Name: Interrupción de sincronía neuronal del lóbulo Frontal durante Control cognitivo por intoxicación de Alcohol (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 26 s
Description: Aprende cómo la intoxicación aguda por alcohol altera la sincronía neuronal entre la corteza cingulada anterior y la prefrontal lateral durante el control cognitivo mediante magnetoencefalografía anatómicamente restringida.

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Este trabajo ha sido apoyado por los institutos nacionales de salud (R01-AA016624). Agradecemos al Dr. Sanja Kovacevic por sus importantes contribuciones.

Este protocolo experimental ha sido aprobado por el Comité de protección de sujetos humanos en la Universidad de California, San Diego.
1. humanos
<ol><li>Reclutar a voluntarios adultos diestros sanos, obtener su consentimiento y pantalla en los criterios de inclusión y exclusión. Nota: En este estudio, veinte individuos jóvenes, sanos (media ± desviación estándar [SD] edad = 25,3 ± 4,4 años) incluya 8 mujeres que beben con moderación, que nunca han estado en tratamiento o arrestado por drogas o alcohol delitos relacionados, que informe no fueron reclutadas síntomas relacionados con el alcoholismo en la prueba de alcoholismo de Michigan corto para detección28, que no fume ni utilice sustancias ilegales, que no tienen antecedentes de trastornos neuropsiquiátricos o cualquier problema de salud actual, y que son medicamentos gratis y no tienen objetos ferromagnéticos internos o implantes.</li>
</ol>2. diseño
<ol><li>Analizar a cada participante cuatro veces, incluyendo tres sesiones de MEG (una sesión introductoria no bebida y dos sesiones de bebida experimental en el que el alcohol y placebo son administradas de manera contrapesada) y una resonancia magnética estructural. Nota: En este diseño en el tema, los participantes sirven como sus propios controles participando en sesiones de alcohol y placebo. Este diseño reduce la varianza de error y aumenta la potencia estadística al minimizar la influencia de la variabilidad individual en la anatomía cerebral, patrones de actividad y metabolismo del alcohol.</li>
</ol>3. recogida de MEG explora
<ol><li>
Realizar sesión de familiarización.
	<ol>
<li>Durante la sesión introductoria inicial, administrar cuestionarios para obtener más información sobre el historial médico de los participantes, los patrones de consumo y severidad de los síntomas relacionados con el alcoholismo28,29, historia familiar de alcoholismo30y rasgos de personalidad como la impulsividad31,32.</li>
		<li>Llevar a cabo un registro inicial en el escáner de MEG siguiendo el protocolo que se describe a continuación en los pasos 3.2, 3.3 y 3.5. No proporcionan ninguna bebida. Explicar la tarea y ejecutar práctica versión que permite a los participantes familiarizarse con él antes. Nota: La aclimatación a la situación experimental tiene el propósito de minimizar los efectos potenciales de excitación inducida por la situación de33, tal modo comparación posterior alcohol y sesiones de placebo en esa dimensión.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Realizar las sesiones experimentales de alcohol/placebo. Nota: siga el mismo procedimiento experimental durante las sesiones de alcohol y el placebo con la excepción de la bebida administrada. Contrabalancear orden de bebidas mediante la administración de bebidas de alcohol primero a una mitad de los participantes y el placebo a la otra mitad en un orden aleatorio.<ol>
<li>A su llegada al laboratorio MEG, ejecute una exploración breve prueba poniendo al participante en el escáner y comprobar los canales para magnetización posible. Medir su peso. Les de la pantalla con un alcoholímetro electrónico. Les consulta sobre el cumplimiento con los requisitos abstenerse del alcohol durante 48 h y del alimento para 3 h antes del experimento.</li>
		<li>Recoger muestras de orina para un panel de prueba multi-drug de todos los participantes y excluirlos que tienen prueba positiva para cualquier droga. Además, compruebe los participantes femenino para el embarazo con una orina prueban y los test positivo o si sospecha que podría estar embarazadas excluyen.</li>
		<li>Evaluar los cambios dinámicos en los efectos subjetivos del alcohol de los participantes pide a sus sentimientos momentáneos y Estados en una escala estandarizada34 antes de beber y en dos ocasiones adicionales durante el experimento - en la rama ascendente (~ 15 minutos después de consumir bebidas) y rama descendente de la curva de la concentración de alcohol de aliento (BrAC), después de MEG la grabación.</li>
