Name: Correlare risposte comportamentali alla segnali fMRI di Human corteccia prefrontale: Esame Processi Cognitivi Utilizzando Task Analysis (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: Scopri come correlare le risposte comportamentali ai segnali fMRI nella corteccia prefrontale umana. Questo metodo utilizza task cognitivi per analizzare i processi attentivi e le attivazioni cerebrali.

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Finanziato dalla National Science and Engineering Research Council (NSERC) per JFXD, Facoltà di Scienze della Salute, York University e autore ha SO PhD finanziamento da parte della Ontario Problem Gambling Research Centre (OPGRC).

1. Prima di entrare nella camera MRI <ol><li> I partecipanti compilare un modulo di consenso che spiega tutti i rischi sperimentali (ad esempio pacemaker, claustrofobia, protesi metalliche, la probabilità di gravidanza, ecc), e dei benefici della loro partecipazione. </li><li> Tutti i partecipanti sono tenuti a compilare la sicurezza risonanza magnetica e questionario di screening (breve storia della medicina, precedenti procedure chirurgiche, ecc) I partecipanti con controindicazioni deve essere esclusa. </li></ol> 2. Panoramica delle attività e formazione <ol><li> Fornire formazione sulle prestazioni Task anti-saccade. <ol><li> Fissazione verde indica una pro-saccade prova. Istruire partecipanti guardare al bersaglio che compare nella periferia dello schermo, un angolo visuale di 8-10 °. </li><li> Il colore rosso indica la fissazione anti-saccade prova. Istruire i partecipanti a guardare al esatto opposto di target che compare nella periferia dello schermo, con un angolo di visuale di 8-10 ° (ad esempio per obiettivo giusto, cercare di maggioe sinistra). </li></ol></li><li> Fornire una formazione sulle prestazioni dell'attività per la Stroop emotivo al di fuori dello scanner. <ol><li> Include 15 prove pratiche con diverse combinazioni di face-parola espressioni su un computer al di fuori dello scanner. Lo scopo della pratica è per i partecipanti di apprendere l'attività e ciò che si aspetta da loro in premendo il pulsante appropriato nello scanner MRI. Istruire i partecipanti su quali tasti vengono premuti per segnalare una felice espressione / parola neutra espressione / parola e di espressione triste / word. Inoltre, quando all'interno dello scanner, ricordare ai partecipanti che emozione ogni pulsante rappresenta. </li><li> Parole descrittive che indicano le espressioni (Happy, Neutral, Sad) si sovrappongono le immagini di singole facce. Queste parole sono o congruenti o incongruenti con l'emozione rappresentata dalla faccia nella foto (figura 1). Inizia ogni scansione con istruzioni scritte sullo schermo ricordando ai partecipanti di entrambi i repOrt il "espressione del volto (felice, folle, triste)" o la "parola scritta (felice, folle, triste)" premendo il tasto corrispondente nel più breve tempo possibile. </li><li> L'operazione viene visualizzata per 1 secondo, seguito da una croce fissazione, che i partecipanti fissato su di un altro 1 sec. La croce di fissaggio è seguita dagli stimoli Face per 250 millisecondi e poi seguite da l'immagine di risposta per 2 secondi. L'immagine risposta viene usato per dare ai partecipanti il ​​tempo di segnalare le loro risposte premendo il tasto appropriato. La seguente presentazione visiva della croce fissaggio inizia dopo la fine di questa immagine risposta. Ciascun partecipante ripete la scansione sperimentale in uno dei due gruppi di istruzioni (cioè faccia espressione O parola scritta). Tutti gli stimoli sono stati creati e presentati utilizzando Presentazione 12.1 ( <a href="http://www.neurobs.com" target="_blank">www.neurobs.com</a> ). </li></ol></li></ol> 3. Scanner e di impostazione del monitoraggio Eye <ol><li> Per bEgin la messa a punto dell'esperimento, avviare proiettando lo stimolo del computer come immagine focalizzata sullo schermo in MRI con un proiettore digitale. </li><li> I partecipanti sono invitati ad alzarsi dalla propria sedia nella sala di controllo e camminate nella stanza scanner. Tappi per le orecchie e / o cuffie vengono forniti e soggetti metterli nei loro canali orecchie. <ol><li> Il soggetto è in posizione supina con la posizione della testa al centro della bobina testa. Noi stabilizzare il corpo del partecipante e la posizione testa con cuscini o inserti in schiuma per renderli il più confortevole possibile, ma anche di aiutante nel limitare il loro movimento della testa in quanto il movimento della testa durante la scansione causa perdita di dati. Specialmente se il movimento della testa è maggiore di 1 mm in qualsiasi direzione. </li><li> Far scorrere / posizionare la