Сканирование мозга Исследование памяти-повышение Влияние эмоций

Целью этого экспериментального протокола является определение активности мозга, специфически связанной с эффектом эмоций, улучшающим память. Это достигается за счет реализации последующей парадигмы памяти с эмоциональными стимулами. Эта парадигма состоит из задачи кодирования и задачи извлечения.

Во время задания на кодирование участникам предъявляются эмоциональные и нейтральные стимулы, а во время задания на извлечение проверяется их память на элементы, представленные во время кодирования. Как правило, данные визуализации мозга записываются во время задачи кодирования, но они также могут быть записаны во время задачи извлечения в зависимости от производительности памяти. В задаче извлечения данные визуализации мозга сортируются как по эмоциональным, так и по нейтральным элементам в зависимости от того, запомнились они или забыты.

Затем данные визуализации мозга, связанные с впоследствии забытыми и забытыми элементами, сравниваются друг с другом для выявления областей мозга, демонстрирующих различия из-за эффектов памяти или DM. То есть область проявляет большую активность по запомненным, чем по забытым вещам. Если это сравнение основано на данных визуализации мозга, записанных во время кодирования, оно позволяет идентифицировать области мозга, связанные с успехом кодирования.

С другой стороны, если это сравнение основано на данных визуализации мозга, записанных во время извлечения, оно позволяет идентифицировать области мозга, связанные с успехом извлечения, как мы увидим позже, сравнение активности, связанной с памятью для эмоциональных и нейтральных элементов, позволяет идентифицировать области мозга, которые способствуют эффекту эмоций, улучшающих память, поскольку это позволяет идентифицировать нейрокорреляты влияния эмоции как на общую обработку, так и на специфическую обработку памяти. Этот метод может способствовать лучшему пониманию таких эффективных расстройств, как депрессия и тревога, при которых происходят изменения как в общей обработке эмоций, так и в эмоциональной памяти. Основное преимущество этой техники перед существующими методами, такими как исследования на животных или исследования, проводимые на пациентах с повреждением мозга, заключается в том, что она не является инвазивной и позволяет идентифицировать нейронные корреляты эффективных эмоций, улучшающих память в неповрежденном человеческом мозге.

Следует рассмотреть несколько аспектов для успешной реализации последующей парадигмы памяти с эмоциональными стимулами с целью исследования нейронных коррелятов эффекта эмоций, улучшающего память. Прежде всего, стимулы должны контролироваться по двум основным эффективным параметрам, определяющим эмоциональные свойства А, а именно: эмоциональная валентность, степень неприятности или приятности и эмоциональное возбуждение. Эмоциональная интенсивность, обычно используемая для этой задачи, представляет собой картинки из Международной эффективной системы изображений, разработанной Центром эмоций и внимания NIMH при Университете Флориды.

Важно контролировать эти эмоциональные свойства, поскольку они могут по-разному влиять на эмоциональное восприятие и эмоциональную память. Другие факторы, манипуляции с которыми также могут повлиять на производительность памяти и, следовательно, способствовать универсальности этого протокола, включают тип обучения во время задачи кодирования, тип обработки эмоций во время кодирования и тип используемой задачи извлечения. Другие возможные сбивающие с толку переменные, такие как присутствие человека в эмоциональных и нейтральных картинах и их визуальная сложность, также должны быть учтены.

Также важно, чтобы задача была составлена таким образом, чтобы производительность памяти для интересующих нас условий приводила к примерно равному количеству запоминающихся и забытых проб, чтобы можно было провести справедливое статистическое сравнение данных поведенческой визуализации и визуализации мозга для исследования нейронных коррелятов эффекта эмоций, улучшающего память. Также важно, чтобы преимущество памяти на эмоциональные стимулы было получено поведенческим путем. Наконец, рекомендуется, чтобы эмоциональные стимулы были псевдорандомизированы, чтобы гарантировать, что не более двух-трех картин одной и той же валентности будут представлены последовательно.

Это позволит избежать индукции более длительных эмоциональных состояний. Здесь мы видим образец пробной последовательности из задачи кодирования. Обратите внимание, что для иллюстрации время предъявления стимула сжато по сравнению с реальным экспериментом.

