Name: Canto religioso e regioni cerebrali autocorrelate: uno studio di neuroimaging multimodale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-05-31T12:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 5 s
Description: Esplora i correlati neurofisiologici del canto religioso mediante neuroimaging multimodale con EEG ad alta densità e fMRI. Questo metodo identifica le regioni cerebrali attivate e il potenziale terapeutico per la riduzione dello stress.

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<meta charset="utf8"></head><body>Decodifica dell'attività cerebrale durante il canto religioso con EEG e fMRI

<ol><li>Gao, J., Leung, H. K., Wu, B. W. Y., Skouras, S., Sik, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neurophysiological+correlates+of+religious+chanting%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">The neurophysiological correlates of religious chanting.</a> Sci Rep. 9 (1), 4262(2019).</li>
<li>Sik, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+the+neurophysiological+response+to+fearful+and+stressful+stimuli+through+repetitive+religious+chanting%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Modulation of the neurophysiological response to fearful and stressful stimuli through repetitive religious chanting.</a> J Vis Exp. (181), e62960(2022).</li>
<li>Gao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+religious+chanting+invokes+positive+emotional+schema+to+counterbalance+fear%3A+A+multimodal+functional+and+structural+MRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Repetitive religious chanting invokes positive emotional schema to counterbalance fear: A multimodal functional and structural MRI study.</a> Front Behav Neurosci. 14, 548856(2020).</li>
<li>Saarikivi, K., Chan, T. M. V., Huotilainen, M., Tervaniemi, M., Putkinen, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+neural+mechanisms+of+set+shifting+in+musically+trained+adolescents+and+young+adults%3A+converging+fMRI%2C+EEG%2C+and+behavioral+evidence%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Enhanced neural mechanisms of set shifting in musically trained adolescents and young adults: converging fMRI, EEG, and behavioral evidence.</a> Cereb Cortex. 33 (11), 7237-7249 (2023).</li>
<li>Suzuki, K., Laohakangvalvit, T., Matsubara, R., Sugaya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Constructing+an+emotion+estimation+model+based+on+EEG%2FHRV+indexes+using+feature+extraction+and+feature+selection+algorithms%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Constructing an emotion estimation model based on EEG/HRV indexes using feature extraction and feature selection algorithms.</a> Sensors (Basel). 21 (9), 2910(2021).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+correlates+of+amplitude+of+low-frequency+fluctuation%3A+a+multimodal+resting-state+MEG+and+fMRI-EEG+study%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">The neural correlates of amplitude of low-frequency fluctuation: a multimodal resting-state MEG and fMRI-EEG study.</a> Cereb Cortex. 33 (4), 1119-1129 (2023).</li>
<li>Maruyama, Y., Ogata, Y., Martinez-Tejada, L. A., Koike, Y., Yoshimura, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independent+components+of+EEG+activity+correlating+with+emotional+state%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Sci%22%5BJournal%5D)">Independent components of EEG activity correlating with emotional state.</a> Brain Sci. 10 (10), 669(2020).</li>
<li>Bigdely-Shamlo, N., Mullen, T., Kreutz-Delgado, K., Makeig, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measure+projection+analysis%3A+a+probabilistic+approach+to+EEG+source+comparison+and+multi-subject+inference%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Measure projection analysis: a probabilistic approach to EEG source comparison and multi-subject inference.</a> Neuroimage. 72, 287-303 (2013).</li>
<li>Harmony, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+functional+significance+of+delta+oscillations+in+cognitive+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Integr+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The functional significance of delta oscillations in cognitive processing.</a> Front Integr Neurosci. 7, 83(2013).</li>
