Name: Świadome i nieświadome reprezentacje twarzy emocjonalnych w zespole Aspergera (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-31T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: Poznaj metodę EEG do badania świadomego i nieświadomego przetwarzania emocjonalnych twarzy u pacjentów z zespołem Aspergera. Protokół ten pozwala zidentyfikować deficyty w obwodach neuronowych odpowiedzialnych za rozpoznawanie emocji.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie było wspierane przez granty MOST102-2410-H-001-044 i MOST103-2410-H-001-058-MY2 dla M. Liou oraz RSF-14-15-00202 dla A.N. Savostyanov. Przy wsparciu Rosyjskiej Fundacji Naukowej (RSF) wykorzystano opracowanie eksperymentalnego paradygmatu rozpoznawania twarzy.

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W piśmiennictwie znajdują się badania nad rozpoznawaniem emocji twarzy u pacjentów z autyzmem na podstawie analizy reakcjiEEG 44 oraz nad rozpoznawaniem treści o wysokiej i niskiej częstotliwości przestrzennej za pomocą bodźców wzrokowych43. Jednakże, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, brakuje istniejących prac nad aktywnością oscylacyjną mózgu, która łączyłaby rozpoznawanie emocji z wyraźnymi treściami częstotliwości przestrzennych. Nasz protokół jest pierwszym krokiem w kierunku oszacowania wpływu ...

Rozpoznawanie emocji twarzy jest jednym z najważniejszych procesów mózgowych zaangażowanych w komunikację społeczną. Różne zaburzenia psychiczne są związane z problemami z wyraźnym wykrywaniem emocji twarzy4-6. Fotografia twarzy zawiera spektrum informacji przestrzennych, które można filtrować pod kątem zawartości o wysokiej częstotliwości przestrzennej (HSF) lub niskiej częstotliwości przestrzennej (LSF). HSF jest powiązany z bardzo szczegółowymi częściami obrazu, takimi jak krawędzie powierzchni, podczas gdy LSF jest powiązany z grubszymi lub mniej dobrze zdefiniowanymi częściami, takimi jak holistyczna powierzchnia z zawartością LSF7. Każde zadanie rozpoznawania twarzy jednocześnie indukuje procesy świadome i nieświadome8-12, a udział procesu nieświadomego następuje w odstępie 150-250 ms po wystąpieniu lub nawet wcześniej13. U zdrowych osób z grupy kontrolnej proces nieświadomy jest na ogół szybszy niż proces świadomy14,15. Kilka badań neuroobrazowych sugeruje, że LSF w bodźcu twarzy (lub bodźcu motywacyjnie istotnym) aktywuje głównie ciało migdałowate, pulvinar i górny colliculus, zwłaszcza w przypadku lękliwych twarzy3,16. Obszary te stanowią strukturę limbiczną w nieświadomej percepcji emocji i modulują aktywność kory mózgowej bezpośrednio lub pośrednio1. W przeciwieństwie do tego, świadoma reprezentacja emocji jest bardziej wyraźna w przedniej części obręczy, korze przedczołowej i korze somatosensorycznej w celu kierowania dobrowolnej uwagi na szczegóły twarzy9,17,18.
Zespół Aspergera (AS)19,20 reprezentuje nietypowe zaburzenie psychiczne, które wpływa na zdolności sensoryczne, afektywne i komunikacyjne, nie zakłócając normalnych umiejętności językowych i zdolności intelektualnych. Kilka badań wykazało, że deficyty funkcjonalne w obwodach nerwowych ważnych dla rozpoznawania emocji twarzy mogą częściowo wyjaśniać niepowodzenie komunikacji społecznej w AS21-25. Zaburzenia zachowania obserwowane u dzieci z zespołem Aspergera można zdiagnozować w ciągu pierwszych trzech latżycia26, czyli w okresie, w którym ich dobrowolna (lub świadoma) kontrola nad zachowaniem nie jest w pełnirozwinięta27. U dorosłych z ZA zaburzenia zachowania mogą być kompensowane poprzez regulację uwagi28. Trudności w przetwarzaniu szczegółów w określonym zakresie częstotliwości przestrzennych mogą wskazywać na zakłócenia na różnych etapach przetwarzania informacji. Do tej pory żadne badanie nie dotyczyło bezpośrednio potencjałów wywołanych i aktywności oscylacyjnej u pacjentów z ZA podczas rozpoznawania emocji twarzy z udziałem bodźców twarzy w określonych zakresach częstotliwości przestrzennych. Ważne jest, aby zbadać trajektorię funkcjonalną u pacjentów z ZA w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej podczas przetwarzania bodźców twarzy o różnej zawartości częstotliwości przestrzennej poprzez kontrolowanie wymagań zadań i efektów demograficznych, takich jak płeć i IQ.
Aby wyjaśnić wzajemne oddziaływanie między świadomymi i nieświadomymi reprezentacjami twarzy emocjonalnych, zaprojektowano eksperymentalny protokół EEG do porównywania potencjałów wywołanych w mózgu i aktywności oscylacyjnej między pacjentami z ZA i IQ/dopasowanymi płciowo zdrowymi kontrolami. Przed eksperymentem EEG zrekrutowano kohortę uczestników pilotażowych w celu uzyskania pomocy w doborze bodźców eksperymentalnych i opracowaniu systemu punktacji w celu ułatwienia oceny wydajności u pacjentów z ZZSK. Protokół składa się z dwóch zadań polegających na ocenie emocjonalności twarzy na zdjęciu lub rysunku kreskowym. Różnice między tymi dwiema grupami można ocenić za pomocą obliczeniowych ERP i perturbacji spektralnych związanych ze zdarzeniami (ERSP). W następnej sekcji omówiono szczegóły protokołu eksperymentalnego, w tym badanie pilotażowe oraz metody przetwarzania/analizy danych EEG, a następnie główne wyniki analizy. Na koniec omówiono kluczowe etapy protokołu i jego znaczenie w odniesieniu do istniejących metod. Zwrócono również uwagę na ograniczenie i możliwe rozszerzenie protokołu do stosowania u pacjentów z innymi zaburzeniami emocjonalnymi.

