脑成像的情感记忆的促进作用调查

Summary

我们提出了一个协议，它使用功能磁共振成像研究的情感记忆增强作用的神经关联。此协议允许专门与内存相关的处理，相反更一般的知觉加工的大脑活动的鉴定，可人口健康和临床使用。

Abstract

情感活动，往往能够更好地^记住 1,2比非情感事件。认知和情感的神经科学家的目标之一是要了解底层的这种情感对记忆的促进作用的神经机制。一个已被证明在情感的记忆增强作用的调查，特别是有影响力的方法是所谓的后续内存范式（SMP）。该方法最初用于研究非情感的回忆³的神经关联，而最近我们和其他人也适用于它成功地情绪记忆的研究^（4 5-7审查） 。在这里，我们描述了一个协议，允许调查的情感与事件相关功能磁共振成像（fMRI）结合使用的SMP的记忆增强作用的神经关联。在SMP的一个重要特点是，它使大脑活动的分离，专门从更普遍的感知与相关活动的内存的。此外，在调查的情绪刺激的影响的背景下，SMP允许的大脑区域的活动是容易受到情绪调节一般/知觉和记忆的具体处理的识别。该协议可用于^8-15正常人，以及在临床患者，其中有情绪知觉和偏见的记忆情感的事件，如那些患有抑郁症和创伤后应激障碍（PTSD，神经关联的改变^{）16，17。}

Protocol

1。实验设计，方法问题，及刺激

在SMP包括两个任务，一个编码任务和检索任务，并记录大脑活动的过程中可能出现的编码任务，或在编码和检索任务（见图1）为说明的SMP设计图。

图1：SMP设计总图。在编码过程中，其活动的大脑区域比随后被遗忘的项目为后来想起（R> F）的编码成功（ES）。同样，如果这种差别在内存（DM） ^三是测量比较在检索（点击>小姐的大脑活动的基础上）记录，标识与检索成功（RS）地区。

使用SMP的情绪刺激的研究中必须考虑的几个重要方面：

1. 这是很重要的刺激，如情绪价和觉醒/强度，，情感属性的控制和^{情绪记忆10，26，27，}因为他们有不同的情感知觉的影响。常用的情绪刺激是从国际情感图片系统^{（IAPS）23，}从英语词汇的情感的规范（新^活 ）24字的图片。 IAPS图片和新活的话，控制两个主要的情感维度（ 即价-愉悦或不愉快的程度，与觉醒-情绪强度），定义刺激的情感属性^（见25 ）。情感研究中经常使用的另一种刺激类是人类面临着情感表达，这样我们这些来自 http://www.paulekman.com面部的影响（图片）和NimStim （http://www.macbrain.org/ ）设置。
2. 的操作，也可能会影响内存性能，从而有助于该协议的通用性的其他因素包括：a.用于编码任务类型的变异（即^{附带11，13，19}或^{故意8，20），} B. （即^8，11或者非情绪情感方面的主要焦点^{13日，19）}的刺激的情感内容编码的焦点，和C 。检索任务的类型（即^召回8，11或^{识别12，20）} 。此外，刺激持续时间也影响内存性能^21，因此应视为与上述因素，。
3. 其他可能的混杂变量，如人类的存在和视觉复杂的情绪和中性图片^11，也应控制。
4. 这是至关重要的利益的条件下，内存的性能，在合理范围，允许公平的行为和脑成像数据统计比较，。例如，在我们的线索召回任务，记忆和遗忘的试验的比例是^{50％左右，8} ，11。然而，因为在两个选择识别任务，这样的性能水平将接近的机会，更高的整体性能水平的预期。在这种情况下，记忆和遗忘的条件之间的公平的比较，可以通过随机选择一个记住的试验数量较少，等同于被遗忘的试验。此外，情感对记忆的促进作用，应该也可以在行为数据，反映在情绪比中性物品记住试验的比例更大。
5. 另外还建议，心境感应是可以避免的，因为这也可能影响性能^的 22 。这可以由伪随机的情绪刺激，以确保不超过2-3相同价的刺激连续^提出了11。

2。准备扫描的主题

所有受试者提供书面知情同意书之前运行实验的协议，该协议已经伦理委员会的批准。

在进入扫描室

1. 约45分钟的扫描每个科目完成问卷，以评估整体的情绪状态和焦虑^{水平28，29} 。这些初步评估情绪/焦虑的变化，作为一个参与研究的结果结合起来使用，会后评估，以屏幕。
2. 问卷完成后，主体是消息灵通的扫描程序和行为的工作给予了具体的指示。主题也完成了一个简短的练习，成为熟悉的任务。

输入的Scanni吴室

3. 这个题目是指示躺在扫描床上仰卧，头部的额外的缓冲，是耳朵的保护。此外，非粘合面的长度的磁带可能轻轻包裹围绕这一主题的额头上，以帮助最大限度地减少运动。
4. 扫描前，受的右手是响应框上的定位和响应框测试。开始收集数据之前，它应该也可以确保这个问题可以清楚地看到屏幕投影。紧急停止按钮被放置在附近的主体的自由之手，让他/她可能表明任何迫切需要停止扫描仪。
5. 在我们的研究，提出了刺激，使用CIGAL，一个内部的数据演示软件^方案 30，但也提供其他软件，包括E贷，SuperLab，简报，以及基于Matlab Psychtoolbox 。
6. 根据我们的调查，我们建议，涉及情感刺激的扫描任务期限应超过1h不再，和整体扫描时间不应超过2小时;，如果可能的话，后者应在临床组^减少 17 。

