Este experimento utiliza un método anatómico limitado Magnetoencefalografía (aMEG) para examinar la dinámica oscilatoria cerebral y sincronía funcional a largo plazo durante la contratación del control cognitivo en función de la intoxicación aguda del alcohol.
Toma de decisiones se basa en interacciones dinámicas de las regiones del cerebro distribuidas, sobre todo frontal. Amplia evidencia de los estudios de la proyección de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) indica que la corteza cingulada anterior (ACC) y las cortezas prefrontales lateral (latPFC) son los nodos esenciales que favorecían el control cognitivo. Sin embargo, debido a su limitada resolución temporal, fMRI no refleja con exactitud el momento y la naturaleza de su interacción presumido. El presente estudio combina modelado de distribución fuente de la señal temporal precisa Magnetoencefalografía (MEG) con resonancia magnética estructural en forma de “películas de cerebro”: (1) estimación de las áreas corticales implicadas en el control cognitivo (“Dónde”), (2) caracterizar su secuencia temporal (“cuando”) y (3) cuantificar la dinámica oscilatoria de sus interacciones neuronales en tiempo real. Interferencia de Stroop se asoció con mayor poder relacionadas con el evento theta (4-7 Hz) en el CAC durante la detección de conflicto seguida de sensibilidad sostenido demandas cognitivas en el ACC y latPFC durante la preparación de la integración y respuesta. Un análisis fase de cierre reveló co-oscillatory interacciones entre estas áreas indicando su mayor sincronía neuronal en la banda theta durante los ensayos incongruentes inductores de conflicto. Estos resultados confirman que las oscilaciones de la theta son fundamentales para sincronización a largo plazo necesaria para la integración de influencias de arriba hacia abajo durante el control cognitivo. MEG refleja la actividad de los nervios directamente, que lo hace apto para manipulaciones farmacológicas en contraste con fMRI que es sensible a vasoactivo confunde. En el presente estudio, bebedores sociales sanos recibieron una dosis moderada del alcohol y el placebo en un diseño en el tema. Intoxicación aguda atenuada energía theta a Stroop conflicto y altera Co las oscilaciones entre la ACC y latPFC, confirmando que el alcohol es perjudicial para la sincronía neural que favorecían el control cognitivo. Interfiere con el comportamiento meta-dirigido que puede resultar en deficiencias de autocontrol, contribuyendo al consumo compulsivo. En suma, este método puede proporcionar la penetración en las interacciones en tiempo real durante el procesamiento cognitivo y puede caracterizar la sensibilidad selectiva al reto farmacológico a través de las redes neuronales.
El objetivo general de este estudio es examinar los efectos de la intoxicación aguda del alcohol sobre los cambios espacio-temporales en la dinámica oscilatoria cerebral e integración funcional a largo plazo durante el control cognitivo. El multimodal empleado imagen enfoque combina la magnetoencefalografía (MEG) y estructurales de resonancia magnética (MRI) para proporcionar la penetración en las bases neurales de la toma de decisiones con la alta precisión temporal y a nivel de un sistema interactivo.
Comportamiento flexible hace posible adaptarse a demandas contextuales y cambiar estratégicamente entre diferentes tareas y requisitos de acuerdo con las intenciones y objetivos. La capacidad para inhibir respuestas automáticas a favor de acciones meta-relevantes pero no habitual es un aspecto esencial del control cognitivo. Extensa evidencia sugiere que es favorecido por una red cortical predominantemente frontal, con la corteza cingulada anterior (ACC) como nodo central en esta red interactiva1,2,3,4. Mientras que la conectividad anatómica abundante entre la ACC y cortezas frontales laterales es bien descrito5,6, las características funcionales de la comunicación entre estas regiones durante el control cognitivo, selección de respuesta y ejecución, son mal entendido.