<table><tbody><tr><td>Synamps 2/RT 128-kanałowy EEG/EP/ERP</td><td>Neuroscan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Quik-CapEEG 128 elektrod</td><td>Neuroscan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gel</td><td>Quik-Gel</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FASTRAK Digitizer 3D</td><td>Polhemus&nbsp;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Świadome i nieświadome reprezentacje twarzy emocjonalnych w zespole aspergera

Conscious and Non-conscious Representations of Emotional Faces in Asperger's Syndrome

Kilka badań neuroobrazowania sugeruje, że zawartość o niskiej częstotliwości przestrzennej w emocjonalnej twarzy głównie aktywuje ciało migdałowate, pulvinar i górny wzgórek, szczególnie przy lękliwych twarzach1-3. Regiony te stanowią strukturę limbiczną w nieświadomej percepcji emocji i modulują aktywność kory mózgowej bezpośrednio lub pośrednio2. W przeciwieństwie do tego, świadoma reprezentacja emocji jest bardziej wyraźna w przedniej części obręczy, korze przedczołowej i korze somatosensorycznej w celu kierowania dobrowolnej uwagi na szczegóły twarzy3,4. Zespół Aspergera (AS)5,6 stanowi nietypowe zaburzenie psychiczne, które wpływa na zdolności sensoryczne, afektywne i komunikacyjne, nie zakłócając normalnych umiejętności językowych i zdolności intelektualnych. Kilka badań wykazało, że deficyty funkcjonalne w obwodach neuronalnych ważnych dla rozpoznawania emocji twarzy mogą częściowo wyjaśniać niepowodzenie komunikacji społecznej u pacjentów z AS7-9. W celu wyjaśnienia wzajemnych zależności między świadomymi i nieświadomymi reprezentacjami twarzy emocjonalnych w ZZSK, zaprojektowano eksperymentalny protokół EEG z dwoma zadaniami obejmującymi ocenę emocjonalności twarzy na zdjęciu lub rysowaniu linii. Wprowadza się badanie pilotażowe mające na celu wybór bodźców twarzy, które minimalizują różnice w czasie reakcji i wynikach przypisanych do emocji twarzy między wstępnie przetestowanymi pacjentami z ZA i IQ / płcią zdrowych osób z grupy kontrolnej. Informacje od wstępnie przebadanych pacjentów wykorzystano do opracowania systemu punktacji wykorzystywanego do oceny emocjonalności. Badania nad emocjami twarzy i bodźcami wzrokowymi o różnej zawartości częstotliwości przestrzennej przyniosły rozbieżne wyniki w zależności od cech demograficznych uczestników i wymagań zadaniowych2. Protokół eksperymentalny ma na celu wyjaśnienie deficytów u pacjentów z ZA w przetwarzaniu twarzy emocjonalnych w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej poprzez kontrolowanie czynników niezwiązanych z rozpoznawaniem emocji twarzy, takich jak trudność zadania, IQ i płeć.

