Brain Imaging Untersuchung der neuronalen Korrelate der Emotionsregulation

Das Ziel dieses experimentellen Protokolls besteht darin, die neuronalen Korrelate der unmittelbaren und langfristigen Wirkung der expliziten und impliziten emotionalen Kontrolle mittels funktioneller Magnetresonanztomographie zu untersuchen. Das Protokoll umfasst Bewertungen der emotionalen Einschätzung von Bildern sowie der Erinnerung an diese Bilder als Folge der Induktion des Ziels, Emotionen zu regulieren. Die Aufzeichnung der Gehirnbildgebung erfolgt während der Bewertungsaufgabe.

Das Ziel, Emotionen zu kontrollieren, wird entweder explizit induziert, indem die Teilnehmer angewiesen werden, ihre Emotionen zu regulieren, oder implizit durch Priming mit Emotionskontrolle. Wörter sind in einer sogenannten verfremdeten Satzaufgabe eingebettet. Die Aufgabenanalyse von bildgebenden Hirndaten zielt auf die Aktivität in Regionen ab, die mit der grundlegenden Emotionsverarbeitung assoziiert sind, wie der Amygdala, sowie auf Hirnregionen, die an der Emotionskontrolle beteiligt sind, insbesondere dem präfrontalen Kortex, besonders den lateralen und medialen Bereichen.

Der Hauptvorteil dieser Technik im Vergleich zu bestehenden Methoden, die hauptsächlich den unmittelbaren Einfluss der Emotionsregulation untersuchen und typischerweise auf bewusste Emotionsregulation abzielen, liegt darin, dass sie die Bewertung sowohl des unmittelbaren als auch des langfristigen Einflusses der Emotionsregulation ermöglicht sowie den Vergleich zwischen automatischer und bewusster Induktion der Emotionsregulation erlaubt. Diese Methode kann helfen, Fragen zu entgegengesetzten emotionalen Verzerrungen zu beantworten, wie beispielsweise beim gesunden Altern, bei dem eine Positivitätsverzerrung auftritt, und bei Depressionen, bei denen eine Negativitätsverzerrung besteht. Diese scheint mit einer verbesserten Fähigkeit verbunden zu sein, automatisch Strategien der Emotionsregulation einzusetzen – wie beim gesunden Altern beobachtet – im Gegensatz zu einer beeinträchtigten Fähigkeit, solche Strategien einzusetzen, wie sie bei Depressionen beobachtet wird.

Dieses Protokoll beinhaltet die Bewertung emotionaler Einschätzungen von Bildern sowie die Beurteilung des Gedächtnisses für diese Bilder. Durch die Induktion des Ziels, Emotionen zu regulieren, wird das Regulationsziel entweder explizit oder implizit hervorgerufen, und die unmittelbaren sowie langfristigen Auswirkungen werden im Vergleich zu Bildern bewertet, die während Baseline-Blöcken präsentiert wurden, die der emotionalen Regulation vorausgingen. Für dieses Experiment müssen Bilderserien für die Aufgaben der emotionalen Bewertung und des Gedächtnisses unter Verwendung emotionaler und neutraler Bilder zusammengestellt werden.

Wir empfehlen die Verwendung von Bildern aus dem internationalen effektiven Bildersystem. Es sollte sorgfältig darauf geachtet werden, den emotionalen Gehalt der Bilder über alle Studienblöcke hinweg auszugleichen, einschließlich derjenigen, die vor und nach der Induktion der Emotionsregulation präsentiert werden, sowie derjenigen, die in der Gedächtnisaufgabe verwendet werden, um störende Effekte aufgrund möglicher Unterschiede in diesen grundlegenden Eigenschaften zu vermeiden. Für die Bewertungsaufgabe schlagen wir vor, dass jedes Bild vier Sekunden lang auf dem Bildschirm angezeigt wird, gefolgt von einem Fixierungskreuz für 12 Sekunden, währenddessen die Aufgabe darin besteht, das subjektive emotionale Erleben, das durch die Bilder ausgelöst wurde, zu bewerten.

