Undersöker associationer mellan fördröjningsrabatter med hjärnstruktur, arbetsminne och episodiskt minne del 1

Introduktion:

Fördröjningsdiskontering (DD), preferensen för mindre och tidigare belöningar framför större och senare, är ett viktigt beteendefenomen för dagligt fungerande av ökande intresse inom psykopatologi. De neurobiologiska mekanismerna bakom DD är dåligt förstådda, och litteraturen om strukturella korrelat av DD visar inkonsekvenser.

Med den snabba utvecklingen av det moderna samhället blir människors liv snabbare och snabbare, och deras minne sjunker ständigt. Däremot kan vi förbättra våra minnesmöjligheter genom fördröjningsrabatter.

Fördröjd rabatt är en konsumtionsstrategi, det vill säga när du köper varor kommer du att se kampanjinformation, som "50 % rabatt" eller "få en extra present" innan du betalar. Detta kommer att bli väldigt spännande, men du måste betala för din egen tid och pengar innan du får något av värde. Försenade rabatter får dig att fundera noga på om du ska dra nytta av den omedelbara rabatten nu eller vänta på en större rabatt eller bättre present.

Fördröjningsrabatter kan hjälpa oss att förbättra vår minnesförmåga eftersom det kräver vår tanke- och reaktionshastighet och kräver att vi tänker klart och tar välgrundade beslut om varje val. Detta kan hjälpa oss att träna våra tankeförmåga varje dag och hjälpa oss att bättre hantera problem i arbetet och livet.

Fördröjningsrabatter hjälper oss också att känna igen vad vi behöver. Genom att vänta på en bättre rabatt eller en bättre present eliminerar vi behovet av impulsköp och ger oss en chans att fundera över vad vi behöver, vilket uppmuntrar oss att fatta smartare köpbeslut och undvika att slösa tid och pengar.

Fördröjningsrabatter kan hjälpa oss att förbättra våra kognitiva och beslutsfattande förmågor, hjälpa oss att tänka på saker tydligare och välja lämpliga åtgärder. Så låt oss använda fördröjningsrabatter som en proaktiv strategi för att förbättra våra kognitiva och beslutsfattande förmågor. Det kan ses att vi behöver förbättra vårt minne. Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial med många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från de många aktiva ingredienser som det innehåller, inklusive syra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa på en mängd olika sätt.

Klicka på Vet korttidsminne hur du kan förbättra

Metoder:

Här använde vi en stor öppet tillgänglig datauppsättning (n=1196) för att undersöka samband med minnesprestanda och korrelat med grå och vit substans av DD med hjälp av länkad oberoende komponentanalys.

Resultat:

Större DD var relaterad till mindre anterior temporal grå substansvolym. Associationer av DD med total kortikal volym, subkortikala volymer, markörer för mikroskopisk organisering av vit substans, arbetsminne och episodiska minnespoäng var inte signifikanta efter kontroll för utbildning och inkomst.

Slutsats:

Effekter av storlek jämförbar med den vi identifierade skulle sannolikt inte replikeras med provstorlekar som är vanliga i många tidigare studier inom denna domän, vilket kan förklara inkonsekvenserna i litteraturen. Den bristfälliga och ringa storleken på effekterna som upptäcks i våra data understryker vikten av att använda stora prover tillsammans med metoder som tillgodoser deras statistiska struktur och lämplig kontroll för confounders, såväl som behovet av att utforma paradigm med förbättrad uppgiftsparametertillförlitlighet i studier som relaterar hjärnstruktur och kognitiva förmågor med DD.

Nyckelord:
fördröjning av rabattering; intertemporala val; strukturella nätverk; magnetisk resonansavbildning; hjärnans struktur.

Introduktion

När vi konfronteras med dilemmat att välja mellan en belöning som kommer att realiseras omedelbart och en större belöning som kommer att skjutas upp, väljer vi ofta den förra. Detta beteende, kallat temporal eller delay discounting (DD), kan observeras hos människor och djur och tolkas ur ekonomisk synvinkel som en minskning av föremålens subjektiva värde när en person behöver vänta på en fördröjning för att få dem (Samuelson 1937; Story et al. . 2016). Människor rabatterar både primära belöningar, som mat, droger eller sex, och monetära belöningar (Mcclure et al.2007; Odum 2011).

