Przedstawiamy protokół umożliwiający badanie neuronalnych korelacji świadomej i automatycznej regulacji emocji z wykorzystaniem funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym. Protokół ten może być stosowany u zdrowych uczestników, zarówno młodych, jak i starszych, a także u pacjentów klinicznych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Obrazowanie mózgu w badaniu neuronalnych korelatów regulacji emocji
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Zdolność do kontrolowania/regulowania emocji jest istotnym mechanizmem radzenia sobie w sytuacjach stresujących emocjonalnie. Choć poczyniono znaczące postępy w rozumieniu świadomej/zamierzonej regulacji emocji (ER), mniej wiadomo o nieświadomej/automatycznej ER oraz związanych z nią korelatach neuronalnych. Wynika to częściowo z problemów wpisanych w jednolite koncepcje przetwarzania automatycznego i świadomego1. Przedstawiamy tutaj protokół umożliwiający badanie korelatów neuronalnych zarówno zamierzonej, jak i automatycznej ER przy użyciu funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). Protokół ten otwiera nowe możliwości badania różnych aspektów ER. Na przykład projekt eksperymentalny pozwala na manipulację celem regulacji emocji (świadoma vs. nieświadoma) oraz intensywnością wyzwania emocjonalnego (wysoka vs. niska). Ponadto umożliwia on badanie zarówno bezpośrednich (percepcja emocji), jak i długoterminowych efektów (pamięć emocjonalna) strategii ER w przetwarzaniu emocji. W związku z tym protokół ten może przyczynić się do lepszego zrozumienia mechanizmów neuronalnych regulacji emocji w zdrowym zachowaniu oraz do uzyskania wglądu w możliwe przyczyny deficytów w depresji i zaburzeniach lękowych, w których dysregulacja emocji często należy do głównych wyniszczających cech.
Protokół
1. Projekt zadania, bodźce i protokół eksperymentalny
Główny protokół obejmuje oceny ratingów emocjonalnych obrazów (natychmiastowy wpływ), a także pamięci o
te obrazy (długoterminowy wpływ), w wyniku indukowania celu regulacji reakcji emocjonalnych. Cel regulacji jest indukowany wyraźnie lub niejawniea natychmiastowy i długofalowy wpływ ocenia się w odniesieniu do ocen oraz pamięci obrazów prezentowanych podczas bloków/ serii bazowych poprzedzających manipulacje ER (linia bazowa przed indukcją ER); schemat ogólnego projektu doświadczalnego przedstawiono na rysunku 1. Poniżej szczegółowo opisano wszystkie te aspekty.
Rysunek 1. Schemat protokołu. Cel ER jest indukowany u każdego uczestnika zarówno w sposób świadomy/jawny, jak i nieświadomy/niejawny, przy czym kolejność indukcji jest różna i zrównoważona między uczestnikami – t. j. osoby przydzielone do jawnego ER w pierwszej części wykonują manipulację niejawną w drugiej części i na odwrót; każdej manipulacji poprzedzają własne próby bazowe. Szczegółowe opisy zadań oceny (Rating) i pamięci (Memory) znajdują się poniżej.
Manipulacja regulacją emocji
- Jawna manipulacja regulacją emocji (ER). W warunku jawnej regulacji emocji zadaniu oceny emocji poprzedzają instrukcje dotyczące tłumienia przeżyć emocjonalnych i ekspresji reakcji emocjonalnych. Wcześniejsze dowody sugerują, że jawne strategie ER mogą wiarygodnie wpływać na reagowanie emocjonalne2.
- Ukryta manipulacja regulacją emocji (ER). W tym celu wykorzystano adaptację zadania z pomieszanymi zdaniami (Scrambled Sentence Task, SST)3, aby w sposób nieświadomy wywołać cel regulacji emocji. W tym zadaniu uczestnicy muszą ułożyć 20 poprawnych gramatycznie zdań czterowyrazowych z pięciowyrazowych zbiorów słów, w których zawarto słowa przekazujące ideę kontroli emocji (np. „powściąga”, „stabilny”, „ukryty”), co ma na celu przygotowanie uczestników do tłumienia ich reakcji emocjonalnej4. Słowa dotyczące kontroli emocji zostały zaczerpnięte z wcześniejszych badań4 i wybrane poprzez poproszenie studentów studiów licencjackich o „wymienienie 20 słów, które przychodzą im na myśl, gdy myślą o pojęciu »kontrola emocji«”.
