迪安萨巴蒂内利, 玛格丽特·布拉德利, 彼得J.朗, 文森特D.科斯塔和Francesco Versace
+ 作者联盟
- 重印请求和其他通信的地址：D。Sabatinelli，邮政信箱112766，佛罗里达大学，盖恩斯维尔，佛罗里达州32611（电子邮件： [电子邮件保护])
- 提交 2月2007。
- 已接受 25 2007月。
抽象
最近的人体功能成像研究将愉快视觉刺激的处理与中脑边缘奖励结构中的活动联系起来。 无论激活是由刺激的愉悦性还是由其显着性驱动的，都没有得到解决. H我们在两项研究中发现，免费观看色情和浪漫情侣的愉快形象会促使伏隔核（NAc）和内侧前额叶皮质（mPFC）活动明显可靠地增加，同时引起（显着）令人不快的图像和中性图像，不要。 这些数据表明，在视觉感知中，人类NAc和mPFC对愉快的，有益的刺激具有特异性反应，并且不会受到令人不快的刺激的影响，尽管有很高的刺激显着性。
引言
最近的功能成像研究已经将人体奖励结构的激活（包括伏核（NAc）和内侧前额叶皮层（mPFC））与愉悦情绪刺激的感知联系起来， 通过介绍一个有趣的面孔 (Aharon等。 2001; O'Doherty等。 2003）， 一些图片 亲人 (Aron等。 2005; Bartels和Zeki 2004; 费舍尔等人。 2005), 美学艺术品 (Kawabata和Zeki 2004), 令人上瘾的药物提示 (大卫等人。 2005; Siessmeier等人。 2006），该和情色 (费雷蒂等人。 2005; 哈曼等人。 2004; 卡拉马等人。 2002）。 尽管上面引用的视觉刺激的共同性是令人愉快的效价，但是这些刺激所共有的其他特征可能与人NAc和mPFC的激活有关。
非引人注目的突出刺激，作为引起注意或引起注意的刺激，也被证明可以促进人类的腹侧纹状体活动。 (Zink等人。 2003, 2006）和动物模型（Horvitz 2000; Salamone 2005）。 在这些研究中，腹侧纹状体激活与无害且不常见的牵张器刺激相关，与中心任务无关。 因为这些显着刺激不愉快，但产生可测量的反应, 有人认为腹侧纹状体系统是非特异性的奖励. 从这个角度来看，预期显着令人愉快和令人不愉快的图片刺激会促使相当的腹侧纹状体激活。
过去的工作已经确定，具有高情绪强度的图片刺激，无论是愉快的还是令人不愉快的，不仅与更大的中枢和外周生理反应有关（布拉德利等人。 2003; Cuthbert等人。 2000; Sabatinelli等人。 2005），但也延长了观看时间，延迟了二次反应时间和兴趣评级（布拉德利等人。 1999; 看到 郎和戴维斯2006）。 尽管具有相同的感知特性（例如，颜色，亮度，空间频率; Junghöfer等。 2001; Sabatinelli等人。 2005). 因此，为了本研究的目的，我们认为令人愉快和不愉快的图片刺激被规范地评定为高情绪唤醒，比具有低情绪唤醒评级的中性图片具有更大的显着性。
据报道，人类NAc显示对不同预测值线索的分级响应，因此更大的信号变化与更可靠的奖励信号相关联 (Abler等人。 2006; Knutson等人。 2005; Preuschoff等。 2006）。 情绪刺激的额定强度与生理反应的幅度相似; 例如，给予同样的食欲或厌恶的图片，那些被评为更强烈的人会引起更强烈的生理反应（布拉德利等人。 2001a; Cuthbert等人。 1996; 郎等人。 1993; Sabatinelli等人。 2005）。 因此，可以预期被评定为更多情绪唤起的图片在NAc中引起更大的反应性。