headcoil sopra la testa del partecipante e li hanno inclinare la testa più comoda possibile guardando dritto per visualizzare lo specchio che riflette sullo schermo del proiettore. Gli occhi devono essere il più vicino alla posizione primaria come pOSSIBILI 8 al fine di mantenere il comfort del partecipante sulla sessione di scansione, che può durare fino a due ore. </li></ol></li><li> Chiedere al partecipante come la messa a fuoco dell'immagine proiettata è una volta che sono nello scanner. Se non è tagliente, regolare nuovamente l'obiettivo di migliorare l'immagine sullo schermo. </li><li> Il eyetracker è ora verificata mediante una calibrazione per assicurare che la fotocamera IRED è nella posizione corretta. Se la riflessione sulla cornea non è l'ideale o funziona correttamente, la fonte IRED deve essere regolata, o lo specchio che riflette la fonte IRED vicino alla posizione di testa del partecipante deve essere riallineato / regolato. Se la testa del partecipante è stata regolata, chiedere al soggetto se più padding / schiuma o cuscini sono necessarie per mantenere questa testa / corpo posizione. Durante la scansione del monitor e le posizioni oculari orizzontali e verticali dei partecipanti discografiche con un inseguitore a infrarossi occhio (cioè sensomotorio Instruments, Needham / Boston, MA) e correlare questi con il paradigma comportamentale when analizzando l'attività cerebrale. 5,7 </li></ol> 4. Procedure di scansione <ol><li> Posizionare il contatto delle sfere di emergenza squeeze sull'addome del partecipante in mano sinistra e il joystick / tasto box nella mano destra. Posizionare una capsula di vitamina E sul lato destro vicino alla testa. Questo sarà visibile nelle scansioni anatomiche che faranno certo un errore non capovolgere le immagini da sinistra a destra. Sollevare e far scorrere il letto al centro della MRI. </li><li> Assicurarsi che tutti gli sperimentatori lasciare la stanza MRI e chiudere la porta alla MRI. </li><li> Comunicare con il partecipante attraverso il citofono nella sala di controllo e confermano che sono pronti a iniziare la scansione e sono il più confortevole possibile. Se non, regolare come necessario. </li><li> Ricorda il partecipante che i rumori nello scanner sarà forte e questo è normale. <ol><li> La prima scansione raccoglie alcune immagini cerebrali alcuni lungo la regione sagittale di poter localizzare / o prescrivere la esattaientation delle fette per i dati completi anatomici e funzionali. I partecipanti sono detto che questo scan possa durare alcuni minuti. </li><li> Una volta che gli sperimentatori visualizzare i risultati della scansione localizzatore, si prescrivono una serie di sezioni anatomiche che coprono l'intero cervello. Nei nostri casi abbiamo tipicamente scansione assiale fette oblique che comprendono l'intero cervello (da 170 a 256 fette). Dite al partecipante che la scansione richiederà circa 6 a 10 minuti a seconda del numero prescritto di fette. In alcuni casi la scansione anatomica può essere fatta dopo le scansioni funzionali. Ci sono alcuni vantaggi di questi ultimi, di solito negli esperimenti lunghi soggetti sperimenteranno la fatica. Così, la scansione anatomica non ha bisogno di attenzione da parte dei soggetti in modo che possano chiudere gli occhi. Può essere utile fare queste scansioni al termine della sessione di imaging. </li><li> Una volta che le scansioni anatomiche sono stati completati il ​​partecipante si ricorda delle istruzioni specifiche della scansione prossimo attraverso la comunicazione tramite il microfono/ Sistema di altoparlanti. </li></ol></li><li> In questo esempio, uno pseudo-evento relativo al modello 2, viene utilizzato per identificare le regioni cerebrali attivate dal compito Stroop emotivo ma qualsiasi sensoriale, percezione interna 9 o stimolo motore 10 potrebbe essere diretta all'uso quando necessario. Dopo questi vengono sottoposti a scansione poi ci istruire il soggetto che l'anti-saccade paradigma saranno esaminati il ​​prossimo. A seconda dei parametri di imaging scelti la scansione sarà vicino a 6 minuti. Troviamo che effettua la scansione più lunga di questa indurre soggetti ad addormentarsi. </li><li> La sessione di imaging totale richiede circa 60 a 120 di minuti, a seconda delle scansioni totale necessario per l'analisi. </li></ol> 5. Analisi fMRI <ol><li> Analizzare i dati utilizzando BrainVoyager QX software (o qualsiasi altro pacchetto di analisi come AFNI o SPM). </li><li> Inizia sovrapponendo funzionali mappe di dati statistici su immagini anatomiche del cervello. Funzionalmente definire le aree cerebrali di interesse (ROE ') utilizzando il modello lineare generale (GLM), con predittori separato (cioè