Val som involverar belöningar som delas ut vid olika fördröjningar (intertemporala val) är allestädes närvarande och kan få betydande konsekvenser. En viss mängd rabatter kan vara en adaptiv funktion i många situationer, till exempel de där leveransen av framtida belöningar är mycket osäker (Story et al. 2016).

Ändå finns det anmärkningsvärda interindividuella skillnader i hur människor avvisar framtida belöningar, och missanpassningsbara intertemporala val observeras ofta vid psykiska störningar som beroende (Mackillop et al. 2011; Amlung et al. 2017), schizofreni (Ahn et al. 2011) och depression (Takahashi et al. 2008; Pulcu et al. 2014). Inom området psykiatri finns det ett stort intresse för DD på grund av dess potential att uppfylla Research Domain Criteria (Cuthbert och Insel 2013) som en beteendedimension av psykopatologi som kan avslöja bakomliggande neurobiologiska egenskaper (Lempert et al. 2018).

Ett vanligt sätt att mäta DD är att presentera ämnen med binära val mellan en mindre belöning som ges omedelbart och en större belöning som ges i framtiden ("välj mellan 50 USD idag eller 100 USD om 6 månader") och anpassa en modell som förutsäger deras svar baserat på hypotetisk diskonteringsränta (Samuelson 1937; Mazur 1987). Den sålunda uppmätta diskonteringsnivån visar högst-omtest-tillförlitlighet och kan betraktas som en egenskap hos ämnet (Odum 2011; van den Bos et al. 2014).

Generellt sett konvergerar studier som undersöker sambandet mellan strukturella hjärnskillnader och DD i ett nätverk av regioner som anses stödja belöningsvärdering, episodisk prospektering och toppstyrning (Peters och Büchel2011; Owens et al. 2017), men de har gett delvis motstridiga resultat, möjligen på grund av små urvalsstorlekar (Kable et al. 2015; Pehlivanova et al. 2018). Negativa samband med diskonteringsräntor har rapporterats med volym av grå substans (GMV) eller tjocklek av lateralprefrontal cortex (PFC) (Bjork et al. 2009; Cho et al. 2013), superior frontal gyrus (Schwartz et al. 2010), medialt PFC, anterior cingulate cortex (Bernhardt et al. 2014), andputamen (Dombrovski et al. 2012).

Å andra sidan har större DD relaterats till en större volym av ventral striatum och posterior cingulate cortex (Schwartzet al. 2010) och ökad lokal GMV i frontal pol och mitten frontal gyrus (Wang et al. 2016), mediala prefronta och anterior cingulate regioner (Cho et al. 2013) och caudate (Tschernegg et al. 2015); några av dessa positiva associationer motsäger de negativa som nämnts ovan. Den största studien hittills på yngre vuxna fann större rabatt med mindre GMV i mitten av temporalgyrus och entorhinal cortex (Owens et al. 2017).

Litteraturen som kopplar vita substansskillnader till DD är ännu glesare och består av studier med relativt små prover. DD har relaterats till variation i superior (Mohammadi et al. 2016) och inferior longitudinella fasciculi (Olson et al. 2009; Herting et al. 2010; Mohammadiet al. 2016) och frontostriatal tractus (Peper et al. 2013;Hänggi et al. 2013; al. 2016; Hampton et al. 2017). Olson et al.(2009) fann hos 79 ungdomar ett samband med vita materia-regioner inklusive delar av den nedre och övre longitudinella fasciculi, främre talamusstrålning, uncinate fasciculus, inferior frontal-occipital fasciculus, corticospinal tract och splencallosum i corpuscallosum.

Ungdomspersoner med starkare anslutning av vägen mellan striatum och höger dorsolateral PFC tenderar att vara mindre otåliga, och utvecklingen av detta område har kopplats till en minskning av rabatter när tonåringar blir äldre (van den Bos et al. 2015). Den största studien på området hittills (Han et al. 2018) fann ett negativt samband mellan temporal diskontering och vit substans integritet i bilaterala frontala, frontostriatala och temporoparietala kanaler hos äldre personer.

Hur interindividuella skillnader i de tidigare nämnda neurala korrelaten leder till skillnader i DD är fortfarande känt. En av de kognitiva kandidatmekanismerna som kan ligga till grund för detta samband är arbetsminnet (WM), som har associerats negativt med DD (Shamosh et al. 2008; Ahn et al. 2011). WM-träning har visat sig minska rabatten hos vuxnas behandling för stimulerande missbruk (Bickel et al. 2011).

