Name: Brain Imaging Onderzoek van de aantasting effect van emotie op cognitie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-01T12:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 8 s
Description: Leer hoe emotionele afleiding werkinggeheugen beïnvloedt door hersenactiviteit te meten met functionele MRI. Deze methode onthult neurale mechanismen achter cognitieve stoornissen door emoties.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

FD werd ondersteund door een Young Investigator Award van de Amerikaanse Nationale Alliantie voor onderzoek naar schizofrenie en depressie en een CPRF Award van de Canadese Psychiatric Research Foundation.

I. Opdracht Design, Prikkels en Experimentele Protocol <ol><li> De belangrijkste taak van dit protocol is een vertraagde reactie van WM taak, waar de nieuwe taak-irrelevant emotionele en neutrale distracters worden gepresenteerd tijdens de vertraging interval tussen de nota's en sondes (zie figuur 1 voor diagram de oorspronkelijke taak). Event-related fMRI gegevens worden geregistreerd, terwijl de deelnemers het uitvoeren van deze taak. Gecodeerde versies van de werkelijke distracters kan ook gebruikt worden als perceptuele controles, die identiek zijn fundamentele eigenschappen (bijvoorbeeld, ruimtelijke frequentie en luminantie) te hebben. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/2434/2434fig1.jpg" alt="Figuur 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1. Algemeen Schema van de Delayed-Response Werkgeheugen Task met Distraction (van 6, met toestemming). Drie gezichten worden gebruikt in de nota om sterk gaan de dorsale executive-systeem, en paren van nieuwe distracters worden gebruikt om de IMPAC te verhogent van emotionele afleiding op de WM prestaties en hersenactiviteit. De impact van emotionele distracters kan ook worden verhoogd door de presentatie van de foto's in kleur (niet afgebeeld), en door het koppelen distracters met vergelijkbare emotionele en semantische inhoud. In dit verband dient aandacht te worden besteed aan ook de emotionele en neutrale plaatjes wedstrijd in elementaire eigenschappen, zoals helderheid en ruimtelijke frequentie 15, om te voorkomen dat er mogelijk verwart. De deelnemers krijgen de opdracht om hun focus te houden op de WM taak terwijl het verwerken van de distracters, en om snel en accuraat antwoord te leveren aan de sondes door te drukken op een reactie van de knop (1 = Oud, 2 = Nieuw). Voor de stimulus presentatie, gebruikten we CIGAL ( <a href="http://www.nitrc.org/projects/cigal/">http://www.nitrc.org/projects/cigal/</a> ). De nota's en sondes kunnen worden gepresenteerd in kleur of zwart-wit. <ol start="2"><li> Is het raadzaam dat het geslacht van de gezichten in de nota een uitgebalanceerde verhouding van mannen (50%) en f heeftemales (50%). Vergelijkbare evenwichtige verhouding is ook geadviseerd voor de Oude (50%) en Nieuw (50%) sondes. De moeilijkheid van de WM taak kan worden gevarieerd door het veranderen van deze verhoudingen en / of door het variëren van andere factoren - zoals de gelijkenis van de gelaatstrekken bij gezichten van dezelfde akte van oprichting en hun gelijkenis met de sondes, en / of door het manipuleren van de aanwezigheid / afwezigheid van extra-gelaatstrekken in de nota's (zie ook het filmpje). In aanvulling op gezichten, kunnen ook andere stimuli ook gebruikt worden als nota's en sondes 9. </li><li> Het wordt aanbevolen dat 30-40 trials per conditie 6, 11 worden gebruikt met dit ontwerp, maar gezien haar stabiliteit als een "slow-tempo" design robuuste fMRI signaal kan ook worden verkregen met minder studies (zie aanvullend materiaal uit 6). Dit maakt verzameling van de fMRI gegevens in ~ 1,5 tot 2 uur., Die haalbaar is om te gebruiken in zowel gezonde en klinische deelnemers. Ondanks zijn geringe nadeel als gevolg van het relatief lagere aantal proevendie betrokken kunnen worden vergeleken met "snelle" ontwerpen, dit ontwerp heeft de voordelen van het verkrijgen van meer stabiele single-trial fMRI-signaal en een betere scheiding van het signaal in verband met individuele proeven en binnen de trial stimuli / fasen, die ook voordelig zijn voor de functionele connectiviteit analyses. </li><li> Variatie van de distracters soort draagt ​​ook bij aan de veelzijdigheid van dit ontwerp, door aanpassing van het volgens de doelstellingen van de onderzoeken en de betrokken bevolkingsgroepen. Emotionele en neutrale distracters in het oorspronkelijke ontwerp zes werden geselecteerd uit de International Affective Picture System 16, maar soortgelijke effecten kunnen worden verkregen met andere nieuwe stimuli die effectief zijn als distracters 12, en / of met manipulaties die de gevoeligheid van de WM taak toename van de het detecteren van gedrag verschillen (bijvoorbeeld door ook het beoordelen van de deelnemers het vertrouwen in hun antwoorden) 11. </li><li> Bijvoorbeeld, in een recente studie in de na-oorlogse veterans met of zonder post-traumatische stress stoornis (PTSS) 12, werden de emotionele IAPS foto's het induceren van het algemeen negatieve emoties vervangen door de bestrijding van-gerelateerde foto's. Deze foto's zijn naar verwachting emoties die meer specifiek gekoppeld aan de bestrijding in verband met trauma's, en dus effectiever distracters in het gevecht blootgestelde cohorten, met name in de PTSS-groep induceren. Bovendien, stimuli die specifieke negatieve emoties (zoals angst) induceren of emotioneel positieve stimuli kan ook worden gebruikt als distracters. Bijvoorbeeld, gezichten tonen angstige uitdrukkingen kunnen sociale angst veroorzaken, en dus effectief te zijn in het onderzoek naar de impact van de voorbijgaande angst-inducerende afleiding op WM 11. Ook kunnen vergelijkbare effecten gevonden worden met een positieve distracters 17. </li><li> Tot slot kan in combinatie met andere maatregelen (bv, gedrags-en persoonlijkheid-gerelateerd) dit paradigma ook worden gebruikt om te onderzoeken relaties tussen hersenactiviteit en de individuele verschillen verschillen in de verschillende aspecten die invloed hebben op de cognitieve prestaties in deze taak 8, 10, 11. </li></ol> II. Voorbereiding van het onderwerp voor de Scan Alle deelnemers moeten schriftelijke geïnformeerde toestemming voorafgaand aan het uitvoeren van de experimentele protocol, dat moet worden goedgekeurd door een Ethische Raad van Bestuur. Voorafgaand aan Het invoeren van de Scanning Room <ol><li> Op de dag van het scannen, is de deelnemer huidige gemoedstoestand beoordeeld, om te controleren voor het effect van de stemming op de WM taak met afleiding. 