congruenti e incongruenti, l'istruzione e l'istruzione faccia parola, anti-saccade, pro-saccade) per ciascuna delle condizioni il compito durante i due tipi di scansioni 2. </li><li> Esaminare l'intensità del segnale in tutte le regioni frontali attivati ​​dai contrasti GLM (cioè tutti incongruente rispetto a tutte congruente per produrre una mappa delle aree), calcolare il segnale BOLD standard in tutti i partecipanti e confrontare l'incongruente parola / espressione faccia con la parola congruente / affronta le espressioni per entrambe le condizioni 2. </li><li> Correlare i tempi di reazione raccolte le prove che sono state utilizzate per i MLG, quindi correlare l'attività cerebrale attraverso ciascuno con i tempi di reazione proprie per i processi specifici 2 come in figura 4. </li></ol> 6. Risultati rappresentativi Dopo l'analisi mostriamo regioni cerebrali che correlano con l'eStroop motional e anti-saccadi attività registrate durante la scansione. I risultati del paradigma di Stroop emozionale ha mostrato un effetto di interazione tra tutti i tre fattori di espressione, l'istruzione, e la regione del cervello, ma non c'era effetto principale di espressione e di nessun effetto principale di istruzione 2. Abbiamo scoperto che quando l'espressione del volto era incongruente alla parola sovrapposta emozionale, questa incongruenza prodotto da aver segnalato la parola scritta ha mostrato una maggiore intensità del segnale BOLD a sinistra IFG 2 (Figura 2). L'intensità del segnale maggiore sulle espressioni incongruenti rispetto alle espressioni congruenti era statisticamente significativa, con felice congruente mostra la più grande differenza 2. Soprattutto, il RTS per le tre condizioni incongruenti testate (triste, felice e neutrale) ha predetto un segnale di maggiore BOLD entro IFG sinistra rispetto a tutte le condizioni congruenti (Figura 3). Per questo analisi abbiamo esaminato in modo specifico i tempi di reazione e condotto un'analisi di regressione per verificare se RT per le condizioni incongruenti e congruente erano predittivo dell'attività segnale BOLD in questa regione del cervello (Figura 3). Abbiamo trovato che i conti RT per l'81% della variazione dell'attività IFG sinistra quando riferire le espressioni parola di Felice, Neutro, Sad e nelle condizioni incongruenti e congruenti 2. Higher RT è predittivo di un più ampio attivazione IFG sinistra, con la condizione incongruente triste cedendo il più grande RT rapporto segnale / intensità rispetto a tutte le condizioni di espressione di altri. Abbiamo analizzato le anti-saccadi paradigmi con metodi analoghi a quelli sopra per poter confrontare le due reti di attività. In questo esempio, abbiamo scoperto che vi era alcun segnale aumentato in IFG sinistra per l'anti-saccade rispetto al pro-saccade compito. Per maggiori dettagli, rimandiamo i lettori a Ford et al. (2007). <img alt="Figura 1" src='"/' files> Figura 1. Un esempio di sperimentazione incongruenti (viso con una felice espressione sovrapposta dalla parola SAD). L'esperimento inizierà con il punto di fissaggio (1 secondo), procedendo per lo stimolo viso (250 ms) e l'immagine mascherata (2 secondi), che richiede una risposta pulsante del partecipante. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> Figura 2. Tutti i volumi di fissaggio sono stati utilizzati come base di riferimento. Le barre di errore indicano l'errore standard della media (SEM). Espressioni incongruente (Happy, Neutral, Sad) ha dimostrato significativamente più grande cambiamento BOLD segnale rispetto alle espressioni congruenti 2. L'immagine a sinistra mostra inserto giro frontale inferiore (IFG) che è stato funzionale localizzato utilizzando il contrasto descritto nella sezione 5.2 per il Stroop emotivo incongruente rispetto alla condizione congruente durante la partecipazione al set di istruzioni parola. <img alt='"Figura' src='"/' files> Figura 3. Durante l'istruzione "Partecipa a Word", incongruente-congruente contrasto ha mostrato una correlazione positiva tra RT e l'intensità del segnale BOLD. Questo grafico è una media di RT tutti e 10 i soggetti e il segnale BOLD in ciascuno dei sei condizioni. Le barre di errore indicano l'errore standard della media (SEM) 2. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig4.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 4"> Figura 4. Due ripetizioni di ogni espressione sono stati esposti ai soggetti. Riga superiore è una rappresentazione schematica di una sequenza di prova da un blocco di prove. Sezione inferiore è una rappresentazione delle Due-Gamma funzione di risposta emodinamica (HRF), usato per scoprire le regioni del cervello coinvolte nelle espressioni facciali emotive.