<li>Tompson, S., Chua, H. F., Kitayama, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Connectivity+between+mPFC+and+PCC+predicts+post-choice+attitude+change%3A+The+self-referential+processing+hypothesis+of+choice+justification%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Connectivity between mPFC and PCC predicts post-choice attitude change: The self-referential processing hypothesis of choice justification.</a> Hum Brain Mapp. 37 (11), 3810-3820 (2016).</li>
<li>Lee, K. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLee%2C+KC+%22The+Guide+to+Buddhist+Counseling%22">The Guide to Buddhist Counseling</a>. , Routledge, Taylor & Francis Group. London. (2022).</li>
<li>Wu, B. W. Y., Gao, J., Leung, H. K., Sik, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Randomized+Controlled+Trial+of+Awareness+Training+Program+%28ATP%29%2C+a+Group-Based+Mahayana+Buddhist+Intervention%5BTitle%5D)+AND+%22Mindfulness%22%5BJournal%5D)">A Randomized Controlled Trial of Awareness Training Program (ATP), a Group-Based Mahayana Buddhist Intervention.</a> Mindfulness. 10, 1280-1293 (2019).</li>
<li>Gomes, B. A., Plaska, C. R., Ortega, J., Ellmore, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simultaneous+EEG-fMRI+study+of+thalamic+load-dependent+working+memory+delay+period+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A simultaneous EEG-fMRI study of thalamic load-dependent working memory delay period activity.</a> Front Behav Neurosci. 17, 1132061(2023).</li>
<li>Gao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+religious+chanting+modulates+the+late-stage+brain+response+to+fear-and+stress-provoking+pictures%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Psychol%22%5BJournal%5D)">Repetitive religious chanting modulates the late-stage brain response to fear-and stress-provoking pictures.</a> Front Psychol. 7, 2055(2017).</li>
<li>Ciccarelli, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+real-time+EEG-fMRI+neurofeedback%3A+A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Simultaneous real-time EEG-fMRI neurofeedback: A systematic review.</a> Front Hum Neurosci. 17, 1123014(2023).</li>
<li>Abreu, R., Nunes, S., Leal, A., Figueiredo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+noise+correction+using+ECG-derived+respiratory+signals+for+enhanced+mapping+of+spontaneous+neuronal+activity+with+simultaneous+EEG-fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Physiological noise correction using ECG-derived respiratory signals for enhanced mapping of spontaneous neuronal activity with simultaneous EEG-fMRI.</a> Neuroimage. 154, 115-127 (2017).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>3.0 T Philips Scanner MRI</td><td>Philips</td><td>3.0T</td><td>Dispositivo di acquisizione dati MRI</td></tr><tr><td>EEGLAB</td><td>Swartz Center for Computational Neuroscience</td><td>13.6.5b</td><td>Software di analisi EEG</td></tr><tr><td>Sistema di elettroencefalogramma (EEG)</td><td>Electrical Geodesics, Inc. (EGI)</td><td>GES 200</td><td>Dispositivo di acquisizione EEG</td></tr><tr><td>HRVAS</td><td>Ramshur, J.</td><td>Versione 1</td><td>Plug-in per EEGLAB per l'elaborazione dei dati ECG</td></tr><tr><td>HydroCel GSN 128 canali</td><td>Electrical Geodesics, Inc. (EGI)</td><td>GSN 130</td><td>Cappuccio EEG</td></tr><tr><td>iMac 27"</td><td>Apple</td><td>Versione 10.8</td><td>Esecuzione del software</td></tr><tr><td>Netstation LabChart</td><td>ADInstruments</td><td>Versione 8</td><td>Software di acquisizione dati fisiologici</td></tr><tr><td>LIPSIA</td><td>Max-Planck-Institute for Human Cognitive and Brain Software</td> di <td>analisi dati fMRI</td><td>versione 2.2.7</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>MathWorks</td><td>R2011a</td><td>EEGLAB si basa su Matlab, strumento di analisi statistica per dati EEG</td></tr><tr><td>Netstation</td><td>Electrical Geodesics, Inc. (EGI)</td><td>Versione 3</td><td>Software di acquisizione EEG</td></tr><tr><td>PowerLab 8/35</td><td>ADInstruments</td><td>PL3508</td><td>Hardware di acquisizione dati fisiologici</td></tr><tr><td>SPSS</td><td>IBM</td><td>Versione 27</td><td>Strumento di analisi statistica per il comportamento e i dati sul ROI EEG</td></tr><tr><td>PC Windows</td><td>Dell</td><td>versione 8</td><td>Esecuzione del software LabChart</td></tr></tbody></table>

canto religioso e regioni cerebrali autocorrelate: uno studio di neuroimaging multimodale