		<li>Administrar una carrera de práctica de la tarea de Stroop en un portátil con el software de presentación de estímulos para asegurar que los participantes comprendan la tarea antes de grabar. Nota: Esta versión de la tarea Stroop combina lectura y color denominación (figura 1). La condición congruente consiste en palabras de color (es decir, rojo, verde, azul, amarillo) que se imprimen en color de la fuente correspondiente (es decir, la palabra "verde" se imprime en verde). En la condición incongruente, palabras de color se imprimen en color que no coincide con su significado (es decir, la palabra "verde" está impreso en amarillo). Pregúntele a los participantes a la prensa uno de los cuatro botones correspondientes al color de la fuente cuando se escribe una palabra en color, o cuando una palabra está escrita en gris, al botón correspondiente al significado de la palabra18,23.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparar la grabación de EEG/MEG. Nota: datos de MEG de adquisición de datos se han descrito en anteriores publicaciones35,36,37.<ol>
<li>Coloque la tapa del EEG o los electrodos de EEG en la cabeza del participante y comprobar que todos impedancias por debajo de 5 kΩ.</li>
		<li>Conectar las bobinas del indicador (HPI) de posición de la cabeza a ambos lados de la frente y detrás de cada oreja. Nota: Este paso es específico para sistemas Neuromag.</li>
		<li>Digitalizar las posiciones de los puntos fiduciales incluyendo el nasion y dos puntos preauriculares, posiciones de las bobinas HPI, electrodos de EEG y obtener un gran número de puntos adicionales (~ 200) delinear la forma de la cabeza. Usar esta información para el co-registro con las imágenes de IRM anatómicas (figura 2).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Administrar bebidas.
	<ol>
<li>Preparar bebidas alcohol mezclando vodka de calidad premium con jugo de naranja refrigerado (25% v/v), basado en el género de cada participante y el peso (alcohol de 0,60 g/kg para los hombres, alcohol de 0,55 g/kg para las mujeres), dirigidos a un BrAC de 0.06%38. Sirva el mismo volumen de jugo de naranja en vasos con llantas aplica con vodka como bebida placebo. Pregunte al participante a consumir la bebida en aproximadamente 10 minutos.</li>
		<li>Compruebe BrAC los participantes con el alcoholímetro a partir de ~ 15 minutos después de beber y luego cada 5 min hasta que entran en la sala de grabación. Puesto que los dispositivos electrónicos no pueden utilizarse en la sala blindada, utilice una prueba de alcohol de saliva, que consiste en un hisopo de algodón que está saturado en la saliva y se inserta en un receptáculo que proporciona una lectura.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Adquirir datos de EEG/MEG.
	<ol>
<li>Posición del participante cómodamente en el explorador. Puesto que la actividad prefrontal es de particular interés, asegúrese de que el participante se coloca de modo que su cabeza esté en contacto con la parte superior del casco y está alineada a lo largo de la parte delantera. Nota: Posición de la cabeza puede afectar las estimaciones de la actividad en formas significativas debido a los gradientes de campo magnético disminuyen con el cubo de la distancia entre los sensores y el cerebro fuentes39.</li>
		<li>Conectar bobinas HPI y todos los electrodos a sus entradas respectivas en el escáner. Coloque las almohadillas de respuesta para que los botones se pueden presionar cómodamente. Comprobar que la fuente es claramente legible en la pantalla de proyección delante del participante.</li>
		<li>En la sala de consola, compruebe que el intercomunicador está funcionando correctamente. Recordar a los participantes para reducir al mínimo el parpadeo y evitar movimientos como el movimiento principal causado por hablar. Instruir a los participantes a responder a preguntas presionando los botones de respuesta en su lugar.</li>
		<li>Compruebe que todos los desencadenadores de respuesta y el estímulo se registran correctamente. Examinar todos los canales para artefactos y medir la posición de la cabeza en el escáner.</li>
		<li>Iniciar la adquisición de datos y comenzar la tarea. Dar saltos cada minuto de ~2.5 para descansar los ojos. Guardar los datos a la finalización de la tarea y acompañar a los participantes de la cámara de grabación.</li>
		<li>Cuando el participante ha cerrado el explorador, adquirir aproximadamente dos minutos de datos de la sala vacía como una medida de ruido instrumental.</li>
		<li>Pregunte al participante a la tasa que percibe la dificultad de la tarea, contenido de la bebida embebida, como estado de embriaguez se sentían, así como su estado de ánimo momentáneo y sentimientos34.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. adquisición y reconstrucción Cortical de resonancia magnética estructural de la imagen
<ol><li>Obtener una alta resolución anatómica de resonancia para cada participante y reconstruir la superficie cortical de cada participante con FreeSurfer software40,41,42.</li>
	<li>Utilizar la superficie interna del cráneo derivada de las imágenes de MRI estructurales segmentadas para generar un modelo límite del conductor de volumen, que se utiliza para proporcionar un modelo para la solución de avance acorde con cerebro anatomía43 cada individuo , 44.</li>
</ol>5. Análisis de datos MEG
Nota: Analizar los datos con el enfoque de MEG anatómicamente restringido que utiliza reconstruida superficie cortical de cada participante para restringir las estimaciones de la fuente de la cinta cortical40,45,46. La secuencia de análisis se basa en funciones personalizadas con dependencias disponibles paquetes que incluyen paseo47EEGLab48y MNE49.