<ol><li>Stroop, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+interference+in+serial+verbal+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%22%5BJournal%5D)">Studies of interference in serial verbal reactions.</a> Journal of Experimental Psychology. 18, 643-662 (1935).</li>
<li>Ovaysikia, S., Tahir, K. A., Chan, J. L., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Word+wins+over+face%3A+emotional+Stroop+effect+activates+the+frontal+cortical+network%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Word wins over face: emotional Stroop effect activates the frontal cortical network.</a> Front Hum. Neurosci. 4, 234(2011).</li>
<li>Hallett, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+and+secondary+saccades+to+goals+defined+by+instructions%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Primary and secondary saccades to goals defined by instructions.</a> Vision Res. 18, 1279-1296 (1978).</li>
<li>Connolly, J. D., Goodale, M. A., DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+frontoparietal+fMRI+activation+during+anti-saccades+and+anti-pointing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">A comparison of frontoparietal fMRI activation during anti-saccades and anti-pointing.</a> J. Neurophysiol. 84, 1645-1655 (2000).</li>
<li>DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparatory+set+associated+with+pro-saccades+and+anti-saccades+in+humans+investigated+with+event-related+FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Preparatory set associated with pro-saccades and anti-saccades in humans investigated with event-related FMRI.</a> J. Neurophysiol. 89, 1016-1023 (2003).</li>
<li>Everling, S., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rule-dependent+activity+for+prosaccades+and+antisaccades+in+the+primate+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cogn.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rule-dependent activity for prosaccades and antisaccades in the primate prefrontal cortex.</a> J. Cogn. Neurosci. 17, 1483-1496 (2005).</li>
<li>Ford, K. A., Goltz, H. C., Brown, M. R. G., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+processes+associated+with+antisaccade+task+performance+investigated+with+event-related+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Neural processes associated with antisaccade task performance investigated with event-related fMRI.</a> J. Neurophysiol. 94, 429-440 (2005).</li>
<li>DeSouza, J. F. X., Nicolle, D. A., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task-dependent+changes+in+the+shape+and+thickness+of+Listing%27s+plane%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Task-dependent changes in the shape and thickness of Listing's plane.</a> Vision Res. 37, 2271-2282 (1997).</li>
<li>Hadjikhani, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+migraine+aura+revealed+by+functional+MRI+in+human+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of migraine aura revealed by functional MRI in human visual cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4687-4692 (2001).</li>
<li>DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+position+signal+modulates+a+human+parietal+pointing+region+during+memory-guided+movements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Eye position signal modulates a human parietal pointing region during memory-guided movements.</a> J. Neurosci. 20, 5835-5840 (2000).</li>
</ol>

