Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Срыв лобной доли нейронных синхронности во время когнитивные контроля алкогольного опьянения

Published: February 6, 2019 doi: 10.3791/58839
Automatic Translation
1,2, 1, 1,3, 4, 1
1Department of Psychology, San Diego State University, 2Department of Radiology, University of California San Diego, 3Department of Neurosciences, University of California San Diego, 4San Diego State University/UC San Diego Joint Doctoral Program in Clinical Psychology

Summary

Этот эксперимент использует метод анатомически ограничены Магнитоэнцефалография (aMEG) для изучения мозга колебательной динамики и переноса функциональных синхронности во время взаимодействия когнитивные контроля как функция острой алкогольной интоксикации.

Abstract

Принятия решений зависит от динамического взаимодействия распределенных, в первую очередь лобной мозга. Обширные доказательства из исследований функционального магнитно-резонансная томография (МРТ) указывает, что передней поясной (АКК) и боковых префронтальной коре (latPFC), основные узлы subserving когнитивные контроля. Однако из-за его ограниченного временного разрешения, МР-томографию не может точно отражать сроки утверждения и характер их предполагаемой взаимосвязи. Настоящее исследование структурных МРТ в виде «мозг фильмы» сочетает моделирования распределенных источников сигнала височно точные Магнитоэнцефалография (Мэг) для: (1) Оценка корковых областях участвует в когнитивной управления («где»), (2) характеризуют их височной последовательности («когда») и (3) количественно колебательной динамики их Нейронные взаимодействия в режиме реального времени. Штруп вмешательства был связан с большей силой Событийный тета (4-7 Гц) в АКК во время обнаружения конфликтов последовали устойчивой чувствительности познавательных потребностей в АКК и latPFC во время подготовки интеграции и ответ. Фазовой синхронизации анализ показал co-oscillatory взаимодействия между этими областями, указанием их увеличение Нейронные синхронность в тета группы во время конфликта заставить несочетаемого испытаний. Эти результаты подтверждают, что тета колебания являются основополагающими для дальнего действия синхронизации, необходимые для интеграции сверху вниз влияний во время когнитивные контроля. Мэг отражает, что нервная деятельность непосредственно, который делает его пригодным для фармакологической манипуляции в отличие от МР-томографию, который чувствителен к вазоактивных путает. В настоящем исследовании здоровая социальная пьющих дали дозу умеренные алкоголя и плацебо в дизайне в теме. Острая интоксикация ослабленного тета власть Штруп конфликт и dysregulated совместно колебания между АКК и latPFC, подтверждающие, что алкоголя вредно для нейронных синхронности subserving когнитивные контроля. Он вмешивается целенаправленное поведение, которое может привести к несовершенным самоконтроль, способствуя компульсивное пить. Иными словами, этот метод может обеспечить понимание реального времени взаимодействия в процессе когнитивной обработки и могут характеризовать избирательная чувствительность фармакологических вызов соответствующих нейронных сетях.

Introduction

Общая цель этого исследования является изучение последствий острой алкогольной интоксикации на пространственно временных изменений в мозг колебательной динамики и загрязнении функциональной интеграции во время когнитивные контроля. Занятых мультимодального imaging подход сочетает в себе Магнитоэнцефалография (Мэг) и структурных магнитно-резонансная томография (МРТ), чтобы обеспечить понимание нервной основой принятия решений с высокой точностью временной, так и на уровне интерактивной системы.

Гибкое поведение позволяет адаптироваться к изменяющимся требованиям контекстная и стратегически переключаться между различными задачами и требованиями по согласованию с намерениями и целями. Способность подавить автоматические ответы пользу цели отношение, но не привычные действия является важным аспектом когнитивные контроля. Обширные данные свидетельствуют о том, что он является subserved сетью преимущественно лобной коры головного мозга, с передней поясной коры (АКК) как центральный узел в этой интерактивной сети1,2,3,4. В то время как обильные анатомические связи между АКК и боковые фронтальные коре это хорошо описано в5,6, функциональные характеристики связи между этими регионами во время когнитивные контроля, выбор ответа и исполнения, они плохо понимают.

Весьма влиятельной конфликта мониторинга теория7,8 предлагает, что когнитивные контроля возникает от динамического взаимодействия между медиальной и латеральной префронтальной коре. Эта учетная запись подразумевает, что АКК контролирует конфликт между конкурирующими представлений и привлекает боковой префронтальной коры (latPFC) для осуществления управления ответ и оптимизировать производительность. Однако эта учетная запись основывается главным образом на функциональной МРТ (МР-томографию) исследований с использованием крови кислородом уровня зависимых (BOLD) сигнала. МР-томографию BOLD сигнал является отличным пространственного картографирования инструментом, но его временное разрешение ограничено, потому что он отражает региональные изменения гемодинамики, посредничестве нервно-сосудистого муфты. В результате смелый сигнал изменения разворачиваться на гораздо медленнее шкалы времени (в секундах) чем основной нейронных события (в миллисекундах)9. Кроме того смелый сигнал чувствительны к вазоактивных эффекты алкоголя в10 и не может точно представлять масштабы нейронных изменений, что делает его менее подходящим для исследования острой алкогольной интоксикации. Таким образом предполагается взаимодействие между медиальной и латеральной префронтальной коре и ее чувствительность к алкогольной интоксикации необходимо изучить методами, которые записывают нейронных события в височно точно. Мэг имеет отличные временное разрешение, так как он непосредственно отражает постсинаптических токов. Анатомически ограничены Мэг (aMEG) методологии здесь — что мультимодальный подход, который сочетает в себе распределенных источником моделирование Мэг сигнала с структурных МРТ. Это позволяет для оценки где , связанных с конфликтом и напитков мозга колебательные изменения происходят и понимать височной последовательности («когда») участвующих нейронных компонентов.

Принятия решений зависит от взаимодействия распределенных мозга регионов, которые динамически участвуют заниматься повышенные требования на когнитивные контроля. Один из способов оценить связанные с событиями изменения в загрязнении синхронность между 2 корковая регионами является для вычисления их фазы муфты как индекс их совместного колебаний11,12. Настоящее исследование прикладной анализ, фазовой синхронизации, чтобы проверить основной принцип мониторинга теория путем изучения co-oscillatory взаимодействия между АКК и latPFC конфликта. Нейронные колебания в диапазоне тета (4-7 Гц), связанные с когнитивной управления и были предложены в качестве основного механизма поддержки на большие расстояния синхронизации, необходимой для, сверху вниз когнитивной обработки13,14 15,16. Они генерируются в префронтальной области в зависимости от сложности задач и значительно ослаблены, острая алкогольная интоксикация17,18,19,20.

