La investigación del cerebro de imagen del efecto perjudicial de la emoción sobre la cognición

El objetivo general de este protocolo experimental es investigar los correlatos neuronales del impacto perjudicial de las emociones en la cognición, centrándose en los procesos de memoria de trabajo. Esto se logra mediante el registro de la actividad cerebral mediante RMF, mientras los participantes realizan una tarea de memoria de trabajo con distracción emocional presentada durante el intervalo de retraso entre los memorandos y las sondas después de la creación de la tarea básica de memoria de trabajo, los distractores se seleccionan de acuerdo con los objetivos de la investigación y las poblaciones objetivo. Por ejemplo, si no se dirigen a emociones específicas, se pueden emplear estímulos emocionales que induzcan respuestas emocionales generales, positivas o negativas.

Mientras que si los efectos de emociones específicas como el miedo son dirigidos, las distracciones que inducen miedo pueden utilizarse tanto en participantes sanos como en clínicos. A continuación, se analizan los datos de imágenes conductuales y cerebrales recopilados mientras los participantes realizan la tarea de memoria de trabajo con distracción con el fin de identificar los efectos diferenciales de la distracción emocional en el rendimiento de la memoria de trabajo y se obtienen los resultados de los correlatos neuronales asociados que muestran patrones de actividad cerebral relacionados con un efecto perjudicial de la distracción emocional en el rendimiento de la memoria de trabajo. así como la actividad cerebral asociada con la capacidad de hacer frente a la distracción emocional. Las regiones típicas del cerebro incluyen áreas que están asociadas con la capacidad de mantenerse concentrado, que son parte de un llamado sistema neuronal ejecutivo dorsal, aquí ilustrado en azul, y regiones que están involucradas en el procesamiento del movimiento, que son parte de un sistema ventral efectivo ilustrado en rojo.

Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia la comprensión y posiblemente el diagnóstico de los trastornos de ansiedad, como el trastorno de estrés postraumático, ya que permite identificar los cambios asociados con las respuestas disfuncionales a la distracción emocional. Pues bien, la principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes, como los que implican la presentación simultánea de información relevante para el objetivo y la distracción emocional irrelevante para la tarea, es que nos permite separar mejor los correlatos neuronales en respuesta a la distracción emocional de los asociados a los procesos cognitivos en curso. Además, este paradigma no solo nos permite investigar los correlatos neurológicos de la interferencia cognitiva, sino también las respuestas neurológicas para hacer frente a la distracción emocional.

La tarea básica de este protocolo es una tarea de memoria de trabajo de respuesta retardada en la que los estímulos emocionales y no emocionales novedosos se presentan como distractores irrelevantes de la tarea durante el intervalo de retraso entre los memorandos y las sondas. Las versiones aleatorizadas con propiedades básicas idénticas, como la frecuencia espacial y la luminancia, a las de los distractores reales, se pueden utilizar como controles perceptuales. Alternativamente, las pruebas sin distracciones también se pueden usar como controles básicos.

Cabe destacar que los distractores emocionales y no emocionales deben ser utilizados en diferentes ensayos. Además, para aumentar el impacto, se recomienda emparejar distractores con propiedades emocionales y semánticas similares. Los distractores emocionales y neutros en el diseño original que acabamos de ver se pueden seleccionar del sistema internacional de imágenes efectivas, pero se pueden obtener efectos similares con otros estímulos novedosos que son efectivos como distractores.

Por ejemplo, los rostros que muestran expresiones de enojo podrían inducir respuestas emocionales específicas, como la ansiedad social, y por lo tanto podrían ser efectivos para investigar el impacto de la ansiedad transitoria que induce distracción en la memoria de trabajo. Del mismo modo, en participantes clínicos como pacientes con trastorno de estrés postraumático, la especificidad de la distracción podría incrementarse al presentar estímulos relacionados con el trauma. Por ejemplo, el uso de imágenes relacionadas con el combate en veteranos de guerra con trastorno de estrés postraumático.

Si se utilizan estímulos faciales que inducen ansiedad para aumentar el impacto, sugerimos transformarlos como se ve aquí, en lugar de presentar los rostros como imágenes estáticas. Utilizando el software de presentación de estimulación elegido, configure esta tarea como un diseño relacionado con el evento con tres caras en la tarea de memoria de trabajo, seguidas de distractores novedosos. Se debe instruir a los participantes para que mantengan su enfoque en el meran mientras aún procesan los distractores y para que hagan respuestas rápidas y precisas a las sondas de una sola cara presionando un botón de respuesta, uno que indica antiguo o recordado, y dos, que indican nuevo. También se pueden implementar manipulaciones adicionales que aumenten la sensibilidad de la tarea de memoria de trabajo para detectar diferencias de comportamiento, como evaluar la confianza del participante en sus respuestas.