Non abbiamo nulla da rivelare.

Identificare regioni del cervello si basa sulla creazione di un contrasto preciso tra le attività acquisite (cioè sia nel Stroop, l&#39;emozione incongruente rispetto congruenti e l&#39;espressione del viso, o anti-saccade contro pro-saccade) al fine di produrre una mappa di attivazione connesse alla mansione. Queste mappe funzionali possono essere più raffinata quando il comportamento viene raccolto nello scanner per rimuovere prove in cui il soggetto in errori. Tali errori possono essere rimossi e se ci fosse abbastan...

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Joseph DeSouza and Laura Pynn middle initials were omitted at publication.
These have been corrected to:
Joseph F.X. DeSouza Laura K. Pynn

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Some of the authors middle initials were omitted.

Erratum: Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome delle apparecchiature </td><td> Azienda </td></tr><tr><td> 3-Tesla MRI machine </td><td> Siemens Magnetom Trio (Erlangen, Germania) </td></tr><tr><td> iViewX di eye tracking </td><td> Sensomotorio Instruments, Inc. </td></tr><tr><td> BrainVoyager QX software </td><td> Cervello Innovazione, Maastricht, Paesi Bassi </td></tr><tr><td> Quattro pulsanti Joystick </td><td> Designs correnti, Inc., Philadelphia, PA, USA </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Reagenti e attrezzature specifiche.

correlare risposte comportamentali alla segnali fmri di human corteccia prefrontale: esame processi cognitivi utilizzando task analysis

