脑。 2002 May;125(Pt 5):1014-23.
阿诺巴1, 德斯蒙德, 标语LL, 格洛弗GH, 所罗门A, 波兰语ML, Lue TF, 阿特拉斯西南.
抽象
尽管大脑在性功能中起着核心作用，但对大脑激活与性反应之间的关系知之甚少。 在这项研究中，我们采用功能性MRI（fMRI）来检查一组年轻，健康，异性恋男性中的大脑激活与性唤起之间的关系。 每个对象都以不可预测的顺序接触到由明确的色情（E），放松（R）和运动（S）片段组成的两个视频材料序列。 使用定制的气压袖带收集阴茎勃起性的数据。 使用性刺激和非刺激性视频剪辑之间的对比进行传统的块分析，以及使用阴茎节律作为感兴趣的协变量进行回归。 在两种类型的分析中，均针对每个受试者计算对比图像，然后将这些图像用于随机效应分析。 在右锁骨下区域，包括锁骨，左尾状和壳状核，右枕骨/颞中回，双侧扣带回以及右感觉运动和运动前区域，观察到了强烈的与阴茎勃起相关的强烈激活。 在右下丘脑中观察到较小但明显的激活。 在区块分析中几乎没有发现明显的激活。 讨论结果的含义。 我们的研究证明了在功能磁共振成像环境中检查大脑激活/性反应关系的可行性，并揭示了其激活被时间锁定于性唤起的许多大脑结构。
介绍
最近的研究大大增加了我们对周围性反应的生理学的了解，尤其是在男性中。 这导致了勃起功能障碍治疗的重要进展（Lue，2000）。 然而，尽管大脑是控制性功能的“主要器官”，McKenna，1999），关于大脑激活与性反应之间的关系知之甚少。 虽然大量的动物文献提供了有关这些关系的数据，但尚不清楚这些发现可以推广到人类的程度（McKenna，1999）。 现在，无创性绘制大脑激活图谱方法的出现为我们提供了极大地增进我们对人类大脑激活与性唤起之间关系的理解的机会。
以前的PET研究调查男性的性反应（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000）报告了额叶，颞叶，扣带和皮层下的受累。 在第一个（斯托雷鲁 等，1999），八名年龄在21-25岁之间的男性在接受PET和客观评估肿胀的同时，接受了三种类型的胶卷（幽默，中性和性爱）。 研究发现，视觉性刺激与颞下皮质，右岛和右额额皮质以及左前扣带回皮质的局部脑血流量（rCBF）增加有关。 肿胀的增加与右下枕回的激活有关。 在第二项研究中，对21名年龄在39-XNUMX岁的男性和类似的视觉状况进行了研究（福到 等，2000），肿块的大小与包括锁骨，前扣带回，壳壳和尾状核在内的许多区域的rCBF升高有关。 视觉性刺激与许多区域的rCBF升高相关，包括左前扣带回，左中扣带，右额中回和右眶额皮层，锁骨，尾状核和壳状核。
功能性fMRI已被用于表征和绘制各种复杂的人类功能，例如视觉（Belliveau 等，1991; 天使 等，1994）和运动技能（Kim 等，1993; 插口 等，1994），具有许多适合检查大脑激活与性唤醒之间关系的功能。 与PET相比，fMRI：（i）无创； （ii）具有优越的空间分辨率； （iii）允许在适当的情况下专注于单个主题的发现，而不是依赖汇总数据； 最重要的是（iv）信噪比高得多，可以使大脑激活与周围反应之间具有更好的时间相关性（Moseley和Glover，1995年）。 尽管上面引用的PET研究评估了肿胀，但这些研究无法收集有关区域脑部激活变化与性唤起变化之间的直接时间关系的数据。
朴和同事（地形公园 等，2001）使用fMRI研究了大脑激活与性反应之间的关系。 这项研究使用1.5T扫描仪和血液氧合水平依赖性（对比度）（BOLD）fMRI，涉及12名性功能正常的男性（平均年龄= 23岁）和12名性腺功能减退的男性。 色情和非色情电影剪辑交替出现。 研究结果包括在以下区域中与色情段相关的5位健康受试者中的1位被激活：额叶下叶，扣带回，岛状，call体，丘脑，尾状核，苍白球和颞下叶。 使用从5（无变化）到XNUMX（最大增加）的XNUMX分制量表评估主观性唤起和主观勃起感。
本研究涉及使用3T fMRI扫描仪调查男性的大脑激活和性唤起。 我们的目标是：
（i）建立一种实验范例，研究使用功能磁共振成像技术对男性进行性唤起与大脑激活之间的关系，包括中性和视觉刺激控制段以及对肿胀的客观评估； 和
（ii）在年轻，健康，异性恋男性样本中，使用3T扫描仪出色的时间分辨率来识别其活动变化与性唤起的生理变化直接相关的大脑区域。
