Obrazowanie mózgu: badanie neuronalnych korelatów obserwacji wirtualnych interakcji społecznych

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest zbadanie neuronalnych korelatów obserwacji interakcji społecznych przy użyciu wirtualnych postaci wchodzących w interakcje w kontekście społecznym w połączeniu z nagrywaniem FMRI, osiąga się to poprzez tworzenie animowanych postaci całego ciała, które wchodzą ze sobą w interakcje jako gospodarze i goście w otoczeniu biznesowym oraz postaci nieożywionych, które służą jako warunki kontrolne. Następnie rejestrowane są dane obrazowania mózgu, podczas gdy uczestnicy obserwują wirtualne interakcje społeczne, a następnie dane są analizowane w celu zidentyfikowania obszarów mózgu, które są częścią tzw. sieci poznania społecznego. Typowe obszary mózgu wrażliwe na obserwację i ocenę interakcji społecznych obejmują górną bruzdę skroniową, boczną i przyśrodkową korę czołową oraz ciało migdałowate, ponieważ umożliwia to badanie neurokorelatów poznania społecznego.

Kwestia ta może przyczynić się do zrozumienia możliwych przyczyn deficytów w zachowaniach społecznych, które obserwuje się w takich stanach klinicznych jak fobia społeczna i autyzm. Główną przewagą tej techniki nad istniejącymi metodami, takimi jak te obejmujące bodźce mimiczne, jest to, że przy użyciu animowanych postaci całego ciała możliwe jest włączenie manipulacji, które bardziej przypominają rzeczywiste interakcje społeczne, takie jak formalny dotyk fizyczny i uścisk dłoni. Jest to coś, co nie jest możliwe tylko w przypadku bodźców twarzy.

Zadanie składa się z serii dziesięciu sekundowych animowanych filmów przedstawiających niewerbalne interakcje z gospodarzem gospodarza. W otoczeniu biznesowym podmiot widzi gościa witanego przez gospodarza, co jest warunkiem interakcji społecznej lub przez wycięty z kartonu gospodarz, co jest stanem braku interakcji społecznej lub kontroli. Gospodarz może wykazywać zachowania, które zachęcają do dalszej interakcji społecznej zwane podejściem, warunkiem lub zachowaniami, które mogą wskazywać na brak zainteresowania dalszą interakcją będącą warunkiem unikania.

Oprócz podstawowego rodzaju zachowań prezentowanych przez gospodarza, można uwzględnić badanie wpływu formalnego dotyku fizycznego na zachowanie. Na przykład w połowie prób postacie mogą uścisnąć sobie dłonie w ramach protokołu powitania, podczas gdy w innych nie robią nic. Manipulacja ta może mieć różne znaczenie w zależności od pochodzenia kulturowego widza.

Inne manipulacje mogą polegać na zmianie perspektywy widza z osobistej na bezosobową. Wyświetlając słowa "ja" lub "inni", ta manipulacja pozwala zidentyfikować reakcje, które są modulowane przez osobiste zaangażowanie. Naprzemienność między tymi dwiema perspektywami może być ustawiana w kolejce na początku każdej próby.

Filmy mogą być obserwowane na różnych ekranach ocen. Na przykład, poproszenie osoby badanej o ocenę gospodarza pod względem kompetencji, wiarygodności i zainteresowania prowadzeniem działalności gospodarczej w pięciopunktowej skali, gdzie zero oznacza wcale, a pięć to bardzo dużo. Oceny te powinny być równoważone we wszystkich próbach, aby uniknąć wpływu na zamówienie.

Dodatkowo postacie w filmach powinny być zrównoważone pod względem wyświetlanego zachowania, pochodzenia etnicznego, koszuli, koloru i fryzury. Podstawowe aspekty, które mogą wpływać na interakcje społeczne, takie jak atrakcyjność, powinny być również kontrolowane, aby upewnić się, że nie ma systematycznych różnic między kategoriami badania. Każdy przebieg powinien rozpoczynać się od sześciu sekund fiksacji, aby umożliwić stabilizację stanu sygnału MR lub kolejność prób powinna być również losowa w każdym bloku i stanowić przeciwwagę między uczestnikami, aby uniknąć bodźców, przewidywalności i efektów kolejności.

Ośmiosekundowy interwał między próbami następuje po każdej próbie filmowej i na końcu każdego przebiegu. Ponadto, aby uniknąć utraty danych w wyniku stronniczości, idealnie byłoby, gdyby warunek był równomiernie reprezentowany w każdym bloku zgodnie z każdą manipulacją. Po przybyciu pacjenta należy uzyskać pisemną i świadomą zgodę oraz przeprowadzić badania przesiewowe pod kątem bezpieczeństwa rezonansu magnetycznego.

Poproś również badanego o wypełnienie kwestionariuszy, które oceniają cechy osobowości i obecny stan umysłu, co może mieć wpływ na odpowiedzi uczestników podczas badania przed skanowaniem. Poinformuj uczestnika szczegółowo o procedurach skanowania i udziel szczegółowych instrukcji dotyczących zadania behawioralnego, aby uniknąć dyskomfortu i zwiększyć zaznajomienie się z zadaniem. Daj również uczestnikowi skrócony bieg treningowy.

