在有问题的性行为过度的个体（2018）的Stroop任务期间改变前额叶和下顶叶活动

管理员评论： 这项研究报告在认知测试（Stroop测试）期间执行功能较差，背外侧前额叶皮层的激活较低。所有这些表明，前额叶皮层功能较差，这是成瘾的标志，表现为无法控制使用或抑制渴望。

-----------------

面前。精神病学，25九月2018 | https://doi.org/10.3389/fpsyt.2018.00460

¹韩国Gwangu Honam大学咨询心理学系
²韩国大田忠南国立大学脑研究所心理学系

抽象

越来越多的证据表明，有问题的性行为（PHB）与执行控制力下降之间存在关系。临床研究表明，患有PHB的个体表现出高水平的冲动性; 然而，关于PHB中受损执行控制的神经机制知之甚少。本研究使用事件相关功能磁共振成像（fMRI）研究PHB患者和健康对照组的执行控制的神经相关性。具有PHB和22健康对照参与者的二十三个人在执行Stroop任务时接受了fMRI。响应时间和错误率是作为执行控制的替代指标来衡量的。在Stroop任务期间，患有PHB的个体在右侧背外侧前额叶皮质（DLPFC）和下顶叶皮质中表现出受损的任务表现和较低的激活，相对于健康对照。此外，这些区域的血氧水平依赖性反应与PHB严重程度呈负相关。右侧DLPFC和下顶叶皮层分别与高阶认知控制和视觉注意相关。 我们的研究结果表明，患有PHB的个体在正确的DLPFC和下顶叶皮层中的执行控制和功能受损减少，为PHB提供了神经基础。

介绍

有问题的性欲异常行为（PHB）是指个人无法控制导致主观痛苦或日常功能受损的不适当或过度的性幻想，冲动或行为（1–3）。患有PHB的个体可以感染性传播疾病或从混杂的性关系中经历意外怀孕（4, 5）。 PHB通常在青春期后期或成年早期开始，被认为是慢性或偶发性的，主要影响男性（4）。该疾病在美国社区和大学生中估计患有3-6％（6–8）。在韩国，约有2％的大学生都有PHB（9).

PHB的病理学和最佳诊断标准仍存在争议。 PHB是否可被概念化为行为成瘾，冲动控制障碍或其他精神疾病仍然是一个争论的话题（10）。无论PHB是否被最好地描述为这些疾病之一，它与其他形式的有问题的过度行为（例如赌博障碍和网络游戏障碍）具有相似的心理特征（即，渴望，退缩和失去控制）。3, 11–14).

据推测，上瘾和强迫行为包括赌博障碍和网络游戏障碍与失控有关。具体而言，执行控制的损失或损害是有问题的过度行为的关键特征。事实上，先前的研究已经确定了两者之间的显着相关性（15, 16）。一项关于病态赌博的研究表明，患有这种疾病的人在反向Stroop任务上表现不佳（16），表明病态赌博行为可能是由于执行控制受损，导致在这些任务期间无法抑制无关信息。同样，另一项研究显示，相对于对照参与者，患有网络游戏障碍的个体表现出与内侧额叶激活减少相关的执行控制受损（15).

新出现的证据还表明，执行控制障碍发生在PHB（17, 18）。一项大脑成像研究表明，PHB的参与者在进行/不进行任务时难以进行脉冲控制，并且在前额区域表现出更高程度的平均扩散性（17）。在一项试点研究中，Reid等人。（18）使用问卷调查来确定执行控制和PHB之间的特定关系，观察执行控制减少与PHB之间的关联; 然而，在随后的研究中获得了矛盾的结果（19）利用标准化的神经心理学测试来评估执行控制。

由于PHB患者的执行功能结果不一致，因此需要进行额外的工作以提供结论性结果。因此，我们的目的是通过心理测试和神经影像学来解决之前研究中的上述差异。

颜色词Stroop测试最初设计用于评估执行控制能力，并且通常用于识别影响干扰控制处理的脑损伤个体（20）。在Stroop任务中，指示参与者命名一系列颜色词的字体颜色，并将响应时间和错误率用作结果度量。由于在不一致的条件下，单词读取比颜色命名更为主导（例如，以蓝色字体打印的RED），因此参与者表现出比在一致条件下更长的反应时间和更高的错误率（例如，用红色墨水打印的RED）。几项神经影像学研究表明，Stroop任务激活了大脑区域的分布式神经网络，包括前额皮质，顶叶，运动区和颞叶（21–23).

