情動表出の制御の神経相関の脳イメージング研究

この実験プロトコルの目的は、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて、明示的および暗示的な感情制御による即時的および長期的な影響の神経相関を調査することです。本プロトコルでは、感情調節という目標を誘導した結果として、画像に対する感情評価およびこれらの画像に関する記憶の評価を行います。脳画像データの記録は、評価タスクの実行中に行われます。

感情を制御するという目標は、参加者に感情を制御するように指示する明示的な方法、または感情制御をプライミングする暗示的な方法のいずれかによって誘導されます。これらの単語は、いわゆるスクランブル文章の中に埋め込まれています。脳画像データのタスク解析では、扁桃体などの基本的な感情処理に関連する領域や、前頭前皮質（特に外側および内側領域）などの感情制御に関与する脳領域の活動を対象とします。

感情調節の即時的な影響に主眼を置き、通常は意図的な感情調節を対象とする既存の手法と比較して、本手法の主な利点は、感情調節の即時的および長期的な影響の両方を評価できること、ならびに自動的な感情調節の誘導と意図的な感情調節の誘導を比較できることです。この手法は、ポジティブバイアスが見られる健康的な加齢と、ネガティブバイアスが見られるうつ病といった、相反する感情バイアスに関する疑問への回答に役立ちます。健康的な加齢で見られる自動的に感情調節戦略を用いる能力の向上と、うつ病で見られる感情調節戦略を用いる能力の低下は、それぞれどのような関連があるのでしょうか。

本プロトコルでは、画像に対する感情評価およびそれらの画像の記憶に関するアセスメントを行います。感情調節の目標を誘発させることで、その目標を明示的または暗示的に誘導し、感情調節に先立つベースラインブロックで提示された画像と比較して、即時的および長期的な影響を評価します。この実験では、感情的な画像と中立的な画像を用いて、感情評価および記憶タスク用の画像操作セットを準備する必要があります。

国際感情画像システム（IAPS）の画像を使用することを推奨します。基本的な特性の差異による混同効果を避けるため、感情調節の誘導前後で提示される画像および記憶タスクで使用される画像を含む、すべての学習ブロックにおいて、画像の感情的内容のバランスに十分注意を払う必要があります。評定タスクでは、各画像を4秒間画面に提示し、続いて12秒間の注視点提示を行い、画像によって誘発された主観的な感情体験を評定させる構成を推奨します。

装置で可能な場合は、1を中立、8を極めてネガティブとする8段階評価スケールを使用してください。気分誘導を避けるため、同じバレンスの画像が3枚を超えて連続して提示されないよう、画像は擬似ランダム化します。次に、顕在的および潜在的な感情調節操作パラダイムを設定します。

後者は、文章並べ替え課題を応用して作成することが可能です。被験者に対し、5つの単語の集まりから、文法的に正しい文章を20個作成するように指示する課題を設計することを推奨します。この際、明示的条件（explicit condition）では、「抑制する（restrain）」、「覆われた（covered）」、「保留された（withheld）」など、参加者に感情反応の抑制を促すプライミングとなる単語を組み込みます。また、感情調節を誘導しない中立的な用語のみを含む文章を20個提示し、参加者に感情体験および感情反応の表現を抑制するように指示してください。被験者の実験を行う際は、明示的条件と暗示的条件のどちらを先に実施しても構いませんが、被験者間でランの順序をカウンターバランスさせるようにしてください。

例えば、被験者の半分については、タスクパラダイムの順序を、ベースラインの感情評定、感情調節ゴールの明示的誘導ブロック、明示的条件、感情評定ブロック、次に別のベースライン感情評定ブロック、感情調節ゴールの暗示的誘導、および暗示的条件とする。残りの半分の被験者については、実験ブロックの順序を入れ替える。最後に、感情調節のランから1週間後にMRI装置外で実施する記憶想起タスクを準備する。

このタスクでは、天井効果を防ぐため、すべて白黒で提示された、スキャナー内で一度見た古い画像と同数の、これまで見たことのない新しい画像を提示する必要があります。タスクは、被験者が画像を覚えているかどうかに基づく「旧か新か」の判断を行い、続いてその回答に対する自信度を3段階（1が低、2が中、3が高）で評価させます。被験者が到着した際は、必ず書面によるインフォームドコンセントを得てください。また、MRIの安全性を確認するため、身に着けている可能性のあるすべての金属類を取り除いてください。

また、提示される写真の多くに心苦しい出来事が描かれていることを被験者に警告し、代表的な写真の印刷例を提示してください。以下は、スキャナー内で提示される画像の代表例です。その一部には、不安を誘発したりトラウマを想起させたりする内容が含まれています。

次に、気分が感情体験および感情制御能力に及ぼす影響を制御するため、スキャン後の評価と併せて、被験者の現在の精神状態を評価する必要があります。これらの初期評価により、スキャン前の研究参加の結果として気分に変化が生じていないかを確認できます。参加者にスキャン手順の詳細を説明し、不快感を避け、タスクへの習熟度を高めるために、行動タスクに関する具体的な指示を与えてください。