在目前的研究中，我们研究男性和女性参与者免费观看被认为是愉快，中立和不愉快的图片。 报告了两个独立实验的结果，初步研究，以及随后的新参与者样本的复制和扩展。 解决了关于人类奖励回路反应性的三个问题。 首先，为了研究中脑边缘函数的奖励 - 非特异性（或显着性驱动）视角，我们确定不愉快的图片是否激活NAc和mPFC与愉快图片的程度相同。 我们在这次检查中包括mPFC，因为它是NAc互连的密集皮层位点 (费里等人。 2000; 罗伯茨等人。 2007）与人类奖励研究中的NAc活性相关（Knutson等人。 2003; 罗杰斯等人。 2004）。 我们还研究了NAc对等价但情绪唤起不同的图片的敏感性，以探讨该结构对抽象奖励预测因子的响应度是否为（Abler等人。 2006; Knutson等人。 2005; Preuschoff等。 2006延伸到固有的情绪唤起刺激。 最后，考虑到觉醒等级的性别差异（布拉德利等人。 2001b; Janssen等。 2003），皮肤电导（布拉德利等人。 2001b）和视觉皮层血氧水平依赖（BOLD）信号（Sabatinelli等人。 2004已经报道了对愉快和令人不快的图片刺激的反应，评估了男性和女性中NAc和mPFC反应性的可能的平行差异。
方法
参与者和刺激
佛罗里达大学的48名入门心理学学生参加了课程学分或20.00薪酬的研究。 所有志愿者在阅读了当地人类受试者审查委员会批准的研究描述后同意参加。 在进入西门子3T的钻孔之前 阿莱格拉 MR扫描仪，参与者都配备了耳塞，并进行了病人警报的挤压。 真空枕头，衬垫和明确的口头指示被用来限制头部的运动。 由于头部过度运动，四名参与者的数据不可用，最终样本中有44名参与者（21名男性）。 使用相同的研究设计进行了两个实验：在研究1中（22名男性，11名男性），参与者观看了一组24个图片刺激； 在研究2中（22名男性，10名男性），参与者观看了一组30个图片刺激（如下所述）。
参与者被要求保持固定在7-in中心的一个点上。 液晶显示屏直接安装在头部后面（25°视角），通过线圈安装的镜子（IFIS MR兼容硬件，Intermagnetics，Latham，NY）可见。 经过三次适应棋盘刺激的驯化试验后，在事件相关设计中呈现了一系列短暂的图片刺激。 在研究1中，从国际情感图片系统中选择的24灰度图像刺激描绘了八个色情夫妻，中立人和残割的样本。 色情和残割图片被选为等同于情绪唤醒的规范评级（郎等人。 2001）。 在研究2中，30图片刺激描绘了色情夫妇，浪漫情侣（穿着衣服），中性人物，牙科场景，蛇和威胁人群的五个样本。 图片系列遵循28-min图像采集期，其中进行了不相关的范例。 从研究1中使用的刺激中选择了五个色情和中性人物样本。
色情，蛇和威胁场景被选择在情绪觉醒的规范评级中相同，色情和浪漫被选择在效价的规范评级中相同，但情绪唤醒的规范评级不同，色情更大。 使用Adobe Photoshop 90匹配所有图片类别的亮度和7％质量JPEG文件大小。 每个图片都是针对3呈现的，然后是9（12组中的2）仅固定期。 图片顺序是伪随机的，允许不超过两次连续呈现刺激类别。
扫描参数
一旦参与者在钻孔内舒适，就收集了8-min三维结构体积。 处方指定160矢状切片，在1-mm视野中具有256-mm各向同性体素。 结构采集后，放置了一个功能性处方，其中包括50冠状切片（2.5 mm厚，0.5-mm间隙），覆盖了大多数参与者的整个皮层。 以3-s时间分辨率和16-ml体素大小（TR 3 s，TE 30 ms，翻转角70°，FOV 160 mm，64×64矩阵）收集图像体积。 典型的功能性图像采集参数（轴向切片〜5 mm厚）对于腹侧纹状体和腹侧前额叶活动的研究不是最佳的，因为接近鼻窦腔会导致过度的磁敏感伪影，从而导致信号丢失（Merboldt等人。 2001).
