Investigação por imagem do cérebro os correlatos neurais da regulação emocional

Summary

Apresentamos um protocolo que permite a investigação dos correlatos neurais da regulação da emoção deliberada e automático, utilizando imagens de ressonância magnética funcional. Este protocolo pode ser usado em participantes saudáveis, jovens e idosos, bem como em pacientes clínicos.

Abstract

A capacidade de controlar / regular as emoções é um importante mecanismo de enfrentamento em face de situações emocionalmente estressantes. Embora progressos significativos tenham sido feitos no entendimento da regulação da emoção consciente / deliberada (ER), menos se sabe sobre ER non-conscious/automatic e os correlatos neurais associados. Esta é, em parte devido aos problemas inerentes ao conceitos unitário de processamento automático e consciente ^1. Aqui, apresentamos um protocolo que permite investigação dos correlatos neurais da deliberadas e ER automática usando ressonância magnética funcional (fMRI). Este protocolo permite que novos caminhos de investigação sobre diversos aspectos da ER. Por exemplo, o desenho experimental permite a manipulação da meta para regular a emoção (consciente versus não-consciente), bem como a intensidade do desafio emocional (alta versus baixa). Além disso, permite investigação de ambos os efeitos imediatos (percepção emoção) e de longo prazo (memória emocional) de estratégias de ER no processamento de emoção. Portanto, este protocolo pode contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos neurais de regulação da emoção no comportamento saudável, e para ganhar insight sobre as possíveis causas dos déficits de depressão e ansiedade em que dis regulação emocional é muitas vezes entre os principais recursos debilitante.

Protocol

1. Projeto de tarefas, estímulos, e protocolo experimental

O protocolo abrangente envolve avaliações de avaliações emocional de fotos (impacto imediato), e da memória para
essas fotos (impacto de longo prazo), como resultado de induzir o objetivo de regular as respostas emocionais. O objetivo de regular é induzida explícita ou implicitamente, e do impacto imediato ea longo prazo é avaliado em relação aos ratings de memória para fotos e apresentados durante os blocos de base / jogadas que antecedem as manipulações ER (pré-ER base de indução), ver Figura 1 para um diagrama do modelo experimental. Abaixo fornecemos detalhes sobre todos esses aspectos.

Figura 1. Diagrama do protocolo O objetivo ER é induzida em cada participante tanto conscientemente / explícita e non-consciously/implicitly, mas a ordem de indução é diferente e contrabalançada entre os participantes -. Ou seja, aqueles atribuídos a ER explícita na primeira parte completa o implícito manipulação na segunda parte, e vice-versa; cada manipulação é precedido por suas pistas de base própria. Veja abaixo para obter descrições detalhadas das tarefas Avaliação e Memória.

Manipulação de emoção regulamento

1. ER manipulação explícita. Na condição ER explícita, a tarefa de classificação emoção é precedido por instruções para suprimir experiência emocional e expressão de reações emocionais. Evidências anteriores sugerem que estratégias explícitas ER pode confiantemente influência emocional ² responder.
2. ER manipulação implícita. Para isso, uma adaptação do Task Sentença Mexidos (SST) ³ é usado para não induzir conscientemente o objetivo de regular as emoções. Nesta tarefa, os participantes têm de construir 20 quatro palavras frases gramaticalmente corretas a partir de cinco palavras-jumbles que têm incorporado as palavras que transmitem a idéia da emoção de controle (por exemplo, "restringe", "estável", "coberto"), e, portanto, primordial os participantes para reprimir os seus ^quatro resposta emocional. As palavras de controle emoção foram tomadas a partir de estudos anteriores ^4, e selecionadas por alunos de graduação para pedir "a lista das 20 palavras que vêm à sua mente quando você pensa em" controle emoção "o conceito."
3. De nota, para manter a mesma estrutura da tarefa em ambas as condições ER, a SST também é realizada na condição ER explícito, mas neste caso os participantes são apresentados com 20 sentenças contendo apenas termos neutros em relação à meta de controlar as emoções.

Avaliações do impacto imediato da manipulação de ER: A Tarefa Avaliação Emocional

4. Seleção de estímulos. Estímulos consistem em quadros emocionais e neutros selecionado a partir do International Affective Picture System (IAPS) ^5, com base na sua pontuação de normativos para valência emocional e excitação. Atenção especial deve ser dada para equilibrar o conteúdo emocional da imagem em todas as corridas estudo, e, portanto, evitar os efeitos de confusão devido a possíveis diferenças nessas propriedades básicas.
5. Tempo da tarefa. Cada imagem é apresentada na tela por 4 segundos, e depois é removido para minimizar os efeitos de confusão de movimentos oculares associadas com a digitalização de imagens prolongada ^6; uma cruz de fixação segue cada foto é de 12 segundos. Tarefa dos participantes é para ver a imagem e taxa de sua experiência subjetiva emocional provocado pelas imagens em uma escala de 8 pontos (1 = neutral, 8 = extremamente negativo). Para evitar a indução de humor, as imagens são pseudo-randomizados de forma que não mais que três imagens de mesma valência são consecutivamente apresentados.