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

Lo scopo di questo lavoro è quello di descrivere i metodi come implementare una tecnica di neuroimaging per esaminare i processi cerebrali complementari, impegnate da due compiti simili. Comportamento dei partecipanti durante l&#39;esecuzione compito in risonanza magnetica può essere quindi correlato alla attività cerebrale utilizzando il sangue ossigeno-dipendente dal livello del segnale. Si misurare il comportamento di poter ordinare prove corrette, dove il soggetto svolto il compito correttamente e quindi in grado di esaminare il cervello segnali relativi a correggere le prestazioni. Viceversa, se i soggetti non eseguire correttamente l&#39;operazione, e questi studi sono inclusi nella stessa analisi con le prove corretti che introdurrebbe prove che erano non solo per il corretto funzionamento. Pertanto, in molti casi, questi errori possono essere usate poi per correlare poi a loro attività cerebrale. Descriviamo due compiti complementari che vengono utilizzati nel nostro laboratorio per esaminare il cervello durante la soppressione di una risposta automatica: il Stroop 1 e anti-saccadi compiti. Ilparadigma di Stroop emotivo istruisce i partecipanti a riferire sia il sovrapposto emozionale &#39;parola&#39; attraverso i volti affettive o le espressioni facciali degli &#39;del 1,2 viso stimoli. Quando la parola e l&#39;espressione del viso si riferiscono alle emozioni diverse, un conflitto tra ciò che deve essere detto e ciò che viene letto automaticamente si verifica. Il partecipante deve risolvere il conflitto tra due processi contemporaneamente concorrenti di lettura parola e espressione facciale. La nostra voglia di leggere una parola conduce ad una forte &#39;stimolo-risposta (SR)&#39; le associazioni, di conseguenza l&#39;inibizione di questi forte SR è difficile ed i partecipanti sono inclini a commettere errori. Il superamento di questo conflitto e dirigendo l&#39;attenzione lontano dalla faccia o la parola richiede al soggetto di inibire i processi bottom up, che dirige in genere l&#39;attenzione allo stimolo più saliente. Analogamente, nel compito anti-saccade 3,4,5,6, dove viene utilizzato uno spunto istruzioni per dirigere l&#39;attenzione solo ad una posizione stimolo periferico, ma poi la eymovimento e si rinvia alla posizione opposta specchio. Ancora una volta misuriamo il comportamento registrando i movimenti oculari dei partecipanti che consente la selezione delle risposte comportamentali corretti e negli studi di errore 7 che poi possono essere correlati all&#39;attività cerebrale. Neuroimaging consente ora ai ricercatori di misurare diversi comportamenti corretti di prove ed errori che sono indicativi di diversi processi cognitivi e di individuare le diverse reti neurali coinvolti.

L&#39;obiettivo della nostra ricerca è quello di correlare il comportamento di attività cerebrale. Accurate misure comportamentali e le tecniche di imaging ci permettono di chiarire le relazioni cervello-comportamento.

Correlare risposte comportamentali alla segnali fMRI di Human corteccia prefrontale: Esame Processi Cognitivi Utilizzando Task Analysis

L'obiettivo di questo articolo metodologico è descrivere come implementare una tecnica di neuroimaging per esaminare i processi cerebrali complementari coinvolti da due simili...