<ol><li>Durante el preprocesamiento de datos, utilice un filtro band-pass permisiva (por ejemplo, 0.1 - 100 Hz) y datos de la época con respecto a la aparición del estímulo en segmentos que incluyen acolchado intervalos en cada extremo (por ejemplo, -600 a 1100 m para un intervalo de interés que abarca -300 a 800 m después de la retiro del acolchado).</li>
	<li>Quitar canales ruidosos y planos, así como los ensayos que contiene artefactos por inspección visual y uso de rechazo basadas en umbrales. Uso de análisis componente independiente48 para eliminar artefactos eyeblink y latidos del corazón. Eliminar los ensayos con respuestas incorrectas.</li>
	<li>Aplicar Morlet wavelets (figura 3)47 para calcular el espectro de energía complejo para cada ensayo en incrementos de 1 Hz para la banda de frecuencia theta (4-7 Hz). Retire cualquier artefactos adicionales. Calcular la covarianza del ruido de los datos de la habitación vacía.</li>
	<li>
Co, registrar los datos de la MEG con imágenes de MRI con la información de digitalización de cabeza (3D) tridimensional (figura 2).
	<ol>
<li>Abra el módulo MRIlab.</li>
		<li>Seleccione archivo | Abierto | Seleccione MRI estructural del sujeto.</li>
		<li>Seleccione archivo | Importación | Datos de Isotrak | Seleccione archivo raw data.fif | Hacer puntos.</li>
		<li>Seleccione Windows | Lugares de interés | Ajuste de puntos de interés de referencia hasta co registro de datos de la MEG y MRI son aceptables.</li>
		<li>Seleccione archivo | Guardar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Calcular las estimaciones de la sensibilidad a ruido normalizado de la energía de la fuente de theta y la fase con un enfoque de mapeo estadístico dinámico espectral18,50. Expresar energía de la fuente de theta relacionadas con eventos como cambio de señal por ciento con respecto a la línea de base.</li>
	<li>Crear promedios del grupo de energía de la fuente de theta relacionadas con eventos morphing las estimaciones de cada participante en un medio de representación cortical51.</li>
	<li>
Visualizar las fuente estimaciones sobre una superficie media inflada para mejorar la visibilidad de las estimaciones sulcal (figura 4).
	<ol>
<li>Abra el software de las empresas multinacionales.</li>
		<li>Seleccione archivo | Superficie de carga | Carga inflado superficie cortical de FreeSurfer grupo media.</li>
		<li>Seleccione archivo | Administrar superposiciones | Stc de carga | Cargar los datos promedio de grupo | Seleccione el archivo cargado de recubrimientos disponibles.</li>
		<li>Tipo Select overlay como otros.</li>
		<li>Ajuste de umbral de escala de Color | Mostrar.</li>
		<li>Ver peliculas de cerebro y examinar etapas espacio-temporal del proceso mediante la identificación de las áreas y las ventanas de tiempo caracterizadas por alta activación.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Crear imparciales regiones de interés (ROIs) basándose en las estimaciones promedio general grupo incorporar localizaciones corticales con más energía de la fuente. Calcular cursos de tiempo para cada tema, el estado y el retorno de la inversión (figura 5).</li>
	<li>
Presentar las estimaciones de energía fuente de theta obtenidos para el análisis estadístico.
	<ol>
<li>Extraiga el tiempo windows de interés de cada curso de tiempo de retorno de la inversión y realizar análisis de varianza (ANOVA) con bebida (alcohol, placebo) y tipo de ensayo (congruente, incongruente) como dentro de los factores del sujeto. Utilizar una permutación no paramétrica basada en cluster de prueba52 para examinar comparaciones bebidas y condición de la potencia theta relacionadas con eventos como valores bien como fase de cierre (PLV).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Estimar cambios en la sincronización a larga distancia entre los focos principales de la activación en el ACC y el latPFC relacionados con la tarea por computación la PLV12. Expresar PLV como cambio porcentual con respecto a la línea de base. Nota: La PLV es un indicador de consistencia del ángulo de fase entre las dos ROIs a través de ensayos como mide el grado en que co oscilan en una frecuencia particular y en tiempo real (película 1).</li>
	<li>Calcular las correlaciones entre las estimaciones de actividad MEG ROI, índices de desempeño conductual y puntuaciones del cuestionario para informar la interpretación de los resultados observados.</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Multimodal de método utilizado en este estudio compone de modelado distribuido fuente de la señal temporal precisa de MEG junto con las restricciones espaciales de inversas estimaciones derivadas de MRI estructural de cada participante. El enfoque de la aMEG combina las ventajas de estas técnicas para proporcionar la penetración en las etapas espacio-temporales de la dinámica oscilatoria y la integración a largo plazo que favorecían el control cognitivo. Este método ofrece mayor precisión temporal que otras técnicas de n...