Teraz przynieś badanego do pokoju skanowania i poinstruuj go, aby położył się na wznak na łóżku skanującym. Zapewnij ochronę powietrza, a także słuchawki izolacyjne do komunikacji. Podczas skanowania należy zapewnić dodatkową amortyzację głowy, aby zapewnić komfort podczas skanowania i zminimalizować ruchy.

Ponadto nieprzylepna strona taśmy może być lekko owinięta wokół czoła uczestnika, aby jeszcze bardziej zminimalizować ruchy głowy w celu oceny automatycznych, niejawnych reakcji psychofizjologicznych na emocjonalne i neutralne obrazy Oprócz jawnych ocen, podczas skanowania FMRI można również rejestrować reakcje przewodnictwa skórnego. Na koniec połóż wygodnie prawą rękę fotografowanej osoby na polu odpowiedzi i sprawdź, czy przyciski działają prawidłowo. Umieść przycisk zatrzymania awaryjnego w pobliżu, aby osoba badana mogła wskazać pilną potrzebę zatrzymania skanera przed rozpoczęciem zbierania danych.

Upewnij się, że osoba badana widzi projekcję ekranu w celu prezentacji bodźca. Jasno. Po pierwsze, uzyskaj ważony obraz strukturalny o wysokiej rozdzielczości Tone, taki jak SPGR lub MP rage. Następnie skonfiguruj swoje biegi funkcjonalne, aby umożliwić pełne pokrycie mózgu.

W naszych badaniach uzyskujemy serię 28 funkcjonalnych wycinków o rozmiarze woksela cztery na cztery na cztery milimetry uzyskanym osiowo. Korzystając z sekwencji impulsów echo plana o TR 2000 milisekund, TE 40 milisekund i polu widzenia 256 na 256 milimetrów, poinformuj badanego, że obrazowanie funkcjonalne ma się rozpocząć i przypomnij mu o zadaniach, które zostaną wykonane. Teraz upewnij się, że skaner uruchamia się synchronicznie z prezentacją bodźca.

Po zakończeniu skanowania pomóż uczestnikowi wydostać się ze skanera i podziękuj mu za udział w eksperymencie. Po zebraniu dane mogą być analizowane za pomocą dowolnego pakietu oprogramowania do przetwarzania FMRI, takiego jak statystyczne mapowanie parametryczne, powszechnie znane jako SPM. Nasze laboratorium wykorzystuje to w połączeniu z matami własnymi urządzeniami.

Wstępne przetwarzanie narzędzi laboratoryjnych w naszej grupie obejmuje typowe kroki, zapewnienie jakości, wyrównanie obrazu, korekcję ruchu, korejestrację, normalizację i wygładzanie przestrzenne za pomocą ośmiomilimetrowego jądra. W przypadku korzystania z SPM ogólny model liniowy jest implementowany w celu oceny dopasowania danych zarejestrowanych dla każdego interesującego stanu do wcześniej określonej funkcji odpowiedzi hemodynamicznej. Alternatywnie, dane z każdego warunku można selektywnie uśrednić, aby wyświetlić surowy sygnał FMR związany z każdym warunkiem bez z góry określonych założeń dotyczących kształtu funkcji odpowiedzi hemodynamicznej.

W tym przypadku różnice w odpowiedzi można ocenić w czasie, punkt po czasie, na podstawie punktu, a kontrast zainteresowania ujawnia zmiany w porównaniu z bodźcem sprzed bodźca, punktem wyjściowym oraz różnice między jednym stanem w porównaniu z innym. Analizy te mogą być wykorzystywane oddzielnie lub komplementarnie. Analiza danych może łączyć podejścia oparte na wokselach i regionach zainteresowania, aby porównać aktywność mózgu związaną z interesującymi warunkami, takimi jak interakcja społeczna, z brakiem interakcji społecznej.

Analiza wokseli całego mózgu stworzy mapy statystyczne, które zidentyfikują większe sieci regionów mózgu związanych z zadaniem, a analiza ROI pozwoli na ukierunkowane badanie odpowiedzi w określonych regionach mózgu, zidentyfikowanych a priori jako część sieci poznania społecznego. Analiza regionu zainteresowania może być również wykorzystana do wyodrębnienia sygnału FMRI w celach ilustracyjnych. Porównanie interakcji społecznych z badaniami kontrolnymi bez interakcji ujawniło aktywność w typowych obszarach mózgu związanych z poznaniem społecznym.

Tutaj widzimy funkcjonalną mapę przedstawiającą aktywacje w górnej bruździe skroniowej, a także w bocznej korze przedczołowej. Kolorowy pasek wskazuje gradient TValue mapy aktywacji. Wykresy liniowe ilustrują przebiegi czasowe sygnału FMRI wyodrębnionego z ROI każdego regionu mózgu dla każdego typu badania i punktu czasowego.

Tutaj widzimy aktywację w ciele migdałowatym, ponownie z kursem czasowym ROI, a na końcu odpowiedź w przyśrodkowej korze przedczołowej. Wszystkie dane opierają się na danych od 15 uczestników odzwierciedlających aktywność mózgu w czasie zamkniętym na początku podejścia i unikania zachowań Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby używać ekologicznie ważnych bodźców, które są odpowiednio zrównoważone i zbalansowane w czasie. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak używać animowanych wirtualnych postaci całego ciała.

W połączeniu z nagraniami FMRI w celu zbadania nowojorskich korelatów obserwacji interakcji społecznych zarówno u zdrowych, jak i klinicznych uczestników.