Попросите вашего объекта прибыть примерно за час до начала сеанса сканирования и обязательно получите письменное и информированное согласие участника в соответствии с требованиями совета по этике или обзору вашего учреждения. Также проверьте безопасность МРТ и попросите пациента удалить весь металл, который он или она может носить примерно за 45 минут. Перед началом сканирования попросите испытуемого заполнить анкеты для оценки общего эмоционального состояния и уровня тревожности.

Эти первоначальные оценки могут быть позже использованы в сочетании с оценкой после сеанса для скрининга изменений настроения и тревоги в результате участия в исследовании. Затем опишите детали процедур сканирования и дайте конкретные инструкции для поведенческой задачи. Кроме того, попросите его или ее пройти короткую тренировку, чтобы ознакомиться с задачей и кнопочным блоком.

Теперь принесите объект в комнату для сканирования и попросите его лечь на кровать для сканирования. Обеспечьте защиту органов слуха, а также изолирующие наушники для связи во время сканирования. Для обеспечения комфорта во время сканирования и минимизации движений следует разместить дополнительную амортизацию для головы.

Кроме того, неклейкая сторона отрезка ленты может быть слегка обернута вокруг лба участника. Чтобы еще больше свести к минимуму движения головы, 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 четко видеть проекцию на экран для предъявления стимула. Для начала приобретите локализатор и высокое разрешение для T одного взвешенного структурного изображения, такого как SPGR или MP rage. В нашем эксперименте данные были собраны на 1,5 Тесла.

Затем настройте свои функциональные прогоны с помощью планарной последовательности эхо-эхо с полным покрытием мозга. Мы рекомендуем использовать TR не более 3000 миллисекунд для обеспечения надлежащего временного разрешения FMRI. Записи. При такой длине TR мы предлагаем TE 40 миллисекунд, поле зрения 64 на 64 миллиметра и угол поворота 90 градусов, а также толщину среза 3,75 миллиметра.

Перед началом первого функционального прогона сообщите участнику, что задание вот-вот начнется, и кратко напомните ему или ей об инструкциях к загадке. Теперь убедитесь, что парадигма сканирования и поведения начинается синхронно. После завершения сканирования помогите испытуемому выйти из сканера и выполните любые оценки после сканирования, включая анкеты для оценки состояния настроения и уровня тревоги.

Как вы думаете, насколько хорошо вы справились с задачей? Я экономлю довольно хорошо А если нет, выполняю до сеанса сканирования. Оценка личностных черт, таких как невротизм и эмоциональная возбудимость.

Теперь, если память проверяется вскоре после сканирования, позвольте испытуемому сесть в зону ожидания или выполнить отвлекающую задачу, например, решить головоломки. Так как между задачами кодирования и извлечения должна быть минимальная задержка в 20 минут, чтобы максимизировать влияние эмоций на память. После задержки запустите парадигму извлечения в соответствии с установленным протоколом эксперимента.

Запись данных визуализации мозга также может быть выполнена во время задачи извлечения с использованием тех же параметров сканирования. Что касается задачи кодирования, после завершения сканирования помогите испытуемому выйти из сканера и получить эмоциональные оценки для стимулов, которые могут быть использованы для оценки эмоциональных реакций субъекта в дополнение к нормативным оценкам стимулов. После того, как все сканирования и анкеты будут завершены, обязательно поблагодарите вашего субъекта за участие в исследовании и предоставьте компенсацию за его или ее время.

Здесь мы сосредоточимся на анализе данных FMRI, записанных во время кодирования, чтобы выделить эффект эмоций, улучшающий память. После того, как данные собраны, их можно проанализировать с помощью любого программного комплекса обработки FMRI, такого как статистическое параметрическое картирование или SPM. Наша лаборатория использует это в сочетании с собственными инструментами на базе MATLAB.

Как правило, предварительная обработка данных FMRI включает в себя следующие этапы: контроль качества, выравнивание изображения, коррекция движения, совместная регистрация структурного изображения, нормализация и пространственное сглаживание. При использовании СЗМ реализуется общая линейная модель для оценки соответствия записанных данных от каждого интересующего состояния заданной функции гемодинамического ответа. В качестве альтернативы, данные по каждому состоянию могут быть выборочно усреднены для просмотра необработанного сигнала МРТ, связанного с каждым состоянием, без заранее определенных предположений о форме функции гемодинамического ответа.