Долгосрочный чрезмерного алкоголя ассоциируется с широкий спектр познавательных дефицитов с префронтальной схемы, будучи особенно пострадавших21,22. Острая алкогольная интоксикация наносит ущерб когнитивные контроля в условиях повышенной сложности, двусмысленность или те, которые вызывают реакции несовместимости17,23,24. Влияющих на принятие решений, алкоголь могут мешать целенаправленное поведение, может привести к плохой самоконтроль и увеличение пить и может также способствовать трафика или связанных с работой рисков25,26,27 . Настоящее исследование использует подход, aMEG для измерения колебательных активности в диапазоне тета и синхронность между главным исполнительным районами с отличным временным разрешением. Воздействие алкоголя на тета активности и Сопредседатель колебания между АКК и latPFC рассматриваются как функция конфликта вызвало Штруп вмешательства задачей. Мы предполагаем, что повышение когнитивных требования связаны с большей функциональной синхронность и что алкоголя индуцированной dysregulation синхронного действия медиальной и латеральной префронтальной коре лежит в основе нарушениями когнитивных управления.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Этот экспериментальный протокол утвержден Комитетом по защите человека предметов в университете Калифорнии, Сан-Диего.

1. человеческие субъекты

  1. Набирать здоровых правша взрослых добровольцев, получать их согласие и экран их критериев включения/исключения.
    Примечание: В этом исследовании, двадцать молодых, здоровых лиц (средний возраст ± стандартное отклонение [SD] = 25.3 ± 4,4 лет) включая 8 женщин были набраны кто пить в меру, которые никогда не были в обращении или арестован за наркотиков или алкоголя связанных с ними преступлений, которые сообщают без алкоголизм-симптомы, связанные на короткий Мичиган алкоголизма, скрининг-тест28, которые не курят, ни использовать незаконные вещества, которые не имеют истории нейропсихиатрические расстройства или любых текущих проблем со здоровьем, и которые являются лекарства бесплатно и не имеют внутренние ферромагнитных объектов или имплантантов.

2. экспериментальный дизайн

  1. Проверьте каждый участник четыре раза, в том числе трех сессий Мэг (без напиток вводные сессии и двух экспериментальных напиток сессий, в которых алкоголя и плацебо осуществляется в уравновешенной манере) и один из структурных МРТ.
    Примечание: В этой конструкции в пределах субъекта участники служат собственные элементы управления, участвуя в сессиях как алкоголя, так и плацебо. Эта конструкция уменьшает ошибки дисперсии и увеличивает статистической мощности, сводя к минимуму влияние индивидуальной изменчивости в анатомии мозга, шаблоны активности и метаболизма алкоголя.

3. сбор Мэг сканирует

  1. Выполняйте ознакомительные сессии.
    1. Во время первоначального вводные сессии администрировать анкеты для получения дополнительной информации о медицинской истории участников, их питьевой шаблоны и тяжесть симптомов, связанных с алкоголизмом28,29, история семьи алкоголизм30, и черты личности, включая импульсивность31,32.
    2. Проведение первоначальной записи в Мэг сканера после протокол описано ниже 3.2, 3.3 и 3.5. Не предоставляйте любой напиток. Объяснить задачи и запустите практика версия позволяет участникам ознакомиться с ним заранее.
      Примечание: Адаптационного экспериментальной ситуации служит цели сведения к минимуму потенциальных последствий ситуации индуцированной возбуждение33, тем самым приравнивая последующих алкоголя и плацебо сессий на этом измерении.
  2. Выполните алкоголя/плацебо экспериментальных сессиях.
    Примечание:     же экспериментальных процедур во время сессий как алкоголя, так и плацебо за исключением управляемых напиток. Противовес заказ напитков управляющими алкогольные напитки сначала одной половины участников и плацебо на другой половине в случайном порядке.
    1. По их прибытии в лабораторию Мэг просканируйте краткий тест, поставив участника в сканер и проверка каналов для возможных намагниченности. Измерьте их веса. Экран их с электронной Алкотестер. Запрос их соблюдения требований воздержаться от алкоголя за 48 ч и от пищи в течение 3 ч до эксперимента.
    2. Сбор мочи для множественной лекарственной тест панели от всех участников и исключить те, которые получили позитивный результат для любого препарата. Кроме того Проверьте женщин среди участников для беременности с мочой тест и исключить те, которые тест положительный, или если они подозревают, что они могут быть беременной.
    3. Оценка динамических изменений субъективные эффекты алкоголя просят участников оценить их мгновенное чувства и состояния на стандартизованной шкале34 до питьевой и два дополнительных случаях в ходе эксперимента - по возрастанию конечности (~ 15 минут после употребления напитков) и нисходящей кривой концентрации алкоголя дыхание (Брач), после записи Мэг.
    4. Администрировать практика выполнения задачи Штруп на ноутбуке с стимул презентации программного обеспечения, что участники понимают задачи перед записью.
      Примечание: Эта версия Штруп задачи сочетает в себе чтение и цвет именования (рис. 1). Конгруэнтных условие состоит из слов цвет (т.е., красный, зеленый, синий, желтый), которые печатаются в соответствующий цвет шрифта (то есть, слово «зеленые» печатается в зеленый цвет). В нелепые состоянии цвет слова печатаются в цвет, который не соответствует их смысл (то есть, слово «зеленые» печатается в желтый). Попросите участников нажмите одну из четырех кнопок, соответствующий цвет шрифта всякий раз, когда слово записывается в цвет, или, когда слово записывается в серый, нажать кнопку, соответствующую по смыслу слово18,23.
  3. Подготовка записи Мэг/ЭЭГ.
    Примечание:     детали Мэг сбора данных были описаны в предыдущих публикациях35,,3637.
    1. Поместите Шэу или отдельных ЭЭГ электродов на голове участника и проверьте, что все импедансы ниже 5 kΩ.
    2. Прикрепите головки индикатор (HPI) катушки по обе стороны лба и за каждым ухом.
      Примечание: Этот шаг является для Neuromag систем.
    3. Оцифровать позиции координатных точек, включая Насьон и две точки раковинной, позиции HPI катушек, ЭЭГ электродов и получить большое количество дополнительных точек (~ 200) разграничения форма головы. Используйте эту информацию для совместного регистрации с анатомическими МРТ изображения (рис. 2).
  4. Администрировать напиток.
    1. Подготовить алкогольные напитки, смешивая водка премиум-класса с Охлажденный апельсиновый сок (25% v/v), основанный на каждого участника гендерной и вес (0,60 г/кг спирта для мужчин, 0,55 г/кг спирта для женщин), ориентация Брач 0,06%38. Подавайте такой же объем апельсинового сока в очках с колеса, протереть с водкой как напиток плацебо. Попросите участника употреблять напиток в течение приблизительно 10 минут.
    2. Проверка участников Брач с алкотестер, начиная с ~ 15 мин после питья и затем каждые 5 мин до тех пор, пока они ввести запись камеры. Так как электронных приборов не могут использоваться в экранированном помещении, используйте тест слюны спирта, который состоит из ватным тампоном, который насыщен в слюне и вставляется в сосуд, который обеспечивает индикацию.
  5. Получение данных Мэг/EEG.
    1. Позиция участника комфортно в сканер. Так как префронтальной деятельность представляет особый интерес, убедитесь, что участник располагается так, что его голова соприкасается в верхней части шлема и выравнивается вдоль фронта.
      Примечание: Позиция головы может повлиять на оценки деятельности в значительной степени, потому что градиентами магнитного поля уменьшаться с кубом расстояние между датчиками и мозг источники39.
    2. Подключите HPI катушки и все электродов к их соответствующих вкладах в сканер. Расположите ответ колодки кнопки можно нажимать удобно. Удостовериться, что шрифт является четким на проекционном экране перед участником.
    3. Вернуться в номер консоли убедитесь, что домофон функционирует нормально. Напомните участников к минимуму мерцание и избегать движений, включая главного движения, вызванные говорить. Проинструктируйте участников ответить на вопросы, нажав кнопки ответа вместо.
    4. Проверьте, что все триггеры в ответ и стимул записаны правильно. Изучить все каналы для артефактов и измерить положение головы в сканер.
    5. Начать сбор данных и начать задачу. Дают перерывы каждые ~2.5 мин для отдыха глаз. Сохранить данные после завершения задачи и проститутки участник из записи камеры.
    6. Когда участник завершил сканера, приобрести примерно две минуты данных из пустой комнате как мера инструментальная шума.
    7. Попросите участников курса воспринимается сложности задачи, содержание поглощенного напитка, как пьяный они считали, а также их сиюминутных настроений и чувств34.