El objetivo general de este estudio es examinar los efectos de la intoxicación aguda del alcohol sobre los cambios espacio-temporales en la dinámica oscilatoria cerebral e integración funcional a largo plazo durante el control cognitivo. El multimodal empleado imagen enfoque combina la magnetoencefalografía (MEG) y estructurales de resonancia magnética (MRI) para proporcionar la penetración en las bases neurales de la toma de decisiones con la alta precisión temporal y a nivel de un sistema interactivo.
Comportamiento flexible hace posible adaptarse a demandas contextuales y cambiar estratégicamente entre diferentes tareas y requisitos de acuerdo con las intenciones y objetivos. La capacidad para inhibir respuestas automáticas a favor de acciones meta-relevantes pero no habitual es un aspecto esencial del control cognitivo. Extensa evidencia sugiere que es favorecido por una red cortical predominantemente frontal, con la corteza cingulada anterior (ACC) como nodo central en esta red interactiva1,2,3,4. Mientras que la conectividad anatómica abundante entre la ACC y cortezas frontales laterales es bien descrito5,6, las características funcionales de la comunicación entre estas regiones durante el control cognitivo, selección de respuesta y ejecución, son mal entendido.
El conflicto altamente influyente teoría7,8 de monitoreo propone que el control cognitivo se deriva de una interacción dinámica entre las cortezas prefrontales mediales y laterales. Este relato pretende que el ACC monitorea conflicto entre representaciones que compiten y activa la corteza prefrontal lateral (latPFC) para implementar control de respuesta y optimizar el rendimiento. Sin embargo, esta cuenta se basa principalmente en los estudios funcionales de MRI (fMRI) utilizando la señal de sangre oxigenación nivel dependiente (en negrilla). La señal del fMRI en negrilla es una herramienta de mapeo espacial excelente, pero su resolución temporal es limitada porque refleja cambios hemodinámicos regionales mediadas por acoplamiento neurovascular. Como resultado, los cambios de señal audaz despliegan en mucho menor escala de tiempo (en segundos) que el subyacente de eventos neuronales (en milisegundos)9. Además, la señal en negrilla es sensible a los efectos vasoactivos de alcohol10 y puede no representar con precisión la magnitud de los cambios neuronales, que resulta menos adecuado para los estudios de intoxicación aguda del alcohol. Por lo tanto, la supuesta interacción entre las cortezas prefrontales mediales y laterales y su sensibilidad a la intoxicación alcohol deban ser examinadas por métodos que registran eventos neuronales de manera temporal precisa. MEG tiene una excelente resolución temporal puesto que refleja directamente las corrientes postsinápticas. La metodología de MEG (aMEG) anatómicamente restringido aquí es un enfoque multimodal que combina distribuida modelos de fuente de la señal de MEG con MRI estructural. Permite la estimación de donde que están ocurriendo los cambios oscilatorios de cerebro relacionadas con el conflicto y la bebida y a entender la secuencia temporal ("cuando") de los componentes de los nervios implicados.
Toma de decisiones se basa en las interacciones de las regiones del cerebro distribuidas que participan dinámicamente para hacer frente a las demandas crecientes de control cognitivo. Una forma para estimar cambios en sincronía a largo plazo entre dos regiones corticales relacionados con el evento es para el cálculo de su fase de acoplamiento como un índice de sus oscilaciones Co11,12. El presente estudio aplica un bloqueo de fase de análisis para probar el principio básico del conflicto teoría de monitoreo mediante el examen de las interacciones co-oscillatory entre la ACC y latPFC. Las oscilaciones neuronales en rango theta (4-7 Hz) están asociadas con el control cognitivo y se han propuesto como un mecanismo fundamental de apoyo a la sincronización a largo plazo necesaria para el procesamiento cognitivo de arriba hacia abajo13,14, 15,16. Se generan en las áreas prefrontales en función de la dificultad de la tarea y se atenúan significativamente por alcohol aguda intoxicación17,18,19,20.
Consumo excesivo de alcohol a largo plazo se asocia con una serie de déficits cognitivos con un circuito prefrontal siendo especialmente afectados21,22. Intoxicación aguda del alcohol es perjudicial para el control cognitivo bajo condiciones de dificultad creciente, ambigüedad o aquellos que inducen respuesta incompatibilidad17,23,24. Afectando la toma de decisiones, alcohol puede interferir con el comportamiento meta-dirigido, puede resultar en pobre autocontrol y mayor consumo y también puede contribuir a tráfico o laboral riesgos25,26,27 . El presente estudio utiliza un enfoque de aMEG para medir la actividad oscilatoria en banda theta y sincronía entre las principales áreas de ejecutivas con excelente resolución temporal. Se examinan los efectos del alcohol sobre la actividad de la theta y co oscilaciones entre la ACC y la latPFC en función del conflicto suscitado por la tarea de interferencia de Stroop. Presumimos que las demandas cognitivas crecientes se asocian a mayor sincronía funcional y eso dysregulation alcohol-inducida de la actividad sincrónica de las cortezas prefrontales mediales y laterales es la base de deficiencias en el control cognitivo.

