Summary
В этой статье показано опытно-конструкторских, в которой все тело, анимированные персонажи используются в сочетании с функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) для изучения нейронных коррелятов наблюдения виртуальных социальных взаимодействий.
Abstract
Способность оценить социальное взаимодействие имеет решающее значение в оценке намерений других людей. Такие факторы, как выражение лица и язык тела влияет на наши решения в личной и профессиональной жизни, так 1. Эти "друг или враг" суждения часто основаны на первые впечатления, которые, в свою очередь, может повлиять на наши решения »подход или избежать". Предыдущие исследования расследование нейронных коррелятов социального познания как правило, используют статический лица стимулы 2. Здесь мы проиллюстрируем, опытно-конструкторских, в которой все тело, анимированные персонажи были использованы в сочетании с функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) записей. Пятнадцать участников были представлены короткометражный фильм-клипы гость-хозяин взаимодействия в деловой обстановке, а МРТ данные были записаны, а в конце каждого фильма, участники также при условии, рейтинги хозяин поведения. Такая конструкция имитирует более тесно реальных жизненных ситуациях, и, следовательно, может способствовать лучшему пониманию нейронных механизмов социального взаимодействия в здоровый образ жизни, а также для получения понимание возможных причин дефицита в социальном поведении в таких клинических условиях, социальной тревожности и аутизма 3 .
Protocol
1. Стимулы, задания на проектирование, а также экспериментальный протокол
Наши стимулы создаются с помощью Poser 7.0 ( http://poser.smithmicro.com/poser.html ), и они представлены с использованием CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ).
- Задача состоит из серии из десяти-вторых анимационные ролики невербальной гость-хозяин взаимодействия в деловой обстановке. Заголовок Просмотры гостя на приветствие хозяина (социальное положение взаимодействие) или картона вырезание хоста (не социального взаимодействия / контроль состояния).
- Хост может отображать поведения, которые приглашают к дальнейшему социальному взаимодействию (подход условие), или поведение, которые могут указывать на отсутствие интереса к дальнейшему взаимодействию (избегайте состояния).
- В дополнение к этому основному манипуляции типа поведения отображается хозяина, другие манипуляции могут быть также включены. Например, в некоторых исследованиях (обычно половину) символы могут пожать друг другу руки, как часть приветствия протокола, в то время как в других они ничего не делают. Эта манипуляция позволяет исследовать влияние формальных физический контакт на поведение 4, которые также могут быть как ожидается, имеют разные значения в зависимости от культурного фона просмотра (например, по сравнению с Западной Восточной Азии).
- Другие манипуляции могут быть связаны с изменением перспективы зрителя от личных (Me) в безличных (Другие). Эта манипуляция направлена на выстукивать в нейронных сетях связано с самосправочные обработки 5, и позволяет идентифицировать ответы, которые модулируются личное участие 6,7 (например, обострение воздействие избегать поведения, если принимать его лично). Чередование этих двух точек зрения может быть подают реплики в начале каждого испытания.
- Видео следуют по рейтингу экраны, которые просят подлежат скорость хоста компетентность, надежность, и заинтересованность в ведении бизнеса на 5-балльной шкале Лайкерта (0 = совсем нет / 4 = очень нравится); эти рейтинги должен быть уравновешен через испытания, чтобы избежать порядок эффектов.
- Персонажи в видео уравновешены для отображения поведения (по сравнению с подходом избегать), этническое происхождение (Кавказский против не-кавказских), рубашка цвета, и прически. Основные аспекты, которые могут влиять на социальные взаимодействия (например, привлекательность), также должны находиться под контролем (к примеру, в автономном рейтинги хостов), чтобы гарантировать, что Есть нет систематических различий между категориями суда, и таким образом избежать возможных смешивает (например, если узлы отображения избежать поведения также имеют более низкие показатели общей привлекательности). Наконец, учитывая доказательства того, что взаимодействие с женщинами-хостов, являются более эффективными в оказании влияния на решения (например, финансовых) 4, в нашем текущем исследовании всех узлов были женщины, но пол хосты могут также быть уравновешено через испытания - например, 50% женщин против 50% мужчин.
- Эксперимент разбит на запускает / блоки испытаний, чтобы позволить участникам время для отдыха, и избежать массовых потерь данных в случае выхода оборудования из строя. Кроме того, чтобы избежать предвзятого к потере данных, в идеале условиях / испытания должны быть одинаково представлены в каждом блоке, в соответствии с каждой манипуляции (например, социальное взаимодействие, пола, пожать / нет дрожания). Выполнить заказ и уравновешенные между участниками. Каждая работа начинается с шести секунд фиксации, чтобы позволить стабилизации сигнала MR. Между судом интервалом 8 секунд после каждого фильма заключения и концы каждого запуска / блок.