4. приобретение и корковые реконструкция структурных МРТ изображений

  1. Получить с высоким разрешением анатомические МРТ для каждого участника и восстановить каждый участник поверхности коры с FreeSurfer программного обеспечения40,,4142.
  2. Используйте поверхность внутренний черепа, производный от сегментирована структурные изображения МРТ для создания границы элемента модели объем дирижера, который используется для создания модели для прямого решения, которое согласуется с каждого человека мозга анатомии43 , 44.

5. Мэг данных анализа

Примечание: Анализировать данные с анатомически ограничены Мэг подход, который использует каждый участник реконструированный поверхности коры сдерживать источник смету кортикального слоя ленты40,45,46. Анализ потока опирается на пользовательских функций с зависимостями на публично доступных пакетов, включая экскурсия47, EEGLab48и49МНП.

  1. Во время предварительной обработки данных, используйте разрешительной полосовой фильтр (например, 0.1 - 100 Гц) и эпохи данных относительно начала стимул на сегменты, которые включают в себя заполнение интервалов на каждом конце (например, -600 до 1100 МС для интервала интерес, охватывающих -300 до 800 мс после Удаление поля).
  2. Удаление шумной и плоские каналы, а также судебные процессы, содержащие артефакты путем визуального осмотра и использование основанных на порог отклонения. Использование независимых компонент анализа48 для удаления eyeblink и сердцебиение артефактов. Ликвидировать испытания с неправильные ответы.
  3. Примените Morlet вейвлеты (рис. 3)47 для расчета сложных мощности спектра для каждого испытания с шагом 1 Гц для частот тета (4-7 Гц). Удалите все дополнительные артефакты. Вычислите ковариантность шум от пустой комнате данных.
  4. Совместное Зарегистрируйте Мэг данных МРТ изображения с помощью трехмерных (3D) головы оцифровки информации (Рисунок 2).
    1. Откройте модуль MRIlab.
    2. Выберите файл | Открытый | Выберите субъекта структурных МРТ.
    3. Выберите файл | Импорт | Isotrak данных | Выберите файл Сырье data.fif | Сделать точки.
    4. Выберите Windows | Достопримечательности | Отрегулируйте фидуциальный достопримечательности до ко-регистрация данных Мэг и МРТ являются приемлемыми.
    5. Выберите файл | Сохранить.
  5. Расчета шума чувствительность нормированный тета источник питания и фазы с18,подход спектральных динамического составления статистических карт50. Экспресс связанные с событиями тета источник питания как % сигнала изменения относительно базовой линии.
  6. Создайте группы средние Событийный тета источник питания, морфинг оценки каждого участника на среднем корковых представительства51.
  7. Визуализируйте источник оценки на завышенные средняя поверхность для повышения видимости sulcal оценок (рис. 4).
    1. Откройте программное обеспечение мне.
    2. Выберите файл | Загрузить поверхность | Нагрузки завышенным группа средняя FreeSurfer поверхности коры.
    3. Выберите файл | Управление накладки | Загрузить stc | Загрузить данные в среднем группа | Выберите загруженный файл из доступных оверлеях.
    4. Выберите оверлея тип как другие.
    5. Настройка порога цветовая гамма | Показать.
    6. Просмотр кино мозга и изучения пространственно временных этапах обработки путем выявления областей и времени windows характеризуется высоким активации.
  8. Создание беспристрастной областей интереса (ROI) на основе общей группы в среднем оценок включать корковых местах с наиболее заметных источник питания. Рассчитайте время курсы для каждого субъекта, условие и ROI (рис. 5).
  9. Сметную полученные тета источник питания для статистического анализа.
    1. Выдержка времени windows интерес из каждого курса время ROI и выполнять дисперсионный анализ (ANOVA) с напитков (алкоголь, плацебо) и суда типа (совпадает, нелепо) как в пределах субъекта факторов. Используйте непараметрические кластерных перестановок испытания52 для изучения напитков и условие сравнения событий, связанных с тета власти как хорошо как фазовой синхронизации значения (PLV).
  10. Оценить изменения, связанные с задачей, в загрязнении синхронизации между основным активации очагов в АКК и latPFC, вычисления PLV12. Экспресс PLV, как процентное изменение по отношению к базовой линии.
    Примечание: PLV является показателем соответствия фазового угла между двумя ROIs через испытания, как он измеряет степень, в которой они совместно колебаться с определенной частотой и в режиме реального времени (фильм 1).
  11. Вычисления корреляции между оценок деятельности ROI Мэг, индексы поведенческих производительность и результаты вопросника для информирования интерпретации наблюдаемых результатов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Поведенческие результаты показывают, что Штруп задачи успешно манипулировать ответ вмешательства, потому что точность был самый низкий и длинный несочетаемого испытаний (рис. 6) время отклика. Алкогольная интоксикация снизил точность, но не влияет на время реакции18.

