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Neuroscience

감정 메모리 강화 효과의 두뇌 이미징 조사

Published: May 4, 2011 doi: 10.3791/2433
Automatic Translation
1, 2, 3, 1,4
1Centre for Neuroscience, University of Alberta, 2Neuroscience Program, University of Illinois, Urbana-Champaign, 3Center for Cognitive Neuroscience, Duke University, 4Psychology Department, Neuroscience Program, & Beckman Institute, University of Illinois, Urbana-Champaign

Summary

우리는 감정의 메모리 향상 효과의 신경 상호 조사를 기능성 자기 공명 이미징을 사용하는 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜은 뇌 활동의 식별은 특별히 좀 더 일반적인 지각 처리에 반하는 메모리 관련 처리에 연결할 수 있으며, 건강하고 임상 인구와 함께 사용할 수 있습니다.

Abstract

감정적 이벤트는 더 나은가 아닌 감정적 이벤트 1,2보다 기억하는 경향이 있습니다. 인지 및 정서 neuroscientists 중 하나는 목표는 메모리에 감정의 향상 효과를 기본 신경 메커니즘을 이해하는 것입니다. 감정의 메모리 향상 효과의 조사에 특히 영향력이 입증되었습니다 방법은 소위 이후 메모리 패러다임 (SMP)입니다. 이 방법은 원래가 아닌 감정적인 기억 3 신경 상호를 조사하는 데 사용, 그리고 더 최근의 우리와 다른 사람은 또한 감정 메모리 (5-7 4에서 검토)의 연구에 성공적으로 적용되었다. 여기 우리는 허용하는 프로토콜을 설명하는 이벤트와 관련된 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)과 함께 SMP를 사용하여 감정의 메모리 향상 효과의 신경 상호의 조사. SMP의 중요한 특징은 그것이 특별히 인식과 관련된 좀 더 일반적인 활동에서 메모리와 관련된 뇌 활동의 분리를 허용한다는 것입니다. 또한, 감정적인 자극의 영향을 조사의 맥락에서, SMP는 활동 일반 / 지각 및 메모리 관련 처리 모두의 감정 변조 쉽습니다 뇌 영역의 식별을 허용합니다. 이 프로토콜은뿐만 아니라 우울증과 외상후 스트레스 장애 (PTSD에서 그 고통과 같은 감정 이벤트, 기억 감정의 인식과 편견의 신경 상호의 변경이있다 임상 환자, 건강한 과목 8-15에서 사용할 수 있습니다 ) 16, 17.

Protocol

1. 실험 디자인, 방법 론적 문제 및 자극

SMP는 인코딩 작업시 또는 인코딩 및 검색 작업 (SMP의 디자인을 설명하는 다이어그램 그림 1 참조)을 모두하는 동안 발생할 수있는 두 작업, 인코딩 작업과 검색 작업 및 뇌 활동의 기록으로 구성되어 있습니다.

그림 1
그림 1. SMP 디자인의 일반적인 다이어그램. 그의 활동을 인코딩하는 동안 두뇌 영역 이후 이후 잊혀진 항목에 대한보다 기억에 대한 큰 (R> F) 인코딩 성공 (ES)와 연결됩니다. 기억이 차이가 (DM) 3는 검색 (조회> 그리워)에 기록된 두뇌 활동을 비교를 기반으로 측정하면 마찬가지로, 그것은 검색 성공 (RS)과 관련된 영역을 식별합니다.