<table><tbody><tr><td>Elekta Neuromag</td> Sistema de <td>magnetoencefalografía</td><td>Elekta</td><td></td></tr><tr><td>1.5 T GE EXCITE HG</td><td>Escáner de imágenes de resonancia magnética</td><td>eléctrica general</td><td></td></tr><tr><td>Electrodos de copa de oro Electrodos</td> de electroencefalografía <td>OpenBCI</td><td></td><td>para registro de EEG simultáneo opcional</td></tr><tr><td>Medidor de impedancia de verificación</td> de preparación <td>Dispositivos</td><td></td> generales <td>Verifique las impedancias de los electrodos</td></tr><tr><td>Bobinas HPI</td><td>Elekta</td><td></td><td>Bobinas indicadoras de posición de la cabeza para co-registro</td></tr><tr><td>Alcotest</td><td>Draeger</td><td></td><td>Alcoholímetro</td></tr><tr><td>Almohadilla de respuesta de fibra óptica</td><td>Current Designs, Inc</td><td></td><td>Almohadilla de respuesta compatible con MEG</td></tr><tr><td>Vodka Grey Goose Bacardi</td><td></td><td></td><td>Vodka se utiliza durante la sesión de alcohol</td></tr><tr><td>Jugo de naranja</td><td>desnudo</td><td></td><td>El jugo de naranja se usa como bebida durante la sesión de placebo, así como se mezcla con vodka durante la sesión de alcohol.</td></tr><tr><td>Tarjeta de prueba de drogas</td><td>American Screening Corp</td><td>Prueba</td><td></td>de drogas multipantalla</tr><tr><td>QED Prueba de alcohol en saliva OraSure</td><td>Technologies Prueba</td><td></td>de alcohol en saliva <td>Tiras</td></tr><tr><td>reactivas de Hcg en orina Prueba de</td><td>embarazo</td><td>Joylive</td><td></td></tr><tr><td>Prueba</td> <td>corta de detección de alcohol en MichiganSelzer et al., 1975</td><td></td><td>Cuestionario de detección de alcoholismo</td></tr><tr><td>Zuckerman Escala de búsqueda de sensaciones</td><td>Zuckerman, 1971</td><td></td><td>Cuestionario: rasgos desinhibidores, de búsqueda de novedades y de socialización</td></tr><tr><td>Inventario de impulsividad de Eysenck</td><td>Eysenck & Eysenck, 1978</td><td>Cuestionario: rasgos de impulsividad Cuestionario de</td><td></td></tr><tr><td>personalidad de Eysenck</td><td>Eysenck & Eysenck, 1975</td><td>Cuestionario: rasgos de personalidad Escala</td><td></td></tr><tr><td>bifásica de efectos del alcohol&nbsp;</td><td>Martin et al., 1993</td><td></td><td>Cuestionario: experiencia subjetiva de los efectos del alcohol</td></tr></tbody></table>

