Methodenartikel

Brain Imaging Onderzoek van de neurale correlaten van emotie-regulatie

12.4K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/2430

⸱

26 augustus 2011

 ,  ,  ,  , 
1Department of Psychology, University of Illinois, Urbana-Champaign, 2Department of Computing Science, University of Alberta, Edmonton, 3Department of Psychiatry, University of Alberta, Edmonton, 4Department of Psychology, University of Alberta, Edmonton, 5Centre for Neuroscience, University of Alberta, Edmonton, 6Neuroscience Program, University of Illinois, Urbana-Champaign, 7Beckman Institute, University of Illinois, Urbana-Champaign

In dit artikel

Samenvatting

We presenteren een protocol dat het onderzoek naar de neurale correlaten van bewuste en automatische emotie regulatie, met behulp van functionele magnetische resonantie beeldvorming toelaat. Dit protocol kan gebruikt worden bij gezonde deelnemers, zowel jonge als oudere, maar ook in de klinische patiënten.

Samenvatting

De mogelijkheid om de controle / reguleren emoties is een belangrijk copingmechanisme in het gezicht van emotioneel stressvolle situaties. Hoewel er aanzienlijke vooruitgang is geboekt in het begrijpen van bewust / opzettelijk emotieregulatie (ER), is minder bekend over non-conscious/automatic ER en de bijbehorende neurale correlaten. Dit is gedeeltelijk te wijten aan de problemen die inherent zijn aan het unitaire concepten van automatische en bewuste verwerking 1. Hier presenteren we een protocol dat het onderzoek naar de neurale correlaten van opzettelijke en automatische ER met behulp van functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) mogelijk maakt. Dit protocol maakt nieuwe wegen van onderzoek naar verschillende aspecten van ER. Bijvoorbeeld, de experimentele ontwerp maakt manipulatie van het doel te regelen emotie (bewust versus niet-bewust), evenals de intensiteit van de emotionele uitdaging (hoog versus laag). Bovendien laat het onderzoek van zowel de directe (emotie waarneming) en lange-termijn effecten (emotionele geheugen) van een ER-strategieën op de verwerking van emoties. Daarom kan dit protocol een bijdrage leveren tot een beter begrip van de neurale mechanismen van emotie-regulatie in gezond gedrag, en tot het verwerven van inzicht in mogelijke oorzaken van de tekorten bij depressie en angststoornissen bij welke emotie dys regelgeving vaak is een van de belangrijkste slopende functies.

Protocol

1. Taak Design, Prikkels en Experimentele Protocol

De overkoepelende protocol afweging van emotionele ratings van de foto's (directe impact), en van het geheugen voor
deze foto's (op lange termijn impact), als gevolg van het induceren van het doel om emotionele reacties te reguleren. Het doel te reguleren is expliciet of impliciet veroorzaakt, en de onmiddellijke en lange-termijn effect wordt beoordeeld ten opzichte van ratings en ​​geheugen opslag van foto's gepresenteerd tijdens baseline blokken / loopt dat de ER manipulaties (pre-ER inductie baseline) voorafgaan, zie figuur 1 voor een diagram van het totale experimentele opzet. Hieronder geven we informatie over al deze aspecten.

Figuur 1
Figuur 1. Diagram van het protocol De ER doel wordt geïnduceerd in elke deelnemer zowel bewust / uitdrukkelijk en non-consciously/implicitly, maar de volgorde van inductie is anders en gecompenseerd in deelnemers -. Dwz die toegewezen aan expliciet ER in het eerste deel volledig de impliciete manipulatie in het tweede deel, en vice versa, elke manipulatie wordt voorafgegaan door zijn eigen basislijn loopt. Zie hieronder voor gedetailleerde beschrijvingen van de Rating en Memory taken.