根据以上讨论的神经影像学研究报告的发现（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000; 地形公园 等，2001）我们期望在以下几个方面发现性唤起与激活之间的显着相关性：（i）前扣带； （ii）壳聚糖； （iii）尾状核； （iv）岛/锁骨。 此外，鉴于动物文献中有大量证据记录了下丘脑活动与性反应之间的关系（例如， 卡迈克尔 等，1994; 陈 等，1997），我们希望看到下丘脑的性反应与激活之间存在显着的相关性。
材料与方法
主题
在2000年14月至18年30月之间，有1位年龄在XNUMX至XNUMX岁之间，具有正常性功能的右撇子男性进入了研究。 通过在斯坦福大学校园内张贴的传单以及校园报纸和当地的帕洛阿尔托报纸上的广告来招募参与者。 通过电话筛选所有可能的受试者，如果他们符合条件，则接受临床心理学家（LLB）的XNUMX小时访谈，并填写了许多问卷，包括国际勃起功能指数（IIEF）（罗森 等，1997），性行为量表（SBI）（Bentler，1968），性唤起性清单（SAI）（胡恩 等，1976）和SCL-90-R（Derogatis，1983）。 详细解释了研究设计，所有受试者在接受访谈或填写调查表之前均已阅读并签署知情同意书。 根据赫尔辛基宣言获得受试者的同意。 这项研究得到了斯坦福大学医学院机构审查委员会和斯坦福大学放射科磁共振研究委员会的批准。
排除如下：（i）通过访谈和IIEF评估的勃起功能障碍史； （ii）缺乏性交经验； （iii）不会“通常”，“几乎总是”或“总是”回答有关SAI查询中带有色情视频材料的唤醒频率的问题； （iv）符合DSM‐IV的幽闭恐惧症或其他任何轴1情绪，焦虑，药物滥用或精神病性疾病的标准，并由访调员管理的SCID‐I（姓氏： 等，1996）筛选问题； （v）在SCL-90-R的一般症状指数中得分高于未受苦个体平均水平的一个标准差; （vi）使用可能影响性功能的任何精神药物，其他处方药或非处方药； （vii）在过去30天内使用娱乐性药物； （viii）使用西地那非或旨在增强性能力的任何其他药物； （ix）犯下包括骚扰，强奸和，亵的任何性犯罪的历史； （x）在功能磁共振成像条件下视力不足以观看视频材料； （xi）佩戴任何外部或内部设备，例如心脏起搏器，但不能进行fMRI手术。
一旦被纳入研究，受试者被安排进行fMRI扫描。
研究设计和刺激
向每个主题展示了两个视频，每个视频持续15分钟和3 s。 在第一个视频中，对象按以下顺序收到了交替的放松场景（R），体育亮点（S）或性唤起（E）视频片段：S，R，E，R，E，R，S，R，S ，R和E。这些片段的时间分别以秒为单位：129、60、120、30、120、30、120、33、123、30和108。在第二次扫描中，放宽了放松场景和运动的短片视频在长时间介绍性唤起视频之前和之后发生。 视频2的条件顺序为：S，R，E，R和S，每种条件下的秒数分别为123、60、543、60和117。使用了视频2中较长的色情段，因为在研究开始时，我们不知道在扫描仪环境中的较短区域中会在多大程度上引起唤醒。 对于这两次扫描，受试者使用右手的前三个手指按下三个按钮之一，以指示性兴趣，勃起或性兴趣丧失。
许多考虑因素决定了设计和特定的刺激。 给定的数据表明，在功能磁共振成像条件下，受试者脱离情绪刺激视觉材料的过程大约需要15 s（加勒特和马多克，2001年），S和E段不连续，并且至少间隔30 sR。色情段的内容涉及四种类型的性活动：后入性交，与女性处于较高位置的性交，口交和与男性性交处于上风。 电影中描述的八种不同的性行为中，这四项行为与36名男性样本中最高的阴茎肿胀相关（Koukounas及以上，1997年）。 最后，为了控制可能的预期效果，没有告知受试者节段的顺序。
该实验是由Macintosh计算机使用PsyScope（1）控制的，以启动扫描仪和盒式录像机（VCR）并从按钮框中记录受试者的回答。 录像机（Panasonic Pro AG-6300，美国新泽西州塞考克斯）被提示到视频序列的开始并置于暂停模式。 当收到晶体管-晶体管逻辑触发器时，VCR以最小的延迟（估计约为50 ms）开始。 定时的这种精确性确保了数据分析和解释的简便性。 对象通过镜子在安装在头部线圈上的背投屏幕上观看了视频。
