הדמיה מוחית חקירת אפקט זיכרון, שיפור של רגש

סיכום

אנו מציגים פרוטוקול המשתמשת תהודה מגנטי תפקודי לחקור את וקושרת עצביים של אפקט זיכרון, שיפור של רגש. פרוטוקול זה מאפשר זיהוי של פעילות מוחית קשורה במיוחד כדי עיבוד וזיכרון קשורים, בניגוד עיבוד תפיסתי כללי יותר, ניתן להשתמש עם אוכלוסיות בריא קליניים.

תקציר

אירועים רגשיים נוטים לזכור טוב יותר ^1,2 האירועים הלא רגשית. אחת המטרות של מדעני מוח קוגניטיביים רגשית היא להבין את המנגנונים העצביים הבסיסיים אפקט זה שיפור של הרגש על הזיכרון. שיטה אשר הוכיחה את ההשפעה במיוחד בחקירה של אפקט זיכרון, שיפור של רגש היא הפרדיגמה שנקרא זיכרון הבאים (SMP). שיטה זו שימשה במקור כדי לחקור את וקושרת עצביים שאינם זיכרונות רגשיים ^3, ולאחרונה אנו ואחרים גם ליישם אותו בהצלחה ללימודים של זיכרון רגשי (הנסקרת ב ^{4, 5-7).} כאן אנו מתארים פרוטוקול המאפשר חקירה של וקושרת עצביים של אפקט זיכרון, שיפור של רגשות באמצעות SMP בשילוב עם אירוע הקשור תהודה מגנטית תפקודית (fMRI). תכונה חשובה של SMP הוא שהיא מאפשרת הפרדה בין הפעילות המוחית הקשורה במיוחד עם זיכרון מפעילות כלליים יותר הקשורים תפיסה. יתר על כן, בהקשר של חוקרת את ההשפעה של גירויים רגשיים, SMP מאפשרת זיהוי אזורי המוח שפעילותם רגישים אפנון הרגשית של שני כללי / התפיסתי ספציפי עיבוד זיכרון. פרוטוקול זה יכול לשמש בנבדקים בריאים ^8-15, וכן בחולים קליניים שבהם יש שינויים בקורלציה עצביים של תפיסה רגש הטיות לזכור אירועים רגשיים, כגון הסובלים מדיכאון פוסט טראומטית (PTSD ) ^{16, 17.}

פרוטוקול

1. עיצוב ניסיוני, בנושאים מתודולוגיים, & גירויים

SMP כוללות שתי משימות, משימה קידוד משימה אחזור, הקלטה של ​​פעילות המוח עשויה להתרחש במהלך המשימה קידוד או במהלך קידוד והן משימות שליפה (ראה איור 1 עבור בדיאגרמה המתארת ​​את העיצוב של SMP).

באיור 1. תרשים כללי של העיצוב SMP. אזורי המוח שפעילותם במהלך קידוד גדול עבור נזכר מאוחר יותר עבור פריטים נשכח לאחר מכן (R> F) המשויכים הצלחה קידוד (ES). באופן דומה, אם זה ההבדל בזיכרון (DM) ³ נמדד בהתבסס על השוואת פעילות מוחית שנרשמו במהלך אחזור (Hits> העלמות) הוא מזהה אזורים הקשורים אחזור הצלחה (RS).

היבטים חשובים אחדים יש לקחת בחשבון במחקרים באמצעות SMP עם גירויים רגשיים:

