Сканирование мозга Исследование нейронных коррелятов Наблюдение виртуальных социальных взаимодействий

Общая цель данного эксперимента заключается в исследовании нейронных коррелятов наблюдения за социальными взаимодействиями с использованием виртуальных персонажей, взаимодействующих в социальном контексте в сочетании с записью FMRI, это достигается путем создания анимированных персонажей в полный рост, которые взаимодействуют друг с другом в качестве хозяев и гостей в деловой обстановке, и неодушевленных персонажей, которые служат в качестве условий контроля. Затем записываются данные визуализации мозга, в то время как участники наблюдают за виртуальными социальными взаимодействиями, а затем данные анализируются с целью выявления областей мозга, которые являются частью так называемой социальной когнитивной сети. Типичные области мозга, чувствительные к наблюдению и оценке социальных взаимодействий, включают верхнюю височную борозду, латеральную и медиальную лобную кору и миндалевидное тело, поскольку это позволяет исследовать нейрокорреляты социального познания.

Этот вопрос может способствовать пониманию возможных причин дефицита социального поведения, которые наблюдаются при таком клиническом состоянии, как социальная фобия и аутизм. Основное преимущество этой техники перед существующими методами, такими как использование лицевых стимулов, заключается в том, что, используя анимированных персонажей всего тела, можно включить манипуляции, которые больше напоминают реальные социальные взаимодействия, такие как формальное физическое прикосновение и рукопожатие. Это то, что невозможно сделать только с помощью лицевых стимулов.

Задание состоит из серии десятисекундных анимационных видеороликов о невербальном взаимодействии с гостевым хозяином. В деловой обстановке субъект видит, как гостя приветствует хозяин, что является условием социального взаимодействия, или картонную фигурку хозяина, что является условием отсутствия социального взаимодействия или контроля. Хозяин может демонстрировать поведение, которое побуждает к дальнейшему социальному взаимодействию, называемому приближением, условием или поведением, которое может указывать на отсутствие интереса к дальнейшему взаимодействию как условие избегания.

В дополнение к основному типу поведения, демонстрируемого носителем, может быть включено исследование влияния формального физического прикосновения на поведение. Например, в половине испытаний персонажи могут пожать друг другу руки в рамках протокола приветствия, в то время как в других они ничего не делают. Эта манипуляция может иметь разное значение в зависимости от культурного бэкграунда зрителя.

Другие манипуляции могут включать в себя изменение точки зрения зрителя с личной на безличную. Отображая слова «я» или «другой», эта манипуляция позволяет идентифицировать реакции, которые модулируются личной вовлеченностью. Чередование этих двух точек зрения может быть поставлено в очередь в начале каждой пробной версии.

За видеороликами могут следовать различные экраны рейтинга. Например, попросить субъекта оценить хозяина по компетентности, надежности и заинтересованности в ведении бизнеса по пятибалльной шкале, где ноль — совсем отсутствие, а пять — очень много. Эти рейтинги должны быть уравновешены между испытаниями, чтобы избежать эффектов порядка.

Кроме того, персонажи в видео должны быть уравновешены отображаемым поведением, этническим происхождением, рубашкой, цветом и прической. Основные аспекты, которые могут влиять на социальное взаимодействие, такие как привлекательность, также должны контролироваться, чтобы гарантировать отсутствие систематических различий между категориями испытаний. Каждый прогон должен начинаться с шести секунд фиксации, чтобы обеспечить стабилизацию состояния сигнала МРТ, или порядок испытания также должен быть рандомизирован в каждом блоке и уравновешивать участников во избежание эффектов стимула, предсказуемости и порядка.

Интервал между пробами в восемь секунд следует за каждым просмотром фильма и окончанием каждого показа. Кроме того, чтобы избежать смещения потери данных, в идеале условие должно быть одинаково представлено в каждом блоке в соответствии с каждой манипуляцией. Когда пациент прибудет, обязательно получите письменное и информированное согласие и пройдите скрининг на безопасность МРТ.

Также предложите испытуемому заполнить анкеты, которые оценивают личностные черты и текущее состояние ума, которые могут повлиять на реакцию участников во время исследования до сканирования. Подробно проинформируйте участника о процедурах сканирования и дайте конкретные инструкции по выполнению поведенческой задачи, чтобы избежать дискомфорта и повысить осведомленность о задаче. Кроме того, дайте участнику сокращенный тренировочный прогон.