Średnie wyniki IQ werbalnego i wykonawczego dla grupy kontrolnej oraz grupy z AS przedstawiono w Tabeli 1, wraz ze średnimi czasami reakcji i średnimi ocenami emocjonalności twarzy dla obu grup. W tabeli żadna z różnic między grupami nie osiągnęła istotności statystycznej, z wyjątkiem twarzy neutralnych w zadaniu z rysunkami liniowymi, gdzie grupa z AS uzyskała średni wynik bliski zeru (p &lt;0.001)13. Co ciekawe, grupa z AS nadal wykazuje nieco dłuższ...

Eksperymentalny protokół EEG ma na celu wyjaśnienie wzajemnych oddziaływań między świadomymi i nieświadomymi reprezentacjami emocjonalnych twarzy u pacjentów z zespołem Aspergera. Technika ta sugeruje, że pacjenci z zespołem Aspergera mają deficyty w nieświadomym przedstawianiu emocjonalnych twarzy, ale mają porównywalne wyniki w świadomej reprezentacji ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej.

Świadome i nieświadome reprezentacje twarzy emocjonalnych w zespole Aspergera

Several neuroimaging studies have suggested that the low spatial frequency content in an emotional face mainly activates the amygdala, pulvinar, and ...

Ogólnym celem tego eksperymentu EEG jest wyjaśnienie współoddziaływania między świadomymi a nieświadomymi reprezentacjami twarzy wyrażających emocje u pacjentów z zespołem Aspergera. Kilka badań sugerowało, że deficyty funkcjonalne w obwodach neuronalnych odpowiedzialnych za rozpoznawanie emocji z twarzy mogą częściowo wyjaśniać zaburzenia komunikacji społecznej u pacjentów z zespołem Aspergera. Główny protokół tego badania EEG został zaprojektowany w celu wyjaśnienia deficytów u pacjentów z zespołem Aspergera podczas przetwarzania twarzy emocjonalnych, poprzez wprowadzenie zadań związanych z emocjami i ich wariacjami z wykorzystaniem fotografii oraz dziewięciu rysunków twarzy.Chociaż to podejście eksperymentalne pozwala zrozumieć deficyty w komunikacji społecznej u pacjentów z zespołem Aspergera, może ono zostać zastosowane również do innych istotnych patologii, takich jak zaburzenia lękowe, depresja, zespół Bernala oraz zaburzenia emocjonalne w zespół stresu pourazowego. Należy rozpocząć od stworzenia programu eksperymentalnego, który obejmuje ekran instruktażowy oraz ekran z centralnym punktem fiksacji wzroku.Utwórz ekran bodźca z twarzą, konfigurując rozmiar fotografii na 18,3 na 24,4 centymetrów z czarnym tłem. Przyjmuje się, że rozmiar ekranu komputera wynosi 41 na 25,6 centymetrów przy rozdzielczości 1680 na 1050. Następnie stwórz system punktacji dla emocjonalności oceny.Umieść w centrum ekranu linię poziomą w skali ciągłej od minus 100 do plus 100, nie dodając żadnych znaczników poza znacznikiem centralnym. Stwórz program w taki sposób, aby uczestnicy mogli swobodnie ocenić ładunek emocjonalny fotografii, przesuwając kursor oceniający w lewo dla stanu bardzo zdenerwowanego i w prawo dla stanu bardzo szczęśliwego. Następnie powinni zatwierdzić swoją odpowiedź, naciskając przycisk „Go”.Co istotne, należy upewnić się, że program prawidłowo wysyła zdarzenia zablokowane czasowo zgodnie z początkiem centralnej fiksacji oka, prezentacją bodźca twarzy oraz naciśnięciem przycisku „Go”. Następnie, na podstawie 35 fotografii, należy stworzyć rysunki liniowe poprzez odrysowanie krawędzi każdej twarzy. Użyj oprogramowania graficznego, aby dostosować jasność i kontrast fotografii w taki sposób, aby oryginalna intensywność skali szarości mieściła się w kolorze czarnym lub białym.W menu efektów zastosuj efekt szkicu do czarno-białej fotografii, aby zachować jedynie kontury wysokich częstotliwości przestrzennych. Następnie kliknij efekt postarzania, aby zwiększyć rozszerzenie linii konturowych. Na koniec użyj narzędzia pędzel, aby wzmocnić kontury i usuń niepożądane elementy za pomocą narzędzia gumka.Należy upewnić się, że istotne cechy twarzy zostały zachowane, porównując na bieżąco oryginalną fotografię z jej rysunkowym odpowiednikiem. W ramach przygotowania do zapisu elektroencefalograficznego (EEG), należy przeprowadzić u pacjentów z zespołem Aspergera (AS) krótką wersję