Inligting

Wat beteken orbitaal in orbitale frontale korteks?

Wat beteken orbitaal in orbitale frontale korteks?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Orbitale frontale korteks is waar besluite geneem word.

Wat beteken die woord orbitaal daar?

Ek het in Wikipedia rondgekyk en dit nooit gevind nie.


Orbitofrontale korteks: die gebied van die serebrale korteks aan die voet van die frontale lobbe bokant die wentelbane (of oogkaste), veral betrokke by sosiale en emosionele gedrag.


Die beenkomponent van die anatomiese baansterk teks (in leke terme die oogkas) is die gebied begrens deur die sigomatiese, frontale, maxilla, sphenoid, palatine, lacrimale en etmoïde bene.

Die gebruik van die woord wentelbaan (rooi) in orbitofrontale korteks verwys na die posisie van hierdie deel van die frontale korteks (groen) wese direk agter die baan:


Vinnige soektog op etymonline vir Orbital:

orbitaal (adj.):

1540's met verwysing na oogkaste;

1839 met verwysing na hemelliggame;

uit die baan

(n.) + -al (1).

My beste raaiskoot is dat dit verband hou met oë.


Die funksies van die orbitofrontale korteks

Die orbitofrontale korteks bevat die sekondêre smaakkorteks, waarin die beloningswaarde van smaak verteenwoordig word. Dit bevat ook die sekondêre en tersiêre olfaktoriese kortikale gebiede, waarin inligting oor die identiteit en ook oor die beloningswaarde van reuke verteenwoordig word. Die orbitofrontale korteks ontvang ook inligting oor die sig van voorwerpe van die temporale lob kortikale visuele areas, en neurone daarin leer en keer die visuele stimulus waarop hulle reageer wanneer die assosiasie van die visuele stimulus met 'n primêre versterkende stimulus (soos smaak) is omgekeer. Dit is 'n voorbeeld van stimulus-versterking assosiasie leer, en is 'n tipe stimulus-stimulus assosiasie leer. Meer algemeen kan die stimulus 'n visuele of reukprikkel wees, en die primêre (ongeleerde) positiewe of negatiewe versterker 'n smaak of aanraking. 'N Somatosensoriese inset word geopenbaar deur neurone wat reageer op die tekstuur van voedsel in die mond, insluitend 'n bevolking wat reageer op die vetgevoel in die mond. In komplimentêre neuro -beeldstudies by mense word gevind dat gebiede van die orbitofrontale korteks geaktiveer word deur aangename aanraking, deur pynlike aanraking, deur smaak, deur reuk en deur meer abstrakte versterkers soos wen of geld verloor. Skade aan die orbitofrontale korteks kan die leer en omkering van stimulusversterkingsassosiasies benadeel, en dus die regstelling van gedragsreaksies as dit nie meer toepaslik is nie, omdat vorige versterkingskonflikhede verander. Die inligting wat die orbitofrontale korteks bereik vir hierdie funksies, bevat inligting oor gesigte, en skade aan die orbitofrontale korteks kan die identifikasie van gesig (en stem) uitdruk. Hierdie bewyse toon dus aan dat die orbitofrontale korteks betrokke is by die dekodering en voorstelling van 'n paar primêre versterkers, soos smaak en aanraking by leer en omkeer van assosiasies van visuele en ander stimuli na hierdie primêre versterkers en om beloningsverwante en strafverwante gedrag te beheer en reg te stel, en dus in emosie. Die benadering wat hier beskryf word, is daarop gemik om 'n fundamentele begrip te verskaf van hoe die orbitofrontale korteks werklik funksioneer, en dus in hoe dit betrokke is by motiveringsgedrag soos voeding en drink, by emosionele gedrag en by sosiale gedrag.


Wat is die orbitofrontale korteks? (met foto's)

Die orbitofrontale korteks is die kleinste deel van die frontale lob in die brein. Hierdie gebied van die prefrontale korteks, wat direk binne die oë van die kraniale holte geleë is, is betrokke by 'n groot deel van die besluitnemingsproses. Deel van hierdie breinstruktuur speel 'n rol in die skepping van aangename of onaangename sensasies wat deur baie geure en reuke opgeroep word. Tydens toetse wat breinaktiwiteit meet, word dit as baie aktief beskou tydens take wat nuwe inligting insluit.

Verskillende dele van die orbitofrontale korteks beheer verskeie aspekte van leer en gedrag. Die mediale deel, of middel van hierdie breinstruktuur, help die brein om die beloningsaspek van gedragsversterking te verwerk. Sy- of sygedeeltes daarvan help die brein om die strafwaarde van dade te verwerk. Interaksies tussen die vergoedings- en strafverwerkers in die orbitofrontale korteks is 'n belangrike faktor in die vermoë van 'n persoon om uit foute te leer en vernietigende gedragspatrone te verander.

Binne die orbitofrontale korteks kombineer die emosies en die denkproses die daaglikse besluite wat 'n persoon neem. Skade wat veroorsaak word deur 'n besering of deur die groei van 'n letsel daarin kan veranderinge in die gedrag van 'n persoon veroorsaak. Gedragspatrone kan verander as gevolg van die beduidende impak wat die korteks op die waardasie van aksies, voorwerpe of mense het. Die orbitofrontale korteks is ook betrokke by baie van die breinprosesse wat in die gedagtes van mense met verslawing bestaan, insluitend die drang na die ongesonde stof of aktiwiteit.

Histories behels die behandeling van persoonlikheidsversteurings en psigose die chirurgiese uitsny van gedeeltes van die orbitofrontale korteks. Die prosedure, 'n frontale lobotomie genoem, is gebruik toe ander behandelingsmetodes misluk het. Mense wat 'n frontale lobotomie ondergaan het, het dikwels na die operasie emosioneel plat gevoel, maar die post-chirurgiese afwesigheid van ontwrigtende gedragspatrone en 'n afname in die simptome van psigose bevestig dikwels die indringende breinoperasie.

'N Ander deel van die orbitofrontale korteks speel 'n rol in die vorming van voedselvoorkeure. Die smaak van kos kan 'n aangename reaksie of 'n onaangename sensasie veroorsaak wat in die korteks ontstaan. Selfs sensoriese inligting wat verband hou met die tekstuur van 'n voedsel word daardeur oorgedra. 'N Besluit om dieselfde kos weer te gebruik, is 'n voorbeeld van die integrasie van sensoriese inligting in die denkproses deur hierdie breinstruktuur.

Die toets wat deur wetenskaplikes gebruik word om die aktiwiteit in die orbitofrontale korteks te meet, word 'n funksionele magnetiese resonansbeelding (fMRI)-skandering genoem. Dit meet die veranderinge in bloedvloei binne die brein deur verskillende tipes aktiwiteite. Tydens 'n tydperk van verhoogde stimulasie toon die fMRI-beelde dat bloedvloei in die prefrontale korteks versterk word.


M.ateriale en metodes

Deelnemers

Vier-en-dertig psigiatries en neurologies gesonde deelnemers (21 vroue bedoel gemiddelde ouderdom, 32,3 jaar SD, 14,5 jaar) is aan 'n MRI-skanderingsessie onderwerp nadat hulle hul ingeligte toestemming gegee het. Die skanderingprotokol het twee rustoestandskanderings van ongeveer 6.5 min met identiese skanderingsparameters en instruksies ingesluit, ongeveer 10 min in tyd geskei. Deelnemers het die opdrag gekry om aan die kruis in die middel van die skerm vas te hou, hul oë oop te hou en te onthou dat hulle doelbewus betrokke was by spesifieke geestelike take of tydens die skandering aan die slaap geraak het.

FMRI verkryging

Die skandering is uitgevoer op 'n Siemens MAGNETOM Allegra 3T MRI-hoofskandeerder. Kopbeweging is beperk deur die gebruik van skuimvulling. Vir elke deelnemer is 153 T2*-gewigte gradient echo planar beelde (EPI) met 41 snye verkry (behalwe vir 6 deelnemers vir wie 203 beelde beskikbaar was). EPI kan aansienlike verlies van BOLD-sensitiwiteit en geometriese vervormings ly as gevolg van magnetiese veld-inhomogeniteit naby lugweefsel-koppelvlakke. Om MRI -seinverlies te verminder en die ware ruimtelike seinposisies in die OFC te herstel, het ons: (a) 'n geoptimaliseerde eggo tyd gebruik, (b) die skywe gekantel (

30 ° hoek), en (c) 'n veldkaart genereer om sensitiwiteitsverwante seinverskuiwings vanlyn af te skakel. Beeldparameters vir die rustoestandvolgorde was soos volg: TR, 2500 ms TE, 25 ms draaihoek, 90 ° matriksgrootte, 128 × 96 en FOV, 256 mm afstandsfaktor, 20% wat 'n voxelgrootte van 2 × 2 tot gevolg het × 3 mm. Die gradiënt eggo-beeld wat gebruik is om die veldkaart te genereer, het dieselfde rooster- en snyoriëntasie as die funksionele beelde gehad (TR 704 ms TE 5.11, 7.57 ms fliphoek 60°). Om die lokalisering van funksionele data moontlik te maak, is 'n T1-geweegde beeld met 'n hoë resolusie verkry met die volgende parameters: TR 2250 ms TE 2,6 ms kantelhoek 9 ° FOV 256 mm snydikte 1 mm matriksgrootte 256 × 256 aantal snye 192 voxel grootte 1 × 1 × 1 mm.

FMRI-voorverwerking

Voorverwerking van fMRI -data is uitgevoer met behulp van die SPM 5 -sagteware (Welcome Trust Center for Neuroimaging, Londen, VK). Die funksionele data is aan die volgende voorverwerking onderwerp: snytydkorreksie, ruimtelike regstelling deur gebruik te maak van die veldkaart, herbelyning, ko-registrasie met die anatomiese skandering, normalisering na die Montreal Neurological Institute (MNI) sjabloon (ICBM-152), hersny na 3 mm isotrope voxels, en glad met 'n 6 mm volle breedte half maksimum (FWHM) Gaussiaanse pit. Die T1-geweegde beelde is verdeel in grysstof-, witstof- en serebrospinale vloeistofweefselkaarte, en hierdie kaarte is later in die ontledings gebruik. Verder het ons nie-neuronale bydraes van die BOLD-sein verwyder deur die volgende hinderlike veranderlikes terug te trek: die ses volume-heraanpassingsparameters, die gemiddelde tydreekse in witstof en CSF-vokale, die sessiespesifieke gemiddelde en die intrinsieke outokorrelasies. Die globale breinsignaal of gemiddelde grysstofsein is nie as 'n regressor ingesluit nie. Laastens is die oorblywende volumes van die meervoudige regressie deur die Fourier -bandpas gefiltreer (0,01-0,1 Hz).

Daar is getoon dat kopbewegings die langafstand- en oorskat-kortafstand-FC-konneksie aansienlik onderskat, selfs nadat die bewegingsmaatreëls van volume na volume teruggeskakel is (Power et al. 2012 van Dijk et al. 2012). Om hierdie vooroordeel verder te verminder, het ons die volgende benadering gevolg: (1) ons het skanderings geïdentifiseer waartydens die raamverskuiwing 0,4 mm [13,3% van die voxelgrootte oorskry, dws translasie in die z-rigting of rotasie in die x rigting wat ooreenstem met 0.4 mm z-verplasing van frontopolêre voksels, met die veronderstelling van 'n x-rotasiepunt 88 mm vanaf die frontale pool Talairach en Tournoux (1988)], (2) het ons die geïdentifiseerde volumes uitgesluit saam met die 1-terug en 2-vorentoe volumes [om spin geskiedenis aannames se oortredings wat veroorsaak word deur beweging te vermy Power et al. 2012)], en (3) het ons deelnemers uitgesluit vir wie minder as 120 volumes [d.i. 5 min van Dijk et al. 2010)] van die res -data het oorgebly na die regstelling (gemiddelde duur, 6,4 min SD, 0,8 min).

