Сканирование мозга Исследование нейронных коррелятов эмоций правил

Summary

Мы представляем протокол, который позволяет исследовать нейронные корреляты преднамеренной и автоматического регулирования эмоций, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Этот протокол может быть использован в здоровых участников, и молодых, и пожилых, а также в клинических больных.

Abstract

Способность контролировать / регулировать эмоции является важным механизмом преодоления в условиях эмоционально напряженных ситуациях. Несмотря на значительный прогресс был достигнут в понимании сознательных / преднамеренное эмоции регулирования (ER), меньше известно о non-conscious/automatic ER и связанных нейронных коррелятов. Отчасти это происходит из-за проблем, связанных с унитарными концепции автоматической обработки и сознательного ^1. Здесь мы приводим протокол, который позволяет исследовать нейронные корреляты как преднамеренное и автоматической ER с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ). Этот протокол позволяет новые возможности по расследованию различных аспектов ER. Например, опытно-конструкторских позволяет манипуляции цель регулировать эмоции (сознательное против не-сознательное), а также интенсивность эмоциональных вызов (высокий по сравнению с низкой). Кроме того, он позволяет исследовать как непосредственные (эмоции восприятия) и долгосрочных эффектов (эмоциональная память) ER стратегии на эмоциях обработки. Таким образом, этот протокол может способствовать лучшему пониманию нервных механизмов эмоций регулирования в здоровый образ жизни, а также получить представление возможных причин дефицита в депрессии и тревожных расстройств, в котором эмоции дисфункции регулирования часто среди основных изнурительных особенности.

Protocol

1. Целевая Дизайн, стимулы, и экспериментальный протокол

Всеобъемлющей протокол включает в себя оценку эмоционального рейтинги фотографий (непосредственное воздействие), а также памятью для
эти картины (долгосрочный эффект), в результате индуцирования цель регулировать эмоциональные реакции. Цель регулирования индуцирована явно или неявно, а немедленного и долгосрочного воздействия оценивается по отношению к рейтингам и памяти для изображений, представленных в ходе базового блока / пробегает, которые предшествуют ER манипуляций (пре-ER индукции базовый), см. рисунок 1 на диаграмме общей эксперимента. Ниже мы приводим подробную информацию о всех этих аспектов.

Рисунок 1. Схема протокола цель ЭР индуцируется в каждый участник сознательно / явно и non-consciously/implicitly, но порядок индукции отличается и уравновешенный во участников -. То есть, те, назначены явным ER в первой части полной неявной манипуляций во второй части, и наоборот, каждая манипуляция предшествует его собственной работает базовой линии. См. ниже подробные описания Рейтинг и памяти задачи.

Эмоции Правила манипуляции

1. Явные манипуляции ER. В условиях явного ER, задача эмоций рейтинг предшествует инструкциям, чтобы подавить эмоциональные переживания и выражения эмоциональной реакции. Предыдущий опыт показывает, что четких стратегий ER может надежно влияние эмоционального ответа ^2.
2. Неявные манипуляции ER. Для этого, адаптация Яичница Предложение группы (SST) ³ используется для не-сознательно вызывать цель регулировать эмоции. В решении этой задачи, участники должны построить 20 четырех слов грамматически правильные фразы из пяти слов jumbles, которые имеют встроенные слова, которые передают идею эмоций контроля (например, "сдерживает", "стабильный", "покрытые"), и, таким образом премьер Участники подавлять свои эмоциональные ⁴ ответа. Словами эмоции контроль были взяты из предыдущих исследований, ^4, и выбрали, попросив студентов в "список 20 слов, которые приходят на ум, когда вы думаете о" эмоции контроль "концепции".
3. Следует отметить, что для поддержания той же структуре задачи в обоих ER условиях, SST также осуществляется в явном условии ЭР, но в этом случае участники представлены с 20 предложения, содержащие только нейтральные термины в отношении цели контролировать свои эмоции.

Оценка непосредственного воздействия манипуляции ER: Эмоциональные целевая Рейтинг

4. Выбор стимулов. Стимулы состоят из эмоциональных и нейтральных фотографий выбраны из Международного Аффективные Система Picture (ИПД) ^5, в зависимости от их нормативной оценки для эмоциональной валентности и возбуждение. Особое внимание следует обратить на балансировку эмоциональное содержание картина по всем исследовании работает, и, следовательно, избежать смешанные эффекты из-за возможных различий в этих основных свойств.
5. Сроки задачи. Каждая картина представлена ​​на экране в течение 4 секунд, а затем удаляется, чтобы минимизировать смешанные эффекты движения глаз связаны с длительным сканирования изображений ^6; фиксации креста следующим каждой картины в течение 12 секунд. Задача участников состоит в наблюдении изображения и скорость их субъективное переживание вызвано картины на 8-балльной шкале (1 = нейтрально, 8 = крайне негативно). Чтобы избежать настроение индукции, картины псевдо-рандомизированные, так что не более трех фотографий одного и того же валентности последовательно представлены.

