Obrazowanie mózgu w badaniu neuronalnych korelatów emocjonalnych wspomnień autobiograficznych

Ogólnym celem niniejszej procedury jest zbadanie korelatów neuronalnych przywoływania i ponownego przeżywania silnie emocjonalnych wspomnień autobiograficznych z wykorzystaniem fMRI. Osiąga się to najpierw poprzez indywidualne zebranie od każdego uczestnika osobistych wskazówek do emocjonalnych wspomnień autobiograficznych na podstawie wskazówek ogólnych. Następnie wybierane są wspomnienia autobiograficzne o najwyższym ładunku emocjonalnym i dopasowuje się je pod względem takich właściwości fenomenologicznych jak intensywność emocjonalna, wiek, żywość oraz częstotliwość przypominania, a także innych cech.

Następnie te zindywidualizowane wspomnienia są kolejkowane pojedynczo podczas sesji skanowania fMRI. Wywoła to przypominanie sobie i ponowne przeżywanie wspomnień autobiograficznych, które uczestnicy proszeni są ocenić na skalach intensywności emocjonalnej, żywości oraz poczucia ponownego przeżywania. W końcowym etapie dane fMRI mogą zostać poddane analizie w celu ujawnienia sieci neuronowych związanych z emocjonalnym przypominaniem sobie treści autobiograficznych, które można odróżnić od sieci związanych z przypominaniem sobie innych rodzajów wspomnień, takich jak wspomnienia semantyczne lub inne typy pamięci.

W celach badawczych głównymi obszarami docelowymi są przyśrodkowy płat skroniowy oraz korowe struktury linii środkowej. Ponieważ metoda ta pozwala na badanie uprzedzeń emocjonalnych podczas przywoływania wspomnień autobiograficznych, może ona przyczynić się do zrozumienia zaburzeń nastroju, takich jak depresja. Gdzie występuje tendencja do przywoływania i ruminacji negatywnych wspomnień osobistych?

Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami jest to, że pozwala ona na wstępny wybór silnych emocjonalnych wspomnień pozytywnych i negatywnych, które w innych aspektach są ściśle dopasowane pod względem takich podstawowych cech, jak intensywność emocjonalna, stopień szczegółowości, żywość wspomnienia oraz znaczenie osobiste. Wspomnienia osobiste każdego uczestnika powinny zostać przywołane podczas wywiadu przeprowadzonego przed sesją FMRI. Podobnie jak w procedurze zastosowanej dla nieemocjonalnych wspomnień autobiograficznych, kwestionariusz wspomnień autobiograficznych zawierał listę 115 wskazówek słownych dotyczących odrębnych wydarzeń życiowych, takich jak narodziny członka rodziny lub śmierć krewnego.

Oto kwestionariusz dla każdego polecenia. Chciałbym, aby przypomniał Pan/Pani sobie wyjątkowe wydarzenie ze swojego życia, które miało miejsce w konkretnym czasie i miejscu. Dobrze. Po przywołaniu wspomnienia poproś uczestnika o podanie krótkiego opisu tego zdarzenia, który zostanie później wykorzystany jako spersonalizowana wskazówka pamięciowa podczas skanowania fMRI.

Upewnij się, że uczestnicy nie znają konkretnego celu wywiadu poprzedzającego skanowanie. Następnie poproś uczestnika o opisanie każdego wspomnienia, a następnie o ocenę go w sześciu skalach Likerta w celu określenia jego właściwości fenomenologicznych. Skale powinny obejmować między innymi oceny walencji emocjonalnej, intensywności emocjonalnej, ilości szczegółów kontekstowych i wizualnych, znaczenia osobistego oraz częstotliwości przywoływania, z zastosowaniem skali siedmiostopniowej.

Następnie, dla każdego uczestnika należy wybrać 40 najbardziej emocjonalnych wspomnień, w tym połowę pozytywnych i połowę negatywnych, na podstawie ocen udzielonych w kwestionariuszu wspomnień autobiograficznych. Pozytywne i negatywne wspomnienia autobiograficzne powinny zostać następnie dopasowane pod względem wieku oraz właściwości fenomenologicznych, aby upewnić się, że ewentualne różnice w aktywności mózgu podczas przywoływania wspomnień nie będą wynikać z różnic w tych podstawowych cechach. Po zebraniu szczegółowych informacji na temat wspomnień autobiograficznych uczestnika można przystąpić do konfiguracji paradygmatu FMRR.

