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.
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.
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 временное 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 временное 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.
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 силь…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана национальных институтов здравоохранения (R01-AA016624). Мы благодарны доктор Sanja Kovacevic за ее важный вклад.
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 |