OMPFC intrinsieke FC-gebaseerde pakkasie

Die pakketsontleding is vir elke deelnemer en elke halfrond afsonderlik uitgevoer. Vir elke deelnemer het die voxels wat vir parcellasie gekies is, al die voxels bevat wat beide binne die genormaliseerde grysstofmasker van die persoon (digtheid & gt 0.5) en 'n liberale OMPFC ROI -masker (linker- of regterhemisfeer) val. Die pakkingsmasker het dus tussen die deelnemers verskil om anatomiese variasie te akkommodeer en om besmetting van die analise te voorkom met nie-kortikale vokale. Die liberale ROI-masker is saamgestel uit die Automated Anatomical Labeling (AAL)-kaart in MNI-ruimte (WFU PickAtlas Maldjian et al. 2003 Rollset al. 2015 Tzourio-Mazoyer et al. 2002). Dit het AAL-streke aan die linkerkant met die volgende etikette bestaan: "frontale superior orbitaal", "frontale middelorbitaal", "frontale inferior orbitaal", "frontale mediale orbitaal", "rectus", "cingulum anterior" en "frontale superior mediaal". ”. Uit die gebied met die naam "frontale superior medial", is slegs 'n deel ingesluit wat dorsaal strek totdat die horisontale grens gedefinieer is deur die anterior cingulêre AAL -etiket (met die hand geteken met behulp van MRIcron Rorden en Brett 2000). Die ROI-masker is ruimtelik uitgebrei om dekking van grysstof by alle deelnemers te verseker en om ook dele van areas wat aan boord van die orbitale en mediale areas van belang is, te bedek. Laasgenoemde laat die empiriese omskrywing van die volle omvang van belangstellingsgebiede aan die grens van die masker toe. Die uitbreiding van die masker bestaan ​​uit 'n tweemaal herhaalde 10 mm FWHM Gauss-gladstryking, gevolg deur 'n hoë-deur drempelwaarde by 0,2 digtheid.

Vir die voxels wat vir parcellasie gekies is, is 'n voxel-vir-voxel-korrelasiematriks saamgestel deur die Pearson-korrelasie te bereken tussen hul skoongemaakte tydsverloop gemeet tydens die eerste rustoestand-skandering. 'n Hoogdeurlaat absolute gewigsdrempel is op die korrelasiematriks toegepas om die swak, minder beduidende skakels wat heel waarskynlik valse verbindings verteenwoordig, uit te skakel (Rubinov en Sporns 2010). Omdat modulariteit omgekeerd verwant is aan grafiekdigtheid (Goulas et al. 2012) en aangesien ons doel was om die maksimum modulariteitsoplossing vir die groepering van die voxels in modules te verkry, het ons gesoek na die laagste verbindingsdigtheid wat steeds 'n gekoppelde grafiek opgelewer het. Die verbindingsdigthede wat ondersoek is, was: 0,25, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 en 4,0%.

Om 'n drempel -korrelasiematriks in diskrete modules te verdeel, gebruik ons ​​die Louvain -module -opsporingsalgoritme [Blondel et al. 2008 Brain Connectivity Toolbox (Rubinov and Sporns 2010)], een van die algoritmes wat die beste presteer vir die vinnige en doeltreffende opsporing van modules in uitgebreide netwerke (Lancichinetti en Fortunato 2009). Die modulariteitstatistiek kwantifiseer hoe goed 'n netwerk in groepe nodusse (voxels) onderverdeel kan word met 'n hoër as toevallige konneksie tussen hulle (Girvan en Newman 2002 Newman 2006). Toegepas op breinnetwerke, kan dit gebruik word om neurobiologiese betekenisvolle funksionele eenhede af te baken (bv. Goulas et al. 2012 Meunier et al. 2009 Rubinov en Sporns 2010). Modulariteit word soos volg gedefinieer:

waar e ek is die hoeveelheid rande (verbindings) wat nodes (voxels) in die module verbind ek, d ek is die totale hoeveelheid rande van die module ek nodusse (d.w.s. graad van module ek), en m is die totale aantal rande in die grafiek (dit wil sê netwerkgraad). Groot V waardes dui die teenwoordigheid van gemeenskapstruktuur binne die grafiek aan. Om te kompenseer vir die stogastiese aard van die algoritme, is elke parsellasie -analise van individuele data op 'n bepaalde drempel 50 keer herhaal en die oplossing met die hoogste V waarde is gekies as die finale oplossing (Sporns et al. 2007). Die parsellasieprosedure lei tot die unieke klassifikasie van elke voxel in die OMPFC in een van die modules in die oplossing.

Om die statistiese betekenis van die waargenome modulariteitstruktuur te toets, vergelyk ons ​​die verkrygde V waarde met die V waarde van nulmodelle wat uit die individuele datastelle bereken is. Zalesky et al. (2012) het onlangs die aandag daarop gevestig dat waarnemings van breinnetwerke wat korrelasie as 'n maatstaf van konnektiwiteit gebruik, inherent meer gegroepeer is as ewekansige netwerke. Om hierdie rede moet hulle gelyk gestel word aan nulnetwerke wat die oorganklike struktuur van korrelasienetwerke behou. Ons het sulke nulnetwerke geskep deur die Hirschberger–Qi–Steuer-algoritme (vir algoritme en besonderhede sien Zalesky et al. 2012) op die individuele korrelasiematrikse toe te pas. Hierdie algoritme genereer ewekansige null -kovariansiematrikse met verspreidingseienskappe wat ooreenstem met die waargenome matrikse. Die gevolglike nul -kovariansiematrikse is toegepas om by die digtheid van die oorspronklike matrikse te pas.

Groepsgewys groepering

Modules wat verkry is uit die versameling van individuele datastelle is saamgevoeg om hul individuele oortredende gemeenskappe vas te lê. Omdat individuele parsellasies in voxelruimte verskil het (binne elke deelnemer het die parsellasie binne sy/haar unieke grysstofkaart plaasgevind) en verskillende aantal modules gehad het, is die groepering gebaseer op die ruimtelike nabyheid van die modules se massamiddelpunt (COM), binne die Euklidiese koördinate van die MNI -ruimte. Ruimtelike nabyheid is gedefinieer as die omgekeerde van die Euklidiese afstand tussen die COM van modules uit twee verskillende pakkies. Die integrasie het iteratief gevorder. By elke herhaling is eers 'n kostematriks bereken om elke pakkie met elke ander pakkie te pas. Die bypassende koste vir 'n paar pakkies was die som van die afstande tussen hul toegewysde modules. Module-toewysing tussen pare parsellasies was gebaseer op die minimalisering van die bypassende koste deur gebruik te maak van die gewysigde Hongaarse opdragalgoritme (Munkres 1957 Cao 2008). In die tweede stap is die parselle met die laagste bypassende koste saamgevoeg deur geweegde gemiddelde (vir besonderhede, sien Aanvullende Inligting, afdeling “Metodes”, punt 1), een na die ander, en dan uit die kostematriks uitgeskakel. Die saamgevoegde parsellasies het die volgende iterasievlak betree en die prosedure is herhaal totdat 'n finale stel COM's verkry is. Elke finale COM verteenwoordig 'n groep modules van individuele pakkies wat saamgevoeg is in hierdie algemene COM. Let daarop dat nie alle deelnemers in elke finale groep verteenwoordig sal word nie, as gevolg van verskillende aantal modules per deelnemer/parsellasie.

Herhaalbaarheid van intrinsieke FC-parsellasie

Om die herhaalbaarheid van die afleidingsresultate te ondersoek, het ons 'n tweede, onafhanklike rustoestand-skandering vir elke deelnemer tydens dieselfde sessie ontleed. Die konsekwentheid van die deelnemer van die modules wat in die twee datastelle verkry is, is eers vergelyk met die maksimum moontlike konsekwentheid en tweedens na toevallige konsekwentheid. Hierdie maksimum moontlike konsekwentheid is minder as 100% as gevolg van die stogastiese aard van die modulariteitsbespeuringsalgoritme wat gebruik word. Die maksimum repliseerbaarheid is beraam deur dieselfde datastelle twee keer te her-analiseer. Om te toets of die waargeneemde konsekwentheid die kansvlak oorskry, is dit vergelyk met die herhaalbaarheid tussen nulmodelle, waarin 'n bypassende aantal modules suiwer lukraak geplaas word. Hierdie modelle implementeer die nulhipotese dat die ruimtelike ligging van die modules nie afhanklik is van inligting in die konnektiwiteitsmatriks nie. Die skeppingsbesonderhede van hierdie nulmodelle word beskryf in Aanvullende inligting (“Metodes”, punt 2).

Die maatstawwe wat gebruik is om parsellasie-ooreenkoms te vergelyk, was die Dice-ooreenkomskoëffisiënt (Crum et al. 2006) en genormaliseerde wedersydse inligting. Beide metings sal ongeveer 0,5 wees vir pakkies wat heeltemal nie ooreenstem nie en 1,0 vir pakkies wat perfek oorvleuel. Die genormaliseerde wedersydse inligting het die voordeel bo die Dice -ooreenkomskoëffisiënt dat dit nie 'n toewysing van modules tussen die pakkies voor kwantifisering vereis nie, wat ekstra ruimte vir foute inhou. Die aangepaste Hongaarse toewysingsalgoritme (Munkres 1957 Cao 2008) is gebruik vir module -opdragte.

Herhaalbaarheid is verder ondersoek deur na die modulegrense te kyk. 'N Grens in 'n parcellasie is in volume-ruimte gedefinieer as 'n verskil tussen die middelpunt-omringing, met die middel as 'n enkele identifikasienommer van die voxel, en die omringing van die voxel bestaan ​​uit die gemiddelde waarde van een van die ses voxels wat dit aan elk van sy kante raak.Voxels buite die parsellasie pleister is nie oorweeg nie (d.w.s. omring < ses voxels) om te verhoed dat voxels op die rand van die parsellasie pleister as grensvoksels getel word. Vir elke parsellasiepaar is die konsekwentheid van grensvoksels gekwantifiseer deur die aantal voxels wat as grensvoksels in beide parsellasies geïdentifiseer is relatief tot die aantal grensvoksels in elke parsellasie, uitgedruk as 'n Dobbelsteenkoëffisiënt.

Die repliseerbaarheid van grense is ook op groepvlak beoordeel deur die voorkoms van voxels as grensvokels tussen deelnemers te tel. Dit vereis opsomming tussen deelnemers aan voxelruimte, wat slegs 'n growwe benadering van grensko-lokalisering kan oplewer. Om die ko-lokalisering te verbeter, is konsekwente grensbeelde per deelnemer en die soortgelyke beelde afkomstig van die ewekansige module-modelle gladgemaak met 'n 6 mm FWHM Gaussiaanse pit. ’n Voxel-gewys t-toets van die waargenome som van ko-gelokaliseerde grense teen die ko-lokalisering van grense in die ewekansige modelle is uitgevoer en verskille geëvalueer op die alfa-vlak van 0.05, FDR-vlak korreksie vir meervoudige vergelyking (Genovese et al. 2002).

Uiteindelik is groepsgewys repliseerbaarheid ook geëvalueer uit 'n visuele vergelyking van verskillende groepsgewyse afleidingsresultate. Eerstens is die groep-geïntegreerde parcellasie van die linkerhemisfeer vergelyk met dié van die regterhemisfeer. Daarom is die konnektiwiteit-gebaseerde parsellasie en groepsgewyse groepering hierbo beskryf ook toegepas op die regte OMPFC van dieselfde rustoestand-lopie. Boonop het ons die herhaalbaarheid van die linkerhemisfeer oor lopies getoets deur die groepsgewyse groepering ook toe te pas op die afleidingsresultate van die linker OMPFC van die tweede rustoestand in die skanderingsessie. Ons het die ooreenkoms van die groepsgewyse groeperingsresultaat tussen elke hemisfeer en hardloop vergelyk deur hul ruimtelike omvang te teken om visuele inspeksie van hul ooreenstemming met ons hoofresultate moontlik te maak.