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 11. </li><li> Voorafgaand aan de scan, wordt de deelnemer geïnformeerd detail van de scan procedures, en wordt gegeven specifieke instructies voor de gedrags-taak. De deelnemer vult ook een korte training om vertrouwd te maken met de taak. </li></ol>e_step "&gt; invoeren van de Scanning Room <ol start="3"><li> De deelnemer ligt op zijn rug op het bed scanning, met extra demping van de kop, om comfort te garanderen tijdens het scannen en beweging te minimaliseren. Om verder te minimaliseren beweging van het hoofd, kan de niet-klevende zijde van een lengte van tape licht worden rond het voorhoofd van het onderwerp. Onderwerpen worden gegeven gehoorbescherming als isolatie koptelefoon om met de experimentator communiceren tijdens de MRI-scan. </li><li> Van het onderwerp rechterhand is comfortabel gepositioneerd op de reactie box. Voordat u begint met het verzamelen van gegevens, is het essentieel om ervoor te zorgen dat de reactie knoppen goed te laten werken en dat het onderwerp kan het scherm projectie duidelijk te zien voor de stimulus presentatie. Een noodstop-knop is ook in de buurt geplaatst, zodat het onderwerp kan een dringende noodzaak om de scanner stoppen aangeeft. </li></ol> Naar aanleiding van de Scanning Session <ol start="5"><li> Extra taken kunnen worden gebruikt voor verdere gedragsproblemen assessments - bijvoorbeeld om de deelnemers 'gevoeligheid voor de distracters bepalen, door de rating van de emotionele valentie / intensiteit van distracters en / of de subjectief ervaren afgeleid van de distracters. Deze ratings kunnen worden gebruikt om die subjectieve waarneming van emotionele stimuli gebruikt worden tijdens het scannen zorgen repliceert vorige effecten die zijn aangetoond in de literatuur, en de individuele verschillen in de scores kan worden gebruikt om hun invloed te onderzoeken op de neurale mechanismen bemiddelende het nadelige effect van emotie op cognitie 6 , 8. </li><li> Beoordeling van persoonlijkheidskenmerken (bijvoorbeeld eigenschap angst, emotionele reactiviteit) kan ook worden gedaan na de MRI-scan, zo niet uitgevoerd voorafgaand aan het scannen van 11. </li></ol> III. Opname van gegevens en analyse Scannen Parameters In de oorspronkelijke studie 6, we verzamelde gegevens met behulp van MRI een 4 Tesla General Electric scanner voor MRI-opnamen, maar voor de meer recschillende versies van de taak die we waren ook succesvol in het verzamelen van MRI data met een 1,5 T-scanner 11. In de 4T scanner, serie van 30 functionele plakjes (voxel size = 4 x 4 x 4 mm) werden verkregen met behulp van een inverse axiaal-spiraal pulssequentie (TR = 2000 ms; TE = 31 ms; gezichtsveld = 256 x 256mm) , waardoor voor full-hersenen dekking. Ook in de 1,5 scanner, serie van 28 functionele plakjes (voxel size = 4 x 4 x 4 mm), werden overgenomen axiaal met behulp van een echoplanar reeks (TR = 2000 ms; TE = 40 ms; gezichtsveld = 256 x 256 mm ). Hoge-resolutie structurele beelden werden ook overgenomen in axiale richting (in-plane resolutie = 1 mm 2; anatomisch-functionele ratio = 4:1). Data Analysis We maken gebruik van statistische Parametric Mapping (SPM: <a href="http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/">http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/</a> ) in combinatie met in-house Matlab-gebaseerde hulpmiddelen. Pre-verwerking typische stappen: kwaliteitszorg *, TR eenlignment, beweging correctie, co-registratie, normalisatie, en glad maken (met behulp van een 8 x 8 x 8 mm Kernel); * basic kwaliteitsborging bij visuele inspectie van de gegevens, het bruto bewegingen van de deelnemers en beweging-gerelateerde artefacten in de te detecteren gegevens, alsmede de identificatie van de volumes met een ongewone pieken in het MR-signaal. Individuele en collectieve niveau statistische analyses te betrekken vergelijken van hersenactiviteit volgens de afleider type (emotioneel versus neutraal afleiding). Bovendien, correlaties van de beeldvorming van de hersenen gegevens met subjectieve of objectieve metingen van afleidbaarheid (bijvoorbeeld emotionele en afleidbaarheid ratings en ​​werkgeheugen prestaties) 6,8,11 en / of scores indexering persoonlijkheid maatregelen (bijvoorbeeld, angstdispositie) 11 kan ook worden uitgevoerd, te onderzoeken hoe de hersenactiviteit co-varieert met individuele verschillen in deze maatregelen. Analyses in al onze studies met behulp van dit protocol zijn meestal gericht op activiteit waargenomen tijdens de vertraging interval, when de distracters worden gepresenteerd, maar de activiteit time-slot voor andere evenementen (bijv., probes) kunnen ook worden onderzocht. IV. Representatieve resultaten <img src="/files/ftp_upload/2434/2434fig2.jpg" alt="Figuur 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2. Tegenover patroon van activiteit in het ventrale vs Dorsale Brain Systems in de tegenwoordigheid van Emotional Distraction (van 6, met toestemming). Emotionele distracters geproduceerd verhoogde activiteit in het ventrale affectieve gebieden van de hersenen (rood blobs), zoals de ventrolaterale prefrontale cortex (vlPFC) en amygdala (niet afgebeeld), terwijl de productie van verminderde activiteit in de dorsale executive gebieden van de hersenen (blauw blobs), zoals dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) en laterale pariëtale cortex (LPC). Het centrale beeld toont de activering kaarten van de directe contrast tussen de meest ten opzichte van de minst storende omstandigheden (dat wil zeggen, emotionele versus scrambled), bovenop een hoge resolutie hersenen afbeelding in een lateralezicht van de rechter hersenhelft. De kleur horizontale balken aan de onderkant van de hersenen afbeelding geven de helling van de t-waarden van de activering kaarten. De lijn grafieken tonen het tijdsverloop van de activiteit in representatieve dorsale en ventrale hersengebieden (aangegeven door gekleurde pijlen). De grijze rechthoekige dozen boven de x-as geven het begin en de duur van de nota's, distracters, en sondes, respectievelijk. FFG = spoelvormige winding.