testu WAIS-III. Pozwoli to na dobranie zdrowych grup kontrolnych o zbliżonym wieku i płci pod kątem wyników ilorazu inteligencji (IQ) werbalnej i wykonawczej. W dniu badania należy posadzić uczestnika w komorze wyciszonej i ustawić krzesło tak, aby ekran komputera znajdował się 60 centymetrów przed uczestnikiem.Wyjaśnij instrukcje dotyczące procedury eksperymentalnej, a następnie poproś uczestników o wypełnienie formularzy zgody oraz kwestionariusza dotyczącego ich lateralizacji. Następnie przygotuj czepek EEG ze 132 elektrodami, w tym 6 kanałami mięśni twarzy. Podłącz czepek do dwóch wzmacniaczy 64-kanałowych z analogowymi filtrami pasmowo-przepustowymi 0.1 100 Hz, aby zdigitalizować surowe sygnały EEG z częstotliwością próbkowania 1, 000 Hz.Następnie nałóż czepek EEG na głowę uczestnika. Dopasuj czepek tak, aby elektroda referencyjna znajdowała się w pozycji CZ zgodnie z międzynarodowym systemem 10/10 EEG. Za pomocą tępej igły delikatnie wstrzyknij żel przewodzący do wszystkich elektrod.Użyj igły, aby powoli wymieszać żel wewnątrz elektrody, zapewniając dobrą przewodność między skórą głowy a elektrodą. Sprawdź stan zawartości żelu w elektrodzie referencyjnej i uziemiającej, aby upewnić się, że pomiar impedancji również wynosi poniżej 5 kiloms. Następnie umieść jedną elektrodę horyzontalnego elektrookulogramu (HEOG) w kąciku jednego oka, a drugą w kąciku drugiego oka.Podobnie należy umieścić jedną pionową elektrodę elektrookulograficzną (VEOG) powyżej, a drugą poniżej lewego oka. Następnie należy umieścić bipolarne elektrody elektrokardiograficzne na grzbietach lewej i prawej dłoni oraz bipolarne elektrody elektromiograficzne między kciukiem a palcem wskazującym prawej dłoni.Na koniec umieść sześć elektrod twarzowych wokół brwi i policzków. Zapisz wszelkie wadliwe kanały, w których impedancja przekracza 5 kΩ, bezpośrednio zapisując ekran pokazujący impedancję wszystkich elektrod. Wykorzystaj te informacje w przyszłości w celu odrzucenia wadliwych kanałów podczas przetwarzania danych EEG.Poleć uczestnikowi zamknięcie oczu na 12 minut. Następnie zarejestruj EEG w stanie spoczynku i ponownie sprawdź jakość zapisu EEG. W szczególności upewnij się, czy w oprogramowaniu widoczne są wyraźne fale alfa w kanałach potylicznych.Na koniec wyświetl instrukcje zadania na ekranie i poproś uczestnika o wykonanie zadań eksperymentalnych. W grupach AS komponent N400 jest widoczny we wszystkich obszarach czołowych w zadaniu z rysunkiem liniowym. W grupie kontrolnej ten sam komponent jest wyraźny w obszarach czołowych, skroniowych oraz potyliczno-ciemieniowych zarówno w zadaniu z fotografią, jak i z rysunkiem liniowym.Ponadto w grupie AS odnotowano synchronizację delta/theta bardziej zbliżoną do grupy kontrolnej w zadaniu z rysunkami liniowymi, jednak nie stwierdzono wyraźnego efektu związanego z zadaniem z fotografiami. Wykazano, że pacjenci z zespołem Aspergera mają deficyty w obrębie ciała migdałowatego oraz powiązanych z nim struktur, które biorą udział w zapamiętywaniu i przywoływaniu informacji związanych z emocjami. Nasz protokół jest pierwszym krokiem w stronę oszacowania znaczenia emocjonalności oraz informacji o częstotliwości widma u pacjentów z zespołem Aspergera w porównaniu z grupą kontrolną osób zdrowych.Nasza analiza reakcji EG w wymiarze czasowo-przestrzennym oraz w zakresie dominacji częstotliwości pozwala na rozróżnienie funkcji efektywnych i poznawczych w stopniu, który pomaga lepiej zrozumieć zaburzenie z zespołem Aspergera. Niniejsze badanie wnosi wkład w tę dziedzinę, wykazując znaczącą różnicę w komponencie N400 pomiędzy grupą z zespołem Aspergera a grupą kontrolną. Kliniczne zastosowanie protokołu u innych dorosłych pacjentów z podobnym rodzajem zaburzeń, takich jak zaburzenia spektrum autyzmu, może być przeprowadzone po niewielkiej modyfikacji bodźców twarzy oraz odporności czaszki.Dobrze zaprojektowane badanie pilotażowe z wywiadami z grupą kontrolną i pacjentami pozwoli na walidację zastosowania zmodyfikowanej wersji niniejszego protokołu.

