridesjabloon werd geconstrueerd in MNI-ruimte (Meyer et al., 1999) met behulp van een gemiddeld beeld van 8-scans verkregen bij gezonde controlepersonen. Deze matrijs werd vervolgens ruimtelijk getransformeerd in individuele PET-ruimte en de resulterende transformatieparameters werden gebruikt om de striatale ROI in individuele ruimte te transformeren. Vervolgens hebben we de analyse gecombineerd in opnieuw gedefinieerde ROI's met correctie van de hoofdbeweging met behulp van FBF-herschikking. Niet-verzwakte gecorrigeerde dynamische afbeeldingen werden gewist met een niveau 2, bestel 64 Battle Lemarie wavelet (Vecht tegen 1987; Turkheimer et al., 1999). Frames werden opnieuw uitgelijnd op een enkel frame dat een hoge signaal / ruis-verhouding had, met behulp van een algoritme voor wederzijdse informatie (Studholme et al., 1996) en de transformatieparameters werden vervolgens toegepast op de overeenkomstige voor verzwakking gecorrigeerde dynamische beelden. Deze procedure is toegepast op alle frames om een ​​FBF-gecorrigeerde dynamische afbeelding te genereren.

Tabel 2 presenteert de regionale BP-waarden verkregen in de oorspronkelijke analyse (Koepp et al., 1998) en die verkregen na ROI-herdefinitie met daaropvolgende FBF-herschikking. In de oorspronkelijke studie onthulde herhaalde ANOVA-metingen een significant effect van het spelen van de videogame (F(1)= 7.72; p <0.01), die vooral opviel in het ventrale striatum (zie Tabel 2). Na ROI-herdefinitie toonde ANOVA alleen een trendniveau-effect van het spelen van de videogame (F(1) = 3.64; p= 0.10) en een significant effect van regio (F(3)= 90.98; p<0.01). Net als onze eerdere resultaten, maar van een kleinere omvang, toonden post-hoc t-tests een significante afname van BP in het rechter ventrale striatum tijdens de videogame-conditie (t(7)= 4.94; p= 0.01; mean -7.3%), hoewel dit effect alleen in het linker ventrale striatum (t(7)= 2.10; p= 0.07; gemiddelde -4.7%). Hoewel in onze oorspronkelijke gegevens BP op alle gebieden correleerde met taakprestaties (Koepp et al., 1998), toen de ROI opnieuw werden gedefinieerd, waren er geen correlaties tussen prestaties en verandering in BP. Na ROI-definitie en FBF-herschikking vertoonde ANOVA een significant algemeen effect van de aandoening (F(1) = 7.44; p= 0.03) en regio (F(3) = 22.23; p= 0.01). De groottes van verandering waren echter veel kleiner (zie Tabel 2) en t-testen toonden geen significante veranderingen in individuele dorsale of ventrale striatale gebieden.

Tabel 2  

[11C] raclopride-bindende potentiële waarden verkregen door heranalyse

Hoewel we geen significante veranderingen in de ROI-grootte of correlaties tussen ROI-grootte en prestaties tijdens de scan hebben waargenomen, suggereren de verminderde experimentele effecten wanneer niet-drempel-ROI werd gebruikt in de heranalyse, dat hoofdbeweging onze gepubliceerde resultaten mogelijk partijdig heeft gemaakt. Deze conclusie wordt verder versterkt door de observatie dat wanneer FBF-heranalyse werd toegepast, het belang van de grootte van de gedetecteerde veranderingen verder werd verminderd. We kunnen dus niet het belang van geschikte correctie-methoden voor het verplaatsen van de kop benadrukken voor analyse van taakgeïnduceerde DA-release met [11C] raclopride PET. Hoofdbewegingscorrectie is ook van bijzonder belang in studies van farmacologisch opgewekte DA-afgifte wanneer de farmacologische uitdaging geassocieerd kan zijn met gedragsactivering (bijv. Amfetamine).

De detectiegevoeligheid maximaliseren

Aangezien de taak-geïnduceerde verhogingen van de DA-afgifte waarschijnlijk relatief klein en van voorbijgaande aard zijn, is het bijzonder belangrijk om de gevoeligheid van deze methodologieën voor detectie van veranderingen in de DA-afgifte te maximaliseren. Aangezien BI-scans met dubbele conditie mogelijk voordelen bieden ten opzichte van gepaarde bolusscans bij het minimaliseren van de effecten van veranderingen in de bloedstroom, is de gevoeligheid van deze benaderingen specifiek vergeleken: na toediening van amfetamine (Carson et al., 1997) of nicotine (Marenco et al., 2004) voor primaten, bolus en BI-benaderingen hebben ongeveer hetzelfde vermogen om veranderingen in extracellulaire DA-niveaus te detecteren.

Dopaminekinetiek en timing

Een belangrijker factor kan de vorm en timing zijn van de DA-releasekromme in vergelijking met de tijdactiviteitskromme van radiotracer. Grafische analyse na toediening van bolus [18F] -N-methylspiroperidol toonde aan dat de verandering in opnamesnelheid maximaal is voor grote DA-pieken en langzame DA-klaring (Logan et al., 1991). Vergelijkbare resultaten zijn verkregen voor de bi-scan benadering met dubbele scan; veranderingen in specifieke binding na amfetamine-uitdaging correleren zowel met de hoogte van de DA-puls (nM) als met de DA-klaringssnelheid (min.-1) en de nauwste correlaties worden verkregen wanneer de verandering in specifieke binding gecorreleerd is met de integraal van de DA-puls (μM · min) (Endres et al., 1997). Het is op dit moment onduidelijk of DA-krommen verkregen onder alle fysiologische stimuli voldoende zullen zijn om een ​​significante radiotracerverplaatsing met behulp van deze techniek te produceren.

Simulaties uitgevoerd door Morris en collega's (1995) voor de gepaarde bolusbenadering suggereert dat BP-veranderingen kunnen worden gemaximaliseerd wanneer de activeringstaak over een lange tijdsperiode wordt uitgevoerd en met of vóór de toediening van radiotracer is begonnen. Vergelijkbare resultaten werden verkregen door Logan et al., (1991), waar de grootste verandering in [18F] -N-methylspiroperidol opnamesnelheid zich voordeed toen de taak tegelijk met de injectie met radiotracer begon, een bevinding ook gerepliceerd in [11C] raclopridesimulaties van Endres et al., (1998). Yoder et al., (2004) hebben verder aangetoond dat de verandering in BP aanzienlijk kan worden beïnvloed door de timing van DA-respons in verband met de timing van [11C] concentratie van raclopride na toediening van de bolus, een interactie genaamd 'Effective Weighted Availability' (EWA). Hier werden grotere veranderingen in BP gedetecteerd als het begin van de DA-respons plaatsvond net voor [11C] toediening van raclopride (Yoder et al., 2004). Verder weerspiegelde de omvang van de verandering in BP niet alleen de grootte van de DA-afgifte (oppervlakte onder de curve), maar ook verschillen in de DA-temporele kinetiek (dwz de gradiënt van de DA-releasekromme), waarbij botte curven grotere veranderingen in BP voor een gegeven hoeveelheid vrijgegeven DA (Yoder et al., 2004). Bij het gebruik van de gepaarde bolusbenadering, wordt daarom aanbevolen om taken net voor de toediening van radiotracer te starten en gedurende een aanzienlijke duur van de scan door te gaan.

Farmacologische verbetering van dopamine-afgifte

Een interessante strategie om detectie van taak-geïnduceerde veranderingen in DA-afgifte te verhogen, is het gebruik van DA heropnameremmers zoals methylfenidaat (MP), dat met enig succes is gebruikt (Volkow et al., 2002b; Volkow et al., 2004). Omdat MP de heropname van afgegeven DA naar de presynaptische terminal remt door dopaminetransporters, accumuleert de vrijgekomen DA en produceert dus een grotere verandering in [11C] binding met raclopride (Volkow et al., 2002a). Er zijn echter kleine maar significante verschillen tussen vier combinaties van omstandigheden (placebo of MP plus controle of activering) vereist om duidelijke additieve effecten waar te nemen, wat betekent dat deze benadering moeilijk te valideren is; idealiter zijn dosis-responsstudies van remming van heropname vereist. Bovendien zal variabele absorptie van orale MP enige ruis introduceren in deze metingen. Zorg is ook vereist omdat DA-heropnameremmers ook extra effecten op de regionale bloedstroom kunnen veroorzaken, of op DA-afgifte via werking op andere neurotransmittersystemen. Niettemin kan DA-remming van heropname in theorie een bruikbare 'farmacologische verbeteringsmanoeuvre' zijn voor beeldvormingstaak-geïnduceerde DA-afgifte.

Op Voxel gebaseerde analyse

Verschillen in BP tussen controle- en activeringsomstandigheden kunnen ook worden bepaald met behulp van parametrische analyse. Standaard voxel-wise analyse kan worden uitgevoerd met behulp van statistische parametrische mapping (SPM) software (Friston et al., 1995); (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Een verdere benadering is de voxel-wise statistische methode van Aston et al., (2000), momenteel beschikbaar voor gegevens die zijn verkregen met gepaarde bolusscans. Anders dan de gebruikelijke SPM-benadering, de methode van Aston et al., (2000), gebruikt residuen van de kleinste kwadraten fit van het kinetische model om de standaardafwijking van BP-metingen op elke voxel te schatten op basis van de ruis van dynamische gegevens. Deze standaardafwijkingen worden vervolgens gebruikt om de t-statistiek op elke voxel te schatten en, in verhouding tot het aantal tijdframes in de dynamische gegevens, worden de vrijheidsgraden (df) daardoor aanzienlijk vergroot. Simulaties toonden aan dat de statistische gevoeligheid voor het detecteren van veranderingen in BP sterk was verbeterd; inderdaad, in gesimuleerde gegevens konden veranderingen in afzonderlijke proefpersonen worden gedetecteerd onder experimentele omstandigheden (Aston et al., 2000). Wanneer we kijken naar wat er momenteel bekend is over de neuroanatomie van het striatum (zie hierboven), lijkt het verstandig om voxel-gebaseerde benaderingen te presenteren naast op ROI gebaseerde analyses.

Meting van extrastriatale DA-afgifte

Hoewel de uitdrukking van D2/3 receptoren zijn het hoogst in het striatum, dopaminerge projecties uit de dorsale middenhersenen tonen wijdverspreide efferenten, die bovendien termineren in limbische, thalamische en corticale gebieden. DA die handelt in deze regio's is bekend, uit onderzoek bij proefdieren, om belangrijk te zijn voor diverse functies, waaronder stabilisatie van actieve representaties die relevant zijn voor werkgeheugen (Sawaguchi et al., 1991), episodische geheugenvorming (Fujishiro et al., 2005; Umegaki et al., 2001) en op affectief gebaseerd leren (Baldi et al., 2007; de Oliveira et al., 2006; Pezze et al., 2004; Rosenkranz et al., 2002). Er is enig bewijs bij mensen dat suggereert dat DA-manipulaties met behulp van selectieve agentia soortgelijke functies kunnen beïnvloeden (Cervenka et al., 2008; Gibbs et al., 2007; Mehta et al., 2005; Roesch-Ely et al., 2005), vermoedelijk gemedieerd door veranderingen in extrastriatale evenals striatale DA neurotransmissie. Het vermogen om DA-afgifte in vivo betrouwbaar te kwantificeren in corticale en limbische regio's buiten het striatum zou daarom de studie mogelijk maken van een breder scala aan functies gemoduleerd door DA-neurotransmissie, evenals onderzoek naar mogelijke interacties tussen extrastriatale en striatale DA-systemen (Pycock et al., 1980; Roberts et al., 1994).

Tot op heden zijn we op de hoogte van drie onderzoeken die significante veranderingen in extrastriatale [11C] raclopride BP na niet-farmacologische stimuli (Garraux et al., 2007; Kaasinen et al., 2004; Sawamoto et al., 2008). De kritieke vraag is hier of DA-vrijstelling buiten het striatum nauwkeurig kan worden gekwantificeerd met [11C] raclopride (of andere radiotracers - die later zullen worden besproken). Deze vraag kan deels worden beantwoord door eerst te vragen of meting van [11C] raclopride buiten het striatum is geldig, zoals de uitdrukking van D2/3 receptoren in extrastriatale gebieden is één tot twee graden van grootte lager dan in de striatale gebieden (Camps et al., 1989; Hall et al., 1994). Vroege studies van [11C] de distributie van raclopride in de hersenen na toediening van de bolus toonde aan dat er geen duidelijke accumulatie van [11C] raclopride in corticale gebieden (Farde et al., 1987) en dat [11C] Specifieke binding van raclopride in corticale gebieden was slechts iets hoger dan de waarden die werden verkregen voor het cerebellum en witte stof (Farde et al., 1988). Voorts ex vivo autoradiografiedata verkregen met [3H] raclopride in humaan postmortaal hersenweefsel laat zien dat de specifieke binding in weefsel uit de frontale en temporale cortex erg laag is (Bmax <0.7 pmol / g) vergeleken met die in het striatum (caudate Bmax ~ 14.7 pmol / g) en dat er geen specifieke binding wordt gedetecteerd in weefsel van de amygdala, cinguli, hippocampus of cerebellum (Hall et al., 1988).

Meer recentelijk is dit probleem aangepakt door Hirvonen et al. (2003) met behulp van drie analyses van [11C] raclopride-scans verzameld in acht individuen. Ten eerste werd de test-hertest betrouwbaarheid gekwantificeerd in het striatum, de thalamus en de temporale cortex. Gebruikmakend van het putamen als een comparator vertoonde de thalamus een goede betrouwbaarheid op basis van de intraklasse correlatiecoëfficiënt (0.86) terwijl de temporale cortex een nog betere betrouwbaarheid vertoonde (0.95). Deze berekeningen zouden echter zijn beïnvloed door de hogere variabiliteit tussen de proefpersonen in deze extrastriatale gebieden, zoals aangegeven door de grotere variatiecoëfficiënten. Interessanter is het bereik van de gerapporteerde verschillen binnen de proefpersonen: het bereik neemt toe van 16.87% in het putamen, tot 26.03% in de thalamus en tot 42.83% in de temporale cortex. Een dergelijke opmerkelijke variabiliteit beïnvloedt waarschijnlijk het vermogen om BP-verschillen te detecteren na toediening van farmacologische middelen (die ofwel DA-afgifte induceren of D in beslag nemen).2/3 receptoren) of geleiding van gedragstaken. De auteurs concludeerden dat voor de thalamus "het signaal-tot-geluid voor kwantificering te laag kan worden ... wat leidt tot een kunstmatige onderschatting van gemeten D2 receptor bezetting "(Hirvonen et al., 2003). We concluderen dat dit ook geldt voor de corticale gebieden met nog lagere BP-waarden. Dit wordt geïllustreerd in gegevens van twee patiënten bij wie de receptorbezetting met de niet-selectieve DA-receptorantagonist haloperidol ook werd gemeten. Een dosis 0.5mg haloperidol gaf vergelijkbare bezettingswaarden in het putamen en thalamus, terwijl een hogere dosis (1.5mg) paradoxaal werd geassocieerd met een duidelijk lagere bezetting van de thalamus, in lijn met voorspellingen uit de analyse van lawaaibehoeften (Hirvonen et al., 2003). We hebben onlangs een DA D uitgevoerd2/3 receptor bezetting studie met [11C] raclopride en toediening van 400mg sulpiride; striatale D2/3 bezetting na toediening van sulpiride is zeer significant, maar ook zeer variabel vanwege de slechte opname van sulpiride in de hersenen (Mehta et al., 2008). Zoals voorspeld door Hirvonen en collega's (Hirvonen et al., 2003), konden we D detecteren2/3 bezetting in de thalamus, maar niet in de frontale cortex - inderdaad vertoonden sommige proefpersonen een negatieve bezetting in dit gebied (Pretorius et al., 2004), zoals geïllustreerd in Figuur 2.