Religious Chanting and Self-Related Brain Regions: A Multi-Modal Neuroimaging Study

I risultati dell'analisi fMRI hanno indicato che la differenza più forte nella centralità degli autovettori tra il canto religioso e quello non religioso era prevalentemente localizzata nella corteccia cingolata posteriore (PCC); vedere la Figura 1. Questo risultato è stato sfruttato per valutare e convalidare la selezione del clustering dei componenti EEG-indipendente, che in modo simile manifestava un cluster in prossimità della regione PCC.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66221/66221fig01.jpg"> Figura 1: Neuroimaging multimodale e risultati elettrofisiologici. La mappatura della centralità degli autovettori applicata ai dati fMRI, ha rivelato che la corteccia cingolata posteriore è l'area del cervello che diminuisce maggiormente in centralità durante il canto religioso rispetto al canto non religioso. Questa cifra è stata ottenuta con il permesso di Gao et al.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/66221fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
L'analisi del clustering dei componenti indipendenti dall'EEG ha prodotto sette distinti cluster IC, ciascuno corrispondente a una fonte di attività EEG. In particolare, uno di questi cluster era situato nel PCC, un risultato che si allinea con i risultati della risonanza magnetica funzionale (vedi Figura 2).
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66221/66221fig02.jpg"> Figura 2: L'analisi del clustering dei componenti indipendenti dall'EEG presentava anche un cluster nel PCC. Questa cifra è stata ottenuta con il permesso di Gao et al.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/66221fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Questo particolare cluster è stato successivamente scelto per un'analisi approfondita, compresa l'analisi dello spettro. Un'ANOVA unidirezionale ha rivelato un effetto principale significativo del canto sulla potenza della banda di frequenza delta (1-4 Hz, vedi Figura 3 e Figura 4).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66221/66221fig03.jpg"> Figura 3: L'ANOVA unidirezionale ha rivelato un effetto principale significativo del canto sulla potenza della banda delta (1-4 Hz). Questa cifra è stata ottenuta con il permesso di Gao et al.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/66221fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66221/66221fig04.jpg"> Figura 4: Analisi post hoc delle condizioni di canto religioso rispetto a quelle non religiose. L'analisi ha mostrato che il canto religioso induce una potenza delta più elevata rispetto alla condizione di canto non religioso (p = 0,011). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/66221fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Ulteriori analisi post hoc hanno indicato una potenza significativamente inferiore dell'HRV durante il canto religioso rispetto alla condizione di assenza di canto (vedi Figura 5).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66221/66221fig05.jpg"> Figura 5: Analisi post hoc dello stato di riposo senza canto rispetto alle condizioni di canto religioso. L'analisi ha mostrato che, rispetto allo stato di riposo senza canto, il canto religioso induce una potenza totale HRV inferiore, una potenza assoluta ad alta frequenza inferiore e una potenza assoluta a frequenza molto bassa inferiore. Questa cifra è stata ottenuta con il permesso di Gao et al.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/66221fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
I risultati indicano che, rispetto al canto non religioso, c'è una diminuzione della centralità degli autovettori nel PCC, probabilmente guidata da un aumento regionale delle oscillazioni delta endogene. Questi cambiamenti funzionali sono indipendenti dalle attività cardiache o respiratorie periferiche e non sono innescati dall'elaborazione implicita del linguaggio. Invece, sembrano essere associati a esperienze di beatitudine trascendentale e a una riduzione della cognizione egocentrica.
File supplementare 1: Pipeline di elaborazione dati 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/Supplementary%20File%201.zip" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>
File supplementare 2: Pipeline di elaborazione dati 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66221/Supplementary%20File%202.zip" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>

Canto religioso e regioni cerebrali autocorrelate: uno studio di neuroimaging multimodale

This protocol presents a multi-modal neuroimaging approach to explore the potential brain activity associated with repetitive religious chanting, a ...

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