تصوير الدماغ التحقيق الإضعاف من تأثير العاطفة على الإدراك

يتمثل الهدف العام لهذا البروتوكول التجريبي في استقصاء الارتباطات العصبية للتأثير الضار للانفعالات على الإدراك، مع التركيز على عمليات الذاكرة العاملة. ويتحقق ذلك من خلال تسجيل نشاط الدماغ باستخدام FMRI، بينما يؤدي المشاركون مهمة للذاكرة العاملة مع تقديم تشتيت انفعالي خلال فترة التأخير بين المواد المراد تذكرها والمحفزات الاستقصائية؛ فبعد إنشاء مهمة الذاكرة العاملة الأساسية، يتم اختيار المشتتات وفقاً لأهداف البحث والفئات السكانية المستهدفة. فعلى سبيل المثال، إذا لم تكن هناك انفعالات محددة مستهدفة، يمكن استخدام محفزات انفعالية تثير استجابات انفعالية عامة، سواء كانت إيجابية أو سلبية.

بينما إذا تم استهداف تأثيرات عواطف محددة مثل الخوف، يمكن استخدام مشتتات تثير الخوف سواء لدى المشاركين الأصحاء أو المشاركين السريريين. بعد ذلك، يتم تحليل البيانات السلوكية وبيانات تصوير الدماغ التي تم جمعها أثناء أداء المشاركين لمهمة الذاكرة العاملة مع وجود التشتيت، وذلك من أجل تحديد التأثيرات التفاضلية للتشتيت العاطفي على أداء الذاكرة العاملة والارتباطات العصبية المرتبطة بها؛ حيث يتم الحصول على نتائج تظهر أنماطاً من نشاط الدماغ مرتبطة بتأثير ضار للتشتيت العاطفي على أداء الذاكرة العاملة، بالإضافة إلى نشاط الدماغ المرتبط بالقدرة على التكيف مع التشتيت العاطفي. تشمل مناطق الدماغ المستهدفة النموذجية المناطق المرتبطة بالقدرة على البقاء في حالة تركيز، والتي تعد جزءاً مما يسمى بالنظام العصبي التنفيذي الظهري الموضح هنا باللون الأزرق، والمناطق المشاركة في معالجة العواطف، والتي تعد جزءاً من نظام وجداني بطني موضح باللون الأحمر.

تمتد تداعيات هذه التقنية نحو فهم واضحة احتمالية تشخيص اضطرابات القلق، مثل اضطراب ما بعد الصدمة، لأنها تتيح تحديد التغييرات المرتبطة بالاستجابات المختلة للتشتت العاطفي. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية - مثل تلك التي تتضمن التقديم المتزامن للمعلومات ذات الصلة بالهدف والتشتت العاطفي غير المرتبط بالمهمة - في أنها تسمح لنا بفصل الملازمات العصبية للاستجابة للتشتت العاطفي بشكل أفضل عن تلك المرتبطة بالعمليات المعرفية المستمرة. علاوة على ذلك، لا يتيح هذا النموذج استقصاء الملازمات العصبية للتداخل المعرفي فحسب، بل يتيح أيضاً دراسة الاستجابات العصبية للتكيف مع التشتت العاطفي.

تتمثل المهمة الأساسية في هذا البروتوكول في اختبار ذاكرة العمل ذات الاستجابة المتأخرة، حيث يتم تقديم محفزات عاطفية وغير عاطفية جديدة كمشتتات غير ذات صلة بالمهمة خلال فترة التأخير بين مرحلتي الحفظ والاسترجاع. ويمكن استخدام نسخ مشوشة لها نفس الخصائص الأساسية، مثل التردد المكاني والسطوع، التي تمتلكها المشتتات الفعلية كضوابط إدراكية. وبدلاً من ذلك، يمكن أيضاً استخدام تجارب خالية من التشتيت كضوابط أساسية.

تجدر الإشارة إلى وجوب استخدام المشتتات العاطفية وغير العاطفية في تجارب مختلفة. كما يُوصى، لزيادة التأثير، بالجمع بين مشتتات ذات خصائص عاطفية ودلالية متشابهة. ويمكن اختيار المشتتات العاطفية والمحايدة في التصميم الأصلي الذي تم عرضه للتو من النظام الدولي للصور الفعالة، ولكن يمكن تحقيق تأثيرات مماثلة باستخدام محفزات جديدة أخرى تكون فعالة كمشتتات.

على سبيل المثال، يمكن للوجوه التي تظهر تعبيرات غاضبة أن تحفز استجابات عاطفية محددة مثل القلق الاجتماعي، وبالتالي قد تكون فعالة في استقصاء تأثير التشتت العابر المسبب للقلق على الذاكرة العاملة. وبالمثل، في المشاركين السريريين مثل المرضى الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة، يمكن زيادة خصوصية التشتت عن طريق تقديم محفزات مرتبطة بالصدمة. على سبيل المثال، استخدام صور مرتبطة بالقتال لدى المحاربين القدامى المصابين بـ PTSD.

في حال استخدام محفزات وجهية مسببة للقلق لزيادة التأثير، نقترح تحويلها تدريجياً (morphing) كما هو موضح هنا، بدلاً من تقديم الوجوه كصور ثابتة. وباستخدام برنامج عرض التحفيز الذي اخترته، قم بإعداد هذه المهمة بتصميم مرتبط بالحدث (event related design) يتضمن ثلاثة وجوه في مهمة الذاكرة العاملة، تليها مشتتات جديدة. يجب توجيه المشاركين للحفاظ على تركيزهم على المثير بينما يستمرون في معالجة المشتتات، وتقديم استجابات سريعة ودقيقة لمجسات الوجه المفردة عن طريق الضغط على زر الاستجابة؛ حيث يشير الزر الأول إلى "قديم أو متذكر"، والثاني إلى "جديد". بالإضافة إلى ذلك، يمكن تنفيذ تلاعبات تزيد من حساسية مهمة الذاكرة العاملة في اكتشاف الاختلافات السلوكية، مثل تقييم مدى ثقة المشارك في استجاباته.

لاحظ أنه لأغراض التوضيح، لا يتضمن هذا المثال التوقيت الفعلي للمهمة. وأخيرًا، يمكن تغيير درجة صعوبة مهمة الذاكرة العاملة عن طريق التحكم في وجود اللون و/أو ميزات وجه إضافية في المواد المراد تذكرها، بالإضافة إلى مدى تشابه الوجوه عند وصول الشخص الخاضع للاختبار. تأكد من الحصول على موافقة كتابية مستنيرة وإجراء فحص للسلامة الخاصة بالتصوير بالرنين المغناطيسي MRI.

قم أيضاً بتقييم الحالة العاطفية الحالية بالإضافة إلى السمات الشخصية مثل القلق والتفاعلية العاطفية. أود منك إكمال بضعة استبيانات لتقييم حالتك العاطفية الراهنة. حسناً، من المفترض أن يستغرق ذلك حوالي 10 دقائق قبل الفحص.

أبلغ المشارك بالتفصيل عن إجراءات الفحص وقدم تعليمات محددة للمهمة السلوكية لتجنب الشعور بعدم الارتياح ولزيادة التعود على المهمة. كما يجب إعطاء المشارك جولة تدريبية مختصرة. الآن، اصطحب الشخص الخاضع للفحص إلى غرفة المسح ووجهه للاستلقاء في وضعية الاستلقاء الظهري على سرير المسح.

وفّر حماية للأذنين بالإضافة إلى سماعات عازلة للتواصل أثناء الفحص، وضع حشوة إضافية حول الرأس لضمان الراحة أثناء الفحص وتقليل الحركة إلى أدنى حد. كما يمكن لف الجانب غير اللاصق من قطعة من الشريط اللاصق بخفة حول جبهة المشارك. ولتقليل حركة الرأس بشكل أكبر، ضع يد المشارك اليمنى بشكل مريح على صندوق الاستجابة وتأكد من أن أزرار الاستجابة تعمل بشكل صحيح.

ضع زر إيقاف طوارئ في مكان قريب بحيث يتمكن الخاضع للفحص من الإشارة إلى أي حاجة ملحة لإيقاف الماسح الضوئي، وأخيراً، تأكد من أن الخاضع للفحص يستطيع رؤية عرض الشاشة بوضوح لتقديم المحفزات قبل إدخاله إلى الماسح الضوئي. الآن، قم بالحصول على صورة هيكلية عالية الدقة مرجحة بـ T one مثل SPGR أو MP rage. بعد ذلك، قم بإعداد جولات التصوير الوظيفي للسماح بتغطية الدماغ بالكامل.

في دراساتنا الأولية باستخدام ماسح ضوئي بقدرة 4 Tesla، حصلنا على سلاسل محورية مكونة من 30 شريحة وظيفية بحجم فوكسل 4 × 4 × 4 مليمتر، باستخدام تسلسل نبضي لولبي عكسي بالمعايير التالية: TR قدره 2000 مللي ثانية، وTE قدره 31 مللي ثانية، ومجال رؤية 256 × 256 مليمتر. وفي الآونة الأخيرة، قمنا أيضاً بتكييف النموذج ليعمل مع ماسح ضوئي بقدرة 1.5 Tesla باستخدام المعايير التالية: 28 شريحة وظيفية بحجم فوكسل 4 × 4 × 4 مليمتر تم الحصول عليها محورياً باستخدام تسلسل Echo Planar وبقيمة TR قدرها 2000 مللي ثانية، وTE قدره 40 مللي ثانية، ومجال رؤية 256 × 256 مليمتر. أبلغ الخاضع للفحص بأن التصوير الوظيفي على وشك البدء وذكره بالمهام المطلوبة. ابدأ تشغيل الماسح الضوئي بالتزامن مع النموذج. عند اكتمال المسح، ساعد الخاضع للفحص على الخروج من الماسح الضوئي وأجرِ تقييماً سلوكياً لتحديد مدى حساسية المشارك تجاه المشتتات، وذلك من خلال تقييم الكثافة العاطفية للمشتتات ومدى التشتت الملحوظ ذاتياً. يمكن استخدام الفروق الفردية في هذه التقييمات للبحث في تأثيرها على الآليات العصبية التي تتوسط التأثير الضار للعاطفة على الإدراك، أو لتحديد مناطق الدماغ المشاركة في التعامل مع التشتت العاطفي.

أخيرًا، تأكد من شكر المشارك على المساهمة في التجربة. وبمجرد جمع البيانات، يمكن تحليلها باستخدام أي حزمة برمجيات لمعالجة FMRI، مثل التخطيط البارامتري الإحصائي، المعروف شائعاً باسم SPM. ويستخدم مختبرنا هذا البرنامج بالتزامن مع أدوات داخلية تعتمد على MATLAB.

تتضمن المعالجة المسبقة خطوات نموذجية، وهي ضمان الجودة، ومحاذاة الصور، وتصحيح الحركة، والتسجيل المشترك، والتطبيع، والتنعيم المكاني باستخدام نواة قياسها ثمانية مليمتر (8 mm). عند استخدام SPM، يتم تطبيق النموذج الخطي العام لتقييم مدى ملاءمة البيانات المسجلة من كل حالة اهتمام مع دالة استجابة ديناميكية دموية محددة مسبقاً. وبدلاً من ذلك، يمكن حساب المتوسط بشكل انتقائي للبيانات من كل حالة لعرض إشارة FMR الخام المرتبطة بكل حالة دون افتراضات مسبقة حول شكل دالة الاستجابة الديناميكية الدموية.

تكشف تباينات الاهتمام بعد ذلك عن التغيرات مقارنة بما قبل التحفيز، والخط المرجعي، والاختلافات بين حالة معينة عند مقارنتها بحالة أخرى. ومع هذا البروتوكول التجريبي، نقترح استخدام أدوات تحليل تسمح بتقييم التغيرات في إشارة FMR على أساس كل نقطة زمنية، وعلى المستويين الفردي والجماعي. يتضمن التحليل الإحصائي مقارنات لنشاط الدماغ وفقاً لنوع المشتت. علاوة على ذلك، يتم إجراء ارتباطات لبيانات تصوير الدماغ مع مقاييس ذاتية أو موضوعية لقابلية التشتت والدرجات المؤشرة.

يمكن أيضاً إجراء مقاييس الشخصية لاستقصاء كيفية تباين نشاط الدماغ مع الفروق الفردية في تلك المقاييس. نوضح هنا الإجراء الأساسي لتحديد العلاقات بين الدماغ والسلوك باستخدام الارتباطات عبر المبحوثين بين نشاط الدماغ والتقييمات الذاتية لقابلية التشتت. أولاً، يتم حساب درجات قابلية التشتت الفردية لكل مبحوث.

ثانياً، يتم حساب ارتباطاتها مع التغيرات في نشاط الدماغ إما على أساس كل voxel على حدة أو باستخدام إشارة FMR المستخلصة من مناطق اهتمام محددة أو ROIs. ثالثاً، يتم بعد ذلك رسم مخططات تشتت لهذه الارتباطات. وعادةً ما تضمنت التحليلات في جميع دراساتنا التي استخدمت هذا البروتوكول تقييمات للتغيرات في إشارة FMR الملحوظة خلال فترة التأخير عند تقديم المشتتات، ولكن يمكن أيضاً استقصاء النشاط المرتبط زمنياً بأحداث أخرى مثل المجسات. نوضح هنا النتائج الرئيسية من دراستنا الأولية باستخدام مشتتات عاطفية ومحايدة مختارة من نظام الصور العاطفية الدولي (International Effective Picture System).

تُظهر اللوحة المركزية خرائط التنشيط للتباين المباشر بين الظروف الأكثر تشتيتاً مقابل الظروف الأقل تشتيتاً، وهي مفروضة على صورة دماغ عالية الدقة معروضة من منظور جانبي للنصف الكروي الأيمن. ينصب التركيز على النشاط المسجل خلال فترة التأخير عند تقديم المشتتات. ويظهر النشاط في النظام العصبي التنفيذي الظهري باللون الأزرق، بينما يظهر النشاط في النظام العاطفي البطني باللون الأحمر.

تشير الأشرطة الأفقية الملونة الموجودة أسفل صورة الدماغ إلى تدرج قيم T لخرائط التنشيط. وتوضح اللوحات الجانبية المسارات الزمنية للتغيرات في نشاط الدماغ أثناء مهمة الذاكرة العاملة مع التشتيت، حيث تُظهر اللوحات العلوية النشاط في المناطق التنفيذية الظهرية مثل القشرة الجبهية أمام الجبهية الظهرية الجانبية والقشرة الجدارية الجانبية، بينما تُظهر اللوحات السفلية النشاط في مناطق النظام العاطفي البطني مثل القشرة الجبهية أمام الجبهية البطنية الجانبية أو المناطق القابلة للتعديل العاطفي مثل التلفيف المغزلي. وتمثل المسارات الزمنية باللون الأزرق المشتت العشوائي عديم المعنى، بينما تشير المسارات الزمنية باللون الأحمر إلى المشتت العاطفي، وتمثل المسارات الزمنية باللون الأصفر المشتت المحايد في حالة وجود تشتيت عديم المعنى.

حدث نشاط مستدام في مناطق النظام التنفيذي الظهري. وقد أدى وجود المشتتات العاطفية إلى زيادة النشاط في مناطق النظام العاطفي البطني، بينما قلل من النشاط في النظام الظهري وأضعف أداء الذاكرة العاملة بما يتماشى مع التأثير السلوكي، بينما أدى وجود المشتتات المحايدة إلى إحداث مستوى متوسط من النشاط في كلا النظامين. وقد تم تكرار هذا التباين الظهري البطني بشكل منهجي، وأظهر أنه خاص بالمشتتات العاطفية.

يسمح هذا النموذج التجريبي أيضاً بتحديد مناطق الدماغ المشاركة في التعامل مع التشتت العاطفي. فعلى سبيل المثال، حددت تحليلات الارتباط بين النشاط في مناطق الدماغ الحساسة لوجود التشتت العاطفي مناطق في القشرة الجبهية أمام الجبهية البطنية الجانبية ارتبط نشاطها سلبياً بمؤشرات القابلية للتشتت العاطفي بالنسبة للمشتتات العاطفية، وليس المشتتات المحايدة. وتحديداً، أظهر المشاركون الذين لديهم نشاط أكبر في هذه المنطقة أن المشتتات العاطفية كانت أقل تشتيتاً من حيث الإدراك والتقييم.

تقدم هذه النتائج دليلاً على دور هذه المنطقة في التعامل مع المشاعر المشتتة. وبعد تطوير هذا النموذج، مَهّد الطريق للباحثين في مجال التفاعلات بين العاطفة والإدراك لدراسة المترابطات العصبية لكل من الاستجابة للتشتت العاطفي والتعامل معه في كل من المجموعات السليمة والسريرية. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام هذا البروتوكول لاستقصاء المترابطات العصبية للتداخل المعرفي الناتج عن التشتت العاطفي وكيفية تكييفه وفقاً لاحتياجاتك التجريبية الخاصة.