Diskussion

resultaterne af vores fMRI-eksperiment er generelt i overensstemmelse med resultaterne fra den tidligere PET-undersøgelse (15), som brugte de samme to opgaver (dvs.ICC og ECC) hos ti mandlige forsøgspersoner. Med hensyn til MPFC blev der fundet en stigning i aktivitet i anterior cingulatbark (BA 32), der strækker sig ind i medial præfrontal bark (BA 9) i deres undersøgelse. I vores undersøgelse var svarene i dorsal MPFC, der adskiller ICC fra ECC, imidlertid stort set begrænset til de mediale udvidelser af Brodmann-områderne 8, 9 og 10 med kun begrænset involvering af tilstødende anterior cingulat (Fig. 3). Den klarere definition af disse regioner kan være relateret til brugen af magnetisk resonansbilleddannelse med dens højere rumlige opløsning sammenlignet med PET og den øgede statistiske styrke, som et meget større antal forsøgspersoner giver (24 sammenlignet med 10). Vores data antyder muligheden for mere end et område med øget aktivitet i Brodmann-områderne 8, 9 og 10 også (tabel 1, ICC > ECC).

det er vigtigt at understrege, at tilføjelsen af en simpel baseline-tilstand, i vores tilfælde visuel fiksering, gav betydelige yderligere oplysninger om ændringer, der forekom i andre områder inden for MPFC ved hjælp af de samme aktive opgavebetingelser, som ikke kunne identificeres i den tidligere undersøgelse (15). Dorsalt blev der observeret øget aktivitet i nærheden af det forreste cingulat ligeligt i begge opgaver (Fig. 2). Denne aktivitet syntes stort set at omfatte den tilstødende pre-SMA og SMA i overensstemmelse med de motoriske aktiviteter i forbindelse med opgavens ydeevne (38) og dens tilknyttede opmærksomhedskrav (39). Ledsagende disse stigninger i dorsal MPFC var fald i ventral MPFC under begge opgavebetingelser (Fig. 4).

andre har stillet funktionelle forskelle mellem dorsal og ventral MPFC (f.eks. 4, 3, 9 og 40). Selvom de fleste efterforskere har henvendt sig til disse områder separat, inviterer vores eksperimentelle data en overvejelse af dem sammen.

Når vi overvejer en mulig funktionel fortolkning af vores data, begynder vi med at bemærke, at områderne af MPFC, der udviser opgavespecifikke ændringer i vores undersøgelse, er blandt dem, der tydeligt ses at mindske deres aktivitet i en lang række kognitive aktiveringsparadigmer (1). Forskere har stødt på disse opgaveinducerede fald i regional hjerneaktivitet, selv når kontroltilstanden består i at ligge stille med lukkede øjne eller passivt se en stimulus. Konsistensen, som disse områder af hjernen deltager i opgaveassocieret fald på trods af den brede vifte af opgaver, som de har været forbundet med, har ført os til at hævde, at der findes en organiseret tilstand af hjernefunktion, der er en aktiv standardtilstand, hvis funktioner dæmpes under specifik målrettet adfærd (2, 41).

et unikt træk ved den standardtilstand, vi stiller (2), er, at den legemliggør et funktionelt signifikant, langsigtet modalt niveau af neuronal aktivitet. Vi udleder denne definition fra det slående ensartede forhold mellem blodgennemstrømning og iltudnyttelse, der findes over den menneskelige hjerne i hvilende, men vågen tilstand og inkluderer de områder, der regelmæssigt udviser fald. Under sådanne omstændigheder er uoverensstemmelserne mellem lokal blodgennemstrømning og iltudnyttelse, der karakteriserer områder med såkaldt aktivering og fører til BOLD-signalet i fMRI-undersøgelser (til gennemgang, se ref. 42) er iøjnefaldende ved deres fravær. Denne ensartethed antyder, at der er nået ligevægt mellem de lokale metaboliske krav, der er nødvendige for at opretholde et sådant langsigtet modalt niveau af neural aktivitet, og niveauet af blodgennemstrømning i denne region. Vi mener, at ledetråde til den funktionelle karakter af denne baseline eller standardtilstand afsløres gennem en overvejelse af de ændringer, der observeres i områder, der deltager i fald fra denne baseline-tilstand (1). I denne meddelelse fokuserer vi vores diskussion på MPFC.

fald i aktivitet fra en passiv kontroltilstand (f. eks., visuel fiksering) i den ventrale MPFC er nogle af de hyppigst observerede i funktionelle billeddannelsesundersøgelser (1). I begge vores opgavestater blev der igen observeret betydelige fald på dette område (Fig. 4). Hvordan kan dette forstås i betragtning af det, der i øjeblikket er kendt om funktionaliteten i denne region?