interrupción de sincronía neuronal del lóbulo frontal durante control cognitivo por intoxicación de alcohol

Disruption of Frontal Lobe Neural Synchrony During Cognitive Control by Alcohol Intoxication

Toma de decisiones se basa en interacciones dinámicas de las regiones del cerebro distribuidas, sobre todo frontal. Amplia evidencia de los estudios de la proyección de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) indica que la corteza cingulada anterior (ACC) y las cortezas prefrontales lateral (latPFC) son los nodos esenciales que favorecían el control cognitivo. Sin embargo, debido a su limitada resolución temporal, fMRI no refleja con exactitud el momento y la naturaleza de su interacción presumido. El presente estudio combina modelado de distribución fuente de la señal temporal precisa Magnetoencefalografía (MEG) con resonancia magnética estructural en forma de "películas de cerebro": (1) estimación de las áreas corticales implicadas en el control cognitivo ("Dónde"), (2) caracterizar su secuencia temporal ("cuando") y (3) cuantificar la dinámica oscilatoria de sus interacciones neuronales en tiempo real. Interferencia de Stroop se asoció con mayor poder relacionadas con el evento theta (4-7 Hz) en el CAC durante la detección de conflicto seguida de sensibilidad sostenido demandas cognitivas en el ACC y latPFC durante la preparación de la integración y respuesta. Un análisis fase de cierre reveló co-oscillatory interacciones entre estas áreas indicando su mayor sincronía neuronal en la banda theta durante los ensayos incongruentes inductores de conflicto. Estos resultados confirman que las oscilaciones de la theta son fundamentales para sincronización a largo plazo necesaria para la integración de influencias de arriba hacia abajo durante el control cognitivo. MEG refleja la actividad de los nervios directamente, que lo hace apto para manipulaciones farmacológicas en contraste con fMRI que es sensible a vasoactivo confunde. En el presente estudio, bebedores sociales sanos recibieron una dosis moderada del alcohol y el placebo en un diseño en el tema. Intoxicación aguda atenuada energía theta a Stroop conflicto y altera Co las oscilaciones entre la ACC y latPFC, confirmando que el alcohol es perjudicial para la sincronía neural que favorecían el control cognitivo. Interfiere con el comportamiento meta-dirigido que puede resultar en deficiencias de autocontrol, contribuyendo al consumo compulsivo. En suma, este método puede proporcionar la penetración en las interacciones en tiempo real durante el procesamiento cognitivo y puede caracterizar la sensibilidad selectiva al reto farmacológico a través de las redes neuronales.

Resultados conductuales indican que la tarea de Stroop manipulado con éxito interferencia de respuesta porque la precisión era la más baja y la respuesta veces más tiempo en los ensayos incongruentes (figura 6). La intoxicación del alcohol baja exactitud pero no afectó el tiempo de reacción de18.
La secuencia espacio-temporal de la actividad en la banda de frecuencia theta co...

Este experimento utiliza un método anatómico limitado Magnetoencefalografía (aMEG) para examinar la dinámica oscilatoria cerebral y sincronía funcional a largo plazo durante la contratación del control cognitivo en función de la intoxicación aguda del alcohol.

Interrupción de sincronía neuronal del lóbulo Frontal durante Control cognitivo por intoxicación de Alcohol

Decision making relies on dynamic interactions of distributed, primarily frontal brain regions. Extensive evidence from functional magnetic resonance ...