3。数据记录和处理

扫描参数

Dolcos和他的同事¹¹在最初的研究，MRI数据收集在1.5特斯拉GE扫描器。通过34 echoplanar图像连续梯度回波（绩效指标）敏感的血氧水平依赖（BOLD）的对比度定义的并行在轴向平面的AC - PC平面（TR = 3000ms，TE = 40ms的;视野覆盖全脑被收购= 64 ²图像矩阵; FA = 90 °;层厚= 3.75毫米）。这里使用的扫描参数都得到了很好的适合内侧颞叶（MTL）结构，以确定激活，但其他扫描参数优化，更高的空间分辨率也可用于^33-35。

后扫描程序

1. 课题完成问卷，以评估国家的情绪和焦虑水平，如果不进行扫描会话前，评估的个性特征（如神经质，情绪arousability）也可以收集。
2. 如果检索活动是不是在扫描的会议记录，检索任务可能进行扫描会话，或在稍后的时间。如果尚未执行扫描仪，一种情感的等级任务可用于评估主体的情绪反应的刺激。这样一来，可以做分离情绪和中性类参与者的评级的基础上，而不是基于规范的分数。然而，这一任务应该执行以下的检索任务。
3. 为了最大限度的情感上的记忆效应，一个最小延迟〜20分钟需要之间发生编码和检索^18。然而，可延迟的时间更长，从分钟到数天，周和月，情绪对记忆的影响可以长久和情感的回忆往往坚持加班比较中立的^{回忆12，13} 。

记忆任务

在本议定书的主要重点是使用一个线索召回内存^测试 11的研究结果，其中参加者提供了每张图片的口头提示他们提供书面他们能记住图片的详细信息。然而，其他的检索任务，也可以使用。特别相关的是所谓的RK范式^31，内存识别任务，其中的参与者，每个检索项目进行分类的基础上他们是否记得具体的上下文细节编码（记住反应），或只是有熟悉的感觉，他们遇到的项目（了解反应）。与fMRI和情绪刺激，这个任务不仅允许解离的神经关联回忆与熟悉的检索^32，而且这两种类型的检索，识别情绪差的影响和相关的神经^关联 12 。

fMRI数据分析

统计参数图（SPM：（ http://www.fil.ion.uc.uk/spm/组合）与内部基于Matlab的工具用于数据分析的前处理通常包括：质量保证，图像对齐，得到修正的议案，共同注册，正常化，和平滑（8毫米³内核），但如果分析涉及解剖学定义地区的利益（投资回报），增加了空间的特殊性，如果数据不平滑和归^（见11 ）。随后我的个人和组级的统计分析涉及编码/检索大脑活动的比较程序存储器的性能。在情感上与内存相关的活动的调节作用，可以看出领域表现为情绪比中性刺激更大的ES / DM或RS活动（见图2）。调查针对现代货箱码头的活动让识别功能的脑机制分离，这是与情感内涵的刺激（情绪与中立的^内存 ; 11），内存的类型正在研究（项目与^来源记忆; 19），或检索的类型任务（回忆与熟悉的基础; ^{12，36）。}调查的大脑区域以外的现代货箱码头，特别是在目标地区的前额叶皮层（PFC），即不同的情感与中性记忆^{体10年，20} 。

图2。记忆相关的大脑活动对情绪调制敏感的鉴定，除了可以识别记忆有关的脑活动，是敏感的情感调制（EmoDm / RS> NeuDm / RS的，也就是说， 呈现出情感的X存储器的相互作用）。，这样的设计也允许确定的大脑区域的活动，反映一般/知觉加工的情感效应[（情感R +情感）>（中性ř +中性），也就是说， 呈现出情感的主要作用，以及整体效果的记忆[（情感：R +中性R）>（情感F +中性F）即显示内存的主要影响] 。

4。代表性的成果：

就业SMP的情绪记忆的研究已经证明是成功的揭示情感的记忆增强作用的神经关联。 ^37，38 调制假说提供强有力的支持，记忆编码的研究发现，有证据支持的思想情感，提高内存，内存相关的大脑区域的活动，通过从杏仁核参与情绪加工的大脑区域的调节影响，如内侧颞叶（MTL 11，参见图3）和前额叶皮层（PFC ^10）。此外，记忆提取的研究提供进一步的证据调制假说，也适用于检索和MTL的地区，各种不同的回忆，与^熟悉的基于12情绪记忆的检索涉及。

图3。调制假说的证据支持的调制假说，情感的记忆增强作用是增加ES / DM活动（一）和（二）杏仁核和MTL的内存系统（C＆D所示）之间的相互作用与。条形图比较情绪和中立的ES / DM％信号的变化，提取高峰激活片和平均跨半球。 scattergrams显示的ES / DM的杏仁核活动和情绪和中性图片嗅皮层之间的共变。 ES / DM =编码成功/差异由于内存。 Dolcos等^。11日，经许可。

Discussion

这个实验的协议允许的情感记忆增强作用的神经关联的调查，特别是分离的记忆有关的脑活动，是容易受到情绪容易在一般/感性处理情感调制的大脑区域的活动，以调制的。这种设计已经在推进我们的情绪的影响，对内存的基本的神经机制理解，并给予它的多功能性这是预计，SMP将保持在决定如何事件是经历时各方面会后会影响一个人的至关重要回忆，重新体验，事件和相关的情感记忆的能力。此外，该协议可以很容易地适应调查通常是发现在特定的临床人群（如抑郁症和创伤后应激障碍患者^{），16，17}的偏见在情感处理和记忆有关的神经关联。 SMP的成功实施，探讨情绪记忆的效果取决于正确考虑上述各种因素，包括可能影响反应在编码和/或检索任务的操作。