Статистический анализ на индивидуальном и групповом уровнях может быть выполнен с использованием сравнения активности мозга на основе последующей работы памяти на эмоциональные и нейтральные стимулы, три основных анализа допускаются парадигмой последующей памяти. Первое сравнение активности запомненных и забытых стимулов независимо от их эмоционального содержания позволяет идентифицировать активность мозга, связанную с памятью. Во-вторых, сравнение активности мозга для эмоциональных и нейтральных стимулов независимо от последующей памяти.

Производительность этих стимулов позволяет идентифицировать активность мозга, связанную с общей обработкой эмоций. В-третьих, наиболее важным анализом в контексте использования последующей парадигмы памяти с эмоциональными стимулами является сравнение эффектов СД для эмоциональных и нейтральных стимулов. Для того, чтобы идентифицировать области мозга, активность которых, связанная с памятью, модулируется эмоциями, а именно демонстрируют более эмоциональные, чем нейтральные эффекты СД.

Это сравнение позволяет идентифицировать области мозга, способствующие эффекту эмоций, улучшающему память. Эффект эмоции или памяти можно оценивать по-разному в зависимости от того, как манипулировались эмоциональные свойства эмоциональных и нейтральных стимулов. Например, использование сильно возбуждающих эмоциональных стимулов для контраста с менее возбуждающими и нейтральными стимулами стало обычной манипуляцией в исследованиях эмоциональной памяти.

Это сравнение позволяет идентифицировать влияние эмоций, связанных с возбуждением, на память. Кроме того, сравнивая одинаково возбуждающие положительные и отрицательные стимулы друг с другом, можно выявить эффекты, связанные с валентностью. Другие манипуляции, которые позволяют идентифицировать эффекты, связанные с валентностью, могут включать в себя сравнение одинаково возбуждающих эмоциональных и нейтральных стимулов.

Другой возможный способ выявления эффектов, связанных с возбуждением, заключается в сравнении эффектов стимулов с высоким и низким уровнем возбуждения в пределах одной и той же валентной категории. Кроме того, эффекты, связанные с валентностью, можно оценить, сравнив все эмоциональные стимулы, независимо от возбуждения, с нейтральными стимулами. В идеале лучше всего использовать полнофакторный дизайн, который манипулирует возбуждением во всех валентных категориях: негативной, нейтральной и положительной.

Здесь мы представляем результаты исследования, направленного на поиск доказательств в поддержку гипотезы модуляции. Согласно этой гипотезе, эмоции улучшают память за счет модулирующего влияния миндалевидного тела и области обработки эмоций на активность в областях памяти медиальной височной доли, состоящих из гиппокампа и связанной с ним коры парагиппокампа, чтобы определить специфический вклад этих соседних областей в эффект улучшения памяти эмоций. В исследовании использовался так называемый метод анатомических областей интереса, который включал в себя извлечение сигнала FMRI из ROI, которые вручную отслеживались на изображениях мозга в данных каждого участника.

Здесь мы видим 3D-вид этих областей, а также 2D-изображения с их фактическим местоположением. В мозге данные визуализации репрезентативного субъекта показали, что память лучше для эмоциональных, чем для нейтральных картинок, без разницы между положительными и негативными картинками, потому что позитивные и негативные картинки были одинаково возбуждающими и более возбуждающими, чем нейтральные картинки. Это говорит о том, что разница в производительности памяти была обусловлена возбуждением.

Таким образом, анализ данных визуализации мозга был сосредоточен на выявлении активности мозга, параллельной этой поведенческой модели, путем объединения данных о положительных и отрицательных изображениях в эмоциональную категорию. Здесь слева мы видим гистограммы, показывающие большую активность успешного кодирования или эффекты DM для эмоциональных, чем для нейтральных изображений как в области миндалевидного тела, так и в области памяти MTL. Более того, согласуется с идеей о том, что эти области взаимодействуют друг с другом во время формирования эмоциональной памяти.

Активность при кодировании успеха в этих областях сильнее коррелировала с эмоциональными, чем с нейтральными изображениями, как показано на диаграммах разброса в правой части экрана. Эти результаты предоставляют убедительные доказательства гипотезы модуляции у неврологически здоровых людей. При выполнении этой процедуры важно помнить о различных факторах, которые необходимо учитывать, чтобы успешно реализовать последующую парадигму памяти с эмоциональными стимулами.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как успешно реализовать последующую парадигму памяти для исследования нейрокоррелятов эффекта эмоций, улучшающего память.