また、感情評価とスクランブル文章タスクの両方について、短縮した練習走行を参加者に実施させます。次に、被験者をスキャン室に案内し、スキャンベッドの上に仰向けに寝るよう指示してください。耳栓と、スキャン中のコミュニケーションに使用するアイソレーションヘッドホンを装着させます。

スキャン中の快適さを確保し、体動を最小限に抑えるため、頭部にさらなるクッション材を配置してください。また、情動的および中立的な画像に対する自動的な潜在的精神生理反応を評価するため、被験者の額にテープを軽く巻き、頭部の動きをさらに抑制します。明示的な評定に加えて、fMRIスキャン中に皮膚伝導反応を記録することも可能です。被験者の右手をレスポンスボックスの上に快適に配置し、被験者がスキャナーの中断を急ぎに必要とした場合に知らせることができるよう、近くに緊急停止ボタンを設置してください。

被験者をスキャナーに入れる前に、刺激提示用のスクリーン投影がはっきりと見えること、および回答ボタンが正常に動作することを確認してください。次に、SPGRやMPRAGEなどの高解像度T1強調構造像を撮像します。本研究では、TR 1600 milliseconds、TE 3.82 milliseconds、112スライス、ボクセルサイズ 1 by 1 by 1 millimeterの3D MPRAGE解剖学的シリーズを撮像しました。

次に、機能的ランの設定を行います。脳全体をカバーするために、エコープランナー法を用いて、ボクセルサイズ 4 × 4 × 4 mm、TR 2000 ms、TE 40 ms、視野 256、フリップ角 90 度、マトリックスサイズ 64 × 64 で、28 枚の軸位断スライスを取得することを推奨します。被験者にこれから機能的イメージングを開始することを伝え、タスクについて改めて説明してください。

まず、ベースラインの画像評価タスクを実施します。次に、潜在的または顕在的な感情調節誘導タスクのいずれかである1回目のゴール操作条件を行い、それに続いて画像評価タスクを実施します。最後に、もう一度ベースラインを実施します。

次に2番目の条件を行い、続いて画像評価タスクを実施します。スキャンが完了したら、被験者がスキャナーから出るのを補助し、被験者の現在の精神状態を再度評価するためにスキャン後のアセスメントを行います。最後に、参加者に1週間後に再来院するように伝えます。

記憶想起タスクでは、グループレベルの解析が可能になるよう、約24名の被験者を対象に本プロトコルを実施することを推奨します。被験者間で潜在的パラダイムと顕在的パラダイムの提示順序をカウンターバランスさせることを忘れないでください。収集したデータは、一般にSPMとして知られるStatistical Parametric Mappingなどの、任意のfMRI解析ソフトウェアパッケージを用いて解析できます。

当研究室では、これを自作の素材と組み合わせて使用しています。研究室ベースのツールによる前処理には、一般的なステップである品質保証、画像の整合（アライメント）、モーション補正、共レジストレーション、正規化、および 8 mm カーネルを用いた空間平滑化を含める必要があります。SPMを使用する場合、関心のある各条件で記録されたデータと、あらかじめ設定した血行動態応答関数との適合性を評価するために、一般線形モデルを実装します。

あるいは、各条件のデータを個別に平均化することで、血行動態反応関数の形状に関する事前の仮定を置かずに、各条件に関連する生のFMR信号を確認することができます。この場合、反応の差をタイムポイントごとに評価することが可能です。さらに、関心のあるコントラストにより、刺激前ベースラインと比較した信号変化率や、ある条件と別の条件との間の差を明らかにすることができます。

感情価や感情調節操作を含むさまざまな要因に基づいた脳活動の比較を含む、個人レベルおよびグループレベルの統計分析を行うことができます。ここでは、グループ統計の結果として、感情反応操作により活動が低下した領域を示す構造画像上に重ね合わせられた機能マップの冠状断像を示しています。感情調節目標の誘導は、扁桃体における活動の低下と関連していました。カラーバーは、活性化マップのTValueのグラデーションを示しています。

棒グラフは、ERゴールの誘導前後における、感情的な画像と中立的な画像に対する信号変化率を示しています。ベースライン期では、中立的な画像と比較して感情的な画像に対する扁桃体の活動が高かったことがわかります。この差は、感情を調節するというゴールの誘導後に消失しました。

ここでは、外側および内側前頭前皮質を含む、認知制御および感情調節に関連する脳領域における活動の上昇も見られます。ここでも、カラーバーはT値の勾配を示しており、棒グラフは感情反応ゴールの誘導前後における、2つの価性の画像に対する信号変化率を示しています。上部の棒グラフに示されているように、制御領域では、感情を調節するというゴールを誘導した結果、感情的な画像に対する活動が増加しました。

本手順を実施する際は、操作前後のランにおいて刺激特性を適切にバランスさせ、混同要因となる可能性のある影響を避けることが重要です。また、参加者がタスクの指示を十分に理解しているかを確認することも重要です。このビデオを視聴することで、明示的および暗示的に感情を調節するために目標を操作する方法、およびこれらの感情調節戦略の即時的および長期的な効果を評価する方法について、深く理解することができるはずです。