Name: Correlacionando as respostas comportamentais aos sinais de fMRI córtex pré-frontal humano: Examinando Processos Cognitivos Usando Análise de Tarefa (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: Aprenda a correlacionar respostas comportamentais com sinais de fMRI no córtex pré-frontal humano usando estímulos emocionais. Este método permite estudar processos atencionais e ativação do giro frontal inferior.

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Financiado pela National Science e Pesquisa de Engenharia Conselho (NSERC) para JFXD, Faculdade de Saúde, York University e autor SO tem PhD financiamento pelo problema Gambling Ontario Research Centre (OPGRC).

1. Antes de entrar na sala de RM <ol><li> Os participantes preencher um formulário de consentimento explicando todos os riscos experimental (GE marcapasso, claustrofobia, implantes metálicos, a chance de gravidez, etc), e os benefícios de sua participação. </li><li> Todos os participantes são obrigados a preencher a segurança MRI e questionário de triagem (breve histórico médico, os procedimentos anteriores cirúrgico etc) Participantes com contra-indicações devem ser excluídos. </li></ol> 2. Visão Geral da Tarefa e Formação <ol><li> Fornecer treinamento sobre o desempenho de tarefas no anti-sacada. <ol><li> Fixação verde indica um estudo pró-sacada. Instruir os participantes a olhar para o alvo aparecendo na periferia da tela, com um ângulo visual de 8-10 °. </li><li> Fixação vermelho indica um julgamento anti-sacada. Instrua participante a olhar para o espelho em frente do alvo aparecendo na periferia da tela, em um ângulo visual de 8-10 ° (por exemplo, para o alvo certo, olhar para the à esquerda). </li></ol></li><li> Fornecer treinamento sobre o desempenho de tarefas para o Stroop emocional fora do scanner. <ol><li> Inclui 15 provas práticas com diferentes combinações de palavras-rosto expressões em um computador fora do scanner. O objetivo da prática é que os participantes aprendem a tarefa eo que é esperado deles em pressionar o botão apropriado no scanner de ressonância magnética. Instrua os participantes a respeito de qual botão for pressionado para relatar uma expressão feliz / palavra, expressão neutra palavra / expressão triste e / palavra. Além disso, quando dentro do scanner, lembrar aos participantes de que a emoção de cada botão representa. </li><li> As palavras descritivas que indicam as expressões (feliz, Neutro, Sad) são sobrepostos sobre as imagens de faces individuais. Estas palavras são ou congruente ou incongruente com a emoção representada pelo rosto na imagem (Figura 1). Comece cada digitalização com uma instrução de escrita na tela lembrando os participantes, quer report a "expressão facial (feliz, neutro, triste)" ou a "palavra escrita (feliz, neutro, triste)" pressionando o botão correspondente o mais rapidamente possível. </li><li> A instrução é apresentado durante 1 segundo, seguido por uma cruz de fixação, que os participantes fixada em 1 seg para uma outra. A cruz de fixação é seguido pelos estímulos de face apresentados por 250 milissegundos e, em seguida, seguido pela imagem resposta durante 2 segundos. A imagem de resposta é usado para dar aos participantes tempo para relatar as suas respostas ao pressionar o botão apropriado. A próxima apresentação visual da cruz fixação começa depois do fim desta imagem de resposta. Cada participante repete a verificação experimental em um dos dois grupos de instrução (isto é, expressão face ou palavra escrita). Todos os estímulos foram criados e apresentados utilizando Apresentação 12,1 ( <a href="http://www.neurobs.com" target="_blank">www.neurobs.com</a> ). </li></ol></li></ol> 3. Scanner e configuração eye tracking <ol><li> Para begin a criação do experimento, comece por projetar o estímulo computador como uma imagem focalizada na tela na RM com um projetor digital. </li><li> Os participantes são convidados a se levantar da sua cadeira na sala de controle e entra na sala de scanner. Earplugs e / ou fones de ouvido são fornecidos e assuntos colocá-los em seus canais ouvidos. <ol><li> O objecto reside supina com a sua posição de cabeça para o centro da bobina cabeça. Nós estabilizar o corpo do participante e posição da cabeça com travesseiros ou inserções de espuma para torná-los o mais confortável possível, mas também para auxiliar na restringindo o seu movimento da cabeça desde o movimento da cabeça durante a digitalização causas de perda de dados. Especialmente se o movimento da cabeça é maior do que 1 mm em qualquer direcção. </li><li> Deslize / colocar