Avaliação do Impacto de Longo Prazo da manipulação ER: A Tarefa recuperação da memória

6. Uma semana mais tarde, os participantes ver um número igual de Old (visto no scanner) e imagens Novo (nunca antes visto), que são apresentados no desempenho de teto preto e branco para impedir. Sequência de uma decisão Velha / Nova com base em se lembrar de ter visto as imagens, enquanto no scanner ou não, os participantes taxa também a confiança de suas respostas em uma escala de 3 pontos (1 = baixo, 2 = médio, 3 = alta confiança).

2. Preparando o assunto para a digitalização

Todos os participantes fornecer consentimento informado por escrito antes da execução do protocolo experimental, que é aprovado por um Conselho de Ética. Eles são também advertiu que muitas das imagens retratam eventos perturbadores, tais como atos de violência ou trauma, e são fornecidos com exemplos impressos de imagens representativas.

Antes de Scanning

1. No dia da varredura, o estado dos participantes atuais da mente é avaliada ^7, para controle de tele efeito do humor sobre a experiência emocional ea capacidade de controlar emoções. Em conjunto com avaliações pós-digitalização, estas avaliações iniciais pode também ser usado para triagem de alterações no humor, como resultado da participação no estudo. Avaliações de traços de personalidade, como o envolvimento daqueles indexação habitual de estratégias de regulação da emoção ⁸ também pode ser feito para investigar suas possíveis influências sobre o sucesso da manipulação ER e os correlatos neurais associados.
2. Antes do exame, os participantes são informados em detalhes dos procedimentos de verificação, e são dadas instruções específicas para a tarefa comportamental. Para evitar o desconforto e para criar maior familiaridade com a tarefa, os participantes também recebem prática abreviado corre para ambas as tarefas de classificação a emoção ea SST.

No quarto Scanning

3. Os participantes são instruídos a mentir em posição supina na mesa de digitalização, com amortecimento adicional para a cabeça para assegurar o conforto durante a verificação e minimizar o movimento. O lado não adesivo de um comprimento de fita pode ser envolvido em torno levemente na testa dos participantes para minimizar ainda mais o movimento da cabeça. Os participantes recebem protetores de ouvido, bem como fones de isolamento para se comunicar com o pesquisador durante o exame de ressonância magnética.
4. Mão direita sujeitos é posicionado confortavelmente na caixa de resposta, permitindo assim que a mão esquerda para ser usado para apoiar ou para outras medidas (por exemplo, as respostas de condutância da pele). Um botão de parada de emergência é colocado nas proximidades, para que o assunto pode indicar uma necessidade urgente para parar o scanner. Antes de iniciar a coleta de dados, é fundamental para se certificar de que o assunto pode ver a tela de projeção claramente para apresentação do estímulo e que os botões de resposta funcionar corretamente.
5. O estudo está dividido em roda / blocos de ensaios, para dar tempo aos participantes para descansar, e para evitar perda de dados massivos em caso de mau funcionamento do equipamento. Para executar é contrabalançada entre os participantes, e cada execução começa com seis segundos de fixação, para permitir a estabilização do sinal MR.

3. A gravação de dados e processamento

Digitalização Parâmetros

Foram coletados dados de ressonância magnética de 24 jovens participantes saudáveis, usando um 1.5 Tesla Siemens Sonata scanner para gravações de ressonância magnética. Nossas imagens anatômicas são séries anatômicas 3D MPRAGE (tempo de repetição (TR) = 1.600 ms, tempo de eco (TE) = 3,82 ms; número de fatias = 112; voxel size = 1x1x1mm). As imagens funcionais consiste em uma série de 28 fatias funcional (tamanho voxel mm = 4x4x4), adquirida axialmente com uma seqüência echoplanar (TR = 2000 ms; TE = 40 ms; campo de visão FOV = 256x256mm), permitindo assim a cobertura completa do cérebro .

Análise de Dados

Usamos Statistical Parametric Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) em combinação com as ferramentas MATLAB baseado em casa. Pré-processamento envolve etapas típicas: a garantia de qualidade, alinhamento TR, a correção de movimento, co-registro, normalização e suavização (8 mm ³ kernel) ^9. Individuais e de grupo em nível de análises estatísticas pode envolver comparações de atividade cerebral de acordo com a manipulação de ER (ER vs base corre; ver Figura 2), valência emocional (negativo vs neutro), excitação (baixo vs alta), e desempenho de memória ( lembrado vs esquecido). Correlações de dados de imagens do cérebro com os dados comportamentais (por exemplo, as classificações de imagem) e / ou medidas pontuações indexação personalidade (por exemplo, traços de personalidade indexação engajamento habitual de estratégias de ER) também pode ser realizada, para investigar como a atividade cerebral co-varia com as diferenças individuais na comportamento e personalidade.