1. חשוב לשלוט על המאפיינים הרגשיים של גירויים, כגון הערכיות עוררות רגשית / אינטנסיביות, כמו שיש להם השפעות שונות על תפיסה רגשית ולכן על זיכרון רגשי ^{10, 26, 27.} לגירויים רגשיים בשימוש נפוץ הם תמונות ממערכת תמונה הבינלאומית רגשית (IAPS) ²³ ומילים מהנורמות רגשית עבור מילים באנגלית (מחדש) ^24. תמונות IAPS ו מחדש מילים נשלטים על שני ממדים רגשיים גדולים (כלומר, הערכיות - את מידת הנעימות או אי נעימות, עוררות ו - העוצמה הרגשית) המגדירים את המאפיינים הרגשיים של גירוי (ראו ^25). קטגוריה נוספת של גירויים שימוש תכוף במחקר רגש הם פרצופים אנושיים עם הבעות רגשיות, כגון אלה אותנו מן תמונות של פנים להשפיע ( http://www.paulekman.com ) ואת NimStim ( http://www.macbrain.org/ ) קובע.
2. גורמים נוספים אשר עשויים להשפיע גם על מניפולציות ביצועי זיכרון, ומכאן לתרום צדדיות של פרוטוקול זה כוללים: א וריאציה בסוג של משימה הקידוד המשמש (כלומר ^{11 מקריים, 13, 19} או מכוונת ^{8, 20),} ב מוקד קידוד לגבי התוכן הרגשי של גירויים (כלומר בהיבטים ^{8, 11} או אי - רגשי רגשי כמוקד העיקרי ^{13, 19),} ו - ג סוג של משימה אחזור בשימוש (כלומר זוכר ^{8, 11} או הכרה ^{12, 20).} בנוסף, משך הגירוי משפיע גם על ביצועי זיכרון ^21, ולפיכך יש לשקול גם, יחד עם הגורמים שהוזכרו לעיל.
3. אחרים משתנים מבלבלים אפשריים, כגון נוכחות האדם ומורכבות ויזואלית של תמונות רגשי נייטרלי ¹¹ צריך להיות גם מבוקרים.
4. זה קריטי, כי ביצועי זיכרון עבור תנאי הריבית נופל בטווחים סבירים שיאפשרו השוואות סטטיסטיות ההוגן של שני נתונים הדמיה התנהגות המוח. לדוגמה, משימות זוכר רמז שלנו, חלקם של ניסויים נזכר ונשכח היה בסביבות 50% ^{8, 11.} עם זאת, כי שתי משימות בחירה הכרה זו רמת הביצועים יהיו קרוב במקרה, גבוה יותר רמת הביצועים הכוללת צפויה. במקרה זה, השוואה הוגנת בין התנאים נזכר ונשכח יכול להתבצע על ידי בחירה אקראית מספר קטן יותר של ניסויים נזכר להשוות את מספר ניסויים נשכח. בנוסף, אפקט שיפור הרגש על הזיכרון צריך להיות גם נוכח נתונים התנהגותיים, באה לידי ביטוי חלק גדול יותר של ניסויים שיזכרו רגשית מאשר פריטים ניטרליים.
5. מומלץ גם להימנע אינדוקציה רוח מכיוון שהדבר עלול להשפיע גם על ביצועי ^22. ניתן לעשות זאת על ידי פסאודו אקראי לגירויים רגשיים על מנת להבטיח כי לא יותר מ 2-3 גירויים של הערכיות אותו מוצגים ברצף ^11.

2. הכנת נושא עבור סריקה

כל הנבדקים לספק בכתב הסכמה מדעת לפני הפעלת פרוטוקול הניסוי, אשר אושרה ע"י מועצת האתיקה.

לפני הכניסה לחדר סריקה

1. כ 45 דקות לפני כדי לסרוק את כל נושא משלים שאלונים כדי להעריך את המצב הרגשי הכללי ואת רמת החרדה ^{28, 29.} הערכות אלו הראשונית משמשים בשילוב עם שלאחר הפגישה ההערכות למסך לשינויים במצב הרוח / חרדה כתוצאה שהשתתפו במחקר.
2. לאחר השלמת השאלונים, הנושא הוא הודיע ​​ההליכים סריקה נתן הוראות ספציפיות המשימה התנהגותיות. הנושא גם משלים תרגול קצר להכיר המשימה.

כניסה Scanning חדר

3. הנושא הוא הורה לשכב פרקדן על המיטה סריקה, עם ריפוד נוסף הראש, ניתנת הגנה האוזן. כמו כן, בצד הלא דביק באורך של סרט יכול להיות עטוף קלות סביב מצחו של הנושא על מנת למזער את התנועה.
4. לפני הסריקה, יד ימינו של הנבדק ממוקם על הקופסה תגובה ותיבת בתגובה נבדק. לפני תחילת איסוף הנתונים, זה צריך להיות גם הבטיחו כי הנושא יכול לראות את הקרנת מסך בבירור. כפתור עצירת חירום ממוקם סמוך יד חופשית של הנבדק, כך הוא / היא עשוי להצביע על צורך דחוף לעצור את הסורק.
5. במחקרים שלנו, גירויים הוצגו באמצעות CIGAL, in-house תוכנה נתונים מצגת תוכנית ^30, אך תוכנות אחרות זמינים אף הם, כולל E-הממשלה, SuperLab, מצגת, ואת Psychtoolbox Matlab מבוססות.
6. בהתבסס על החקירות שלנו, אנו ממליצים משך משימות סרק מעורבים גירוי הרגש צריך להיות לא יותר מאשר 1h, והזמן סריקה הכולל לא יעלה על 2 שעות, גם, אם אפשר האחרון צריך להיות מופחת בקבוצות קליניים ^17.