Wenn Ihre Ausrüstung dies zulässt, verwenden Sie eine achtstufige Skala, wobei eins neutral und acht äußerst negativ bedeutet. Um eine Stimmungsinduktion zu vermeiden, sollten die Bilder pseudozufällig angeordnet werden, sodass nicht mehr als drei Bilder gleicher Valenz nacheinander präsentiert werden. Richten Sie anschließend die Paradigmen für die explizite und implizite Emotionsregulation ein.

Letzteres kann aus der Aufgabe mit umgestellten Sätzen abgeleitet werden, und wir schlagen vor, eine Aufgabe zu entwerfen, bei der die Probanden angewiesen werden, 20 grammatikalisch korrekte Sätze in vorwärts gerichteter Reihenfolge aus fünf Wortwirrwarrs zu konstruieren, die eingebettete Wörter enthalten, die die Teilnehmer darauf vorbereiten, ihre emotionale Reaktion zu unterdrücken, wie beispielsweise „restrain“ (zurückhalten), „covered“ (verdeckt) oder „withheld“ (vorenthalten) für die explizite Bedingung. Präsentieren Sie außerdem 20 Sätze, die jedoch nur neutrale Begriffe enthalten und keine Emotionsregulation hervorrufen, und weisen Sie die Teilnehmer anschließend an, ihre emotionale Erfahrung sowie die äußere Expression emotionaler Reaktionen zu unterdrücken. Bei der Durchführung der Versuche kann entweder die explizite oder die implizite Bedingung zuerst erfolgen, achten Sie jedoch darauf, die Reihenfolge über die Probanden hinweg zu balancieren.

Beispielsweise könnte für die Hälfte der Probanden die Reihenfolge der Aufgabenparadigmen wie folgt lauten: Baseline-Bewertung der Emotionen, Block mit expliziter Induktion des Emotionsregulationsziels, explizite Bedingung, Blöcke zur Emotionsbewertung, gefolgt von einem weiteren Baseline-Block zur Emotionsbewertung, implizite Induktion des Emotionsregulationsziels und implizite Bedingung. Bei der anderen Hälfte werden die Reihenfolge der experimentellen Blöcke vertauscht. Schließlich wird eine Gedächtnisabrufaufgabe eingerichtet, die eine Woche nach den Emotionsregulationsdurchläufen außerhalb des MRT-Geräts durchgeführt wird.

Diese Aufgabe sollte eine gleiche Anzahl an alten Bildern, die im Scanner bereits gezeigt wurden, und neuen Bildern, die zuvor noch nicht gesehen wurden, darstellen, wobei alle Bilder in Schwarzweiß präsentiert werden, um eine Deckeneffekt-Leistung zu vermeiden. Die Aufgabe besteht darin, eine Entscheidung zwischen „alt“ und „neu“ zu treffen, basierend darauf, ob die Probanden sich an die Bilder erinnern, gefolgt von einer Vertrauensbewertung ihrer Antworten auf einer dreistufigen Skala, wobei eins für geringes, zwei für mittleres und drei für hohes Vertrauen steht. Wenn der Proband eintrifft, stellen Sie sicher, dass Sie seine schriftliche und informierte Einwilligung einholen, und überprüfen Sie zur Sicherheit im MRT, dass jeglicher Metallgegenstand, den er oder sie trägt, entfernt wird.

Warnen Sie den Probanden außerdem, dass viele der angezeigten Bilder beunruhigende Ereignisse zeigen, und geben Sie gedruckte Beispiele repräsentativer Bilder ab. Hier sind einige repräsentative Abbildungen dessen, was Sie im Scanner sehen werden. Einige davon haben einen verstörenden oder traumatischen Charakter.