最一致支持的发现是前额皮质在Stroop性能中起关键作用（24）。这个领域涉及执行功能和其他高阶认知，这是有问题的过度行为的主要神经相关（14）。一些研究人员报告说，有过度行为问题的个体在前额叶皮质中具有解剖学和功能性中断。众所周知，这个地区与冲动调节有牵连，因此这一地区的破坏是造成问题的过度行为的根源，并导致自由意志受到侵蚀（25).

由于Stroop任务需要执行控制能力，PHB个体对其性行为的控制能力下降，我们假设PHB组与对照组相比，Stroop任务表现较差。具体而言，这些差异在不一致的情况下会更大。我们还预测，与执行控制相关的大脑激活会有更大的差异，例如在前额皮质中。

材料和方法

参与者成员

该研究由忠南国立大学机构审查委员会批准（批准号：201309-SB-003-01;大韩，韩国），所有参与者在注册前提供书面知情同意书。二十三名患有PHB（平均年龄= 26.12，SD = 4.11）和22健康男性（平均年龄= 26.27，SD = 3.39）的男性参与功能性磁共振成像（fMRI）实验。一些参与者参加了另一项研究，即在我们实验室进行的性渴望实验（26）。 Roivainen（27）回顾了最近的大规模研究，发现了处理速度和认知因素的性别差异。具体而言，女性在处理涉及字母表和快速命名任务的速度测试方面具有优势，而男性在反应时间任务和手指敲击时更快。鉴于这些已知的性别差异，我们选择在我们的研究中包括一个仅限男性的群体。

所有参与者都是右撇子，母语为韩语的人，并且没有过去或现在的重大神经损伤或疾病，如通过自我报告问卷评估。在纳入研究之前，经验丰富的精神科医生使用先前研究中使用的PHB诊断标准对所有参与者进行结构化精神病学访谈（2, 28）和DSM-5标准（补充材料，表格 S1）。患有PHB的个体符合拟议的PHB诊断标准，并且基于DSM-5不受任何其他轴I障碍的影响（29）。所有PHB参与者均未参与任何治疗。

通过广告和传单从社区招募了22个具有与受试者相似的人口统计学的健康对照。

性成瘾筛选试验-R（SAST）（28）和性欲行为量表（HBI）（30）用来检查每个参与者的PHB严重程度，并确定PHB严重程度与对Stroop干扰任务的神经反应之间的任何关系。先前已分别将SAST-R和HBI的可靠性计算为Cronbach'sα= 0.91和0.96（28, 30）。 SAST-R包含旨在评估性成瘾倾向的20问题; 总得分范围从0到20点，得分越高表示成瘾越严重。 HBI包含19问题，总分从19到95点。雷德等人。（30）建议总分≥53作为性功能紊乱的临界值。本研究中所有PHB参与者的得分均高于HBI的临界值。 PHB患者的平均SAST-R评分为11.3（SD = 3.3），平均HBI评分为54.4（SD = 7.3）。

表格中列出了之前6月份的参与者人口统计特征和性活动信息 1。与对照组相比，PHB组显示出第一次性交的年龄显着更早，性伴侣数量更多，频繁性交，手淫和观看色情内容。此外，PHB组在SAST-R和HBI上显示出显着更高的评分。

TABLE 1

表1。人口特征。

任务和实验范式

Stroop测试以John Ridley Stroop命名（31），与第一个与不一致刺激有关的影响的英文出版物，被认可。本研究使用了Peterson等人开发的Stroop任务的修改版本。（32）在fMRI扫描期间。参与者每手拿着两个键盘中的一个，每个键盘配有两个响应按钮。我们试图消除在实验过程中诱发的任何影响（例如，手性的影响，西蒙效应）。为了消除这些影响，我们每个单词都有24不同的刺激，用于显示键盘上颜色按钮的位置。 24刺激中的一个例子是图 1 因为颜色按钮的顺序是红色，黄色，绿色，蓝色。在实验期间，每个试验中24刺激随机呈现颜色按钮的顺序。通过重复该任务，我们还能够收集更多数据以提高结果的可靠性。参与者在扫描会议之前练习了一次，他们都表示他们对任务有清楚的了解。在fMRI扫描期间通过顶置镜呈现刺激。