o headcoil sobre a cabeça do participante e tê-los inclinar sua cabeça o mais confortavelmente possível, olhando para a frente para ver o espelho que reflete a tela do projetor. Os olhos devem estar o mais próximo para a posição primária como pOSSÍVEIS 8, a fim de manter o conforto do participante sobre a sessão de digitalização que pode durar até duas horas. </li></ol></li><li> Peça ao participante como o foco da imagem projetada é de uma vez eles estão no scanner. Se não é afiada, re-ajustar a lente para melhorar a imagem no ecrã. </li><li> O eyetracker está agora testada por meio de uma calibração para garantir que a câmara IRED está no local correcto. Se a reflexão sobre a córnea não é o ideal ou funcionando corretamente, a fonte IRED deve ser ajustada, ou o espelho que reflete a fonte IRED próximo da posição do participante cabeça deve ser realinhados / ajustado. Se a cabeça do participante foi ajustado, pergunte se o assunto mais padding / ou espuma travesseiros são necessários para manter esta posição da cabeça / corpo. Durante a verificação do monitor e posições dos participantes discográficas oculares horizontais e verticais usando um rastreador de olho infravermelho (ie Sensomotoric Instruments, Needham / Boston, MA) e correlacioná-los com o paradigma comportamental when analisar a atividade cerebral. 5,7 </li></ol> 4. Procedimentos de digitalização <ol><li> Coloque a bola de emergência aperto contato no abdômen do participante em sua mão esquerda ea caixa de joystick / botão na mão direita. Colocar uma cápsula de vitamina E, no lado direito perto da cabeça. Isso vai ser visível nos exames anatômicos que farão um erro certo não vai virar as imagens da esquerda para a direita. Levante e faça deslizar a cama para o centro da ressonância magnética. </li><li> Verifique se todos os experimentadores deixar a sala de RM e fechar a porta para o MRI. </li><li> Comunique-se com o participante através do interfone na sala de controle e confirmar que eles estão preparados para começar a varredura e são tão confortáveis ​​quanto possível. Se não, reajustar, conforme necessário. </li><li> Relembre o participante que os ruídos do scanner será alto e isso é normal. <ol><li> A primeira verificação recolhe uma poucas imagens do cérebro ao longo da região sagital de ser capaz de localizar / prescrever o exacto ouientation das fatias para os dados completos anatómicas e funcional. Aos participantes é dito esta análise levará alguns minutos. </li><li> Uma vez que os experimentadores ver os resultados da verificação do localizador, que prescrevem uma série de cortes anatômicos que cobrem todo o cérebro. Em nossos casos que normalmente varredura axial fatias oblíquas que abrangem todo o cérebro (170 a 256 fatias). Diga ao participante que este scan irá demorar cerca de 6 a 10 minutos dependendo do número prescrito de fatias. Em alguns casos a verificação anatómica pode ser feito após as verificações funcionais. Existem algumas vantagens de ser este, geralmente em experimentos de longa assuntos vai experimentar fadiga. Assim, a análise anatômica não precisa de atenção dos sujeitos para que eles possam fechar os olhos. Pode ser útil para fazer estas verificações no final da sessão de imagem. </li><li> Uma vez scans anatômicas sejam concluídas o participante está lembrado das instruções específicas do scan próximo através da comunicação através do microfone/ Alto-falante do sistema. </li></ol></li><li> Neste exemplo, um desenho de eventos relacionados com pseudo 2 é utilizado para identificar as regiões do cérebro activadas pela tarefa de Stroop emocional, mas qualquer percepção sensorial, interna 9 ou motor estímulo 10 poderia ser dirigida para utilização quando necessário. Após estes são verificados, então vamos instruir o assunto que o paradigma anti-saccade será digitalizado seguinte. Dependendo dos parâmetros de imagem escolhidas a digitalização vai estar perto de 6 minutos de duração. Achamos que varre mais do que isso induzir indivíduos a adormecer. </li><li> A sessão de imagem total leva cerca de 60 a 120 de minutos, dependendo das verificações totais necessários para a análise. </li></ol> 5. Análise fMRI <ol><li> Analisar os dados usando BrainVoyager QX software (ou qualquer pacote de análise, tais como AFNI ou SPM). </li><li> Comece por sobreposição de mapas funcionais dados estatísticos em imagens cerebrais anatômicas. Funcionalmente definir as regiões cerebrais de interesse (ROÉ), utilizando o modelo linear geral (GLM), com preditores independentes (ou seja, congruente e incongruente instrução, face e