Emotie Verordening Manipulatie

  1. Expliciete ER manipulatie. In de uitdrukkelijke ER toestand, wordt de emotie classificatie taak voorafgegaan door instructies om emotionele beleving en expressie van emotionele reacties te onderdrukken. Vorige bewijs suggereert dat expliciet ER strategieën op betrouwbare wijze kan beïnvloeden emotioneel reageren 2.
  2. Impliciete ER manipulatie. Hiervoor is een aanpassing van de Scrambled Zin Task (SST) 3 gebruikt om niet-bewust bewegen de doelstelling om emoties te reguleren. In deze taak moeten de deelnemers 20 vier-woord grammaticaal correcte zinnen bouwen van vijf-woord Jumbles die zijn ingebed woorden dat het idee van emotie controle (bijv. "bedwang", "stabiel", "bedekt") over te brengen, en dus eerste de deelnemers om hun emotionele reactie 4 te onderdrukken. De emotie controle woorden zijn afkomstig uit eerdere studies 4, en geselecteerd door te vragen studenten om "een lijst van de 20 woorden die komen je geest als je denkt van het begrip 'emotie control'."
  3. Van de nota, om dezelfde structuur van de taak, zowel in ER omstandigheden te behouden, is een SST ook uitgevoerd in de uitdrukkelijke voorwaarde ER, maar in dit geval de deelnemers worden gepresenteerd met 20 zinnen met alleen neutrale termen met betrekking tot het doel om emoties te beheersen.

Beoordelingen van de directe gevolgen van ER manipulatie: De Emotionele Waardering Task

  1. Selectie van prikkels. Stimuli bestaan ​​van emotionele en neutrale foto's geselecteerd uit de International Affective Picture System (IAPS) 5, gebaseerd op hun normatieve scores voor emotionele valentie en arousal. Zorgvuldige aandacht moet worden besteed aan de afweging van de emotionele inhoud van het beeld in alle studie loopt, en daarmee voorkomen dat verstorende effecten ten gevolge van mogelijke verschillen in deze fundamentele eigenschappen.
  2. Timing van de taak. Elke foto wordt gepresenteerd op het scherm gedurende 4 seconden, en dan is het verwijderd om verstorende effecten van de oogbewegingen gepaard met verlengde het scannen van afbeeldingen 6 minimum te beperken; een fixatie kruis volgt elke foto voor 12 seconden. Deelnemers 'taak is om naar te kijken het beeld en de snelheid van hun subjectieve emotionele ervaring veroorzaakt door de foto's op een 8-punts schaal (1 = neutraal, 8 = zeer negatief). Om te voorkomen dat humeur inductie, foto's zijn pseudo-gerandomiseerde, zodat niet meer dan drie foto's van dezelfde valentie na elkaar gepresenteerd.

Beoordeling van de impact op lange termijn van de ER manipulatie: The Memory Retrieval Task

  1. Een week later, de deelnemers bekijken een gelijk aantal van de oude (gezien in de scanner) en Nieuwe foto's (nooit eerder gezien), die worden gepresenteerd in zwart-wit om te voorkomen dat het plafond prestaties. Naar aanleiding van een oud / nieuw besluit op basis van de vraag of ze zich nog herinneren het zien van de foto's, terwijl in de scanner of niet, de deelnemers ook de snelheid van het vertrouwen van hun reactie op een 3-punts schaal (1 = laag, 2 = gemiddeld, 3 = hoog vertrouwen).

2. Voorbereiding van het onderwerp voor de Scan

Alle deelnemers schriftelijk informed consent voorafgaand aan het uitvoeren van de experimentele protocol, dat is goedgekeurd door een Ethics Board. Ze zijn ook gewaarschuwd dat veel van de foto's schrijnende gebeurtenissen, zoals daden van geweld of trauma's af te beelden, en worden geleverd met gedrukte voorbeelden van representatieve foto's.

Voordat u gaat scannen

  1. Op de dag van het scannen, is de deelnemers de huidige state of mind geëvalueerd 7, om te controleren voor tHij effect van stemming op de emotionele ervaring en het vermogen om emoties te beheersen. In combinatie met post-scanning evaluaties, kunnen deze eerste evaluaties ook worden gebruikt om te screenen op veranderingen in de stemming als gevolg van deelname aan het onderzoek. Evaluaties van persoonlijkheidstrekken, kunnen dergelijke die indexering gewone engagement van emotie-regulatie strategieën 8 ook worden gewezen op hun mogelijke invloeden te onderzoeken op het succes van de ER manipulatie en de bijbehorende neurale correlaten.
  2. Voorafgaand aan de scan worden de deelnemers geïnformeerd detail van de scan procedures, en worden specifieke instructies voor de gedrags-taak. Om ongemak te voorkomen en om meer bekendheid te creëren met de taak, de deelnemers krijgen ook verkort de praktijk loopt voor zowel de emotie classificatie taak en de SST.