anatomisk er den ventrale MPFC sammensat af cytoarkitektonisk diskrete områder, der modtager en bred vifte af sensorisk information fra kroppen og det ydre miljø via den orbitale præfrontale bark (43-45) og er stærkt forbundet med limbiske strukturer såsom amygdala, ventral striatum, hypothalamus, mellemhjerne periakveduktal grå region og hjernestamme autonome kerner (46-52). Sådanne anatomiske forhold antyder en rolle for disse mediale områder i integrationen af de visceromotoriske aspekter af følelsesmæssig behandling med information indsamlet fra de interne og eksterne miljøer. Nogle har udvidet denne ide til at antyde, at den ventrale MPFC spiller en rolle i integrationen af følelsesmæssige og kognitive processer ved at inkorporere følelsesmæssige forspændingssignaler eller markører i beslutningsprocesser (53-55). Der er fremsat et beslægtet forslag om, at ventral MPFC er involveret i regulering af andre limbiske strukturer (f. eks., amygdala) på grundlag af den “nuværende betydning” af stimuli (56). Som en følge af vores model for en standardtilstand for hjernefunktion, ville vi hævde, at disse aktiviteter pågår, medmindre de dæmpes under udførelsen af en opmærksomt krævende kognitiv opgave.

det er faktisk blevet vist, at reduktionerne i aktivitet i ventral MPFC som set i dette og andre eksperimenter (1) ofte forekommer i indstillingen af opmærksomhedskrævende kognitiv opgavepræstation. Dette er i overensstemmelse med observationen om, at kognitiv aktivitet kan dæmpe aspekter af følelsesmæssig behandling, såsom oplevelse og udtryk for nød (57-59).

selvom vores data ikke afslører en statistisk signifikant forskel i, i hvilken grad ventral MPFC-aktivitet reduceres i vores to opgaver, visuel inspektion af billederne i Fig. 4 (Se også tabel 1) antyder, at reduktionerne er mindre i ICC. Denne observation fik os til at undersøge dataene fra de enkelte emner (offentliggøres separat), hvilket afslørede større variation i denne region forbundet med ICC-opgaven end ECC-opgaven. At niveauet af følelsesmæssig behandling kan være større i ICC-opgaven, i det mindste for nogle individer, er intuitivt tiltalende. At der kan være mindre af et fald i dette område, når følelsesmæssig behandling forekommer sammen med en opmærksomhedskrævende kognitiv opgave, er i overensstemmelse med vores tidligere fund (60); så også den individuelle variabilitet ses under sådanne omstændigheder (61). Endelig kan individuel variabilitet kombineret med en lille prøve meget vel tegne sig for Lane og kolleger (15), der bemærker øget aktivitet i ventral MPFC (BA25) i ICC vs. ECC-kontrast i deres PET-undersøgelse.

selvom vi har bemærket den hyppige forekomst af aktivitetsreduktioner i ventral MPFC, har andre rapporteret stigninger (55). Her ønsker vi at understrege vigtigheden af den kontroltilstand, der anvendes i enhver billeddannelsesundersøgelse. Vores data illustrerer problemet. Anvendelse af en opmærksomhedskrævende kontrolopgave som basislinjen, som det så ofte gøres (55), vil sandsynligvis være forbundet med aktivitetsreduktioner i ventral MPFC. Når dette er kombineret med en opgave af interesse, som også inkorporerer et element af følelsesmæssig behandling (med udtrykket “følelsesmæssig” forstås meget bredt), vil forskellen mellem basislinjen etableret af denne kontrolopgave og opgaven af interesse sandsynligvis fremstå som en stigning. Det er netop det, vi observerede i et område af MPFC i sammenligningen af ICC med ECC-opgavebetingelsen (se Fig. 5). Konsekvenserne af dette spørgsmål er blevet undersøgt mere dybtgående andre steder (2, 60-63). Således skal det, som andre rapporterer som en stigning, til tider mere korrekt betragtes som et fald, hvilket mere nøjagtigt afspejler de lokale opgaverelaterede ændringer i neurale aktiviteter.

i modsætning til den ventrale MPFC har observerede ændringer i dorsal MPFC (specifikt BA 8, 9 og 10) inkluderet både stigninger og fald. Mindst to undersøgelser, herunder det nuværende eksperiment og en stemningsinduktionsundersøgelse af Pardo og kolleger (12), demonstrerer ægte stigninger fra en passiv baseline-tilstand, hvorimod en stor metaanalyse (1) bemærkede konsistente fald fra en passiv baseline-tilstand. Andre undersøgelser (til gennemgang, se ref. 14) involverer normalt brugen af en kompleks baseline-tilstand (kontrolopgave), hvilket gør det umuligt at afgøre, om de rapporterede stigninger opstod fra sammenligning med et fald fremkaldt af udførelsen af kontrolopgaven eller en ægte stigning i opgaven af interesse. Ikke desto mindre ser det dynamiske aktivitetsområde i BA 8, 9 og 10 ud til at omfatte både stigninger såvel som fald fra dets baseline-eller standardtilstand.

den nylige rapport og gennemgang af Castelli og kolleger (14) opsummerer mange af de funktionelle billeddannelseseksperimenter, der har rapporteret stigninger i aktivitet i BA 8, 9 og 10 og den tilstødende paracingulate sulcus. De kognitive processer, der er omfattet af deres gennemgang, faldt i to generelle kategorier. Den første kategori var overvågning eller rapportering af ens egne mentale tilstande, såsom selvgenererede tanker (16) og tilsigtet tale (64) samt følelser (15). En udvidelse af denne sidstnævnte kategori inkluderer humørinduktionseksperimenter (10, 12, 65), der generelt har involveret erindring af personlige påvirkningsbelastede livshændelser. Disse har også vist øget aktivitet på dette område. En anden kategori af eksperimenter, der involverede denne region, involverede tilskrivning af mentale tilstande til andre (14, 66).