En metaanalys av funktionella aktiveringar av WM- och DD-uppgifter (Wesley och Bickel 2014) pekade ut en unik region i den bakre delen av den vänstra laterala PFC, där WM- och DD-funktionskartor överlappar varandra. Författarna till den studien antog att detta område är associerat med integrering av tidsinformation om det senaste förflutna och överskådlig framtid i de pågående verkställande processerna som är involverade i att framkalla ett beslut. Vidare, valsvårigheter vid jämförelse av omedelbara och fördröjda belöningar modulerar aktivitet inom WM-relaterade PFC-regioner (Jimura et al. 2018).

En annan kognitiv mekanism som har relaterats till DD är episodicemory (EM). Försökspersoner tenderar att vara mer tålmodiga efter att ha hämtat positiva, men inte negativa, självbiografiska minnen (Lempert et al. 2017). Episodiskt framtidstänkande engagerar vanliga regioner med att minnas tidigare erfarenheter (mediala prefrontala regioner, mediala och lateralparietala cortex, laterala temporala cortex och medialtemporalloben) (Addis et al. 2007; Schacter et al. 2007; Schacter och Addis 2009) och minskar också DD (Petersand Büchel 2010; Daniel et al. 2015; Bromberg et al. 2017; Hu et al. 2017). Graden till vilken denna modulering sker förutsägs av den funktionella kopplingen mellan hippocampus och främre cingulate cortex (Peters och Büchel 2010) och även mediala PFC (Benoit et al. 2011).

Ur ett beräkningsperspektiv har det föreslagits att tidsdiskontering består av en sökprocess där det subjektiva värdet av framtida belöningar beror på förmågan att hitta representationer av dessa belöningar i minnet, där belöningar associerade med händelser som ligger längre bort i tiden är svårare att hitta i en förmodad representationsutrymme, därför tilldelas ett mindre subjektivt värde (Kurth-Nelson et al.2012). Denna sökprocess förlitar sig således på EM för att lagra belöningsrepresentationer och WM för att överväga kostnaderna och fördelarna med alternativ (Wesley och Bickel 2014).

I den aktuella studien analyserade vi beteende- och neuroimagingdata från en stor kohort av yngre vuxna, Human Connectome Project (HCP) dataset (Van Essenet al. 2013) (http://www.humanconnectome.org). Specifikt undersökte vi volymen av cortex och subkortikala strukturer samt en omfattande uppsättning kovariansnätverk (dvs nätverk av regioner med starkt samvarierande värden av strukturella mått) av grå och vit substans struktur. Större DD korrelerades med mindre GMV i den främre temporala cortexen, men trots den stora provstorleken var ingen av associationerna med total kortikal volym, subkortikala volymer eller markörer för mikroskopisk organisation av vit substans signifikant. Dessutom hittade vi inga bevis för en association av varken WM eller EM med DD i uppgifterna för HCPdataset.

Material och metoder
Deltagare

HCP-deltagare var 1 196 yngre vuxna (medelvärde=28.9, SD=3,7 år, 547 män och 646 kvinnor) som var berättigade till magnetisk resonanstomografi och utan signifikant historia av neuropsykiatriska störningar, missbruk, hjärt-kärlsjukdom eller Mendelsk genetisk sjukdom. Alla deltagare lämnade skriftligt informerat samtycke (Van Essen et al. 2012). Antalet och demografiska egenskaperna hos försökspersonerna med giltiga data för de olika kognitiva uppgifterna och avbildningsmodaliteterna visas i tabell 1. I varje analys som följer inkluderade vi alla försökspersoner med fullständiga data för de variabler som är relevanta för den. Datauppsättningen beskrivs mer i detalj på annat håll (Van Essen et al. 2013).

DD uppgift

Deltagarna administrerades en datoriserad intertemporal valuppgift. Under flera försök presenterades de för binära val mellan en mindre belöning som ges omedelbart och en större belöning som ges i framtiden (Fig. 1A). Valen var hypotetiska (dvs. försökspersonerna fick inte det belopp de valde). Vi modellerade deltagarnas subjektiva värden av belöningarna som presenterades med en hyperbolisk diskonteringsfunktion (Mazur 1987) med en diskonteringsränta på k. Större k-värden betecknar en större rabatt på framtida belöningar och återspeglar ett mer otåligt beteende.