Пространственно временной последовательности деятельности в полосе частот тета показал с aMEG подходом в целом согласны с общепринятой модели когнитивных функций в этот тип задачи. Как показано в мозг кино (фильм 2), зрительной коры активируется на около 100 мс после начала стимула, следуют задней и передней активации шаблон, который занимается главным образом лобной коре этапах познавательной интеграции После ~ 300 г-жа АКК особенно чувствителен к нелогичным (МКП), высокой конфликт испытаний, указав его участия во время конфликта мониторинга. АКК является основным генератором тета колебаний во время выполнения задач зондирования когнитивные контроля, но latPFC также является активным во время этапа интеграции на около 350-600 г-жа активации моторной коры виден после ~ 600 мс во время подготовки ответа этап (фильм 2B). Связанные с событиями тета мощность величайших испытаний INC, которая согласуется с ее чувствительность к конфликта требования (Рисунок 5), особенно в префронтальной коре13,17,19,20. Тета мощность уменьшается на целом острой алкогольной интоксикации. Однако по сравнению с совпадает (CONG) испытаний, алкоголь уменьшается мощность тета на вкл (высокая конфликт) испытаний выборочно в АКК и latPFC18.

Настоящее исследование расширяет результаты от Ковачевич et al.18 , сосредоточив внимание на динамического взаимодействия между этими областями во время обработки Штруп вмешательства с учетом преобладающих счета когнитивные контроля сети7, 8. чтобы лучше понять сроки, степень и характер взаимодействия между этими двумя областями главным образом занимается коры головного мозга, PLVs были рассчитаны для каждого условия напитков и задач и для каждого участника. Как показано в группе в среднем на рисунке 7, Сопредседатель колебания между АКК и latPFC варьируются время с увеличением общей раннего совместного колебаний во время обработки стадии стимул. Под Плацебо это сопровождается устойчивый рост после ~ 400 мс на нелепые судебные процессы на этапе подготовки интеграции и ответ. Таким образом, синхронизированной со колебания между медиальной и латеральной префронтальной коре наблюдаются только на более трудным, INC испытаний, вызывающие конфликт ответ F(1,19) = 5.5, p < 0,05. Это свидетельство поддерживает предложение АКК и latPFC, функционально взаимодействовать в режиме реального времени subserve когнитивные контроля. В контрасте, острая алкогольная интоксикация значительно dysregulates совместного колебания, уступая условие x напиток взаимодействия, F(1,19) = 5.1, p < 0,05, в котором несочетаемого испытания специально пострадали от алкоголя F (1,19) = 8,8, p < 0,01 (рис. 7). Это может лежать в основе алкоголя индуцированной impairments тормозного управления и указывает на уязвимость сверху вниз регулирующих функций префронтальной коры к острой интоксикации.

Figure 1
Рисунок 1 : Штруп задачи объединяет цвет именования и чтении. Представлены Судебная примеры для каждого из трех условий, а также цвет правильный ответ. В состояние совпадает (CONG) цвет шрифта согласуется с смысл слова, в то время как нелепо испытаний (МКП) тропы выявить ответ конфликт из-за помех от слова, означающего. Участники обучаются нажать кнопку, соответствующую цвет шрифта, когда слова написаны в цвете (CONG, INC) и реагировать на слова, означающего (чтение), когда они написаны серым цветом. Испытания представлены для 300 мс и затем заменены фиксации экрана для 1700 г-жа суда типы представлены в рандомизированных порядке. В данной версии Конг и INC условия были завершился и были представлены на 16,7% испытаний каждой из 576 испытаний всего. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2 : Ко-регистрация Мэг и МРТ. Оцифрованные точки через голову, собранные во время записи Мэг используются для совместного регистрации с анатомическими МРТ изображения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3 : Morlet вейвлет. Вейвлеты Morlet используются для вычисления сложных мощности спектра для каждого испытания с шагом 1 Гц частота для полоса частот тета (4-7 Гц). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4 : Корковых реконструкции и инфляции. Отдельных корковых поверхности реконструируются и используются для ограничения оценкам источник питания. Здесь показана средняя поверхности коры, которая является завышенным для повышения видимости источников оценивается корковых борозд. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5 : Группа среднее время курсы Событийный тета источника питания оценок в отдельных регионах интереса. Нелепые раздражители (МКП) вызвал увеличилось Событийный тета энергии по сравнению с совпадает (CONG) раздражители в передней поясной коре (АКК; F (1,19) = 34.1, p < 0,0001) а также боковые префронтальной коры (latPFC; F (1,19) = 11,0, p < 0.01), во время 480-670 г-жа конфликт обработка особенно чувствительны к алкогольной интоксикации, как тэта власть INC была аттенуированных алкогольной интоксикации (F(1,19) = 9.9, p < 0.01). Ось y изображает базовый исправлены тета шума нормированный связанных событий источника питания. Эта цифра была изменена Ковачевич et al.18. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6 : Поведенческих результатов задачи Штруп. Штруп вмешательство было отражено в снижение точности и время отклика несочетаемого (МКП) испытания. Алкогольная интоксикация (Alc) нарушение точности, по сравнению с плацебо (Plac), но не влияет на время реакции. Планки погрешностей означают Среднеквадратичная ошибка среднего значения. Эта цифра была изменена от Ковачевич и др. 18. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7 : Группа среднее время курсы фазовой синхронизации значений (PLVs) в полосе частот тета. Co-oscillatory синхронность между передней поясной коры (АКК) и боковых префронтальной коры (latPFC) в тета группы выразили как изменение в процентах от базового плана для плацебо (слева) и алкоголя (справа) условий. После ранних увеличение PLVs во время стимул обработки этап (400-600 мс), устойчивый рост сотрудничества колебания наблюдается на нелепые тропы (МКП) в ответ на повышение когнитивных контроля по сравнению с совпадает (CONG) тропы под плацебо, F (1,19) = 5.5, p < 0,05. Острая алкогольная интоксикация выборочно dysregulated совместного колебаний на МКП испытания, F(1,19) = 8,8, p < 0.01. Активации карты (вставка) показывают несоответствие эффект (МКП-Конг), которое видно в АКК и latPFC. Цветовая шкала обозначает базовый исправлены источник питания оценок на 480 ms после начала стимула, с красным (деятельность > 0,2) до желтого (деятельность > 0,3) указанием сильнее тета питания INC судебных процессов, по сравнению с CONG испытания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Movie 1
Фильм 1: Сопредседатель колебания. Фазовой синхронизации значения рассчитывались в диапазоне частот тета (4-7 Гц) между передней поясной коры (АКК) и боковых префронтальной коры (latPFC) как мера синхронизации, который чувствителен к согласованности разность фаз между Эти два ROIs независимо от их амплитуда мощности тета. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот фильм.