몇 가지 중요한 측면은 감정적인 자극으로 SMP를 사용하는 연구에 고려되어야합니다 :

  1. 그들은 감정 메모리 10, 26, 27 따라서 감정적 인식에서 다른 효과를 가지고 같은 감정적 결합과 각성 / 강도로 자극의 정서적 특성에 대한 제어하는 것이 중요합니다. 일반적으로 사용되는 감정 자극은 국제 정서 그림 시스템 (IAPS) 23 영어 단어에 대한 정서적인 놈스 (새롭게) 24 단어에서 사진입니다. 자극 (25 참조)의 정서적 속성을 정의 IAPS 사진과 새롭게 단어가 두 가지 주요 정서적인 차원 (감정 강도 - - 유쾌함 또는 오해의 정도, 그리고 각성 즉, 원자)에 제어됩니다. 자주 감정 연구에 사용되는 자극의 또 다른 범주는 감정 표현과 함께 인간의 얼굴, 등 우리가 얼굴 영향 (의 그림에서 나온 아르 http://www.paulekman.com )와 NimStim ( http://www.macbrain.org/ ) 설정합니다.
  2. 누구의 조작 또한 메모리 성능에 영향을하고, 따라서이 프로토콜의 다양성에 기여할 수있는 다른 요인은 다음과 같습니다 : A를 인코딩 작업의 유형에 유사 콘텐츠 B., (즉, 부수적 11, 13, 19 또는 고의적 8, 20) 사용 인코딩 (기본 초점 13, 19과 같은 감정적 8, 11이 아닌 정서적인 측면 즉) 자극의 정서적 내용과 관련하여 집중하고, C. 검색 작업의 유형 (예 리콜 8, 11 인식 12, 20) 사용. 또한, 자극 기간은 또한 메모리 성능 21에 영향을하고, 따라서 그것은 위에서 언급한 요인과 함께,뿐만 아니라 고려되어야합니다.
  3. 이러한 인간의 존재와 감정과 중립 그림 11 시각 복잡 같은 다른 가능한 혼란함을 주죠 변수에 대한도 관리해야합니다.
  4. 그것은 관심의 조건에 대한 메모리 성능 모두 행동과 뇌 영상 데이터의 통계적 공정 비교를 허용 합리적인 범위에서 내리는 것이 중요합니다. 예를 들어, 보이기 - 리콜 작업에서 기억과 잊혀진 실험의 비율은 50 % 정도 8, 11. 두 선택 인식 작업이 성능 수준의 가까이 기회가 될 것입니다 때문에, 높은 전반적인 성능 수준이 예상된다. 이 경우, 기억과 잊지 조건 간의 공정한 비교가 임의로 잊혀진 재판의 숫자를 동일시하는 기억 실험의 작은 숫자를 선택하여 수행할 수 있습니다. 또한, 메모리에 대한 감정의 향상 효과는 중립 항목에 대한보다 감정에 대한 기억 재판보다 비율에 반영, 행동 데이터에 존재해야합니다.
  5. 또한이 또한 성능을 22에 영향을 미칠 수 있으므로 분위기 유도가 피할 것이 좋습니다. 이것은 감정적인 자극이 같은 원자의 더 이상 2-3 이상의 자극이 연속적으로 11 제시되는 것을 보장하기 위해 의사 randomizing하여이 작업을 수행할 수 있습니다.

2. 스캔에 대한 제목을 준비

모든 과목은 윤리위원회에 의해 승인되었습니다 실험 프로토콜을 실행하기 전에 정보를 서면 동의합니다.

이전에 스캔 룸 입력

  1. 약 45 분 전에 스캔 각 주제는 전반적인 감정 상태와 불안 수준 28, 29 평가 설문을 완료합니다. 이러한 초기 평가는 연구에 참여의 결과로 기분 / 불안에 변경 사항을 화면에 게시 세션 평가와 함께 사용됩니다.
  2. 설문 조사의 완료 후, 주제는 스캔 절차의 정보 및 행동 작업에 대한 구체적인 지침을 제공합니다. 주제는 또한 작업에 익숙해질 수있는 짧은 연습 세션을 완료합니다.