In de Scanning Room

  1. De deelnemers krijgen de opdracht om rug liggen op de scan bed, met extra demping van het hoofd om het comfort zorgen tijdens het scannen en beweging te minimaliseren. De niet-klevende zijde van een lengte van tape kan licht worden gewikkeld rond de deelnemers voorhoofd om verder te minimaliseren hoofd beweging. Deelnemers krijgen gehoorbescherming, alsook isolatie koptelefoon om met de experimentator communiceren tijdens de MRI-scan.
  2. Rechterhand onderwerpen 'is comfortabel geplaatst op de reactie box, waardoor de linkerhand te gebruiken voor ondersteuning of voor andere metingen (bijvoorbeeld, huidgeleiding reacties). Een noodstop-knop is in de buurt geplaatst, zodat het onderwerp kan een dringende noodzaak om de scanner stoppen aangeeft. Voordat u begint met het verzamelen van gegevens, is het essentieel om ervoor te zorgen dat het onderwerp kan het scherm projectie duidelijk te zien voor de stimulus presentatie en dat het antwoord knoppen werken naar behoren.
  3. Het onderzoek is verdeeld in loopt / blokken van proeven, zodat de deelnemers de tijd om te rusten, en tot massale verlies van gegevens in geval van apparatuur storingen te voorkomen. Run bestelling wordt gecompenseerd tussen de deelnemers, en elke run begint met zes seconden van fixatie, zodat voor MR-signaal stabilisatie.

3. Gegevensregistratie en verwerking

Scannen Parameters

We MRI data verzameld van 24 jonge gezonde deelnemers, met behulp van een 1,5 Tesla-scanner van Siemens Sonate voor MRI-opnames. Onze anatomische beelden zijn 3D-MPRAGE anatomische serie (herhaling tijd (TR) = 1,600 ms, echo tijd (TE) = 3,82 ms; aantal segmenten = 112; voxel size = 1x1x1mm). De functionele beelden bestaan ​​uit reeksen van 28 functionele plakjes (voxel size = 4x4x4 mm), verkregen met behulp van een axiaal echoplanar reeks (TR = 2000 ms; TE = 40 ms; gezichtsveld van de FOV = 256x256mm), waardoor voor full-hersen-dekking .

Data Analysis

We maken gebruik van statistische Parametric Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) in combinatie met in-house MATLAB-gebaseerde hulpmiddelen. Pre-verwerking typische stappen: kwaliteitszorg, TR uitlijning, beweging correctie, co-registratie, normalisatie, en glad maken (8 mm 3 kernel) 9. Individuele en collectieve niveau statistische analyses kan het gaan vergelijken van hersenactiviteit volgens ER manipulatie (ER versus baseline loopt, zie figuur 2), emotionele Valence (negatieve versus neutraal), opwinding (laag versus hoog), en het geheugen prestaties ( herinnerde vs vergeten). Correlaties van brain imaging data met gedrags-gegevens (bijvoorbeeld, foto ratings) en / of scores indexering persoonlijkheid maatregelen (bijvoorbeeld, persoonlijkheidskenmerken indexering gewone betrokkenheid van ER strategieën) kan ook worden uitgevoerd, om te onderzoeken hoe de hersenactiviteit co-varieert met individuele verschillen in gedrag en persoonlijkheid.