数据分析
每个参与者的功能时间序列均经过平均强度调整，线性去趋势化，以0.02 Hz高通滤波，并使用BrainVoyager QX用5毫米空间滤波器进行平滑处理（www.brainvoyager.com）。 包含头部运动（<2％）的试验被手动排除在进一步分析之外。 在转换为标准的Talairach坐标空间后，每个参与者的预处理功能活动都被注册到他或她的结构体中（Talairach和Tournoux 1988）。 随机效应分析使用最小显着性阈值为 P <0.001（t > 3.8）。
使用在组分析中揭示的聚类位置进行感兴趣区域分析。 随机效应对比图放宽到阈值 P <0.05，且1厘米3 音量位于组平均值中最可靠的信号变化的体素处。 然后在每个参与者的标准量中对该簇位置进行采样，并将该时间过程的峰值（刺激发作后6 s）导出以进行ANOVA分析，包括性别和图片类别作为因素。
成果
体积分析
研究1平均体积的随机效应ANOVA鉴定了相对于中性人物照片而言响应于色情的BOLD信号变化更大的体素的显着群集。 如图所示 图。 1，在NAc中发现了可靠的激活（A; ±10，9，-2）和mPFC（C; -5，41，5）。 对于每个图像类别，显示了这些簇中的组平均BOLD信号变化的事件相关时间过程 图。 1, B 和 D，并且表明色情图片引起的活动的选择性增加，但是在呈现中性人物或残缺图片之后没有超过基线的增加。 在残割和中性人物图片呈现的对比中未发现NAc或mPFC活性的显着差异。
研究1：色情图片处理过程中的功能活动，相对于中性人物图片。 随机效应分析显示双侧伏隔核（A; ±10，9，-2）和内侧前额叶皮质（C; -5，41，5）激活在情色期间相对于中性图片呈现更大。 与伏核相关的血氧水平依赖性（BOLD）信号变化的事件相关时间过程（NAc， B）和内侧前额叶皮质（mPFC， D）显示，与对色情图片（黄色）的反应相反，残割图片（红色）没有提示信号增加，并且与中性人物图片（蓝色）提示的活动没有差异。
与研究1数据一致，研究2平均体积的随机效应ANOVA确定了NAc中的体素群（图。 2A：±4，2，-3）和mPFC（图。 2C; -4，39，4）相对于最不引人注意的图片内容（即中性人和牙科），在色情和浪漫期间具有更大的BOLD信号变化。 显示每个图片类别的平均信号变化的事件相关时间过程 图。 2, B 和 D，表明色情和浪漫图片后活动的选择性增加，但在呈现中性人，牙齿，蛇或威胁图片后没有超过基线增加。 没有发现NAc或mPFC的重大活动，反对更多的厌恶内容（蛇，人类威胁）和不那么引人注目的图片呈现。
研究2：色情和浪漫图片处理过程中的功能活动，相对于中性人和牙科场景。 随机效应分析显示双侧伏隔核（A; ±4，2，-3）和内侧前额叶皮质（C; -4，39，4）激活在色情和浪漫期间相对于中性人和牙齿场景呈现更大。 事件相关的时间过程百分比BOLD信号变化NAc（B）和mPFC（D）显示，与对色情（黄色）和浪漫（白色）图片的反应形成对比，蛇（洋红色）和人类威胁（红色）内容没有提示信号增加，并且与中立人提示的活动没有差别（蓝色） ）和牙科场景（浅蓝色）图片。
感兴趣区域分析
在峰值BOLD信号变化的单独采样分析中，通过图像内容调查研究1 NAc活性是可靠的[F（2,40）= 32.48， P <0.001]，男女之间保持一致[内容×性别： F（2,40）= 1.93，ns]。 令人不快和中性的图片没有引起NAc的差分BOLD信号变化[F（1,20）= 1.62，ns]。 对于峰值mPFC活动，发现了类似的信号变化模式，其中信号变化由图像内容可靠地调节[F（2,40）= 28.47， P <0.001]，并且没有与性别互动[F（2,40）<1 ns]。 如在NAc中一样，令人不快和中性的图片在mPFC中引起同等的反应性[F（1,20）= 1.28，ns] 表1.
在峰值BOLD信号变化的单独采样分析中，按图片类别调查研究2 NAc活性是可靠的[F（5,100）= 6.32， P <0.001]，并且在男女中保持一致[类别×性别： F（5,100）<1 ns]。 令人不愉快的（蛇和威胁）和中性的（人和牙齿）图片未在NAc中引起差分BOLD信号变化[F（1,20）<1，ns]。 对于峰值mPFC活性，发现了类似的信号变化模式，其中信号变化可以通过图片类别可靠地调制[F（5,100）= 8.62， P <0.001]，并且没有与性别互动[F（5,100）= 1.09，ns]。 与NAc一样，令人不快和中性的图片在mPFC中引发了相同的反应性[F（1,20）<1，ns] 表2.