Movie 2
Фильм 2: мозг фильмы. Распространены моделирование исходного сигнала Мэг, в сочетании с структурных, МРТ позволяет для оценки основных корковых областях генерации мощности тета и височная последовательность их активации в ответ на вмешательство Штруп. (A) после начала сенсорной обработки, передней поясной коры (АКК) выборочно активируется несочетаемого, высокой конфликт испытания после ~ 350 г-жа (B) в то время как АКК является основным генератором тета колебаний во время проверки задач когнитивные контроля, боковые префронтальной коры (latPFC) также занимается на этапе интеграции вокруг 350-600 г-жа активации моторной коры наблюдается после ~ 600 мс во время подготовки ответа. Цветовая шкала обозначает дифференциальных базовых исправлены источник питания оценкам, с указанием активации больше чем 0,79 медиально-красный цвет (0,57 сбоку) и желтый означает больше, чем 0,9 активации медиально (0,8 боков). Пожалуйста, обратите внимание, что эти два фильмы должны отображаться вместе с разворачивается время курсов, относящихся к АКК и latPFC, соответственно. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эти фильмы.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Мультимодального imaging метод, используемый в данном исследовании включает в себя моделирование распределенного источника височно точного сигнала Мэг наряду с пространственных ограничений обратной оценок, полученных от каждого участника структурных МРТ. AMEG подход сочетает в себе сильные стороны этих методов, чтобы обеспечить проницательность в пространственно временных этапах колебательной динамики и загрязнении интеграции subserving когнитивные контроля. Этот метод обеспечивает большую точность временных, чем другие методы нейровизуализации, такие как МР-томографию BOLD чьи временное разрешение находится на масштабы секунд из-за его косвенные чувствительность нейронных изменения через нейроваскулярных муфты9. В сравнении точностью миллисекунды Мэг сигнала позволяет для расследования стадий нейронных обработки, как показано в настоящем исследовании. AMEG модель предполагает распределенных источников сигнала Мэг вдоль кортикального слоя поверхности, когда реконструированный из структурных изображений МРТ, обеспечивает пространственных ограничений для деятельности по оценкам45,53. Эти пространственные оценки может использоваться для изучения не только локальная активация, но и дальней связи на уровне интерактивной сети в виде фазовой синхронизации16,20. Кроме того aMEG подход хорошо подходит для изучения эффектов фармакологических манипуляции на нервных функций, учитывая, что сигнал МР-томографию BOLD confounded вазоактивных воздействием фармакологических манипуляций, такие как алкоголь и не могут точно отражают масштабы нейронных изменения10.

Высокая чувствительность этого метода для минуту нейронных изменения означает, что это также чувствительны к не нейронных шума, включая движения мышц или мигает глаз, поэтому различные артефакты должны быть обнаружены и тщательно удалены из необработанный сигнал. Кроме того положения головы может иметь значительное влияние на оценки деятельности за счет чувствительность датчика магнитного поля градиенты39. С учетом предположений модели aMEG, источник оценки ограничены кортикального слоя поверхности45,46, поэтому не может быть оценена деятельность от подкорковых структур.

Основываясь на ранее опубликованные результаты18, настоящее исследование продемонстрировало изменения в связанных с событием тета (4-7 Гц) мощность во время конфликта строп индуцированной как функция острой алкогольной интоксикации в здоровой социальной пьющих. Как показано на рисунке 5, мощность тета дифференциально чувствителен к когнитивной требования по условиям задачи Штруп. Несоответствие является особенно эффективным в привлечении когнитивные контроля, как это отражено в большей мощности тета в префронтальной коре, по сравнению с prestimulus базовой. Основным оценкам, генератор колебаний тета является АКК, которые чувствительны к ответ конфликта во время ранней и поздней обработки этапов18. Эти выводы поддерживают роль АКК в мониторинге для конфликта в соответствии с известных счетов7,8. Таким образом метод aMEG предоставил височно чувствительных понимание устойчивого взаимодействия АКК в ходе судебных процессов, введения более высокие нагрузки на когнитивные контроля. Вместе с обширной анатомические связей между АКК и распределенных мозга регионов5,6эти доказательства подтверждают свою многогранную роль в саморегулирования. На этой точке зрения АКК является ключевым центром в системе Нейрофункциональная, subserves когнитивные контроля путем согласования целей и намерений с контекстной и мотивационные ограничения54,55. Нижнелатеральному префронтальной коры, особенно на правом, является еще одной важной областью в рамках этой системы, которая была связана с ингибирование доминантный ответов, внимания управления и рабочей памяти в службе обновления представления задач 56 , 57 , 58.