Теперь приведите объект в комнату для сканирования и попросите его лечь лежа на спину на сканирующую кровать. Обеспечивают защиту от воздуха, а также изолирующие наушники для связи. Во время сканирования обеспечьте дополнительную амортизацию для головы, чтобы обеспечить комфорт во время сканирования и свести к минимуму движения.

Кроме того, неклейкая сторона ленты может быть слегка обернута вокруг лба участника, чтобы еще больше свести к минимуму движения головы для оценки автоматических имплицитных психофизиологических реакций на эмоциональные и нейтральные изображения. Наконец, удобно расположите правую руку объекта на поле ответа и убедитесь, что кнопки работают правильно. Поместите рядом кнопку аварийной остановки, чтобы объект мог указать на срочную необходимость остановить сканер перед началом сбора данных.

Убедитесь, что испытуемый может видеть проекцию на экран для предъявления стимула. Ясно. Во-первых, получите структурное изображение с высоким разрешением, такое как SPGR или MP ярость. Затем настройте функциональные прогоны, чтобы обеспечить полное покрытие мозга.

В наших исследованиях мы получаем серию из 28 функциональных срезов с размером вокселей четыре на четыре на четыре миллиметра, приобретенных в осевом направлении. Используя последовательность импульсов эхо-плана с TR 2000 миллисекунд, TE 40 миллисекунд и полем зрения 256 на 256 миллиметров, сообщите испытуемому о том, что функциональная визуализация вот-вот начнется, и напомните ему или ей о задачах, которые будут выполняться. Теперь убедитесь, что сканер начинает работу синхронно с предъявлением стимула.

Когда сканирование будет завершено, помогите участнику выбраться из сканера и обязательно поблагодарите его за участие в эксперименте. После сбора данные могут быть проанализированы с помощью любого программного обеспечения для обработки FMRI, такого как статистическое параметрическое отображение, широко известное как SPM. Наша лаборатория использует его в сочетании с ковриками собственного производства.

Предварительная обработка лабораторных инструментов в нашей группе включает в себя типичные шаги, контроль качества, выравнивание изображения, коррекцию движения, совместную регистрацию, нормализацию и пространственное сглаживание с помощью восьмимиллиметрового ядра. При использовании СЗМ реализуется общая линейная модель для оценки соответствия данных, записанных для каждого интересующего состояния, заданной функции гемодинамического ответа. В качестве альтернативы, данные по каждому состоянию могут быть выборочно усреднены для просмотра необработанного сигнала FMR, связанного с каждым состоянием, без заранее определенных предположений о форме функции гемодинамического ответа.

В этом случае различия в реакции могут быть оценены по времени, по точкам, а контраст интересов выявляет изменения по сравнению с предварительным стимулом, исходным уровнем и различия между одним условием по сравнению с другим условием. Эти анализы можно использовать отдельно или по отдельности. Анализ данных может сочетать воксельный подход и подход к области интереса для сравнения активности мозга, связанной с условиями интереса, такими как социальное взаимодействие, и его отсутствие.

Воксельный анализ всего мозга позволит создать статистические карты, которые идентифицируют более крупные сети областей мозга, связанных с задачей, а анализ ROI позволит целенаправленно исследовать реакцию в конкретных областях мозга, которые априори определены как часть социальной когнитивной сети. Анализ области интереса также может быть использован для извлечения сигнала FMRI в иллюстративных целях. Сравнение контрольных испытаний с отсутствием взаимодействия выявило активность в типичных областях мозга социального познания.

Здесь мы видим функциональную карту, отображающую активации в верхней височной борозде, а также в латеральной префронтальной коре. Цветовая полоса указывает на градиент TValue карты активации. Линейные графики иллюстрируют временные ходы сигнала FMRI, извлеченного из ROI каждой области мозга для каждого типа исследования и временной точки.

Здесь мы видим активацию в миндалевидном теле, опять же с течением времени ROI, и, наконец, реакцию в медиальной префронтальной коре. Все данные основаны на данных 15 участников, отражающих активность мозга, зафиксированную во времени приближения и избегания поведения. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как использовать анимированных виртуальных персонажей в полный рост.

В сочетании с записями FMRI исследовать Нью-Йоркские корреляты наблюдения за социальными взаимодействиями как у здоровых, так и у клинических участников.