- Należy zauważyć, że aby zachować tę samą strukturę zadania w obu warunkach ER, w warunku jawnej regulacji emocji również wykonuje się SST, jednak w tym przypadku uczestnikom prezentuje się 20 zdań zawierających wyłącznie neutralne terminy w odniesieniu do celu kontroli emocji.
Ocena bezpośredniego wpływu manipulacji ER: Zadanie oceny emocjonalnej
- Wybór bodźców. Bodźce stanowią obrazy emocjonalne i neutralne wybrane z Międzynarodowego Systemu Obrazów Afektywnych (IAPS)5, w oparciu o ich normatywne wyniki dla walencji emocjonalnej (valence) oraz pobudzenia (arousal). Należy zwrócić szczególną uwagę na zbilansowanie treści emocjonalnej obrazów we wszystkich seriach badania, aby uniknąć efektów zakłócających wynikających z możliwych różnic w tych podstawowych właściwościach.
- Czas trwania zadania. Każdy obraz jest prezentowany na ekranie przez 4 sekundy, a następnie usuwany, aby zminimalizować zakłócenia spowodowane ruchami gałek ocznych związanymi z przedłużonym skanowaniem obrazów6; po każdym obrazie następuje krzyżyk fiksacyjny wyświetlany przez 12 sekund. Zadaniem uczestników jest oglądanie obrazu i ocena subiektywnego doświadczenia emocjonalnego wywołanego przez obrazy w 8-stopniowej skali (1 = neutralne, 8 = skrajnie negatywne). Aby uniknąć indukcji nastroju, obrazy są pseudo-randomizowane w taki sposób, aby nie prezentowano więcej niż trzech obrazów o tej samej walencji jeden po drugim.
Ocena długoterminowego wpływu manipulacji ER: zadanie odtwarzania pamięci
- Tydzień później uczestnicy oglądają taką samą liczbę obrazków Starych (widzianych w skanerze) i Nowych (nigdy wcześniej niewidzianych), które są prezentowane w czerni i bieli, aby zapobiec osiągnięciu maksymalnego poziomu wyników. Po podjęciu decyzji Stary/Nowy na podstawie tego, czy pamiętają zobaczenie obrazków podczas przebywania w skanerze, uczestnicy oceniają również pewność swoich odpowiedzi w 3-stopniowej skali (1 = niska; 2 = średnia; 3 = wysoka pewność).
2. Przygotowanie obiektu do skanowania
Wszyscy uczestnicy przed przystąpieniem do protokołu eksperymentalnego, który został zatwierdzony przez Radę Etyki, wyrażają pisemną świadomą zgodę. Zostają oni również ostrzeżeni, że wiele zdjęć przedstawia drastyczne zdarzenia, takie jak akty przemocy lub traumy, a dodatkowo otrzymują wydrukowane przykłady reprezentatywnych obrazów.
Przed skanowaniem
- W dniu skanowania oceniany jest aktualny stan psychiczny uczestników7, aby kontrolować wpływ nastroju na przeżycia emocjonalne i zdolność do kontrolowania emocji. W połączeniu z ocenami przeprowadzonymi po skanowaniu, wstępne ewaluacje te mogą być również wykorzystane do wykrycia zmian w nastroju będących wynikiem udziału w badaniu. Można również przeprowadzić oceny cech osobowości, takich jak te indeksujące nawykowe stosowanie strategii regulacji emocji8, aby zbadać ich potencjalny wpływ na skuteczność manipulacji regulacją emocji (ER) oraz powiązane z nią korelaty neuronalne.
- Przed skanowaniem uczestnicy zostają szczegółowo poinformowani o procedurach obrazowania oraz otrzymują konkretne instrukcje dotyczące zadania behawioralnego. Aby uniknąć dyskomfortu i zwiększyć zapoznanie z zadaniem, uczestnicy wykonują również skrócone próby treningowe zarówno dla zadania oceny emocji, jak i dla SST.
W pomieszczeniu do skanowania
- Uczestnicy otrzymują instrukcję, aby położyć się na plecach na stole do skanowania, z dodatkowym wsparciem pod głową w celu zapewnienia komfortu podczas badania i zminimalizowania ruchów. Nielepka strona kawałka taśmy może zostać lekko owinięta wokół czoła uczestników, aby dodatkowo ograniczyć ruchy głowy. Uczestnicy otrzymują ochronniki słuchu oraz słuchawki izolacyjne do komunikacji z eksperymentatorem podczas skanowania MRI.