Было установлено, что тета колебания посредником нейронных интеграции необходимых для когнитивные и эмоциональные обработки13,16,,5960. Нейронные связи может таким образом полагаются на синхронизированные возбудимости далеких нейронных ансамблей в тета группы с вложенными быстрые ритмы, посредничество местной переработки61,62. PLVs отражает этап последовательности между корковых областях и широко используются для оценки их колебательных синхронности, как предполагается, что две области взаимодействуют, когда они совместно осциллируйте63. Действительно переходных увеличение PLV наблюдаются в этих интервалах нейронной активности, который будет, как ожидается, требуют синхронного взаимодействия12,20. Настоящее исследование подтверждает предыдущие доказательств и добавляет пространственно временных уточнения функционального синхронизацию между источниками, по оценкам, АКК и latPFC. В соответствии с предыдущим докладам64, настоящий результаты показывают, что PLVs увеличилось и нанесенных несочетаемого испытания в задаче Штруп. Количественное определение фазы синхронизации между этими двумя районами с высокой точностью височной, эти выводы продлить конфликт, мониторинг счета и указывают, что их взаимодействие особенно заметно после ~ 350 мс на нелепые испытания. На этом этапе познавательной интеграции медиальной и латеральной префронтальной коре, скорее всего взаимодействовать для поддержки поведения производительности при более сложных условиях задача введения требования на внимание, реакции ингибирования и рабочую память. Обширные свидетельства из МР-томографию-функциональных возможностей подключения на основе исследований показывает, что эти корковых областях образуют динамические, интерактивные cingulo-opercular сеть, которая поддерживает когнитивные контроля сверху вниз65,66, 67. более широко, мозг оптимизирует реагирования на экологические требования в адаптивной и согласованным образом через гибкий и динамичный синхронизации Нейрофункциональная распределенных систем,6869.