conscious-non-conscious-representations-emotional-faces-asperger-s

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Okulografia (eye tracking) od dawna jest wykorzystywana do badania wzorców spojrzenia u osób rozwijających się typowo, jednak ostatnie postępy technologiczne zwiększyły możliwość jej zastosowania w populacjach klinicznych, w tym u osób z autyzmem. Chociaż okulografia u małych dzieci z autyzmem może dostarczyć informacji o wczesnych manifestacjach objawów, wiąże się ona z wyzwaniami metodologicznymi. Przedstawiono sugestie dotyczące najlepszych praktyk.

Śledzenie ruchu gałek ocznych u małych dzieci z autyzmem

Ten artykuł opisuje, jak zaimplementować zestaw zadań behawioralnych do badania rozpoznawania emocji w izolowanych wyrazach twarzy i głosu, a także nowatorskie zadanie wykorzystujące komercyjne klipy telewizyjne i filmowe do oceny multimodalnego rozpoznawania emocji, które zawiera kontekstowe wskazówki.

Badanie wykorzystania izolowanych wyrażeń i klipów filmowych do oceny rozpoznawania emocji przez osoby z urazowym uszkodzeniem mózgu

Opisano protokół do przechwytywania i statystycznej analizy reakcji emocjonalnej populacji na napoje i płynne pokarmy w laboratorium oceny sensorycznej przy użyciu oprogramowania do automatycznej analizy wyrazu twarzy.