<ol><li>Dolcos, F., Iordan, A. D., Dolcos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+emotion-cognition+interactions%3A+A+review+of+evidence+from+brain+imaging+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cogn.+Psychol%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of emotion-cognition interactions: A review of evidence from brain imaging investigations.</a> J. Cogn. Psychol. 23, 669-694 (2011).</li>
<li>Shafer, A., Iordan, A., Cabeza, R., Dolcos, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+imaging+investigation+of+the+memory-enhancing+effect+of+emotion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Brain imaging investigation of the memory-enhancing effect of emotion.</a> J. Vis. Exp. (51), (2011).</li>
<li>Dolcos, F., LaBar, K. S., Cabeza, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDolcos%2C+F+%22Memory+and+Emotion%3A+Interdisciplinary+Perspectives%22">Memory and Emotion: Interdisciplinary Perspectives</a>. Uttl, B., Ohta, N., Siegenthaler, A. L. , Blackwell Publishing. Malden, MA. 107-134 (2006).</li>
<li>Dolcos, F., Denkova, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+encoding+emotional+memories%3A+A+review+of+functional+neuroimaging+evidence%5BTitle%5D)+AND+%22Cell.+Sci.+Reviews%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of encoding emotional memories: A review of functional neuroimaging evidence.</a> Cell. Sci. Reviews. 5, 78-122 (2008).</li>
<li>Dolcos, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDolcos%2C+F+%22The+Impact+of+Emotion+on+Memory%3A+Evidence+from+Brain+Imaging+Studies%22">The Impact of Emotion on Memory: Evidence from Brain Imaging Studies</a>. , VDM Verlag. (2010).</li>
<li>Dolcos, F., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+systems+mediating+cognitive+interference+by+emotional+distraction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Brain systems mediating cognitive interference by emotional distraction.</a> J. Neurosci. 26, 2072-2079 (2006).</li>
<li>Dolcos, F., Kragel, P., Wang, L., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+the+inferior+frontal+cortex+in+coping+with+distracting+emotions%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroreport%22%5BJournal%5D)">Role of the inferior frontal cortex in coping with distracting emotions.</a> Neuroreport. 17, 1591-1594 (2006).</li>
<li>Dolcos, F., Diaz-Granados, P., Wang, L., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Opposing+influences+of+emotional+and+non-emotional+distracters+upon+sustained+prefrontal+cortex+activity+during+a+delayed-response+working+memory+task%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Opposing influences of emotional and non-emotional distracters upon sustained prefrontal cortex activity during a delayed-response working memory task.</a> Neuropsychologia. 46, 326-335 (2008).</li>
<li>Anticevic, A., Repovs, G., Barch, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resisting+emotional+interference%3A+brain+regions+facilitating+working+memory+performance+during+negative+distraction%5BTitle%5D)+AND+%22Cogn.+Affect.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Resisting emotional interference: brain regions facilitating working memory performance during negative distraction.</a> Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 10, 159-173 (2010).</li>
<li>Chuah, L. Y., Dolcos, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+interference+by+emotional+distracters%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and interference by emotional distracters.</a> Sleep. 33, 1305-1313 (2010).</li>
<li>Denkova, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+anxiety-inducing+distraction+on+cognitive+performance%3A+A+combined+brain+imaging+and+personality+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The impact of anxiety-inducing distraction on cognitive performance: A combined brain imaging and personality investigation.</a> PLoS One. 5, e14150-e14150 (2010).</li>
<li>Morey, R. A., Dolcos, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+trauma-related+distractors+on+neural+systems+for+working+memory+and+emotion+processing+in+posttraumatic+stress+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Psychiatr.+Res%22%5BJournal%5D)">The role of trauma-related distractors on neural systems for working memory and emotion processing in posttraumatic stress disorder.</a> J. Psychiatr. Res. 43, 809-817 (2009).</li>
<li>Anticevic, A., Repovs, G., Corlett, P. R., Barch, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+and+nonemotional+interference+with+visual+working+memory+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Negative and nonemotional interference with visual working memory in schizophrenia.</a> Biol. Psychiatry. 70, 1159-1168 (2011).</li>
<li>Diaz, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+emotional+distraction+on+verbal+working+memory%3A+An+fMRI+investigation+comparing+individuals+with+schizophrenia+and+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Psychiatr.+Res%22%5BJournal%5D)">The influence of emotional distraction on verbal working memory: An fMRI investigation comparing individuals with schizophrenia and healthy adults.</a> J. Psychiatr. Res. 45, 1184-1193 (2011).</li>
<li>Delplanque, S., N'Diaye, K., Scherer, K., Grandjean, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+frequencies+or+emotional+effects%3F+A+systematic+measure+of+spatial+frequencies+for+IAPS+pictures+by+a+discrete+wavelet+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Spatial frequencies or emotional effects? A systematic measure of spatial frequencies for IAPS pictures by a discrete wavelet analysis.</a> J. Neurosci. Methods. 165, 144-150 (2007).</li>
<li>Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthberg, B. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLang%2C+PJ+%22NIMH+Center+for+the+Study+of+Emotion+and+Attention%22">NIMH Center for the Study of Emotion and Attention</a>. , Gainesville, FL. (1997).</li>
<li>Iordan, A. D. Behavioral and brain imaging investigation of the impact of positive and negative distraction on cognitive performance. The Society for Neuroscience Annual Meeting, Washington DC, , (2011).</li>
<li>Oei, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress+shifts+brain+activation+towards+ventral+%27affective%27+areas+during+emotional+distraction%5BTitle%5D)+AND+%22Soc.+Cogn.+Affect.+Neurosci.+%5BEpub+ahead+of%22%5BJournal%5D)">Stress shifts brain activation towards ventral 'affective' areas during emotional distraction.</a> Soc. Cogn. Affect. Neurosci. [Epub ahead of. , (2011).</li>
<li>Dolcos, F., Miller, B., Kragel, P., Jha, A., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+brain+differences+in+the+effect+of+distraction+during+the+delay+interval+of+a+working+memory+task%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Regional brain differences in the effect of distraction during the delay interval of a working memory task.</a> Brain Res. 1152, 171-181 (2007).</li>
<li>Morey, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+transporter+gene+polymorphisms+and+brain+function+during+emotional+distraction+from+cognitive+processing+in+posttraumatic+stress+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Serotonin transporter gene polymorphisms and brain function during emotional distraction from cognitive processing in posttraumatic stress disorder.</a> BMC Psychiatry. 11, (2011).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Deze experimentele ontwerpen die de eerste beeldvorming van de hersenen het bewijs dat het nadelige effect van emotionele afleiding op de lopende cognitieve processen die wederzijdse modulaties tussen de HotEmo ventrale neurale systeem en het ColdEx dorsale systeem met zich meebrengt. Dit dorso-ventrale dissociatie was gekoppeld aan verminderde WM prestaties in de aanwezigheid van emotionele afleiding 6, is systematisch herhaald in normale 8-11, klinische 12-14, en ande...