使用特殊构造的磁共振兼容设备监测阴茎的勃起性，该设备基于使用避孕套放置在阴茎上的新生儿血压袖带（WA Baum Co.，Copiague，NY，美国）。 充气软管被延长并连接到三通，三通的一根臂连接到动脉血压传感器（4285-05，美国伊利诺伊州芝加哥的雅培实验室），另一根通过阀门连接到充气灯泡。 袖带充气至50毫米汞柱，受试者仰卧在桌子上，磁铁外。 然后关闭阀门，并断开并卸下充气球（因为其压力表中包含磁性部件）。 换能器连接到标准生物仪器放大器（ETH-250，CB Sciences Inc，美国新罕布什尔州多佛）。 该模拟信号由数据记录仪以40 Hz采样（澳大利亚新南威尔士州Castle Hill的MacLab，AD Instruments，Inc）记录。 数据记录仪分别使用放置在受试者腹部和左手中指上的扫描仪的风箱和脉搏血氧仪同时记录呼吸和心率。 数据记录器由来自扫描仪的脉冲触发，以确保生理和fMRI数据记录之间的同步。
数据采集
在3 T GE Signa磁体上使用T采集了fMRI数据2*加权梯度回波螺旋脉冲序列（格洛弗和赖，1998），并使用定制的正交“圆顶”椭圆鸟笼头线圈。 使用由受试者的牙齿压模形成并进一步矫正的咬合杆，可最大程度地减少头部运动（Friston 等，1995a）使用统计参数映射（1999软件版本）（SPM99）软件包（英国伦敦大学学院威尔科认知神经病学系）。 fMRI扫描是从25个轴向切片中获得的，参数为TR（松弛时间）= 3000 ms，TE（回波时间）= 30 ms，翻转角= 80°，单次发射，面内分辨率= 3.75 mm，厚度= 5 mm。 在2在功能扫描的同一平面上获取加权加权快速自旋回波，其参数为TR = 4000 ms，TE = 68 ms，回波列长度= 12，NEX（激发数）= 1。使用SPM2中的2参数仿射变换，将经过运动校正后的平均fMRI体积进行注册，并在空间上归一化为蒙特利尔神经研究所（MNI）脑模板（2×9×99 mm体素）（Friston 等，1995a），并使用FWHM（半高处的全宽）= 5 mm的高斯核在空间上进行平滑处理。
数据分析
使用SPM99中可用的常规线性模型方法进行统计分析（Friston 等，1995b）。 进行了两种类型的分析：（i）传统块分析（n = 14）在性刺激和非刺激性视频剪辑之间使用对比； （ii）使用扫描时段内的阴茎节律作为感兴趣的协变量进行回归分析（n = 11; 未能获得三个受试者的阴茎勃起性数据，一次是由于故障，而在两种情况下，最有可能是由于受试者对设备的放置不当或扫描过程中的打滑。
对于块分析，对于会话99和会话1协议，将SPM2的高通滤波器截止时间设置为默认值，分别为246和360 s，而对于阴茎回归分析，则将默认截止时间设置为是512秒。 对于这两种分析，都汇总了来自视频1和视频2的数据，并通过与SPM99的内置血液动力学响应函数估计进行卷积来实现时间序列的低通滤波。 对于两种类型的分析，均针对每个受试者计算对比图像。 这些图像随后用于随机效应分析（福尔摩斯和弗里斯顿，1998年），自由度（DF）等于对象数减去1（即，对于块分析而言，DF = 13，对于残基回归分析而言，DF = 10）。 多个体素比较的校正是使用 Friston 等。 （1994）。 为了控制多个比较，还考虑了大脑较小区域的激活，在报告激活时使用了两个统计标准。 适用于识别最大激活簇的第一个标准是在 P <0.05。 第二个标准不太严格，用于鉴定事先具有激活预期的结构（包括下丘脑，前扣带回，壳核和岛/锁骨），使用的是未经校正的 P 值为0.001，并且在 P <0.05。 对于这些小体积校正，使用以下尺寸（以毫米为单位）的框进行计算 Z 校正阈值 P 0.05：（i）下丘脑：10×12×10（双边）;,（ii）前扣带回：17×20×20（双边）; （iii）壳核：15×40×20（每侧）； （iv）岛/锁骨15×40×20（每侧）。 MNI坐标被转换为Talairach和Tournoux立体定位图集（Talairach和Tournoux，1988）使用以下转换（Matthew Brett， http://www.mrc‐cbu.cam.ac.uk/Imaging/mnispace.html）。 对于MNI坐标，其坐标要高于前联合-后联合（AC-PC）线（即 z 坐标≥0）：
x'= 0.9900x
y'= 0.9688y + 0.0460z
z′= –0.0485y + 0.9189z