4. Representatieve resultaten:

Figuur 2
Figuur 2. Verminderde amygdala-activiteit en een verhoogde prefrontale cortex activiteit na ER manipulatie. Inducement van de ER doel was geassocieerd met een verminderde activiteit in hersengebieden die geassocieerd met de verwerking van emoties, zoals de amygdala (een), en een verhoogde activiteit in gebieden van de hersenen geassocieerd met cognitieve controle en emotieregulatie 10, inclusief ventrolaterale prefrontale cortex (PFC) (b), dorsolaterale PFC (d), en mediale PFC (c) 11,12. Zoals weergegeven in het staafdiagram illustreert de vlPFC activiteit, expliciete en impliciete ER waren geassocieerd met vergelijkbare patronen van respons, wat suggereert dat deze veranderingen gezamenlijke bijdrage van expliciete en impliciete ER reflecteren. De "activering maps" zijn gesuperponeerd op een hoge resolutie hersenen beelden weergegeven in coronale uitzicht, de kleur balken geven de helling van de t-waarden van de activering kaarten, gebaseerd op de groep statistieken (N = 24), als gevolg van hersenactiviteit in voxels die show gedaald ( linker paneel) of verhoogd (rechter paneel) activiteit als gevolg van een ER manipulatie.Opgemerkt moet worden dat de activering klodders in de PFC kan meer gebieden bestrijken, als volgt: vlPFC / Insula (b) en dorsale anterieure cingulate cortex / premotorische cortex (c). De bar grafieken illustreren procent signaal verandert als gevolg van emotionele (Emo) en neutraal (Neu) foto's voor (dat wil zeggen, BaseRuns) en na de inductie van de ER doelen (dat wil zeggen, Combined ER = expliciete en impliciete ER gemiddeld samen, Expliciete ER, en impliciete ER), zoals uit voxels met pre-tot post-ER verschillen. L = Links, R = Rechts.

Tabel 1
Tabel 1. Verminderde emotionele ratings volgende ER-manipulatie. Net als bij de fMRI resultaten, was er een afname van emotionele ratings volgende ER inductie, en dit effect het gevolg van dalingen na zowel expliciete en impliciete ER. Belangrijker is dat emotionele ratings niet significant veranderen in een controle groep die dezelfde taak uitgevoerd volgens soortgelijke vertragingen, maar in de afwezigheid van ER doel inductie. Ondersteuning van deze ideeën, een 2 (Manipulatie: Baseline versus ER Inductie) x 2 (Valence: Emotionele vs Neutraal) herhaalde maatregelen ANOVA op gegevens uit de experimentele groep * leverde een significant hoofdeffect van manipulatie (F [1, 19] = 11,21, p <0,002) en een significante Manipulatie x Valence Interaction (F [1, 19] = 3,02, p <0,05), en een soortgelijke 2-weg ANOVA op gegevens uit de controlegroep (N = 9) leverde geen een significant hoofdeffect van Delay (Baseline versus Vertraagde Runs) of een aanzienlijke vertraging x Valence interactie. Deze bevindingen suggereren dat de daling van de ratings in de experimentele groep was te wijten aan de inductie van het doel om emoties in plaats van als gevolg van gewenning na herhaalde blootstelling aan emotionele stimulatie te controleren. * Omdat de gegevens niet verloop als gevolg van veel voorkomende oorzaken (bijv. technische fout), werden gedragsmatige analyses in de experimentele groep op basis van gegevens van 20 deelnemers.

Tezamen bieden deze gedrags-en beeldvorming van de hersenen bevindingen te valideren de huidige experimentele opzet, die kan worden gebruikt om de expliciete en impliciete inducties van het doel te vergelijken met emoties te reguleren. Opgemerkt moet worden dat het huidige verslag aspecten wordt benadrukt dat het gevolg zijn van de gezamenlijke bijdrage van de expliciete en impliciete ER manipulaties, maar dit sluit niet uit de mogelijkheid dat hun effecten kunnen scheidbaar zijn op gedrags-en / of hersenen niveau.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Beschreven we een protocol dat expliciete en impliciete manipulatie van het doel gaat te regelen emotie, en maakt het mogelijk onderzoek naar de bijbehorende neurale correlaten. Dit ontwerp heeft het potentieel om onze kennis van hoe de hersenen regelt emoties, die bij uitstek geschikt voor vergelijkingen van expliciete ER tot impliciete ER, die onbedoeld en kan gebeuren zonder inzicht deelnemer en bewustwording 13,14 vooruit. Daarom kan het protocol in het bijzonder nuttig zijn voor het onderzoek van de gewo...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Geen belangenconflicten verklaard.