Scanni 입력NG 룸

  1. 제목은 머리에 대한 추가 쿠션과 스캔 침대에 나태한 거짓말을 지시하고, 귀 보호를 제공됩니다. 또한, 테이프의 길이의 비 접착제 측면은 움직임을 최소화하기 위해 대상의 이마 주위를 가볍게 감싸 수 있습니다.
  2. 이전 검색하기 제목의 오른쪽은 응답 상자에 위치하고 응답 상자가 테스트됩니다. 데이터 수집을 시작하기 전에, 그것은 또한 피사체가 명확하게 스크린 프로젝션을 볼 수있는 보장해야합니다. S / 그가 스캐너를 중지하는 긴급한 필요를 나타낼 수 있도록 비상 정지 버튼은 가까운 대상의 무료 손을 배치됩니다.
  3. 우리의 연구에, 자극은 E - 수장 SuperLab, 프리젠 테이션, 그리고 Matlab 기반 Psychtoolbox 포함 CIGAL, 내부 데이터 프레 젠 테이션 소프트웨어 프로그램 30을 사용하여 제시하지만, 다른 소프트웨어도 사용할 수 있습니다되었습니다.
  4. 우리의 조사를 바탕으로, 우리는 감정의 자극과 관련된 스캔 작업의 기간은 1 시간보다 더 이상이어야하는 것이 좋습니다, 그리고 전체 검사 시간은 2 시간을 넘지 않아야합니다, 또한, 후자가 임상 그룹에서 17 감소되어야 가능한 경우.

3. 데이터 기록 및 처리

매개 변수 검사

Dolcos 및 동료 11 원본 연구에서는 MRI 데이터는 1.5 테슬라 GE 스캐너에서 수집되었다. TE = 40ms,, FOV 전체 뇌 범위는 축 비행기의 AC - PC 비행기 (TR = 3000ms에 평행하게 정의된 종속 혈액 산소 수준 (굵게) 대비에 민감한 34 연속 그라디언트 - 에코 echoplanar 이미지 (EPIs)를 통해 취득 = 64 2 이미지 매트릭스, FA = 90 °, 슬라이스 두께 = 3.75 mm). 여기에 사용되는 검색 매개 변수가 잘 중간 - 측두엽 (MTL) 구조에서 정품 인증을 확인하기 위해 적합하고 있지만, 높은 공간 해상도에 최적화된 다른 검색 매개 변수는 33-35을 사용하실 수 있습니다.

포스트 스캐닝 절차

  1. 주제는 스캔 세션 전에 수행하지 않을 경우, 성격의 특성 (예 : neuroticism, 정서적 arousability)의 평가도 수집 수 상태 기분과 불안 수준을 평가하기 위해 설문을 완료합니다.
  2. 검색 활동은 검색 세션 동안 기록되지 않은 경우, 검색 작업은 스캔 세션 다음을 수행하거나, 나중에있을 수 있습니다. 이미 스캐너에 수행하지 않은 경우, 감정 평가 작업은 자극에 제목의 감정적 반응을 파악하기 위해 사용될 수 있습니다. 이 방법은 감정하고 중립적인 범주의 분리는 참가자들의 평가를 기반으로 한,보다 규범적인 점수에 따라 수 있습니다. 그러나,이 작업은 복구 작업이 다음을 수행하여야한다.
  3. 기억에 감정의 효과를 최대화하려면 ~ 20 분 이상 지연이 인코딩 및 검색 18 사이에 발생해야합니다. 기억에 감정의 영향이 오래 지속과 정서적 기억은 중립 말에 12, 13에 비해 초과 근무 유지하는 경향이있을 수 있지만, 지연, 일 분, 주, 그리고 개월, 오래하실 수 있습니다.