哪里 x, y, z 参考MNI坐标和 x'， y'， z'指Talairach坐标。 对于AC-PC线以下的MNI坐标（即 z <0），则转换为：
x'= 0.9900x
y'= 0.9688y + 0.0420z
z′= –0.0485y + 0.8390z
成果
行为数据
图11显示了XNUMX位受试者的按钮按压和平均阴茎勃起率。 1 对于视频1和图。 2 对于视频2。可以看到，按下按钮表示主观性唤起（图中的按钮A）以及感知的勃起反应（按钮B）与所测得的勃起反应的上升阶段紧密相关，而按钮指示勃起失败的按钮（按钮C）出现在向下阶段，或在运动或放松视频段期间。
图。 1 视频11的1个对象的平均阴茎节律和按钮按下。按下按钮A表示性兴趣，按下按钮B表示勃起，按下按钮C表示失去兴趣。 色情，运动和放松（R）这三种不同视频条件的发作和持续时间显示在潮度曲线下方。
图。 2 视频11的2个对象的平均阴茎节律和按钮按下情况。按钮响应A，B和C如图1所示。
图中显示了受试者平均心律，呼吸和节律测量值。 3。 通过这三种测量的平均波形计算出的Pearson乘积-矩相关性得出了视频1的以下结果：（i）浑浊/呼吸： r = 0.295，（ii）心率/呼吸： r = 0.023，（iii）浑浊/浑浊： r = –0.176。 对于视频2，相关性为：（i）潮气/呼吸： r = 0.455，（ii）呼吸/呼吸： r = 0.1，（iii）浑浊/浑浊： r = 0.177。 为了检验这些相关性的统计意义， r-为每个主题计算两个度量之间的值，并将其转换为 Z 使用费舍尔得分 r 至 Z 转型。 一个样本 t然后以每个受试者一个值进行测试，以测试这些分数的平均值是否显着不同于零。 此分析表明，视频1（P <0.035）和视频2（P <0.013），其他相关性均不显着。
图。 3 视频1和2的心率，呼吸率和阴茎勃起度测量值平均超过11位受试者。 三种不同视频条件[色情，运动和放松（R）]的发作和持续时间显示在潮度曲线下方。
脑部激活
区块分析
因为体育视频片段在时间上与色情片段的间隔要比放松片段大（参见 1 和 2），并且就片段的持续时间而言，它们与色情片段的匹配程度更高，因此，区块分析着重于色情片段和运动片段之间的对比。 对于该分析观察到很少的激活。 仅在视觉区域，色情视频比运动部分引起更大的激活。 与色情视频相比，体育视频在小脑和右中颞回的后部引起更大的激活。
阴茎勃起回归分析
与块分析获得的结果相反，当使用阴茎勃起性作为回归因子时，显示出强烈的活化作用。 表中列出了该分析揭示的激活灶 1，而图。 4 说明了主要活化灶叠加在平均T上2加权和立体定位标准化的解剖图像。 如图所示。 4A和B，激活的最大和最重要的区域是右下岛/岛区域，包括锁骨。 图。 5 说明了视频1期间所有受试者的阴茎节律平均时间过程与从该区域获得的大脑激活的时间过程之间的密切对应关系。
图。 4 从11位受试者的随机效应分析中获得了与湍流相关的大脑激活。 红黄色色标表示与阴茎勃起的行为指标显着相关的区域。 这些颜色图已叠加在平均T上2加权和立体定向标准化的脑容量。 （A）SPM99表面重建，描绘了大脑右侧激活的投影。 （B）轴断面描绘了在本实验中在右岛和锁骨中观察到的最大的大脑激活。 （C）轴向剖面图，显示了左尾状/丘脑和右颞中/枕中回回的激活（BA 37/19）。 （D）轴断面描绘扣带回激活。 （E）冠状截面显示右下丘脑激活。
图。 5 阴茎勃起和右岛状皮层/锁骨的脑部激活观察到的时间波动的一致性。 大脑激活波形是通过从每个受试者中提取5mm半径内体素的平均时间序列数据而获得的 x = 41.6， y = 5.7， z = –2坐标，其中使用SPM99感兴趣的体积函数找到了最大的锁骨/胰岛激活。 使用截止频率为0.008的巴特沃思低通滤波器对每个受试者的结果波形以及该受试者的阴茎勃起度测量值进行滤波，然后对受试者进行平均。
湍流相关的激活：正相关
| 半球 | x | y | z | SPM {Z} | 声控 | 脑结构 |
| 左 | - 21.8 | 13.8 | 4.8 | 4.64 | 274 | 壳 |
| 左 | - 28.0 | 10.0 | 2.0 | 4.51 | 壳 | |
| 左 | - 20.0 | 24.0 | 6.0 | 4.33 | 尾 | |