图1

图1。 Stroop任务中全等和不一致条件的示例。

Stroop任务分为一致和不一致的条件。在一致的条件下，在屏幕上显示语义匹配颜色的单词（例如，红色的单词“RED”），并且指示参与者尽可能快地按下相应的颜色按钮。在不一致的情况下，在屏幕上显示具有无与伦比的含义和颜色的单词（例如，黄色的单词“RED”），并且指示参与者按下对应于单词颜色的颜色按钮而忽略这个词的意思。目标刺激呈现在显示屏的中心。在它上面（在上部视野中）呈现了四个可能的答案（白色字体的颜色字），以最小化上下文内存需求，如图 1.

每个条件的事件顺序和时间如下：（1）首先，为6提供了一条提醒参与者开始实验的指令; （2）第二，在400-1,000 ms的随机间隔中呈现空黑屏作为刺激间间隔; （3）第三，针对1,300 ms提出了刺激（一致性试验或不一致试验）; 和（4）最后，再次为4,000 ms呈现一个空屏幕。

本研究的Stroop任务被设计为与事件相关的范例，包括130一致条件加上以随机顺序呈现的85不一致条件。任务重复两次，每项任务都持续了444。 Stroop刺激和fMRI范例的例子如图所示 1.

影像采集

回波平面成像血氧水平依赖（EPI-BOLD）方法用于获取脑图像。图像采集的参数如下：重复时间/回波时间= 2,000 / 28 ms; 视场= 240×240 mm; 矩阵大小= 64×64; 切片厚度= 5 mm，无间隙; 和翻转角= 80°。每个实验会话的总体积是222图像，并且包括在6上获得的三个虚拟图像。收集T1加权图像作为结构图像，具有以下采集参数：重复时间/回波时间= 280 / 14 ms; FOV = 240×240 mm，矩阵尺寸= 256×256; 切片厚度= 4 mm; 和翻转角= 60°。成像平面平行于前连合 - 后连合线定位。

统计分析

行为数据分析

在每种条件下计算平均响应时间和正确响应的百分比。为了规范响应时间数据的分布，我们使用以下等式转换响应时间：log（1 /响应时间）（33）。对数转换的响应时间用于双向方差分析（ANOVA），其中组作为受试者之间的因素（即，具有PHB与健康对照的参与者）和作为受试者内因子的条件（即，一致性）。与不一致的刺激）。

使用Wilcoxon秩和检验或Mann-Whitney U检验非参数地分析每组中的条件和每个条件组之间的正确响应（即命中率）的百分比（p <0.05）。所有分析均使用SPSS 20.0版（IBM Corp.，Armonk，NY，美国）进行。

成像数据分析

统计参数映射版本8（SPM 8，英国伦敦惠康影像神经科学系）用于分析脑成像数据。使用具有六个自由度的三维刚体配准，将功能数据与每个会话的第一次扫描重新对齐，以作为参考。然后，将重新排列的扫描图像与每个参与者的解剖图像共同配准，并标准化为MNI（蒙特利尔神经病学研究所）坐标系。为了减少空间噪声，使用8毫米各向同性高斯核对数据进行平滑处理。

在预处理之后，为每个参与者中的每个条件构建设计矩阵。在构造设计矩阵时，头部运动补偿期间的头部运动/旋转度被添加为回归变量以增加信噪比。然后，根据每个个体的刺激条件（一致和不一致）生成z-图。为了鉴定在具有PHB和健康对照的个体之间表现出不同活性模式的特定脑区域，使用条件（全等与不一致）作为组内变量和组（具有PHB与对照的个体）进行ANOVA作为 - 组变量[错误发现率（FDR） - 已修正， p <0.05]。

基于先前对Stroop任务和成瘾者的神经影像学研究以及ANOVA的结果，选择背外侧前额叶皮层（DLPFC）和下顶叶皮层作为感兴趣区域（ROI）（21–25).

