Verstoring van de frontale kwab neurale Synchrony tijdens cognitieve controle door Alcohol Intoxication

Besluitvorming is een dynamisch, interactief proces dat uitgebreid is bestudeerd met functionele magnetische resonantie beeldvorming, of FMRI. Neuroimaging bewijs geeft aan dat de voorste cingulate en de laterale prefrontale cortices zijn essentiële knooppunten in dat neurale netwerk. Vanwege de beperkte temporele resolutie kan FMRI echter niet nauwkeurig de timing en aard van hun samenspel in realtime weergeven.

De huidige studie maakt gebruik van een anatomisch beperkte magneto-en elektro-encefalografie of MEG-methode, die gedistribueerde bronmodellering van het MEG-signaal combineert met structurele MRI-vorming van hersenfilms. Het stelt ons in staat om te onderzoeken hoe acute alcoholintoxicatie de besluitvorming beïnvloedt. Het aantonen van deze procedure zal Joe Happer en Burke Rosen, promovendi, en Laura Wagner, een onderzoeksmedewerker.

Begin met het begeleiden van de deelnemer naar het MEG-lab om een testscan uit te voeren. Zet ze in de scanner, en controleer de kanalen voor mogelijke magnetisatie. Meet vervolgens hun gewicht en laat ze in een elektronische blaastest blazen.

Om dynamische veranderingen in de subjectieve effecten van alcohol te beoordelen, informeert u het onderwerp dat zij hun kortstondige gevoelens en toestanden op een gestandaardiseerde schaal voorafgaand aan het drinken en bij twee andere gelegenheden tijdens het experiment, tijdens de opgaande en dalende ledemaat van de beperking van de ademalcoholconcentratie zullen beoordelen. Beheer vervolgens een oefenrun van de Stroop-taak op een laptop met stimuluspresentatiesoftware om ervoor te zorgen dat de deelnemers de taak begrijpen voordat ze worden opgenomen. Bereid de alcoholdrank door het mengen van hoogwaardige wodka met gekoeld sinaasappelsap, op basis van het geslacht en het gewicht van elke deelnemer.

Serveer hetzelfde volume sinaasappelsap in glazen met velgen uitgepakt met wodka als een placebo drank. Vraag de deelnemer om de drank in ongeveer 10 minuten te consumeren. Plaats vervolgens de EEG-dop en het elektro-beeld, EOG, elektroden op het hoofd van de deelnemer.

Controleer of alle impedantie lager is dan 5 kiloohms. Bevestig de hoofdpositie-indicator, HPI, spoelen aan weerszijden van het voorhoofd en achter elk oor. Plaats de referentiekaders op het hoofd van de deelnemer.

Verdigin de posities van de fiduciale punten, met inbegrip van de nasion en twee preauriculaire puntenposities van HPI spoelen, EEG-elektroden en verkrijgen een groot aantal extra punten afbakenen van de vorm van het hoofd. Controleer de adem van de deelnemer alcohol concentratie met een blaastest, te beginnen bij 15 minuten na het drinken. En dan, om de vijf minuten, totdat ze de opnamekamer binnengaan.

Begin met het comfortabel positioneren van de deelnemer in de MEG-scanner. Aangezien de prefrontale activiteit van bijzonder belang is, moet u ervoor zorgen dat de deelnemer zodanig is geplaatst dat zijn of haar hoofd de bovenkant van de helm aanraakt en langs de voorkant is uitgelijnd. Sluit vervolgens de HPI-spoelen en de elektrodop aan op de respectievelijke ingangen op de scanner.

Plaats responspads zodat de knoppen comfortabel kunnen worden ingedrukt. Herinner de deelnemer eraan om knipperen te minimaliseren en bewegingen te vermijden, inclusief hoofdbeweging veroorzaakt door praten. Bestudeer alle kanalen op artefacten en meet de hoofdpositie in de scanner.

Start vervolgens met het verzamelen van gegevens en begin de taak. Aangezien elektronische apparaten niet kunnen worden gebruikt in de afgeschermde kamer, overschakelen naar het gebruik van een speeksel alcoholtest die bestaat uit een wattenstaafje verzadigd in speeksel en wordt ingevoegd in een recipiënt die een uitlezing biedt. Nadat de taak is voltooid, slaat u de gegevens op en begeleidt u de deelnemer uit de opnamekamer.