instrução palavra, anti-sacada, pró-sacada) para cada uma das condições da tarefa durante os dois tipos de exames 2. </li><li> Examine a intensidade do sinal em todas as regiões ativadas frontais dos contrastes GLM (ou seja, todos contra todos congruentes incongruente para produzir um mapa de áreas), calcular o sinal BOLD padronizada em todos os participantes e comparar a expressão palavra / face incongruente com a palavra congruente / enfrenta expressões para ambas as 2 condições. </li><li> Correlacionar os tempos de reacção recolhidos sobre os ensaios que foram utilizados para os MLG, em seguida, correlacionar a actividade cerebral através de cada indivíduo com os seus tempos de reacção próprias para os ensaios específicos 2 como na Figura 4. </li></ol> 6. Os resultados representativos Após a análise vamos mostrar regiões do cérebro que se relacionam com o e-stroop de promoção e anti-sacádicos tarefas gravado durante a digitalização. Os resultados do paradigma de Stroop emocional mostrou um efeito de interacção entre todos os três factores de expressão, instrução e região do cérebro, mas não houve efeito principal de expressão e de nenhum efeito principal da instrução 2. Descobrimos que, quando a expressão da face foi incongruente à palavra sobreposta emocional, esta incongruência produzido a partir de relatar a palavra escrita mostrou uma maior intensidade de sinal BOLD no IFG esquerdo 2 (Figura 2). A intensidade de sinal maior nas expressões incongruentes em comparação com as expressões congruentes foi estatisticamente significativa, com feliz congruente mostrando a maior diferença 2. O mais importante é o RTS para as três condições testadas incongruentes (triste, feliz e neutro) previu um sinal de aumento BOLD dentro IFG esquerda em comparação com todas as condições congruentes (Figura 3). Para este analise que especificamente examinados os tempos de reacção e conduzida uma análise de regressão para testar se RT para as condições incongruentes e congruente foram preditivos da actividade sinal BOLD dentro desta região do cérebro (Figura 3). Descobrimos que as contas RT para 81% da variação na atividade IFG esquerda ao relatar as expressões da palavra feliz, Neutral, e triste durante as condições incongruentes e congruentes 2. Superior RT é preditiva de maior ativação IFG esquerda, com a condição incongruente triste ceder a razão maior intensidade RT / sinal em comparação com todas as condições de expressão outros. Foram analisados ​​os paradigmas anti-sacádicos utilizando métodos semelhantes como acima, para ser capaz de comparar as duas redes de actividade. Neste exemplo, verificou-se que não havia sinal aumentado em IFG esquerda para a anti-saccade em comparação com a tarefa pró-saccade. Para mais detalhes, consultar os leitores a Ford et al. (2007). <img alt="A Figura 1" src='"/' files> Figura 1. Um exemplo de um julgamento incongruente (rosto com uma expressão feliz sobreposta pela palavra SAD). A experiência vai começar com o ponto de fixação (1 segundo), prosseguindo pelo estímulo cara (250 ms) e a imagem mascarada (2 segundos), que requer uma resposta do participante botão. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="A Figura 2"> Figura 2. Todos os volumes de fixação foram utilizados como a linha de base. As barras de erro significar o erro padrão da média (SEM). Expressões incongruente (feliz, Neutro, Sad) mostrou mudança de sinal BOLD significativamente maior em comparação com expressões congruentes 2. A imagem ampliada mostra deixado giro frontal inferior (IFG), que foi funcionalmente localizados usando o contraste descrever em 5,2 ponto para o Stroop emocional incongruente contra a condição congruente durante a atender conjunto de instruções palavra. <img alt='"Figura' src='"/' files> Figura 3. Durante o "Atender a Palavra" de instruções, incongruente-congruentes de contraste mostrou uma correlação positiva entre a RTS e intensidade do sinal BOLD. Este gráfico é uma média de todas as 10 RTs sujeitos e sinal BOLD durante cada um dos seis condições. As barras de erro significar o erro padrão da média (SEM) 2. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig4.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="A Figura 4"> Figura 4. Duas repetições de cada expressão foi exibido para os sujeitos. Linha superior é uma ilustração esquemática de uma sequência de ensaio a partir de um bloco de ensaios. Seção inferior é uma representação da função de resposta de dois Gamma hemodinâmica (HRF) usado para descobrir regiões do cérebro envolvidas nas expressões faciais emocionais.

