Indagine del cervello Imaging i correlati neurali delle emozioni regolamento

Summary

Vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali della regolazione delle emozioni deliberata e automatico, usando la risonanza magnetica funzionale. Questo protocollo può essere utilizzato in partecipanti sani, giovani e anziani, così come nei pazienti.

Abstract

La capacità di controllare / regolare le emozioni è un importante meccanismo di coping di fronte a situazioni emotivamente stressanti. Nonostante i notevoli progressi sono stati compiuti nella comprensione regolazione delle emozioni conscio / intenzionale (ER), meno si sa circa ER non-conscious/automatic ed i correlati neurali associate. Ciò è in parte a causa dei problemi inerenti al concetto unitario di elaborazione automatica e consapevole ^1. Qui, vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali di entrambi deliberata e ER automatica utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI). Questo protocollo permette nuove possibilità di indagine in vari aspetti della ER. Per esempio, il disegno sperimentale permette la manipolazione del fine di regolare le emozioni (consapevole e non-cosciente), così come l'intensità della sfida emotiva (alto vs basso). Inoltre, permette di indagine sia effetti immediati (percezione emozione) e lungo termine (memoria emotiva) delle strategie di ER sul trattamento emozione. Pertanto, questo protocollo può contribuire ad una migliore comprensione dei meccanismi neurali di regolazione delle emozioni nei comportamenti sani e per raccogliere informazioni sui possibili cause di deficit nei disturbi d'ansia e depressione in cui l'emozione regolamento disfunzione è spesso tra le funzionalità di base debilitanti.

Protocol

1. Attività di progettazione, stimoli e protocollo sperimentale

Il protocollo generale implica valutazioni di rating emotiva delle immagini (effetto immediato) e della memoria per
queste immagini (impatto a lungo termine), come risultato di indurre l'obiettivo di regolare le risposte emotive. L'obiettivo di regolare è indotta esplicitamente o implicitamente, e l'impatto immediato ea lungo termine è valutato rispetto a rating e di memoria per le immagini presentate durante i blocchi di base / piste che precedono le manipolazioni ER (pre-ER baseline induzione), vedi figura 1 per un diagramma del disegno complessivo sperimentale. Di seguito forniamo i dettagli riguardanti tutti questi aspetti.

Figura 1. Schema del protocollo ER L'obiettivo è indotta in ciascun partecipante sia consciamente / in modo esplicito e non-consciously/implicitly, ma l'ordine di induzione è diverso e controbilanciato tra i partecipanti -. Cioè, quelli assegnati a ER esplicito nella prima parte completare l'implicita manipolazione nella seconda parte, e viceversa; ogni manipolazione è preceduto dalla sua base gira proprio. Vedi sotto per le descrizioni dettagliate dei compiti di Valutazione e Memoria.

Emotion regolamento Manipolazione

1. Esplicito ER manipolazione. Nella condizione esplicita ER, l'attività di valutazione emozione è preceduta da istruzioni per sopprimere l'esperienza emotiva e l'espressione di risposte emozionali. Prove precedenti suggeriscono che espliciti le strategie di ER in modo affidabile influenzare la risposta emotiva ^2.
2. Implicita ER manipolazione. Per questo, un adattamento della Task Scrambled Sentence (SST) ³ è usato per non indurre consapevolmente l'obiettivo di regolare le emozioni. In questo compito, i partecipanti devono costruire 20 quattro parole frasi grammaticalmente corrette da cinque parole accozzaglie che hanno incorporato le parole che trasmettono l'idea di emozione di controllo (ad esempio, "frena", "stabile", "coperto"), e quindi primo i partecipanti per sopprimere i loro ⁴ risposta emotiva. Le parole emozione di controllo sono stati presi da studi precedenti ⁴ e selezionati chiedendo agli studenti universitari alla "lista delle 20 parole che vengono in mente quando si pensa di 'controllo emozione' il concetto."
3. Da segnalare, per mantenere la stessa struttura del compito in entrambe le condizioni di ER, una SST è anche esibito in condizione esplicita ER, ma in questo caso i partecipanti sono presentati con 20 frasi che contengono solo modo neutro quanto riguarda l'obiettivo di controllare le emozioni.

Valutazioni di impatto immediato della manipolazione ER: Il compito Valutazione Emozionale

4. Selezione degli stimoli. Stimoli costituiti da immagini emozionali e neutrale selezionati dal Sistema Internazionale Affective Picture (IAPS) ^5, in base alla loro punteggi normativi per valenza emotiva e l'eccitazione. Particolare attenzione deve essere rivolta alla bilanciare il contenuto emotivo delle immagini in tutte le piste di studio, e quindi evitare effetti confondenti dovuti a differenze, in queste proprietà di base.
5. Timing del compito. Ogni immagine è presentato sullo schermo per 4 secondi, quindi viene rimosso per minimizzare gli effetti confondenti dei movimenti oculari associati con la scansione di immagini prolungata ^6; una croce fissazione segue ogni immagine per 12 secondi. Compito dei partecipanti 'è quello di guardare l'immagine e il loro tasso di esperienza soggettiva emozionale innescata dalla foto su una scala a 8 punti (1 = neutral, 8 = molto negativo). Per evitare l'induzione stato d'animo, immagini sono pseudo-casuale in modo che non più di tre foto della stessa valenza sono presentati consecutivamente.