为了从ROI中提取百分比信号变化，MarsBaR 0.42计划（http://www.sourceforge.net/projects/marsbar）用于SPM工具箱（http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ext）。通过在相互作用结果中所有激活区域的半径为5 mm的相应峰值体素上定心球体来定义ROI（FDR校正的， p <0.05）。在随访中比较各组之间的这些值 t - 测试，为每个受试者提取信号变化百分比，并使用SPSS版本20进行双向ANOVA。为了评估PHB严重性和Stroop干扰的神经反应之间的关系，在不一致条件期间来自ROI的信号变化百分比与标准化测量的分数（即SAST-R和HBI分数）之间进行相关性分析。

成果

行为结果

双因素方差分析揭示了病情的重要主要影响[F_（1，43） = 171.43， p <0.001，科恩 f = 3.99]，表明与一致条件下的响应相比，在不一致条件下响应通常较慢。条件和组之间没有显着的相互作用[F_（1，43） = 0.34]或组的主要影响[F_（1，43） = 1.98，图 2].

图2

图2。行为结果。 （A） 平均响应时间（ms）。 （B） 平均响应准确度百分比。误差棒表示平均值的标准误差。

非参数Wilcoxon检验表明PHB中的全等和不一致条件之间存在显着的准确度差异（Z = -6.39， p <0.05）和对照（Z = 5.71， p <0.05）组，这表明在不一致的情况下，错误响应的发生率通常较高。我们还发现了在不一致情况下，各组之间的表现准确性存在显着差异（Z = -2.12， p <0.05），表明健康对照组的表现优于PHB组；但是，在全等条件下，组之间的响应准确性没有显着差异（Z = -1.48，图 2）。这些数据表明两组都对一致的条件做出了准确的反应，而PHB的参与者在需要忽视不适当的不一致效应的条件下更有可能做出不准确的反应。

成像结果

条件的主要影响

在右侧壳核，右侧额中回和右侧额下回中观察到条件（全等与不一致）的主要影响（p <0.05，经FDR校正；表 3）。这些区域在不一致的情况下表现出比在一致条件下更大的活化。然而，没有大脑区域由全等因素激活而不是由不一致的条件激活。

集团的主要影响

组的主要影响（PHB组与对照组; p <0.05，经FDR校正；表 2）在双侧下顶叶区域，右中额叶回和右下额回中观察到。对照组相对于PHB组，在双侧下顶叶区域和右侧中下部回旋中表现出活化增加（p <0.05，经FDR校正；表 3）。在PHB组中没有比在对照组中更多地激活大脑区域。

TABLE 2

表2。 Stroop测试条件下的平均命中率和响应延迟。

TABLE 3

表3。成像结果：病情和群体的主要影响（p <0.05，经FDR校正）。

条件×群交互效应

重大条件×群体互动（p <0.05，经FDR校正；表 4图 3）在右侧DLPFC和右下顶叶皮层中鉴定出。

TABLE 4

表4。成像结果：选项×组的交互作用（p <0.05，经FDR校正）。

图3

图3。右背外侧前额叶皮层的脑激活模式 （一个） 和右下顶叶皮层 （二）。该图描绘了从每个区域的体素中平均提取的信号变化，显示条件×组相互作用（p <0.05，经FDR校正）。 FDR，错误发现率； PHB，有问题的性行为； R. DLPFC，右后外侧前额叶皮层； R. IPC，右下顶叶皮层。

在后续行动中 t- 使用提取的BOLD信号的测试改变每个ROI，PHB的参与者在不正确的条件下在右DLPFC中表现出显着较少的激活[t₍₄₃₎ = 4.46， p <0.01，科恩 d = 1.33]相对于健康对照，而在全等条件下未发现显着的组间差异[t₍₄₃₎ = 0.48， p > 0.05，科恩 d = 0.14; 数字 3a]。在右下顶叶皮层中观察到类似的脑激活模式：与对照组相比，PHB患者在不一致的情况下右下顶叶皮层的激活减少[t₍₄₃₎ = 4.28， p <0.01，科恩 d = 1.28]，但在一致条件下没有观察到显着的组差异[t₍₄₃₎ = 0.60， p > 0.05，科恩 d = 0.18; 数字 3b].