El conflicto altamente influyente teoría7,8 de monitoreo propone que el control cognitivo se deriva de una interacción dinámica entre las cortezas prefrontales mediales y laterales. Este relato pretende que el ACC monitorea conflicto entre representaciones que compiten y activa la corteza prefrontal lateral (latPFC) para implementar control de respuesta y optimizar el rendimiento. Sin embargo, esta cuenta se basa principalmente en los estudios funcionales de MRI (fMRI) utilizando la señal de sangre oxigenación nivel dependiente (en negrilla). La señal del fMRI en negrilla es una herramienta de mapeo espacial excelente, pero su resolución temporal es limitada porque refleja cambios hemodinámicos regionales mediadas por acoplamiento neurovascular. Como resultado, los cambios de señal audaz despliegan en mucho menor escala de tiempo (en segundos) que el subyacente de eventos neuronales (en milisegundos)9. Además, la señal en negrilla es sensible a los efectos vasoactivos de alcohol10 y puede no representar con precisión la magnitud de los cambios neuronales, que resulta menos adecuado para los estudios de intoxicación aguda del alcohol. Por lo tanto, la supuesta interacción entre las cortezas prefrontales mediales y laterales y su sensibilidad a la intoxicación alcohol deban ser examinadas por métodos que registran eventos neuronales de manera temporal precisa. MEG tiene una excelente resolución temporal puesto que refleja directamente las corrientes postsinápticas. La metodología de MEG (aMEG) anatómicamente restringido aquí es un enfoque multimodal que combina distribuida modelos de fuente de la señal de MEG con MRI estructural. Permite la estimación de donde que están ocurriendo los cambios oscilatorios de cerebro relacionadas con el conflicto y la bebida y a entender la secuencia temporal (“cuando”) de los componentes de los nervios implicados.
Toma de decisiones se basa en las interacciones de las regiones del cerebro distribuidas que participan dinámicamente para hacer frente a las demandas crecientes de control cognitivo. Una forma para estimar cambios en sincronía a largo plazo entre dos regiones corticales relacionados con el evento es para el cálculo de su fase de acoplamiento como un índice de sus oscilaciones Co11,12. El presente estudio aplica un bloqueo de fase de análisis para probar el principio básico del conflicto teoría de monitoreo mediante el examen de las interacciones co-oscillatory entre la ACC y latPFC. Las oscilaciones neuronales en rango theta (4-7 Hz) están asociadas con el control cognitivo y se han propuesto como un mecanismo fundamental de apoyo a la sincronización a largo plazo necesaria para el procesamiento cognitivo de arriba hacia abajo13,14, 15,16. Se generan en las áreas prefrontales en función de la dificultad de la tarea y se atenúan significativamente por alcohol aguda intoxicación17,18,19,20.
Consumo excesivo de alcohol a largo plazo se asocia con una serie de déficits cognitivos con un circuito prefrontal siendo especialmente afectados21,22. Intoxicación aguda del alcohol es perjudicial para el control cognitivo bajo condiciones de dificultad creciente, ambigüedad o aquellos que inducen respuesta incompatibilidad17,23,24. Afectando la toma de decisiones, alcohol puede interferir con el comportamiento meta-dirigido, puede resultar en pobre autocontrol y mayor consumo y también puede contribuir a tráfico o laboral riesgos25,26,27 . El presente estudio utiliza un enfoque de aMEG para medir la actividad oscilatoria en banda theta y sincronía entre las principales áreas de ejecutivas con excelente resolución temporal. Se examinan los efectos del alcohol sobre la actividad de la theta y co oscilaciones entre la ACC y la latPFC en función del conflicto suscitado por la tarea de interferencia de Stroop. Presumimos que las demandas cognitivas crecientes se asocian a mayor sincronía funcional y eso dysregulation alcohol-inducida de la actividad sincrónica de las cortezas prefrontales mediales y laterales es la base de deficiencias en el control cognitivo.
Multimodal de método utilizado en este estudio compone de modelado distribuido fuente de la señal temporal precisa de MEG junto con las restricciones espaciales de inversas estimaciones derivadas de MRI estructural de cada participante. El enfoque de la aMEG combina las ventajas de estas técnicas para proporcionar la penetración en las etapas espacio-temporales de la dinámica oscilatoria y la integración a largo plazo que favorecían el control cognitivo. Este método ofrece mayor precisión temporal que otras téc…
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo ha sido apoyado por los institutos nacionales de salud (R01-AA016624). Agradecemos al Dr. Sanja Kovacevic por sus importantes contribuciones.
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Short Michigan Alcohol Screening Test | Selzer et al., 1975 | Alcoholism screening questionnaire | |
Zuckerman Sensation Seeking Scale | Zuckerman, 1971 | Questionnaire: disinhibitory, novelty-seeking, and socialization traits | |
Eysenck Impulsivity Inventory | Eysenck & Eysenck, 1978 | Questionnaire: impulsivity traits | |
Eysenck Personality Questionnaire | Eysenck & Eysenck, 1975 | Questionnaire: personality traits | |
Biphasic Alcohol Effects Scale | Martin et al., 1993 | Questionnaire: subjective experience of the effects of alcohol |