La toma de decisiones es un proceso dinámico e interactivo que se ha estudiado extensamente con imágenes de resonancia magnética funcional, o FMRI. La evidencia de neuroimagen indica que el cingulado anterior y los cortices prefrontales laterales son nodos esenciales en esa red neuronal. Sin embargo, debido a su limitada resolución temporal, FMRI no puede reflejar con precisión el tiempo y la naturaleza de su interacción en tiempo real.El presente estudio utiliza un método magneto-y electroencefalografo anatómicamente restringido o MEG, que combina el modelado de fuentes distribuidas de la señal MEG con resonancia magnética estructural que forma películas cerebrales. Nos permite examinar cómo la intoxicación alcohólica aguda afecta la toma de decisiones. Demostrarán este procedimiento, Joe Happer y Burke Rosen, estudiantes de doctorado, y Laura Wagner, una investigadora asociada.Comience escoltando al participante al laboratorio MEG para realizar una prueba de análisis. Colóquelos en el escáner y compruebe si los canales son posibles de magnetización. Luego, mide su peso y haz que soplen en un alcoholímetro electrónico.Para evaluar los cambios dinámicos en los efectos subjetivos del alcohol, informe al sujeto que calificará sus sentimientos momentáneos y estados en una escala estandarizada antes de beber y en dos ocasiones adicionales durante el experimento, durante la extremidad ascendente y descendente del bordillo de concentración de alcohol de aliento. A continuación, administre una ejecución de práctica de la tarea Stroop en un portátil con software de presentación de estímulo para asegurarse de que los participantes entienden la tarea antes de grabar. Prepare la bebida alcohólica mezclando vodka de primera calidad con jugo de naranja frío, basado en el sexo y el peso de cada participante.Sirva el mismo volumen de jugo de naranja en vasos con llantas frotadas con vodka como bebida placebo. Pida al participante que consuma la bebida en aproximadamente 10 minutos. A continuación, coloque la tapa del EEG y el electrooculograma, EOG, electrodos en la cabeza del participante.Compruebe que todas las impedancias estén por debajo de 5 kilomios. Coloque el indicador de posición de la cabeza, HPI, bobinas a ambos lados de la frente y detrás de cada oreja. Coloque los marcos de referencia en la cabeza del participante.Endigerlice las posiciones de los puntos fiduciarios, incluyendo el nasion y dos posiciones de puntos preauriculares de bobinas HPI, electrodos EEG y obtenga un gran número de puntos adicionales delineando la forma de la cabeza. Compruebe la concentración de alcohol en el aliento del participante con un alcoholímetro, comenzando a los 15 minutos después de beber. Y luego, cada cinco minutos, hasta que entren en la cámara de grabación.Comience colocando al participante cómodamente en el escáner MEG. Dado que la actividad prefrontal es de particular interés, asegúrese de que el participante está posicionado de modo que su cabeza esté tocando la parte superior del casco y esté alineado a lo largo de la parte delantera. A continuación, conecte las bobinas HPI y la tapa de electro a las entradas respectivas del escáner.Coloque los pads de respuesta para que los botones se puedan presionar cómodamente. Recuerde al participante que minimice el parpadeo y que evite los movimientos, incluido el movimiento de la cabeza causado por la conversación. Examine todos los canales en busca de artefactos y mida la posición de la cabeza en el escáner.A continuación, inicie la adquisición de datos y comience la tarea. Dado que los dispositivos electrónicos no se pueden utilizar en la sala blindada, cambie a utilizar una prueba de alcohol saliva que consiste en un hisopo de algodón saturado en saliva y se inserta en un recipiente que proporciona una lectura. Una vez completada la tarea, guarde los datos y escolte al participante fuera de la cámara de grabación.Después de que el participante haya salido del escáner, adquiera aproximadamente dos minutos de datos de la habitación vacía como medida de ruido instrumental. Luego, pida al participante que califique la dificultad de la tarea percibida, el contenido de la bebida absorben, lo intoxicado que se sintieron, así como sus estados de ánimo y sentimientos momentáneos. Por último, obtenga una resonancia magnética anatómica de alta resolución de cada participante y reconstruya la superficie cortical de cada participante con software de imágenes.Durante el preprocesamiento de datos, utilice un filtro de paso de banda permisivo y datos epuc en segmentos que incluyan intervalos de relleno en cada extremo. Elimine los canales ruidosos y planos, así como los ensayos que contienen artefactos mediante inspección visual y el uso de rechazo basado en umbrales. A continuación, utilice el análisis de componentes independientes para eliminar los artefactos de parpadeo ocular y corazón.Elimine los ensayos con respuestas incorrectas. A continuación, aplique más wavelets laicos para calcular el espectro de potencia complejo para cada ensayo en un incremento de Hertz, la cuarta banda de frecuencia theta y elimine cualquier artefacto adicional. Para co-registrar los datos MEG con imágenes de RMN, abra el módulo de laboratorio de RMN.Seleccione Archivo, Importar, Datos isotrak. Seleccione raw_data. fif y haga clic en Hacer puntos.A continuación, seleccione Windows, Puntos de referencia y haga clic en Ajustar lugares de interés fiduciarios hasta que se acepte el registro conjunto de datos MEG y MRI. A continuación, cree promedios de grupo de la potencia de origen theta relacionada con eventos transformando las estimaciones de cada participante en una representación cortical promedio. A continuación, para visualizar las estimaciones de origen en una superficie media inflada, abra el software MNE.Seleccione Archivo, Cargar superficie y cargar la superficie cortical libre de grupo inflado. A continuación, seleccione Archivo, Administrar superposiciones, Cargar STC, Cargar datos promediados de grupo y seleccionar el archivo cargado de las superposiciones disponibles. Ajuste el umbral de escala de color y haga clic en Mostrar.Vea las películas cerebrales del poder theta relacionado con eventos y examine las etapas espaciotemporales del procesamiento identificando áreas y ventanas de tiempo caracterizadas por la activación más alta. A continuación, cree regiones imparciales de interés, ROI, basadas en estimaciones promediadas del grupo general. Para incorporar ubicaciones corticales con la potencia de origen más notable, calcule los cursos de tiempo para cada asignatura, condición y ROI.Por último, calcule los cambios relacionados con la tarea en la sincronización de largo alcance entre los principales focos de activación en el ACC y el PFC lateral calculando el valor de bloqueo de fase. Exprese el valor de bloqueo de fase a medida que el porcentaje cambia en relación con la línea base. Los resultados conductuales indican que la tarea Stroop manipuló correctamente la interferencia de respuesta porque la precisión era la más baja y la respuesta multiplicada por más tiempo en ensayos incongruentes.La intoxicación alcohólica disminuyó la precisión, pero no afectó los tiempos de reacción. El poder theta relacionado con eventos es mayor en los ensayos incongruentes, lo que es consistente con su sensibilidad a las demandas de conflicto, especialmente en la corteza prefrontal. Sin embargo, en comparación con los ensayos congruentes, el alcohol disminuye el poder de theta en ensayos incongruentes selectivamente en el ACC y el PFC lateral.Además, las cooscillas entre el ACC y el PFC lateral varían a través del tiempo, con un aumento temprano general de las cooscilaciones durante una etapa de procesamiento de estímulo. Bajo placebo, esto es seguido por un aumento sostenido después de unos 400 milisegundos en ensayos incongruentes durante la etapa de preparación de integración y respuesta. Por el contrario, la intoxicación aguda por alcohol desregula estas cooscillaciones, lo que indica además la vulnerabilidad de las funciones reguladoras de arriba hacia abajo al alcohol.En este estudio, hemos estimado espaciotemporal, el dónde y cuándo las etapas de procesamiento, y hemos investigado cómo diferentes áreas cerebrales interactúan durante la toma de decisiones. Hemos demostrado cómo la intoxicación por alcohol desregula la red de control cognitivo que puede resultar en una menor capacidad para abstenerse de beber en exceso.

