В реальном времени МРТ Биологическая обратная связь Ориентация орбитофронтальной коры за загрязнение Тревога

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы научить людей контролировать область своего мозга, участвующую в тревоге заражения, и увидеть, изменяет ли эта тренировка функцию мозга и улучшает ли контроль над тревогой заражения. Это достигается путем предварительной идентификации области орбитальной лобной коры субъекта, участвующей в тревоге заражения. Это будет целевой областью для вмешательства биологической обратной связи.

Следующим шагом является оценка уровня тревоги, переживаемого субъектом в ответ на изображения, связанные с загрязнением, а также его мозговых связей. Затем субъект обучается с помощью биологической обратной связи контролировать целевую область мозга. Последний шаг состоит в том, чтобы оценить, развили ли субъекты больший контроль над целевой областью мозга и над своей тревогой загрязнения в результате биологической обратной связи, и связаны ли такие изменения с изменениями в связях с целевой областью мозга.

В конечном счете, этот подход позволит выяснить, имеет ли биологическая обратная связь FMRI в реальном времени потенциальную клиническую ценность для пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством, и позволит исследовать нейронную основу тревоги по поводу контаминации. Реальное время. Биологическая обратная связь FMRI имеет потенциальную терапевтическую ценность для многих различных форм психических заболеваний, поскольку она может позволить людям контролировать аспекты функции своего мозга, которые вызывают симптомы.

В этой статье мы исследуем, может ли это помочь людям контролировать свою тревогу по поводу заражения. Если это так, то он может быть клинически полезен для пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством. Представленный здесь подход, сочетающий биологическую обратную связь с оценкой клинических переменных и связями мозга до и после, может также решить основные вопросы нейробиологии и психиатрии.

Биологическая обратная связь позволяет нам изменять динамику мозга, и мы можем затем измерить, как изменения в связях мозга приводят к различиям в клинических или когнитивных переменных. Прежде чем начать этот эксперимент, необходимо провести обширную разработку стимулов. Сначала необходимо собрать и протестировать нейтральные изображения, связанные с загрязнением, чтобы убедиться, что тревога, вызванная этими стимулами, уравновешивается в условиях провокации и что тревога значительно выше в условиях провокации, чем в нейтральных.

Когда пилотные исследования завершены, потенциальные субъекты должны быть набраны и проверены для выявления здоровых людей, которые могут безопасно участвовать в экспериментах МРТ и которые сообщают о высоком уровне страха перед загрязнением, а также о желании научиться контролировать эту тревогу. Для этого эксперимента испытуемые приходят в четыре отдельных дня, запланированных с интервалом примерно в полнедели, так что все исследование занимает две недели. На приведенной здесь блок-схеме дополнительно описан протокол для каждого субъекта, который будет получать сеансы биологической обратной связи.

Следует набрать еще одного субъекта, сопоставимого по возрасту и полу, для получения фиктивной биологической обратной связи перед каждым сеансом МРТ. В первый день объекты проверяются на наличие металла, что позволяет получить структурное изображение с высоким разрешением. Затем собираются два прогона функциональных данных о состоянии покоя, за которыми следуют три прогона функциональных данных локализатора, в которых субъект чередует просмотр изображений, связанных с интенсивным загрязнением, и нейтральных изображений с 42-м интервалом.

Эти прогоны локализатора используются для локализации области OFC, активированной тревогой загрязнения. После первого дня сеанса визуализации испытуемые встречаются с клиническим психологом, имеющим опыт работы с тревожными расстройствами, для разработки стратегии переоценки. Целью этого занятия является разработка индивидуализированной когнитивной стратегии для субъекта, которая обеспечит ему некоторый первоначальный контроль над активностью в его орбитальной лобной коре.

Эти стратегии повышения или понижения активности ОФК предназначены только для обеспечения некоторой первоначальной ограниченной способности контролировать ОФЦ. Во время сеансов биологической обратной связи у испытуемых будет возможность поэкспериментировать со своими когнитивными стратегиями и получить прямую обратную связь, что позволит им развить растущий контроль над ОФК. Затем данные, собранные в локализаторе первого дня, анализируются перед сеансом второго дня.

Полученная командная карта показывает, какие области мозга были более активными, когда испытуемый просматривал изображения, связанные с загрязнением, чем когда они смотрели нейтральные изображения. Верхние 30 пикселей на этой карте TM, расположенные в пределах OFC или прилегающей фронтальной полярной области, выбраны для представления целевой области OFC этого конкретного объекта для предстоящего сканирования с биологической обратной связью. Затем эта область транслируется из функционального пространства в анатомическое пространство с помощью жесткой регистрации с интерполяцией ближайшего соседа.