Figuur 2  

Bezetting van de D2 / 3-receptoren in verschillende hersengebieden na toediening van 400mg sulpiride

Een betere aanpak zou echter zijn om [11C] raclopride BP met BP gemeten met behulp van een radiotracer die een betere schatting van D mogelijk maakt2/3 receptordichtheid in extrastriatale regio's - zoals [11C] FLB457 en [18F] fallypride, die een zeer hoge (picomolaire) affiniteit D hebben2/3 receptorantagonisten (Ito et al., 2008; Mukherjee et al., 1999; Olsson et al., 1999). Ito et al. (2008) gemeten regionale bindingspotentialen verkregen bij dezelfde vrijwilligers met behulp van beide [11C] raclopride en [11C] FLB457. Deze gegevens maken een directe vergelijking mogelijk van BP-schattingen in extrastriatale regio's met behulp van correlationele analyse. We hebben deze analyse uitgevoerd met behulp van de gegevens die in het manuscript zijn vermeld, en een sterke positieve relatie tussen de regionale waarden voor beide tracers is duidelijk. Deze correlatie wordt echter sterk beïnvloed door de grote striatale signalen die worden verkregen voor beide radiotracers - belangrijker is dat er geen correlatie is tussen [11C] FLB457 en [11C] raclopride BP (rs = 0.032; p = 0.92) wanneer striatale gebieden uit de analyse worden verwijderd (zie Figuur 3). Deze gegevens tonen aan dat de inferieure signaal / ruis-verhouding van [11C] raclopride in extrastriatale gebieden leidt tot een slechte kwantificatie van DA D2 receptor beschikbaarheid in vergelijking met het signaal van een tracer specifiek ontworpen om binding in dergelijke regio's te kwantificeren. Hoewel de correlatiecoëfficiënt bijna nul was en het aantal vrijwilligers in deze studie typerend was voor PET-receptorstudies (n = 10), zou het belangrijk zijn om deze bevinding te bevestigen in een groter cohort en te testen in individuele hersenregio's, inclusief de thalamus en corticale gebieden.

Figuur 3  

Scatterplot van extrastriatale bindingspotentialen gemeten met twee verschillende dopamine D2 radiotracers ([11C] -raclopride en [11C] -FLB457) in dezelfde 10-vrijwilligers van Ito et al., (2008)

Ondanks deze zorgen rond de geldigheid van de meting van extrastriatale D2/3 receptoren met [11C] raclopride, het blijft mogelijk om signaalveranderingen in deze regio's te berekenen en sommige auteurs hebben deze berekeningen toegepast op de studie van extrastriatale DA-afgifte met cognitieve taken, met enkele positieve bevindingen tot nu toe (Garraux et al., 2007; Sawamoto et al., 2008). Een volledig-hersens, voxel-wise analyse van onze recente bevindingen van striatale DA-release tijdens een planningstaak (Lappin et al., 2009) onthult ook veranderingen in [11C] raclopride BP in extrastriatale gebieden (zie Figuur 4A). Statistisch significante veranderingen kunnen worden waargenomen in een aantal regio's, met name de anterior cingulate cortex. De figuur toont ook een afname in [11C] raclopride BP tijdens de planning in de regio van de substantia nigra (links) en mogelijk de hypofyse. Eén zorg is dat de BP-waarden slecht gekwantificeerd kunnen zijn en inderdaad had één persoon negatieve BP-waarden in de cortex anterieure cingulate. Aanzienlijke veranderingen waren nog steeds aanwezig bij het verwijderen van deze uitbijter.

Figuur 4  

Verandering in extrastriatale [11C] -raclopride BP tijdens een planningstaak van Tower of London

In het licht van de twijfels met betrekking tot nauwkeurige schatting van lage BP-waarden zoals hierboven besproken, is het moeilijk om deze schijnbare effecten met zekerheid toe te schrijven aan veranderingen in endogene DA-niveaus. Dit wordt verergerd door de afwezigheid van duidelijk experimenteel bewijs met betrekking tot de feitelijke afgifte van DA aan veranderingen in [11C] raclopride-binding in extrastriatale gebieden. Niettemin, nauwkeurige inspectie van de BP-curven (zoals weergegeven in Figuur 4B) voor de voorste cingulate cortex tijdens planning en rust, toont een scheiding van het signaal over het gehele experiment inclusief de vroege frames verkregen tijdens traceropname waarbij geen verschillen in striatale BP-waarden werden waargenomen. Nogmaals, deze factoren maken het voor ons moeilijk om de latere wijzigingen aan de DA-release toe te schrijven. Maar hoe zit het met de bevindingen in de vorige gepubliceerde studies? Hier vinden we dat we om dezelfde redenen en vanwege extra statistische zorgen ook voorzichtig moeten zijn. Hoewel we veranderingen hebben geconstateerd die de correctie van meerdere vergelijkingen over het gehele hersenvolume overleven, beide Sawamoto et al., (2008) en Garraux et al., (2007) gebruikte ROI-analyses (van gebieden binnen respectievelijk het voorste cingulaat en de caudale frontale cortex), om de vereiste correctie voor meerdere vergelijkingen te beperken. Dit is uiteraard een acceptabele benadering op voorwaarde dat de regio's van belang onafhankelijk van de gerapporteerde analyse worden gedefinieerd. Het is onduidelijk voor beide studies of dit het geval was. Inderdaad Garraux et al. (2008) geeft expliciet aan dat de correctie van meerdere vergelijkingen is uitgevoerd met een '5-mm-radius bolvormig volume gecentreerd op de piek' (pagina 14438).

Een interessante waarschuwing met betrekking tot de meting van extrastriatale DA-afgifte gemeten met [11C] raclopride kan het ventraal tegmentum en substantia nigra zijn. Binnen deze regio's D2/3 receptoren zijn sterk tot expressie gebracht, hoewel niet aanwezig op alle uitstekende dopaminerge neuronen (Lammel et al., 2008). De grootte van de dopaminerge kernen van de middenhersenen ten opzichte van de typische resolutie kan echter de detectie van DA-afgifte in dit gebied in gevaar brengen. Bijvoorbeeld de grootte van het ventrale tegmentale gebied (~ 60mm3) zou van dezelfde orde van grootte zijn als een enkele voxel wanneer de voxel-afmeting ongeveer 4 x 4 x 4 mm is. De substantia nigra kan daarom meer bijdragen aan elk waargenomen signaal van de middenhersenen, maar zonder de lokalisatie van dit gebied en de gedeeltelijke volumecorrectie van hoge kwaliteit moeten alle bevindingen in deze regio's voorzichtig worden behandeld. Het is dus interessant om op te merken dat voor onze voxel-wise analyse van de planningstaak getoond in Figuur 4A (uitgevoerd zonder gedeeltelijke volumecorrectie), werd een significante verandering van BP waargenomen in de regio van de substantia nigra. We hebben ook meetbare receptorbezetting aangetoond met 400mg sulpiride in hetzelfde gebied bilateraal, in dezelfde mate als die gezien in het striatum (Mehta et al., 2008).

Concluderend is het duidelijk dat meetbaar signaal in sommige extrastriatale gebieden aanwezig is voor [11C] raclopride-scans en dat veranderingen in BP kunnen worden berekend in dezelfde regio's met betrekking tot medicijntoediening of taakprestaties. Het werk van Hirvonen et al. (2003) en de analyses van receptorbezetting en heranalyse van Ito et al. (2008) Hier wordt de validiteit van accurate kwantificering van corticale signaalveranderingen van [11C] raclopride BP.

Recente gegevens suggereren dat extrastriatale [11C] FLB457 en [18F] fallypride-binding kan ook gevoelig zijn voor concurrentie met endogene DA bij de mens (Aalto et al., 2005; Christian et al., 2006; Cropley et al., 2008; Ko et al., 2009; Montgomery et al., 2007; Narendran et al., 2009; Riccardi et al., 2006a; Riccardi et al., 2006b; Slifstein et al., 2004), Van deze radiotracers geven recente gegevens aan dat [11C] FLB457 is mogelijk gevoeliger dan [18F] fallypride bij het detecteren van verhogingen van corticale DA-afgifte vanwege een hogere signaal / ruis-verhouding (Narendran et al., 2009), en dat de gevoeligheid van [18F] fallypride bij het meten van dalingen van extracellulaire DA-spiegels kan beperkt zijn (Cropley et al., 2008). Hoewel verdere bevestiging vereist is, kunnen deze radiotracers de belangrijke mogelijkheid bieden om de relaties tussen corticale DA-afgifte en cognitieve functie te onderzoeken. Tot op heden zijn we ons bewust van drie onderzoeken die deze benadering hebben toegepast om taakgerelateerde verhogingen van extrastriatale DA-afgifte te meten (Aalto et al., 2005; Christian et al., 2006; Ko et al., 2009). Gebruik makend van [18F] fallypride en het LSSRM-model van Alpert et al., (2003), Christian et al., (2006) een significante toename van [18F] falpride verplaatsing in de thalamus als proefpersonen een spatiale aandachtstaak uitvoerden, en deze toename in verplaatsing was sterk gecorreleerd met taakprestaties. Gebruik makend van [11C] FLB457, Aalto et al., (2006) namen afnamen in binding in de ventrale cortex anterior cingulate waar tijdens zowel een verbaal werkgeheugen als een aanhoudende aandachtstaak. Verder, in de ventrolaterale frontale cortex en linker mediale temporale structuren, [11C] FLB457 BP was lager tijdens de verbale werkgeheugentaak dan tijdens de aanhoudende aandachtstaak (Aalto et al., 2005). Opnieuw met [11C] FLB457, Ko et al., (2009) hebben onlangs verhogingen van de DA-afgifte in de rechter dorsale anterieure cingulate cortex gemeld tijdens een kaartsorteringstest van cognitieve flexibiliteit, vergeleken met een controletaak, die een rol aangeeft voor prefrontale corticale DA bij cognitieve flexibiliteit bij de mens, in overeenstemming met bevindingen uit dieronderzoek ( Floresco et al., 2006). Deze resultaten suggereren dat het mogelijk zou kunnen zijn om gedragsprestaties te associëren met DA-afgifte in extrastriatale alsook striatale hersengebieden met behulp van geselecteerde tracers, waardoor de rol van de frontale dopaminefunctie in menselijke cognitie verder kan worden onderzocht.

Dopamine-afgifte tijdens niet-farmacologische paradigma's

Terugkerend naar striatale DA-afgifte, bekijken we nu de bevindingen gerapporteerd in gepubliceerde onderzoeken van DA-afgifte na niet-farmacologische stimuli. Hoewel de gepubliceerde onderzoeken zorgvuldig moeten worden overwogen met betrekking tot de hierboven beschreven methodologische factoren, hebben significante dalingen in D2/3 radiotracerbinding is in veel onderzoeken gevonden, zoals samengevat in Tabel 3. Het onderzoek naar de verspreiding van de DA concentreert zich op vier hoofdgebieden, waarnaar in de literatuur wordt geciteerd Tabel 3 is georganiseerd: motorprestaties en sequentieel leren; beloningsgerelateerde processen; psychologische en pijnstress; en cognitieve taken en toestanden. Zoals te zien is aan de snelle inspectie van deze tabel, werd voor een aantal van deze modaliteiten een verhoogde DA-afgifte gerapporteerd met behulp van verschillende paradigma's en methoden van radiotracer, vaak in onderzoeken die in verschillende onderzoekscentra werden uitgevoerd. Veel gedragstaken zullen meer dan één van deze componentprocessen omvatten die afzonderlijk kunnen bijdragen aan DA-afgifte - motorresponsen zijn bijvoorbeeld vaak vereist tijdens gedragstaken die zijn ontworpen om cognitieve prestaties te beoordelen. Hoewel de correlaties tussen verandering in BP en de specifieke gedragsmatige maatregelen van belang kunnen worden onderzocht, is de laatste jaren een groeiende trend naar de meer verfijnde aanpak van het opnemen van een controlescan waargenomen, waarbij maatregelen die niet specifiek worden onderzocht (bijvoorbeeld motorvermogen) afgestemd op de testconditie.

Tabel 3  

Resultaten van gedragsstudies van striatale dopamine-afgifte bij de mens

Motorprestaties en sequentieel motorisch leren

Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat D2/3 radiotracer BP in het dorsale striatum neemt af wanneer proefpersonen repetitieve ledemaatbewegingen tijdens de scan uitvoeren; paradigma's omvatten een handschrifttaak, voetverlenging / flexie en eenvoudige vingerbewegingen (Badgaiyan et al., 2003; Goerendt et al., 2003; Lappin et al., 2008; Lappin et al., 2009; Larisch et al., 1999; Ouchi et al., 2002; Schommartz et al., 2000). Deze afnamen in BP zijn gemeld na [123I] IBZM SPET (Larisch et al., 1999; Schommartz et al., 2000), gepaarde bolus [11C] raclopride PET (Goerendt et al., 2003; Lappin et al., 2009; Ouchi et al., 2002) of [11C] bolusverplaatsing met raclopride (Badgaiyan et al., 2003) methodologieën. De enige studie om negatieve toegediende resultaten te melden [11C] raclopride na het voltooien van een motortaak (lopende loopband) (Wang et al., 2000), wat suggereert dat er mogelijk een vereiste moet zijn voor continue DA-afgifte in de aanwezigheid van de radiotracer om significante effecten waar te nemen. De positieve studie van Schommartz et al., (2000) was de eerste studie van taak-geïnduceerde DA-afgifte om een ​​niet-rustende controleconditie te gebruiken; [123I] IBZM-binding in een handschrifttaak werd vergeleken met die in een leestaak, waarvan wordt aangenomen dat het een gelijkwaardige cognitieve belasting met zich meebrengt, maar zonder de motorische vereisten. Zoals beschreven in Tabel 3deze benadering is sindsdien in een aantal studies overgenomen.