| 左 | - 7.9 | 29.5 | 7.7 | 4.75 | 134 | GC，BA 24 |
| 左 | - 19.8 | 44.8 | 1.4 | 4.50 | 77 | GC，BA 32 |
| 左 | - 33.7 | 4.8 | 18.2 | 3.95 | 52 | 蚂蚁绝缘/锁骨 |
| 左 | - 21.8 | 21.0 | - 7.8 | 4.04 | 21 | 壳 |
| 右 | 41.6 | 5.7 | - 2.0 | 4.81 | 1494 | 岛 |
| 右 | 34.0 | 10.0 | - 4.0 | 4.13 | 子 | |
| 右 | 28.0 | - 10.0 | 18.0 | 4.13 | 子弹/绝缘 | |
| 右 | 38.0 | - 10.0 | - 4.0 | 4.12 | 子弹/绝缘 | |
| 右 | 26.0 | - 20.0 | 18.0 | 4.06 | 屏状核 | |
| 右 | 40.0 | - 8.0 | - 12.0 | 4.04 | 岛 | |
| 右 | 4.0 | 30.8 | 33.5 | 4.65 | 435 | GC，BA 32 |
| 右 | 12.0 | 20.0 | 28.0 | 4.58 | GC，BA 32 | |
| 右 | 16.0 | 34.0 | 40.0 | 4.31 | GFm，BA 8 | |
| 右 | 0.0 | 18.0 | 32.0 | 4.25 | GC，BA 32 | |
| 右 | 41.6 | 5.8 | 38.4 | 4.03 | 168 | GPrC，学士学位6 |
| 右 | 52.0 | - 4.0 | 24.0 | 3.98 | GPrC，学士学位4 | |
| 右 | 45.5 | - 65.6 | 8.8 | 4.54 | 133 | GTm / GOm，BA 37/19 |
| 右 | 5.9 | - 6.4 | - 11.5 | 3.72 | 43 | 下丘脑 |
基于11位受试者的随机效应分析，大脑激活与fMRI扫描期间进行的阴茎勃起率测量显着正相关。 没有观察到显着的负相关。 使用校正后的全脑观察到粗体激活 P 值<0.05。 使用未校正的值观察剩余的激活 P 阈值0.001和小体积校正 P <0.05。 Talairach和Tournoux的立体定位图集的坐标系用于表示 x, y 和 z 坐标。 脑区的缩写也源自此地图集。 蚂蚁=前GC =扣带回; GFm =中额回； GOm =枕中中回; GPrC =中央前回； GTm =颞中回； N Vox =簇中体素的数量（如果为空白，则该坐标为该坐标上方的第一个坐标的局部最大值或最小值，其中包含N Vox的值）； SPM {Z} =统计参数图最大值 Z 集群的得分值； 晚餐=上等。
在图XNUMX中还显示了在更严格的多重比较校正标准下仍然存在的其他大型激活。 4。 这些包括右中枕/颞中回（图。 4A和C）。 请注意，在同一位置附近，左侧的激活也略小， x, y, z 表中的坐标–45.5，–67.7、5.2 1; 左尾状和壳状（图。 4C），在扣带回两侧（图。 4D）以及右感觉运动和运动前区域（图XNUMX中观察到的淡红色激活优于岛/锁骨激活）。 4一个）。
在使用不太严格的标准观察到的较小激活中（但仍在 P <0.001），如右冠状下丘所示，在右下丘脑中观察到与该报告特别相关的一项（图。 4E）。 表中列出的其他小焦点 1 大多在左侧观察到。 这些包括前内侧前额区（在额下回中有一个小的激活），前岛/锁骨，楔骨和壳核。
讨论
我们的两个目标是：（i）开发实验范式，其中包括使用功能性磁共振成像技术评估性唤起过程中区域性大脑激活的客观测量，以了解是否有肿胀和色情视觉刺激，以及中性和视觉刺激控制段； （ii）使用功能磁共振成像的超高分辨率来识别大脑的哪些区域表现出与年轻健康的异性恋男性性唤起的生理变化相关的激活变化。
关于目标（i），要求受试者在封闭的，磁化的空间内不能移动，这不会对检查感兴趣的现象产生重大阻碍。 实验方案按计划进行，受试者在色情段期间可靠地报告了性兴趣和勃起，但在两个比较段期间没有报告。 此外，为这项研究设计的勃起监测设备被证明适用于功能磁共振成像环境，其中有充分的证据表明受试者在色情序列中会出现充血，在控制段期间不会出现充血，并且受试者自我勃起时间之间的相关性极高。以及监测设备中的汞变化。 因此，我们的研究确立了功能磁共振成像技术研究大脑激活和客观性唤醒的可行性。