Контрольная область также включает в себя все белое вещество в мозге и транслируется в то же пространство из мозга MNI. Эти две области будут использоваться программой анализа в реальном времени во время второго дня сеанса биологической обратной связи. На второй день эксперимента испытуемые сначала участвуют в сеансе оценки вне магнита.

Перед каждым сеансом оценки испытуемые устно инструктируются попытаться свести к минимуму свое беспокойство при просмотре изображений, связанных с предстоящим загрязнением. Затем они получают подробные инструкции на экране, чтобы сообщить об уровне беспокойства, связанного с загрязнением, который они испытывают в ответ на изображения. Одновременно контролируется кожно-гальваническая реакция.

Затем испытуемые участвуют в 1,5-часовом сеансе биологической обратной связи FMRI в режиме реального времени. Сеанс начинается со сбора осевых анатомических изображений в тех же местах среза, что и функциональные данные. Затем собирается функциональное эталонное сканирование.

Две области интереса транслируются в функциональное пространство текущего сеанса посредством конкатенации двух жестких регистраций. Первая регистрация отображает регионы от анатомического пространства первого дня до анатомического пространства второго дня. Вторая регистрация отображает области из анатомического пространства второго дня в пространство функционального референсного сканирования второго дня.

Во время регистрации регионов собираются два функциональных прогона, которые называются выполнениями задач управления. Эти прогоны не включают биологическую обратную связь, но используются для оценки способности субъектов контролировать активность в пределах интересующей их области OFC при воздействии изображений, связанных с загрязнением. Находясь в сканере, субъекты просматривают изображения с помощью стрелки, которая указывает вверх или вниз для изображений, связанных с загрязнением, или вперед для нейтральных изображений.

Испытуемым предлагается попытаться увеличить активность в своем OFC, когда стрелка указывает вверх, попытаться снизить активность в OFC, когда она указывает вниз, и просто расслабиться, когда стрелка указывает вправо. Стрелка и изображение меняются каждые 26 секунд, чередуясь между тремя условиями после выполнения задачи управления и после регистрации целевой области и области управления в текущем функциональном пространстве. В зависимости от предмета проводится шесть прогонов биологической обратной связи или фиктивных прогонов биологической обратной связи.

Прогоны биологической обратной связи используются для обучения испытуемых контролю активности в их O-F-C-R-O-I. Они похожи на выполнение контрольных заданий, за исключением того, что испытуемые получают обратную связь в нижней части экрана о своих успехах в управлении областью мозга. Показанный здесь дисплей биологической обратной связи был ускорен, но в остальном точно отражает то, что субъект видел во время биологической обратной связи.

Фиктивные прогоны биологической обратной связи будут идентичны прогонам биологической обратной связи, за исключением того, что испытуемые будут просматривать временной ход активности в ОФК от предыдущего прогона биологической обратной связи соответствующего возраста и пола субъектов до той степени, в которой субъект биологической обратной связи был способен контролировать активность в ОФК. Фиктивный субъект будет казаться одинаково успешным во время фиктивных прогонов, что приведет к аналогичным впечатлениям об успехе. Наконец, для каждого субъекта собираются еще два прогона контрольных задач.

Затем испытуемые должны вернуться на третий день для сеанса сканирования, идентичного второму, но с использованием отдельных согласованных наборов стимулов на четвертый день испытуемые должны принять участие в заключительной сессии оценки. Затем заключительный часовой сеанс МРТ, в ходе которого собираются данные о функциональной связности в состоянии покоя после сбора данных по всем субъектам. Субъектов, получавших реальную биологическую обратную связь, можно сравнить с субъектами, получавшими фиктивную биологическую обратную связь, чтобы определить, развили ли они больший контроль над своей целевой областью и позволило ли это им лучше контролировать свою тревогу по поводу заражения.

Изменения в тревожности по поводу контаминации у субъектов биологической обратной связи связаны с изменениями в контроле над своей целевой областью и с изменениями в паттернах функциональной связи. Здесь мы видим скриншот визуального отображения одного из последних прогонов биологической обратной связи субъекта, который успешно получил контроль над своим OFC. Прогон заканчивается в нейтральном состоянии, поэтому стрелка белая и указывает вперед.

Этот субъект также продемонстрировал больший контроль над своей тревогой заражения, о чем свидетельствуют более низкие оценки тревоги на сеансе оценки после вмешательства, и имел больший контроль над своей орбитальной лобной корой во время выполнения контрольной задачи. Этот метод имеет большой потенциал в психиатрии, как в качестве клинического лечения, так и в качестве исследовательского инструмента для изучения нейронных субстратов, лежащих в основе клинических симптомов.