Obrazowanie mózgu w badaniu neuronalnych korelatów regulacji emocji

Celem niniejszego protokołu eksperymentalnego jest zbadanie neuronalnych korelatów natychmiastowego i długoterminowego wpływu jawnej oraz niejawnej kontroli emocjonalnej przy użyciu funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym. Protokół ten obejmuje ocenę stopnia oddziaływania emocjonalnego obrazów oraz badanie pamięci do tych obrazów w wyniku indukowania celu regulacji emocji. Rejestracja danych z obrazowania mózgu jest przeprowadzana podczas zadania oceny.

Cel polegający na kontrolowaniu emocji jest indukowany albo jawnie, poprzez polecenie uczestnikom kontrolowania ich emocji, albo ukrycie, poprzez torowanie kontroli emocji u uczestników. Słowa są osadzone w tzw. zdaniu pomieszanym. Analiza zadań w danych z obrazowania mózgu ukierunkowana jest na aktywność w obszarach związanych z podstawowym przetwarzaniem emocji, takich jak ciało migdałowate, oraz w obszarach mózgu zaangażowanych w kontrolę emocji, takich jak kora przedczołowa, w szczególności jej obszary boczne i przyśrodkowe.

Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, które skupiają się głównie na natychmiastowym wpływie regulacji emocji i zazwyczaj celują w celową regulację emocjonalną, jest fakt, że pozwala ona na ocenę zarówno natychmiastowego, jak i długoterminowego wpływu regulacji emocji, a także na porównanie automatycznej i celowej indukcji regulacji emocjonalnej. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na pytania dotyczące przeciwstawnych skłonności emocjonalnych, takich jak te obserwowane w procesie zdrowego starzenia się, gdzie występuje skłonność do pozytywizmu, oraz w depresji, gdzie występuje skłonność do negatywizmu. Czy skłonności te wydają się być związane z większą zdolnością do automatycznego stosowania strategii regresji emocjonalnej w przypadku zdrowego starzenia się, w przeciwieństwie do upośledzonej zdolności do stosowania strategii regresji emocjonalnej obserwowanej w depresji?

Niniejszy protokół obejmuje ocenę reakcji emocjonalnych na obrazy oraz badanie pamięci do tych obrazów. W wyniku wywołania celu regulacji emocji, dążenie do regulacji jest indukowane w sposób jawny lub ukryty, a jego bezpośredni i długofalowy wpływ jest oceniany w odniesieniu do obrazów prezentowanych podczas bloków bazowych poprzedzających regulację emocji. Na potrzeby tego eksperymentu należy przygotować zestawy obrazów do zadań oceny emocjonalnej i pamięciowych, wykorzystując obrazy o ładunku emocjonalnym oraz obrazy neutralne.

Sugerujemy wykorzystanie obrazów z międzynarodowego systemu obrazów efektywnych (IAPS). Należy zwrócić szczególną uwagę na zrównoważenie zawartości emocjonalnej obrazów we wszystkich blokach badania, w tym tych prezentowanych przed i po indukcji regulacji emocji oraz tych użytych w zadaniu pamięciowym, aby uniknąć efektów zakłócających wynikających z możliwych różnic w tych podstawowych właściwościach. W przypadku zadania oceny sugerujemy, aby każdy obraz był prezentowany na ekranie przez cztery sekundy, po czym następował krzyżyk fiksacyjny przez 12 sekund wraz z zadaniem oceny subiektywnego doświadczenia emocjonalnego wywołanego przez obrazy.

Jeśli sprzęt na to pozwala, należy zastosować ośmiostopniową skalę, w której jeden oznacza stan neutralny, a osiem stan skrajnie negatywny. Aby uniknąć indukcji nastroju, obrazy powinny być pseudo-randomizowane w taki sposób, aby nie prezentowano więcej niż trzech obrazów o tej samej walencji pod rząd. Następnie należy przygotować paradygmaty manipulacji jawnej i ukrytej regulacji emocji.

Tę drugą można dostosować z zadania polegającego na układaniu zdań z pomieszanych wyrazów; sugerujemy zaprojektowanie zadania, w którym badani otrzymują instrukcję ułożenia 20 poprawnych gramatycznie zdań z pięciu zestawów pomieszanych słów, zawierających wyrazy, które przygotują uczestników do tłumienia reakcji emocjonalnej, takie jak „powstrzymać” lub „zataić” w przypadku warunku jawnego. Należy również przedstawić 20 zdań zawierających wyłącznie terminy neutralne, które nie wywołują regulacji emocji, a następnie polecić uczestnikom tłumienie doświadczeń emocjonalnych i ekspresji reakcji emocjonalnych. Podczas badania podmiotów można najpierw przeprowadzić warunek jawny lub utajony, jednak należy pamiętać o zrównoważeniu kolejności prób pomiędzy uczestnikami.