3. נתונים הקלטה ועיבוד

סריקה פרמטרים

במחקר המקורי על ידי Dolcos ועמיתיו ^11, MRI נתונים שנאספו על 1.5 טסלה GE הסורק. שליטת מוח כיסוי נרכשה באמצעות שיפוע 34-echo תמונות רציפות echoplanar (EPIs) רגיש לרמת החמצן בדם לעומת תלוי (BOLD), מוגדר במקביל מטוס AC-PC במישור צירית (TR = 3000ms; TE = 40ms; FOV 64 = ² תמונה מטריקס; FA = 90 °, עובי פרוסת = 3.75 מ"מ). הפרמטרים סריקה משמש כאן היה מתאים לזהות הפעלות באונה הטמפורלית מדיאלית-(MTL) מבנים, אך פרמטרים אחרים אופטימיזציה עבור סריקה ברזולוציה מרחבית גבוהה יכול לשמש גם ^33-35.

לאחר סריקה נהלים

1. נושא משלים שאלונים כדי להעריך את מצב המדינה ואת רמות חרדה, אם לא ביצע לפני הישיבה סריקה, הערכת תכונות אישיות (למשל, נוירוטיות arousability רגשית) יכול גם להיות שנאספו.
2. אם הפעילות לא אחזור נרשם במהלך הפגישה סריקה, המשימה אחזור ניתן לבצע הבאים הפגישה סריקה, או במועד מאוחר יותר. אם לא ביצע כבר סורק, משימה דירוג רגשית ניתן להשתמש כדי להעריך את התגובה הרגשית של הנבדק לגירויים. בדרך זו, ההפרדה בין הקטגוריות רגשי נייטרלי ניתן לעשות זאת על בסיס דירוגים של המשתתפים, ולא על סמך ציוני נורמטיבי. עם זאת, משימה זו יש לבצע את המשימה הבאה אחזור.
3. כדי למקסם את ההשפעה של הרגש על הזיכרון, עיכוב מינימלי של ~ 20 דקות צריך להתרחש בין קידוד ואחזור ^18. עם זאת, העיכוב יכול להיות עוד הרבה זמן, מן דקות ימים, שבועות וחודשים, כמו ההשפעה של הרגש על הזיכרון יכול להיות לטווח ארוך זיכרון רגשי נוטה להימשך שעות נוספות לעומת היזכרות נייטרלי ^{12, 13.}

המשימה זיכרון

המוקד העיקרי בפרוטוקול הנוכחי הוא על ממצאי המחקר באמצעות מבחן רמז, זוכר זיכרון ^11, שבה משתתפים סופקו עם רמזים מילוליים עבור כל תמונה והם היו צריכים לספק בכתב פרטים על התמונות שהם יכולים לזכור. עם זאת, משימות שליפה אחרים יכול לשמש גם. הרלוונטיות מסוים שנקרא ר.ק. הפרדיגמה ^31, הכרה זיכרון משימה שבה המשתתפים לסווג כל פריט לאחזר מבוסס על אם הם לזכור פרטים ספציפיים הקשר בין קידוד (זכור תגובות) או פשוט יש לי הרגשה של היכרות כי נתקלו הפריטים ( דע את התגובות). בשימוש עם fMRI עם גירויים רגשיים, משימה זו מאפשרת ניתוק לא רק של וקושרת עצביים של זיכרון, לעומת היכרות מבוססי אחזור ^32, אלא גם זיהוי של השפעות שונות של רגש על אלה שני סוגים של שליפה, ואת עצביים הקשורים וקושרת ^12.