- Следует отметить, что, хотя по сравнению с экспериментальной конструкции с участием статических стимулов данной конструкции увеличил экологическую обоснованность в определении нейронных коррелятов социального познания, этот подход также создает ограничения и проблемы. Одним из таких проблемой является необходимость сохранения «фон» аспектов (например, в среду, в которой социальное взаимодействие происходит или без соответствующих аспектах поведения), а по возможности постоянной, в контексте манипуляции поведенческих переменных, представляющих интерес (например, , жесты отличительной адресной социальной взаимодействия), которые могут быть трудно осуществить в условиях, когда динамические стимулы используются. Тем не менее, мы считаем, что нынешний подход достигает разумного компромисса между целью повышения экологической обоснованности стимулов, используемых в социальных исследованиях неврологии и ограничений, связанных с участием сканирование мозга инструменты, которые требуют разумного контроля экспериментальных манипуляций, чтобы действительно выводы о нейронных коррелятов целевого поведения.
2. Подготовка Тема для сканирования
Субъекты, как правило, принимаются на работу с учетом их возраста, состояния здоровья, родным языком, и индивидуальные факторы риска развития МРТ сканирования, таких как металлические суставов. ХоWever, в зависимости от цели исследования, другие факторы также могут быть рассмотрены, в том числе расовой / этнической принадлежности, социально-экономический статус, и история употребления наркотиков. Все субъекты обеспечивают письменное информированное согласие перед запуском экспериментального протокола, который утверждается советом по этике.
Перед входом в комнату сканирования
- В тот день, сканирования, участников попросили заполнить анкеты, оценить их текущее состояние ума, чтобы они не слишком тревоги или депрессии до эксперимента 8, 9. Эти оценки также может быть использован в сочетании с МРТ данных, чтобы исследовать, как эмоциональное состояние в момент сканирования могут повлиять на ответы участников. Кроме того, в сочетании с после сканирования оценкам, эти первоначальные оценки могут быть использованы, чтобы убедиться, что участники общего эмоционального состояния не меняется резко, как в результате их участия в эксперименте. Наконец, другие поведенческие / личность оценки могут быть сделаны, чтобы далее исследовать, каким образом отдельные изменения, в частности, аспекты личности, которые влияют на ответы в социальных контекстах (например, социальная тревожность, надежность) может повлиять на ответы участников исследования в течение 10, 11.
- До сканирования, участник подробно проинформирован о процедурах сканирования, и даны конкретные инструкции по поведенческой задачи (см. ниже). Чтобы избежать дискомфорта и повышенной знакомство с задачей, участник также дается сокращенное баллотироваться на практике задача.
Ввод сканирования комнате
- Тема указание лечь спиной на кровать сканирования, с дополнительной амортизации для головы, для обеспечения комфорта во время сканирования и свести к минимуму движение. Для дальнейшей минимизации движения головы, без клея стороне длина ленты могут быть обернуты вокруг лба слегка субъекта. По желанию, амортизация также может быть помещен под подняла колени субъекта, для уменьшения нижней части спины мышечного напряжения.
- Субъекты даны защиты органов слуха (беруши), а также изоляцию наушники для общения с экспериментатором в МРТ.
- Правая рука субъекта позиционируется удобно на поле ответа, тем самым позволяя левой руки, которые будут использоваться для поддержки или для других измерений (например, ответы проводимость кожи). Кнопка аварийной остановки должны быть размещены рядом, так, что субъект может сообщить о любых острая необходимость остановить сканер.
- Перед началом сбора данных, очень важно, чтобы убедиться, что субъект может видеть проекционный экран ясно, что для стимула презентации, и что ответ кнопки работают должным образом.
3. Записи и обработки
Параметры сканирования
Мы собрали данные с помощью МРТ 1,5 тесла Siemens Соната сканер для МРТ записей. Наши анатомические изображения были серии 3D анатомические MPRAGE (время повторения, TR = 1600 мс; эхо времени TE = 3,82 мс; количество частей = 112; воксела размер = 1 х 1 х 1 мм), и функциональные изображения состояла из серии из 28 функциональных ломтиками (воксела размером 4x4x4 мм =), приобретенные аксиально использованием echoplanar последовательности (TR = 2000 мс, TE = 40 мс; поле зрения FOV = 256 х 256mm), что позволяет обеспечить полный охват мозга.
Анализ данных
Мы используем Статистические карты Параметрический (SPM2/SPM5) в сочетании с собственными Matlab-инструментарий. Предварительная обработка включает в себя типичные действия: обеспечение качества, TR выравнивания, коррекции движения, ко-регистрация, нормализации, и сглаживание (8 мм ³ ядре) 12.
- Анализ данных сочетает в себе воксела-мудрый и области интереса (ROI) подходы сравнить мозговую деятельность связана с условиями интерес (например, социальное взаимодействие против не-социального взаимодействия).
- Всего-мозг воксела стрелке анализ производства статистической карты, которые определяют большие сети области мозга, связанные с обработкой, что лежит в основе оценки социальных взаимодействий и ROI анализ позволяет целевые исследования реакции в конкретных регионах мозга, которые априорно определены как часть социальной сети познания (рис. 1А). ROI анализ также используется для извлечения МРТ сигнал для иллюстрации (рис. 1В). Мы использовали пороговой интенсивности р = 0,001 и степени порога в 10 смежных вокселей. В дополнение к этим типичных методов, участвующих в анализе данных, и другие способы анализа данных также могут быть использованы в качестве дополнительных подходов в исследованиях исследования нейронных коррелятов социального познания 13, 14.