Na przykład dla połowy badanych kolejność paradygmatów zadań może obejmować: bazową ocenę emocji, blok jawnej indukcji celu regulacji emocji, warunek jawny, bloki oceny emocji, a następnie kolejny blok bazowej oceny emocji, niejawną indukcję celu regulacji emocji oraz warunek niejawny. Dla drugiej połowy badanych kolejność bloków eksperymentalnych jest odwrócona. Na koniec należy przygotować zadanie odtwarzania z pamięci, które zostanie przeprowadzone poza skanerem MRI tydzień po sesjach regulacji emocji.

W tym zadaniu należy wyświetlić taką samą liczbę starych obrazów, które były widoczne w skanerze, jak i nowych zdjęć, których wcześniej nie widziano; wszystkie powinny być zaprezentowane w czerni i bieli, aby zapobiec osiągnięciu efektu sufitu. Zadanie powinno polegać na podjęciu decyzji „stare kontra nowe” w oparciu o to, czy badani pamiętają zdjęcia, a następnie na ocenie pewności udzielonych odpowiedzi w skali trójstopniowej, gdzie jeden oznacza niską, dwa średnią, a trzy wysoką pewność. Po przybyciu badanego należy upewnić się, że uzyskano od niego pisemną i świadomą zgodę, a w celu weryfikacji bezpieczeństwa MRI należy dopilnować, aby usunął on wszelkie metalowe elementy, które może mieć na sobie.

Należy również ostrzec badanego, że wiele z oglądanych obrazów przedstawia drastyczne zdarzenia, oraz dostarczyć wydrukowane przykłady reprezentatywnych zdjęć. Oto kilka reprezentatywnych obrazów, które będą widoczne w skanerze. Niektóre z nich mają charakter niepokojący lub traumatyczny.

Następnie należy ocenić aktualny stan psychiczny badanego, aby kontrolować wpływ nastroju na doświadczenia emocjonalne oraz zdolność regulacji emocji, w połączeniu z ocenami prowadzonymi po skanowaniu. Wstępne ewaluacje te mogą służyć do wykrywania zmian nastroju wynikających z udziału w badaniu przed wykonaniem skanowania. Szczegółowo poinformuj uczestnika o procedurach skanowania i przekaż konkretne instrukcje dotyczące zadania behawioralnego, aby uniknąć dyskomfortu i zwiększyć poziom zaznajomienia się z zadaniem.

Należy również przeprowadzić z uczestnikiem skrócone próby treningowe zarówno w zakresie oceny emocji, jak i zadania z wymieszanymi zdaniami. Następnie należy wprowadzić badanego do pomieszczenia z rezonansem i polecić mu położyć się na stole do skanowania, zapewniając ochronę słuchu oraz słuchawki izolacyjne do komunikacji podczas badania.

Należy umieścić dodatkowe podkładki amortyzujące pod głową, aby zapewnić komfort podczas skanowania i zminimalizować ruchy. Ponadto, nielepka strona kawałka taśmy może zostać lekko owinięta wokół czoła uczestnika, aby dodatkowo ograniczyć ruchy głowy podczas oceny automatycznych, ukrytych reakcji psychofizjologicznych na obrazy emocjonalne i neutralne. Oprócz jawnych ocen, podczas skanowania FMRI można również rejestrować reakcje przewodnictwa skóry. Prawą dłoń badanego należy wygodnie ułożyć na panelu odpowiedzi, a w pobliżu umieścić przycisk awaryjnego zatrzymania, aby badany mógł zasygnalizować każdą pilną potrzebę przerwania pracy skanera.

Przed wprowadzeniem badanego do skanera należy upewnić się, że widzi on wyraźnie projekcję ekranu służącą do prezentacji bodźców oraz że przyciski odpowiedzi działają prawidłowo. Następnie należy pozyskać obraz strukturalny o wysokiej rozdzielczości ważony T1, taki jak SPGR lub MP rage. W niniejszym badaniu pozyskano anatomiczną serię 3D MP rage z TR wynoszącym 1600 milliseconds, TE wynoszącym 3.82 milliseconds, 112 warstwami oraz rozdzielczością 1 by 1 by 1 millimeter voxels.

Następnie przygotuj przebiegi funkcjonalne. Aby zapewnić pełny zakres obrazowania mózgu, sugerujemy zastosowanie sekwencji echo planarnej w celu pozyskania 28 przekrojów osiowych o rozmiarze woksela 4×4×4 mm, TR wynoszącym 2000 ms, TE wynoszącym 40 ms, polu widzenia 256, kącie przejścia 90 stopni oraz rozmiarze macierzy 64×64. Poinformuj badanego, że obrazowanie funkcjonalne zaraz się rozpocznie i przypomnij mu lub jej o zadaniach.