Należy to zaprojektować tak, aby umożliwić porównanie zadania pamięci autobiograficznej z kontrolnym zadaniem pamięci semantycznej. W związku z tym oba zadania powinny mieć podobną strukturę ogólną, jaką przedstawiono tutaj. Do konfiguracji i wyświetlania paradygmatów w skanerze MS można użyć oprogramowania do prezentacji, takiego jak sigal, ale możliwe jest również wykorzystanie innego oprogramowania.

Oprzyj test pamięci autobiograficznej na spersonalizowanych wskazówkach zebranych przed skanowaniem. Rozpocznij każdą próbę od wskazówki wyzwalającej wspomnienie autobiograficzne, co uczestnik sygnalizuje naciśnięciem przycisku. Następnie zadaniem uczestnika będzie zapamiętywanie szczegółów zdarzenia aż do momentu otrzymania kolejnej instrukcji.

W przypadku oceny odtworzonego wspomnienia, po każdej próbie powinny pojawić się ekrany oceny prezentowane w kolejności zrównoważonej z wykorzystaniem pięciopunktowej skali Likerta. Podobnie zadanie dotyczące pamięci semantycznej, służące jako kontrola, powinno mieć analogiczną strukturę. Zadanie to polega na generowaniu przykładów z różnych kategorii semantycznych; po wyświetleniu kategorii semantycznej uczestnik powinien nacisnąć przycisk w momencie rozpoczęcia przywoływania przykładów z danej kategorii, a następnie kontynuować przywoływanie do czasu ponownego wezwania do oceny pamięci. Należy zaplanować wiele serii, z których każda rozpoczyna się od sześciu sekund fiksacji, aby umożliwić stabilizację sygnału MR.

Następnie warunki pamięci autobiograficznej i pamięci semantycznej powinny zostać zaprezentowane w losowej kolejności, przedzielone przerwami między próbami o zmiennym czasie trwania od pięciu do dziewięciu sekund. Kolejność prób powinna być zrównoważona pomiędzy uczestnikami. Po przybyciu badanego na sesję skanowania należy poprosić go o wypełnienie formularza przesiewowego do badania MRI oraz o usunięcie wszystkich metalowych przedmiotów. Należy również poprosić badanego o wypełnienie kwestionariuszy oceniających cechy osobowości oraz aktualny stan psychiczny, które mogą wpływać na odpowiedzi uczestnika podczas badania.

Przed rozpoczęciem skanowania szczegółowo poinformuj uczestnika o procedurach badania i udziel najbliższych instrukcji dotyczących zadania behawioralnego. Następnie przeprowadź z uczestnikiem skróconą sesję treningową, aby zwiększyć jego biegłość w wykonywaniu zadania.

Następnie należy wprowadzić badanego do pomieszczenia skanowania i polecić mu położenie się na plecach na stole do skanowania. Należy zapewnić ochronniki słuchu oraz słuchawki izolacyjne do komunikacji podczas badania. W celu zapewnienia komfortu podczas skanowania i zminimalizowania ruchów należy umieścić dodatkowe podkładki pod głowę.

Można również lekko owinąć czoło uczestnika nieprzylepną stroną kawałka taśmy, aby dodatkowo zminimalizować ruchy głowy. Na koniec wygodnie ułóż prawą rękę badanego na panelu odpowiedzi i sprawdź, czy przyciski działają prawidłowo. Należy również umieścić w pobliżu przycisk awaryjnego zatrzymania, aby badany mógł zasygnalizować pilną potrzebę zatrzymania skanera.