fMRI ניתוח נתונים

סטטיסטיים מיפוי פרמטרית (SPM ( http://www.fil.ion.uc.uk/spm/ ) בשילוב עם in-house Matlab כלים מבוססי שימשו לניתוח עיבוד נתונים טרום כרוך בדרך כלל:. אבטחת איכות, תמונה יישור, תיקון תנועה, שיתוף רישום, נורמליזציה, החלקה (8 ³ Kernel מ"מ), אבל אם הניתוחים כרוכים אזורים מוגדרים מבחינה אנטומית של עניין (ROIs), גדל סגוליות מרחבי מתקבל אם הנתונים אינם החליקו מנורמל (ראה ^11). הפרט ברמת הקבוצה ניתוחים סטטיסטיים לערב השוואות של פעילות קידוד / אחזור מוח המבוסס על הבאים ליmory הביצועים. האפקט modulatory הרגש על פעילות הזיכרון הקשורות אפשר לראות באזורים מראה ES גדול / Dm או פעילות RS עבור רגשית מאשר גירויים ניטרליים (ראה איור 2). חקירות מיקוד פעילות MTL לאפשר זיהוי של dissociations תפקודית, אשר קשורים התוכן הרגשי של גירויים (זיכרון רגשי לעומת נייטרלי, ^11), סוג של זיכרון הנלמד (פריט מול זיכרון מקור: ^19), או סוג של שליפה משימה (זיכרון, לעומת היכרות מבוססי; ^{12, 36).} חקירה של אזורים במוח מחוץ במיוחד באזורים MTL היעד הקורטקס הקדם חזיתית (PFC), כי הם מעורבים באופן דיפרנציאלי בזיכרון רגשי נייטרלי לעומת ^{10, 20.}

איור 2. זיהוי פעילות-Memory קשורות המוח רגיש רגש אפנון בנוסף המאפשר זיהוי של פעילות במוח הקשורים בזיכרון כי הוא רגיש רגש אפנון (EmoDm / RS> NeuDm / RS, כלומר, מראה רגש אינטראקציות x זיכרון)., זה גם עיצוב מאפשר זיהוי של אזורים במוח שפעילותם משקפת את השפעות הרגש על עיבוד כללי / תפיסתי [(R + רגש רגש F)> (R + ניטרלי ניטרלי F), כלומר, מראה ההשפעות העיקריות של רגשות], כמו גם תופעות הכוללת של זיכרון [( רגש ניטרלי R + R)> (רגש + F ניטרלי F), כלומר, מראה ההשפעות העיקריות של זיכרון].

4. נציג תוצאות:

התעסוקה של SMP במחקרים של זיכרון רגשי הוכיח מצליח לשפוך אור על וקושרת עצביים של אפקט זיכרון, שיפור של רגש. מתן תמיכה חזקה בהשערה אפנון ^{37, 38,} מחקרים של קידוד זיכרון מצאו ראיות התומכות ברעיון כי רגש משפר את הזיכרון באמצעות השפעות modulatory מן האמיגדלה, אזור במוח המעורבים בעיבוד רגשות, על פעילות בזיכרון הקשורות אזורים במוח, כגון כמו האונה הטמפורלית מדיאלית-(MTL 11, ראה איור 3) ועל קליפת המוח הקדם חזיתית (PFC ^10). יתר על כן, מחקרים אחזור זיכרון מספקים הוכחה נוספת לכך את ההשערה אפנון חל גם אחזור, וכי אזורים שונים MTL מעורבים באופן דיפרנציאלי על זיכרון, לעומת אחזור, היכרות מבוסס זיכרונות רגשיים ^12.

איור 3. עדות השערת אפנון. תומכים בהשערה אפנון, אפקט זיכרון לשיפור הרגש היה קשור ES גדל / פעילות Dm (א) ויחסי הגומלין (ב) בין האמיגדלה לבין מערכת הזיכרון MTL (מאויר ב-C & D) . גרפים בר להשוות את האות אחוז שינוי ES רגשי נייטרלי / Dm, כפי שחולצו מן הפרוסה ההפעלה שיא בממוצע על פני ההמיספרות. Scattergrams להראות את שיתוף וריאציה בין ES / Dm הפעילות באמיגדלה ואת קליפת entorhinal לתמונות רגשי נייטרלי. ES / Dm = קידוד הצלחה / הפרש בשל זיכרון. מ Dolcos et al. ^11, עם רשות.

דיון

זה פרוטוקול הניסוי מאפשר חקירה של וקושרת עצביים של אפקט זיכרון, שיפור של רגש, במיוחד על ידי הפרדת פעילות זיכרון הקשורות במוח רגיש אפנון על ידי רגש מפעילות באזורי מוח רגישים רגש אפנון במהלך עיבוד כללי / תפיסתי. עיצוב זה כבר סייעה לקדם את הבנתנו את המנגנונים העצביים שבבסיס את ההשפעה של הרגש על הזיכרון, ובהתחשב צדדיות שלה צפוי כי SMP יישאר מכרעת בקביעת כיצד היבטים שונים נוכחים בעת אירוע מנוסה יהיה מאוחר יותר להשפיע על אחד היכולת להיזכר מחדש חוויה זיכרון האירוע ואת הרגשות הקשורים. יתר...