brain imaging onderzoek van de aantasting effect van emotie op cognitie

Brain Imaging Investigation of the Impairing Effect of Emotion on Cognition

Emoties van invloed kan zijn cognitie door het uitoefenen van zowel de verbetering (bijvoorbeeld beter geheugen voor emotionele gebeurtenissen) en aantasting (bijv. verhoogde emotionele afleidbaarheid) effecten (beoordeeld op 1). Aanvulling op onze recente protocol 2 beschrijft een methode die het mogelijk maakt onderzoek naar de neurale correlaten van het geheugen-verbeterende effect van emoties (zie ook 1, 3-5), hier hebben we een protocol dat het onderzoek naar de neurale correlaten van de nadelige gevolgen van de mogelijk aanwezige emotie op cognitie. Het belangrijkste kenmerk van deze methode is dat het de identificatie van wederzijdse modulaties tussen activiteit in een ventrale neurale systeem, betrokken bij het ​​&#39;hot&#39; de verwerking van emoties (HotEmo systeem), en een dorsale systeem, betrokken bij de &#39;koude&#39; op hoger niveau kunnen cognitieve / executive verwerking (ColdEx systeem), die gekoppeld zijn aan cognitieve prestaties en van individuele variatie in gedrag (beoordeeld op 1). Sinds de eerste introductie 6, heeft dit ontwerp bewezen bijzonder veelzijdig en invloedrijk in de opheldering van verschillende aspecten met betrekking tot de neurale correlaten van de nadelige gevolgen van emotionele afleiding op cognitie, met een focus op werkgeheugen (WM), en van omgaan met een dergelijke afleiding 7,11 , zowel in gezonde 8-11 en klinische deelnemers 12-14.