Dankbetuigingen

Dit onderzoek werd ondersteund door een Young Investigator Award van de Nationale Alliantie voor onderzoek naar schizofrenie en depressie en een CPRF Award van de Canadese Psychiatric Research Foundation (FD). De auteurs willen Trisha Chakrabarty en Peter Seres bedanken voor de hulp bij het fMRI verzamelen van gegevens en Kristina Suen voor hulp bij data-analyse.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Referenties

  1. Bargh, J. A., Williams, L. E. Handbook of emotion regulation. Gross, J. J. , The Guilford Press. New York, NY. 429-445 (2007).
  2. McRae, K. The neural bases of distraction and reappraisal. J Cogn Neurosci. 22, 248-262 (2010).
  3. Srull, T. K., Wyer, R. S. The role of category accessibility in the interpretation of information about persons: Some determinants and implications. Journal of Personality and Social Psychology. 37, 1660-1672 (1979).
  4. Mauss, I. B., Cook, C. L., Gross, J. J. Automatic emotion regulation during anger provocation. Journal of Experimental Social Psychology. 43, (2007).
  5. Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthbert, B. N. Technical Report A-8. , University of Florida. Gainesville, FL. (2008).
  6. van Reekum, C. M., Johnstone, T., Urry, H. L. Gaze fixations predict brain activation during the voluntary regulation of picture induced negative affect. NeuroImage. 36, 1041-1055 (2007).
  7. 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).
  8. Gross, J. J., John, O. P. Individual differences in two emotion regulation processes: implications for affect, relationships, and well-being. Journal of Personality and Social Psychology. 85, 348-362 (2003).
  9. Friston, K. J., Ashburner, J. T., Kiebel, S. J., Nichols, T. E., Penny, W. D. Statistical Parametric Mapping: The Analysis of Functional Brain Images. , Elsevier. London. (2006).
  10. Goldin, P. R., McRae, K., Ramel, W., Gross, J. J. The neural bases of emotion regulation: reappraisal and suppression of negative emotion. Biological Psychiatry. 63, 577-586 (2008).
  11. Berkman, E. T., Lieberman, M. D. Using neuroscience to broaden emotion regulation: Theoretical and methodological considerations. Social and Personality Compass. 3, 475-493 (2009).
  12. Ochsner, K. N., Gross, J. J. Cognitive emotion regulation: Insights from social cognitive and affective neuroscience. Currents Directions in Psychological Science. 17, 153-158 (2008).
  13. Koole, S. L., Rothermund, K. I Feel Better but I Don't Know Why": The Psychology of Implicit Emotion Regulation. Cognition and Emotion. 25, 389-399 (2011).
  14. Gyurak, A., Gross, J. J., Etkin, A. Explicit and implicit emotion regulation: A dual-process framework. Cognition and Emotion. 25, 400-412 (2011).
  15. Mather, M., Carstensen, L. L. Aging and motivated cognition: the positivity effect in attention and memory. Trends Cogn Sci. 9, 496-502 (2005).
  16. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders IV. , American Psychiatric Association. Washinton, D.C. (1994).
  17. Jacques, P., Dolcos, F., Cabeza, R. Effects of aging on functional connectivity of the amygdala during negative evaluation: a network analysis of fMRI data. Neurobiol Aging. 31, 315-327 (2010).
  18. Jacques, P. L., Dolcos, F., Cabeza, R. Effects of aging on functional connectivity of the amygdala for subsequent memory of negative pictures: a network analysis of functional magnetic resonance imaging data. Psychol Sci. 20, 74-84 (2009).
  19. Ritchey, M., Dolcos, F., Eddington, K. M., Strauman, T. J., Cabeza, R. Neural correlates of emotional processing in depression: Changes with behavioral cognitive therapy and predictors of treatment response. Journal of Psychiatric Research. 45, 577-587 (2011).
  20. 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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Functionele magnetische resonantie imagingamygdala activiteitprefrontale cortexexpliciete emotionele controleimpliciete emotionele controleemotionele geheugentaakhersenbeeldanalysetaak met gehusselde zinnenemotionele beoordelingsschaal

Gerelateerde artikelen