- Наконец, корреляции изображений мозга данных с поведенческими данными (например, надежность рейтингов) и / или оценки личности индексации мер (например, тревожности) также могут быть выполнены, чтобы исследовать, как мозговая деятельность совместно-ваРис с индивидуальных различий в поведении и личности.
4. Представитель Результаты
Рисунок 1. Повышенная активность в социальной сети познания в ответ на соблюдение социальных взаимодействий. Сравнение социального взаимодействия против no-interaction/control испытания показали, деятельности в типичных социальных областях мозга познания, в том числе верхней височной борозде (STS, а), латеральной и медиальной префронтальной коры (mPFC, б и г соответственно), и миндалины (ЭМИ, в). "Активация карты" накладываются на высокое разрешение снимков головного мозга отображаются в боковой (левой и правой боковых панелей) и короны (средняя панель) взглядов, цвета полоски показывают градиент т значения активации карт (на основе данных 15 участников), отражающий активность мозга времени заблокирован натисков подхода / предотвращения поведения. Линейные графики иллюстрируют время курсы МРТ сигнал, извлеченный из функциональных трансформирования для каждого типа проб и TR (1 TR = 2 секунды). L = левая, R = Right.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Опытно-конструкторских представленные здесь позволяет исследовать нейронные корреляты наблюдения и интерпретации языка тела. Такая конструкция имеет потенциал для продвижения наших знаний о мозге механизмов, участвующих в социальных взаимодействиях, и расширить теоретические модели того, как мы сочетаем восприятия различных типов языка тела или социального такие понятия, как надежность в принятии решений в интерактивных социальных средах 3. Такие знания могут быть применены в различных личных и бизнес-параметров, и может улучшить наше понимание клинической дефицит в социальном взаимодействии. Успех этого проекта зависит от правильной манипуляции задачи, вовлечение экологически действительны стимулы, а также тщательного сбора данных
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конфликта интересов объявлены.
Acknowledgments
Это исследование было поддержано стартовый капитал для FD. К. С. был поддержан летом студенческие от Альберта Heritage Foundation для медицинских исследований. FD была поддержана премия для молодых следователь из Национального Альянса по исследованиям в области шизофрении и депрессии, а также премии от КПРФ Канадская психиатрическая исследовательского фонда. Авторы хотели бы поблагодарить Петра Seres за помощь в сборе данных и Кристина Suen за помощь в анализе данных.
References
- Adolphs, R. The social brain: neural basis of social knowledge. Annu Rev Psychol. 60, 693-716 (2009).
- Todorov, A. Evaluating faces on trustworthiness: an extension of systems for recognition of emotions signaling approach/avoidance behaviors. Ann N Y Acad Sci. 1124, 208-224 (2008).
- Pelphrey, K. A., Morris, J. P. Brain Mechanisms for Interpreting the Actions of Others From Biological-Motion Cues. Curr Dir Psychol Sci. 15, 136-140 (2006).
- Levav, J., Argo, J. J. Physical Contact and Financial Risk Taking. Psychological Science. 21, 804-810 (2010).
- Northoff, G. Self-referential processing in our brain--a meta-analysis of imaging studies on the self. Neuroimage. 31, 440-457 (2006).
- Eddington, K. M., Dolcos, F., Cabeza, R., R Krishnan, K. R., Strauman, T. J. Neural correlates of promotion and prevention goal activation: an fMRI study using an idiographic approach. J Cogn Neurosci. 19, 1152-1162 (2007).
- Eddington, K. M. Neural correlates of idiographic goal priming in depression: goal-specific dysfunctions in the orbitofrontal cortex. Soc Cogn Affect Neurosci. 4, 238-246 (2009).
- Watson, D., Clark, L. A., Tellegen, A. Development and validation of brief measures of positive and negative affect: the PANAS Scales. J Pers Soc Psychol. 54, 1063-1070 (1988).
- Spielberger, C. D., Gorsuch, R. L., Lushene, R. E. Manual for the State-Trait Anxiety Inventory. , Consulting Psychologists Press. Palo Alto, California. (1970).
- Heimberg, R. G. Psychometric properties of the Liebowitz Social Anxiety Scale. Psychological Medicine. 29, 199-212 (1999).
- Costa, P. T., McCrae, R. R. Revised NEO personality inventory and NEO five factor inventory: Professional manual. , Psychological Assessment. Odessa, FL. (1992).
- Friston, K. J., Ashburner, J. T., Kiebel, S. J., Penny, W. D. Statistical Parametric Mapping: The Analysis of Functional Brain Images. , Elsevier. London. (2006).
- Hanke, M. PyMVPA: A python toolbox for multivariate pattern analysis of fMRI data. Neuroinformatics. 7, 37-53 (2009).
- Said, C. P., Moore, C. D., Norman, K. A., Haxby, J. V., Todorov, A. Graded representations of emotional expressions in the left superior temporal sulcus. Front Syst Neurosci. 4, 1-8 (2011).