Er zijn aanwijzingen dat DA-vrijlating ook motorisch leren kan bemiddelen. Wijdverbreide reducties in striatale [11C] Recentelijk is raclopride-binding gerapporteerd tijdens een leerproces met een vingersequentie met behulp van een enkelvoudig bolus plus constant infusieparadigma (Garraux et al., 2007), hoewel de controlevoorwaarde niet overeenkwam met de motoruitvoer, kon de DA-vrijmaking behorende bij het motorisch leren niet los worden gezien van de koppeling die samenhangt met de motorprestaties. Het gebruik van motorische controle-omstandigheden om veranderingen in DA te onderzoeken, die specifiek betrekking kunnen hebben op motorisch leren, werd gebruikt in twee studies van Badgaiyan en collega's (Badgaiyan et al., 2007; Badgaiyan et al., 2008). Hier, zowel impliciet als expliciet leren van complexe motorische sequenties, ten opzichte van een motorische controle conditie, steeg [11C] verplaatsing van raclopride in de caudate en het putamen (Badgaiyan et al., 2007; Badgaiyan et al., 2008). Omdat deze studies echter een [11C] enkelvoudig bolusverplaatsingsparadigma voor raclopride, verstorende effecten van veranderingen in de bloedstroom kunnen niet worden uitgesloten (zie hierboven). We hebben onlangs de DA-afgifte vergeleken tijdens het leren van motorische sequenties en het uitvoeren van motorsequenties bij proefpersonen met gepaarde bolus [11C] raclopride-scans (Lappin et al., 2009), en vond geen significante verschillen in [11C] raclopride tussen sequentieleren en -uitvoering, hoewel beide condities significant afnamen [11C] raclopride-binding in het sensorimotorische en associatieve striatum in vergelijking met rustende basislijnwaarden. Dit resultaat bevraagt ​​daarom de mate waarin componenten van motorische en cognitieve taken kunnen worden gescheiden in termen van DA-afgifte in striatale onderverdelingen.

Beloningsgerelateerde processen

11C-raclopride PET-onderzoeken hebben de rol van striatale DA bij verschillende aspecten van beloning bij mensen onderzocht. Met betrekking tot beloningsconsumptie, Small et al., 2003 hebben aangetoond dat dalingen in [11C] raclopride BP komt voor in de dorsale caudate en dorsale putamen, na het eten van een 'favoriete maaltijd' vlak voor het scannen (Small et al., 2003). In deze studie daalde de voedergeïnduceerde afname in [11C] raclopride BP, die werd waargenomen bij proefpersonen die voorheen van voedsel waren beroofd, was gecorreleerd met subjectieve beoordelingen van aangenaamheid, honger en verzadiging.

Studies bij proefdieren wijzen uit dat de relatie tussen beloning en striatale DA-niveaus complex is. Terwijl microdialyse-onderzoeken aantonen dat het indrukken van hendels voor natuurlijke versterkers, zoals voedsel, de striatale DA-afgifte verhoogt (bv Hernandez et al., 1988), verder onderzoek wijst uit dat het de eis is om operant te reageren (hendel drukken), in plaats van de aanwezigheid van de beloning zelf, die geassocieerd is met verhoogde DA (Salamone et al., 1994; Sokolowski et al., 1998). Dit wordt weerspiegeld in menselijke studies van DA-afgifte; verminderde striatale 11C-raclopride BP wordt waargenomen tijdens een actieve (Zald et al., 2004) maar geen passieve (Hakyemez et al., 2007) beloningstaak. Dalingen in [11C] raclopride BP in het ventrale en dorsale striatum is onlangs ook ontdekt bij patiënten met de ziekte van Parkinson tijdens een goktaak die actieve reacties vereist (Steeves et al., 2009). Interessant is dat in het ventrale striatum de verandering in [11C] raclopride BP was groter bij patiënten met een pathologische gokstoornis dan bij controlepatiënten, terwijl de beschikbaarheid van baseline D2 / 3-receptor lager was (Steeves et al., 2009). Dit is in overeenstemming met dieronderzoek dat suggereert dat een lage D2 / 3-receptorbeschikbaarheid kwetsbaarheid voor verslaving kan veroorzaken (Dalley et al., 2007), en dat verslavingsaspecten kunnen worden gemedieerd door gesensibiliseerde DA-afgifte (Robinson en Berridge, 2000; Volkow et al., 2006).

Bij dieren, als een keu tijdens de pavloviaanse conditionering gepaard gaat met een beloning, worden de DA-neuron-schietfrequenties meer afgestemd op de beloningsvoorspelling dan op de beloning zelf (Schultz 1998), zodat verhogingen van striatale DA-afgifte optreden bij cue-presentatie (Kiyatkin et al., 1996; Phillips et al., 2003). Onlangs is cue-geïnduceerde DA-release onderzocht met behulp van een uitgestelde monetaire stimuleringstaak (Schott et al., 2008). In vergelijking met een neutrale controle conditie (ontworpen om sensomotorische en cognitieve verschillen tussen condities te minimaliseren), daalt in [11C] raclopride BP werd waargenomen in het linker ventrale striatum (nucleus accumbens). Volkow et al., (Volkow et al., 2002b; Volkow et al., 2006) hebben cue-geïnduceerde DA-afgifte onderzocht bij voedselarme of cocaïneverslaafde vrijwilligers. Bij voedselarme personen veranderden de aan het eten gerelateerde aanwijzingen niet significant [11C] raclopride BP in het striatum, behalve in combinatie met methylfenidaat (Volkow et al., 2002b). Bij cocaïne-verslaafde vrijwilligers produceerden drugsgerelateerde aanwijzingen via een video van de gesimuleerde aankoop, voorbereiding en het roken van crack-cocaïne echter een significante afname in dorsale striatale [11C] raclopride BP. TDeze veranderingen correleerden met zelfrapportages over hunkering en kunnen betrekking hebben op de gebruikelijke aspecten van het nemen van compulsieve geneesmiddelen (Volkow et al., 2006). Samen komen deze resultaten overeen met de hypothese dat beloningsverwachtingen en versterkingsleren mogelijk verband houden met DA-respons in het ventrale striatum, maar dat DA-proces gekoppeld aan gewoontegedrag in verslaving wordt gemedieerd door meer dorsale striatale regio's (Porrino et al., 2004).

Er is enig bewijs dat, in klinische stoornissen, placebo-placebo's ook kunnen fungeren als beloning-voorspellende signalen, in die zin dat placebo-toediening kan leiden tot verwachting van klinische voordelen, zoals pijnverlichting, die als beloningen werken (de la Fuente-Fernandez et al., 2004). Placebo-geïnduceerde DA-afgifte in het striatum is waargenomen bij patiënten met de ziekte van Parkinson na toediening van zoutoplossing in plaats van apomorfine (de la Fuente-Fernandez et al., 2001; de la Fuente-Fernandez et al., 2002) en tijdens sham rTMS (Strafella et al., 2006). In de apomorfine-studie was de verandering in [11C] raclopride-binding in het dorsale striatum correleerde met de hoeveelheid klinisch voordeel die werd gemeld na toediening van placebo (de la Fuente-Fernandez et al., 2001; de la Fuente-Fernandez et al., 2002; de la Fuente-Fernandez et al., 2004) en een vergelijkbare maar niet-significante trend werd waargenomen na rTMS (Strafella et al., 2006). Hoewel alleen waargenomen met behulp van voxel-wise en niet ROI-analyse, is recentelijk een vergelijkbaar resultaat in het ventrale striatum gesuggereerd na toediening van een placebo voor glucose bij nuchtere mannen (Haltia et al., 2008). Deze onderzoeken, uitgevoerd door verschillende groepen, maakten beide gebruik van gepaarde bolusscans. Verhoogde extracellulaire DA in het striatum als reactie op placebo-toediening is ook waargenomen in analgesiestudies met behulp van BI-methodologie; [11C] raclopride BP daalde in de placebo-toestand, zowel tijdens de verwachting van pijn (Scott et al., 2007a) en tijdens de bevalling van de pijnlijke stimulus (Scott et al., 2008). Hier bleek de DA-afgifte in het ventrale striatum in het bijzonder geassocieerd te zijn met de placebo-respons (Scott et al., 2007a; Scott et al., 2008). Verminderde [11C] raclopride BP kan ook bijzonder duidelijk zijn in het ventrale striatum wanneer placebotabletten worden toegediend in plaats van psychostimulerende geneesmiddelen; wanneer placebotabletten, identiek aan de eerder toegediende amfetaminetabletten, werden gegeven in een omgeving die eerder gepaard was met toediening van amfetamine, waren er in [11C] de binding van raclopride in het ventrale striatum werd gedetecteerd (23%) (Boileau et al., 2007).

In de roman [11C] raclopride-verplaatsingsmethode van Pappata et al., (2002,) significant [11C] de verplaatsing van raclopride in het ventrale striatum gebeurde in een onverwachte monetaire winst (Pappata et al., 2002). Gebruikmakend van een zorgvuldig ontworpen onderzoek met een geschikte sensorimotorische controle conditie en een gevestigde [11C] modelleringstechniek met raclopride, is aangetoond dat onvoorspelbare monetaire opbrengsten de DA-spiegels verhogen in de mediale linker caudate nucleus (Zald et al., 2004). Zoals hierboven vermeld, in overeenstemming met microdialyseonderzoeken van operantrespons bij dieren (Salamone et al., 1994), deze toename in DA lijkt afhankelijk van de vereiste voor proefpersonen om een ​​gedragsreactie te geven, omdat er geen toename van DA werd waargenomen tijdens een passieve beloningstaak (Hakyemez et al., 2008). Interessant is dat tijdens zowel actieve als passieve beloningstaken, stijgingen in [11C] binding van raclopride werd gedetecteerd in het putamen, wat duidt op een afname van de DA-afgifte, mogelijk als gevolg van het achterhouden van verwachte opbrengsten (Hakyemez et al., 2008; Zald et al., 2004). Op dezelfde manier, toen alcoholvoorspellende signalen werden gepresenteerd terwijl de proefpersonen in de scanner waren, maar alcohol niet werd gegeven tot nadat de scan was voltooid, neemt [11C] raclopride-binding werd waargenomen in het rechter ventrale striatum (Yoder et al., 2009). Verhogingen in [11C] raclopride-binding is ook waargenomen in het dorsale striatum van nuchtere mannen die placebo kregen toegediend voor glucose (Haltia et al., 2008). Hoewel dit op dit moment onduidelijk is, kunnen deze resultaten verband houden met dalingen van DA-neuronale vuren die zijn waargenomen bij dieren wanneer verwachte beloningen zijn weggelaten ('negatieve voorspellingsfout') (Schultz, 1997; Schultz, 1998) en een gewijzigd evenwicht tussen de mogelijk tegengestelde effecten (Grace, 1991) van fasische DA-afgifte en het niveau van tonische (populatie) dopaminerge activiteit op [11C] binding met raclopride (Hakyemez et al., 2008). Hoewel interessant, aanzienlijk werk bij proefdieren die veranderingen in striatale [11C] raclopride-binding met betrekking tot tonisch en fasisch DA-neuronstralen en onder verschillende beloningsparadigma's bij wakkere dieren (Patel et al., 2008), is vereist voordat deze effecten duidelijk kunnen worden geïnterpreteerd.

De dierenliteratuur over DA-vrijgeving bij beloning en versterking biedt een complex beeld en de precieze rol van DA in verschillende divisies van het striatum bij beloning en versterking van het leerproces staat nog steeds ter discussieen (Salamone 2007). wHoewel deze PET-onderzoeken overtuigend bewijs leveren voor DA-afgifte in het menselijk striatum over verschillende beloningsparadigma's, hangt de richting, omvang en regionale selectiviteit van deze responsen waarschijnlijk af van factoren zoals beloning / versterking onvoorziene omstandigheden en voorspelbaarheid, conditionering en gewoontevorming, zoals de case in de dierenliteratuur.

Psychologische en pijnstress

Bij dieren neemt de corticale en striatale DA-afgifte toe na blootstelling aan stressfactoren zoals chronische beperking, voet- of staartschok (Abercrombie et al., 1989; Imperato et al., 1991; Sorg et al., 1991). Van stress wordt aangenomen dat het een belangrijke factor is bij de ontwikkeling van stoornissen zoals schizofrenie en depressie, en deze associatie kan worden gemedieerd door moleculaire veranderingen in DA-systemen (Butzlaff et al., 1998; Howes et al., 2004; Thompson et al., 2004; Walker et al., 1997). De striatale DA-respons op stress met [11C] raclopride PET is onderzocht met behulp van rekenkundige taken als psychologische stressoren (Montgomery et al., 2006a; Pruessner et al., 2004; Soliman et al., 2008) en pijnstress (Scott et al., 2006; Scott et al., 2007b). Het experimentele ontwerp gebruikt in twee studies van dezelfde groep (Pruessner et al., 2004; Soliman et al., 2008) gebruikte een rekenkundige taak die werd uitgevoerd voor een onderzoeker, die regelmatig negatieve verbale feedback gaf. Van dit ontwerp wordt gedacht dat het in het bijzonder psychosociale stress induceert. In de stresstoestand daalt in [11C] raclopride-binding was duidelijk en deze waren in het bijzonder opmerkelijk in het ventrale striatum. Interessant is dat de afnamen in [11C] raclopride-binding kwam alleen voor bij kwetsbare personen (zij die lage moederlijke zorg melden of hoog scoren op een negatieve schizotypieschaal). Onder een andere rekenkundige taak, maar in verhouding tot een aangepaste controleconditie en met behulp van BI [[11C] raclopride-toediening, we konden geen door stress geïnduceerde DA-afgifte detecteren (Montgomery et al., 2006a). Dit verschil kan zijn dat de taak misschien niet zo zwaar belast is op psychosociale stress, of dat het kan voorkomen dat slechts een klein deel van deze vrijwilligers lage moederlijke zorg meldde. In gelijkenis hiermee, de bolusstudie van Volkow et al., (2004), uitgevoerd bij personen die niet waren geselecteerd op basis van stresskwetsbaarheid, vertoonde geen verschil in [11C] raclopride-binding tijdens een rekenkundige taak, behalve in de aanwezigheid van methylfenidaat. Daarom kunnen de kwetsbaarheid van de onderwerpen en de mate waarin taken belasten met psychosociale stress (naast de cognitieve uitdaging van de rekenkundige taak) belangrijk zijn bij het opwekken van DA-release.

Het gebruik van pijnlijke stimuli als stressoren kan een groot DA-antwoord veroorzaken. Met behulp van de BI-methodiek daalden grote11C] raclopride BP trad op in het striatum bij toediening van hypertone zoutoplossing aan de spiermassa (Scott et al., 2006; Scott et al., 2007b). Interessant is dat hoewel veranderingen in dorsale striatale gebieden vooral geassocieerd waren met pijnscores, die in het ventrale striatum correleerden met een negatieve affectieve toestand en angstbeoordelingen (Scott et al., 2006). Deze gegevens geven aan dat striatale DA-afgifte in het menselijk brein kan optreden als reactie op aversieve (Scott et al., 2006; Scott et al., 2007b) en als beloning (Hakyemez et al., 2008; Small et al., 2003; Volkow et al., 2006; Zald et al., 2004) stimuli.