- Prawa dłoń badanego jest wygodnie ułożona na panelu odpowiedzi, co umożliwia wykorzystanie lewej dłoni do podparcia lub do innych pomiarów (np. reakcji przewodnictwa skóry). W pobliżu znajduje się przycisk awaryjnego zatrzymania, aby badany mógł zasygnalizować pilną potrzebę przerwania skanowania. Przed rozpoczęciem zbierania danych kluczowe jest upewnienie się, że badany wyraźnie widzi projekcję ekranu z prezentowanymi bodźcami oraz że przyciski odpowiedzi działają prawidłowo.
- Badanie jest podzielone na serie/bloki prób, aby umożliwić uczestnikom odpoczynek oraz uniknąć masowej utraty danych w przypadku awarii sprzętu. Kolejność serii jest zrównoważona między uczestnikami, a każda seria rozpoczyna się od sześciu sekund fiksacji, aby umożliwić stabilizację sygnału MR.
3. Rejestracja i przetwarzanie danych
Parametry skanowania
Zebraliśmy dane MRI od 24 młodych, zdrowych uczestników, wykorzystując skaner 1.5 Tesla Siemens Sonata do rejestracji obrazów MRI. Obrazy anatomiczne stanowią serie anatomiczne 3D MPRAGE (czas repetycji (TR) = 160 ms, czas echa (TE) = 3.82 ms; liczba warstw = 12; rozmiar woksela = 1x1x1mm). Obrazy funkcjonalne składają się z serii 28 warstw funkcjonalnych (rozmiar woksela = 4x4x4 mm), nabytych osiowo przy użyciu sekwencji echoplanarnej (TR = 20 ms; TE = 40 ms; pole widzenia FOV = 256x256mm), co pozwoliło na pełne pokrycie mózgu.
Analiza danych
Wykorzystujemy Statistical Parametric Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/) w połączeniu z własnymi narzędziami opartymi na środowisku MATLAB. Przetwarzanie wstępne obejmuje typowe etapy: kontrolę jakości, dopasowanie TR, korekcję ruchu, korejestrację, normalizację oraz wygładzanie (jądro 8 mm3)9. Analizy statystyczne na poziomie indywidualnym i grupowym mogą obejmować porównania aktywności mózgu w zależności od manipulacji ER (próby ER vs. próby bazowe; patrz Rysunek 2), walencji emocjonalnej (negatywna vs. neutralna), pobudzenia (niskie vs. wysokie) oraz wyników pamięciowych (zapamiętane vs. zapomniane). W celu zbadania, w jaki sposób aktywność mózgu współzmienia się z indywidualnymi różnicami w zachowaniu i osobowości, można również przeprowadzić analizy korelacji danych obrazowania mózgu z danymi behawioralnymi (np. ocenami obrazów) i/lub wynikami indeksującymi miary osobowości (np. cechy osobowości indeksujące nawykowe stosowanie strategii ER).
4. Reprezentatywne wyniki:
Rysunek 2. Zmniejszona aktywność ciała migdałowatego i zwiększona aktywność kory przedczołowej po manipulacji ER. Indukowanie celu regulacji emocji (ER) wiązało się z obniżoną aktywnością w obszarach mózgu związanych z przetwarzaniem emocji, w tym w ciele migdałowatym (a), oraz zwiększoną aktywnością w obszarach mózgu związanych z kontrolą poznawczą i regulacją emocji10, w tym brzuszno-boczną korę przedczołową (PFC) (b), grzbietowo-boczną korę przedczołową (d) oraz przyśrodkową korę przedczołową (c)11,12Jak pokazano na wykresie słupkowym ilustrującym aktywność vlPFC, jawna i niejawna regulacja emocji (ER) wiązały się z podobnymi wzorcami odpowiedzi, co sugeruje, że zmiany te odzwierciedlają wspólny wkład jawnej i niejawnej ER. „Mapy aktywacji” są nałożone na obrazy mózgu o wysokiej rozdzielczości przedstawione w przekroju czołowym; paski kolorów wskazują gradient Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia. wartości map aktywacji, opracowane na podstawie statystyk grupowych (N = 24), odzwierciedlające aktywność mózgu w wokselach wykazujących spadek (lewy panel) lub wzrost (prawy panel) aktywności w wyniku manipulacji ER. Należy zauważyć, że obszary aktywacji w PFC mogą obejmować więcej obszarów, jako następujące: vlPFC/wyspa (b) oraz grzbietowa część przedniego zakrętu obręczy/kora przedmotoryczna (c). Wykresy słupkowe ilustrują procentowe zmiany sygnału w odpowiedzi na obrazy emocjonalne (Emo) i neutralne (Neu) przed (tj. BaseRuns) i po indukcji celów ER (tj. Combined ER = średnia z Explicit i Implicit ER, Explicit ER oraz Implicit ER), wyekstrahowane z wokseli wykazujących różnice między stanem przed a po ER. L = lewa; R = prawa.