Анатомически ограничены Мэг подход, используемый в настоящем исследовании базируется на сочетании взаимодополняющих методов обработки изображений. Он может характеризовать пространственно временной последовательности нейронной активности и может обеспечить понимание динамики дальнего взаимодействия важно для интеграции сверху вниз влияний во время взаимодействия когнитивные контроля. Мэг сигнала отражает синаптических токи непосредственно, который позволяет для проверки гипотез о co-oscillatory взаимодействий внутри и между Нейрофункциональная систем с высокой точностью временной. Кроме того этот метод подходит для фармакологической манипуляции потому что это не подвержены вазоактивных путает. Исследования из этой лаборатории и другие указывает, что prefrontally опосредованной когнитивной функции особенно уязвимы к алкогольной интоксикации17,18,19,20,23 ,24,70,,7172,,7374. Настоящее исследование показывает, что острая алкогольная интоксикация снижает активность в префронтальной области subserving ответ конфликта. Кроме того Алкоголь разрушает синхронизированы со колебания20,75 , могут лежать в основе нарушения или неадекватные реакции подавления. В результате опьянения лиц недостаточно самоконтроль экспонат в расторможенность, который может способствовать результате компульсивное питьевой и развития алкогольной зависимостью25,,2676. В целом, оценки колебаний синхронных совместно может осветить реального времени взаимодействия нервных систем, занимаются конкретной познавательной спроса и может информировать реалистичные модели, основанной на мозг. Они могут характеризовать избирательная чувствительность алкоголя вызов через сети и служить в качестве биомаркеров индивидуальной подверженности фармакологические эффекты.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана национальных институтов здравоохранения (R01-AA016624). Мы благодарны доктор Sanja Kovacevic за ее важный вклад.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Elekta Neuromag Elekta Magnetoencephalography system
1.5 T GE EXCITE HG General Electric Magnetic Resonance Imaging scanner
Gold Cup Electrodes OpenBCI Electroencephalography electrodes for optional simultaneous EEG recording
Prep Check Impedance Meter General Devices Check electrode impedances
HPI Coils Elekta Head position indicator coils for co-registration
Alcotest Draeger Breathalyzer
Fiber Optic Response Pad Current Designs, Inc MEG-compatible response pad
Grey Goose Vodka Bacardi Vodka is used during the alcohol session
Orange Juice Naked Orange juice is used as the beverage during the placebo session as well as mixed with vodka during the alcohol session
Discover Drug Test Card American Screening Corp Multi-screen drug test
QED Saliva Alcohol Test OraSure Technologies Saliva alcohol test
Urine Hcg Test Strips Joylive Pregnancy test
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ridderinkhof, K. R., van den Wildenberg, W. P., Segalowitz, S. J., Carter, C. S. Neurocognitive mechanisms of cognitive control: the role of prefrontal cortex in action selection, response inhibition, performance monitoring, and reward-based learning. Brain and Cognition. 56 (2), 129-140 (2004).
  2. Shenhav, A., Cohen, J. D., Botvinick, M. M. Dorsal anterior cingulate cortex and the value of control. Nature Neuroscience. 19 (10), 1286-1291 (2016).
  3. Walton, M. E., Croxson, P. L., Behrens, T. E., Kennerley, S. W., Rushworth, M. F. Adaptive decision making and value in the anterior cingulate cortex. Neuroimage. 36 Suppl 2, T142-T154 (2007).
  4. Heilbronner, S. R., Hayden, B. Y. Dorsal Anterior Cingulate Cortex: A Bottom-Up View. Annual Review of Neuroscience. 39, 149-170 (2016).
  5. Barbas, H. Connections underlying the synthesis of cognition, memory, and emotion in primate prefrontal cortices. Brain Research Bulletin. 52 (5), 319-330 (2000).
  6. Vogt, B. A. Cingulate neurobiology and disease. , Oxford University Press. 114-144 (2009).
  7. Botvinick, M. M. Conflict monitoring and decision making: reconciling two perspectives on anterior cingulate function. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 7 (4), 356-366 (2007).
  8. Carter, C. S., van Veen, V. Anterior cingulate cortex and conflict detection: an update of theory and data. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 7 (4), 367-379 (2007).
  9. Buxton, R. B. Introduction to Functional Magnetic Resonance Imaging. , Cambridge University Press. New York, NY. (2002).
  10. Rickenbacher, E., Greve, D. N., Azma, S., Pfeuffer, J., Marinkovic, K. Effects of alcohol intoxication and gender on cerebral perfusion: an arterial spin labeling study. Alcohol. 45 (8), 725-737 (2011).
  11. Fell, J., Axmacher, N. The role of phase synchronization in memory processes. Nature Reviews Neuroscience. 12 (2), 105-118 (2011).
  12. Lachaux, J. P., Rodriguez, E., Martinerie, J., Varela, F. J. Measuring phase synchrony in brain signals. Human Brain Mapping. 8 (4), 194-208 (1999).
  13. Cavanagh, J. F., Frank, M. J. Frontal theta as a mechanism for cognitive control. Trends in Cognitive Sciences. 18 (8), 414-421 (2014).
  14. Sauseng, P., Griesmayr, B., Freunberger, R., Klimesch, W. Control mechanisms in working memory: a possible function of EEG theta oscillations. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 34 (7), 1015-1022 (2010).
  15. Wang, C., Ulbert, I., Schomer, D. L., Marinkovic, K., Halgren, E. Responses of human anterior cingulate cortex microdomains to error detection, conflict monitoring, stimulus-response mapping, familiarity, and orienting. The Journal of Neuroscience. 25 (3), 604-613 (2005).
  16. Halgren, E., et al. Laminar profile of spontaneous and evoked theta: Rhythmic modulation of cortical processing during word integration. Neuropsychologia. 76, 108-124 (2015).
  17. Rosen, B. Q., Padovan, N., Marinkovic, K. Alcohol hits you when it is hard: Intoxication, task difficulty, and theta brain oscillations. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 40 (4), 743-752 (2016).
  18. Kovacevic, S., et al. Theta oscillations are sensitive to both early and late conflict processing stages: effects of alcohol intoxication. PLoS One. 7 (8), e43957 (2012).
  19. Marinkovic, K., Rosen, B. Q., Cox, B., Kovacevic, S. Event-related theta power during lexical-semantic retrieval and decision conflict is modulated by alcohol intoxication: Anatomically-constrained MEG. Frontiers in Psychology. 3 (121), (2012).
  20. Beaton, L. E., Azma, S., Marinkovic, K. When the brain changes its mind: Oscillatory dynamics of conflict processing and response switching in a flanker task during alcohol challenge. PLoS One. 13 (1), e0191200 (2018).
  21. Oscar-Berman, M., Marinkovic, K. Alcohol: effects on neurobehavioral functions and the brain. Neuropsychology Review. 17 (3), 239-257 (2007).
  22. Le Berre, A. P., Fama, R., Sullivan, E. V. Executive Functions, Memory, and Social Cognitive Deficits and Recovery in Chronic Alcoholism: A Critical Review to Inform Future Research. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 41 (8), 1432-1443 (2017).
  23. Marinkovic, K., Rickenbacher, E., Azma, S., Artsy, E. Acute alcohol intoxication impairs top-down regulation of Stroop incongruity as revealed by blood oxygen level-dependent functional magnetic resonance imaging. Human Brain Mapping. 33 (2), 319-333 (2012).
  24. Marinkovic, K., Rickenbacher, E., Azma, S., Artsy, E., Lee, A. K. Effects of acute alcohol intoxication on saccadic conflict and error processing. Psychopharmacology (Berl). 230 (3), 487-497 (2013).
  25. Field, M., Wiers, R. W., Christiansen, P., Fillmore, M. T., Verster, J. C. Acute alcohol effects on inhibitory control and implicit cognition: implications for loss of control over drinking. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 34 (8), 1346-1352 (2010).
  26. Fillmore, M. T. Drug abuse as a problem of impaired control: current approaches and findings. Behavioral and Cognitive Neuroscience Reviews. 2 (3), 179-197 (2003).
  27. Hingson, R., Winter, M. Epidemiology and consequences of drinking and driving. Alcohol Reseach & Health. 27 (1), 63-78 (2003).
  28. Selzer, M. L., Vinokur, A., Van Rooijen, L. A self-administered Short Michigan Alcoholism Screening Test (SMAST). Journal of Studies on Alcohol. 36 (1), 117-126 (1975).
  29. Babor, T., Higgins-Biddle, J. S., Saunders, J. B., Monteiro, M. G. AUDIT: The Alcohol use disorders identification test: Guidelines for use in primary care. , WHO: World Health Organization. Geneva, Switzerland. (2001).
  30. Rice, J. P., et al. Comparison of direct interview and family history diagnoses of alcohol dependence. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 19 (4), 1018-1023 (1995).