Cognitieve taken en toestanden

Functionele MRI- en rCBF-onderzoeken onthullen striatale activering tijdens de uitvoering van verschillende cognitieve taken, waaronder ruimtelijke planning, ruimtelijk werkgeheugen en set-shifting (Dagher et al., 1999; Mehta et al., 2003; Monchi et al., 2001; Monchi et al., 2006b; Owen et al., 1996; Owen 2004; Rogers et al., 2000). Hoewel er minder werk is verricht op dit gebied, zijn dopaminerge bijdragen aan sommige aspecten van cognitief functioneren onderzocht met behulp van PET. Met name afnamen in [11C] raclopride BP werd waargenomen bij het plannen van een vastgestelde verschuiving (Monchi et al., 2006a), en tijdens ruimtelijke planning (Lappin et al., 2009) en taken voor ruimtelijk werkgeheugen (Sawamoto et al., 2008). Terwijl de afnamen in [11C] raclopride BP werd gedetecteerd in vergelijking met niet-rustende controlecondities in het onderzoek van Monchi et al., 2006a en Sawamoto et al., 2008; in het ruimtelijk planningsonderzoek van Lappin et al., (2009) de cognitieve componenten van de taak konden niet duidelijk gescheiden worden van motorcomponenten. Interessant, de resultaten van al deze studies suggereren dat de effecten het grootst kunnen zijn in de caudate, wat in overeenstemming zou zijn met de voorspellingen van de striatale anatomie (Alexander et al., 1986; Haber et al., 2000) en het functionele onderverdelingsmodel (Martinez et al., 2003) die suggereren dat DA in het caudaat (associatieve striatum) met name cognitieve functies kan moduleren.

Ten slotte suggereert enig bewijs dat [11C] BP-waarden voor raclopride kunnen ook variëren afhankelijk van de interne cognitieve toestand van het individu wanneer geen gedragsoutput vereist is. Yoga-Nidra-mediatie is geassocieerd met verlagingen van BP in het ventrale striatum (Kjaer et al., 2002) en een kleine studie suggereerde dat vrijwillige onzekerheid over de experimentele procedure (ongeacht of alcohol zou worden toegediend) ook de uitgangswaarde van de BP wijzigt (Yoder et al., 2008). Hoewel verdere bevestiging vereist is, is deze laatste studie, samen met die van psychologische stress bij kwetsbare personen (Pruessner et al., 2004; Soliman et al., 2008) kan het belang van zorgvuldig gecontroleerde experimentele omstandigheden tijdens PET-onderzoeken van DA-afgifte illustreren.

Conclusies

Deze onderzoeken tonen aan dat verhogingen van de DA-afgifte kunnen worden waargenomen in het striatum van de mens tijdens de uitvoering van verschillende gedragingen waaraan een centrale rol van DA is toegeschreven van onderzoeken die zijn uitgevoerd bij proefdieren. Verdere geloofwaardigheid van deze bevindingen wordt geleverd door de waarneming die afneemt in [11C] raclopride BP of verplaatsing zijn herhaaldelijk gerapporteerd tijdens motorische, beloningsgerelateerde en cognitieve taken met behulp van een reeks van methodologieën. Desondanks wordt de DA-afgifte door beeldtaakoplossers ook geassocieerd met een aanzienlijk potentieel voor experimentele vooringenomenheid, die kunnen zijn oorsprong vinden in een aantal bronnen, zoals toenames in de hoofdbeweging of veranderingen in rCBF tijdens de taakomstandigheid. De relatieve gevoeligheid van de verschillende methodologische benaderingen van potentiële bias zal worden afgewogen tegen praktische overwegingen bij het uitvoeren van studies van dit type en daarom kan een optimaal experimenteel ontwerp variëren naargelang de hypothese die wordt onderzocht.

Hoewel er enige associatie tussen regionale veranderingen in BP en afzonderlijke elementen van taakprestaties is bereikt met behulp van ofwel correlationele analyse- of aftrekkingsmethoden, is verder werk met zorgvuldig ontworpen controlevoorwaarden vereist om te bepalen in hoeverre deze processen kunnen worden gedissocieerd op de regionale en functionele manier. niveau. De verdeling van D2/3 receptoren en kenmerken van beschikbare D2/3 radiotracers dicteren dat, op dit moment, zelfverzekerde detectie van taakgeïnduceerde veranderingen in extracellulaire DA-niveaus hoofdzakelijk beperkt is tot het striatum. Hoewel enkele bemoedigende resultaten in extrastriatale gebieden zijn gerapporteerd met behulp van D met hoge affiniteit2/3 antagonist radiotracers (Aalto et al., 2005; Christian et al., 2006), verdere bevestiging van de gevoeligheid van deze radiotracers voor extrastriatale veranderingen in DA is vereist.

Tot op heden zijn de meeste onderzoeken naar de dopaminergische basis van menselijk gedrag uitgevoerd bij gezonde vrijwilligers. Een belangrijke uitdaging voor toekomstig onderzoek ligt in de bepaling van associaties tussen gedrags- en cognitieve symptomen van psychiatrische en neurologische aandoeningen en afwijkende DA-release tijdens het uitvoeren van relevante taken. Omdat de veranderingen in BP die worden gedetecteerd redelijk klein zijn, zijn vergelijkingen tussen groepen een uitdaging en kan het gebruik van verbeteringsmethoden zoals remming van DA-heropname bijzonder nuttig zijn in deze instelling. Een beter begrip van de verbanden tussen abnormale DA-afgifte en de symptomen en progressie van aandoeningen zoals schizofrenie, de ziekte van Parkinson en verslaving kan belangrijke implicaties hebben voor klinische en therapeutische interventiestrategieën.

Danksagung

De auteurs willen graag prof. Alain Dagher (Montreal Neurological Institute, McGill University, Montreal, Canada) en Dr Stephanie Cragg (University of Oxford, Verenigd Koninkrijk) bedanken voor hun waardevolle inbreng in dit manuscript.