Przed wprowadzeniem badanego do skanera należy upewnić się, że widzi on wyraźnie projekcję ekranu służącą do prezentacji bodźców. Następnie należy pozyskać obraz strukturalny o wysokiej rozdzielczości z ważeniem T1, taki jak SPGR lub MP rage; w naszych badaniach z wykorzystaniem skanera 1,5 Tesla zastosowano trójwymiarowy MP rage.

Obrazy anatomiczne pozyskano dla każdego przekroju funkcjonalnego w orientacji aksjalnej. Następnie skonfiguruj serie funkcjonalne tak, aby zapewnić pełne pokrycie mózgu. W naszych badaniach pozyskujemy serię 28 przekrojów funkcjonalnych zbieranych aksjalnie przy użyciu obrazowania echo-planar, z rozmiarem woksela 4 by 4 by 4 milimetry, TR wynoszącym 2000 milisekund, TE wynoszącym 40 milisekund, kątem odchylenia 90 stopni, rozmiarem macierzy 64 by 64 oraz polem widzenia 256 by 256 milimetrów.

Poinformuj badanego, że obrazowanie funkcjonalne zaraz się rozpocznie i krótko przypomnij mu lub jej o zadaniach. Następnie uruchom skaner synchronicznie z paradygmatem specyficznym dla badanego. Po zakończeniu skanowania pomóż badanemu wyjść ze skanera i koniecznie podziękuj mu lub jej za udział w eksperymencie.

Po zebraniu dane można przeanalizować przy użyciu dowolnego pakietu oprogramowania do przetwarzania fMRI, takiego jak mapowanie parametryczne statystyczne, powszechnie znane jako SPM. Nasze laboratorium wykorzystuje to narzędzie w połączeniu z własnymi narzędziami opartymi na programie MATLAB. Wstępne przetwarzanie w naszej grupie obejmuje typowe etapy: zapewnienie jakości, wyrównanie obrazów, korekcję ruchu, korejestrację, normalizację oraz wygładzanie przestrzenne z jądrem o rozmiarze 8 mm.

Podczas korzystania z SPM implementowany jest ogólny model liniowy w celu oceny dopasowania zarejestrowanych danych z każdego interesującego nas stanu do predetermined hemodynamic response function. Na poziomie indywidualnym i grupowym analiza statystyczna może obejmować porównania aktywności mózgu w zależności od rodzaju pamięci, na przykład pamięci autobiograficznej i pamięci semantycznej w porównaniu z zadaniem dotyczącym pamięci semantycznej.

Przywoływanie emocjonalnych wspomnień autobiograficznych spowodowało zwiększoną aktywność w sieci przywoływania pamięci autobiograficznej, w tym w obszarach hipokampa widocznych tutaj. Zwiększona aktywność była również widoczna w przyśrodkowej korze przedczołowej, oznaczonej tutaj literą B, oraz w obszarach kuneusa oznaczonych literą C, a także w połączeniu ciemieniowo-potylicznym oznaczonym literą E i połączeniu czołowo-skroniowym oznaczonym literą D. Obszary te są odpowiednio zaangażowane w ogólne przywoływanie wspomnień, osobiste zaangażowanie, wizualno-przestrzenną reprezentację oraz skuteczne przywoływanie pamięci autobiograficznej. Pasek kolorów wskazuje gradient wartości T na mapach aktywacji, a wykresy liniowe ilustrują przebiegi czasowe sygnału fMRI w procentowej zmianie sygnału dla każdego typu próby i TR, gdzie zadanie pamięci autobiograficznej zaznaczono kolorem czerwonym, a zadanie pamięci semantycznej kolorem niebieskim.

Podczas przeprowadzania tej procedury ważne jest zachowanie ostrożności podczas gromadzenia i wyboru osobistych wspomnień oraz podczas przekazywania badanemu instrukcji do zadania fMRI. Tę podstawową procedurę można zmodyfikować, polecając uczestnikom skupienie się na emocjonalnych lub nieemocjonalnych aspektach ich wspomnień, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące tego, w jaki sposób koncentracja na komponencie emocjonalnym wspomnień autobiograficznych lub odwrócenie od niego uwagi może wpływać na ponowne przeżywanie związanych z nimi emocji oraz na podstawowe korelaty neurologiczne.