We presenteren een protocol dat het onderzoek naar de neurale mechanismen bemiddelende de schadelijke invloed van emotie op cognitie, met behulp van functionele magnetische resonantie beeldvorming toelaat. Dit protocol kan gebruikt worden met zowel gezonde en klinische deelnemers.

Brain Imaging Onderzoek van de aantasting effect van emotie op cognitie

Emoties kunnen de cognitie beïnvloeden door zowel een versterkend (bijv. een beter geheugen voor emotionele gebeurtenissen) als een belemmerend effect (bijv. verhoogde emotionele ...

Het algemene doel van dit experimentele protocol is om de neurale correlaten van de nadelige invloed van emotie op cognitie te onderzoeken, met een focus op werkgeheugenprocessen. Dit wordt bereikt door hersenactiviteit vast te leggen met behulp van fMRI, terwijl deelnemers een werkgeheugentaak uitvoeren met emotionele afleiding die wordt gepresenteerd tijdens het vertragingsinterval tussen de memoranda en de probes. Na het opstellen van de basiswerkgeheugentaak worden de distractoren geselecteerd op basis van de doelen van het onderzoek en de doelpopulaties. Indien er bijvoorbeeld geen specifieke emoties worden getarget, kunnen emotionele stimuli worden ingezet die algemene emotionele reacties, positief of negatief, opwekken.Wanneer de effecten van specifieke emoties, zoals angst, worden onderzocht, kunnen angst-inducerende distractoren worden gebruikt bij zowel gezonde als klinische deelnemers. Vervolgens worden de gedragsgegevens en hersenbeeldvormingsgegevens, verzameld terwijl de deelnemers de werkgeheugentaak met distractie uitvoeren, geanalyseerd om differentiële effecten van emotionele distractie op de prestaties van het werkgeheugen en de bijbehorende neurale correlaten te identificeren. De resultaten tonen patronen van hersenactiviteit die gekoppeld zijn aan een nadelig effect van emotionele distractie op de prestaties van het werkgeheugen, evenals hersenactiviteit die geassocieerd is met het vermogen om met emotionele distractie om te gaan. Typische doelgebieden in de hersenen omvatten regio's die geassocieerd zijn met het vermogen om gefocust te blijven, welke deel uitmaken van een zogenaamd dorsaal executief neuraal systeem (hier in het blauw weergegeven), en regio's die betrokken zijn bij emotieverwerking, welke deel uitmaken van een ventraal affectief systeem (weergegeven in het rood).De implicaties van deze techniek reiken tot het begrijpen en mogelijk diagnosticeren van angststoornissen, zoals posttraumatische stressstoornis, omdat het mogelijk maakt om veranderingen te identificeren die geassocieerd zijn met dysfunctionele reacties op emotionele afleiding. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals die waarbij doelgerelateerde informatie en taak-irrelevant emotionele afleiding gelijktijdig worden gepresenteerd, is dat het ons in staat stelt om de neurale correlaten in reactie op emotionele afleiding beter te scheiden van die welke geassocieerd zijn met lopende cognitieve processen. Bovendien stelt dit paradigma ons niet alleen in staat om de neuro-correlaten van cognitieve interferentie te onderzoeken, maar ook de neurale responsen bij het omgaan met emotionele afleiding.De basistaak van dit protocol is een vertraagde responstaak voor het werkgeheugen, waarbij nieuwe emotionele en niet-emotionele stimuli worden gepresenteerd als taak-irrelevante distractoren tijdens het vertragingsinterval tussen de memoranda en de probes. Scrambled versies met identieke basiseigenschappen als die van de daadwerkelijke distractoren, zoals ruimtelijke frequentie en luminantie, kunnen als perceptuele controles worden gebruikt. Alternatief kunnen trials zonder distractie ook als basiscontroles worden gebruikt.Er moet op worden gelet dat de emotionele en niet-emotionele distractoren in verschillende trials worden gebruikt. Daarnaast wordt aanbevolen om distractoren met vergelijkbare emotionele en semantische eigenschappen te koppelen om het effect te vergroten. Emotionele en neutrale distractoren in het zojuist getoonde oorspronkelijke ontwerp kunnen worden geselecteerd uit het International Affective Picture System, maar vergelijkbare effecten kunnen worden behaald met andere nieuwe stimuli die effectief zijn als distractoren.Gezichten met boze uitdrukkingen zouden bijvoorbeeld specifieke emotionele reacties zoals sociale angst kunnen opwekken, en zouden daarom effectief kunnen zijn bij het onderzoeken van de impact van kortstondige, angst-opwekkende afleiding op het werkgeheugen. Evenzo zou bij klinische deelnemers, zoals patiënten met posttraumatische stressstoornis, de specificiteit van de afleiding kunnen worden verhoogd door trauma-gerelateerde stimuli te presenteren. Denk hierbij aan het gebruik van gevechtsgerelateerde beelden bij oorlogsveteranen met PTSS.Als angst-opwekkende gezichtsstimuli worden gebruikt om de impact te vergroten, raden we aan deze te morphen zoals hier getoond, in plaats van de gezichten als statische beelden te presenteren. Richt deze taak met de door u gekozen stimulatie-presentatiesoftware in als een event-related