OFC seine dekking en inter-run korrelasie stabiliteit

EPI ly aansienlike verlies aan BOLD sensitiwiteit naby lugweefselkoppelvlakke en FC-statistieke is sensitief vir die vlakke van seinamplitude en sein-ruisverhouding (Golestani en Goodyear 2011).

Om die erns van seinuitval in die artefak-gevoelige areas te kwantifiseer, het ons die relatiewe seinintensiteit bereken, wat die seinintensiteit van elke voxel is (gemiddeld oor tyd) relatief tot die gemiddelde seinintensiteit van alle grysstofvoksels (Smits et al. 2007). Boonop het ons die sein-ruisverhouding van die tydreekse (tSNR) bereken, gedefinieer as die gemiddelde intensiteit van elke voxel in die tydreeks gedeel deur die standaardafwyking oor tyd (Triantafyllou et al. 2011 Golestani en Goodyear 2011) .

Om die impak van seinkwaliteitverlies op die konnektiwiteitsmetriek wat gebruik word, te bepaal, het ons die stabiliteit van die heelbrein FC-profiele van elke OMPFC-voxel oor die twee afsonderlike rustoestandlopies beraam, met behulp van die eta 2-koëffisiënt:

waar a ek en b ek is die korrelasies van voxel ek onderskeidelik in die eerste en tweede lopie, m ek is die gemiddelde korrelasie van beide lopies op posisie ek, en M. is die groot gemiddelde van korrelasies op alle plekke in beide lopies. Die eta 2 -koëffisiënt wissel van 0 (geen ooreenkoms) tot 1 (identies) en kwantifiseer direk die verskil in die waardes van dieselfde voxel in die twee lopies (Cohen et al. 2008). 'n Algemene lineêre gemengde model-analise is gebruik om te toets of die tussenlopiestabiliteit betekenisvol verskil het tussen die individuele trosse deur te hardloop. Die model gebruik heterogene saamgestelde simmetrie as kovariansiestruktuur en groep as 'n vaste effekfaktor. Die skattingsmetode was 'n beperkte maksimum waarskynlikheidsberaming (maksimum herhalings = 150). Die voordeel van algemene lineêre gemengde modelle is dat dit die analise van herhaalde metingsdata in ongebalanseerde ontwerpe moontlik maak, soos hier die geval is, aangesien elke deelnemer 'n module het in baie, maar nie alle groepsgroepe modules nie. Om die gesinsfoutkoers te beheer, gebruik ons ​​Holm se opeenvolgende afwysende Bonferroni -regstelling (Holm 1979 Holland en Copenhaver 1987). Alle paarsgewyse vergelykings tussen gemiddeldes is aangepas na 'n gekorrigeerde alfa van 0.05.

Om te toets of tSNR 'n beduidende effek op die inter-run korrelasie stabiliteit gehad het, het ons die algemene lineêre model uitgevoer met die SPSS prosedure wat hierdie keer weer gemeng is deur tSNR as 'n kovariaat te gebruik. Die hoeveelheid variansie wat deur tSNR verduidelik word, is soos volg bereken:

waar r 2 is die verhouding van die verklaarde variansie, σ is die standaardfoutskatting in die model met tSNR as voorspeller, en σ 0 is die standaard foutberaming van die nulmodel.

Gelykheid van heelbrein FC-profiele van die OMPFC-onderafdelings

Vir elke groep is 'n heelbrein FC-profiel geskep deur 'n sferiese saad van 'n radius van 4 mm by die COM van elke deelnemer se module te plaas en die korrelasiekoëffisiënt van Pearson te bereken tussen die gemiddelde tydsverloop van die saadvokels en die tydsverloop van elke voxels in die res van die brein. Die sferiese saadbenadering is gekies bo die hele module as saad om 'n maksimum ruimtelike verspreiding van die sade te verkry, terwyl besmetting van aangrensende modules vermy word. Hierdie prosedure het die hele brein tot gevolg gehad r kaarte vir elke module op individuele vlak. Die kaarte is daarna r-tot-Z getransformeer met behulp van Fisher se formule. Klustergewys funksionele konnektiwiteitskaarte is geskep deur die gemiddelde r-kaarte van al die modules wat aan die spesifieke groep toegewys is, gemiddeld te maak.

Om te ondersoek of ons OMPFC-onderafdelings onderskei kan word in ruimtelik uitgebreide netwerke gebaseer op FC-profielooreenkomste, het ons agglomeratiewe hiërargiese groepanalise gebruik wat nie behels a priori aannames oor die aantal groepe wat in die data voorkom en lewer 'n 'bottom-up' hiërargie van gebiede in die vorm van 'n dendrogram. Eerstens het ons die (dis) ooreenkomsmatriks vir die heelbrein-verbindingsprofiele van alle groepe bereken deur gebruik te maak van korrelasie as die ooreenkomsmetriek (1- r) en het daarna 'n dendrogram gemaak om die hiërargieë in die data voor te stel. Om die mees geskikte koppelingsmetode vir die konstruksie van die dendrogram te kies, het ons die analise uitgevoer deur die volgende koppelingsmetodes te gebruik: sentroïed, gemiddeld, enkel, mediaan, volledig, geweeg en Ward. Vir elk van hierdie metodes het ons die kofenetiese korrelasiekoëffisiënt van die resulterende dendrogram bereken, 'n maatstaf van hoe goed die oorspronklike afstande in die data voorgestel word. Hieruit het ons die skakelmetode gekies wat 'n dendrogram genereer het, wat groepe bevat wat hiërargies verloop (dws monotonies) en die hoogste kofenetiese koëffisiënt het.


Die rol van die VM in besluitneming

Die dobbeltaak

Die studie van die besluitneming inkorting van pasiënte met VM letsels het 'n instrument vereis vir die opsporing en meting van sulke gestremdhede in die laboratorium. Die ontwikkeling van 'n kaarttaak wat bekend staan ​​as 'die dobbeltaak' (Bechara et al., 1994) het hierdie hulpmiddel verskaf. Die belangrikste kenmerk van hierdie taak is dat dit werklike situasies naboots op die manier waarop dit onsekerheid, beloning en straf veroorsaak. Die taak behels vier kaarte met die naam A, B, C en D. Die doel is om die maksimum wins uit 'n lening speelgeld te maksimeer. Onderwerpe moet 'n reeks van 100 kaartkeuses maak, maar hulle word nie vooraf meegedeel hoeveel kaartkeuses hulle mag maak nie. Kaarte kan een op 'n slag, van enige dek, gekies word, en onderwerpe kan op enige tydstip en so gereeld as wat hulle wil, van enige dek na 'n ander oorskakel. Die besluit om uit een of ander dek te kies, word grootliks beïnvloed deur skedules van beloning en straf. Hierdie skedules is vooraf geprogrammeer en aan die eksaminator bekend, maar nie by die vak nie (Bechara et al., 1994, 1999a). Hulle is so gerangskik dat elke keer dat die onderwerp 'n kaart uit dek A of B kies, hy $ 100 kry, en elke keer dat dek C of D gekies word, die onderwerp $ 50 kry. In elk van die vier dekke kom onderdane egter voor met onvoorspelbare geldverlies (straf). Die straf is ingestel om hoër te wees in die hoogbetalende dekke A en B, en laer in die laagbetalende dekke C en D. In dekke A en B ondervind die proefpersoon 'n totale verlies van $1250 in elke 10 kaarte. In dekke C en D ondervind die onderwerp 'n totale verlies van $250 in elke 10 kaarte. Op die lang termyn is dekke A en B nadelig omdat hulle meer kos, 'n verlies van $250 in elke 10 kaarte. Dekke C en D is voordelig omdat hulle uiteindelik 'n algehele wins tot gevolg het, 'n wins van $250 in elke 10 kaarte.

Ongevoeligheid vir toekomstige gevolge na bilaterale skade aan die voorfrontale korteks

'N Groot steekproef van normale kontrolepersone (n = 82, gebalanseerd in geslag, met 8–20 jaar opleiding en tussen 20 en 64 jaar oud) is getoets met die oorspronklike kaartweergawe van die dobbeltaak hierbo beskryf. Pasiënte met letsels in verskillende sektore van die frontale lob (n = 45), of met letsels in areas van die laterale temporale korteks of oksipitale korteks (n = 35) is ook getoets. Sedert die oorspronklike handmatige weergawe van die dobbeltaak beskryf is, is 'n nuwe rekenaarweergawe ontwerp, en soortgelyke getalle kontrolepersone en pasiënte is met die nuwe rekenaarweergawe getoets. Die resultate van enige weergawe van die dobbeltaak is uitruilbaar. Namate die taak van die eerste tot die 100ste proef vorder, maak normale kontroles geleidelik meer kaarte uit die goeie dekke (C en D) en minder seleksies uit die slegte dekke (A en B) (Fig. 2 links). Pasiënte met letsels in die dorsolaterale sektor van die prefrontale korteks (Bechara et al., 1998), of in gebiede buite die prefrontale korteks (Bechara et al., 1994), presteer op 'n wyse soortgelyk aan dié van normale vakke. In skerp kontras, verhoog pasiënte met bilaterale letsels van die VM nie die aantal van hul keuse van kaarte uit die goeie dekke (C en D) nie, hulle hou aan om meer kaarte uit die slegte dekke (A en B) te kies (Fig. 2 links) ). Die kaartkeuseprofiele van normale kontroles toon dat 'n tipiese normale proefpersoon aanvanklik alle dekke monsters en seleksies van die slegte dekke A en B herhaal, waarskynlik omdat hulle meer betaal. Uiteindelik skakel die normale onderwerp egter oor na meer en meer keuses uit die goeie dekke C en D, met slegs af en toe terugkeer na dekke A en B. Aan die ander kant gedra 'n tipiese VM -pasiënt slegs in die eerste paar keuses soos 'n normale onderwerp . Die pasiënt begin met die monsterneming van alle dekke en kies uit dekke A en B, en maak dan verskeie keuses uit dekke C en D, maar keer dan gou meer en meer terug na dekke A en B (fig. 2 regs).

In die normale bevolking blyk dit dat die prestasie van die dobbeltaak nie afhanklik is van opvoeding of geslag nie, hoewel 'n paar voorlopige verslae daarop dui dat mans effens beter presteer as vroue (LeLand et al., 1998 Reavis et al., 1998). Die interessantste is dat ouer volwassenes (ouer as 64 jaar) as 'n groep swak presteer ten opsigte van jonger volwassenes (dws 26–56 jaar) (Denburg et al., 1999). Daar moet egter op gelet word dat die prestasie van die dobbeltaak by ouer volwassenes tweeledig is, dit wil sê dat sommige baie goed presteer en sommige baie swak presteer. Hierdie bevinding laat 'n belangrike vraag ontstaan ​​waarom dit by sommige ouer volwassenes gebeur en nie by ander nie, en die antwoord hierop kan verduidelik waarom sommige ouer volwassenes veral kwesbaar is vir advertensiebedrog in die werklike lewe.

In die VM pasiënt populasie is die besluitneming inkorting, soos gemeet deur die dobbel taak, stabiel oor tyd. Toe 'n steekproef van ses VM-frontale pasiënte en vyf normale kontroles na verskillende tydsintervalle (1 maand na die eerste toets, 24 uur later en vir die vierde keer, 6 maande later) weer getoets is, het die prestasie van VM-pasiënte nie verbeter nie . Aan die ander kant het die prestasie van normale kontroles mettertyd aansienlik verbeter (Fig. 3).