讨论
令人愉快的图像感知与NAc和mPFC BOLD信号的高度可靠增加有关。 这种激活不太可能是图片显着的结果，因为恐怖伤害，威胁蛇或攻击性人物的图像不会引起信号增加，初级视觉皮层的活动也不会因图片类别而异。 尽管24至30总试验的简短介绍系列，但令人愉快的图片和所有其他图片类别引起的NAc和mPFC活动之间的明显区别是明显的。 之前对几乎相同的刺激进行的研究已经发现了对厌恶图片的定向和新颖反应的强烈迹象，包括自我确定的观看时间（郎等人。 1993），皮肤电导（Bradley等，2001），以及皮质事件相关电位（Cuthbert等人。 2000; Sabatinelli等人。 2007). 因此，这些数据不支持人类腹侧纹状体反应性由显着性而不是奖励驱动的观点。 选择性激活NAc和mPFC以令人愉悦的视觉刺激（效价效应）与杏仁核中令人愉快和令人不快的视觉刺激（唤醒效应）引起的可靠BOLD信号增加形成对比（Breiter等。 1996; Garavan等。 2001; Sabatinelli等人。 2005），前扣带（布里顿等人。 2006; 布什等人。 2000）和下颞视皮层（布拉德利等人。 2003; Sabatinelli等人。 2005; Vuilleumier等。 2001) 并建议NAc和mPFC在奖励处理中的专注作用。
NAc和mPFC信号的大小没有区别，尽管图片描绘的是色情或浪漫的内容，尽管情绪觉醒的规范评级存在明显差异。 这些数据表明，在图片感知过程中，人类NAc和mPFC特异性地反应刺激的愉悦，而不是情绪唤醒。 这种对图片额定唤醒的相对不敏感性与各种外周和中枢生理测量中所见的反应模式不同，包括皮肤电导和面部肌电图（伯纳特等人。 2006; 郎等人。 1993），对惊吓眨眼反射的调制（Bradley等人，2001; Cuthbert等人。 1996），皮层晚期正电位的幅度（Cuthbert等人。 2000; Schupp等人。 2003），并在BOLD信号改变腹侧视觉皮层和杏仁核（布拉德利等人。 2003; 潘等人。 2004; Sabatinelli等人。 2005; 温斯顿等人。 2005). 应该指出的是，这里使用的令人愉快的刺激 - 色情和浪漫情侣 - 是性机会主题的变体，一个是明确的，一个是隐含的。 因此，当处理其他令人愉快（但非性）的刺激时，重新检查问题是很重要的。
在任何一个样本中，在皮质下NAc或皮质mPFC中，男性和女性之间没有明显差异。 似乎在中脑边缘奖励回路的水平上，男性和女性都接受这种令人愉快的线索。 以前在感觉皮层，外周生理和自我报告测量中看到的性别差异（Bradley等，2001; 科斯塔等人。 2003; Janssen等。 2003; 卡拉马等人。 2002; 郎等人。 1998; Sabatinelli等人。 2004并且在下游或并联回路中可能发生对情绪唤醒变化的相关敏感性。
与先前使用愉快视觉刺激的研究一致（Kawabata和Zeki 2004; O'Doherty等。 2003），在研究I和II中，在愉快的图像开始后mPFC活动的时间过程表明BOLD信号明显增加。 然而，相对于prepicture基线，中性和令人不快的图片刺激显然引起mPFC BOLD信号的减少。 事实上，在研究1中，mPFC信号变化的测试揭示了中性和令人不快的图片后信号强度的可靠降低[F（1,21）= 29.30， P <0.001]和研究2 [F（1,21）= 8.81， P <0.01]。 尽管对BOLD信号下降的性质了解不如BOLD信号上升，并且可能反映了正在进行的“默认”活动的中断（古斯纳德等人。 2001），mPFC中的这种反应模式可能是对令人愉快的图片（奖励）呈现的未满足期望的结果（Knutson等人。 2003; 罗杰斯等人。 2004; Schultz 1998），类似于条件研究中的反应，其中预测奖励无条件刺激未出现（Abler等人。 2006; Pessiglione等。 2006）。 显然，作为未满足的奖励交付的函数降低BOLD信号的可能性将需要更集中的研究设计。
总之，人NAc和mPFC相对于中性或令人不愉快的图片内容选择性地对愉快的反应。 此外，BOLD信号的幅度特别是由图片的情感价而不是唤醒来确定。 ţ帽子是，高度唤起色情图片无法区分中度唤起浪漫的图片，也没有发现不愉快的图片内容之间的差异，这表明，与成像研究中研究的许多其他神经结构不同，NAc和mPFC特别敏感对图片的愉悦和不要情绪激动。 最后，这些影响似乎是性别一般的，因为在两个实验中研究的参与者的实质样本中没有发现男女之间的差异。 总体而言，这些数据表明，人体中脑边缘奖励系统（即NAc和mPFC）的激活不会因自由观看期间视觉场景内容的显着性（唤醒，注意力捕获）而增强，而是特别是对图像愉悦性的反应。
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参考文献：
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