Tenga en cuenta que, a título ilustrativo, este ejemplo no implica el tiempo real de la tarea. Finalmente, la dificultad de la tarea de memoria de trabajo se puede variar manipulando la presencia de color y/o rasgos faciales adicionales en los memorandos, así como la similitud de los rostros cuando llega el sujeto. Asegúrese de obtener el consentimiento escrito e informado y de evaluar la seguridad de la resonancia magnética.

También evalúe el estado emocional actual, así como los rasgos de personalidad, como la ansiedad y la reactividad emocional. Me gustaría que completaras algunos cuestionarios para evaluar tu estado emocional actual. Bien, debería tomar unos 10 minutos antes del escaneo.

Informe al participante en detalle de los procedimientos de exploración y dé instrucciones específicas para la tarea conductual para evitar molestias y crear una mayor familiaridad con la tarea. Además, dele al participante una práctica abreviada. Ahora lleve al sujeto a la sala de escaneo e indíquele que se acueste en decúbito supino en la cama de escaneo.

Proporcione protección para los oídos, así como auriculares de aislamiento para la comunicación durante la exploración, coloque amortiguación adicional alrededor de la cabeza para garantizar la comodidad durante la exploración y minimizar el movimiento. Además, el lado no adhesivo de un trozo de cinta adhesiva puede envolverse ligeramente alrededor de la frente del participante. Para minimizar aún más el movimiento de la cabeza, coloque la mano derecha del sujeto cómodamente en el cuadro de respuesta y asegúrese de que los botones de respuesta funcionen correctamente.

Coloque un botón de parada de emergencia cerca para que el sujeto pueda indicar cualquier necesidad urgente de detener el escáner y, finalmente, asegúrese de que el sujeto pueda ver claramente la proyección de la pantalla para la presentación del estímulo antes de enviarlo al escáner. Ahora adquiera una imagen estructural ponderada T one de alta resolución, como una rabia SPGR o MP. A continuación, configura tus carreras funcionales para permitir una cobertura completa del cerebro.

En nuestros estudios iniciales utilizando un escáner de cuatro Tesla, adquirimos series axiales de 30 cortes funcionales con un tamaño de vóxel de cuatro por cuatro milímetros, utilizando una secuencia de pulsos en espiral inversa con los siguientes parámetros, un TR de 2000 milisegundos, un TE de 31 milisegundos y una vista de campo de 256 por 256 milímetros. Más recientemente, también adaptamos el paradigma de un escáner de 1,5 Tesla utilizando los siguientes parámetros, 28 cortes funcionales con un tamaño de vóxel de cuatro por cuatro milímetros adquiridos axialmente utilizando una secuencia de Echo Plano y utilizando un TR de 2000 milisegundos, un té de 40 milisegundos y un campo de visión de 256 por 256 milímetros informan al sujeto de que la imagen funcional está a punto de comenzar y le recuerdan Las tareas ahora inician el escáner de forma sincrónica con el paradigma cuando se completa el escaneo, ayudan al sujeto a salir del escáner y realizan una evaluación del comportamiento para determinar la sensibilidad del participante a los distractores mediante la calificación de la intensidad emocional de los distractores y la distracción percibida subjetivamente de los distractores. Las diferencias individuales en esas calificaciones se pueden utilizar para investigar su influencia en los mecanismos neuronales, mediando el efecto perjudicial de la emoción en la cognición o para identificar regiones cerebrales involucradas en el manejo de la distracción emocional.

Por último, asegúrate de agradecer al sujeto por participar en el experimento. Una vez recopilados, los datos se pueden analizar utilizando cualquier paquete de software de procesamiento de FMRI, como el mapeo estadístico paramétrico, comúnmente conocido como SPM. Nuestro laboratorio utiliza esto en combinación con herramientas internas basadas en MATLAB.

El preprocesamiento implica pasos típicos, control de calidad, alineación de imágenes, corrección de movimiento, corregistro, normalización y suavizado espacial con un kernel de ocho milímetros. Cuando se utiliza SPM, se implementa el modelo lineal general para evaluar el ajuste de los datos registrados de cada condición de interés a una función de respuesta hemodinámica predeterminada. Alternativamente, los datos de cada condición se pueden promediar selectivamente para ver la señal FMR bruta asociada con cada condición sin suposiciones predeterminadas sobre la forma de la función de respuesta hemodinámica.