Hierdie resultate toon aan dat die prestasieprofiel van die VM-pasiënte vergelykbaar is met hul werklike onvermoë om uit hul vorige foute te leer. Dit is veral waar in persoonlike en sosiale aangeleenthede, 'n domein waarvoor in die lewe, soos in die dobbeltaak, 'n presiese berekening van die toekomstige uitkoms nie moontlik is nie en keuses op benaderings gebaseer moet word.

Vooroordele Gids Besluite

Die resultate wat hierbo beskryf is, het die volgende vraag laat ontstaan: wat is die basis vir die 'byziendheid vir die toekoms' wat VM -frontale pasiënte teister? Baie teoretici oor besluitneming het jare lank aangeneem dat die gevoelens wat veroorsaak word by die neem van 'n besluit of 'n riskante keuse, nie 'n integrale deel van die besluitnemingsproses is nie. In hierdie sin het die besluitnemingsteoretici aanvaar dat riskante besluitneming in wese 'n kognitiewe aktiwiteit was sonder 'n emosionele komponent. Hierdie teorieë dui daarop dat mense die moontlike uitkomste van hul optrede beoordeel deur middel van 'n koste -bate -analise. Verskeie outeurs het egter 'n alternatiewe teoretiese weergawe voorgestel wat die rol van die invloed wat tydens die beraadslaging ondervind word, beklemtoon voordat hulle besluite neem (Schwartz en Clore, 1983 Zajonc, 1984 Damasio et al., 1990).

Bewyse ter ondersteuning van hierdie idee kom uit studies van normale kontrolepersone en pasiënte met bilaterale VM frontale skade tydens hul prestasie op die dobbeltaak, en die ontleding van hul psigofisiologiese aktiwiteit tydens taakuitvoering (Bechara et al., 1996). Skin conductance response (SCR) aktiwiteit is tot dusver in 'n groot steekproef van normale proefpersone (n = 55) en VM pasiënte (n = 15) tydens die uitvoering van die dobbeltaak. Ondanks 'n paar variasies in die metodes om die SCR -data te versamel (Bechara et al., 1996, 1999a), bly die algemene beginsels dieselfde. Elke keer as die proefpersoon 'n kaart kies, word die dek waaruit daardie kaart gekies is aangeteken, en die grootte van die SCR in die tydvenster (

5 s) net voor die onderwerp wat gekies is, word die kaart gemeet. Daarbenewens is die grootte van die SCR in die tydvenster (

5 s) nadat die kaart gekies is, word ook gemeet. Drie tipes response word dus geïdentifiseer. (i) Die beloning SCR's, die wat plaasvind nadat kaarte slegs met beloning gedraai is. (ii) Die straf SCR'e, dié wat plaasvind nadat kaarte met beloning en straf omgedraai is. (iii) Die voorafgaande SCR's, wat plaasvind voordat 'n kaart uit 'n dek gedraai word, gedurende die tyd wat die onderwerp nadink van watter dek om te kies (Bechara et al., 1996).

Die resultate van die psigofisiologiese eksperimente wat tot dusver uitgevoer is, toon aan dat normale kontroles en VM -pasiënte SCR's genereer as 'n reaksie op beloning of straf. Normale kontroles, namate hulle met die taak ervare word, begin egter ook SCR's genereer voordat 'n kaart gekies word. Die voorafgaande SCR's wat deur normale beheermaatreëls gegenereer word: (i) ontwikkel met verloop van tyd (dit wil sê nadat verskeie kaarte uit elke dek gekies is en sodoende verskeie gevalle van beloning en straf ondervind) en (ii) word eintlik meer uitgesproke voordat kaarte uit die nadelige dekke gekies word ( A en B). Hierdie antisiperende SCR's is afwesig in die VM-pasiënte (Fig. 4). Dit dui daarop dat VM -pasiënte 'n spesifieke verswakking het in hul vermoë om voorafgaande SCR's te genereer in reaksie op 'n moontlike uitkoms van hul optrede. Aangesien SCR's fisiologiese indekse is van 'n outonoom beheerde verandering in somatiese toestand, lyk dit redelik om tot die gevolgtrekking te kom dat die afwesigheid van antisiperende SCR's 'n aanduiding is dat hierdie pasiënte se vermoë om somatiese toestande te verander in reaksie op 'n verbeelde scenario ernstig benadeel word. In hierdie perspektief sou die versuim om 'n somatiese toestand in te stel wat geskik is vir die gevolge van 'n reaksie 'n korrelasie van hul onvermoë om met voordeel te kies.

Risiko -opname teenoor gestremde besluitneming

Nie een van die bilaterale VM -pasiënte wat tot dusver getoets is, het voordelig gevaar vir die dobbeltaak nie. Nie elke normale kontrolepersoon presteer egter voordelig nie. Ongeveer 20% van normale volwassenes wat hulself in die werklike lewe as hoërisiko-nemers beskryf, kies uiteindelik meer kaarte uit die slegte dekke relatief tot die goeies (Bechara) et al., 1999a). As daar na die afwagtende SCR's by hierdie normale individue gekyk word, word daar dikwels gevind dat die omvang van die anticiperende SCR's met betrekking tot die slegte dekke effens laer is as die in verhouding tot die goeie dekke (Bechara et al., 1999a). Die teenoorgestelde is waar (m.a.w. hoër verwagte SCR's met die slegte dekke relatief tot die goeie dekke) in normale individue wat voordelig speel. Die mees kritieke onderskeid tussen hierdie normale individue en die VM -pasiënte is egter dat hierdie normale individue wel voorafgaande SCR's genereer. Die VM-pasiënte, aan die ander kant, genereer glad nie antisiperende SCR's nie. Hierdie fisiologiese resultate is baie belangrik omdat dit individue met 'n hoë risiko-gedrag skei van individue met VM-frontale lob disfunksie. By die neem van 'n risiko word die somatiese state wat die moontlike negatiewe gevolge van die uitkoms aandui, uitgevaardig. Die individu kan hierdie vooroordele egter oorheers deur hoër kognitiewe prosesse. In die geval van VM-skade word hierdie vooroordele nooit uitgevaardig nie en tree dit nooit in die besluitnemingsproses nie. Dit dui daarop dat die neem van 'n risiko nie dieselfde is as 'n swak oordeel en 'n verswakte besluitneming nie. Die kwessie van risiko -neem versus besluitneming is behandel in 'n vorige studie wat getoon het dat orbitofrontale pasiënte aansienlik minder van hul opgehoopte beloning as kontroles waag, wat 'n patroon van konserwatiewe gedrag voorstel (Rogers et al., 1999). Tog het hierdie selfde pasiënte suboptimale keuses gemaak en meer tyd spandeer om hul keuses te beraadslaag (Rogers et al., 1999). Nog 'n studie het voorgestel dat terwyl frontale pasiënte impulsief was en swak besluite geneem het, hulle nie 'n hoë-risiko-neem gedrag uitdruk nie (Miller, 1992). Hierdie bewyse dui daarop dat risiko-neemende gedrag en verswakte besluitneming nie sinoniem is nie.

Vooroordele hoef nie bewus te wees nie

Gegewe die belangrike rol wat vooroordele in besluitneming speel, is dit belangrik om te bepaal of hierdie antisiperende reaksies (vooroordele) ontwikkel nadat die proefpersoon weet watter dekke goed of sleg is, of as dit sulke eksplisiete kennis voorafgaan. Hierdie vraag is aangespreek in 'n eksperiment waarin tien normale proefpersone en ses VM -voorpasiënte op die dobbeltaak getoets is, terwyl hul SCR's soos voorheen aangeteken is. In hierdie eksperiment is die spel egter elke keer dat 'n proefpersoon tien kaarte gekies het, kortliks gestaak en die onderwerp is gevra om te beskryf wat hy/sy weet wat in die spel gebeur (Bechara et al., 1997). Die ontleding van die antwoorde van die proefpersone dui daarop dat hulle vier verskillende tydperke gedurende die taak ondergaan het. Die eerste was 'n voorstraftydperk, toe proefpersone die dekke geneem het, voordat hulle enige straf teëgekom het. Die tweede was 'n pre-hunch tydperk, toe proefpersone straf begin ondervind, maar geen idee gehad het van wat in die spel aangaan nie.Die derde was 'n voorgevoelperiode, toe vakke 'n voorgevoel begin uitspreek het oor die dekke wat meer riskant was, selfs al was hulle nie seker oor hul raaiskoot nie. Die vierde was 'n konseptuele tydperk, toe proefpersone baie goed geweet het van die gebeurlikhede in die taak, watter dekke die goeie was, watter dekke die slegte was en waarom dit so was (Fig. 5). Dit is interessant dat 30% van die kontrole -proefpersone nie die vierde of konseptuele tydperk in hierdie eksperiment bereik het nie, maar dat hulle normaalweg op die dobbeltaak gevaar het.

In normale kontroles, toe die afwagtende SCR's van elk van hierdie vier periodes ondersoek is, is gevind dat daar geen beduidende antisiperende aktiwiteit gedurende die voorstrafperiode was nie. Daar was 'n aansienlike toename in afwagtende reaksies gedurende die voorgevoel tydperk, dit wil sê voordat enige bewuste kennis ontwikkel het. Hierdie afwagtende SCR -aktiwiteit is vir die res van die taak volgehou. Toe die tipe keuse uit die verskillende dekke vir elke periode ondersoek is, het die resultate aan die lig gebring dat daar 'n voorkeur was vir die dekke met hoë betalings (A en B) gedurende die periode voor die straf. Daar was 'n aanduiding van 'n verskuiwing in die patroon van kaartkeuse, weg van die slegte dekke, al in die voorafgaande tydperk. Hierdie voorkeur vir die goeie dekke het meer uitgesproke geword tydens die voorgevoel en konseptuele tydperke. Selfs die 30% van die kontroles wat nie 'n volledige konseptuele kennis van die relatiewe goedheid of slegtheid van die dekke bereik het nie, het uiteindelik voordelig gespeel. Die VM -frontale pasiënte, aan die ander kant, het nooit 'n voorgevoel aangemeld nie. Hulle het ook nooit antisiperende SCR's ontwikkel nie, en het voortgegaan om meer kaarte uit dekke A en B relatief tot C en D te kies. 50% van VM frontale pasiënte het egter wel die konseptuele tydperk bereik, waarin hulle die slegte dekke kon herken en identifiseer . Tog presteer hulle steeds nadelig (Bechara et al., 1997).

Hierdie resultate toon dat VM frontale pasiënte voortgaan om nadelig in die dobbeltaak te kies, selfs nadat hulle die gevolge van hul optrede besef het. Dit dui daarop dat die voorafgaande SCR's onbewuste vooroordele verteenwoordig, waarskynlik afgelei van vorige ervarings met beloning en straf. Hierdie vooroordele help om die normale onderwerp te weerhou om 'n aksie te volg wat in die toekoms nadelig is. Hierdie bevooroordeelde effek vind plaas nog voordat die onderwerp bewus word van die goedheid of slegtheid van die keuse wat hy/sy op die punt staan ​​te maak. Selfs sonder hierdie vooroordele kan die kennis van wat reg en verkeerd is, beskikbaar word, soos by 50% van die VM -pasiënte gebeur het. Op sigself is sulke kennis egter nie voldoende om 'n voordelige gedrag te verseker nie. Alhoewel die voorste pasiënt ten volle bewus is van wat reg en wat verkeerd is, slaag hy/sy steeds nie daarvolgens nie. Hierdie pasiënte 'mag' die regte ding 'sê', maar 'doen' die verkeerde ding.