4. Resultados representativos:

Figura 2. Diminuição da atividade da amígdala e aumento da atividade do córtex pré-frontal após a manipulação ER. Indução da meta ER foi associada com redução da atividade em áreas do cérebro associadas com o processamento de emoções, incluindo a amígdala (a), e aumento da atividade em regiões do cérebro associadas com controle cognitivo e regulação da emoção ^10, incluindo córtex pré-frontal ventrolateral (PFC) (b), PFC dorsolateral (d) e PFC medial (c) ^11,12. Conforme mostrado no gráfico de barras ilustrando a atividade vlPFC, explícita e implícita ER foram associados com padrões semelhantes de resposta, sugerindo que estas mudanças reflectir a contribuição conjunta de ER explícitos e implícitos. Os "mapas de ativação" são sobrepostos a imagens de alta resolução do cérebro exibidos em vistas coronal; as barras coloridas indicam o gradiente de valores t dos mapas de ativação, com base em estatísticas do grupo (N = 24), refletindo a atividade cerebral em voxels que mostram diminuição ( painel esquerdo) ou aumentado (painel direito) atividade como resultado da manipulação de ER.Note-se que blobs ativação no PFC pode cobrir mais áreas, como segue: vlPFC / Insula (b) e córtex cingulado anterior dorsal / córtex pré-motor (c). Os gráficos de barras ilustram as mudanças do sinal por cento em resposta a emocional (Emo) e neutro (Neu) fotos antes (ou seja, BaseRuns) e após a indução das metas de ER (ou seja, combinado ER ER = explícita e implícita em média, em conjunto, ER explícita, e implícita ER), como extraído voxels mostrando pré ao pós-ER diferenças. L = Left, R = Right.

Tabela 1. Diminuiu avaliações emocionais após a manipulação ER. Similar aos resultados fMRI, houve uma redução de ratings emocional após a indução ER, e este efeito resultou diminui seguintes ER explícitos e implícitos. Importante, avaliações emocional não se alterou significativamente em um grupo controle que realizou a mesma tarefa seguinte atrasos semelhante, mas na ausência de ER indução objetivo. Apoiar essas idéias, a 2 (Manipulação: Baseline vs Indução ER) x 2 (Valence: Emocional vs Neutral) ANOVA de medidas repetidas em dados do grupo experimental * rendeu um efeito significativo de Manipulação (F [1, 19] = 11,21, p <0,002) e uma significativa Manipulação x Valence Interaction (F [1, 19] = 3,02, p <0,05), e uma ANOVA 2-way semelhantes em dados do grupo controle (N = 9) não deu um efeito significativo principal do Delay (linha de base versus Runs Delayed) ou um significativo atraso x interação Valence. Estes achados sugerem que a diminuição nos índices no grupo experimental foi devido à indução da meta de controlar as emoções e não devido à habituação da exposição repetida ao estímulo emocional. * Por causa dos dados de atrito devido a causas comuns (por exemplo, falha técnica), análises comportamentais do grupo experimental foram baseadas em dados de 20 participantes.

Em conjunto, esses achados de imagem de comportamento e no cérebro validar o projeto atual experimental, que pode ser usado para comparar induções explícitas e implícitas do objetivo de regular as emoções. Note-se que o presente relatório enfatiza os aspectos que resultam da contribuição conjunta das manipulações explícita e implícita ER, mas isso não exclui a possibilidade de que seus efeitos podem ser dissociáveis ​​no comportamento e / ou nível cerebral.

Discussion

Nós descrevemos um protocolo que envolve a manipulação explícita e implícita da meta para regular a emoção, e permite investigar os correlatos neurais associados. Este projeto tem o potencial de aumentar o nosso conhecimento de como o cérebro regula as emoções, sendo adequado para comparações de ER explícita para ER implícita, que não é intencional e pode acontecer sem uma visão do participante e da consciência ^13,14. Assim, o protocolo pode ser particularmente útil para as investigações do habitual oposto tendências afetivas, como as observadas no envelhecimento saudável (viés de positividade ¹⁵⁾ e depressão (negatividade viés ^16), que estão associados com maior engajamento automático de mecanismos de ER (adultos mais velhos ^{17 , 18)} e diminuição da capacidade de regular as emoções (pacientes deprimidos ^19,20).