L'obiettivo generale del seguente esperimento è studiare i segnali di risonanza magnetica (MRI) associati alle risposte attentive a stimoli visivi. Questo viene ottenuto acquisendo immagini di soggetti mentre prestano attenzione a stimoli del test di stroop emotivo. Allo stesso tempo, vengono registrate le risposte tramite pressione di un pulsante agli stimoli, che costituiscono la misura del comportamento da correlare ai segnali cerebrali.Inoltre, i movimenti oculari del soggetto vengono registrati mediante un eye tracker all'interno dello scanner al fine di ottenere una misura della selezione attentiva. I risultati ottenuti mostrano l'attivazione del giro frontale inferiore in base all'analisi delle correlazioni tra comportamento e segnale fMRI durante il compito di risposta allo stimolo. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ad altre, come la tomografia a emissione di positroni, è che i soggetti possono essere sottoposti a scansione per un periodo fino a due ore.Questo sistema ci aiuta a comprendere un po' di più sull'inibizione della corteccia frontale. Il malfunzionamento di questo sistema è implicato in varie neuropatologie, come il DHD e il disturbo di Tourette. Prima di iniziare questo esperimento, i potenziali partecipanti devono compilare un modulo di consenso informato e un questionario standard di screening per risonanza magnetica.Devono essere esclusi tutti i controindicativi alla risonanza magnetica. Una volta completata la documentazione, fornire al soggetto una sessione di allenamento sul compito antis. In questo caso, una fissazione verde indica una prova pro secod.Chiedere al partecipante di guardare il bersaglio che appare in periferia sullo schermo con un angolo visivo di otto a 10 gradi. Una fissazione rossa indica una prova antisaccadica COD: chiedere al partecipante di guardare nello specchio opposto rispetto al bersaglio che appare in periferia sullo schermo, nuovamente con un angolo visivo di otto a 10 gradi. Ad esempio, se appare un bersaglio a destra, il soggetto deve guardare a sinistra.Successivamente, fornire un allenamento per il compito di stroop emotivo. Si tratta di un paradigma pseudo correlato a eventi in cui parole descrittive che indicano le espressioni sono sovrapposte a immagini di volti individuali. Le parole sono o congruenti o incongruenti rispetto all'emozione rappresentata dal volto.Nell'immagine, indicare ai partecipanti quali pulsanti premere per segnalare un'espressione o una parola felice, un'espressione o una parola neutra oppure un'espressione o una parola triste. L'esercizio deve iniziare con uno schermo di istruzioni scritte della durata di un secondo, che ricorda ai partecipanti di segnalare l'espressione facciale o la parola scritta premendo il pulsante corrispondente nel modo più rapido possibile. Segue un secondo con una croce di fissazione, poi lo stimolo facciale per 250 millisecondi e infine un'immagine di risposta per due secondi.L'immagine di risposta serve a dare ai partecipanti il tempo necessario per segnalare le proprie risposte. La successiva presentazione visiva della croce di fissazione inizia al termine dell'immagine di risposta. Includere 15 prove di pratica con diverse combinazioni di espressioni facciali e parole.Per iniziare, preparare l'attrezzatura per la scansione. Accendere innanzitutto un proiettore digitale per visualizzare lo stimolo proveniente dal computer come immagine focalizzata su uno schermo all'interno del foro della risonanza magnetica. Successivamente, far entrare il partecipante nella stanza dello scanner e fornire tappi per le orecchie e cuffie per la protezione dell'udito.Faccia sdraiare il soggetto in posizione supina e posizioni la testa al centro del supporto della bobina per la testa. Stabilizzi la posizione del corpo e della testa del partecipante con cuscini o inserti in schiuma per garantire comfort limitando al contempo i movimenti della testa. A questo punto, posizioni la bobina per la testa.Quindi chiedere al soggetto di inclinare comodamente la testa mantenendo lo sguardo dritto verso lo specchio, in modo da vedere l'immagine proiettata; gli occhi devono trovarsi nella posizione primaria il più possibile, al fine di garantire il comfort del partecipante durante la sessione di scansione, che può durare fino a due ore. Chiedere al partecipante se l'immagine proiettata è a fuoco. Se non è nitida, regolare nuovamente la lente per migliorare la chiarezza dell'immagine.Quindi calibrare il tracker oculare per assicurarsi che la telecamera a infrarossi sia nella posizione corretta. Se il riflesso sulla cornea non è ottimale, è necessario regolare la sorgente a infrarossi o riallineare lo specchio che riflette la sorgente a infrarossi vicino alla posizione della testa del partecipante. Inoltre, chiedere al soggetto se sono necessari ulteriori cuscini di schiuma o cuscini per mantenere questa posizione.Una volta completata la configurazione dell'attrezzatura, posizionare una pallina di contatto d'emergenza nella mano destra del partecipante e il