'N Neurofisiologiese basis vir stimulus -versterkingsleer en omkering in die orbitofrontale korteks

Die neurofisiologiese bewyse en die gevolge van beskrywe letsels dui daarop dat een funksie wat deur die orbitofrontale korteks geïmplementeer word, vinnig stimulus -versterkingsassosiasie -leer is, en die regstelling van hierdie assosiasies wanneer versterkingsvoorwaardes in die omgewing verander. Om dit te implementeer, het die orbitofrontale korteks die nodige verteenwoordiging van primêre versterkers, insluitend smaak en somatosensoriese stimuli. Dit ontvang ook inligting oor voorwerpe, bv. visuele aansig-onveranderlike inligting (Booth en Rolls, 1998), en kan dit op neuronale vlak met primêre versterkers soos smaak assosieer en hierdie assosiasies baie vinnig omkeer. 'N Ander soort stimulus wat op hierdie wyse in die orbitofrontale korteks gekondisioneer kan word, is reuk, hoewel die leer stadiger is. Dit is waarskynlik dat ouditiewe stimuli geassosieer kan word met primêre versterkers in die orbitofrontale korteks, hoewel daar nog minder direkte bewyse hiervan is. Die orbitofrontale korteks het ook neurone wat nie-beloning opspoor, wat waarskynlik gebruik sal word in gedragsuitwissing en omkering. Hulle kan dit doen, nie net deur die versterkingsassosiasie van neurone in die orbitofrontale korteks te help herstel nie, maar ook deur 'n sein na die striatum te stuur wat deur die striatum gestuur kan word om gepaste gedrag vir nie-beloning te produseer (Rolls en Johnstone, 1992 Williams et al., 1993 Rolls, 1994b). Inderdaad, die striatale roete kan 'n belangrike een wees waardeur die orbitofrontale korteks gedrag beïnvloed wanneer die orbitofrontale korteks versterkingsgebeurlikhede en hul veranderinge dekodeer (Rolls, 1999a). Sommige van die bewyse hiervoor is dat neurone met reaksies wat die uitset van orbitofrontale neurone weerspieël in die ventrale deel van die kop van die kaudaatkern gevind word ( Rolls et al., 1983a) en die ventrale striatum (Rolls en Williams, 1987 Schultz et al., 1992 Williams et al., 1993) - dele van die striatum wat verbindings van die orbitofrontale korteks ontvang - en dat letsels van die ventrale deel van die kop van die caudate nukleus visuele diskriminasie omkering belemmer (Divac et al., 1967), wat ook aangetas word deur letsels van die orbitofrontale korteks. Die verband tussen orbitofrontale korteks en striatale verwerking word elders verder oorweeg (Rolls en Johnstone, 1992 Rolls, 1994b, 1999a Rolls en Treves, 1998).

Dekodering van die versterkingswaarde van stimuli, wat behels dat voorheen neutrale (bv. visuele) stimuli hul assosiasie met 'n primêre versterker leer, dikwels vinnig, en wat nie net vinnige leer kan behels nie, maar ook vinnige herleer en verandering van reaksies wanneer versterkingsgebeurlikhede verander, is dan word 'n funksie voorgestel vir die orbitofrontale korteks. Die gebruik van hierdie dekodering om die doelwitte vir aksie te spesifiseer, is belangrik in byvoorbeeld motiverende en emosionele gedrag. Dit sou byvoorbeeld belangrik wees om te voed en te drink deur primate in staat te stel om vinnig te leer oor die voedselversterking wat van visuele stimuli verwag kan word (Rolls, 1994c, 1999a). Dit is belangrik, want primate eet gereeld meer as 100 variëteite voedselvisie deur middel van visuele -smaakassosiasie -leer kan gebruik word om te bepaal wanneer voedsel ryp is en tydens die maaltyd die aangenaamheid van die sig van 'n voedsel wat tydens die maaltyd geëet word. neem af op 'n sintuiglik-spesifieke manier (Rolls et al., 1983b), 'n funksie wat waarskynlik geïmplementeer word deur die sensories-spesifieke versadigingsverwante reaksies van orbitofrontale visuele neurone (Critchley en Rolls, 1996b).

Wat emosionele gedrag betref, is die versterkingswaarde van visuele seine waarskynlik deurslaggewend, want emosies kan beskryf word as toestande wat veroorsaak word deur versterkende seine (Rolls, 1986a, b, 1990, 1995b, 1999a, 2000b). Byvoorbeeld, vrees is 'n toestand wat veroorsaak word deur 'n stimulus of gebeurtenis wat verband hou met 'n strafman, soos pyn. Die vermoë om hierdie leer baie vinnig uit te voer, is waarskynlik baie belangrik in sosiale situasies in primate, waarin versterkende stimuli voortdurend uitgeruil word, en die versterkingswaarde van stimuli moet voortdurend bygewerk word (herleer), gebaseer op die werklike versterkers wat ontvang en gegee word. Alhoewel die funksies van die orbitofrontale korteks in die implementering van die werking van versterkers soos smaak, reuk, tasbare en visuele stimuli, insluitend gesigte die meeste verstaan ​​word, sluit die belonings wat in die orbitofrontale korteks verwerk word by mense redelik algemene aangeleerde belonings (dws sekondêre versterkers) in, soos werk vir 'punte', soos binnekort beskryf sal word.

Alhoewel die amygdala gemoeid is met sommige van dieselfde funksies as die orbitofrontale korteks, en soortgelyke insette ontvang (sien Fig. 2), is daar bewyse dat dit minder effektief kan funksioneer in die baie vinnige leer en omkeer van stimulusversterkingsassosiasies, soos aangedui. deur die groter probleme om omkering van amygdala-neurone te verkry (Sanghera et al., 1979 Rolls, 1992b, 2000a Wilson en Rolls, 2000), en deur die groter effek van orbitofrontale letsels, wat lei tot 'n voortgesette keuse van nie meer beloonde stimuli nie (Jones en Mishkin, 1972). By primate kan die noodsaaklikheid van 'n baie vinnige her-evaluering van stimulus-versterking en die ontwikkeling van kragtige kortikale leerstelsels daartoe lei dat die orbitofrontale korteks hierdie aspek van amygdala-funksies effektief oorneem (Rolls, 1992b, 1999a, 2000a).


Is die frontale korteks dieselfde as die frontale lob?

Die frontale korteks kan gedefinieer word as die neokorteks anterior van die motoriese somatosensoriese&ndashkorteks grens. Dit is 'n groot gebied in primate, wat gebiede bevat wat direk of indirek betrokke is by die beheer van byna elke gedrag.

Is die prefrontale korteks ook deel van die frontale lob? Prefrontale korteks. Die prefrontale korteks is 'n deel van die brein geleë aan die voorkant van die frontale kwab. Dit is betrokke by 'n verskeidenheid komplekse gedrag, insluitend beplanning, en dra grootliks by tot die ontwikkeling van persoonlikheid.

Op hierdie manier, is prefrontale korteks en frontale lob dieselfde?

Die frontale lob soos ander lobbe het verskeie funksionele gebiede. Een van die funksionele gebied van frontale lob is prefrontale korteks of prefrontaal gebied. Hierdie area word geassosieer met konsentrasie, emosie en ander hoër breinfunksies.

Wat doen die frontale lob sielkunde?

Die frontale lob is betrokke by redenasie, motoriese beheer, emosie en taal. Dit bevat die motor korteks, wat betrokke is by die beplanning en koördinering van beweging die prefrontale korteks, wat verantwoordelik is vir hoërvlak kognitiewe funksionering en Broca se area, wat noodsaaklik is vir taalproduksie.


Wat beteken die terme FTD en FLTD?

Een van die uitdagings wat deur pasiënte, gesinne, klinici en navorsers gedeel word, is verwarring oor hoe om frontotemporale afwykings te klassifiseer en te benoem. 'n Diagnose deur een dokter kan deur 'n tweede iets anders genoem word, en dieselfde toestand of sindroom kan met 'n ander naam verwys word deur 'n patoloog wat die brein na die dood ondersoek.

Vir baie jare het wetenskaplikes en dokters die term frontotemporale demensie (FTD) gebruik om hierdie groep siektes te beskryf. Na verdere navorsing word FTD nou slegs een van verskeie moontlike variasies genoem en word dit meer presies gedragsvariant frontotemporale demensie, of bvFTD genoem.

Hierdie artikel gebruik die term frontotemporale versteurings om te verwys na veranderinge in gedrag en denke wat veroorsaak word deur onderliggende breinsiektes wat gesamentlik frontotemporale lobêre degenerasie (FTLD) genoem word. FTLD is nie 'n enkele breinsiekte nie, maar eerder 'n familie van neurodegeneratiewe siektes, waarvan enige een 'n frontotemporale versteuring kan veroorsaak. Frontotemporale afwykings word deur dokters en sielkundiges gediagnoseer op grond van 'n persoon se simptome en resultate van breinskanderings en genetiese toetse. Met die uitsondering van bekende genetiese oorsake, kan FTLD slegs definitief geïdentifiseer word deur brein -lykskouing na die dood.


Orbitale prefrontale korteksvolume voorspel sosiale netwerkgrootte: 'n beeldstudie van individuele verskille by mense

Die sosiale breinhipotese, 'n verklaring vir die buitengewoon groot brein van primate, beweer dat die grootte van die sosiale groep wat tipies is vir 'n spesie, direk verband hou met die volume van die neokorteks. Om te toets of hierdie hipotese ook op die binne-spesie vlak van toepassing is, het ons die Cavalieri metode van stereologie toegepas in samewerking met punttelling op magnetiese resonansie beelde om die volume van prefrontale korteks (PFC) subvelde te bepaal, insluitend dorsale en orbitale streke. Padanalise in 'n steekproef van 40 gesonde volwasse mense het 'n beduidende lineêre verwantskap tussen orbitale (maar nie dorsale) PFC-volume en die grootte van proefpersone se sosiale netwerke geopenbaar wat deur individuele intensionaliteit (mentaliserende) bevoegdhede bemiddel is. Die resultate ondersteun die sosiale breinhipotese deur 'n verband aan te dui tussen PFC -volume en sosiale netwerkgrootte wat van toepassing is op spesies, en, nog belangriker, dui aan dat die verhouding bemiddel word deur sosiale kognitiewe vaardighede.

1. Inleiding

Primate het 'n groter brein relatief tot liggaamsgrootte as alle ander werweldiere [1] en dit word nou algemeen aanvaar dat die beste funksionele voorspeller van relatiewe breingrootte by nie-menslike primate sosiale groepgrootte [2] is. Hierdie verhouding, volgens die 'sosiale breinhipotese' [3,4], is gebaseer op die veronderstelling dat die handhawing van kohesie en stabiliteit deur die tyd in die soorte gebonde sosiale groepe kenmerkend van primate kognitief baie veeleisend is [5-8]. Onder primate weerspieël verskille in breingrootte egter nie proporsionele toenames in alle breinstreke nie, maar die grootte van die neokorteks is verantwoordelik vir die meeste van die afwyking van algehele tendenslyne [9]. Neocortex -grootte eerder as totale breingrootte - of die volume van enige ander breinstreek - lewer die beste korrelasie met sosiale groepgrootte oor 'n wye verskeidenheid primate spesies [7]. Belangriker nog, daar is bewyse dat 'n toenemend beter pasvorm verkry word as die meer posterior streke van die neokorteks (bv. Die visuele gebiede) van die analise uitgesluit word (neokorteks minus primêre visuele korteks [10] slegs prefrontale korteks [11]) . Die onderliggende aanname is dat die neokorteks die berekeningskrag verskaf om die komplekse web van sosiale verhoudings te bestuur wat nodig is om 'n sosiale groep sy samehang en stabiliteit deur tyd te gee.