Najpierw przeprowadź bazowe zadanie oceny obrazów. Następnie przeprowadź pierwszą manipulację celem, stosując zadanie indukcji regulacji emocji w wersji ukrytej lub jawnej, a następnie zadanie oceny obrazów. Na koniec przeprowadź kolejną ocenę bazową.

Następnie przeprowadzono drugi warunek, po którym nastąpiło zadanie oceny obrazów. Po zakończeniu skanowania pomóż badanemu opuścić skaner i przeprowadź oceny poskanerskie, aby ponownie ocenić aktualny stan psychiczny badanego. Na koniec poproś uczestnika o powrót za tydzień.

W przypadku zadaniaB odzyskiwania pamięci sugerujemy przeprowadzenie tego protokołu dla około 24 badanych, aby możliwe było wykonanie analizy na poziomie grupy. Należy pamiętać o zrównoważeniu kolejności paradygmatów ukrytych i jawnych pomiędzy badanymi. Po zebraniu dane można analizować za pomocą dowolnego pakietu oprogramowania do przetwarzania fMRI, takiego jak mapowanie parametryczne statystyczne, powszechnie znane jako SPM.

Nasze laboratorium stosuje to rozwiązanie w połączeniu z materiałami opracowanymi wewnętrznie. Wstępne przetwarzanie przy użyciu narzędzi laboratoryjnych powinno obejmować typowe etapy: zapewnienie jakości, wyrównywanie obrazów, korekcję ruchu, korejestrację, normalizację oraz wygładzanie przestrzenne z jądrem o rozmiarze 8 mm. Podczas korzystania z SPM, ogólny model liniowy jest implementowany w celu oceny dopasowania danych zarejestrowanych dla każdego badanego warunku do wcześniej określonej funkcji odpowiedzi hemodynamicznej.

Alternatywnie dane z każdego stanu można uśrednić selektywnie, aby zobrazować surowy sygnał fMR związany z każdym stanem, bez przyjętych z góry założeń dotyczących kształtu funkcji odpowiedzi hemodynamicznej. W takim przypadku różnice w odpowiedzi można oceniać w oparciu o poszczególne punkty czasowe. Analizowane kontrasty ujawniają wówczas procentową zmianę sygnału w porównaniu do poziomu bazowego przed bodźcem oraz różnice między jednym stanem a drugim.

Można przeprowadzić analizę statystyczną na poziomie indywidualnym i grupowym, obejmującą porównania aktywności mózgu w zależności od różnych czynników, w tym walencji emocjonalnej i manipulacji regulacją emocji. Tutaj widzimy widok czołowy mapy funkcjonalnej nałożonej na obraz strukturalny, pokazujący obszary o zmniejszonej aktywności w wyniku manipulacji odpowiedzią emocjonalną w oparciu o statystyki grupowe; wywołanie celu regulacji emocji wiązało się ze zmniejszoną aktywnością w ciele migdałowatym. Pasek kolorów wskazuje gradient TValue mapy aktywacji.

Wykres słupkowy przedstawia procentowe zmiany sygnału w odpowiedzi na obrazy emocjonalne i neutralne przed i po indukcji celu ER. Jak widać, w stanie bazowym aktywność ciała migdałowatego była wyższa dla obrazów emocjonalnych w porównaniu z neutralnymi. Różnica ta zanikła po indukcji celu polegającego na regulacji emocji.

Tutaj również obserwujemy zwiększoną aktywność w obszarach mózgu związanych z kontrolą poznawczą i regulacją emocji, w tym w bocznej i przyśrodkowej korze przedczołowej. Ponownie, pasek kolorów wskazuje gradient wartości T, a wykres słupkowy ilustruje procentowe zmiany sygnału w odpowiedzi na dwa rodzaje walencji obrazów przed i po indukcji celu odpowiedzi emocjonalnej. Jak pokazuje górny wykres słupkowy, w obszarach kontrolnych aktywność w odpowiedzi na obrazy emocjonalne wzrosła w wyniku indukcji celu regulacji emocji.

Podczas przeprowadzania tej procedury ważne jest właściwe zbilansowanie właściwości bodźców w próbach przed i po manipulacji, aby uniknąć możliwych efektów zakłócających. Równie istotne jest upewnienie się, że uczestnicy rozumieją instrukcje dotyczące zadania. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo dobrze rozumieć, jak manipulować celem w celu regulacji emocji zarówno w sposób jawny, jak i niejawny, a także jak oceniać bezpośrednie i długoterminowe efekty tych strategii regulacji emocjonalnej.