Tabela 1. Obniżenie ocen emocjonalnych po manipulacji ER. Podobnie jak w przypadku wyników fMRI, po indukcji ER odnotowano obniżenie ocen emocjonalnych, a efekt ten wynikał ze spadków następujących zarówno po jawnej, jak i niejawnej ER. Co istotne, oceny emocjonalne nie zmieniły się znacząco w grupie kontrolnej, która wykonywała to samo zadanie po podobnych odstępach czasu, lecz bez indukcji celu ER. Potwierdzając te wnioski, ANOVA z powtarzanymi pomiarami 2 (Manipulacja: poziom bazowy vs. indukcja ER) x 2 (Walencja: emocjonalna vs. neutralna) przeprowadzona na danych z grupy eksperymentalnej* wykazała istotny główny efekt manipulacji (F[1, 19] = 1,21, p < 0,02) oraz istotną interakcję Manipulacja x Walencja (F[1, 19] = 3,02, p < 0,05), natomiast podobna dwuczynnikowa analiza wariancji (ANOVA) przeprowadzona na danych z grupy kontrolnej (N = 9) nie wykazała istotnego głównego efektu opóźnienia (Baseline vs. Delayed Runs) ani istotnej interakcji między opóźnieniem a walencją. Wyniki te sugerują, że spadek ocen w grupie eksperymentalnej był spowodowany indukcją celu kontroli emocji, a nie habituacją wynikającą z powtórnej ekspozycji na stymulację emocjonalną. *ze względu na utratę danych z przyczyn powszechnych (np. awarii technicznej), analizy behawioralne w grupie eksperymentalnej oparto na danych od 20 uczestników.
Wzięte razem, te wyniki behawioralne i obrazowanie mózgu walidują obecny projekt eksperymentalny, który może być wykorzystany do porównania jawnego i ukrytego indukowania celu regulacji emocji. Należy zauważyć, że niniejszy raport kładzie nacisk na aspekty wynikające ze wspólnego wkładu manipulacji ER jawnych i ukrytych, jednak nie wyklucza to możliwości, że ich efekty mogą być rozdzielne na poziomie behawioralnym i/lub mózgowym.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Opisaliśmy protokół obejmujący jawną i ukrytą manipulację celem w celu regulacji emocji, co pozwala na badanie powiązanych z tym korelacji neuronalnych. Projekt ten ma potencjał do poszerzenia naszej wiedzy na temat tego, jak mózg reguluje emocje, będąc odpowiednim do porównania jawnej regulacji emocji (ER) z ukrytą ER, która jest nieumyślna i może zachodzić bez wglądu i świadomości uczestnika13,14. W związku z tym protokół ten może być szczególnie użyteczny w badaniach nad nawykowymi przeciwstawnymi skrzywien...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Nie zadeklarowano żadnych konfliktów interesów.
Podziękowania
Niniejsze badanie zostało wsparte przez Young Investigator Award przyznane przez National Alliance for Research on Schizophrenia and Depression oraz nagrodę CPRF z Canadian Psychiatric Research Foundation (dla FD). Autorzy pragną podziękować Trishy Chakrabarty i Peterowi Seresowi za pomoc w gromadzeniu danych fMRI oraz Kristinie Suen za pomoc w analizie danych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Bibliografia
- Bargh, J. A., Williams, L. E. Handbook of emotion regulation. Gross, J. J. , The Guilford Press. New York, NY. 429-445 (2007).
- McRae, K. The neural bases of distraction and reappraisal. J Cogn Neurosci. 22, 248-262 (2010).
- 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).
- Mauss, I. B., Cook, C. L., Gross, J. J. Automatic emotion regulation during anger provocation. Journal of Experimental Social Psychology. 43, (2007).
- Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthbert, B. N. Technical Report A-8. , University of Florida. Gainesville, FL. (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Berkman, E. T., Lieberman, M. D. Using neuroscience to broaden emotion regulation: Theoretical and methodological considerations. Social and Personality Compass. 3, 475-493 (2009).
- 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).
- 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).
- Gyurak, A., Gross, J. J., Etkin, A. Explicit and implicit emotion regulation: A dual-process framework. Cognition and Emotion. 25, 400-412 (2011).
- Mather, M., Carstensen, L. L. Aging and motivated cognition: the positivity effect in attention and memory. Trends Cogn Sci. 9, 496-502 (2005).
- Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders IV. , American Psychiatric Association. Washinton, D.C. (1994).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