Alhoewel die sosiale breinhipotese in 'n aansienlike detail getoets is met vergelykende gegewens oor 'n wye verskeidenheid primate spesies [8,11-14], is die moontlikheid dat dit ook van toepassing kan wees op spesies nog nooit ernstig oorweeg nie. Ten minste binne mense is daar egter aansienlike individuele variasie in sosiale netwerkgrootte [15,16] en daar is bewyse wat daarop dui dat hierdie variansie korreleer met bevoegdheid in die soorte sosiale kognitiewe vermoëns (gewoonlik bekend as 'teorie van verstand' of 'mentalisering' [17–20]) wat vermoedelik menslike sosialiteit ondersteun [21]. (Die terme 'mentalisering' en 'opsetlikheid' word uitruilbaar gebruik en verwys na die vermoë om die bedoelings en geestestoestande van ander te beoordeel.) Daarbenewens het onlangse magnetiese resonansie beelding (MRI) studies getoon dat verskillende indekse van sosiale betrokkenheid (insluitend aantal Facebook-vriende) korreleer met grysstofvolume in die amygdala [22] en die klassieke teorie van verstandsareas in die temporale en frontale lobbe [23,24]. In 'n vorige MRI-gebaseerde studie kon ons aantoon dat individuele verskille in opsetlike bekwaamheid korreleer met verskille in die volume van die orbitale prefrontale korteks (PFC) [25]. Gesamentlik dui hierdie studies aan dat daar 'n drie-rigting-korrelasie moet wees tussen die grootte van sosiale netwerke, opsetlike bekwaamheid en PFC-volume. Ons toets hierdie hipotese hier deur die Cavalieri -metode van stereologie toe te pas in kombinasie met die telling van strukturele T1-geweegde MR-beelde van 'n monster van 40 menslike proefpersone.

In hierdie ontleding fokus ons om twee redes op die PFC. Eerstens word die PFC geassosieer met baie kognitiewe funksies wat van kardinale belang is vir sosiale interaksie, insluitend die verwerking van sosiale inligting [26,27], beplanning [28], werkgeheue [29], aspekte van taal en simboliese gedrag [30–32], en aandag [33]. Tweedens, neuroimaging studies het areas binne die PFC geïdentifiseer as sentraal tot sosiale kognitiewe verwerking, insluitend mentalisering (veral die ventromediale PFC [25,34-38]). Dit sluit nie die moontlikheid uit dat ander streke (veral in die temporale lob) ook betrokke kan wees nie, maar ons beklemtoon die PFC bloot omdat dit 'n eenvoudige, maar besonder relevante toetsgeval bied vir 'n ontleding wat baie tydrowend is. Ons het die Cavalieri-metode in kombinasie met punttelling gebruik om die volume van vier subvelde van die PFC te skat (d.i. dorsale en orbitale prefrontale streke in elk van die twee hemisfere). Die prosedure wat gebruik word om PFC -subvelde te skat, is herhaaldelik gebruik [25,39,40] en daar is bewys dat dit 'n hoë betroubaarheid van die toets en hertoets het. Die logika van die sosiale breinhipotese is dat neurale volume sosiale kognitiewe bevoegdhede bepaal, en dat dit op hul beurt die grootte van die sosiale netwerk bepaal. Aangesien ons reeds gewys het dat die eerste stap in hierdie volgorde geld [25], gebruik ons ​​padanalise op dieselfde steekproef van proefpersone om te bepaal of hierdie verhouding ook strek tot sosiale netwerkgrootte in 'n driestap-oorsaaklike model, en dan of die verband tussen breingebiedvolume en netwerkgrootte is direk (breinvolume en opsetlike bevoegdhede beïnvloed onafhanklik netwerkgrootte) of indirek (breinvolume bepaal intensiwiteitsbevoegdheid, en dit bepaal weer netwerkgrootte). Die sosiale breinhipotese veronderstel implisiet die tweede.

2. Materiaal en metodes

(a) Deelnemers

Die oorspronklike groep het uit 42 proefpersone bestaan ​​met geen geskiedenis van neurologiese siekte nie. Twee proefpersone is egter daarna verwyder as gevolg van oormatige kopbeweging tydens MR-data-verkryging, wat 'n ondersoekde kohort van 40 proefpersone tussen 18 en 47 jaar gemaak het (17 mans: gemiddelde ouderdom = 25,47, sd = 2,87 23 vroue: gemiddelde ouderdom = 25,78, sd = 7.83). Alle deelnemers het skriftelike ingeligte toestemming gegee. Dit is dieselfde groep vakke as dié wat Lewis gebruik het et al. [24].

(b) Sosiale netwerk grootte

Voor die skandering is die deelnemers gevra om 'n weergawe van die vraelys vir sosiale netwerke wat deur Stiller & Dunbar [21] ontwerp is, in te vul om die grootte van die binneste lae van 'n individu se sosiale netwerk (volgende [15,41]) vas te lê. Dit het behels dat die voorletters verskyn van almal met wie die deelnemer die afgelope 7 dae persoonlik kontak gehad het of gekommunikeer het, behalwe professionele kontakte (dokter, winkeliers en onderwysers), tensy die kontak uitdruklik as 'n ware sosiale interaksie beskou kan word. Dit is voorheen bewys dat dit 'n betroubare manier is om die grootte van die binneste lae (na verwys as kliek- en simpatie -groepgrootte) van sosiale netwerke te bereken, en is gebruik in verskeie gepubliseerde studies [15,16,41]. Daar is gevind dat die lae van die sosiale netwerk op 'n konsekwente verhouding [15,16] met mekaar skaal, sodat 'n indeks van enige laag in die netwerk 'n redelike skatting vir die netwerk as geheel is. Intensionaliteitskompetisie -tellings vir die vakke word geneem van Powell et al. [25] besonderhede wat die benadering wat gebruik word om intensionaliteitsbevoegdheid te assesseer en intensionaliteittelling te bereken, word daarin gegee.

(c) Magnetiese resonansie beeldverwerwing en -analise

MRI-data is verkry met behulp van 'n Siemens Trio 3.0 T-helliggaam-MRI-stelsel, met 'n agt-kanaal kopspoel. Hoë-resolusie anatomiese heelbreinbeelde is verkry met behulp van 'n T1-geweegde driedimensionele gradiënt-eggo (d.i. 3D-gemodifiseerde gedrewe ewewig Fourier-transformasie) pulsvolgorde, met die volgende parameters verkry in die sagittale vlak: T1 = 190, TR = 7.92, TE = 2.48, FOV = 224 × 256, matriks 256 × 256 × 256 mm 3 pieksels, fliphoek 16°. Hierdie strukturele MR -beelde is gebruik vir die afleiding van volume skattings van prefrontale subvelde.Na MR-verkryging is datastelle in B rain V oyager-sagteware ingevoer vir herbelyning (www.Brainvoyager.com, Brain Innovation, Maastricht, Nederland). vliegtuig. Besonderhede van die herformateringsprosedure word elders beskryf [39,42].

(d) Parsellasie van prefrontale korteks anatomiese subvelde

Die protokol wat gebruik word om die PFC in anatomies gedefinieerde subvelde af te baken, is gebaseer op die voorheen gevestigde metodologie wat ontwikkel is deur Howard et al. [39] dit behels die verdeling van die regter- en linker-PFC in dorsolaterale (DL), dorsomediale (DM), orbitolaterale (OL) en orbitomediale (OM) streke, wat 'n totaal van agt PFC-subvelde lewer. Die tweekamer -vlak is gebruik om baan- en dorsale subvelde te omskryf. Afbakening van mediale van laterale streke gebruik die eerste aksiale sny beter as die olfaktoriese sulcus. Die genus van die corpus callosum, gesien by sagittale middellyn, het die posterior grens van die DL- en DM-streke gevorm. Dit bied vaste grense, wat gemerk is met bewerkingshulpmiddels in B rain V oyager -sagteware. Die agterste grens van die orbitale subveld is deur die rater gevisualiseer tydens punttelling. Raadpleeg vorige studies [25,39] vir volledige besonderhede van die afbakeningsprosedure. Gebaseer op die hersiene bewyse oor die rol van die PFC in die verwerking van sosiale inligting, ondersoek hierdie studie beide die neocortex volume (grysstof) en witstof volume as 'n gesamentlike volume binne die PFC. Die totale halfrondvolume is bereken om die effek van relatiewe volume in die model te korrigeer.

(e) Cavalieri -metode

Na die parsellasie van PFC anatomiese subvelde, is MR beelde ingevoer in E asy M easure sagteware [43,44] vir punt telling en volume skatting. Die tegniek verskaf wiskundig onbevooroordeelde volumeberamers waarvoor hul akkuraatheid bereken kan word deur 'n foutvoorspellingsformule toe te pas [45-49]. Daarom kan volumeskattings met vergelykbare vlakke van akkuraatheid vir verskillende anatomiese strukture afgelei word (sien Baddeley & Jensen [50] en verwysings daarin). 'n Beskrywing van die beginsels en toepassing van hierdie metode op PFC is voorheen gerapporteer [39]. Die tegniek behels omvattende 'snit' (nie-indringend) van die struktuur van belang met 'n reeks parallelle vliegtuie op 'n vaste afstand van mekaar, met die eerste gedeelte op 'n eenvormige ewekansige posisie binne die snyinterval. 'n Rooster van toetspunte vir puntetelling word oorgetrek met eenvormige ewekansige posisie en isotropiese oriëntasie op elke alternatiewe afdeling, wat lukraak begin op óf die eerste óf tweede afdeling oor opeenvolgende vakke. 'N Roostergrootte van 6 x 6 pixels eenheidsoppervlakte (36 mm 2 oppervlakte per punt) is gebruik vir DL- en DM -subvelde, en 'n roostergrootte van 4 × 4 pixels eenheidsoppervlakte (16 mm 2) is gebruik vir OL- en OM -streke. Vormkoëffisiënte is toegepas om die ooreenstemmende foutkoëffisiënte te skat, die beraamde vormkoëffisiënte vir DL, DM, OL en OM was onderskeidelik 5.65, 5.99, 5.48 en 5.19. Vir die hele halfrondvolume is 'n groter rooster toetspunte (dws 8 × 8 pixels = 64 mm 2 oppervlakte per punt) op elke vyfde sny gekies om die groter belangstelling te akkommodeer en arbeidsintensiteit tydens punttelling te verminder.

Die herhaalbaarheid en herhaalbaarheid van die metode is deur Howard beoordeel et al. [39] en Cowell et al. [40] oor gesonde en kliniese monsters, wat aanvaarbare limiete vir totale en streeks prefrontale volume lewer. Byvoorbeeld, die voorspelde foutkoëffisiënte van die volumeskatter, gebaseer op ons data van individuele volume-skattings, was minder as 5 persent, en die streeksvolumes van die plaaslike subveld vir PFC, afgelei van puntmetodes, het bevredigende 95 % -perke van ooreenstemming getoon tussen beoordelaars (reproduceerbaarheid tussen beoordelaars) en binne beoordelaars (herhaalbaarheid deur dieselfde beoordelaar). Die intraklas -korrelasiekoëffisiënte het gewissel van 0,92 tot 0,95 tussen beoordelaars en van 0,93 tot 0,99 binne rater.

Volumeskattings vir orbitale en dorsale PFC is verkry as die som van die volumes van die laterale en mediale subvelde vir elke halfrond.

(f) Statistiese analise

Padanalise is uitgevoer om die verband tussen netwerkgrootte, opsetlike bekwaamheid, orbitale PFC -volume en dorsale PFC -volume te toets. Om dit te doen, is twee lineêre regressiemodelle uitgevoer. In die eerste model was die netwerkgrootte die uitkomsveranderlike, en voorspellende veranderlikes was die intensiteitsgraad, die orbitale PFC -volume en die dorsale PFC -volume. In die tweede model was intensionaliteit telling die uitkoms veranderlike, en die voorspeller veranderlikes was orbitale PFC volume en dorsale PFC volume. Totale hemisfeervolume is ingesluit in die lineêre regressiemodelle, beide wanneer groepgrootte die uitkomsveranderlike was en wanneer opsetlikheid die uitkomsveranderlike was. Halfrondvolume is nie beduidend geassosieer met enige van die opsetlikhede nie (koëffisiënt = -0,24, bl = 0,2) of klikgrootte (koëffisiënt = -0,068, bl = 0.7). Hierdie resultate word dus nie by die padanalise ingesluit nie.