Nadat de deelnemer de scanner heeft verlaten, verwerft u ongeveer twee minuten gegevens uit de lege ruimte als een maat voor instrumentele ruis. Vraag de deelnemer vervolgens om de waargenomen taakmoeilijkheid, de inhoud van de inbeteide drank, hoe dronken ze zich voelden, evenals hun kortstondige stemmingen en gevoelens te beoordelen. Tot slot, het verkrijgen van een hoge resolutie anatomische MRI-scan van elke deelnemer en reconstrueren corticale oppervlak van elke deelnemer met imaging software.

Gebruik tijdens de voorverwerking van gegevens een tolerant band-passfilter en epuc-gegevens in segmenten die opvulintervallen aan elk uiteinde bevatten. Verwijder luidruchtige en platte kanalen en proeven met artefacten door visuele inspectie en het gebruik van op drempel gebaseerde afwijzing. Gebruik vervolgens onafhankelijke componentanalyse om oogwenk en hartartefacten te verwijderen.

Elimineer proeven met onjuiste antwoorden. Pas vervolgens meer lay wavelets toe om complex stroomspectrum voor elke proef te berekenen in één Hertz-stap, vierde theta-frequentieband en verwijder eventuele extra artefacten. Open de MRI-labmodule om de MEG-gegevens samen te registreren met MRI-beelden.

Selecteer Bestands-, import-, Isotrak-gegevens. Selecteer raw_data. fif-bestand en klik op Punten maken.

Selecteer vervolgens Windows, Oriëntatiepunten en klik op Fiducial Landmarks aanpassen totdat coregistratie van MEG-gegevens en MRI acceptabel zijn. Maak vervolgens groepsgemiddelden van gebeurtenisgerelateerde theta-bronkracht door de schattingen van elke deelnemer te veranderen in een gemiddelde corticale weergave. Open vervolgens de MNE-software om de bronschattingen op een opgeblazen gemiddeld oppervlak te visualiseren.

Selecteer Bestand, Load Surface en laad opgeblazen groepsgemiddelde vrije surfer corticale oppervlak. Dit wordt gevolgd door het selecteren van Bestand, Overlays beheren, STC laden, Group Averaged Data laden en het geladen bestand selecteren uit beschikbare overlays. Kleurschaaldrempeling aanpassen en klik op Weergeven.

Bekijk hersenfilms van gebeurtenisgerelateerde theta-kracht en onderzoek spatiotemporale stadia van verwerking door gebieden en tijdvensters te identificeren die worden gekenmerkt door de hoogste activering. Maak vervolgens onbevooroordeelde regio's van belang, ROI, op basis van de totale schattingen van de gemiddelde groep. Als u corticale locaties met de meest opvallende bronkracht wilt opnemen, berekent u tijdcursussen voor elk onderwerp, conditie en ROI.

Tot slot, schat taak gerelateerde veranderingen in de lange afstand synchronisatie tussen de belangrijkste activering foci in de ACC en de laterale PFC door het berekenen van de fase vergrendeling waarde. Druk de waarde voor fasevergrendeling uit als procentuele wijziging ten opzichte van de basislijn. Gedragsresultaten geven aan dat de Stroop-taak met succes responsinterferentie manipuleerde omdat de nauwkeurigheid de laagste was en de responstijden het langst op ongerijmde proeven.

Alcoholintoxicatie verlaagde de nauwkeurigheid, maar had geen invloed op de reactietijden. Gebeurtenis gerelateerde theta macht is het grootst op ongerijmde proeven, die in overeenstemming is met de gevoeligheid voor conflict eisen, vooral in de prefrontale cortex. Echter, in vergelijking met congruous proeven, alcohol vermindert theta macht op ongerijmde proeven selectief in de ACC en de laterale PFC.

Verder, cooscillations tussen de ACC en laterale PFC variëren in de tijd, met een algehele vroege toename van cooscillaations tijdens een stimulus processing fase. Onder placebo wordt dit gevolgd door een aanhoudende toename na ongeveer 400 milliseconden op ongerijmde studies tijdens de integratie- en responsvoorbereidingsfase. Acute alcoholintoxicatiesreguleren daarentegen deze cooscillaties die verder wijzen op de kwetsbaarheid van top-down regulerende functies voor alcohol.

In deze studie hebben we geschat spatiotemporale, de waar en wanneer stadia van de verwerking, en hebben onderzocht hoe verschillende hersengebieden interageren tijdens de besluitvorming. We hebben aangetoond hoe alcoholintoxicatie het cognitieve controlenetwerk ontregelt, wat kan leiden tot een verminderd vermogen om zich te onthouden van overmatig drinken.