<ol><li>Stroop, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+interference+in+serial+verbal+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%22%5BJournal%5D)">Studies of interference in serial verbal reactions.</a> Journal of Experimental Psychology. 18, 643-662 (1935).</li>
<li>Ovaysikia, S., Tahir, K. A., Chan, J. L., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Word+wins+over+face%3A+emotional+Stroop+effect+activates+the+frontal+cortical+network%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Word wins over face: emotional Stroop effect activates the frontal cortical network.</a> Front Hum. Neurosci. 4, 234(2011).</li>
<li>Hallett, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+and+secondary+saccades+to+goals+defined+by+instructions%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Primary and secondary saccades to goals defined by instructions.</a> Vision Res. 18, 1279-1296 (1978).</li>
<li>Connolly, J. D., Goodale, M. A., DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+frontoparietal+fMRI+activation+during+anti-saccades+and+anti-pointing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">A comparison of frontoparietal fMRI activation during anti-saccades and anti-pointing.</a> J. Neurophysiol. 84, 1645-1655 (2000).</li>
<li>DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparatory+set+associated+with+pro-saccades+and+anti-saccades+in+humans+investigated+with+event-related+FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Preparatory set associated with pro-saccades and anti-saccades in humans investigated with event-related FMRI.</a> J. Neurophysiol. 89, 1016-1023 (2003).</li>
<li>Everling, S., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rule-dependent+activity+for+prosaccades+and+antisaccades+in+the+primate+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cogn.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rule-dependent activity for prosaccades and antisaccades in the primate prefrontal cortex.</a> J. Cogn. Neurosci. 17, 1483-1496 (2005).</li>
<li>Ford, K. A., Goltz, H. C., Brown, M. R. G., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+processes+associated+with+antisaccade+task+performance+investigated+with+event-related+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Neural processes associated with antisaccade task performance investigated with event-related fMRI.</a> J. Neurophysiol. 94, 429-440 (2005).</li>
<li>DeSouza, J. F. X., Nicolle, D. A., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task-dependent+changes+in+the+shape+and+thickness+of+Listing%27s+plane%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Task-dependent changes in the shape and thickness of Listing's plane.</a> Vision Res. 37, 2271-2282 (1997).</li>
<li>Hadjikhani, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+migraine+aura+revealed+by+functional+MRI+in+human+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of migraine aura revealed by functional MRI in human visual cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4687-4692 (2001).</li>
<li>DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+position+signal+modulates+a+human+parietal+pointing+region+during+memory-guided+movements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Eye position signal modulates a human parietal pointing region during memory-guided movements.</a> J. Neurosci. 20, 5835-5840 (2000).</li>
</ol>