3. Resultate

Beskrywende statistiek vir die hoofveranderlikes wat in die analise gebruik is (geskei deur geslag) word in tabel 1 opgesom. Die gemiddelde aantal kontakte (22,65 ± 11,7 sd) is binne die variasiewydte wat in vorige studies gerapporteer is vir die simpatie -groeplaag [21, 51]. Dit is waarskynlik dat die relatief groot aantal kontakte in die huidige datastel beide die manier waarop die sosiale kontakvraelys geformuleer is en die feit dat die steekproef grootliks uit studente bestaan ​​(wat waarskynlik 'n buitengewoon aktiewe sosiale lewe sal hê) weerspieël. Soos in vorige studies [21,51], het vroue groter netwerke (gemiddeld = 25,5 ± 13,5 sd) as mans (gemiddeld = 18,8 ± 7,7 sd), alhoewel die verskil nie statisties betekenisvol is in die huidige geval nie, al is dit naby die grens. (aangesien die gelyke variansie nie van toepassing was nie, is die benadering van Welch tot grade van vryheid gebruik: t36 = 1.98, bl = 0,06, 95%BI: −0,2, 13,5).

Tabel 1. Gemiddeld (± sd.) Vir sleutelveranderlikes vir die totale steekproef en geskei deur geslag.

Ons het padanalise gebruik om die waarskynlikste oorsaaklike verband tussen die netwerkgrootte, opsetlikheid en PFC -volume te ondersoek (figuur 1). Die resultate bevestig dat orbitale PFC-volume die beste voorspeller van netwerkgrootte is, met hierdie verwantskap wat bemiddel word deur intensionaliteitsbevoegdheid. Dorsale PFC het nie beduidend verband gehou met netwerkgrootte (of opsetlike bevoegdheid nie). Die gedeeltelike korrelasie tussen orbitale PFC -volume en netwerkgrootte is nie beduidend nie (bl = 0,09), en die helling is negatief, wat aandui dat PFC -volume nie self die netwerkgrootte direk beïnvloed nie, maar eerder eksplisiet bemiddel word via opsetlikheidsbevoegdheid, soos voorspel deur die sosiale breinhipotese. Om te kyk vir 'n moontlike effek van geslag op die resultate, het ons 'n meervoudige lineêre regressiemodel toegerus met netwerkgrootte as die uitkomsveranderlike, en geslag, intensionaliteit, orbitale PFC volume, dorsale PFC volume en interaksie terme wat geslag, breinstreek en intensionaliteit insluit as voorspeller veranderlikes: daar was geen beduidende effek vir geslag of interaksie term nie (bl > 0.05), wat aandui dat die hoofverwantskap tussen orbitale volume, opsetlike bevoegdheid en netwerkgrootte onafhanklik van geslag is.

Figuur 1. Padanalise van die oorsaaklike verwantskappe tussen die belangrikste prefrontale korteks (PFC) afdelings, opsetlike bevoegdhede en netwerkgrootte. Die nommers op elke pyl dui die helling gestandaardiseerde koëffisiënte aan wat verkry is van die lineêre regressiemodelle en tussen hakies die korrelasies.

4. Bespreking

Orbitaal PFC -volume was aansienlik gekorreleer met die aantal weeklikse sosiale kontakte wat 'n individu gehad het, en hierdie verhouding word bemiddel deur mentaliserende (dws opsetlike) bevoegdheid. Die resultate van hierdie studie gee belangrike ondersteuning aan die sosiale breinhipotese deur aan te toon dat die verhouding tussen breingrootte en sosiale groepgrootte nie net tussen spesies geld nie, maar selfs op die vlak van die individu binne spesies: diegene met 'n groter PFC -baan het 'n groter aantal weeklikse (dws gereelde) sosiale kontakte ('n indeks van die grootte van hul hele sosiale netwerk). Vergrote frontale lobbe, soos wat by mense voorkom, is van relatief onlangse evolusionêre oorsprong [8]. Belangriker egter, ons resultate bevestig 'n eksplisiete aanname van die sosiale breinhipotese: dat hierdie verhouding deur sosiale kognitiewe vermoëns bemiddel word. Dit voeg dus 'n belangrike ruiter by hoe ons die sosiale breinhipotese formuleer deur ons te herinner dat dit nie bloot 'n direkte oorsaaklike verband tussen breinvolume en sosiale groepgrootte is nie.

Vorige studies het 'n effek van geslag op maat van netwerk (of sosiale groep) [14,21,41] getoon. Die huidige studie het dit egter nie gedoen nie, alhoewel die geslagsverskil in netwerkgrootte naby die grens van betekenis is (bl = 0,06) wanneer geen ander faktore in ag geneem is nie. Alhoewel ons resultaat nie die moontlikheid van 'n geslagseffek met 'n groter steekproef moet uitsluit nie, vermy die bestaan ​​van so 'n effek nie die feit dat daar 'n generiese verband is tussen sosiale netwerkgrootte en PFC -volume wat van beide geslagte geld nie ( soos ook die geval was in al die genoemde studies).

Die neuropsigologiese literatuur dui op 'n funksionele onderskeid tussen dorsale PFC, wat kognitiewe funksies van hoër orde bemiddel, en orbitale PFC, wat betrokke is by bui, affektiewe gedrag en sosiale aspekte van kognisie [52]. Hierdie funksionele verdeling word ondersteun deur bevindinge van individue met dorsolaterale PFC-letsels, wat na berig word swakker prestasie op verskeie subtake van gestandaardiseerde intelligensietoetse, sowel as gebreke in geheue, insluitend die Wisconsin Card Sorting Task, en die vorming en wysiging van abstrakte konsepte [53–55]. Daarteenoor lei skade aan orbitale PFC tipies tot impulsiewe aggressiewe gedrag [56], sowel as gestremdhede van sosiale kognisie [57] en risiko -oordeel [58,59]. By gesonde volwassenes is die orbitomediale PFC betrokke by 'n reeks funksies, insluitend affektie [60] en reuk [61]. Ons vorige studie met dieselfde steekproef van proefpersone [25] het 'n verband tussen intensionaliteitskapasiteit ('n sosiale kognitiewe bevoegdheid) en orbitale PFC-volume getoon, maar geen verband tussen korttermyngeheuekapasiteit en orbitale PFC-volume nie, wat daarop dui dat orbitale PFC veral mag wees belangrik vir hoë orde sosiale kognisie (dws ordes van opsetlikheid groter as die konvensionele teorie van die gees).

'n Vorige neurobeeldingstudie het 'n verband gerapporteer tussen 'n indeks van sosialiteit en die volume van die kortikobasolaterale kompleks van die amygdala [22], 'n subkortikale eenheid wat bekend is dat dit gekorreleer is met sosialiteit in primate [62], maar nie tussen sosialiteit en hippokampusvolume nie. Hierdie studie het nie eksplisiet getoets vir 'n verband met neokorteksvolume nie, alhoewel swak korrelasies (ongekorrigeer by bl = 0.05) is gerapporteer uit 'n verkennende analise van kortikale dikte (in teenstelling met kortikale eenheidsvolume) in drie geselekteerde kortikale streke van belang (subgenual anterior cingulate cortex, caudal superior frontal gyrus, caudal inferior temporale gyrus), waarvan nie een met PFC oorvleuel nie. . Anders as die ander twee eenhede van die amygdala, het die kortikobasolaterale kompleks 'n direkte neurale verband met die orbitofrontale korteks, alhoewel dit meer te doen kan hê met inhibisie van amygdala emosionele reaksies deur die orbitofrontale korteks [63,64]. Net so, met behulp van voxel-gebaseerde morfometrie (VBM), Kanai et al. [23] het korrelasies gerapporteer tussen verskeie indirekte indekse van die grootte van die sosiale en aanlyn-netwerk van die aanlyn en vanlyn en die volumes van die amygdala en twee streke van die temporale lob wat bekend is dat dit verband hou met die teorie van verstandsbevoegdheid (temporo-pariëtale aansluiting en superieure temporale sulcus), maar dit het nie toets eksplisiet vir PFC -assosiasies. Net so 'n verhouding is egter in werklikheid bewys met behulp van VBM [24]. Soortgelyke bevindings oor individuele verskille in beide sosiale groepgrootte en sosiale rang met die volumes van subgebiede van die frontale en temporale lobbe is onlangs aangemeld vir makake [65], wat daarop dui dat hierdie verhoudings wyd van toepassing kan wees oor die primate. Ons ontledings brei hierdie bevindings uit deur aan te toon dat hierdie verhoudings in werklikheid eksplisiet deur sosiale kognitiewe bevoegdhede bemiddel word (ten minste in die geval van mense, opsetlikheidsbevoegdheid). Ons voer aan, en ons padanalise demonstreer oortuigend dat die oorsaaklike logika daarby betrokke is dat netwerkgrootte uiteindelik bepaal word deur sosiale kognitiewe bevoegdhede, en dat dit weer ondersteun word deur die hoeveelheid neurale materie wat aan die berekeningseise kan voldoen. betrokke (weerspieël hier in die volume van die belangrikste PFC -breinstreke). Ons resultate bepaal dus die belangrike punt (wat tot dusver ontbreek in alle besprekings van die sosiale breinhipotese) dat kognisie die verband tussen breinvolume en sosiale groep/netwerkgrootte bemiddel. Soos met ander beeldstudies [22-24], is ons studie neutraal ten opsigte van die formele oorsaaklike rigting van die verhouding tussen PFC-volume en sosiale netwerkgrootte. Aangesien dit bekend is dat die spoed waarmee kinders die verstandsteorie verwerf, bepaal word deur die grootte van hul sibship [66,67], is dit moontlik dat die (ontwikkelings) oorsaaklike pyl van netwerkgrootte via opsetlike bevoegdhede na PFC -volume loop. Of (en tot watter mate) PFC direkte beperkings op netwerkgrootte plaas, sal uiteindelik longitudinale studies verg om te bepaal.

Oor die algemeen ondersteun hierdie studies beide die bewering dat sosialiteit kognitief veeleisend is en die bewering dat die evolusie van breingrootte deur hierdie eise beïnvloed is (sien ook [6]). Ons studie dra spesifiek by tot hierdie liggaam literatuur deur te demonstreer dat sosiale netwerk grootte ('n direkte maatstaf van sosialiteit) verband hou met 'n toename in relatiewe orbitale PFC volume. Deur die verband tussen verhoogde breinvolume en sosialiteitsdomeine, soos die grootte van sosiale netwerke, te verstaan, kan ons die meganismes verstaan ​​wat bygedra het tot die verbeterde breinvolume van ons spesie.


BESPREKING

Oor spesies speel die OFC 'n deurslaggewende rol in die evaluering van verwantskappe tussen stimuli en voorspelde uitkomste (Murray, O'Doherty, & amp; Schoenbaum, 2007), maar die funksionele organisasie daarvan bly onduidelik. Hier het ons 'n teorie van valensie-selektiewe verwerking (Kringelbach & Rolls, 2004) ondersoek deur neurale aktiwiteit direk aan te teken en geen konsekwente selektiwiteit vir een van die valensies oor die orbitale korteks gevind nie. Baie neurone het vir valensie gekodeer, maar dit is anatomies vermeng. In plaas daarvan het ons onderskeidings gevind tussen orbitale gebiede in kodering van stimuli en terugvoer van dieselfde valensie en kodering van die beloningbalk of proefnommer binne 'n blok. Hierdie resultate dui daarop dat orbitale korteks nie georganiseer word volgens die valensie van inligting wat verwerk word nie, maar eerder deur verskillende tipes waardeberekeninge wat deur die verskillende substreke uitgevoer word.