Referenties

  1. Aalto S, Bruck A, Laine M, Nagren K, Rinne JO. Frontale en temporale dopamine-afgifte tijdens werkgeheugen en aandachtstaken bij gezonde mensen: een positronemissietomografiestudie met behulp van het dopamine D2-receptorligand [11C] FLB 457 met hoge affiniteit. J. Neurosci. 2005, 25: 2471-2477. [PubMed]
  2. Abercrombie ED, Keefe KA, DiFrischia DS, Zigmond MJ. Differentiaaleffect van stress op in vivo dopamine-afgifte in striatum, nucleus accumbens en mediale frontale cortex. J.Neurochem. 1989, 52: 1655-1658. [PubMed]
  3. Abi-Dargham A, Gil R, Krystal J, Baldwin RM, Seibyl JP, Bowers M, van Dyck CH, Charney DS, Innis RB, Laruelle M. Verhoogde striatale dopamine-overdracht bij schizofrenie: bevestiging in een tweede cohort. Am.J.Psychiatry. 1998, 155: 761-767. [PubMed]
  4. Alexander GE, DeLong MR, Strick PL. Parallelle organisatie van functioneel gescheiden circuits die basale ganglia en cortex met elkaar verbinden. Annu.Rev.Neurosci. 1986, 9: 357-381. [PubMed]
  5. Alpert NM, Badgaiyan RD, Livni E, Fischman AJ. Een nieuwe methode voor niet-invasieve detectie van neuromodulatoire veranderingen in specifieke neurotransmittersystemen. NeuroImage. 2003, 19: 1049-1060. [PubMed]
  6. Anstrom KK, Woodward DJ. Terughoudendheid verhoogt dopaminerge barststoten bij ontwaakte ratten. Neuropsychopharmacology. 2005, 30: 1832-1840. [PubMed]
  7. Aston JA, Gunn RN, Worsley KJ, Ma Y, Evans AC, Dagher A. Een statistische methode voor de analyse van positone-emissie tomografie neuroreceptor ligandgegevens. NeuroImage. 2000, 12: 245-256. [PubMed]
  8. Badgaiyan RD, Fischman AJ, Alpert NM. Striatale dopamine-afgifte tijdens onbeloonde motorische taak bij menselijke vrijwilligers. NeuroReport. 2003, 14: 1421-1424. [PubMed]
  9. Badgaiyan RD, Fischman AJ, Alpert NM. Striatale dopamine-afgifte bij sequentieel leren. NeuroImage. 2007, 38: 549-556. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  10. Badgaiyan RD, Fischman AJ, Alpert NM. Expliciet motorgeheugen activeert het striatale dopamine-systeem. NeuroReport. 2008, 19: 409-412. [PubMed]
  11. Baldi E, Mariottini C, Bucherelli C. Substantia nigra-rol in consolidatie van angstconditionering. Neurobiol.Learn.Mem. 2007, 87: 133-139. [PubMed]
  12. Battle G. Een blokspinconstructie van ondelettes 1. Lemarie functioneert. Communicatie in wiskundige natuurkunde. 1987, 7: 601-615.
  13. Bayer HM, Glimcher PW. Mid-brein dopamine neuronen coderen voor een kwantitatief beloningsvoorspellingsfoutsignaal. Neuron. 2005, 47: 129-141. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  14. Boileau I, Dagher A, Leyton M, Welfeld K, Booij L, Diksic M, Benkelfat C. Geconditioneerde dopamine-afgifte bij de mens: een positronemissietomografie [11C] studie met raclopride met amfetamine. J. Neurosci. 2007, 27: 3998-4003. [PubMed]
  15. Breier A, Adler CM, Weisenfeld N, Su TP, Elman I, Picken L, Malhotra AK, Pickar D. Effecten van NMDA-antagonisme op de afgifte van striatale dopamine bij gezonde personen: toepassing van een nieuwe PET-benadering. Synapse. 1998, 29: 142-147. [PubMed]
  16. Breier A, Su TP, Saunders R, Carson RE, Kolachana BS, de BA, Weinberger DR, Weisenfeld N, Malhotra AK, Eckelman WC, Pickar D. Schizofrenie gaat gepaard met verhoogde amfetamine-geïnduceerde synaptische dopamineconcentraties: bewijs van een nieuw positron emissietomografiemethode. Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1997; 94: 2569-2574. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  17. Brody AL, Olmstead RE, London ED, Farahi J, Meyer JH, Grossman P, Lee GS, Huang J, Hahn EL, Mandelkern MA. Door roken geïnduceerde ventrale striatum dopamine-afgifte. Am.J.Psychiatry. 2004, 161: 1211-1218. [PubMed]
  18. Butzlaff RL, Hooley JM. Uitgedrukte emotie en psychiatrische terugval: een meta-analyse. Arch.Gen.Psychiatry. 1998, 55: 547-552. [PubMed]
  19. Camps M, Cortes R, Gueye B, Probst A, Palacios JM. Dopaminereceptoren in het menselijk brein: autoradiografische distributie van D2-sites. Neuroscience. 1989, 28: 275-290. [PubMed]
  20. Carelli RM, Deadwyler SA. Een vergelijking van nucleus accumbens neuronale schietpatronen tijdens cocaïne zelftoediening en waterversterking bij ratten. J. Neurosci. 1994, 14: 7735-7746. [PubMed]
  21. Carson RE. PET-fysiologische metingen met behulp van constante infusie. Nucl.Med.Biol. 2000, 27: 657-660. [PubMed]
  22. Carson RE, Breier A, de BA, Saunders RC, Su TP, Schmall B, Der MG, Pickar D, Eckelman WC. Kwantificering van amfetamine-geïnduceerde veranderingen in [11C] raclopride binding met continue infusie. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1997, 17: 437-447. [PubMed]
  23. Carson RE, Channing MA, Blasberg RG, Dunn BB, Cohen RM, Rice KC, Herscovitch P. Vergelijking van bolus- en infusiemethoden voor receptor kwantificatie: toepassing op [18F] cyclofoxy en positron emissie tomografie. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1993, 13: 24-42. [PubMed]
  24. Cervenka S, Backman L, Cselenyi Z, Halldin C, Farde L. Associaties tussen dopamine D2-receptor binding en cognitieve prestaties duiden op functionele compartimentalisatie van het menselijk striatum. NeuroImage. 2008, 40: 1287-1295. [PubMed]
  25. Cheramy A, Romo R, Glowinski J. De relatieve rollen van neuronale activiteit en directe presynaptische mechanismen bij het beheersen van de afgifte van dopamine uit de caudate nucleus van de kat. Ann.NYAcad.Sci. 1986, 473: 80-91. [PubMed]
  26. Christian BT, Lehrer DS, Shi B, Narayanan TK, Strohmeyer PS, Buchsbaum MS, Mantil JC. Het meten van dopamine-neuromodulatie in de thalamus: het gebruik van [F-18] fallypride PET om dopamine-afgifte te bestuderen tijdens een ruimtelijke aandachtstaak. NeuroImage. 2006, 31: 139-152. [PubMed]
  27. Ciliax BJ, Heilman C, Demchyshyn LL, Pristupa ZB, Ince E, Hersch SM, Niznik HB, Levey AI. De dopaminetransporter: immunochemische karakterisering en lokalisatie in de hersenen. J. Neurosci. 1995, 15: 1714-1723. [PubMed]
  28. Cragg SJ, Rice ME. Daan voorbij de DAT bij een DA-synaps. Trends Neurosci. 2004, 27: 270-277. [PubMed]
  29. Cropley VL, Innis RB, Nathan PJ, Brown AK, Sangare JL, Lerner A, Ryu YH, Sprague KE, Pike VW, Fujita M. Klein effect van dopamine-afgifte en geen effect van dopaminedepletie op [18F] fallypride-binding bij gezonde mensen . Synapse. 2008, 62: 399-408. [PubMed]
  30. Cumming P, Wong DF, Gillings N, Hilton J, Scheffel U, Gjedde A. Specifieke binding van [(11) C] raclopride en N - [(3) H] propyl-norapomorfine aan dopamine-receptoren in levende muizenstriatum: bezetting door endogeen dopamine en guanosine trifosfaat-vrij G-eiwit. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2002, 22: 596-604. [PubMed]
  31. Dagher A, Gunn RN, Lockwood G, Cunningham VJ, Grasby PM, Brooks DJ. Het meten van de afgifte van neurotransmitters met PET: methodologische problemen. 1998: 449-454.
  32. Dagher A, Owen AM, Boecker H, Brooks DJ. Het netwerk in kaart brengen voor planning: een correlationeel PET-activeringsonderzoek met de taak Tower of London. Hersenen. 1999; 122 (Pt 10): 1973-1987. [PubMed]
  33. Dayan P, Balleine BW. Beloning, motivatie en leerversterking. Neuron. 2002, 36: 285-298. [PubMed]
  34. de la Fuente-Fernandez, Phillips AG, Zamburlini M, Sossi V, Calne DB, Ruth TJ, Stoessl AJ. Dopamine-afgifte in humaan ventraal striatum en verwachting van beloning. Gedrag.Brain Res. 2002, 136: 359-363. [PubMed]
  35. de la Fuente-Fernandez, Ruth TJ, Sossi V, Schulzer M, Calne DB, Stoessl AJ. Verwachting en dopamine-afgifte: mechanisme van het placebo-effect bij de ziekte van Parkinson. Wetenschap. 2001, 293: 1164-1166. [PubMed]
  36. de la Fuente-Fernandez, Schulzer M, Stoessl AJ. Placebo-mechanismen en beloningscircuits: aanwijzingen van de ziekte van Parkinson. Biol.Psychiatry. 2004, 56: 67-71. [PubMed]
  37. de Oliveira AR, Reimer AE, Brandao ML. Dopamine D2-receptormechanismen in de expressie van geconditioneerde angst. Pharmacol.Biochem.Behav. 2006, 84: 102-111. [PubMed]
  38. Dewey SL, Brodie JD, Fowler JS, MacGregor RR, Schlyer DJ, King PT, Alexoff DL, Volkow ND, Shiue CY, Wolf AP. Positron emissie tomografie (PET) studies van dopaminerge / cholinerge interacties in het brein van de baviaan. Synapse. 1990, 6: 321-327. [PubMed]
  39. Dewey SL, Logan J, Wolf AP, Brodie JD, Angrist B, Fowler JS, Volkow ND. Amfetamine veroorzaakte een afname van de (18F) -N-methylspiroperidol-binding in de hersenen van de baviaan met behulp van positron emissie tomografie (PET) Synapse. 1991, 7: 324-327. [PubMed]
  40. Dewey SL, Smith GS, Logan J, Brodie JD, Simkowitz P, MacGregor RR, Fowler JS, Volkow ND, Wolf AP. Effecten van centrale cholinerge blokkade op striatale dopamineafgifte gemeten met positronemissietomografie bij normale menselijke proefpersonen. Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1993; 90: 11816-11820. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  41. Drevets WC, Gautier C, Price JC, Kupfer DJ, Kinahan PE, Grace AA, Price JL, Mathis CA. Amfetamine-geïnduceerde dopamine-afgifte in humaan ventrale striatum correleert met euforie. Biol.Psychiatry. 2001, 49: 81-96. [PubMed]
  42. Dugast C, Suaud-Chagny MF, Gonon F. Continue in vivo monitoring van opgewekte dopamine-afgifte in de rattenkern accumbens met amperometrie. Neuroscience. 1994, 62: 647-654. [PubMed]
  43. Endres CJ, Carson RE. Beoordeling van dynamische neurotransmitter veranderingen met bolus of infusie afgifte van neuroreceptor liganden. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1998, 18: 1196-1210. [PubMed]
  44. Endres CJ, Kolachana BS, Saunders RC, Su T, Weinberger D, Breier A, Eckelman WC, Carson RE. Kinetische modellering van [11C] -raclopride: gecombineerde PET-microdialyse-onderzoeken. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1997, 17: 932-942. [PubMed]
  45. Farde L, Eriksson L, Blomquist G, Halldin C. Kinetische analyse van centrale [11C] raclopridebinding aan D2-dopamine-receptoren bestudeerd door PET - een vergelijking met de evenwichtsanalyse. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1989; 9: 696-708. [PubMed]
  46. Farde L, Halldin C, Stone-Elander S, Sedvall G. PET-analyse van humane dopaminereceptorsubtypen met 11C-SCH 23390 en 11C-raclopride. Psychopharmacology (Berl) 1987; 92: 278-284. [PubMed]
  47. Farde L, Nordstrom AL, Wiesel FA, Pauli S, Halldin C, Sedvall G. Positron emissie tomografische analyse van centrale D1 en D2 dopaminereceptorbezetting bij patiënten die werden behandeld met klassieke neuroleptica en clozapine. Verband met extrapiramidale bijwerkingen. Arch.Gen.Psychiatry. 1992, 49: 538-544. [PubMed]
  48. Farde L, Pauli S, Hall H, Eriksson L, Halldin C, Hogberg T, Nilsson L, Sjogren I, Stone-Elander S.Stereoselectieve binding van 11C-raclopride in levend menselijk brein - een zoektocht naar extrastriatale centrale D2-dopamine-receptoren door HUISDIER. Psychopharmacology (Berl) 1988; 94: 471-478. [PubMed]
  49. Fischer RE, Morris ED, Alpert NM, Fischman AJ. In vivo beeldvorming van neuromodulerende synaptische transmissie met behulp van PET: een overzicht van relevante neurofysiologie. Human Brain Mapping. 1995, 3: 24-34.
  50. Flaherty AW, Graybiel AM. Input-output organisatie van het sensorimotorische striatum in de eekhoornaap. J. Neurosci. 1994, 14: 599-610. [PubMed]
  51. Floresco SB, West AR, Ash B, Moore H, Grace AA. Afferente modulatie van dopamine-neuronvuren differentieert differentieel tonische en fasische dopamine-transmissie. Nat.Neurosci. 2003, 6: 968-973. [PubMed]
  52. Freedman SB, Patel S, Marwood R, Emms F, Seabrook GR, Knowles MR, McAllister G. Expressie en farmacologische karakterisering van de menselijke D3-dopaminereceptor. J.Pharmacol.Exp.Ther. 1994, 268: 417-426. [PubMed]
  53. Friston KJ, Holmes AP, Worsley KJ, Poline JB, Frith CD, Frackowiak RSJ. Statistische parametrische kaarten in functionele beeldvorming: een algemene lineaire benadering. Human Brain Mapping. 1995, 2: 189-210.
  54. Fujishiro H, Umegaki H, Suzuki Y, Oohara-Kurotani S, Yamaguchi Y, Iguchi A. Dopamine D2-receptor speelt een rol bij de geheugenfunctie: implicaties van dopamine-acetylcholine-interactie in de ventrale hippocampus. Psychopharmacology (Berl) 2005; 182: 253-261. [PubMed]
  55. F K, Dahlstrom A, Hoistad M, Marcellino D, Jansson A, Rivera A, az-Cabiale Z, Jacobsen K, Tinner-Staines B, Hagman B, Leo G, Staines W, Guidolin D, Kehr J, Genedani S, Belluardo N, Agnati LF. Van de Golgi-Cajal-mapping tot de transmittergebaseerde karakterisering van de neuronale netwerken die leidt tot twee vormen van hersencommunicatie: bedrading en volumetransmissie. Brain Res.Rev. 2007, 55: 17-54. [PubMed]
  56. Garraux G, Peigneux P, Carson RE, Hallett M. Taakgerelateerde interactie tussen basale ganglia en corticale dopamine-afgifte. J. Neurosci. 2007, 27: 14434-14441. [PubMed]
  57. Garris PA, Ciolkowski EL, Pastore P, Wightman RM. Efflux van dopamine uit de synaptische spleet in de nucleus accumbens van de hersenen van de rat. J. Neurosci. 1994, 14: 6084-6093. [PubMed]
  58. Gibbs AA, Naudts KH, Spencer EP, David AS. De rol van dopamine bij aandachts- en geheugenvooroordelen voor emotionele informatie. Am.J.Psychiatry. 2007, 164: 1603-1609. [PubMed]
  59. Goerendt IK, Messa C, Lawrence AD, Grasby PM, Piccini P, Brooks DJ. Dopamine-afgifte tijdens sequentiële vingerbewegingen in gezondheid en de ziekte van Parkinson: een PET-onderzoek. Hersenen. 2003, 126: 312-325. [PubMed]
  60. Goggi JL, Sardini A, Egerton A, Strange PG, Grasby PM. Agonist-afhankelijke internalisatie van D2-receptoren: beeldkwantificatie door confocale microscopie. Synapse. 2007, 61: 231-241. [PubMed]
  61. Gonon F. Verlengde en extrasynaptische exciterende werking van dopamine gemedieerd door D1-receptoren in het rattenstriatum in vivo. J. Neurosci. 1997, 17: 5972-5978. [PubMed]
  62. Gonon F, Burie JB, Jaber M, oit-Marand M, Dumartin B, Bloch B. Geometrie en kinetica van dopaminerge transmissie in het striatum van de rat en bij muizen zonder de dopaminetransporteur. Prog.Brain Res. 2000, 125: 291-302. [PubMed]