相关分析

为了确认ROI在认知控制中的功能，我们对每个ROI（即右侧DLPFC和右下顶叶皮层）的行为数据（即响应时间和响应准确度）和BOLD信号变化进行了相关性分析。它们之间存在显着的相关性（补充材料，图 S1).

对于具有PHB的所有参与者，计算每个ROI（即，右DLPFC和右下顶叶皮层）的标准化测量分数（即，SAST-R和HBI分数）和BOLD信号变化之间的关系。标准化测量评分与右下顶叶皮层BOLD信号变化之间存在负相关（SAST-R： r = -0.64， n = 23， p <0.01； HBI： r = -0.48， n = 23， p <0.01）和正确的DLPFC（SAST-R： r = -0.51， n = 23， p <0.01； HBI： r = -0.61， n = 23， p <0.01；数字 4).

图4

图4。在不一致的Stroop条件下，标准化测量分数与ROI中BOLD信号变化之间的相关性分析结果。 （A） R. DLPFC和HBI得分（左）以及SAST-R得分（右）中信号百分比变化之间的负相关。 （B） R. IPC权利和HBI得分（左）以及SAST-R得分（右）之间的信号百分比变化之间的负相关。大胆，血氧水平依赖; HBI，性行为量表; R. DLPFC，右背外侧前额叶皮层; R. IPC，右下顶叶皮层; 投资回报率，感兴趣的区域; SAST-R，性成瘾筛选试验-R。

讨论

本研究旨在阐明PHB患者行政控制障碍的神经机制。正如假设的那样，患有PHB的个体在不一致的Stroop试验期间表现出与DLPFC活化减少和右下顶叶皮质相关的执行控制减少。此外，在不一致的Stroop试验中，DLPFC和下顶叶皮质的BOLD信号变化减少与PHB患者的SAST-R和HBI评分较高有关。在Stroop任务期间，我们还确定了除感兴趣区域（DLPFC）之外的其他大脑区域。与全等条件相比，在不一致的情况下，基底神经节和中下额回的右侧壳体更加活化，这与先前对Stroop效应的研究一致（32, 34）。 Stroop任务期间下顶叶皮质和中下额回的组间差异与其他成瘾行为患者的结果一致（35).

在任务执行方面，PHB个体在不协调的情况下显示出比健康对照组更高的错误率。 Stroop任务要求自动响应（例如单词阅读）的认知抑制；具体来说，只有在认知上抑制不一致的刺激（单词的意思）时，才能正确地执行不一致情况下的目标动作。人们认为响应时间较短和响应准确性提高反映出更好的认知灵活性和抑制力（36）。因此，PHB患者的不良表现可以解释为反映受损的执行控制。这一观察结果与之前关于行为成瘾的研究结果一致（15, 16).

基于这项研究的结果，我们推断PHB的行为特征可能是由于右侧DLPFC和右侧顶叶皮层的活动减少。 Goldstein和Volkow（25）表明在不一致的Stroop任务条件下较慢的任务性能和较高的错误率是PFC功能障碍的标志。评估Stroop成瘾任务（即物质依赖和行为成瘾）的研究报告称，在不一致的条件下，与全等条件相比，右侧PFC（包括DLPFC）的活动减少（15, 26, 37, 38）。本研究的结果与之前的报告一致，并通过显示这些脑区激活与PHB严重程度之间的负相关性进一步阐述了它们的结果。