design met drie gezichten in de werkgeheugentaak, gevolgd door nieuwe distractoren. De deelnemers moeten de instructie krijgen om hun focus op de meran te behouden terwijl ze de distractoren verwerken, en om snel en accuraat te reageren op de enkele gezichtsprobes door op een responsknop te drukken, waarbij één knop 'oud' of 'onthouden' aangeeft en twee knoppen 'nieuw' aangeven. Daarnaast kunnen manipulaties die de gevoeligheid van de werkgeheugentaak verhogen bij het detecteren van gedragsverschillen, zoals het beoordelen van het vertrouwen van de deelnemer in hun responsen, worden geïmplementeerd.Let op dat dit voorbeeld ter illustratie dient en niet de werkelijke timing van de taak weergeeft. Ten slotte kan de moeilijkheidsgraad van de werkgeheugentaak worden gevarieerd door de aanwezigheid van kleur en/of extra gelaatskenmerken in de memoranda te manipuleren, evenals de gelijkenis van de gezichten op het moment dat de proefpersoon arriveert. Zorg ervoor dat er schriftelijke geïnformeerde toestemming is verkregen en voer een screening uit voor MRI-veiligheid.Beoordeel daarnaast de huidige emotionele staat en persoonlijkheidskenmerken zoals angst en emotionele reactiviteit. Ik wil dat u een paar vragenlijsten invult om uw huidige emotionele staat te beoordelen. Oké, dat zou ongeveer 10 minuten in beslag nemen voorafgaand aan de scan.Informeer de deelnemer gedetailleerd over de scanprocedures en geef specifieke instructies voor de gedragstaak om ongemak te voorkomen en de vertrouwdheid met de taak te vergroten. Laat de deelnemer daarnaast een verkorte oefenronde doen. Breng de proefpersoon vervolgens naar de scanruimte en instrueer hem of haar om in rugligging op de scantafel te gaan liggen.Zorg voor gehoorbescherming en isolatiekoptelefoons voor communicatie tijdens de scan; breng extra kussentjes rond het hoofd aan om het comfort tijdens de scan te waarborgen en beweging te minimaliseren. Daarnaast kan de niet-klevende zijde van een stuk tape lichtjes om het voorhoofd van de deelnemer worden gewikkeld. Om hoofdbewegingen verder te minimaliseren, wordt de rechterhand van de proefpersoon comfortabel op de responskast geplaatst, waarna wordt gecontroleerd of de responsbuttons correct werken.Plaats een noodstopknop in de buurt, zodat de proefpersoon elke dringende behoefte om de scanner te stoppen kan aangeven, en zorg tenslotte dat de proefpersoon de schermprojectie voor de stimuluspresentatie duidelijk kan zien voordat hij of zij de scanner in gaat. Verwerf nu een structurele T1-gewogen beeld op hoge resolutie, zoals een SPGR of MP rage. Stel vervolgens uw functionele runs zo in dat een volledige dekking van de hersenen mogelijk is.In onze eerste studies met een vier Tesla-scanner hebben we axiale series van 30 functionele coupes verkregen met een voxelgrootte van 4 bij 4 bij 4 millimeter, gebruikmakend van een inverse spiraal-pulssequentie met de volgende parameters: een TR van 2000 milliseconden, een TE van 31 milliseconden en een beeldveld (field of view) van 256 bij 256 millimeter. Recentelijk hebben we het paradigma ook aangepast voor een 1,5 Tesla-scanner met de volgende parameters: 28 functionele coupes met een voxelgrootte van 4 bij 4 bij 4 millimeter, axiaal verkregen met een Echo Planar-sequentie en gebruikmakend van een TR van 2000 milliseconden, een TE van 40 milliseconden en een beeldveld van 256 bij 256 millimeter. Informeer de proefpersoon dat de functionele beeldvorming op het punt staat te beginnen en herinner hem of haar aan de taken. Start de scanner synchroon met het paradigma. Wanneer de scan is voltooid, help de proefpersoon uit de scanner en voer een gedragsevaluatie uit om de gevoeligheid van de deelnemer voor de distractors te bepalen door de emotionele intensiteit van de distractors en de subjectief waargenomen afleidbaarheid van de distractors te scoren. Individuele verschillen in deze scores kunnen worden gebruikt om hun invloed op de neurale mechanismen te onderzoeken die het nadelige effect van emotie op cognitie mediëren, of om hersengebieden te identificeren die betrokken zijn bij het omgaan met emotionele afleiding.Bedank tot slot de proefpersoon voor de deelname aan het experiment. Eenmaal verzameld kunnen de gegevens worden geanalyseerd met behulp van elk FMRI-verwerkingssoftwarepakket, zoals statistical parametric mapping, algemeen bekend als SPM. Ons laboratorium gebruikt dit in combinatie met eigen MATLAB-gebaseerde tools.De voorbewerking omvat typische stappen zoals kwaliteitscontrole, beelduitlijning, bewegingscorrectie, co-registratie, normalisatie en ruimtelijke afvlakking met een kernel van acht millimeter. Bij het gebruik van SPM wordt het algemene lineaire model toegepast om de fit van de geregistreerde gegevens van elke conditie van belang te beoordelen ten opzichte van een vooraf bepaalde hemodynamische responsfunctie. Alternatief kunnen de gegevens van elke conditie selectief worden gemiddeld om het ruwe fMRI-signaal geassocieerd met elke conditie te bekijken, zonder vooraf bepaalde aannames over de vorm van de hemodynamische responsfunctie.Contrasten