Valutazione delle conseguenze a lungo termine della manipolazione ER: Il compito recupero della memoria

6. Una settimana dopo, i partecipanti visualizzare un numero uguale di vecchio (visto nello scanner) e nuove foto (mai visto prima), che vengono presentati in termini di prestazioni soffitto bianco e nero per prevenire. A seguito di una decisione di vecchio / nuovo in base al fatto che ricordo di aver visto le immagini, mentre nello scanner o meno, i partecipanti anche il tasso di fiducia dei loro risposte su una scala a 3 punti (1 = basso, 2 = medio, 3 = elevata fiducia).

2. Preparazione del soggetto per la scansione

Tutti i partecipanti di fornire il consenso informato scritto prima di eseguire il protocollo sperimentale, che è approvata da un Consiglio di etica. Sono anche avvertito che molte delle immagini raffigurano eventi dolorosi, come atti di violenza o traumi, e sono forniti esempi di stampa di immagini rappresentative.

Prima di scansione

1. Il giorno della scansione, stato attuale dei partecipanti 'di mente è valutato ^7, per il controllo per tha effetto di umore sull'esperienza emotiva e la capacità di controllare le emozioni. In concomitanza con le valutazioni post-scansione, queste valutazioni iniziale può essere anche usato per individuare i cambiamenti di umore a seguito della partecipazione allo studio. Valutazioni di tratti di personalità, come quelli di fidanzamento indicizzazione abituale di strategie regolazione delle emozioni ⁸ può essere fatta anche per indagare le loro possibili influenze sul successo della manipolazione ER ed i correlati neurali associate.
2. Prima della scansione, i partecipanti sono informati in dettaglio delle procedure di scansione e sono fornite istruzioni specifiche per il compito comportamentale. Per evitare disagi e per creare maggiore familiarità con il compito, i partecipanti sono dato anche la pratica abbreviato piste sia per il compito emozione di rating e la SST.

Nella Sala di scansione

3. I partecipanti vengono istruiti a giacere supino sul piano di scansione, con imbottitura supplementare per la testa per assicurare comfort durante la scansione e ridurre al minimo movimento. La non-adesivo lato di una lunghezza di nastro può essere avvolto intorno alla leggera sulla fronte dei partecipanti 'a ridurre ulteriormente il movimento della testa. I partecipanti sono dati protezioni per le orecchie e cuffie di isolamento per comunicare con lo sperimentatore durante la risonanza magnetica.
4. Mano destra soggetti 'si posiziona comodamente sulla casella di risposta, permettendo così la mano sinistra per essere utilizzati a sostegno o per altre misurazioni (ad esempio, le risposte di conduttanza cutanea). Un pulsante di arresto di emergenza è situata in prossimità modo che il soggetto può indicare ogni urgente necessità di arrestare lo scanner. Prima di iniziare la raccolta dei dati, è fondamentale assicurarsi che il soggetto può vedere la proiezione su schermo in modo chiaro per la presentazione dello stimolo e che i pulsanti di risposta funzionare correttamente.
5. Lo studio è suddiviso in corre / blocchi di prove, per permettere ai partecipanti il ​​tempo di riposare, e per evitare la massiccia perdita di dati in caso di malfunzionamento dell'apparecchiatura. Per funzionare è controbilanciato tra i partecipanti, e ogni esecuzione inizia con sei secondi di fissazione, per consentire la stabilizzazione del segnale MR.

3. Registrazione dei dati ed elaborazione

Parametri di scansione

Abbiamo raccolto dati MRI da 24 giovani partecipanti sani, utilizzando un 1.5 Tesla Siemens Sonata per le registrazioni scanner MRI. Le nostre immagini anatomiche sono 3D serie anatomiche MPRAGE (tempo di ripetizione (TR) = 1600 ms, tempo di eco (TE) = 3.82 ms; numero di fette = 112; dimensioni voxel = 1x1x1mm). Le immagini funzionali costituiti da serie di 28 fette funzionale (voxel size = 4x4x4 mm), ha acquisito assiale utilizzando una sequenza di echoplanar (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; campo di vista FOV = 256x256mm), permettendo così una completa copertura del cervello .

Analisi dei dati

Noi usiamo statistico parametrico Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) in combinazione con in-house strumenti basati su MATLAB. Pre-trattamento comporta passaggi tipici: garanzia della qualità, l'allineamento TR, la correzione del movimento, co-registrazione, la normalizzazione, e levigante (8 mm ³ kernel) ^9. Analisi individuale e di gruppo a livello statistico può comportare confronti di attività cerebrale a seconda manipolazione ER (ER vs basale corre, vedi figura 2), valenza emotiva (negativo vs neutro), eccitazione (bassa vs alta), e le prestazioni della memoria ( ricordato vs dimenticato). Correlazioni di dati di imaging del cervello con i dati comportamentali (ad esempio, valutazioni foto) e / o punteggi misure personalità indicizzazione (per esempio, i tratti della personalità indicizzazione impegno abituale di strategie ER) può anche essere eseguita, per studiare come l'attività cerebrale di co-varia con le differenze individuali nella comportamento e la personalità.