På baggrund af disse billeddannelsesresultater har Friths postuleret, at dorsale “mediale præfrontale regioner beskæftiger sig med eksplicitte repræsentationer af selvtilstande.”Vores resultater (Fig. 3) er i overensstemmelse med denne formulering og antyder, at aktivitet inden for dorsal MPFC øges, når opmærksomheden specifikt er rettet mod selvhenvisende eller introspektivt orienteret mental aktivitet.

det er blevet bemærket af mange, at lignende mental aktivitet opstår spontant, når emner ikke er aktivt involveret i behandlingen af eksternt genereret information. Diskussioner om ukontrolleret selvhenvisende eller introspektivt orienteret mental aktivitet, der forekommer under hvilevilkår, har stort set fokuseret på dets indhold eller psykologiske karakter. Det er for eksempel blevet omtalt som “stimulus uafhængige tanker” (sidder) eller dagdrømme (67, 68), “opgave ikke-relateret billedsprog og tanke” (69) og “fri tilknytning” eller “bevidsthedsstrøm” (70).Ingvar (18) var den første til at tilskrive spontan selvgenereret mental aktivitet i den hvilende menneskelige hjerne til præfrontal hjernebarkaktivitet. Dette var baseret på hans opdagelse af en høj hvilende blodgennemstrømning i det præfrontale område (17). Et nyere eksperiment ved hjælp af PET (16) viste, at aktiviteten i BA 8, 9 og 10 korrelerede med antallet af sidder og var højest i hviletilstand. Dette er i overensstemmelse med det faktum, at stigende eksternt rettet kognitiv belastning reducerer sidder såvel som aktivitet i BA 8, 9 og 10 (1). Dette ville være i overensstemmelse med den opfattelse, at BA 8, 9 og 10 er involveret i produktionen af SITs som en funktion af deres standardtilstand.

således vil funktionelle billeddannelsesundersøgelser antyde, at BA 8, 9 og 10 kan være nødvendige for spontan såvel som opgaverelateret selvhenvisende eller introspektivt orienteret mental aktivitet. Læsionsundersøgelser af dorsal MPFC (71) (se også refs. 72 og 73) og dens forbindelser (74, 75) understøtter også denne hypotese.

Vi vil understrege, at denne spontane aktivitet ikke blot repræsenterer ” støj “(62, 63), men som David Ingvar først stillede (18, 76), kan det indebære en kontinuerlig” simulering af adfærd”, en indre øvelse samt en optimering af kognitive og adfærdsmæssige serielle programmer for individets fremtid. Tulving og kolleger har udvidet denne tænkning i deres arbejde med episodisk hukommelse og autonoetisk bevidsthed (for nylig gennemgang se ref. 22). Vi vil foreslå, at dorsal MPFC deltager i behandlingen af sådanne repræsentationer, der legemliggør aspekter af selvet, især det midlertidigt udvidede “fortælling” (19) eller “selvbiografisk” (20) selv.

Emerging er et udvidet billede af den neurale instantiering af det mangesidede “selv.”I vores tidligere arbejde (2) har vi foreslået, at hjernens standardtilstand instantierer funktioner, der er integrerede for selvet og kan være tilgængelige eller utilgængelige for bevidsthed. Disse omfatter overvågning af de interne og eksterne miljøer og en vis vurdering af salience af stimuli for den enkelte. Vi mener, at den ventrale MPFC bidrager til sidstnævnte. Dette repræsenterer naturligvis et meget ufuldstændigt syn på selvet. Som Ingvar bemærkede, “hjernen kan ikke producere normal bevidst bevidsthed uden at “selvet” har en “total” på en eller anden måde samtidig adgang til informationen i neuronsystemerne, der undergraver oplevelsen af en fortid, en nutid og en fremtid ” (18). Her mener vi, at dorsal MPFC er særlig vigtig. Vi erkender dog, at den neurale instantiering af selvet i alle dets dimensioner sandsynligvis vil blive bredt fordelt.

endelig er den ofte observerede tilstedeværelse af spontan mental aktivitet ofte blevet betragtet som noget af et “problem” (f.eks. 62 og 63), der skal kontrolleres i funktionelle billedbehandlingseksperimenter. Vi vil foreslå, at en nyttig måde at nærme sig studiet af et vigtigt koncept som selvet er at undersøge arten af standardstatsaktivitet yderligere.