van interesse onthullen vervolgens veranderingen ten opzichte van de pre-stimulus, de baseline, en verschillen tussen de ene conditie vergeleken met een andere conditie. Bij dit experimentele protocol raden we het gebruik aan van analysetools die beoordelingen mogelijk maken van veranderingen in het fMRI-signaal per tijdspunt, op individueel niveau en op groepsniveau. Statistische analyses omvatten vergelijkingen van hersenactiviteit op basis van het type distractor. Bovendien worden correlaties van hersenbeeldvormingsgegevens met subjectieve of objectieve maten van afleidbaarheid en indexscores geanalyseerd.Persoonlijkheidsmetingen kunnen ook worden uitgevoerd om te onderzoeken hoe hersenactiviteit samenhangt met individuele verschillen in die metingen. Hier illustreren we de basisprocedure voor het identificeren van relaties tussen hersenen en gedrag met behulp van correlaties tussen proefpersonen tussen hersenactiviteit en subjectieve beoordelingen van afleidbaarheid. Eerst worden de individuele scores voor afleidbaarheid voor elke proefpersoon berekend.Ten tweede worden hun correlaties met veranderingen in de hersenactiviteit berekend, ofwel op voxel-per-voxel basis, of met fMRI-signalen die zijn geëxtraheerd uit specifieke regions of interest (ROI's). Ten derde worden vervolgens scatterplots van deze correlaties uitgezet. Analyses in al onze studies die gebruikmaken van dit protocol betroffen doorgaans beoordelingen van veranderingen in het fMRI-signaal waargenomen tijdens het vertragingsinterval waarin de distractoren worden gepresenteerd, maar activiteit die tijdgekoppeld is aan andere gebeurtenissen, zoals de probes, kan ook worden onderzocht. Hier illustreren we de belangrijkste bevindingen uit onze initiële studie met emotionele en neutrale distractoren, geselecteerd uit het International Affective Picture System.Het centrale paneel toont activatiekaarten van het directe contrast tussen de meest versus de minst afleidende condities, geprojecteerd op een hersenafbeelding met hoge resolutie in een lateraal aanzicht van de rechterhemisfeer. De focus ligt op de activiteit die is vastgelegd tijdens het vertragingsinterval waarin de distractoren werden gepresenteerd. Activiteit in het dorsale executieve neurale systeem is in blauw weergegeven, en activiteit in het ventrale affectieve systeem is in rood weergegeven.De gekleurde horizontale balken onder de afbeelding van de hersenen geven het verloop van de T-waarden van de activatiekaarten aan. De zijpanelen illustreren de tijdsverlopen van veranderingen in de hersenactiviteit tijdens de werkgeheugentaak met afleiding, waarbij de bovenste panelen activiteit tonen in dorsale executieve regio's zoals de dorsolaterale prefrontale cortex en de laterale pariëtale cortex, en de onderste panelen activiteit tonen in regio's van het ventrale affectieve systeem zoals de ventrolaterale prefrontale cortex of regio's die gevoelig zijn voor affectieve modulatie zoals de gyrus fusiformis. De tijdsverlopen in het blauw representeren de gescrambelde betekenisloze afleider, terwijl de tijdsverlopen in het rood de affectieve afleider aangeven en de tijdsverlopen in het geel de neutrale afleider representeren in de aanwezigheid van betekenisloze afleiding.Er was sprake van aanhoudende activiteit in regio's van het dorsale executieve systeem. De aanwezigheid van emotionele afleiding verhoogde de activiteit in regio's van het ventrale affectieve systeem, terwijl de activiteit in het dorsale systeem afnam en de prestaties van het werkgeheugen verslechterden in overeenstemming met de gedragsmatige impact; de aanwezigheid van neutrale distractoren produceerde een gemiddeld activiteitsniveau in beide systemen. Deze dorso-ventrale dissociatie is systematisch gereproduceerd en bleek specifiek te zijn voor emotionele afleiding.Dit experimentele paradigma maakt het ook mogelijk om hersengebieden te identificeren die betrokken zijn bij het omgaan met emotionele afleiding. Zo identificeerden correlatieanalyses tussen de activiteit in hersengebieden die gevoelig zijn voor de aanwezigheid van emotionele afleiding gebieden in de ventrolaterale prefrontale cortex waarvan de activiteit negatief correleerde met indices van emotionele afleidbaarheid voor de emotionele, maar niet voor de neutrale distractoren. Specifiek namen deelnemers die een grotere activiteit in dit gebied vertoonden, emotionele distractoren waar en beoordeelden deze als minder afleidend.Deze bevindingen leveren bewijs voor een rol van deze regio bij het omgaan met afleidende emoties. Na de ontwikkeling van dit paradigma maakte het de weg vrij voor onderzoekers op het gebied van interacties tussen emotie en cognitie om de neurocorrelaten te bestuderen van zowel het reageren op als het omgaan met emotionele afleiding in zowel gezonde als klinische populaties. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u dit protocol kunt gebruiken om de neurocorrelaten van cognitieve interferentie door emotionele afleiding te onderzoeken en hoe u dit kunt aanpassen aan uw eigen experimentele behoeften.