关于目标（ii），我们的发现可以总结如下。 首先，在与性相关的分析中，与性刺激和反应相关的独特大脑激活的证据最强。 区块分析显示出很少的显着差异。 其次，与肿胀有关的激活的主要区域是：（i）右岛状/亚岛状区域，包括锁骨； （ii）下丘脑； （iii）尾状核； （iv）壳聚糖； （v）布罗德曼地区（BA）BA 24和BA 32； （vi）BA 37/19。
右岛/亚岛区（包括锁骨）的大量激活明显类似于男性性唤起的PET研究中报道的发现（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000）。 尽管绝缘与运动，前庭和语言功能有关（1985年奥古斯丁），它也紧邻次要的体感皮层，并且既投射到次要皮层，又从次要皮层接收投影（1996年奥古斯丁）。 来自许多研究的证据表明，绝缘体参与了内脏感觉处理，包括味觉研究（Scott（中国） 等，1991; 史密斯·斯温托斯基 等，1991）和通过球囊扩张引起的食道刺激（阿齐兹 等，1995）。 此外，证据还包括在触觉刺激后岛内rCBF增加（伯顿 等，1993）得出的结论是，绝缘体起着身体感觉处理区域的作用（有关综述，请参见 1996年奥古斯丁）。 因此，在本研究中观察到的岛突激活可能反映了体感过程和勃起识别。
此外，更多证据表明正确的岛/锁骨参与跨模式信息传递。 在一项PET研究中，研究了不同方式（即触觉和视觉）之间感觉信息传递的区域神经解剖学基础，除了使用椭球体的对照条件外，成年男性还暴露于触觉，视觉，视觉和触觉视觉条件下（哈吉卡尼和罗兰，1998年）。 与早期发现一致（ster 等，1989; 埃特林格和威尔逊，1990年），结果表明，正确的岛－锁骨区域是跨模态匹配的唯一参与者，即需要受试者在视觉上识别通过触摸感知到的物体的任务。 因此，我们和其他人的发现（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000）在观看色情视频时唤醒时的锁骨/亚岛下激活可能反映了视觉输入到想像的触觉刺激的跨模态转移。 与该假说相符的其他证据来自创伤性脑损伤患者的性唤起减少的数据，表明损伤与形成和操纵性唤起图像的困难有关（克劳和庞斯福德，1999年）以及表现出异常的体感诱发电位的患有锁骨病变的个体（莫里斯 等，1988).
肿胀过程中激活的其他区域是下丘脑和基底神经节，纹状体（即尾状核和壳状核）。 大量动物研究已将下丘脑与性反应联系起来。 证据包括表明视前内侧区域的病变损害了所有测试物种中的男性交配行为的研究（有关综述，请参见 Meisel和Sachs，1994）下丘脑室旁核的电刺激与大鼠勃起有关（陈 等，1997; 麦肯纳 等，1997）。 在人类的研究中，在性唤起过程中，男性和女性的脑室旁核垂体催产素分泌增加（卡迈克尔 等，1987, 1994).
此外，多巴胺被投射到下丘脑和纹状体分别来自下丘脑区和黑质。 多巴胺促进男性性行为的证据很多。 例如，多巴胺激动剂（如阿扑吗啡）已被证明可在勃起功能正常和受损的男性中诱发勃起（拉尔 等，1989），而降低多巴胺能活性的抗精神病药与勃起功能障碍（Marder和Meibach，1994年; 艾森贝格 等，1995）。 另一种多巴胺激动剂左旋多巴是帕金森氏病的一种药物，其本身与纹状体中多巴胺的减少80-90％有关，已证明可引起男性勃起（催眠 等，1970; 鲍尔斯 等，1971; 奥布莱恩 等，1971）。 尽管中枢神经系统中有多个多巴胺系统，但动物研究已将黑纹状体和脑下丘脑多巴胺系统与性行为相关联（船壳 等，1986; 伊顿 等，1991).
前扣带回皮层，特别是BA 24和BA 32中的激活也与肿胀有关。 已知前扣带与注意过程有关。 更具体地说，Devinsky及其同事（德文斯基 等，1995）建议BA 24和BA 32可以指导对新的环境刺激的反应。 强迫症患者有前扣带功能异常的报道（烟 等，1994），自闭症（大西 等，2000）和自闭症谱系障碍（Haznedar 等，2000），所有这些都具有重复性行为和难以转移注意力的特点。 然而，前扣带回对性反应的贡献也可能更直接。 BA 24和BA 32参与调节自主神经和内分泌功能，包括性腺和肾上腺的分泌（德文斯基 等，1995）。 对BA 24的电刺激已显示可引起猴子勃起（鲁宾逊和米什金（1968）).