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Research

Investigación

JoVE Journal

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El objetivo del protocolo presentado aquí es describir los procedimientos para exponer a las ratas a niveles moderados de alcohol durante el desarrollo cerebral prenatal y cuantificar las alteraciones resultantes en el comportamiento social durante la edad adulta.

Moderada exposición prenatal al alcohol y cuantificación de la conducta social en ratas adultas

El ejercicio cardiovascular y experiencias estimulantes en un entorno complejo tienen beneficios positivos en múltiples medidas de plasticidad neuronal en el cerebro de roedores. En este artículo se va a discutir la implementación de estas intervenciones como "superintervention", que combina rueda corriente y la complejidad del medio ambiente y abordará las limitaciones de estas intervenciones.

Carrera de la rueda y la complejidad del entorno como una intervención terapéutica en un modelo animal de TEAF

Condicionamiento de clásico de rastro eyeblink (ECC) se utilizó para evaluar aprendizaje dependiente de hipocampo en ratas adultas que fueron administrados a una alta concentración (11,9% v/v) de alcohol durante el desarrollo temprano del cerebro neonatal. En general, los procedimientos ECC son sonidas herramientas de diagnóstico para detectar disfunción cerebral a través de muchos contextos psicológicos y biomédicos.

El uso de condicionamiento de clásico de Eyeblink rastro para evaluar disfunción hipocampal en un modelo de rata de trastornos del espectro alcohólico Fetal

Este manuscrito describe un procedimiento de recuperación de memoria para desestabilizar recuerdos recompensa robusto y reescritura con contracondicionamiento antes de su restablecimiento.

Un procedimiento de recuperación basada en el Error de predicción para desestabilizar y reescribir recuerdos recompensa desadaptativas en bebedores peligrosos

El ensayo Flypub mide los comportamientos que la mosca de la fruta Drosophila melanogaster muestra bajo la influencia del etanol. El ensayo puede ser fácilmente dominado por los experimentadores en todos los niveles y aplicado a varios estímulos vaporizados, facilitando el abuso de sustancias y estudios de adicción.

Flypub para estudiar la desinhibición conductual inducida por etanol y la sensibilización

La dinámica entre los cerebros acoplados de los individuos ha sido representada cada vez más por la sincronización intercerebral (SII) cuando se coordinan entre sí, principalmente utilizando señales de registro simultáneo de cerebros (es decir, hiperescaneo) con fNIRS. En los estudios de hiperescaneo de fNIRS, el SII se ha evaluado comúnmente a través del método de coherencia de transformada de wavelet (WTC) debido a su ventaja en la expansión de series de tiempo en el espacio de frecuencia de...

Cómo calcular y validar la sincronización intercerebral en un estudio de hiperescaneo fNIRS

Las escalas de evaluación clínica no son lo suficientemente sensibles a la disfunción cognitiva en pacientes con accidente cerebrovascular de alto funcionamiento. El paradigma de doble tarea presenta ventajas y potencial en la evaluación y entrenamiento cognitivo de la disfunción cognitiva. El estudio aquí propone un paradigma de Stroop de doble tarea para identificar la disfunción cognitiva en pacientes con accidente cerebrovascular de alto funcionamiento.

Paradigma de Stroop de doble tarea para detectar déficits cognitivos en pacientes con accidente cerebrovascular de alto funcionamiento

Aquí se presenta un protocolo para el modelo 2BC/CIE de dependencia del alcohol en ratones para estudiar el trastorno por consumo de alcohol.

Exposición crónica intermitente al vapor de etanol junto con la elección de dos botellas para modelar el trastorno por consumo de alcohol

Aprende cómo la intoxicación aguda por alcohol altera la sincronía neuronal entre la corteza cingulada anterior y la prefrontal lateral durante el control cognitivo mediante magnetoencefalografía anatómicamente restringida.

Interrupción de sincronía neuronal del lóbulo Frontal durante Control cognitivo por intoxicación de Alcohol

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