Não temos nada a divulgar.

Identificar regiões do cérebro consiste em criar um contraste exacta entre as tarefas digitalizados (isto é, em qualquer de Stroop a, emoção incongruente contra congruente e expressão facial; ou anti-saccade contra pró-saccade), a fim de produzir um mapa de activação relacionados com a tarefa. Estes mapas funcionais podem ser mais refinado quando o comportamento é coletado no scanner para remover ensaios em que o sujeito cometeu erros. Estes erros pode ser removido e, se houvesse números suficientes de erros do que os m...

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Joseph DeSouza and Laura Pynn middle initials were omitted at publication.
These have been corrected to:
Joseph F.X. DeSouza Laura K. Pynn

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Some of the authors middle initials were omitted.

Erratum: Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do Equipamento </td><td> Companhia </td></tr><tr><td> 3-Tesla aparelho de ressonância magnética </td><td> Siemens Magnetom Trio (Erlangen, Alemanha) </td></tr><tr><td> iViewX eye tracking </td><td> SensoMotoric Instruments, Inc. </td></tr><tr><td> BrainVoyager QX software </td><td> Inovação cérebro, Maastricht, Holanda </td></tr><tr><td> Quatro botões Joystick </td><td> Projetos atuais, Inc., Philadelphia, PA, USA </td></tr></tbody></table> Tabela 1. Reagentes e equipamentos específicos.

correlacionando as respostas comportamentais aos sinais de fmri córtex pré-frontal humano: examinando processos cognitivos usando análise de tarefa

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

O objetivo deste artigo é descrever métodos de como implementar uma técnica de neuroimagem para examinar os processos cerebrais envolvidos complementares por duas tarefas semelhantes. Comportamento dos participantes durante a realização da tarefa em um scanner fMRI pode ser correlacionada com a atividade do cérebro usando o sangue oxigênio-dependente do nível de sinal. Nós medimos o comportamento para poder classificar ensaios corretos, onde o participante realizou a tarefa corretamente e, em seguida, ser capaz de examinar o cérebro sinaliza relacionado para corrigir o desempenho. Inversamente, se os sujeitos não executar a tarefa correctamente, e estes ensaios estão incluídos na mesma análise com os ensaios correctas teríamos introduzir ensaios que eram não só para o desempenho correcto. Assim, em muitos casos, estes erros podem ser usados ​​se a correlacionar a actividade cerebral, em seguida, a eles. Descrevemos duas tarefas complementares que são utilizados no nosso laboratório para examinar o cérebro durante a supressão de uma resposta automática: a Stroop 1 e anti-sacádicos tarefas. Oparadigma de Stroop emocional instrui os participantes, quer relatar o sobreposto &quot;palavra&quot; emocional através das faces afetivas ou as expressões faciais dos &#39;do 1,2 estímulos rosto. Quando a palavra ea expressão facial se referem a diferentes emoções, um conflito entre o que deve ser dito eo que é lido automaticamente ocorre. O participante tem de resolver o conflito entre dois processos simultaneamente concorrentes de leitura de palavras e expressão facial. Nosso desejo de ler uma palavra leva a forte &quot;estímulo-resposta (SR)&quot; associações, daí inibir estes SR forte é difícil e os participantes são propensos a cometer erros. A superação desse conflito e dirigindo a atenção para longe do rosto ou a palavra requer o assunto para inibir a fundo os processos que normalmente direciona a atenção para o estímulo mais saliente. Do mesmo modo, na tarefa anti-saccade 3,4,5,6, onde um taco de instruções é usado para dirigir a atenção apenas para um local de estímulo periférico, mas então o eymovimento e é preparado para a posição de espelho oposto. No entanto, mais uma vez, medir o comportamento gravando os movimentos dos olhos dos participantes que permite a classificação das respostas comportamentais em ensaios corretos e erro 7, que então pode ser correlacionada com a atividade do cérebro. Neuroimagem agora permite aos pesquisadores medir comportamentos diferentes dos ensaios corretos e de erro que são indicativos de diferentes processos cognitivos e identificar as diferentes redes neurais envolvidas.

O objetivo da nossa pesquisa é correlacionar o comportamento de atividade cerebral. Precisas medidas comportamentais e técnicas de imagem permitem elucidar as relações cérebro-comportamento.

Correlacionando as respostas comportamentais aos sinais de fMRI córtex pré-frontal humano: Examinando Processos Cognitivos Usando Análise de Tarefa

O objetivo deste artigo de métodos é descrever como implementar uma técnica de neuroimagem para examinar processos cerebrais complementares mobilizados por dois...