brain-imaging-investigation-impairing-effect-emotion-on

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

We presenteren een protocol dat het onderzoek naar de neurale correlaten van herinneren emotionele autobiografische herinneringen, met behulp van functionele magnetische resonantie beeldvorming toelaat. Dit protocol kan gebruikt worden met zowel gezonde en klinische deelnemers.

Brain Imaging Onderzoek van de neurale correlaten van Emotional Autobiografische Recollection

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.

Brain Imaging Onderzoek van de neurale correlaten van emotie-regulatie

We presenteren een protocol dat functionele magnetische resonantie imaging gebruikt om onderzoek naar de neurale correlaten van het geheugen-verbeterende effect van de emotie. Dit protocol maakt de identificatie van de hersenactiviteit die specifiek gekoppeld aan het geheugen gerelateerde verwerking, in tegenstelling tot meer algemene perceptuele verwerking, en kan gebruikt worden met een gezonde en klinische populaties.

Brain Imaging Onderzoek van de Memory-versterkend effect van emotie

Het doel van ons onderzoek is om gedrag te correleren met hersenactiviteit. Nauwkeurige gedragsmaatregelen en beeldvormende technieken stellen ons in staat de hersenen-gedrag relaties toe te lichten.

Correleren Behavioral Reacties op fMRI-signalen van de Mens prefrontale cortex: Het onderzoeken van cognitieve processen met behulp van Task Analyse

Het emotionele Stroop-effect (ESE) is het resultaat van langere benamingslatenties voor inktkleuren van emotiewoorden dan die van neutrale woorden. Dit rapport verwijst naar mogelijke bronnen van verwarring en bevat een modaal experiment dat de middelen biedt om deze te beheersen.

De emotionele Stroop Taak: Het beoordelen van de cognitieve prestaties onder Blootstelling aan emotionele inhoud

Dit document beschrijft hoe u een batterij van gedrags-taken uit te voeren om herkenning van emoties van geïsoleerde het gezicht en vocale emotie te onderzoeken en een nieuwe taak met behulp van commerciële televisie en film clips multimodale herkenning van emoties die contextuele signalen omvat beoordelen.

Het verkennen van het gebruik van geïsoleerde Uitdrukkingen en Film Clips te evalueren Emotion Erkenning door mensen met een traumatisch hersenletsel

We introduceren een protocol voor het onderzoeken van de neurale correlaten van een cognitieve emotieregulatietaak, namelijk cognitieve herwaardering, met behulp van functionele magnetische resonantie beeldvorming. Dit protocol werd gebruikt bij patiënten met een obsessief-compulsieve stoornis en gezonde controles, maar kan ook worden gebruikt in andere klinische monsters.

Onderzoek naar de neurale correlaten van cognitieve herwaardering bij obsessief-compulsieve stoornis met behulp van taakgebaseerde functionele magnetische resonantiebeeldvorming

Dit artikel toont een experimentele opzet waarbij het gehele lichaam geanimeerde karakters worden gebruikt in combinatie met functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) naar de neurale correlaten van het observeren van virtuele sociale interacties te onderzoeken.

Brain Imaging Onderzoek van de neurale correlaten van Observing virtuele sociale interacties

Conventionele computer hardware niet kan genereren visuele stimuli met voldoende hoge resolutie in grijswaarden en meten responstijden met voldoende nauwkeurigheid. We beschrijven hoe de VideoSwitcher om hoge-resolutie monochrome schermen te produceren, en de RTbox om responstijden meten met hoge nauwkeurigheid op conventionele computer hardware te gebruiken.

Waardoor een hoge Grijswaarden resolutie schermen en nauwkeurig Response Time Metingen aan conventionele computers

We beschrijven een nieuwe benadering voor gelijktijdige analyse van hersenfunctie en structuur met behulp van magnetische resonantie beeldvorming (MRI). Wij beoordelen de hersenen structuur met een hoge resolutie diffusie-gewogen beeldvorming en witte stof vezels tractografie. In tegenstelling tot de standaard structurele MRI, deze technieken stellen ons in staat anatomische connectiviteit rechtstreeks betrekking hebben op de functionele eigenschappen van de hersenen netwerken.

Co-analyse van hersenstructuur en functie met behulp van fMRI en Diffusie-gewogen beeldvorming

Leer hoe emotionele afleiding werkinggeheugen beïnvloedt door hersenactiviteit te meten met functionele MRI. Deze methode onthult neurale mechanismen achter cognitieve stoornissen door emoties.

Brain Imaging Onderzoek van de aantasting effect van emotie op cognitie

Meer video's verkennen