Оценка долгосрочного воздействия манипуляции ER: Целевая Память поиска

6. Через неделю, участники зрения равное количество Старый (видно на сканер) и Нью-картинки (никогда раньше не видели), которые представлены в черно-белом, чтобы предотвратить потолок производительности. После Старые / Новые решения на основе помнят ли они видя фотографии в то время как сканер или нет, участники также скорость доверие своих ответах на 3-балльной шкале (1 = низкая; 2 = среднее, 3 = высокая достоверность).

2. Подготовка Тема для сканирования

Все участники представить письменное информированное согласие перед запуском экспериментального протокола, который утверждается советом по этике. Они также предупредили, что многие из картин изображают печальных событий, таких как акты насилия или травмы, и предоставляются с печатными примеры представитель картины.

Перед сканированием

1. В тот день, сканирования, участников текущее состояние ума оценивается ^7, для контроля за тон Влияние настроения на эмоциональное переживание и умение контролировать эмоции. В сочетании с после сканирования оценкам, эти первоначальные оценки могут быть также использованы для выявления изменений в настроении, в результате участия в исследовании. Оценка личностных качеств, таких, эти индексы постоянную приверженность эмоций регулирования стратегии ⁸ также может быть сделано, чтобы исследовать их возможное влияние на успех манипуляции ER и связанных нейронных коррелятов.
2. До сканирования, участники подробно проинформирован о процедурах проверки, и даны конкретные инструкции по поведенческой задачи. Чтобы избежать дискомфорта и обеспечить более высокий знакомство с задачей, участники также приведены сокращенные практике работает для обеих задач эмоции рейтинг и SST.

В Сканирование номеров

3. Участники поручили лечь спиной на кровать сканирования, с дополнительной амортизации для головы для обеспечения комфорта во время сканирования и свести к минимуму движение. Неклейкой стороне длина ленты могут быть обернуты вокруг лба слегка участников для дальнейшей минимизации движения головы. Участникам предоставляется защиты органов слуха, а также изоляцию наушники для общения с экспериментатором в МРТ.
4. Правая рука субъектов позиционируется удобно на поле ответа, тем самым позволяя левой руки, которые будут использоваться для поддержки или для других измерений (например, ответы проводимость кожи). Кнопка аварийной остановки находится неподалеку, так что субъект может сообщить о любых острая необходимость остановить сканер. Перед началом сбора данных, очень важно, чтобы убедиться, что субъект может видеть проекционный экран четко стимулом для презентации и что ответ кнопки работают должным образом.
5. Исследование состоит из запускает / блоки испытаний, чтобы позволить участникам время для отдыха, и, чтобы избежать значительной потери данных в случае неисправности оборудования. Выполнить заказ уравновешен между участниками, и при каждом запуске начинается с шести секунд фиксации, чтобы обеспечить стабилизацию МР сигнал.

3. Записи и обработки

Параметры сканирования

Мы собрали МРТ данные из 24 молодых здоровых участников, используя 1,5 Тесла Siemens Соната сканер для МРТ записей. Наши анатомические изображения серии 3D анатомические MPRAGE (время повторения (TR) = 1600 мс, время эхо (ТЕ) = 3,82 мс; количество частей = 112; воксела размер = 1x1x1mm). Функциональные изображения состоят из серии из 28 функциональных ломтиками (воксела размером 4x4x4 мм =), приобретенные аксиально использованием echoplanar последовательности (TR = 2000 мс, TE = 40 мс; поле зрения FOV = 256x256mm), что позволяет обеспечить полный охват мозга .

Анализ данных

Мы используем статистический Параметрический карты (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) в сочетании с собственными MATLAB-инструментарий. Предварительная обработка включает в себя типичные действия: обеспечение качества, TR выравнивания, коррекции движения, ко-регистрация, нормализации, и сглаживание (8 мм ³ ядра) ^9. Индивидуальные и групповые уровне статистический анализ может включать в себя сравнение активности мозга в соответствии с ER манипуляции (ЭР по сравнению с базовым работает, см. рисунок 2), эмоциональной валентности (отрицательный по сравнению с нейтральным), возбуждение (низкая по сравнению с высокой), а производительность памяти ( вспомнил против забыли). Корреляция данных изображений мозга с поведенческими данными (например, фотография рейтингов) и / или оценки личности индексации мер (например, черты личности индексации постоянную приверженность стратегии ER) также могут быть выполнены, чтобы исследовать, как мозговая деятельность совместно варьируется в зависимости от индивидуальных различий в поведение и личность.