O objetivo geral do experimento a seguir é estudar os sinais de RNM relacionados às respostas atencionais a estímulos visuais. Isso é alcançado por meio da aquisição de imagens de sujeitos enquanto eles atendem a estímulos do teste de Stroop emocional. Ao mesmo tempo, são registradas as respostas de pressionar um botão diante dos estímulos, que constituem a medida do comportamento que será correlacionada aos sinais cerebrais.Além disso, os movimentos oculares do sujeito são registrados por meio de um rastreador ocular dentro do scanner, a fim de obter uma medida da seleção atencional. São obtidos resultados que mostram a ativação do giro frontal inferior com base na análise das correlações entre o comportamento e o sinal de FMRI durante a tarefa de resposta ao estímulo. A principal vantagem desta técnica em relação a outras, como a tomografia por emissão de pósitrons, é que os sujeitos podem ser escaneados por até duas horas.Este sistema nos ajuda a compreender um pouco mais sobre a inibição do córtex frontal. A disfunção deste sistema está implicada em diversas neuropatologias, como o TDAH e a síndrome de Tourette. Antes de iniciar este experimento, os participantes em potencial devem preencher um formulário de consentimento para o estudo, bem como um questionário padrão de triagem para ressonância magnética.Quaisquer contraindicações para ressonância magnética devem ser excluídas. Após a conclusão da documentação, forneça ao sujeito uma sessão de treinamento sobre a tarefa antis. Aqui, uma fixação verde indica um ensaio pró-segundo.Instrua o participante a olhar para o alvo que aparece na periferia da tela em um ângulo visual de oito a 10 graus. Uma fixação vermelha indica um ensaio antisaccade COD; instrua o participante a olhar no espelho na direção oposta ao alvo que aparece na periferia da tela, novamente em um ângulo visual de oito a 10 graus. Por exemplo, se um alvo à direita aparecer, o sujeito deverá olhar para a esquerda.Em seguida, forneça treinamento para a tarefa do stroop emocional. Este é um paradigma pseudo relacionado a eventos no qual palavras descritivas indicando as expressões são sobrepostas a imagens de rostos individuais. As palavras são congruentes ou incongruentes com a emoção representada pelo rosto.Na imagem, oriente os participantes sobre quais botões devem ser pressionados para indicar uma expressão ou palavra feliz, uma expressão ou palavra neutra ou uma expressão ou palavra triste. A tarefa deve começar com uma tela de instrução escrita de um segundo, lembrando aos participantes que devem indicar a expressão facial ou a palavra escrita pressionando o botão correspondente o mais rapidamente possível. Isso é seguido por um segundo de cruz de fixação, depois pelos estímulos faciais por 250 milissegundos e, em seguida, por uma imagem de resposta por dois segundos.A imagem de resposta serve para dar aos participantes tempo para relatar suas respostas. A próxima apresentação visual da cruz de fixação começa após o término da imagem de resposta. Inclua 15 tentativas de prática com diferentes combinações de expressões faciais e palavras.Para começar, prepare-se para a aquisição de imagens. Primeiro, ligue um projetor digital para exibir o estímulo do computador como uma imagem nítida em uma tela localizada dentro do orifício do aparelho de ressonância magnética. Em seguida, leve o participante até a sala do escâner e forneça protetores auriculares e fones de ouvido para garantir a proteção auditiva.Peça ao sujeito que deite em decúbito dorsal e posicione a cabeça no centro do Head.Coil.Cradle. Estabilize a posição do corpo e da cabeça do participante com travesseiros ou suportes de espuma para proporcionar conforto, ao mesmo tempo que restringe o movimento da cabeça. Em seguida, posicione a bobina de cabeça.Em seguida, peça ao participante que incline a cabeça confortavelmente enquanto olha diretamente para frente, visualizando o espelho que reflete a imagem projetada; os olhos devem estar o mais próximo possível da posição primária, a fim de manter o conforto do participante durante a sessão de varredura, que pode durar até duas horas. Pergunte ao participante se a imagem projetada está nítida. Caso não esteja nítida, reajuste a lente para melhorar a clareza da imagem.Em seguida, calibre o rastreador ocular para garantir que a câmera de infravermelho esteja na posição correta. Se o reflexo na córnea não for ideal, a fonte de infravermelho deve ser ajustada ou o espelho que reflete a fonte de infravermelho próximo à posição da cabeça do participante deve ser realinhado. Além disso, pergunte ao sujeito se mais almofadas de espuma ou travesseiros são necessários para manter essa posição.Uma vez concluída a configuração do equipamento, coloque uma bola de emergência para apertar na