在右中颞枕中央回中也观察到勃起过程中的激活（BA 37/19）。 大量证据表明视觉处理是该领域的主要功能。 在一项针对新颖和熟悉的单词和面部刺激的PET研究中，在新颖和熟悉的面部条件下，在第37和19区报告了明显的右半球激活，但在两种单词条件下均没有（Kim 等，1999）。 其他数据表明，BA 37/19可能特别参与处理新型视觉刺激。 在一项功能磁共振成像研究中，使用重复的脸部，未重复的新奇脸部，无意义的打乱脸部和空白屏幕比较了脸部感知和记忆，区域37和19在新奇脸部条件下被显着激活，而在比较条件下则未被激活（克拉克 等，1998）。 与面部处理类似，我们参与者的视觉焦点可能涉及相当多的特征抽象。
与最近关于性唤起的PET研究不同（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000），对数据进行块分析后发现激活相对较少。 实验设计上的差异可以解释这种差异。 首先，与我们的研究相比，后者的研究在色情和非色情条件之间纳入了更长的时间间隔（即15分钟对30-60 s）。 其次，与PET研究中的幽默条件相比，我们研究中的运动比较条件可能是更有效的对照。 尽管存在一些重叠的区域，但总体上，与一项已发表的有关男性唤醒功能的fMRI研究（地形公园 等，2001）。 这可能归因于Park及其同事在这项研究中缺乏客观的肿胀测量方法（地形公园 等，2001），以及没有非中性的视觉部分（例如运动）来控制总体唤醒。
应当注意的是，对呼吸控制的神经影像学研究已经发现，在对进行呼吸困难诱导的人类进行的研究中，岛状，下丘脑和上肢活动被激活（布兰南 等，2001; Liotti 等，2001; 帕森斯 等，2001）。 我们在鼻息肉和呼吸之间观察到的适度但显着的相关性（视频0.295为1，视频0.45为2）引入了以下可能性：在我们的研究中观察到的大脑激活与性反应之间的某些关系可能与呼吸有关。 但是，鉴于与性反应相关的脑功能的复杂性和数据的相关性，我们无法确定哪些激活是主要或特定的性行为，并且与其他自主功能有关。
尽管我们无法得出有关脑与行为关系的因果结论，但激活区域的确提供了关于大脑哪些区域受到损害可能会导致性功能发生变化的假设。 对脑损伤患者进行此类研究的进一步研究可能会进一步揭示激活区在性唤起中的确切作用。 此外，作为性反应介质的激素影响（例如睾丸激素）的潜在作用超出了本研究的范围，但也可能对激活起重要作用。
本研究专门调查了年轻健康男性性唤起的神经相关性。 对于未来的研究，最重要的兴趣是这些激活如何随年龄变化，以及男性和女性大脑的激活可能如何不同。 关于这种差异，最近对1.5名女性进行的XNUMX T fMRI研究报告了丘脑，杏仁核，颞叶前皮质，梭状回，下额额回和颞后部区域的激活位点（MARAVILLA 等，2000）。 这些激活与本研究中观察到的大的岛/亚岛，扣带回和基底神经节激活不重叠。 需要进一步的研究来确定这种差异是否反映了性唤起相关的大脑激活中的性别或范式差异。
确认
这项研究得到了TAP Holdings，Inc.的资助。
参考资料
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右岛/亚岛区（包括锁骨）的大量激活明显类似于男性性唤起的PET研究中报道的发现（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000）。 尽管绝缘与运动，前庭和语言功能有关（1985年奥古斯丁），它也紧邻次要的体感皮层，并且既投射到次要皮层，又从次要皮层接收投影（1996年奥古斯丁）。 来自许多研究的证据表明，绝缘体参与了内脏感觉处理，包括味觉研究（Scott（中国） 等，1991; 史密斯·斯温托斯基 等，1991）和通过球囊扩张引起的食道刺激（阿齐兹 等，1995）。 此外，证据还包括在触觉刺激后岛内rCBF增加（伯顿 等，1993）得出的结论是，绝缘体起着身体感觉处理区域的作用（有关综述，请参见 1996年奥古斯丁）。 因此，在本研究中观察到的岛突激活可能反映了体感过程和勃起识别。
此外，更多证据表明正确的岛/锁骨参与跨模式信息传递。 在一项PET研究中，研究了不同方式（即触觉和视觉）之间感觉信息传递的区域神经解剖学基础，除了使用椭球体的对照条件外，成年男性还暴露于触觉，视觉，视觉和触觉视觉条件下（哈吉卡尼和罗兰，1998年）。 与早期发现一致（ster 等，1989; 埃特林格和威尔逊，1990年），结果表明，正确的岛－锁骨区域是跨模态匹配的唯一参与者，即需要受试者在视觉上识别通过触摸感知到的物体的任务。 因此，我们和其他人的发现（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000）在观看色情视频时唤醒时的锁骨/亚岛下激活可能反映了视觉输入到想像的触觉刺激的跨模态转移。 与该假说相符的其他证据来自创伤性脑损伤患者的性唤起减少的数据，表明损伤与形成和操纵性唤起图像的困难有关（克劳和庞斯福德，1999年）以及表现出异常的体感诱发电位的患有锁骨病变的个体（莫里斯 等，1988).
肿胀过程中激活的其他区域是下丘脑和基底神经节，纹状体（即尾状核和壳状核）。 大量动物研究已将下丘脑与性反应联系起来。 证据包括表明视前内侧区域的病变损害了所有测试物种中的男性交配行为的研究（有关综述，请参见 Meisel和Sachs，1994）下丘脑室旁核的电刺激与大鼠勃起有关（陈 等，1997; 麦肯纳 等，1997）。 在人类的研究中，在性唤起过程中，男性和女性的脑室旁核垂体催产素分泌增加（卡迈克尔 等，1987, 1994).