Los contrastes de interés revelan cambios en comparación con el estímulo previo, la línea de base y las diferencias entre una condición en comparación con otra condición. Con este protocolo experimental, sugerimos el uso de herramientas de análisis que permitan evaluar los cambios en la señal de RMF en un punto de tiempo por punto de tiempo, a nivel individual y grupal. Además, las correlaciones de los datos de imágenes cerebrales con medidas subjetivas u objetivas de distracción y la indexación de puntuaciones.

Las medidas de personalidad también se pueden realizar para investigar cómo la actividad cerebral coincide con las diferencias individuales en esas medidas. Aquí ilustramos el procedimiento básico para identificar las relaciones de comportamiento cerebral utilizando correlaciones entre sujetos entre la actividad cerebral y las calificaciones subjetivas de distracción. En primer lugar, se calculan las puntuaciones individuales de distracción para cada sujeto.

En segundo lugar, sus correlaciones con los cambios en la actividad cerebral se calculan vóxel por vóxel o con una señal FMR extraída de regiones específicas de interés o ROI. Los análisis de todos nuestros estudios que utilizan este protocolo han implicado típicamente evaluaciones de los cambios en la señal FMR observados durante el intervalo de retardo cuando se presentan los distractores, pero también se puede investigar el tiempo de actividad bloqueado a otros eventos, como las sondas. Aquí ilustramos los principales hallazgos de nuestro estudio inicial utilizando distractores emocionales y neutros seleccionados del International Effective Picture System.

El panel central muestra mapas de activación del contraste directo entre las condiciones que más distraen y las que menos distraen superpuestas a una imagen cerebral de alta resolución mostrada en una vista lateral del hemisferio derecho. La atención se centra en la actividad registrada durante el intervalo de retardo en el que se presentaron los distractores. La actividad en el sistema neuronal ejecutivo dorsal se muestra en azul, y la actividad en el sistema ventral efectivo se muestra en rojo.

Las barras horizontales de color en la parte inferior de la imagen del cerebro indican el gradiente de los valores T de los mapas de activación. Los paneles laterales ilustran los cursos temporales de los cambios en la actividad cerebral durante la tarea de memoria de trabajo con distracción, con los paneles superiores mostrando actividad en las regiones ejecutivas dorsales, como la corteza prefrontal lateral dorsal y la corteza parietal lateral, y los paneles inferiores mostrando actividad en regiones del sistema ventral efectivo, como la corteza prefrontal lateral ventral, o regiones susceptibles a la modulación efectiva, como el giro fusiforme. Los cursos de tiempo en azul representan el distractor sin sentido codificado, mientras que los cursos de tiempo en rojo indican el distractor emocional y los cursos de tiempo en amarillo representan el distractor neutro en presencia de distracción sin sentido.

Se produjo una actividad sostenida en regiones del sistema ejecutivo dorsal. La presencia de distracción emocional aumentó la actividad en regiones del sistema de efecto ventral, mientras que disminuyó la actividad en el sistema dorsal y perjudicó el rendimiento de la memoria de trabajo en paralelo al impacto conductual, la presencia de distractores neutros produjo un nivel intermedio de actividad en ambos sistemas. Esta disociación dorsoventral se ha replicado sistemáticamente y se ha demostrado que es específica de la distracción emocional.

Este paradigma experimental también permite identificar las regiones cerebrales involucradas en el manejo de la distracción emocional. Por ejemplo, los análisis de correlación entre la actividad en regiones del cerebro sensibles a la presencia de distracción emocional identificaron áreas en la corteza prefrontal lateral ventral cuya actividad se correlacionó negativamente con los índices de distracción emocional para los distractores emocionales, pero no para los distractores neutros. Específicamente, los participantes que mostraron una mayor actividad en esta región también percibieron y calificaron a los distractores emocionales como menos distractores.

Estos hallazgos proporcionan evidencia del papel de esta región en el manejo de las emociones distractoras. Después del desarrollo de este paradigma, allanó el camino para que los investigadores en el campo de las interacciones emocionales y cognitivas estudiaran los correlatos neurológicos de responder y hacer frente a la distracción emocional tanto en poblaciones sanas como clínicas. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo usar este protocolo para investigar los correlatos neurológicos de la interferencia cognitiva por distracción emocional y cómo adaptarlo a sus propias necesidades experimentales.