mão direita do participante e a caixa de resposta na mão esquerda. Coloque também uma cápsula de vitamina E no lado direito dos fones de ouvido, pois ela será visível nas imagens anatômicas e pode ajudar a garantir que as imagens não estejam invertidas da esquerda para a direita. Por fim, eleve e deslize a maca para o centro do MRI.Uma vez na sala de controle, use o interfone para confirmar que o participante está pronto para iniciar a sessão de aquisição de imagens e está o mais confortável possível. Além disso, lembre o participante de que os ruídos do scanner serão intensos. Inicie adquirindo uma varredura localizadora.Em seguida, prescreva uma série de cortes anatômicos que cubram todo o cérebro. Geralmente, devem ser utilizados cortes axiais oblíquos. Informe o participante sobre a duração esperada do exame anatômico.Isso pode levar cerca de seis a dez minutos, dependendo do número prescrito de cortes. Alternativamente, a aquisição da varredura anatômica pode ser realizada após as varreduras funcionais. Após a conclusão das varreduras anatômicas, prescreva uma sequência funcional e lembre o participante das instruções da tarefa para o paradigma de Stroop.Em seguida, inicie simultaneamente o scanner e o paradigma, registrando todas as pressões dos botões. Certifique-se de monitorar e registrar as posições horizontais e verticais dos olhos do participante utilizando o rastreador ocular por infravermelho, para que esses dados possam ser correlacionados com o paradigma comportamental. A seguir, instrua o participante de que o paradigma anti-Scho será realizado durante o próximo scan.Em seguida, inicie a aquisição com o paradigma sincronizado. Dependendo dos parâmetros de imagem escolhidos, a aquisição terá duração próxima a seis minutos. Evite aquisições mais longas, pois os sujeitos podem adormecer.Toda esta sessão de aquisição de imagens pode levar de 60 a 120 minutos, dependendo do tempo necessário para a configuração, ajustes específicos do sujeito e número de varreduras funcionais exigidas para a análise. Os dados obtidos a partir deste experimento podem ser analisados usando qualquer pacote de análise de FMRI, como brain voyage ou qx. Conforme mostrado aqui.A acne ou o SPM são outros programas de análise de FMRI comumente utilizados. Os mapas estatísticos derivados dos dados funcionais devem ser sobrepostos às imagens anatômicas do cérebro. Para isso, primeiro, utilize o modelo linear geral ou GLM para definir funcionalmente as regiões cerebrais de interesse com preditores separados para cada uma das condições da tarefa.Durante os dois tipos de exames, utilize os seguintes preditores: instrução de face congruente e incongruente e instrução de palavra congruente e incongruente, antis, secod e pros secod. Em seguida, examine a intensidade do sinal em todas as regiões frontais ativadas a partir dos contrastes GLM. Depois, calcule o sinal BOLD padronizado em todos os participantes e compare a expressão facial com palavra incongruente com as faces com palavra congruente.As expressões para ambas as condições correlacionam, por fim, os tempos de reação coletados nos ensaios que foram utilizados para. Os GMs correlacionam então a atividade cerebral em cada indivíduo com seus próprios tempos de reação para os ensaios específicos. A imagem exibida aqui mostra o giro frontal inferior esquerdo, ou IFG, que foi localizado funcionalmente utilizando o contraste entre o stroop emocional incongruente e a condição congruente.Durante o conjunto de instruções de atenção à palavra. Aqui observamos que, quando a expressão facial era incongruente com a palavra emocional sobreposta, a incongruência resultante da leitura da palavra escrita produziu maior intensidade do sinal BOLD. À esquerda, expressões incongruentes do GFI esquerdo apresentaram alteração significativamente maior no sinal BOLD em comparação com as expressões congruentes.Durante a instrução de atenção à palavra, o contraste incongruente congruente mostrou uma correlação positiva entre os tempos de reação e a intensidade do sinal bold. Este gráfico é uma média dos tempos de reação e do sinal bold de 10 sujeitos durante cada uma das seis condições. Aqui, a linha superior é uma ilustração esquemática de uma sequência de ensaio de um bloco de ensaios.A seção inferior é uma representação da função de resposta hemodinâmica gama dupla utilizada para identificar regiões cerebrais envolvidas nas expressões faciais emocionais. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de verificar o estado do sujeito entre os exames e lembrá-lo para permanecer o mais imóvel possível, a fim de reduzir artefatos de movimento após este procedimento. Outras técnicas, como a biografia magnética, podem ser utilizadas para examinar os efeitos temporais no giro frontal inferior.