Danach sollte der aktuelle psychische Zustand der Versuchsperson beurteilt werden, um den Einfluss der Stimmung auf die emotionale Erfahrung und die Fähigkeit zur Emotionsregulation zu kontrollieren, zusammen mit den nach der Aufnahme durchgeführten Bewertungen. Diese anfänglichen Beurteilungen können verwendet werden, um Veränderungen der Stimmung infolge der Studienteilnahme vor der Aufnahme zu überprüfen. Informieren Sie den Teilnehmer ausführlich über die Scan-Prozeduren und geben Sie spezifische Anweisungen für die Verhaltensaufgabe, um Unbehagen zu vermeiden und die Vertrautheit mit der Aufgabe zu erhöhen.

Geben Sie dem Probanden außerdem abgekürzte Übungsdurchläufe für die Emotionsbewertung und die Aufgabe mit den durcheinandergebrachten Sätzen. Führen Sie nun den Probanden in den Scanraum und weisen Sie ihn an, sich hinzulegen. Sue Pine auf die Scannungsliege, geben Sie Gehörschutz sowie isolierte Kopfhörer für die Kommunikation während des Scans.

Zusätzliche Polsterung für den Kopf sollte platziert werden, um den Komfort während der Untersuchung zu gewährleisten und Bewegungen zu minimieren. Außerdem kann die nichtklebende Seite eines Klebebandstücks leicht um die Stirn des Teilnehmers gewickelt werden, um Kopfbewegungen weiter zu reduzieren, um automatische, implizite psychophysiologische Reaktionen auf emotionale und neutrale Bilder zu erfassen. Neben den expliziten Bewertungen können auch Hautleitfähigkeitsreaktionen während der fMRT-Untersuchung aufgezeichnet werden. Positionieren Sie die rechte Hand des Probanden bequem auf der Antwortbox und platzieren Sie eine Notstopp-Taste in der Nähe, damit der Proband einen dringenden Wunsch, den Scanner anzuhalten, anzeigen kann.

Stellen Sie sicher, dass der Proband die Bildschirmprojektion zur Stimuluspräsentation klar sehen kann und dass die Antworttasten ordnungsgemäß funktionieren, bevor er oder sie in den Scanner geschickt wird. Als Nächstes wird nun ein hochauflösendes T1-gewichtetes Strukturbild, wie beispielsweise ein SPGR- oder MP-Rage-Bild, aufgenommen. In dieser Studie erfassen wir eine 3D-MP-Rage-anatomische Serie mit einer TR von 1600 Millisekunden, einer TE von 3,82 Millisekunden, 112 Schichten und einer Voxelgröße von ein mal ein mal ein Millimeter.

Als Nächstes richten Sie Ihre funktionellen Messungen ein. Um eine vollständige Erfassung des Gehirns zu ermöglichen, empfehlen wir die Verwendung einer Echo-Planar-Sequenz, um 28 axiale Schichten mit einer Voxelgröße von vier mal vier mal vier Millimetern, einer TR von 2000 Millisekunden, einer TE von 40 Millisekunden, einem Messfeld von 256, einem Kippwinkel von 90 Grad und einer Matrixgröße von 64 mal 64 zu akquirieren. Informieren Sie den Probanden darüber, dass die funktionelle Bildgebung beginnen wird, und erinnern Sie ihn oder sie an die Aufgaben.

Führen Sie zuerst Ihre Baseline-Aufgabe zur Bildbewertung durch. Führen Sie anschließend die erste Zielmanipulationsbedingung durch, bei der entweder die indirekte oder die explizite Emotionsregulationsinduktionsaufgabe durchgeführt wird, gefolgt von der Bildbewertungsaufgabe. Führen Sie danach eine weitere Baseline durch.

Dann folgte die zweite Bedingung, gefolgt von einer Aufgabe zur Bewertung von Bildern. Sobald die Aufnahme abgeschlossen ist, helfen Sie der Versuchsperson beim Verlassen des Scanners und führen Sie Nachuntersuchungen durch, um erneut den aktuellen psychischen Zustand der Versuchsperson zu beurteilen. Schließlich soll die Versuchsperson eine Woche später erneut teilnehmen.