4. Представитель Результаты:

Рисунок 2. Снижение активности миндалины и увеличение префронтальной коры деятельности следующие манипуляции ER. Склонение цель ER было связано со снижением активности в областях мозга, связанных с обработкой эмоции, в том числе миндалина (), а также повышенная активность в областях мозга, связанных с когнитивными контроль и регулирование эмоций ^10, в том числе вентролатеральной префронтальной коры (PFC) (б), дорсолатеральной PFC (г), и медиальной PFC (с) ^11,12. Как видно из гистограммы иллюстрирующие vlPFC деятельности, явные и неявные ER были связаны со схожими моделями ответа, предполагая, что эти изменения отражают совместный вклад явных и неявных ER. "Активация карты" накладываются на высокое разрешение снимков головного мозга отображается в корональных мнения; цвет полоски показывают градиент т значения активации карты, основанные на группе статистики (N = 24), отражающие активность мозга в вокселей, которые показывают, уменьшилась ( левая панель) или увеличение (правая панель) деятельности в результате манипуляций ER.Следует отметить, что активация капли в ПФУ может охватывать несколько областей, а именно: vlPFC / Insula (б) и спинной передней поясной коры / премоторной коры (с). Гистограммы иллюстрируют изменения процента сигнал в ответ на эмоциональный (Emo) и нейтральных (Ной) фотографии до (то есть, BaseRuns) и после индукции целей ER (то есть, комбинированные ER = Явные и неявные ER усредненные вместе, Явные ER, и неявные ER), а извлеченный из вокселей показывает предварительно к пост-ER различия. L = левая, R = Right.

Таблица 1. Снижение эмоционального рейтинги следующих манипуляций ER. Подобно МРТ результаты, было отмечено снижение эмоционального рейтинги следующих ER индукции, и этот эффект в результате уменьшается следующие явные и неявные ER. Важно отметить, что эмоциональные рейтинги не претерпели значительных изменений в контрольной группе, которые выполняют ту же задачу следующим подобных задержек, но в отсутствие индукции цель ER. Поддержка этих идей, 2 (манипуляция: Базовый против ER индукционные) х 2 (Valence: Эмоциональный против Neutral) повторных измерений ANOVA на данных, полученных экспериментальным * группа дала значительный основной эффект манипуляции (F [1, 19] = 11,21, р <0,002) и значительные манипуляции х Valence взаимодействия (F [1, 19] = 3,02, р <0,05), и аналогичный 2-полосная ANOVA на данных из контрольной группы (n = 9) не дали значительное Основной эффект Delay (Задержка по сравнению с базовой Работает) или значительные задержки х Valence взаимодействия. Эти результаты показывают, что снижение рейтингов в экспериментальной группе было связано с индукцией цель контролировать свои эмоции, а не из-за привыкания после неоднократного воздействия на эмоциональную стимуляцию. * Из-за данных истощение из-за частых причин (например, по техническим причинам), поведенческий анализ в экспериментальной группе были основаны на данных из 20 участников.

Взятые вместе, эти поведенческие и мозг результаты проверки изображения настоящего эксперимента, который может быть использован для сравнения явных и неявных индукций цели для регулирования эмоций. Следует отметить, что в настоящем докладе подчеркивается, аспекты, которые являются результатом совместного вклада Явные и неявные ER манипуляции, но это не исключает возможности того, что их последствия могут быть разъединимый на поведенческие и / или головного мозга уровне.

Discussion

Мы описали протокол, который включает в себя явные и неявные манипуляции цель регулировать эмоции и позволяет исследовать связанных нейронных коррелятов. Этот проект имеет потенциал, чтобы продвигать наши знания о том, как мозг регулирует эмоции, хорошо подходит для сравнения явных ER к неявным ER, который непреднамеренным и не может произойти без понимания участника и осведомленности ^13,14. Следовательно, протокол может быть особенно полезно для исследования привычных противоположного аффективного предубеждения, например, наблюдается в здоровой старости (положительный уклон ¹⁵⁾ и депрессии (отрицательного смещения ^16), которые связаны с повышенной автоматическим включением механизмов ER (пожилых людей ^{17 , 18)} и нарушение способности регулировать эмоции (у пациентов с депрессией ^19,20).