Vi använde alla försök när vi anpassade modellen, eftersom diskonteringssatser som uppskattades separat för små och stora försök var starkt korrelerade, och en analys av parameteråtervinning visade att att anpassa dem separat ledde till avsevärt sämre återhämtning. Se tilläggsmaterialet för ytterligare detaljer om uppgiften och modellen, samt hjälpanalyser.

WM och EM poäng

Deltagarna genomförde NIH Toolbox List SortingWorking Memory Test (LSWMT) (Tulsky et al. 2014) och en2-back WM-uppgift (Barch et al. 2013). Dessutom bedömdes verbalt EM med Penn Word Memory Test (PWMT) (Gur et al. 2001) och nonverbal EM med NIH ToolboxPicture Sequence Memory Test (PSMT) (Tulsky et al. 2014). Poängen för alla uppgifter var Box-Cox transformerades för att göra dem normalfördelade och därefter standardiserade (transformationsexponent: LSWMT: 0,90;2-tillbaka: 3,88; PWMT: 4,46; PSMT: 1,31). Mer information om uppgifterna finns i tilläggsmaterialet.

Magnetisk resonanstomografi

Datainsamling och bearbetning

Strukturella T1-vägda och diffusionsviktade avbildningar (DWI) skanningar förvärvades (se tilläggsmaterial för skanningsparametrar och information om databehandling). Ytbaserade kartor över kortikal tjocklek och area, totala kortikala volymer och volymer av subkortikala strukturer (accumbens, amygdala, caudate, hippocampus, pallidum, putamen och thalamus) för varje hemisfär genererades med FreeSurfer (Fischland Dale 2000). Vi bearbetade också de T1-viktade bilderna med en voxelbaserad morfometri (Ashburnerand Friston 2000) pipeline (FSL-VBM) (Douaud et al.2007) för att producera individuella GMV-kartor (modulerade sannolikhetsbilder för gråmatter). Analysen av GMV-kartor kompletterar den föregående på strukturella volymer, eftersom den inte antar att effekter kommer att inträffa i regioner som överensstämmer med förspecificerade anatomiska strukturer. Ytterligare detaljer om de olika gråsubstansmåtten och skälen till att de inkluderas finns i tilläggsmaterialet.

Från DWI-data beräknade vi fraktionerad anisotropi (FA) och medeldiffusivitet (MD) kartor, känsliga för den mikroskopiska strukturen av vit substans genom dess begränsningar för diffusion av vattenprotoner i hjärnvävnad (Le Bihan et al. 2001). FA- och MD-kartorna skickades till traktbaserad rumslig statistik (TBSS) (Smithet al. 2006) för att erhålla individuella kartor begränsade till centra för alla fiberknippen som vanligtvis är vanliga för studiedeltagarna (kanalskelett, se tilläggsmaterial för ytterligare detaljer).

Genetics of Alcoholism, Bucholz, et al. (1994), ingår i HCP-batteriet). Fem fall där utbildning och inkomst inte registrerades tillräknades baserat på onsex och ålder med hjälp av mösspaketet för R.

Oberoende komponentanalys

Vi dekomponerade strukturmodaliteterna för grå substans (kortikal tjocklek och areakartor och GMV-bilderna) tillsammans i 50 komponenter med hjälp av länkad oberoende komponentanalys (länkad-ICA), en datadriven metod som bryter ner data i en uppsättning komponenter över ämnesövergripande variabilitet (kovariansnätverk), som har visat sig ha biologisk rimlighet (Groveset al. 2011, 2012; Douaud et al. 2014; se SupplementaryMaterial för ytterligare detaljer). Varje komponent är associerad med en rumslig karta och en uppsättning poäng, en för varje ämne, tillsammans med relativa vikter som motsvarar varje inmatningsmodalitet (tjocklek, area och GMV).

Ett ämnes poäng för en viss komponent återspeglar den signerade storleken på bidraget från komponenten i ämnets karta. På liknande sätt sönderdelade vi också strukturmodaliteterna för vit materia (FA och MD) i 50 komponenter. För att verifiera resultatens robusthet för att variera antalet komponenter, upprepades dessa analyser och sönderdelade data till 100 komponenter istället för 50.

For more information:1950477648nn@gmail.com