4. Rappresentante dei risultati:

Figura 2. Ridotta attività dell'amigdala e un aumento dell'attività della corteccia prefrontale seguenti manipolazione ER. Induzione della meta ER è stato associato a ridotta attività nelle aree del cervello associate con l'elaborazione emozione, tra cui l'amigdala (a), e una maggiore attività nelle regioni del cervello associate a emozioni e controllo cognitivo regolamento ^10, tra cui ventrolaterale corteccia prefrontale (PFC) (b), PFC dorsolaterale (d), e mediale PFC (c) ^11,12. Come mostrato nel grafico a barre che illustra l'attività VLPFC, espliciti ed impliciti ER sono stati associati a modelli simili di risposta, suggerendo che questi cambiamenti riflettono il contributo congiunto di ER esplicite e implicite. Le "mappe di attivazione" si sovrappongono le immagini ad alta risoluzione del cervello visualizzate nelle viste coronali, le barre di colore indicano il gradiente di valori t delle mappe di attivazione, sulla base delle statistiche del gruppo (N = 24), che riflettono l'attività cerebrale in voxel che mostrano diminuito ( pannello di sinistra) o aumentata (pannello di destra) l'attività a causa della manipolazione ER.Va notato che il blob di attivazione nella PFC può coprire più aree, come segue: VLPFC / Insula (b) e corteccia cingolata anteriore dorsale / corteccia premotoria (c). I grafici a barre illustra i cambiamenti del segnale per cento in risposta alle emozioni (Emo) e neutro (Neu) foto prima (cioè, BaseRuns) e dopo l'induzione degli obiettivi ER (cioè Combined ER ER = esplicite e implicite media insieme, ER Esplicito, e implicita ER), ricavati dalle voxel mostrando pre al post-ER differenze. L = Sinistra, R = Destra.

Tabella 1. Diminuzione valutazioni emotive seguenti manipolazione ER. Simili ai risultati fMRI, c'è stata una riduzione del rating a seguito di induzione emotiva ER, e questo effetto il risultato di diminuire i seguenti ER sia esplicite e implicite. Importante, valutazioni emotive non è cambiata significativamente in un gruppo di controllo che ha eseguito la stessa operazione seguente ritardi simili, ma in assenza di induzione obiettivo ER. Sostenere queste idee, un 2 (Manipolazione: Baseline vs induzione ER) x 2 (Valenza: Emotional vs neutro) per misure ripetute ANOVA sui dati dello * gruppo sperimentale ha prodotto un significativo effetto principale di manipolazione (F [1, 19] = 11,21, p <0,002) ed una significativa interazione manipolazione x Valence (F [1, 19] = 3.02, p <0,05), e un analogo 2-way ANOVA sui dati del gruppo di controllo (n = 9) non ha dato un significativo effetto principale di ritardo (Baseline vs Corre ritardata) o di una significativa interazione ritardo x Valence. Questi risultati suggeriscono che la diminuzione di rating del gruppo sperimentale è stato a causa della induzione lo scopo di controllare le emozioni, piuttosto che a causa di assuefazione a seguito di esposizione ripetuta a stimoli emotivi. * A causa del logoramento di dati dovuta a cause comuni (ad esempio, problemi tecnici), analisi comportamentale del gruppo sperimentale sono stati basati sui dati di 20 partecipanti.

Presi insieme, questi risultati di imaging cerebrale e comportamentale convalidare il progetto sperimentale attuale, che può essere usato per confrontare induzioni esplicite ed implicite del l'obiettivo di regolare le emozioni. Va notato che la presente relazione sottolinea gli aspetti che derivano dal contributo congiunto delle manipolazioni esplicite e implicite ER, ma ciò non esclude la possibilità che i loro effetti possono essere dissociabile a comportamentali e / o livello del cervello.

Discussion

Abbiamo descritto un protocollo che coinvolge la manipolazione esplicite ed implicite del fine di regolare le emozioni, e permette di indagine dei correlati neurali associate. Questo progetto ha il potenziale per far avanzare la nostra conoscenza di come il cervello regola le emozioni, essendo adatto per il confronto di ER esplicita implicita ER, che è intenzionale e può accadere senza comprensione e la consapevolezza dei partecipanti ^13,14. Quindi, il protocollo può essere particolarmente utile per le indagini di abituale bias opposto affettivi, come quelli osservati in un invecchiamento sano (positività pregiudizi ¹⁵⁾ e la depressione (negatività pregiudizi ^16), che sono associati con un maggiore impegno automatico dei meccanismi di ER (anziani ^{17 , 18)} e incapacità di regolare le emozioni (i pazienti depressi ^19,20).