Positiewe en Negatiewe Valensverwerking

Positiewe en negatiewe uitkomste kan operasioneel geïdentifiseer word as dié wat 'n dier sal probeer om te verkry of te vermy (Seymour, Singer, & Dolan, 2007). Hier het vakke arbitrêre stimulus-reaksie-kartering geleer om sekondêre versterkers te verkry of te vermy. Om 'n korrekte reaksie op 'n positiewe prentjie te leer, moes proefpersone slegs gemotiveer gewees het om sekondêre versterking te verkry, want daar was nooit 'n potensiaal vir verlies op hierdie proewe nie. Op negatiewe foto -proewe is proefpersone ook gemotiveer om 'n verlies te vermy, omdat hierdie foto's nooit met winste gepaard gegaan het nie. Alhoewel dit waar is dat die voltooiing van 'n negatiewe prentjie-proef die proefpersoon binne 'n blok bevorder het, kon dieselfde resultaat verkry word sonder om die stimulus-respons kartering te leer en 'n arbitrêre reaksie uit te voer, omdat geen boetes anders as die verlies van 'n sekondêre versterker opgelê is nie. Daarom was die verlies van 'n sekondêre versterker 'n afskuwelike uitkoms wat hulle geleer het om te vermy. Soortgelyke resultate is verkry met behulp van paradigmas wat mededingende speletjies bestudeer. Die wins en verlies van sekondêre versterkers het ongeveer dieselfde en teenoorgestelde gevolge vir die ape se keuses in 'n gemengde strategie-spel, sodat winste lonend was en verliese afskuwelik was (Seo & Lee, 2009).

Ten spyte hiervan het ons geen bewyse gevind dat mOFC by voorkeur op belonings gereageer het of dat IC op straf gereageer het nie. Hierdie teenstrydigheid tussen ons resultate en die teorie van valenseselektiwiteit in orbitale korteks kan 'n aantal oorsake hê. Die teorie is gebaseer op beeldstudies by mense (hoofsaaklik fMRI), terwyl ons data bestaan ​​uit enkele neuronaktiwiteite wat by ape aangeteken is. Dit is onmoontlik om spesies se funksie- of anatomieverskille uit te sluit. Huidige bewyse dui egter op merkwaardige homologie tussen die mens en die aap OFC (Jbabdi, Lehman, Haber, & Behrens, 2013 Wallis, 2012 Mackey & Petrides, 2010). In teenstelling hiermee is die verhouding tussen die fMRI BOLD -sein en piekaktiwiteit minder eenvoudig (Sirotin & amp Das, 2009 Goense & Logothetis, 2008 Logothetis, Pauls, Augath, Trinath, & Oeltermann, 2001). Boonop het onlangse neuro-beeldstudies 'n valensgebaseerde organisasie in twyfel getrek (Elliott et al., 2010). Byvoorbeeld, mOFC BOLD korreleer met beide eetlus en afkeer van voedselwaardes (Plassmann, O'Doherty, & Rangel, 2010) of geldelike oorwinnings en verliese (Tom, Fox, Trepel, & Poldrack, 2007). Uiteindelik het 'n neurofisiologiese studie afsonderlike groepe neurone gevind wat reageer op aptytlike en afkeerlike stimuli, maar dit was naby mekaar in die mees agterste streke van mOFC en ventromediale PFC (Monosov & Hikosaka, 2012). Ons het egter nie soortgelyke onderskeidings gevind nie; ons opnames was vooraanstaande tot hierdie webwerwe. Oor die algemeen bevestig ons resultate opkomende data wat daarop dui dat orbitale substreke nie georganiseer is volgens die waarde van inligting wat hulle verwerk nie.

Daar is nietemin rede om te glo dat verskillende neurale stroombane betrokke moet wees by die evaluering van aptyt- en aversiewe stimuli. Hierdie stimuli het veral teenoorgestelde effekte op gedrag. Belonende stimuli bevorder benaderingsreaksies wat stimuli straf, vermy vermyding (Huys et al., 2011). Dit word geïllustreer deur klassieke studies van rotte, wat maklik leer om 'n hefboom te druk vir beloning, maar sukkel om te leer om 'n hefboom te druk om 'n voetskok te vermy (Bolles, 1970). Daarteenoor leer hulle geredelik om na 'n veilige plek te hardloop of te spring om dieselfde skok te ontsnap. Leer wat gebaseer is op negatiewe stimuli word dus belemmer as die nodige reaksie benader word (hefboom druk) en word gefasiliteer wanneer vermyding nodig is (weghardloop, wegkruip, weerhou reageer), wat daarop dui dat dissosieerbare kringe in die brein bereid is om sekere reaksies te leer teenstrydige gewaardeerde stimuli (sien ook Hershberger, 1986). Dit is duidelik dat hierdie valenskeiding in hoër breingebiede kan plaasvind.Terwyl dit nie die geval was in orbitale korteks nie, blyk neurone in 'n streek van subgenual anterior cingulate korteks selektief op negatiewe waardes te reageer (Amemori & Graybiel, 2012). Sulke neurone kan 'n rol speel in die moontlikheid van verskillende gedrags- "modules" (Amemori, Gibb, & amp; Graybiel, 2011), soos vermydingsreaksies, deur middel van verbindings met die striatum (Eblen & amp; Graybiel, 1995). Daarteenoor projekteer orbitale gebiede na die ventrale striatum (Haber, Kunishio, Mizobuchi, & Lynd-Balta, 1995 Selemon & amp; Goldman-Rakic, 1985), belangrik in waardegebaseerde leer en besluitneming. In hierdie kring kan 'n vasgemaakte valenspesifieke reaksie ongewens wees. Terwyl valensie-spesifieke motoriese response 'n organisme kan beskerm om potensiële skade te nader, is besluitneming meer genuanseerd en behels dit dikwels die aanvaarding van 'n ongewenste koste om 'n gewenste voordeel te verkry.

Funksionele verskille tussen orbitofrontale gebiede

Alhoewel ons resultate nie valensiespesifieke verwerking in orbitale streke aan die lig gebring het nie, het ons interessante areaverskille waargeneem. Min mOFC -neurone het gekodeer vir enige veranderlikes wat beoordeel is, wat daarop dui dat dit relatief minder betrokke was by die taak. Die presiese funksies van mOFC is onduidelik, maar onlangse data dui op 'n rol in die vergelyking van opsiewaardes (Noonan et al., 2010), of kodering van interne motiveringswaardes, veral in die afwesigheid van eksterne aansporings (Bouret & Richmond, 2010). In beide gevalle is mOFC moontlik nie betrokke by die huidige taak nie, omdat proefpersone nie stimuluskeuses gebied het nie en dat alle antwoorde daarop dui.

Neurone in OFC en IC was aktief tydens die taak en het interessante onderskeidings getoon. Eerstens het OFC die vordering deur middel van proefblokke gevolg, maar nie die grootte van die beloningsbalk gekodeer nie, maar slegs IC toon aansienlike kodering van die staafgrootte. Tweedens, enkele OFC -neurone het foto's en terugvoer met dieselfde waarde gekodeer, en ten tyde van terugvoer het hulle selektiwiteit verloor toe 'n onverwagte uitkoms plaasgevind het. In die huidige taak word die vraag of 'n uitkoms onverwags is, verwar met die uitkoms wat minder verkies word, en verdere studies is nodig om hierdie probleem op te los. 'N Vorige studie het egter bevind dat rat -OFC -neurone min of geen reaksie toon op onverwagte belonings sowel as onverwagte weglating van beloning (Takahashi et al., 2009), wat die siening ondersteun dat dit die mate is waarin 'n uitkoms verwag word al dan nie wat verantwoordelik is vir ons resultate.

Ons interpreteer die algehele patroon van kodering in OFC soos volg. Alhoewel OFC geassosieer word met beloningverwerking, kan beloningsverwante antwoorde sterk afhanklik wees van die taak waarmee die onderwerp besig is (Luk & amp Wallis, 2013). Sulke waarnemings ondersteun die idee dat OFC kennis oor die taakstruktuur en omgewing gebruik om uitkomsvoorspellings te maak (Jones et al., 2012 Takahashi et al., 2011). Vanuit hierdie siening kan OFC-neurone met konsekwente valensie-kodering 'n rol speel in die voorspelling van terugvoer gebaseer op voorbeeldfoto's. Selektiwiteit op terugvoertyd verteenwoordig die verwesenliking van hierdie voorspellings, en as dit nie nagekom word nie, verminder selektiewe kodering. Laastens kan OFC-nasporing van proefnommer kennis van die taakstruktuur of voorspellings weerspieël oor wanneer primêre beloning verkry sal word.

Dit laat egter die vraag ontstaan ​​waarom OFC-neurone slegs swak enkodering van die beloningsbalk getoon het, want dit voorspel die hoeveelheid sap wat gelewer moet word. Een verduideliking wat met hierdie rekening versoenbaar is, is dat die maat as 'n uitkoms eerder as 'n uitkomsvoorspellende aanduiding geïnterpreteer word. Ter ondersteuning hiervan het ons gedragsanalise getoon dat die effek van die staafgrootte op die gedrag van die proefpersoon onafhanklik was van hoe naby dit was om dit in te ruil vir sap. As die kroeg as 'n voorspelling van sap behandel word, sou 'n mens verwag dat dit tydelik verdiskonteer moet word soos ander beloning-voorspellende stimuli. 'N Verwante interpretasie is dat, hoewel die balk die gedrag van die vakke versterk het, die waarde daarvan (hoeveel sap dit voorspel het) onafhanklik was van die taak. Ter ondersteuning hiervan is die waarde van die staaf by voorkeur deur IC-neurone gevolg, en juis in hierdie populasie het ons 'n aansienlike verlies aan waardeverwante kodering tydens sapaflewering waargeneem. Ons glo dat dit gebeur het omdat die hoeveelheid sap ten volle deur die beloningbalk voorspel is, en dit was die kroeg, nie die aflewering van sap nie, wat spesifieke gedrag in die taak versterk het.

In teenstelling met OFC, het IC -neurone die beloningsbalk sterk gekodeer en geen bewyse getoon van konsekwente kodering tussen monster- en terugvoeringstydperke nie. Hierdie waarnemings dui daarop dat IC neurone nie dieselfde funksies as OFC verrig nie. IC ontvang hoogs verwerkte sensoriese inligting vanaf temporale en pariëtale korteks (Petrides & Pandya, 2002 Carmichael & Price, 1995 Cavada & Goldman-Rakic, 1989), en letsels belemmer die gebruik van visuele inligting om motoriese reaksies en gedragstrategieë te lei (Baxter, Gaffan , Kyriazis, & Mitchell, 2009 Bussey, Wise, & Murray, 2001, 2002). IC kan 'n rol speel in aandagsprosesse (Kennerley & Wallis, 2009) of by die bepaling van die gedragsbetekenis van stimuli (Rushworth et al., 2005). As sodanig kan IC-neurone betekenis toeken aan stimuli soos die beloningbalk.

Afsluiting

In teenstelling met 'n algemene idee dat mediale en laterale orbitale gebiede positiewe en negatiewe stimuli verwerk, het ons op die enkele neuronvlak geen bewyse gevind dat orbitale verwerking met betrekking tot valensie georganiseer is nie. In plaas daarvan rapporteer ons verskille tussen verskillende orbitale streke oor hoe dit aspekte van die taak verteenwoordig, wat die siening ondersteun dat verskillende gebiede waarde -inligting op merkwaardig verskillende maniere gebruik.


Kyk die video: Разкриване на невероятните възможности на мозъка и хипнозата (September 2022).