此外，多巴胺被投射到下丘脑和纹状体分别来自下丘脑区和黑质。 多巴胺促进男性性行为的证据很多。 例如，多巴胺激动剂（如阿扑吗啡）已被证明可在勃起功能正常和受损的男性中诱发勃起（拉尔 等，1989），而降低多巴胺能活性的抗精神病药与勃起功能障碍（Marder和Meibach，1994年; 艾森贝格 等，1995）。 另一种多巴胺激动剂左旋多巴是帕金森氏病的一种药物，其本身与纹状体中多巴胺的减少80-90％有关，已证明可引起男性勃起（催眠 等，1970; 鲍尔斯 等，1971; 奥布莱恩 等，1971）。 尽管中枢神经系统中有多个多巴胺系统，但动物研究已将黑纹状体和脑下丘脑多巴胺系统与性行为相关联（船壳 等，1986; 伊顿 等，1991).
前扣带回皮层，特别是BA 24和BA 32中的激活也与肿胀有关。 已知前扣带与注意过程有关。 更具体地说，Devinsky及其同事（德文斯基 等，1995）建议BA 24和BA 32可以指导对新的环境刺激的反应。 强迫症患者有前扣带功能异常的报道（烟 等，1994），自闭症（大西 等，2000）和自闭症谱系障碍（Haznedar 等，2000），所有这些都具有重复性行为和难以转移注意力的特点。 然而，前扣带回对性反应的贡献也可能更直接。 BA 24和BA 32参与调节自主神经和内分泌功能，包括性腺和肾上腺的分泌（德文斯基 等，1995）。 对BA 24的电刺激已显示可引起猴子勃起（鲁宾逊和米什金（1968）).
在右中颞枕中央回中也观察到勃起过程中的激活（BA 37/19）。 大量证据表明视觉处理是该领域的主要功能。 在一项针对新颖和熟悉的单词和面部刺激的PET研究中，在新颖和熟悉的面部条件下，在第37和19区报告了明显的右半球激活，但在两种单词条件下均没有（Kim 等，1999）。 其他数据表明，BA 37/19可能特别参与处理新型视觉刺激。 在一项功能磁共振成像研究中，使用重复的脸部，未重复的新奇脸部，无意义的打乱脸部和空白屏幕比较了脸部感知和记忆，区域37和19在新奇脸部条件下被显着激活，而在比较条件下则未被激活（克拉克 等，1998）。 与面部处理类似，我们参与者的视觉焦点可能涉及相当多的特征抽象。
与最近关于性唤起的PET研究不同（斯托雷鲁 等，1999; 福到 等，2000），对数据进行块分析后发现激活相对较少。 实验设计上的差异可以解释这种差异。 首先，与我们的研究相比，后者的研究在色情和非色情条件之间纳入了更长的时间间隔（即15分钟对30-60 s）。 其次，与PET研究中的幽默条件相比，我们研究中的运动比较条件可能是更有效的对照。 尽管存在一些重叠的区域，但总体上，与一项已发表的有关男性唤醒功能的fMRI研究（地形公园 等，2001）。 这可能归因于Park及其同事在这项研究中缺乏客观的肿胀测量方法（地形公园 等，2001），以及没有非中性的视觉部分（例如运动）来控制总体唤醒。
应当注意的是，对呼吸控制的神经影像学研究已经发现，在对进行呼吸困难诱导的人类进行的研究中，岛状，下丘脑和上肢活动被激活（布兰南 等，2001; Liotti 等，2001; 帕森斯 等，2001）。 我们在鼻息肉和呼吸之间观察到的适度但显着的相关性（视频0.295为1，视频0.45为2）引入了以下可能性：在我们的研究中观察到的大脑激活与性反应之间的某些关系可能与呼吸有关。 但是，鉴于与性反应相关的脑功能的复杂性和数据的相关性，我们无法确定哪些激活是主要或特定的性行为，并且与其他自主功能有关。
尽管我们无法得出有关脑与行为关系的因果结论，但激活区域的确提供了关于大脑哪些区域受到损害可能会导致性功能发生变化的假设。 对脑损伤患者进行此类研究的进一步研究可能会进一步揭示激活区在性唤起中的确切作用。 此外，作为性反应介质的激素影响（例如睾丸激素）的潜在作用超出了本研究的范围，但也可能对激活起重要作用。
本研究专门调查了年轻健康男性性唤起的神经相关性。 对于未来的研究，最重要的兴趣是这些激活如何随年龄变化，以及男性和女性大脑的激活可能如何不同。 关于这种差异，最近对1.5名女性进行的XNUMX T fMRI研究报告了丘脑，杏仁核，颞叶前皮质，梭状回，下额额回和颞后部区域的激活位点（MARAVILLA 等，2000）。 这些激活与本研究中观察到的大的岛/亚岛，扣带回和基底神经节激活不重叠。 需要进一步的研究来确定这种差异是否反映了性唤起相关的大脑激活中的性别或范式差异。
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