Protokół gromadzenia i analizy danych stosowany w technologii automatycznej analizy mimiki twarzy i analizy czasowej do oceny sensorycznej

Tutaj opisujemy paradygmaty iluzji wirtualnej ręki i wirtualnej twarzy, które mogą być wykorzystane do badania samopercepcji/reprezentacji związanej z ciałem. Zostały one już wykorzystane w różnych badaniach, aby wykazać, że w określonych warunkach wirtualna ręka lub twarz mogą zostać włączone do reprezentacji ciała, co sugeruje, że reprezentacje ciała są raczej elastyczne.

Tworzenie iluzji wirtualnej ręki i wirtualnej twarzy w celu zbadania autoprezentacji

To badanie porównało prezentacje obrazów emocjonalnych w centralnym i podzielonym polu widzenia, aby ocenić różnice w umotywowanej uwadze między dwiema półkulami. Późny potencjał dodatni (LPP) zarejestrowano za pomocą metodologii elektroencefalografii (EEG) i potencjałów związanych ze zdarzeniami (ERP) w celu oceny umotywowanej uwagi.

Centralna i podzielona prezentacja obrazów emocjonalnych w polu widzenia w celu pomiaru różnic w półkulach w umotywowanej uwadze

Ten artykuł opisuje zadanie ERP oparte na semantycznym torowaniu, wykorzystujące pary obrazów i słów w obrębie modalności do badania przetwarzania semantycznego u osób z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD).

Zadanie związane z potencjałem związanym ze zdarzeniami semantycznego torowania (ERP) do badania przetwarzania leksycyczno-semantycznego i wzrokowo-semantycznego w zaburzeniach ze spektrum autyzmu

Ten protokół jest przeznaczony do pomiaru oczekiwania i przetwarzania nagrody u małych dzieci z autyzmem i bez autyzmu. W szczególności protokół ma na celu badanie neuronalnych korelatów nagrody w warunkach społecznych i niespołecznych, przy jednoczesnym kontrolowaniu nagrody między warunkami.

Protokół elektrofizjologiczny do pomiaru przewidywania i przetwarzania nagrody u dzieci

To jest jakościowa analiza porównawcza danych z danych śledzenia wzroku w pierwszych chwilach scen wideo oglądanych przez trzech uczestników: jednego z zaburzeniami ze spektrum autyzmu, jednego ze współistniejącym deficytem uwagi i nadpobudliwością psychoruchową i jednego neurotypowego kontrolnego.

Porównywanie danych ze śledzenia wzroku dzieci z wysoko funkcjonującym ASD, współwystępującym ADHD i grupy kontrolnej oglądającej filmy społecznościowe

Opisujemy protokół oceny aktywności mięśni twarzy w odpowiedzi na doświadczoną i zaobserwowaną stymulację dotykową za pomocą elektromiografii twarzy.

Wykorzystanie elektromiografii twarzy do oceny reakcji mięśni twarzy na doświadczany i obserwowany dotyk afektywny u ludzi

Ten protokół ilustruje terapię leczniczą opartą na indukcyjnym uczeniu się i komunikacji pośredniej (ericksonowska metaforyczna hipnoza), która może być stosowana u dzieci z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD). W szczególności protokół ten ma na celu przetestowanie skuteczności zadania decyzyjnego "go/no-go". Uzasadnienie neuronaukowe jest przedstawione w całym tekście.

Przygody z interwencją Fundi opartą na przetwarzaniu poznawczym i emocjonalnym u pacjentów z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi

Poznaj metodę EEG do badania świadomego i nieświadomego przetwarzania emocjonalnych twarzy u pacjentów z zespołem Aspergera. Protokół ten pozwala zidentyfikować deficyty w obwodach neuronowych odpowiedzialnych za rozpoznawanie emocji.

Świadome i nieświadome reprezentacje twarzy emocjonalnych w zespole Aspergera

Przeglądaj więcej filmów