box di risposta nella mano sinistra. Posizionare inoltre una capsula di vitamina E sul lato destro delle cuffie, poiché sarà visibile nelle scansioni anatomiche e potrà aiutare a garantire che le immagini non siano invertite da sinistra a destra. Infine, sollevare e far scorrere il lettino al centro della risonanza magnetica.Una volta nella stanza di controllo, utilizzare l'interfono per confermare che il partecipante sia pronto a iniziare la sessione di scansione e si trovi il più comodo possibile. Ricordare inoltre al partecipante che i rumori dello scanner saranno molto forti. Iniziare acquisendo una scansione di localizzazione.Quindi prescrivere una serie di sezioni anatomiche che coprano l'intero cervello. In genere, si dovrebbero utilizzare sezioni assiali oblique. Informare il partecipante della durata prevista della scansione anatomica.Questo può richiedere circa da sei a dieci minuti, a seconda del numero prescritto di sezioni. In alternativa, la scansione anatomica può essere eseguita dopo le scansioni funzionali. Al termine delle scansioni anatomiche, prescrivere una sequenza funzionale e ricordare al partecipante le istruzioni del compito per il paradigma di Stroop.Quindi avviare contemporaneamente lo scanner e il paradigma, registrando tutte le pressioni dei pulsanti. Assicurarsi di monitorare e registrare le posizioni oculari orizzontali e verticali del partecipante mediante il tracker oculare a infrarossi, in modo che questi dati possano essere correlati al paradigma comportamentale. Successivamente, istruire il soggetto sul fatto che il paradigma anti Scho verrà eseguito durante la scansione successiva.Quindi avviare la scansione con il paradigma sincronizzato. A seconda dei parametri di imaging scelti, la scansione durerà circa sei minuti. Evitare scansioni più lunghe poiché i soggetti potrebbero addormentarsi.L'intera sessione di acquisizione delle immagini può richiedere da 60 a 120 minuti, a seconda del tempo necessario per la configurazione, le regolazioni specifiche per il soggetto e il numero di scansioni funzionali richieste per l'analisi. I dati ottenuti da questo esperimento possono essere analizzati utilizzando qualsiasi pacchetto di analisi fMRI, come brain voyage o qx. Come mostrato qui.A acne o SPM sono altri programmi di analisi fMRI comunemente utilizzati. Le mappe statistiche derivate dai dati funzionali devono essere sovrapposte alle immagini anatomiche del cervello. Per fare ciò, utilizzare innanzitutto il modello lineare generale o GLM per definire funzionalmente le regioni cerebrali di interesse con predittori separati per ciascuna delle condizioni del compito.Durante i due tipi di scansioni, utilizzare i seguenti predittori: istruzioni con volto congruente e incongruente e istruzioni con parole congruenti e incongruenti, antis, secod e pros secod. Successivamente, esaminare l'intensità del segnale in tutte le regioni frontali attivate provenienti dai contrasti del GLM. Quindi calcolare il segnale BOLD standardizzato su tutti i partecipanti e confrontare l'espressione facciale della parola incongruente con quella della parola congruente.Le espressioni per entrambe le condizioni correlano infine i tempi di reazione raccolti nelle prove utilizzate. I GM correlano quindi l'attività cerebrale attraverso ciascun individuo con i loro tempi di reazione specifici per le singole prove. L'immagine mostrata qui riporta il giro frontale inferiore sinistro, o IFG, localizzato funzionalmente mediante il contrasto tra lo stroop emotivo incongruente e la condizione congruente.Durante il compito di attenzione alla parola. Qui osserviamo che quando l'espressione del volto era incongruente rispetto alla parola emotiva sovrapposta, l'incongruenza derivante dalla segnalazione della parola scritta ha prodotto un'intensità maggiore del segnale BOLD. A sinistra, le espressioni incongruenti del GFI hanno mostrato un cambiamento significativamente più ampio del segnale BOLD rispetto alle espressioni congruenti.Durante l'istruzione di attenzione alla parola, il confronto tra condizioni incongruenti e congruenti ha mostrato una correlazione positiva tra i tempi di reazione e l'intensità del segnale BOLD. Questo grafico rappresenta la media dei tempi di reazione e del segnale BOLD di 10 soggetti durante ciascuna delle sei condizioni. Nella riga superiore è riportata un'illustrazione schematica della sequenza di una prova proveniente da un blocco di prove.La sezione inferiore rappresenta le due funzioni di risposta emodinamica gamma utilizzate per individuare le aree cerebrali coinvolte nelle espressioni facciali emotive. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante controllare il soggetto tra una scansione e l'altra e ricordargli di rimanere il più fermo possibile per ridurre gli artefatti dovuti al movimento. Seguendo questa procedura, altre tecniche come la magnetoencefalografia possono essere utilizzate per esaminare gli effetti temporali all'interno del giro frontale inferiore.

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