Für die Gedächtnisabrufaufgabe empfehlen wir, dieses Protokoll mit etwa 24 Probanden durchzuführen, damit eine Analyse auf Gruppenebene möglich ist. Denken Sie daran, die Reihenfolge der impliziten und expliziten Paradigmen über alle Probanden hinweg zu balancieren. Nach der Datensammlung kann die Analyse mit jedem FMRI-Verarbeitungssoftwarepaket, beispielsweise der statistischen parametrischen Kartierung (statistical parametric mapping), allgemein bekannt als SPM, durchgeführt werden.

Unser Labor verwendet dies in Kombination mit einer hauseigenen Matrize. Die vorbereitenden Schritte an laboreigenen Werkzeugen sollten typische Verfahren wie Qualitätskontrolle, Bildregistrierung, Bewegungskorrektur, Koregistrierung, Normalisierung und räumliche Glättung mit einem acht Millimeter großen Kernel umfassen. Bei Verwendung von SPM wird das allgemeine lineare Modell angewandt, um die Passgenauigkeit der für jede interessierende Bedingung aufgezeichneten Daten an eine vorab festgelegte hämodynamische Antwortfunktion zu bewerten.

Alternativ können die Daten aus jeder Bedingung selektiv gemittelt werden, um das rohe FMR-Signal zu betrachten, das mit jeder Bedingung assoziiert ist, ohne vorab festgelegte Annahmen über die Form der hämodynamischen Antwortfunktion. In diesem Fall können Unterschiede in der Antwort zeitpunktgenau bewertet werden. Kontraste von Interesse zeigen dann die prozentuale Signaländerung im Vergleich zur prästimulativen Basislinie sowie Unterschiede zwischen einer Bedingung und einer anderen Bedingung an.

Statistische Analysen auf individueller und Gruppenebene können durchgeführt werden, um Gehirnaktivitäten hinsichtlich verschiedener Faktoren wie emotionaler Valenz und der Manipulation der Emotionsregulation zu vergleichen. Hier sehen wir eine koronare Ansicht einer funktionellen Karte, die überlagert ist mit einem strukturellen Bild, das Bereiche mit verringerter Aktivität infolge der Manipulation der emotionalen Reaktion auf der Grundlage von Gruppenstatistiken zeigt. Die Induktion des Ziels der Emotionsregulation war mit einer verminderten Aktivität im Amygdala verbunden. Die Farbskala zeigt den Gradienten des TValue der Aktivierungskarte an.

Das Balkendiagramm zeigt die prozentualen Signaländerungen als Reaktion auf emotionale und neutrale Bilder vor und nach der Induktion des ER-Ziels. Wie während der Grundlinie zu sehen ist, war die Aktivität des Amygdala bei emotionalen Bildern im Vergleich zu neutralen Bildern höher. Dieser Unterschied verschwand nach der Induktion des Ziels, Emotionen zu regulieren.

Hier sehen wir ebenfalls eine erhöhte Aktivität in Hirnregionen, die mit kognitiver Kontrolle und Emotionsregulation assoziiert sind, einschließlich des lateralen und medialen präfrontalen Kortex. Auch hier zeigt die Farbskala den Gradienten der T-Werte an, und das Balkendiagramm veranschaulicht die prozentualen Signaländerungen als Reaktion auf die beiden Valenzen der Bilder vor und nach der Induktion des Emotionsreaktionsziels. Wie das obere Balkendiagramm in den Kontrollregionen zeigt, stieg die Aktivität auf emotionale Bilder an, als Folge der Induktion des Ziels, Emotionen zu regulieren.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, die Reizbedingungen zwischen den Messungen vor und nach der Manipulation sorgfältig auszugleichen und mögliche störende Einflüsse zu vermeiden. Außerdem sollte sichergestellt werden, dass die Teilnehmer die Aufgabenanweisungen verstanden haben. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie gut verstehen, wie Ziele zur Regulierung von Emotionen sowohl explizit als auch implizit manipuliert werden können und wie die unmittelbaren sowie langfristigen Effekte dieser Emotionsregulationsstrategien bewertet werden können.