  63. Grace AA. Fasische versus tonische dopamine-afgifte en de modulatie van dopamine-systeemresponsiviteit: een hypothese voor de etiologie van schizofrenie. Neuroscience. 1991, 41: 1-24. [PubMed]
  64. Grace AA. Fysiologie van de normale en dopamine-verarmde basale ganglia: inzicht in levodopa farmacotherapie. Mov Disord. 2008; 23 (Suppl 3): S560-S569. [PubMed]
  65. Grace AA, Bunney BS. De controle van het vurenpatroon in nigrale dopamine-neuronen: burst-firing. J. Neurosci. 1984a; 4: 2877-2890. [PubMed]
  66. Grace AA, Bunney BS. De beheersing van het vurenpatroon in nigrale dopaminneuronen: afvuren met enkele spikes. J. Neurosci. 1984b; 4: 2866-2876. [PubMed]
  67. Green MV, Seidel J, Stein SD, Tedder TE, Kempner KM, Kertzman C, Zeffiro TA. Hoofdbeweging bij normale onderwerpen tijdens gesimuleerde PET-hersenscans met en zonder hoofdsteun. J.Nucl.Med. 1994, 35: 1538-1546. [PubMed]
  68. Groves PM, Linder JC, Young SJ. 5-hydroxydopamine-gelabelde dopaminerge axonen: driedimensionale reconstructies van axonen, synapsen en postsynaptische doelen in rattenneostriatum. Neuroscience. 1994, 58: 593-604. [PubMed]
  69. Gunn RN, Lammertsma AA, Hume SP, Cunningham VJ. Parametrische beeldvorming van ligand-receptor binding in PET met behulp van een vereenvoudigd referentieregio model. NeuroImage. 1997, 6: 279-287. [PubMed]
  70. Haber SN, Fudge JL, McFarland NR. Striatonigrostriatale routes in primaten vormen een opgaande spiraal van de schaal naar het dorsolaterale striatum. J. Neurosci. 2000, 20: 2369-2382. [PubMed]
  71. Hakyemez HS, Dagher A, Smith SD, Zald DH. Striatale dopaminetransmissie bij gezonde mensen tijdens een passieve geldbeloningstaak. NeuroImage. 2008, 39: 2058-2065. [PubMed]
  72. Hall H, Farde L, Sedvall G.Menselijke dopaminereceptorsubtypen - in vitro bindingsanalyse met behulp van 3H-SCH 23390 en 3H-raclopride. J.Neural Transm. 1988; 73: 7-21. [PubMed]
  73. Hall H, Sedvall G, Magnusson O, Kopp J, Halldin C, Farde L. Verdeling van D1- en D2-dopaminereceptoren en dopamine en zijn metabolieten in het menselijk brein. Neuropsychopharmacology. 1994, 11: 245-256. [PubMed]
  74. Haltia LT, Rinne JO, Helin S, Parkkola R, Nagren K, Kaasinen V. Effecten van intraveneuze placebo met glucoseverwachting op de dopaminerge functie van basale ganglia bij de mens. Synapse. 2008, 62: 682-688. [PubMed]
  75. Hammers A, Allom R, Koepp MJ, Free SL, Myers R, Lemieux L, Mitchell TN, Brooks DJ, Duncan JS. Driedimensionale maximale waarschijnlijkheidsatlas van het menselijk brein, met bijzondere verwijzing naar de temporale kwab. Hum Brain Mapp. 2003, 19: 224-247. [PubMed]
  76. Hernandez L, Hoebel BG. Voedselbeloning en cocaïne verhogen extracellulair dopamine in de nucleus accumbens zoals gemeten door microdialyse. Life Sci. 1988, 42: 1705-1712. [PubMed]
  77. Hersch SM, Ciliax BJ, Gutekunst CA, Rees HD, Heilman CJ, Yung KK, Bolam JP, Ince E, Yi H, Levey AI. Elektronenmicroscopische analyse van D1- en D2-dopaminereceptoreiwitten in het dorsale striatum en hun synaptische relaties met motorische corticostriatale afferenten. J. Neurosci. 1995, 15: 5222-5237. [PubMed]
  78. Hirvonen J, Aalto S, Lumme V, Nagren K, Kajander J, Vilkman H, Hagelberg N, Oikonen V, Hietala J. Meting van striatale en thalamische dopamine D2-receptorbinding met 11C-raclopride. Nucl.Med.Commun. 2003, 24: 1207-1214. [PubMed]
  79. Houston GC, Hume SP, Hirani E, Goggi JL, Grasby PM. Temporele karakterisatie van amfetamine-geïnduceerde dopamine-afgifte beoordeeld met [11C] -raclopride bij geanesthetiseerde knaagdieren. Synapse. 2004, 51: 206-212. [PubMed]
  80. Howes OD, McDonald C, Cannon M, Arseneault L, Boydell J, Murray RM. Paden naar schizofrenie: de impact van omgevingsfactoren. Int.J.Neuropsychopharmacol. 2004; 7 (Suppl 1): S7-S13. [PubMed]
  81. Hume SP, Myers R, Bloomfield PM, Opacka-Juffry J, Cremer JE, Ahier RG, Luthra SK, Brooks DJ, Lammertsma AA. Kwantificering van met koolstof-11 gemerkt raclopride in rattenstriatum met positronemissietomografie. Synapse. 1992, 12: 47-54. [PubMed]
  82. Hwang DR, Kegeles LS, Laruelle M. (-) - N - [(11) C] propyl-norapomorfine: een positron-gelabelde dopamine-agonist voor PET-beeldvorming van D (2) -receptoren. Nucl.Med.Biol. 2000, 27: 533-539. [PubMed]
  83. Hyland BI, Reynolds JN, Hay J, Perk CG, Miller R. Firing modi van dopamine-cellen in de vrij bewegende rat. Neuroscience. 2002, 114: 475-492. [PubMed]
  84. Imperato A, Puglisi-Allegra S, Casolini P, Angelucci L. Veranderingen in de afgifte van dopamine en acetylcholine tijdens en na stress zijn onafhankelijk van de hypofyse-adrenocorticale as. Brain Res. 1991, 538: 111-117. [PubMed]
  85. Innis RB, Cunningham VJ, Delforge J, Fujita M, Gjedde A, Gunn RN, Holden J, Houle S, Huang SC, Ichise M, Iida H, Ito H, Kimura Y, Koeppe RA, Knudsen GM, Knuuti J, Lammertsma AA , Laruelle M, Logan J, Maguire RP, Mintun MA, Morris ED, Parsey R, Price JC, Slifstein M, Sossi V, Suhara T, Votaw JR, Wong DF, Carson RE. Consensusnomenclatuur voor in vivo beeldvorming van reversibel bindende radioliganden. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2007, 27: 1533-1539. [PubMed]
  86. Ito H, Hietala J, Blomqvist G, Halldin C, Farde L. Vergelijking van de overgangsevenwichts- en continue infusiemethode voor kwantitatieve PET-analyse van [11C] raclopride-binding. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1998, 18: 941-950. [PubMed]
  87. Ito H, Takahashi H, Arakawa R, Takano H, Suhara T. Normale database van dopaminerge neurotransmissiesystemen in menselijke hersenen, gemeten met positronemissietomografie. NeuroImage. 2008, 39: 555-565. [PubMed]
  88. Kaasinen V, Aalto S, Nagren K, Rinne JO. Verwachting van cafeïne induceert dopaminerge reacties bij mensen. Eur.J.Neurosci. 2004, 19: 2352-2356. [PubMed]
  89. Karreman M, Moghaddam B. De prefrontale cortex reguleert de basale afgifte van dopamine in het limbische striatum: een effect gemedieerd door het ventrale tegmentale gebied. J.Neurochem. 1996, 66: 589-598. [PubMed]
  90. Kiyatkin EA, Stein EA. Geconditioneerde veranderingen in nucleus accumbens dopamine-signaal vastgesteld door intraveneuze cocaïne bij ratten. Neurosci.Lett. 1996, 211: 73-76. [PubMed]
  91. Kjaer TW, Bertelsen C, Piccini P, Brooks D, Alving J, Lou HC. Verhoogde dopaminetoon tijdens meditatie-geïnduceerde verandering van bewustzijn. Brain Res.Cogn Brain Res. 2002, 13: 255-259. [PubMed]
  92. Ko JH, Ptito A, Monchi O, Cho SS, Van Eimeren T, Pellecchia G, Ballanger B, Rusjan P, Houle S, Strafella AP. Verhoogde dopamine-afgifte in de rechter anterieure congulate cortex tijdens de uitvoering van een sorteertaak: A [11C] FLB 457 PET-onderzoek. NeuroImage. 2009, 46: 516-521. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  93. Koepp MJ, Gunn RN, Grasby PM, Bloomfield PM, Cunningham VJ. Veranderingen in de cerebrale doorbloeding tijdens een videogame: een kwantitatieve H2 15-O PET-studie. NeuroImage. 2000, 11: S7.
  94. Koepp MJ, Gunn RN, Lawrence AD, Cunningham VJ, Dagher A, Jones T, Brooks DJ, Bench CJ, Grasby PM. Bewijs voor striatale dopamine-afgifte tijdens een videogame. Natuur. 1998, 393: 266-268. [PubMed]
  95. Kortekaas R, Maguire RP, Cremers TI, Dijkstra D, van WA, Leenders KL. In vivo-bindingsgedrag van dopaminereceptoragonist (+) - PD 128907 en implicaties voor het "plafondeffect" in endogene competitieonderzoeken met [(11) C] -raclopride - een positronemissietomografiestudie in Macaca mulatta. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2004, 24: 531-535. [PubMed]
  96. Kunishio K, Haber SN. Primaire cingulostriatale projectie: limbische striatale versus sensorimotorische striatale input. J.Comp Neurol. 1994, 350: 337-356. [PubMed]
  97. Lammel S, Hetzel A, Hackel O, Jones I, Liss B, Roeper J. Unieke eigenschappen van mesoprefrontale neuronen binnen een tweevoudig mesocorticolimbisch dopaminesysteem. Neuron. 2008, 57: 760-773. [PubMed]
  98. Lammertsma AA, Bench CJ, Hume SP, Osman S, Gunn K, Brooks DJ, Frackowiak RS. Vergelijking van methoden voor analyse van klinische [11C] raclopridestudies. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1996a; 16: 42-52. [PubMed]
  99. Lammertsma AA, Hume SP. Vereenvoudigd referentieweefselmodel voor PET-receptorstudies. NeuroImage. 1996b; 4: 153-158. [PubMed]
  100. Lappin JM, Reeves SJ, Mehta MA, Egerton A, Coulson M, Grasby PM. Dopamine-afgifte in het menselijk striatum: motorische en cognitieve taken opnieuw bezocht. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2008 [PubMed]
  101. Lappin JM, Reeves SJ, Mehta MA, Egerton A, Coulson M, Grasby PM. Dopamine-afgifte in het menselijk striatum: motorische en cognitieve taken opnieuw bezocht. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2009, 29: 554-564. [PubMed]
  102. Larisch R, Schommartz B, Vosberg H, Muller-Gartner HW. Invloed van motorische activiteit op striatale dopamine-afgifte: een onderzoek met jodobenzamide en SPECT. NeuroImage. 1999, 10: 261-268. [PubMed]
  103. Laruelle M. Imaging synaptische neurotransmissie met in vivo technieken voor bindende concurrentie: een kritische beoordeling. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2000a; 20: 423-451. [PubMed]
  104. Laruelle M. De rol van modelgebaseerde methoden bij de ontwikkeling van single-scan-technieken. Nucl.Med.Biol. 2000b; 27: 637-642. [PubMed]
  105. Laruelle M, bi-Dargham A, Gil R, Kegeles L, Innis R. Verhoogde dopamine-overdracht bij schizofrenie: relatie tot ziektefasen. Biol.Psychiatry. 1999, 46: 56-72. [PubMed]
  106. Laruelle M, bi-Dargham A, van Dyck CH, Gil R, D'Souza CD, Erdos J, McCance E, Rosenblatt W, Fingado C, Zoghbi SS, Baldwin RM, Seibyl JP, Krystal JH, Charney DS, Innis RB. Enkelvoudige fotonemissie computertomografie beeldvorming van amfetamine-geïnduceerde dopamine-afgifte bij drugsvrije schizofrene personen. Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1996; 93: 9235-9240. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  107. Leviel V, Gobert A, Guibert B. De glutamaat-gemedieerde afgifte van dopamine in het striatum van de rat: verdere karakterisering van de dubbele excitatoir-remmende functie. Neuroscience. 1990, 39: 305-312. [PubMed]
  108. Logan J, Dewey SL, Wolf AP, Fowler JS, Brodie JD, Angrist B, Volkow ND, Gatley SJ. Effecten van endogene dopamine op metingen van [18F] N-methylspiroperidol binding in de basale ganglia: vergelijking van simulaties en experimentele resultaten van PET-onderzoeken bij bavianen. Synapse. 1991, 9: 195-207. [PubMed]
  109. Logan J, Fowler JS, Dewey SL, Volkow ND, Gatley SJ. Een overweging van het dopamine D2 receptor monomeer-dimeer evenwicht en de abnormale bindingseigenschappen van de dopamine D2 receptor ligand, N-methylspiperon. J.Neural Transm. 2001a; 108: 279-286. [PubMed]
  110. Logan J, Fowler JS, Dewey SL, Volkow ND, Gatley SJ. Een overweging van het dopamine D2 receptor monomeer-dimeer evenwicht en de abnormale bindingseigenschappen van de dopamine D2 receptor ligand, N-methylspiperon. J.Neural Transm. 2001b; 108: 279-286. [PubMed]
  111. Logan J, Fowler JS, Volkow ND, Wang GJ, Ding YS, Alexoff DL. Verdelingsvolumeverhoudingen zonder bloedname door grafische analyse van PET-gegevens. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1996, 16: 834-840. [PubMed]
  112. Logan J, Fowler JS, Volkow ND, Wolf AP, Dewey SL, Schlyer DJ, MacGregor RR, Hitzemann R, Bendriem B, Gatley SJ. Grafische analyse van reversibele radioligand-binding van tijd-activiteitsmetingen toegepast op [N-11C-methyl] - (-) - cocaïne PET-onderzoeken bij menselijke proefpersonen. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1990, 10: 740-747. [PubMed]
  113. Logan J, Volkow ND, Fowler JS, Wang GJ, Dewey SL, MacGregor R, Schlyer D, Gatley SJ, Pappas N, King P. Effecten van de bloedstroom op [11C] raclopride-binding in de hersenen: modelsimulaties en kinetische analyse van PET-gegevens. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1994, 14: 995-1010. [PubMed]
  114. Marenco S, Carson RE, Berman KF, Herscovitch P, Weinberger DR. Nicotine-geïnduceerde dopamine-afgifte in primaten gemeten met [11C] raclopride PET. Neuropsychopharmacology. 2004, 29: 259-268. [PubMed]
  115. Martinez D, Slifstein M, Broft A, Mawlawi O, Hwang DR, Huang Y, Cooper T, Kegeles L, Zarahn E, bi-Dargham A, Haber SN, Laruelle M. Imaging menselijke mesolimbische dopaminetransmissie met positronemissietomografie. Deel II: amfetamine-geïnduceerde dopamine-afgifte in de functionele onderverdelingen van het striatum. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2003, 23: 285-300. [PubMed]
  116. Mawlawi O, Martinez D, Slifstein M, Broft A, Chatterjee R, Hwang DR, Huang Y, Simpson N, Ngo K, Van HR, Laruelle M. Imaging menselijke mesolimbische dopaminetransmissie met positronemissietomografie: I. Nauwkeurigheid en nauwkeurigheid van D (2) receptorparametermetingen in ventraal striatum. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2001, 21: 1034-1057. [PubMed]
  117. Mehta MA, Hinton EC, Montgomery AJ, Bantick RA, Grasby PM. Sulpiride en mnemonische functie: effecten van een dopamine D2-receptorantagonist op werkgeheugen, emotioneel geheugen en langetermijngeheugen bij gezonde vrijwilligers. J.Psychopharmacol. 2005, 19: 29-38. [PubMed]
  118. Mehta MA, McGowan SW, Lawrence AD, Aitken MR, Montgomery AJ, Grasby PM. Systemisch sulpiride moduleert striatale bloedstroom: relaties met ruimtelijk werkgeheugen en planning. NeuroImage. 2003, 20: 1982-1994. [PubMed]
  119. Mehta MA, Montgomery AJ, Kitamura Y, Grasby PM. Dopamine D2-receptorbezettingsniveaus van acute sulpiride-uitdagingen die werkgeheugen en leerstoornissen veroorzaken bij gezonde vrijwilligers. Psychopharmacology (Berl) 2008; 196: 157-165. [PubMed]
  120. Meyer JH, Gunn RN, Myers R, Grasby PM. Beoordeling van ruimtelijke normalisatie van PET-ligandafbeeldingen met behulp van ligandspecifieke sjablonen. NeuroImage. 1999, 9: 545-553. [PubMed]
  121. Mintun MA, Raichle ME, Kilbourn MR, Wooten GF, Welch MJ. Een kwantitatief model voor de in vivo beoordeling van geneesmiddelbindingsplaatsen met positronemissietomografie. Ann.Neurol. 1984, 15: 217-227. [PubMed]
  122. Monchi O, Ko JH, Strafella AP. Striatale dopamine-afgifte tijdens uitvoering van executieve functies: een [(11) C] studie met raclopride-PET. NeuroImage. 2006a; 33: 907-912. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  123. Monchi O, Petrides M, Petre V, Worsley K, Dagher A. Wisconsin Card Sorting revisited: verschillende neurale circuits die deelnemen aan verschillende fasen van de taak geïdentificeerd door event-related functionele magnetische resonantie beeldvorming. J. Neurosci. 2001, 21: 7733-7741. [PubMed]
  124. Monchi O, Petrides M, Strafella AP, Worsley KJ, Doyon J. Functionele rol van de basale ganglia bij de planning en uitvoering van acties. Ann.Neurol. 2006b; 59: 257-264. [PubMed]
  125. Montague PR, Dayan P, Sejnowski TJ. Een raamwerk voor mesencefale dopamine-systemen op basis van voorspellend Hebbian-leren. J. Neurosci. 1996, 16: 1936-1947. [PubMed]
  126. Montague PR, Hyman SE, Cohen JD. Computationele rollen voor dopamine in gedragscontrole. Natuur. 2004, 431: 760-767. [PubMed]
  127. Montgomery AJ, Asselin MC, Farde L, Grasby PM. Meting van methylfenidaat-geïnduceerde verandering in extrastriatale dopamine concentratie met behulp van [11C] FLB 457 PET. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2007, 27: 369-377. [PubMed]
  128. Montgomery AJ, Mehta MA, Grasby PM. Is psychologische stress bij de mens geassocieerd met verhoogde striatale dopamine niveaus ?: Een [11C] studie met raclopride PET. Synapse. 2006a; 60: 124-131. [PubMed]
  129. Montgomery AJ, Thielemans K, Mehta MA, Turkheimer F, Mustafovic S, Grasby PM. Correctie van hoofdbeweging op PET-onderzoeken: vergelijking van methoden. J.Nucl.Med. 2006b; 47: 1936-1944. [PubMed]
  130. Morris ED, Fischer RE, Alpert NM, Rauch SL, Fischman AJ. In vivo beeldvorming van neuromodulatie met positronemissietomografie; Optimale ligandkenmerken en taaklengte voor detectie van activering. Human Brain Mapping. 1995, 3: 35-55.
  131. Morris ED, Yoder KK. Positronemissietomografie verplaatsingsgevoeligheid: voorspelling van de verandering van de bindingspotentiaal voor positronemissie tomografie tracers op basis van hun kinetische eigenschappen. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2007, 27: 606-617. [PubMed]
  132. Mukherjee J, Narayanan TK, Christian BT, Shi B, Dunigan KA, Mantil J. In vitro en in vivo evaluatie van de binding van de dopamine D2-receptoragonist (11) C- (R, S) -5-hydroxy-2- (di-n-propylamino) tetraline bij knaagdieren en niet-menselijke primaten. Synapse. 2000, 37: 64-70. [PubMed]
  133. Mukherjee J, Narayanan TK, Christian BT, Shi B, Yang ZY. Bindingseigenschappen van dopamine D2 / D3-receptoragonisten met hoge affiniteit, 11C-PPHT en 11C-ZYY-339 bij knaagdieren en beeldvorming in niet-menselijke primaten door PET. Synapse. 2004, 54: 83-91. [PubMed]
  134. Mukherjee J, Yang ZY, Brown T, Lew R, Wernick M, Ouyang X, Yasillo N, Chen CT, Mintzer R, Cooper M. Voorlopige beoordeling van extrastriatale dopamine D-2-receptorbinding in het knaagdier en niet-menselijke primaathersenen met behulp van de hoge affiniteitsradioligand, 18F-fallypride. Nucl.Med.Biol. 1999, 26: 519-527. [PubMed]
  135. Murase S, Grenhoff J, Chouvet G, Gonon FG, Svensson TH. Prefrontale cortex reguleert burst-activering en afgifte van de transmitter in mesolimbische dopamine-neuronen van ratten die in vivo zijn bestudeerd. Neurosci.Lett. 1993, 157: 53-56. [PubMed]
  136. Narendran R, Frankle WG, Mason NS, Rabiner EA, Gunn RN, Searle GE, Vora S, Litschge M, Kendro S, Cooper TB, Mathis CA, Laruelle M. Positron emissie tomografie beeldvorming van amfetamine-geïnduceerde dopamine-afgifte in de menselijke cortex : Een vergelijkende evaluatie van de hoge affiniteit dopamine D (2 / 3) radiotracers [(11) C] FLB 457 en [(11) C] fallypride. Synapse. 2009, 63: 447-461. [PubMed]
  137. Narendran R, Hwang DR, Slifstein M, Talbot PS, Erritzoe D, Huang Y, Cooper TB, Martinez D, Kegeles LS, bi-Dargham A, Laruelle M. In vivo kwetsbaarheid voor competitie door endogene dopamine: vergelijking van de D2-receptoragonist radiotracer (-) - N- [11C] propyl-norapomorfine ([11C] NPA) met de D2-receptorantagonist radiotracer [11C] -raclopride. Synapse. 2004, 52: 188-208. [PubMed]
  138. Narendran R, Slifstein M, Guillin O, Hwang Y, Hwang DR, Scher E, Reeder S, Rabiner E, Laruelle M. Dopamine (D2 / 3) receptoragonist positron emissie tomografie radiotracer [11C] - (+) - PHNO is een D3-receptor geeft de voorkeur aan agonist in vivo. Synapse. 2006, 60: 485-495. [PubMed]
  139. Neigh GN, Arnold HM, Sarter M, Bruno JP. Dissociaties tussen de effecten van intra-accumbens toediening van amfetamine en blootstelling aan een nieuwe omgeving op accumbens dopamine en corticale acetylcholine-afgifte. Brain Res. 2001, 894: 354-358. [PubMed]
  140. Niv Y. Kosten, voordeel, tonisch, fasisch: wat vertellen reactiepercentages ons over dopamine en motivatie? Ann.NYAcad.Sci. 2007, 1104: 357-376. [PubMed]
  141. Olsson H, Halldin C, Swahn CG, Farde L. Kwantificering van [11C] FLB 457-binding aan extrastriatale dopaminereceptoren in het menselijk brein. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1999, 19: 1164-1173. [PubMed]
  142. Ouchi Y, Yoshikawa E, Futatsubashi M, Okada H, Torizuka T, Sakamoto M. Effect van eenvoudige motorische prestaties op regionale dopamineafgifte in het striatum bij patiënten met de ziekte van Parkinson en gezonde personen: een positronemissietomografiestudie. J.Cereb.Blood Flow Metab. 2002, 22: 746-752. [PubMed]
  143. Owen AM. Cognitieve disfunctie bij de ziekte van Parkinson: de rol van de frontostriatale circuits. Neuroloog. 2004, 10: 525-537. [PubMed]
  144. Owen AM, Doyon J, Petrides M, Evans AC. Planning en ruimtelijk werkgeheugen: een positronemissietomografieonderzoek bij mensen. Eur.J.Neurosci. 1996, 8: 353-364. [PubMed]
  145. Pappata S, Dehaene S, Poline JB, Gregoire MC, Jobert A, Delforge J, Frouin V, Bottlaender M, Dolle F, Di GL, Syrota A. In vivo detectie van striatale dopamine-afgifte tijdens beloning: een PET-onderzoek met [(11 ) C] raclopride en een enkele dynamische scanbenadering. NeuroImage. 2002, 16: 1015-1027. [PubMed]
  146. Patel VD, Lee DE, Alexoff DL, Dewey SL, Schiffer WK. Beeldvorming van dopamine-afgifte met positron emissie tomografie (PET) en 11C-raclopride in vrij bewegende dieren. NeuroImage. 2008, 41: 1051-1066. [PubMed]
  147. Perruchot F, Reilhac A, Grova C, Evans AC, Dagher A. Bewegingscorrectie van multi-frame PET-gegevens. IEEE Trans Nucl Sci Conference Record. 2004, 5: 3186-3190.
  148. Peters JL, Michael AC. Veranderingen in de kinetiek van dopamine-afgifte en -opname hebben differentiële effecten op de ruimtelijke verdeling van extracellulaire dopamineconcentratie in rattenstriatum. J.Neurochem. 2000, 74: 1563-1573. [PubMed]
  149. Pezze MA, Feldon J. Mesolimbic-dopaminerge paden in angstconditionering. Prog.Neurobiol. 2004, 74: 301-320. [PubMed]
  150. Phillips PE, Stuber GD, Heien ML, Wightman RM, Carelli RM. Subsecon dopamine-afgifte bevordert het zoeken naar cocaïne. Natuur. 2003, 422: 614-618. [PubMed]
  151. Piccini P, Pavese N, Brooks DJ. Endogene dopamineafgifte na farmacologische uitdagingen bij de ziekte van Parkinson. Ann.Neurol. 2003, 53: 647-653. [PubMed]
  152. Pickel VM, Beckley SC, Joh TH, Reis DJ. Ultrastructurele immunocytochemische lokalisatie van tyrosine hydroxylase in de neostriatum. Brain Res. 1981, 225: 373-385. [PubMed]
  153. Porrino LJ, Lyons D, Smith HR, Daunais JB, Nader MA. Cocaïne zelftoediening produceert een progressieve betrokkenheid van limbische, associatie en sensorimotorische striatale domeinen. J. Neurosci. 2004, 24: 3554-3562. [PubMed]
  154. Pretorius L, Kitamura Y, Mehta MA, Montgomery AJ, Asselin MC. Kunnen veranderingen in extrastriatale binding aan D2 / 3-receptoren worden gedetecteerd met behulp van PET / [11C] -raclopride? NeuroImage. 2004, 22: T89-T90.
  155. Pruessner JC, Champagne F, Meaney MJ, Dagher A. Dopamine worden vrijgegeven als reactie op psychologische stress bij de mens en zijn relatie tot moederzorg in het begin van het leven: een positronemissietomografiestudie met [11C] -raclopride. J. Neurosci. 2004, 24: 2825-2831. [PubMed]
  156. Pycock CJ, Kerwin RW, Carter CJ. Effect van laesie van corticale dopamineterminals op subcorticale dopaminereceptoren bij ratten. Natuur. 1980, 286: 74-76. [PubMed]
  157. Riccardi P, Li R, Ansari MS, Zald D, Park S, Dawant B, Anderson S, Doop M, Woodward N, Schoenberg E, Schmidt D, Baldwin R, Kessler R. Amfetamine-geïnduceerde verplaatsing van [18F] fallypride in striatum en extrastriatale gebieden bij de mens. Neuropsychopharmacology. 2006a; 31: 1016-1026. [PubMed]
  158. Riccardi P, Zald D, Li R, Park S, Ansari MS, Dawant B, Anderson S, Woodward N, Schmidt D, Baldwin R, Kessler R. Geslachtsverschillen in amfetamine-geïnduceerde verplaatsing van [(18) F] fallypride in striataal en extrastriatale regio's: een PET-onderzoek. Am.J.Psychiatry. 2006b; 163: 1639-1641. [PubMed]
  159. Rice ME, Cragg SJ. Dopamine-spillover na kwantitatieve vrijmaking: heroverweging van dopamine-overdracht in de nigrostriatale route. Brain Res.Rev. 2008 [PMC gratis artikel] [PubMed]
  160. Richfield EK, Penney JB, Young AB. Anatomische en affiniteitstoestandvergelijkingen tussen dopamine D1- en D2-receptoren in het centrale zenuwstelsel van de rat. Neuroscience. 1989, 30: 767-777. [PubMed]
  161. Roberts AC, De Salvia MA, Wilkinson LS, Collins P, Muir JL, Everitt BJ, Robbins TW. 6-Hydroxydopamine-laesies van de prefrontale cortex bij apen verbeteren de prestaties op een analoog van de Wisconsin Card Sort Test: mogelijke interacties met subcorticale dopamine. J. Neurosci. 1994, 14: 2531-2544. [PubMed]
  162. Robinson DL, Heien ML, Wightman RM. Frequentie van overgangen van dopamineconcentraties neemt toe in het dorsale en ventrale striatum van mannelijke ratten tijdens introductie van soortgenoten. J. Neurosci. 2002, 22: 10477-10486. [PubMed]
  163. Robinson DL, Phillips PE, Budygin EA, Trafton BJ, Garris PA, Wightman RM. Sub-seconde veranderingen in dopamine tijdens het seksueel gedrag bij mannelijke ratten. NeuroReport. 2001, 12: 2549-2552. [PubMed]
  164. Roesch-Ely D, Scheffel H, Weiland S, Schwaninger M, Hundemer HP, Kolter T, Weisbrod M. Differentiële dopaminerge modulatie van executieve controle bij gezonde proefpersonen. Psychopharmacology (Berl) 2005; 178: 420-430. [PubMed]
  165. Rogers RD, Andrews TC, Grasby PM, Brooks DJ, Robbins TW. Contrasterende corticale en subcorticale activaties geproduceerd door aandachtgestuurde verschuivings- en omkeerleren bij de mens. J.Cogn Neurosci. 2000, 12: 142-162. [PubMed]
  166. Rosa NP, Lou H, Cumming P, Pryds O, Gjedde A. Door methylylfenidaat opgewekte potentiëring van extracellulair dopamine in de hersenen van adolescenten met vroeggeboorte: correlatie met aandachtstekort. Ann.NYAcad.Sci. 2002, 965: 434-439. [PubMed]
  167. Rosenkranz JA, Grace AA. Dopamine-gemedieerde modulatie van door geur opgewekte amygdala-potentialen tijdens pavloviaanse conditionering. Natuur. 2002, 417: 282-287. [PubMed]
  168. Ross SB, Jackson DM. Kinetische eigenschappen van de accumulatie van 3H-raclopride in de muizenhersenen in vivo. Naunyn Schmiedebergs Arch.Pharmacol. 1989a; 340: 6-12. [PubMed]
  169. Ross SB, Jackson DM. Kinetische eigenschappen van de in vivo accumulatie van 3H - (-) - Nn-propylnorapomorfine in muizenhersenen. Naunyn Schmiedebergs Arch.Pharmacol. 1989b; 340: 13-20. [PubMed]
  170. Ruttimann UE, Andreason PJ, Rio D. Hoofdbeweging tijdens positronemissietomografie: is het significant? Psychiatry Res. 1995, 61: 43-51. [PubMed]
  171. Salamone JD, Cousins ​​MS, McCullough LD, Carriero DL, Berkowitz RJ. Nucleus-accumbens dopamine-afgifte neemt toe tijdens het indrukken van de instrumenthendel voor voedsel, maar niet voor gratis voedselconsumptie. Pharmacol. Biochem. Behav. 1994, 49: 25-31. [PubMed]
  172. Salamone JD. Functies van mesolimbische dopamine: veranderende concepten en veranderende paradigma's. Psychopharmacology (Berl) 2007; 191: 389. [PubMed]
  173. Sawaguchi T, Goldman-Rakic ​​PS. D1-dopaminereceptoren in de prefrontale cortex: betrokkenheid bij het werkgeheugen. Wetenschap. 1991, 251: 947-950. [PubMed]
  174. Sawamoto N, Piccini P, Hotton G, Pavese N, Thielemans K, Brooks DJ. Cognitieve tekortkomingen en striato-frontale dopamine-afgifte bij de ziekte van Parkinson. Hersenen. 2008, 131: 1294-1302. [PubMed]
  175. Schiffer WK, Volkow ND, Fowler JS, Alexoff DL, Logan J, Dewey SL. Therapeutische doses van amfetamine of methylfenidaat verhogen differentieel synaptisch en extracellulair dopamine. Synapse. 2006, 59: 243-251. [PubMed]
  176. Schommartz B, Larisch R, Vosberg H, Muller-Gartner HM. Striatale dopamine-afgifte bij lezen en schrijven gemeten met [123I] joodbenzamide en single photon emission computertomografie bij rechtshandige menselijke proefpersonen. Neurosci.Lett. 2000, 292: 37-40. [PubMed]
  177. Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, Seidenbecher CI, Coenen HH, Heinze HJ, Zilles K, Duzel E, Bauer A. Mesolimbic functionele magnetische resonantie beeldvormingsactivaties tijdens beloningsverwachtingen correleren met beloningsgerelateerde ventrale striatale dopamine-afgifte. J. Neurosci. 2008, 28: 14311-14319. [PubMed]
  178. Schultz W. Dopamine neuronen en hun rol in beloningsmechanismen. Curr.Opin.Neurobiol. 1997, 7: 191-197. [PubMed]
  179. Schultz W. Voorspellend beloningssignaal van dopamine-neuronen. J.Neurophysiol. 1998, 80: 1-27. [PubMed]
  180. Schultz W, Romo R. Neuronale activiteit in het striatum van de aap tijdens de initiatie van bewegingen. Exp.Brain Res. 1988, 71: 431-436. [PubMed]
  181. Scott DJ, Heitzeg MM, Koeppe RA, Stohler CS, Zubieta JK. Variaties in de menselijke pijnstresservaring gemedieerd door dopamine-activiteit van ventrale en dorsale basale ganglia. J. Neurosci. 2006, 26: 10789-10795. [PubMed]
  182. Scott DJ, Stohler CS, Egnatuk CM, Wang H, Koeppe RA, Zubieta JK. Individuele verschillen in respons op beloning verklaren placebo-geïnduceerde verwachtingen en effecten. Neuron. 2007a; 55: 325-336. [PubMed]
  183. Scott DJ, Stohler CS, Egnatuk CM, Wang H, Koeppe RA, Zubieta JK. Placebo- en nocebo-effecten worden gedefinieerd door tegengestelde opioïde en dopaminerge reacties. Arch.Gen.Psychiatry. 2008, 65: 220-231. [PubMed]
  184. Scott DJ, Stohler CS, Koeppe RA, Zubieta JK. Tijdsverloop van verandering in [11C] carfentanil en [11C] raclopride-bindend potentieel na een niet-farmacologische uitdaging. Synapse. 2007b; 61: 707-714. [PubMed]
  185. Seeman P, Guan HC, Niznik HB. Endogeen dopamine verlaagt de dopamine D2-receptordichtheid zoals gemeten met [3H] -raclopride: implicaties voor positronemissietomografie van het menselijk brein. Synapse. 1989, 3: 96-97. [PubMed]
  186. Seeman P, Tallerico T, Ko F. Dopamine verdringt [3H] domperidon van sites met hoge affiniteit van de dopamine D2-receptor, maar niet [3H] raclopride of [3H] spiperon in isotonisch medium: implicaties voor humane positronemissietomografie. Synapse. 2003, 49: 209-215. [PubMed]
  187. Selemon LD, Goldman-Rakic ​​PS. Longitudinale topografie en interdigitatie van corticostriatale projecties in de rhesusaap. J. Neurosci. 1985, 5: 776-794. [PubMed]
  188. Sesack SR, Aoki C, Pickel VM. Ultrastructurele lokalisatie van D2 receptor-achtige immunoreactiviteit in dopamine-neuronen van de middenhersenen en hun striatale doelen. J. Neurosci. 1994, 14: 88-106. [PubMed]
  189. Shi B, Narayanan TK, Christian BT, Chattopadhyay S, Mukherjee J. Synthese en biologische evaluatie van de binding van dopamine D2 / D3 receptoragonist, (R, S) -5-hydroxy-2- (N-propyl-N- ( 5 '- (18) F-fluorpentyl) aminotetraline ((18) F-5-OH-FPPAT) bij knaagdieren en niet-menselijke primaten. Nucl.Med.Biol. 2004; 31: 303-311. [PubMed]
  190. Sibley DR, De LA, Creese I. Anterior hypofyse dopamine-receptoren. Demonstratie van onderling omzetbare hoge en lage affiniteitstoestanden van de D-2 dopaminereceptor. Chem. 1982, 257: 6351-6361. [PubMed]
  191. Singer HS, Szymanski S, Giuliano J, Yokoi F, Dogan AS, Brasic JR, Zhou Y, Grace AA, Wong DF. Verhoogde intrasynaptische dopamine-afgifte bij het syndroom van Gilles de la Tourette gemeten met PET. Am.J.Psychiatry. 2002, 159: 1329-1336. [PubMed]
  192. Slifstein M, Laruelle M. Effecten van statistische ruis op grafische analyse van PET neuroreceptorstudies. J.Nucl.Med. 2000, 41: 2083-2088. [PubMed]
  193. Slifstein M, Laruelle M. Modellen en methoden voor het afleiden van in vivo neuroreceptorparameters met omkeerbare radiotracers PET en SPECT. Nucl.Med.Biol. 2001, 28: 595-608. [PubMed]
  194. Slifstein M, Narendran R, Hwang DR, Sudo Y, Talbot PS, Huang Y, Laruelle M. Effect van amfetamine op [(18) F] fallypride in vivo binding aan D (2) -receptoren in striatale en extrastriatale gebieden van het brein van de primaat : Enkele bolus en bolus plus constante infusiestudies. Synapse. 2004, 54: 46-63. [PubMed]
  195. Kleine DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Voedingsgeïnduceerde dopamine-afgifte in dorsale striatum correleert met maaltijdgerustheidsclassificaties bij gezonde menselijke vrijwilligers. NeuroImage. 2003, 19: 1709-1715. [PubMed]
  196. Sokoloff P, Andrieux M, Besancon R, Pilon C, Martres MP, Giros B, Schwartz JC. Farmacologie van menselijke dopamine D3-receptor tot expressie gebracht in een zoogdiercellijn: vergelijking met D2-receptor. Eur.J.Pharmacol. 1992, 225: 331-337. [PubMed]
  197. Sokoloff P, Giros B, Martres MP, Bouthenet ML, Schwartz JC. Moleculaire klonering en karakterisatie van een nieuwe dopaminereceptor (D3) als doelwit voor neuroleptica. Natuur. 1990, 347: 146-151. [PubMed]
  198. Sokolowski JD, Conlan AN, Salamone JD. Een microdialyseonderzoek van nucleus accumbens core en shell dopamine tijdens operant reagerend bij de rat. Neuroscience. 1998, 86: 1001-1009. [PubMed]
  199. Soliman A, O'Driscoll GA, Pruessner J, Holahan AL, Boileau I, Gagnon D, Dagher A. Stress-geïnduceerde afgifte van dopamine bij mensen met een risico op psychose: een [(11) C] PET-onderzoek met raclopride. Neuropsychopharmacology. 2008, 33: 2033-2041. [PubMed]
  200. Sorg BA, Kalivas PW. Effecten van cocaïne en voetschok stress op extracellulaire dopamine niveaus in het ventrale striatum. Brain Res. 1991, 559: 29-36. [PubMed]
  201. Steinfels GF, Heym J, Strecker RE, Jacobs BL. Gedragsrelaties van dopaminerge activiteit in vrij bewegende katten. Brain Res. 1983, 258: 217-228. [PubMed]
  202. Steeves TDL, Miyasaki J, Zurowski M, Lang AE, Pelleccia G, Rusjan P, Houle S, Strafella AP. Verhoogde striatale afgifte van dopamine bij Parkinson-patiënten met pathologisch gokken: een [11C] studie met raclopride-PET. Hersenen. 2009 doi: 10.1093 / brein / awp054. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  203. Strafella AP, Ko JH, Grant J, Fraraccio M, Monchi O. Corticostriatale functionele interacties bij de ziekte van Parkinson: een rTMS / [11C] studie met raclopride-PET. Eur.J.Neurosci. 2005, 22: 2946-2952. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  204. Strafella AP, Ko JH, Monchi O. Therapeutische toepassing van transcraniële magnetische stimulatie bij de ziekte van Parkinson: de bijdrage van verwachting. NeuroImage. 2006, 31: 1666-1672. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  205. Strafella AP, Paus T, Barrett J, Dagher A. Herhaalde transcraniële magnetische stimulatie van de menselijke prefrontale cortex induceert dopamine-afgifte in de caudate nucleus. J. Neurosci. 2001, 21: RC157. [PubMed]
  206. Strafella AP, Paus T, Fraraccio M, Dagher A. Striatal dopamine-afgifte geïnduceerd door herhaalde transcraniële magnetische stimulatie van de menselijke motorische cortex. Hersenen. 2003, 126: 2609-2615. [PubMed]
  207. Studholme C, Hill DL, Hawkes DJ. Geautomatiseerde 3-D-registratie van MR- en CT-beelden van het hoofd. Med.Image Anal. 1996, 1: 163-175. [PubMed]
  208. Sun W, Ginovart N, Ko F, Seeman P, Kapur S. In vivo bewijs voor dopamine-gemedieerde internalisatie van D2-receptoren na amfetamine: differentiële bevindingen met [3H] raclopride versus [3H] spiperon. Mol.Pharmacol. 2003, 63: 456-462. [PubMed]
  209. Taber MT, Fibiger HC. Elektrische stimulatie van de mediale prefrontale cortex verhoogt de dopamine-afgifte in het striatum. Neuropsychopharmacology. 1993, 9: 271-275. [PubMed]
  210. Taber MT, Fibiger HC. Elektrische stimulatie van de prefrontale cortex verhoogt dopamine-afgifte in de nucleus accumbens van de rat: modulatie door metabotrope glutamaatreceptoren. J. Neurosci. 1995, 15: 3896-3904. [PubMed]
  211. Thompson JL, Pogue-Geile MF, Grace AA. Ontwikkelingspathologie, dopamine en stress: een model voor het begin van de symptomen van schizofrenie. Schizophr.Bull. 2004, 30: 875-900. [PubMed]
  212. Tsukada H, Nishiyama S, Kakiuchi T, Ohba H, Sato K, Harada N. Is de synaptische dopamineconcentratie de exclusieve factor die de in vivo binding van [11C] -raclopride verandert? PET-studies in combinatie met microdialyse bij bewuste apen. Brain Res. 1999, 841: 160-169. [PubMed]
  213. Turkheimer FE, Brett M, Visvikis D, Cunningham VJ. Multiresolutie-analyse van emissietomografiefoto's in het wavelet-domein. J.Cereb.Blood Flow Metab. 1999, 19: 1189-1208. [PubMed]
  214. Umegaki H, Munoz J, Meyer RC, Spangler EL, Yoshimura J, Ikari H, Iguchi A, Ingram DK. Betrokkenheid van dopamine D (2) -receptoren bij complexe doolhofleren en acetylcholine-afgifte in ventrale hippocampus van ratten. Neuroscience. 2001, 103: 27-33. [PubMed]
  215. Venton BJ, Zhang H, Garris PA, Phillips PE, Sulzer D, Wightman RM. Real-time decodering van dopamineconcentratieveranderingen in het caudate-putamen tijdens tonisch en fasisch afvuren. J.Neurochem. 2003, 87: 1284-1295. [PubMed]
  216. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J, Franceschi D, Maynard L, Ding YS, Gatley SJ, Gifford A, Zhu W, Swanson JM. Verband tussen blokkade van dopaminetransporters door oraal methylfenidaat en de toename van extracellulair dopamine: therapeutische implicaties. Synapse. 2002a; 43: 181-187. [PubMed]
  217. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J, Gatley SJ, Hitzemann R, Chen AD, Dewey SL, Pappas N. Verminderde striatale dopaminerge reactiviteit bij gedetoxificeerde, van cocaïne afhankelijke personen. Natuur. 1997, 386: 830-833. [PubMed]
  218. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J, Jayne M, Franceschi D, Wong C, Gatley SJ, Gifford AN, Ding YS, Pappas N. "Nonhedonic" voedselmotivatie bij mensen betreft dopamine in het dorsale striatum en methylfenidaat versterkt dit effect. Synapse. 2002b; 44: 175-180. [PubMed]
  219. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J, Schlyer D, Hitzemann R, Lieberman J, Angrist B, Pappas N, MacGregor R. Imaging endogene dopamine competitie met [11C] raclopride in het menselijk brein. Synapse. 1994, 16: 255-262. [PubMed]
  220. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Telang F, Maynard L, Logan J, Gatley SJ, Pappas N, Wong C, Vaska P, Zhu W, Swanson JM. Bewijs dat methylfenidaat de heiligheid van een wiskundige taak verbetert door dopamine in het menselijk brein te verhogen. Am.J.Psychiatry. 2004, 161: 1173-1180. [PubMed]
  221. Volkow ND, Wang GJ, Newcorn J, Telang F, Solanto MV, Fowler JS, Logan J, Ma Y, Schulz K, Pradhan K, Wong C, Swanson JM. Depressieve dopamine-activiteit in caudaat en voorlopig bewijs van limbische betrokkenheid bij volwassenen met aandachtstekortstoornis / hyperactiviteit. Arch.Gen.Psychiatry. 2007, 64: 932-940. [PubMed]
  222. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Logan J, Childress AR, Jayne M, Ma Y, Wong C. Cocaïne aanwijzingen en dopamine in dorsale striatum: mechanisme van verlangen bij cocaïneverslaving. J. Neurosci. 2006, 26: 6583-6588. [PubMed]
  223. Vollenweider FX, Vontobel P, Hell D, Leenders KL. 5-HT-modulatie van dopamine-afgifte in basale ganglia bij door psilocybine geïnduceerde psychose bij de mens - een PET-studie met [11C] raclopride. Neuropsychopharmacology. 1999; 20: 424-433. [PubMed]
  224. Walker EF, Diforio D. Schizophrenia: een neuraal diathese-stressmodel. Psychol.Rev. 1997, 104: 667-685. [PubMed]
  225. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS, Franceschi D, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Netusil N. PET-onderzoeken naar de effecten van aërobe oefening op de afgifte van dopamine door de mens. J.Nucl.Med. 2000, 41: 1352-1356. [PubMed]
  226. Watabe H, Endres CJ, Breier A, Schmall B, Eckelman WC, Carson RE. Meting van dopamine-afgifte met continue infusie van [11C] -raclopride: optimalisatie en signaal-tot-geluidsoverwegingen. J.Nucl.Med. 2000, 41: 522-530. [PubMed]
  227. Wightman RM. Detectietechnologieën. Testen van cellulaire chemie in biologische systemen met micro-elektroden. Wetenschap. 2006, 311: 1570-1574. [PubMed]
  228. Willeit M, Ginovart N, Graff A, Rusjan P, Vitcu I, Houle S, Seeman P, Wilson AA, Kapur S. Eerste menselijk bewijs van door d-amfetamine veroorzaakte verplaatsing van een D2 / 3-agonistradioligand: A [11C] - ( +) - PHNO positron emissie tomografie onderzoek. Neuropsychopharmacology. 2008, 33: 279-289. [PubMed]
  229. Willeit M, Ginovart N, Kapur S, Houle S, Hussey D, Seeman P, Wilson AA. Hoog-affiniteitstoestanden van dopamine D2 / 3-receptoren voor menselijke hersenen, afgebeeld door de agonist [11C] - (+) - PHNO. Biol.Psychiatry. 2006, 59: 389-394. [PubMed]
  230. Wilson AA, McCormick P, Kapur S, Willeit M, Garcia A, Hussey D, Houle S, Seeman P, Ginovart N. Radiosynthese en evaluatie van [11C] - (+) - 4-propyl-3,4,4a, 5,6,10b-hexahydro-2H -nafto [1,2-b] [1,4] oxazin-9-ol als een potentiële radiotracer voor in vivo beeldvorming van de hoge affiniteitstatus van dopamine D2 met positronemissietomografie. J. Med. 2005, 48: 4153-4160. [PubMed]
  231. Woods RP, Cherry SR, Mazziotta JC. Snel geautomatiseerd algoritme voor het uitlijnen en reslicen van PET-beelden. J.Comput.Assist.Tomogr. 1992, 16: 620-633. [PubMed]
  232. Woods RP, Mazziotta JC, Cherry SR. MRI-PET-registratie met geautomatiseerd algoritme. J.Comput.Assist.Tomogr. 1993, 17: 536-546. [PubMed]
  233. Yoder KK, Kareken DA, Morris ED. Wat dachten ze? Cognitieve toestanden kunnen het bindingscapaciteit van [11C] raclopride in het striatum beïnvloeden. Neurosci.Lett. 2008, 430: 38-42. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  234. Yoder KK, Morris ED, Constantinescu CC, Cheng TE, Normandin MD, O'Connor SJ, Kareken DA. Als wat je ziet niet is wat je krijgt: alcoholische signalen, alcoholtoediening, voorspellingsfout en menselijk striatale dopamine. Alcohol Clin.Exp.Res. 2009, 33: 139-149. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  235. Yoder KK, Wang C, Morris ED. Verandering in bindend potentieel als een kwantitatieve index van afgifte van neurotransmitters is zeer gevoelig voor relatieve timing en kinetiek van de tracer en het endogene ligand. J.Nucl.Med. 2004, 45: 903-911. [PubMed]
  236. Yung KK, Bolam JP, Smith AD, Hersch SM, Ciliax BJ, Levey AI. Immunocytochemische lokalisatie van D1- en D2-dopaminereceptoren in de basale ganglia van de rat: licht- en elektronenmicroscopie. Neuroscience. 1995, 65: 709-730. [PubMed]
  237. Zald DH, Boileau I, El-Dearedy W, Gunn R, McGlone F, Dichter GS, Dagher A. Dopamine overdracht in het menselijk striatum tijdens geldbeloningstaken. J. Neurosci. 2004, 24: 4105-4112. [PubMed]
  238. Zijlstra S, van der WH, Wiegman T, Visser GM, Korf J, Vaalburg W. Synthese en in vivo verdeling bij de rat van een dopamine-agonist: N - ([11C] methyl) norapomorfine. Nucl.Med.Biol. 1993, 20: 7-12. [PubMed]
  239. Zoli M, Torri C, Ferrari R, Jansson A, Zini I, Fuxe K, Agnati LF. De opkomst van het concept van de volumetransmissie. Brain Res.Brain Res.Rev. 1998, 26: 136-147. [PubMed]