DLPFC与高阶认知控制功能相关联，例如监视和操纵工作记忆中的信息（39）。米勒姆等人。（40）在Stroop任务执行期间为DLPFC提出了两个角色：（1）偏向工作记忆中任务相关表示的选择，以及后处理系统中的（2）调制活动（例如，在任务相关处理中放大神经活动）系统）。前一个角色是指区分，选择和操纵任务相关（即图形）而非任务无关（即语义）信息的过程。后一个角色描述了在任务相关处理系统中激活大脑区域的过程，以便分配和维护用于区分任务相关信息的注意力资源。 DLPFC与后部视觉处理区域（例如顶叶和初级视觉皮层）紧密相关，并且被认为通过这些直接神经元连接放大神经活动（41–44）。脑成像研究显示，在不一致的Stroop条件下，DLPFC激活伴随着顶叶的活化（21, 22, 45）。这些数据得到本研究结果的支持，该研究结果表明，在不一致的条件下，对照组中DLPFC和顶叶的共激活。下顶叶皮层与视觉注意力有关（46并且通过允许人们忽视无关的刺激来帮助保持选择性的注意力控制。在一项关于工作记忆任务表现的研究中，不一致的刺激水平的增加产生了更大的后顶叶皮层激活（47）。因此，PHB患者右侧DLPFC和下顶叶皮质活动减少可能代表区分相关信息和忽视无关信息的能力不足。这些执行控制方面的缺陷可能使PHB患者更难以抑制性欲或行为。

本研究的局限性如下。首先，本研究仅评估了PHB患者的当前心理状态; 因此，我们的结果没有解决执行控制缺陷与PHB之间关系的因果性。其次，我们使用SAST和HBI量表来评估参与者的性欲过度。他们测量与性动机和性羞耻等心理因素相关的结构，以及与性行为因素（包括频率）相关的结构。最近关于性和色情成瘾的研究表明，心理因素比性行为因素更重要的是发展成瘾行为（48–50）。这些研究结果表明，在执行控制性和色情成瘾方面，心理因素和行为因素之间可能存在不同的影响。因此，重要的是要确定每个因素如何影响执行控制，并确定哪些因素在发展性和色情成瘾方面更为重要。在未来的研究中，我们计划通过消除其他因素的混杂效应来检验每个因素与执行控制之间的关联。第三，这项研究只调查了异性恋亚洲男性参与者。未来的研究应该包括不同性别，性取向和种族背景的参与者，以便为PHB提供更广泛的见解。尽管本研究中PHB患者符合先前研究中使用的PHB标准（2, 28），PHB没有正式的诊断标准。因此，需要PHB的临床诊断定义以提高PHB研究的可靠性。最后，确定PHB组的发现是否相同，只有想法（例如幻想）与实际参与问题行为的个人相比。然而，本研究中的样本量相对较小，我们的参与者具有高水平的性幻想，并且经常参与有问题的行为。因此，很难区分这两个群体。我们希望通过招募更多科目，在未来的研究中纳入这一组比较。

尽管存在上述限制，但本研究对于理解PHB的特征和相关神经机制是有用的。总之，与正常对照相比，具有PHB的个体在Stroop干扰任务期间显示较差的任务性能和PFC中的激活减少。我们的研究结果证实PHB患者存在受损的执行控制和可能的前额叶功能障碍，类似于其他有问题的过度行为状况的发现。

道德声明

所有参与者在充分了解实验细节后提供了书面知情同意书。忠南国立大学机构审查委员会（IRB）批准了实验和同意程序（批准号：01309-SB-003-01;韩国大田）。所有参与者都参加了经济补偿（50美元）。

作者贡献

J-WS为概念和实验设计，数据获取或分析以及数据解释做出了贡献，J-HS为数据的解释作出了重大贡献，并起草了本文或对重要知识内容进行了批判性修订。

利益冲突声明

作者声明，研究是在没有任何可被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

致谢

这项工作得到了大韩民国教育部和韩国国家研究基金会（NRF-2018S1A5A8029877）的支持。

补充材料

本文的补充材料可在以下网址找到： https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyt.2018.00460/full#supplementary-material

缩略语

DLPFC，背外侧前额叶皮层; EPI_BOLD，回波平面成像血氧水平依赖性; HBI，性行为量表; PHB，有问题的性欲行为; SAST：性成瘾筛查测试。

参考资料

卡内斯P. 走出阴影：了解性成瘾。 Hazelden Publishing（2001）。

Google Scholar

卡夫卡议员性功能紊乱：DSM-5的诊断建议。 Arch Sex Behav。 (2010) 39:377–400. doi: 10.1007/s10508-009-9574-7

抽象

介绍

材料和方法

参与者成员

任务和实验范式

统计分析

成果

讨论

参考资料

快速链接