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Este artigo demonstra um delineamento experimental em que todo o corpo personagens animados são usados ​​em conjunto com ressonância magnética funcional (fMRI) para investigar os correlatos neurais da observação virtual de interações sociais.

Investigação por imagem do cérebro os correlatos neurais da Observando Virtual Interações Sociais

Apresentamos um protocolo que permite a investigação dos mecanismos neurais mediando o impacto negativo da emoção na cognição, utilizando ressonância magnética funcional. Este protocolo pode ser usado com participantes saudáveis ​​e clínicos.

Investigação por imagem do cérebro o efeito prejudicial da emoção sobre a Cognição

Este vídeo apresenta um método de examinar as mudanças relacionadas à idade na conectividade funcional das redes de controle cognitivo envolvidas em tarefas/processos direcionados. A técnica é baseada na análise multivariada de dados de fMRI.

Um método para investigar diferenças relacionadas à idade na conectividade funcional of Cognitive Controle Networks associados à mudança Dimensional Card Sort Desempenho

A transferência de um paradigma com histórico de uso em experimentos de EEG para um experimento de fMRI é considerada. É demonstrado que manipular as demandas da tarefa na tarefa visual excêntrica resultou em diferentes padrões de ativação do BOLD e ilustrou como o design da tarefa é crucial em experimentos de fMRI.

Transferência de tarefas cognitivas entre o cérebro métodos de imagem: Implicações para o Projeto Tarefa e interpretação dos resultados em estudos de fMRI

Monitorando a atividade do cérebro fora do laboratório, sem restrições físicas apresenta desafios metodológicos. Um sem fibras, wearable sistema funcional Espectroscopia no Infravermelho Próximo (fNIRS) foi utilizado para medir a atividade cerebral durante uma tarefa de memória prospectiva ecológica. Demonstrou-se que este sistema poderia ser usado para monitorizar a actividade cerebral durante as experiências não baseados em laboratório.

Usando sem fibras, fNIRS Wearable para monitorar a atividade do cérebro em tarefas cognitivas do mundo real

O presente protocolo descreve como realizar gravações eEG simultâneas e fNIRS e como inspecionar a relação entre os dados de EEG e fNIRS.

Realização de Eletroencefalografia simultânea e gravações de espectroscopia quase infravermelha funcional com uma tarefa flanker

Apresentamos aqui um pipeline de análise de vídeo que supera os desafios do monitoramento comportamental em ambientes de ressonância magnética, permitindo a detecção de respostas comportamentais não instruídas a pistas externas. Esta análise facilitará uma compreensão mais abrangente das mudanças evocadas do estado interno e da atividade em todo o cérebro.

Traçando o perfil das respostas do comportamento materno durante imagens de todo o cérebro

Apresentamos um protocolo para explorar os correlatos neurais de uma tarefa de regulação emocional cognitiva, ou seja, reavaliação cognitiva, usando ressonância magnética funcional. Este protocolo foi utilizado em pacientes com transtorno obsessivo-compulsivo e controles saudáveis, mas também pode ser utilizado em outras amostras clínicas.

Explorando os correlatos neurais da reavaliação cognitiva no transtorno obsessivo-compulsivo usando ressonância magnética funcional baseada em tarefas

Nós desenvolvemos dois métodos para estudar os efeitos de pistas visuais no comportamento, na ausência de pistas táteis e químicos. Um método envolve respostas filmagem de crustáceo em paredes reflexivo em um aquário, o outro examina os efeitos visuais de insumos fornecidos por um crustáceo vivo atrás de uma divisória transparente.

Gravação de respostas comportamentais à Reflexão em Crayfish

Nós descrevemos uma nova abordagem para a análise simultânea da função cerebral e estrutura usando ressonância magnética (MRI). Avaliamos a estrutura do cérebro com imagens ponderada em difusão de alta resolução e de matéria-branco tratografia fibra. Ao contrário do padrão estrutural de ressonância magnética, estas técnicas permitem-nos relacionar diretamente conectividade anatômica a propriedades funcionais de redes cerebrais.

Co-análise de estrutura e função cerebral usando ressonância magnética funcional e imagem ponderada em difusão

Aprenda a correlacionar respostas comportamentais com sinais de fMRI no córtex pré-frontal humano usando estímulos emocionais. Este método permite estudar processos atencionais e ativação do giro frontal inferior.

Correlacionando as respostas comportamentais aos sinais de fMRI córtex pré-frontal humano: Examinando Processos Cognitivos Usando Análise de Tarefa (Vídeo) | JoVE Journal

Correlacionando as respostas comportamentais aos sinais de fMRI córtex pré-frontal humano: Examinando Processos Cognitivos Usando Análise de Tarefa

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