  31. Eysenck, H. J., Eysenck, S. B. G. Manual of the Eysenck Personality Questionnaire. , Hodder & Staughton. (1975).
  32. Eysenck, S. B., Eysenck, H. J. Impulsiveness and venturesomeness: their position in a dimensional system of personality description. Psychological Reports. 43 (3 Pt 2), 1247-1255 (1978).
  33. Begleiter, H., Kissin, B. The Pharmacology of Alcohol and Alcohol Dependence. , Oxford University Press. 248-306 (1996).
  34. Martin, C. S., Earleywine, M., Musty, R. E., Perrine, M. W., Swift, R. M. Development and validation of the Biphasic Alcohol Effects Scale. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 17 (1), 140-146 (1993).
  35. Liu, H., Tanaka, N., Stufflebeam, S., Ahlfors, S., Hamalainen, M. Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG. Journal of Visualized Experiments. (40), (2010).
  36. Lee, A. K., Larson, E., Maddox, R. K. Mapping cortical dynamics using simultaneous MEG/EEG and anatomically-constrained minimum-norm estimates: an auditory attention example. Journal of Visualized Experiments. (68), e4262 (2012).
  37. Balderston, N. L., Schultz, D. H., Baillet, S., Helmstetter, F. J. How to detect amygdala activity with magnetoencephalography using source imaging. Journal of Visualized Experiments. (76), (2013).
  38. Breslin, F. C., Kapur, B. M., Sobell, M. B., Cappell, H. Gender and alcohol dosing: a procedure for producing comparable breath alcohol curves for men and women. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 21 (5), 928-930 (1997).
  39. Marinkovic, K., Cox, B., Reid, K., Halgren, E. Head position in the MEG helmet affects the sensitivity to anterior sources. Neurology and Clinical Neurophysiology. , 30 (2004).
  40. Dale, A. M., Sereno, M. I. Improved localization of cortical activity by combining EEG and MEG with MRI cortical surface reconstruction: A linear approach. Journal of Cognitive Neuroscience. 5, 162-176 (1993).
  41. Dale, A. M., Fischl, B., Sereno, M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. Neuroimage. 9 (2), 179-194 (1999).
  42. Fischl, B., Sereno, M. I., Dale, A. M. Cortical surface-based analysis. II: Inflation, flattening, and a surface-based coordinate system. Neuroimage. 9 (2), 195-207 (1999).
  43. Gramfort, A., Papadopoulo, T., Olivi, E., Clerc, M. OpenMEEG: opensource software for quasistatic bioelectromagnetics. Biomedical Engineering Online. 9, 45 (2010).
  44. Kybic, J., et al. A common formalism for the integral formulations of the forward EEG problem. IEEE Transactions on Medical Imaging. 24 (1), 12-28 (2005).
  45. Dale, A. M., et al. Dynamic statistical parametric mapping: combining fMRI and MEG for high-resolution imaging of cortical activity. Neuron. 26 (1), 55-67 (2000).
  46. Marinkovic, K. Spatiotemporal dynamics of word processing in the human cortex. The Neuroscientist. 10 (2), 142-152 (2004).
  47. Oostenveld, R., Fries, P., Maris, E., Schoffelen, J. M. FieldTrip: Open source software for advanced analysis of MEG, EEG, and invasive electrophysiological data. Computational Intelligence and Neuroscience. , 156869 (2011).
  48. Delorme, A., Makeig, S. EEGLAB: An open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics. Journal of Neuroscience Methods. 134, 9-21 (2004).
  49. Gramfort, A., et al. MNE software for processing MEG and EEG data. Neuroimage. 86, 446-460 (2014).
  50. Lin, F. H., et al. Spectral spatiotemporal imaging of cortical oscillations and interactions in the human brain. Neuroimage. 23 (2), 582-595 (2004).
  51. Fischl, B., Sereno, M. I., Tootell, R. B., Dale, A. M. High-resolution intersubject averaging and a coordinate system for the cortical surface. Human Brain Mapping. 8 (4), 272-284 (1999).
  52. Maris, E., Oostenveld, R. Nonparametric statistical testing of EEG- and MEG-data. Journal of Neuroscience Methods. 164 (1), 177-190 (2007).
  53. Marinkovic, K., et al. Spatiotemporal dynamics of modality-specific and supramodal word processing. Neuron. 38 (3), 487-497 (2003).
  54. Nachev, P. Cognition and medial frontal cortex in health and disease. Current Opinion in Neurology. 19 (6), 586-592 (2006).
  55. Kennerley, S. W., Walton, M. E., Behrens, T. E., Buckley, M. J., Rushworth, M. F. Optimal decision making and the anterior cingulate cortex. Nature Neuroscience. 9 (7), 940-947 (2006).
  56. Aron, A. R., Robbins, T. W., Poldrack, R. A. Inhibition and the right inferior frontal cortex: one decade on. Trends in Cognitive Sciences. 18 (4), 177-185 (2014).
  57. Erika-Florence, M., Leech, R., Hampshire, A. A functional network perspective on response inhibition and attentional control. Nature Communications. 5, 4073 (2014).
  58. D'Esposito, M., Postle, B. R. The cognitive neuroscience of working memory. Annual Review of Psychology. 66, 115-142 (2015).
  59. Hasselmo, M. E., Stern, C. E. Theta rhythm and the encoding and retrieval of space and time. Neuroimage. 85 Pt 2, 656-666 (2014).
  60. Womelsdorf, T., Johnston, K., Vinck, M., Everling, S. Theta-activity in anterior cingulate cortex predicts task rules and their adjustments following errors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (11), 5248-5253 (2010).
  61. Fries, P. A mechanism for cognitive dynamics: neuronal communication through neuronal coherence. Trends in Cognitive Sciences. 9 (10), 474-480 (2005).
  62. Canolty, R. T., et al. High gamma power is phase-locked to theta oscillations in human neocortex. Science. 313 (5793), 1626-1628 (2006).
  63. Varela, F., Lachaux, J. P., Rodriguez, E., Martinerie, J. The brainweb: phase synchronization and large-scale integration. Nature Reviews Neuroscience. 2 (4), 229-239 (2001).
  64. Hanslmayr, S., et al. The electrophysiological dynamics of interference during the Stroop task. Journal of Cognitive Neuroscience. 20 (2), 215-225 (2008).
  65. Niendam, T. A., et al. Meta-analytic evidence for a superordinate cognitive control network subserving diverse executive functions. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 12 (2), 241-268 (2012).
  66. Sadaghiani, S., D'Esposito, M. Functional Characterization of the Cingulo-Opercular Network in the Maintenance of Tonic Alertness. Cerebral Cortex. 25 (9), 2763-2773 (2015).
  67. Dosenbach, N. U., Fair, D. A., Cohen, A. L., Schlaggar, B. L., Petersen, S. E. A dual-networks architecture of top-down control. Trends in Cognitive Sciences. 12 (3), 99-105 (2008).
  68. Bullmore, E., Sporns, O. The economy of brain network organization. Nature Reviews Neuroscience. 13 (5), 336-349 (2012).
  69. Fornito, A., Zalesky, A., Breakspear, M. The connectomics of brain disorders. Nature Reviews Neuroscience. 16 (3), 159-172 (2015).
  70. Anderson, B. M., et al. Functional imaging of cognitive control during acute alcohol intoxication. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 35 (1), 156-165 (2011).
  71. Kareken, D. A., et al. Family history of alcoholism interacts with alcohol to affect brain regions involved in behavioral inhibition. Psychopharmacology (Berl). 228 (2), 335-345 (2013).
  72. Schuckit, M. A., et al. fMRI differences between subjects with low and high responses to alcohol during a stop signal task. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 36 (1), 130-140 (2012).
  73. Nikolaou, K., Critchley, H., Duka, T. Alcohol affects neuronal substrates of response inhibition but not of perceptual processing of stimuli signalling a stop response. PLoS One. 8 (9), e76649 (2013).
  74. Gan, G., et al. Alcohol-induced impairment of inhibitory control is linked to attenuated brain responses in right fronto-temporal cortex. Biology Psychiatry. 76 (9), 698-707 (2014).
  75. Ehlers, C. L., Wills, D. N., Havstad, J. Ethanol reduces the phase locking of neural activity in human and rodent brain. Brain Research. 1450, 67-79 (2012).
  76. Goldstein, R. Z., Volkow, N. D. Dysfunction of the prefrontal cortex in addiction: neuroimaging findings and clinical implications. Nature Reviews Neuroscience. 12 (11), 652-669 (2011).

Tags

Нейронауки выпуск 144 неврологии мозг когнитивные контроля Магнитоэнцефалография тета колебания фазовой синхронизации Нейронные синхронность алкоголь Штруп задачи смешанных изображений
Срыв лобной доли нейронных синхронности во время когнитивные контроля алкогольного опьянения
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Marinkovic, K., Beaton, L. E.,… More

Marinkovic, K., Beaton, L. E., Rosen, B. Q., Happer, J. P., Wagner, L. C. Disruption of Frontal Lobe Neural Synchrony During Cognitive Control by Alcohol Intoxication. J. Vis. Exp. (144), e58839, doi:10.3791/58839 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter