Brain Imaging Untersuchung der neuronalen Korrelate der Emotionsregulation

Zusammenfassung

Wir präsentieren ein Protokoll, das Untersuchung der neuronalen Korrelate der bewussten und automatische Emotionsregulation, mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie ermöglicht. Dieses Protokoll kann in gesunden Probanden, junge und ältere, sowie in klinischen Patienten verwendet werden.

Zusammenfassung

Die Fähigkeit zur Steuerung / Regelung Emotionen ist ein wichtiger Bewältigungsmechanismus angesichts der emotional belastenden Situationen. Obwohl erhebliche Fortschritte im Verständnis bewusste / vorsätzliche Emotionsregulation (ER) gemacht worden, geht es weniger um non-conscious/automatic ER und die damit verbundenen neuronalen Korrelate bekannt. Dies ist zum Teil auf die Probleme in den einheitlichen Konzepten der automatischen und bewussten Verarbeitung ^1. Hier präsentieren wir ein Protokoll, das Untersuchung der neuronalen Korrelate der beiden bewusste und automatische ER mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie (fMRI) erlaubt. Dieses Protokoll ermöglicht neue Wege der Erforschung verschiedener Aspekte der ER. Zum Beispiel erlaubt die experimentelle Manipulation von dem Ziel, Emotionen (bewusst vs nicht-bewussten) sowie die Intensität der emotionalen Herausforderung (high vs low) zu regulieren. Darüber hinaus ermöglicht es Untersuchungen sowohl unmittelbare (Emotionswahrnehmung) und langfristigen Auswirkungen (emotionales Gedächtnis) des ER-Strategien auf Emotion Verarbeitung. Daher kann dieses Protokoll zu einem besseren Verständnis der neuronalen Mechanismen der Emotionsregulation in gesundes Verhalten beitragen und einen Einblick in mögliche Ursachen von Defiziten in Depressionen und Angststörungen, in dem Emotionen dys Regelung wird oft unter den Kern schwächenden Eigenschaften.

Protokoll

1. Task-Design, Stimuli und experimentelles Protokoll

Das übergeordnete Protokoll beinhaltet Einschätzungen der emotionalen Bewertung von Bildern (unmittelbare Auswirkungen), und der Speicher für
diese Bilder (langfristige Wirkung), als Folge der Induktion das Ziel, emotionale Reaktionen zu regulieren. Das Ziel zu regulieren ist explizit oder implizit, induziert und die sofortige und langfristige Auswirkungen bewertet wird relativ zu bewerten und Speicherung von Bildern während der Baseline-Blöcke / läuft, dass die ER-Manipulationen (pre-ER Induktion baseline) vorausgehen vorgestellt, siehe Abbildung 1 Für eine Darstellung der gesamten experimentellen Design. Im Folgenden geben wir Details zu all diesen Aspekten.

Abbildung 1. Schematische Darstellung des Protokolls der ER Ziel ist es, in jeder Teilnehmer sowohl bewusst / explizit und non-consciously/implicitly, induziert aber die Reihenfolge der Induktion ist anders und ausgeglichen auf die Teilnehmer -. Dh solche, die zugewiesene explizite ER in den ersten Teil komplett der impliziten Manipulation im zweiten Teil, und umgekehrt; jeder Manipulation wird durch einen eigenen Grundlinie läuft voraus. Weiter unten finden Sie detaillierte Beschreibungen der Rating-und Memory-Aufgaben.

Emotion Verordnung Manipulation

1. Explizite ER Manipulation. In der ausdrücklichen Bedingung, ER, ist die Emotion Rating Aufgabe durch Anweisungen voraus, um emotionale Erfahrung und Ausdruck von emotionalen Reaktionen zu unterdrücken. Vorherige Hinweise darauf, dass explizite ER Strategien verlässlich Einfluss emotionaler reagiert ^2.
2. Implizite ER Manipulation. Hierfür ist eine Anpassung der Scrambled Sentence Task (SST) ³ nicht-bewusst eingesetzt induzieren dem Ziel, Emotionen zu regulieren. In dieser Aufgabe haben die Teilnehmer bis 20 Vier-Wort grammatisch korrekte Sätze aus fünf Wörtern durcheinander, dass Wörter, die die Idee der Emotion (zB, "bändigt", "stable", "bedeckt") vermitteln eingebetteten konstruieren, und damit bester die Teilnehmer zu unterdrücken ihre emotionale Antwort ^4. Die Emotionen steuern Worte waren aus früheren Studien ⁴ übernommen, und ausgewählte, indem er Studenten auf "Liste der 20 Wörter, die den Sinn kommen, wenn man von dem Begriff" emotion control 'denken. "
3. Zu beachten ist, um die gleiche Struktur der Aufgabe in beiden ER Bedingungen aufrechtzuerhalten, ist ein SST auch in der ausdrücklichen Bedingung, ER durchgeführt, aber in diesem Fall die Teilnehmer werden mit 20 Sätzen, die nur neutrale Begriffe in Bezug auf das Ziel, Emotionen zu kontrollieren vorgestellt.

Assessments von den unmittelbaren Auswirkungen der ER Manipulation: die emotionale Bewertung Aufgabe

4. Auswahl der Stimuli. Stimuli bestehen aus emotionalen und neutralen Bilder von der Internationalen Affective Picture System (IAPS) ^5, auf ihre normative Werte für emotionale Valenz und Erregung ausgewählt. Besondere Aufmerksamkeit sollte zum Ausgleich der emotionalen Gehalt der Bilder in allen Studie läuft bezahlt werden, und somit vermeiden, verwirrende Effekte aufgrund möglicher Unterschiede in diesen grundlegenden Eigenschaften.
5. Zeitpunkt der Aufgabe. Jedes Bild wird auf dem Bildschirm 4 Sekunden lang angezeigt, und dann wird entfernt, um zu verwechseln Effekte von Augenbewegungen bei längerem das Scannen von Bildern ⁶ zugeordnet zu minimieren; eine Fixierung Kreuz folgt jedes Bild für 12 Sekunden. Die Teilnehmer haben die Aufgabe, das Bild und bewerten ihre subjektive emotionale Erfahrung, die die Bilder auf einem 8-Punkte-Skala ausgelöst watch (1 = neutral, 8 = sehr negativ). Um zu verhindern, Stimmung Induktion, Bilder pseudo-randomisierte, so dass nicht mehr als drei Bilder von der gleichen Wertigkeit nacheinander vorgestellt werden.

Beurteilung der langfristigen Auswirkungen von ER Manipulation: The Memory Retrieval Task-

6. Eine Woche später, sehen die Teilnehmer die gleiche Anzahl von Old (gesehen in den Scanner) und neue Bilder (noch nie zuvor gesehen), die in schwarz und weiß zu verhindern Decke Performance präsentiert werden. Nach einem Old / New Entscheidung darüber, ob sie daran erinnern, das Bilder auf, während in den Scanner oder nicht, die Teilnehmer auch bewerten das Vertrauen ihrer Antworten auf einer 3-Punkte-Skala (1 = gering, 2 = mittel, 3 = hohes Vertrauen) basiert.

2. Vorbereitung der Betreff für die Scan

Alle Teilnehmer stellen informed consent vor dem Ausführen von dem experimentellen Protokoll, das von einer Ethik-Verwaltungsrat genehmigt wird geschrieben. Sie sind auch gewarnt, dass viele der Bilder schmerzhaften Ereignisse, wie höhere Gewalt oder ein Trauma darzustellen, und sind mit gedruckten Beispiele für repräsentative Bilder zur Verfügung gestellt.

Vor dem Scannen

1. Am Tag des Scannens, ist der Teilnehmer aktuellen Gemütszustand ^{7 beurteilten} für t-Steuerunger Effekt der Stimmung auf der emotionalen Erfahrung und der Fähigkeit, Emotionen zu kontrollieren. In Verbindung mit post-Scanning-Assessments können diese ersten Auswertungen auch Bildschirm für die Veränderungen in der Stimmung verwendet als Folge der Teilnahme an der Studie. Assessments von Persönlichkeitsmerkmalen, können solche die Indizierung gewöhnlichen Engagement Emotionsregulationsstrategien ⁸ auch gemacht, um ihre möglichen Einflüsse auf den Erfolg der ER Manipulation und der damit verbundenen neuronalen Korrelate zu untersuchen.
2. Vor dem Scan werden die Teilnehmer ausführlich über die Scan-Verfahren informiert und erhalten genaue Anweisungen für die Verhaltens-Aufgabe. Um Unannehmlichkeiten zu vermeiden und die zunehmende Vertrautheit mit der Aufgabe zu erstellen, die Teilnehmer sind auch abgekürzt Praxis gegeben verläuft sowohl für die Emotionen Rating Aufgabe und der SST.

In der Scan-Zimmer

3. Die Teilnehmer sind aufgefordert, sich rücklings auf den Scan-Bett liegen, mit zusätzlichen Polsterung für den Kopf, um Komfort während des Scans zu gewährleisten und zu minimieren Bewegung. Die nicht-klebenden Seite mit einer Länge von Band kann leicht über das Teilnehmer Stirn gewickelt werden, um weiter zu minimieren Kopfbewegung. Die Teilnehmer sind Gehörschutz sowie Isolation Kopfhörer gegeben, mit der Experimentator während der MRT-Untersuchung zu kommunizieren.
4. Themen 'rechte Hand ist bequem über die Antwort-Box positioniert, so dass die linke Hand zur Unterstützung oder für andere Messungen (zB Hautleitfähigkeit Antworten) verwendet werden. Ein Not-Aus-Taste ist in der Nähe, so dass das Thema keine dringende Notwendigkeit, um den Scanner zu stoppen hinweisen platziert. Vor Beginn der Datenerhebung ist es entscheidend, um sicherzustellen, dass das Subjekt der Projektion deutlich sehen, für Stimulus-Präsentation und die Antwort-Tasten funktionieren.
5. Die Studie ist in läuft / Blöcke von Studien, geteilt, dass die Teilnehmer Zeit, sich auszuruhen und zu massiven Datenverlust bei Fehlfunktion der Ausrüstung zu vermeiden. Run Ordnung ist zwischen den Beteiligten ausgeglichen, und jeder Lauf beginnt mit sechs Sekunden Fixierung, um für die MR-Signal stabilisieren kann.

3. Datenerfassung und-verarbeitung

Scanparametern

Wir sammelten MRT-Daten von 24 jungen gesunden Probanden, mit einem 1,5 Tesla Siemens Sonata Scanner für MRI-Aufnahmen. Unsere anatomische Bilder sind 3D MPRAGE anatomischen Serie (Repetitionszeit (TR) = 1600 ms, Echozeit (TE) = 3,82 ms, Anzahl der Scheiben = 112; Voxelgröße = 1x1x1mm). Die funktionelle Bilder aus der Serie von 28 funktionalen Schichten (Voxelgröße = 4x4x4 mm), erworben axial mittels eines echoplanar-Sequenz (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; Sichtfeld FOV = 256x256mm), so dass für das Gesamtjahr Gehirn Abdeckung .

Data Analysis

Wir verwenden Statistische Parametric Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) in Kombination mit in-house MATLAB-basierten Tools. Pre-Processing umfasst typischen Schritte: Qualitätssicherung, TR Ausrichtung, Bewegungskorrektur, Co-Registrierung, Normalisierung und Glättung (8 mm ^{3-Kernel) 9.} Individual-und Gruppen-Ebene statistische Analysen können Vergleiche der Hirnaktivität nach ER Manipulation (ER vs Baseline läuft, siehe Abbildung 2) beinhalten, emotionale Valenz (negative vs neutral), Erregung (low vs hoch) und Speicher-Performance ( erinnerte vs vergessen). Korrelationen der Bildgebung des Gehirns Daten mit Verhaltensdaten (zB Bild ratings) und / oder Noten Indizierung Persönlichkeit Maßnahmen (z. B. Persönlichkeitsmerkmale Indizierung gewöhnlichen Engagement der ER-Strategien) kann auch durchgeführt werden, zu untersuchen, wie Hirnaktivität Zusammenarbeit variiert mit individuellen Unterschieden in Verhalten und Persönlichkeit.

4. Repräsentative Ergebnisse:

Abbildung 2. Verminderte Amygdala-Aktivität und eine erhöhte präfrontalen Kortex Aktivität nach ER Manipulation. Inducement des ER Ziel mit reduzierter Aktivität in Hirnarealen mit Emotion Verarbeitung, einschließlich der Amygdala (a) verbunden war, und eine erhöhte Aktivität in Hirnregionen mit kognitiver Kontrolle und Emotion Regelung verbundenen ^10, einschließlich ventrolateralen präfrontalen Cortex (PFC) (b), dorsolateral PFC (d) und medialen PFC (c) ^11,12. Wie in der Bar Graph, der die vlPFC Aktivität, expliziten und impliziten ER wurden mit ähnlichen Mustern der Reaktion verbunden, was darauf hindeutet, dass diese Änderungen gemeinsamen Beitrag von expliziten und impliziten ER reflektieren gezeigt. Die "Aktivierung maps" werden auf hochauflösenden Bildern des Gehirns in koronalen Ansichten angezeigt überlagert; die Farbbalken zeigen die Steigung von t-Werte der Aktivierung Karten, basierend auf Gruppe Statistik (N = 24), was die Gehirnaktivität in Voxel, die zeigen, verringert ( links) oder erhöht (rechtes Bild) Aktivität als Folge von ER Manipulation.Es wird darauf hingewiesen, dass die Aktivierung Blobs in der PFC können weitere Bereiche ausgedehnt werden, wie folgt: vlPFC / Insula (b) und dorsalen anterioren cingulären Cortex / prämotorischen Kortex (c). Die Balkendiagramme veranschaulichen Prozent Signaländerungen in Reaktion auf emotionale (Emo) und neutral (Neu) Bilder vor (dh BaseRuns) und nach der Induktion der ER Ziele (dh durchschnittlich Combined ER = Explizite und implizite ER zusammen, Explicit ER, und implizite ER), wie aus Voxeln, welche Vor-to post-ER Unterschiede extrahiert. L = Left, R = Rechts.

Tabelle 1. Verminderte emotionale Bewertungen folgende ER Manipulation. Ähnlich wie bei der fMRI-Ergebnisse gab es eine Reduktion der emotionalen Bewertung folgende ER-Induktion, und dieser Effekt resultiert aus nimmt folgende explizite und implizite ER. Wichtig ist, dass emotionale Bewertungen nicht wesentlich ändern in eine Kontrollgruppe, die die gleiche Aufgabe folgende ähnliche Verzögerungen durchgeführt, jedoch in Abwesenheit von ER Ziel Induktion. Die Unterstützung dieser Ideen, ein 2 (Manipulation: Baseline vs ER Induktion) x 2 (Valence: Emotional vs Neutral) wiederholte Messungen ANOVA auf Daten aus der experimentellen Gruppe * ergab einen signifikanten Haupteffekt der Manipulation (F [1, 19] = 11.21, p <0,002) und eine signifikante Manipulation x Valence-Interaktion (F [1, 19] = 3,02, p <0,05), und eine ähnliche 2-Wege-ANOVA auf Daten aus der Kontrollgruppe (N = 9) nicht liefern einen signifikanten Haupteffekt des Delay (Baseline vs Delayed Runs) oder eine erhebliche Verzögerung x Valence Interaktion. Diese Befunde legen nahe, dass der Rückgang in Ratings in der experimentellen Gruppe aufgrund der Induktion von dem Ziel, Emotionen anstatt durch Gewöhnung nach wiederholter Exposition zu emotionalen Stimulation Kontrolle war. * Wegen der Daten Fluktuation aufgrund gemeinsamer Ursachen (zB technisches Versagen), wurden Verhaltensanalysen in der experimentellen Gruppe auf Daten von 20 Teilnehmern.

Zusammengenommen bestätigen diese Verhaltens-und bildgebenden Befunde der vorliegenden experimentellen Design, mit dem expliziten und impliziten Induktionen des Ziels zu vergleichen, um Emotionen zu regulieren können. Anzumerken ist, dass der vorliegende Bericht Aspekte in den Vordergrund, die sich aus den gemeinsamen Beitrag der expliziten und impliziten ER Manipulationen, was aber nicht die Möglichkeit ausschließen, dass ihre Auswirkungen können auf Verhaltens-und / oder Gehirn-Ebene dissoziierbare werden.

Diskussion

Wir beschrieben ein Protokoll, das explizite und implizite Manipulation das Ziel beinhaltet, um Emotionen zu regulieren und ermöglicht Untersuchung der damit verbundenen neuronalen Korrelate. Dieses Design hat das Potenzial, unser Wissen, wie das Gehirn reguliert Emotionen, als auch für Vergleiche von expliziten ER implizite ER, die unbeabsichtigt ist und kann ohne Teilnehmer Einsicht und das Bewusstsein ^13,14 passieren geeignet Voraus. Daher kann das Protokoll als besonders nützlich für die Untersuchung der ...