메모리 작업

현재 프로토콜의 주요 초점이 보이기 시작 - 리콜 메모리 테스트 11 이용 연구에서 결과에, 어떤 참가자는 각 사진에 대한 언어적 단서를 제공하고 그들은 기억할 수 사진에 대한 세부 사항을 서면으로 제공할 수있었습니다. 그러나, 다른 검색 작업도 사용할 수 있습니다. 특히 관련성 소위 RK 패러다임 31 참가자 그들이 항목을 (발생되는 인코딩 (답변을 기억)에서 구체적인 문맥 정보를 채취하거나 친숙한 느낌을 가지고 있는지 여부에 따라 각각의 검색 항목을 분류하는 메모리 인식 작업입니다 ) 응답을 알 수 있습니다. fMRI와 정서적 자극과 함께 사용,이 작업의 신경 상호의뿐만 아니라 분리 수 있도록 기억 - 대 친숙 기반 검색 32뿐만 아니라 검색의 두 가지 유형에 감정의 차동 효과를 식별하고, 관련된 신경 상호 12.

fMRI 데이터 분석

통계 파라메 트릭 매핑 (SPM : ( http://www.fil.ion.uc.uk/spm/ 사내 Matlab 기반의 도구와 함께)은 데이터 분석에 사용되었다 사전 프로세싱 일반적으로 포함 :. 품질 보증, 이미지를 데이터 (11 참조) smoothed과 정규화되지 않은 경우 정렬은 모션 보정, 공동 등록, 정상화, 그리고 케어 (8mm 3 커널),하지만 분석 관심 (로아)의 해부학적인 몸의 구조 정의 영역을 포함하는 경우, 공간 특이성 증가가 얻어진다. 개인 및 그룹 수준의 통계 분석은 이후 저를에 따라 인코딩 / 검색 뇌 활동의 비교 포함모리 성능을 제공합니다. 메모리 관련 활동에 대한 감정의 modulatory 효과는 (그림 2 참조) 중립 자극에 비해 감정에 대한 큰 ES / DM 또는 RS 활동을 보여주는 영역에서 볼 수 있습니다. MTL 활동을 대상으로 조사가 자극 (감정 대 중성 메모리, 11)의 정서적 콘텐츠에 연결된 기능 dissociations의 식별을 허용, 메모리 유형 (항목 대 소스 메모리, 19) 연구되고, 또는 검색의 종류 작업 (기억 - 대 친숙 기반, 12, 36). differentially 감정 대 중립 메모리 10, 20에 참여하는 전두엽 피질 (PFC)에 MTL 특히 대상 영역에 외부의 뇌 영역의 조사.

그림 2
그림 2. 감정 변조에 민감한 메모리 관련 뇌 활동의 식별 감정 변조 (EmoDm / RS> NeuDm / RS, 즉, 감정 X 메모리 상호 작용을 보여주는)에 민감 메모리와 관련된 뇌 활동의 식별 허용 이외에.이 디자인도 수 활동을 지각 / 일반 처리에 대한 감정의 영향을 반영하는 뇌 영역의 식별 [(감정 R + 감성 F)> (중립 R + 중성 F), 즉, 감정의 주요 효과 보여주는]을뿐만 아니라, 메모리를 [의 전반적인 효과 ( 감성 R + 중성 R)> (감정 F + 중성 F), 메모리 메인 효과를 보여주는 즉,].

4. 대표 결과 :

감정 메모리의 연구에서 SMP의 고용 감정의 메모리 향상 효과의 신경 상호에 빛을 흘리는 성공적으로 증명했다. 변조 가설 37, 38에 대한 강력한 지원을 제공, 메모리 인코딩 연구, 감정 메모리 관련 뇌 영역의 활동에 편도, 감정 처리에 관련된 뇌 영역에서 modulatory의 영향을 통해 메모리를 강화하는 아이디어를 지원하는 증거를 발견 등 중간 - 측두엽 (MTL 11, 그림 3 참조)과 전두엽 피질 (PFC 10) 등. 또한, 메모리 검색 연구는 변조 가설도 검색에 적용하고 다양한 MTL 지역이 differentially 정서적 기억을 12 기억 - 대 친숙 기반 검색에 관여하는 추가 증거를 제공합니다.

그림 3
그림 3. 변조 가설에 대한 증거가. 변조 가설을 지원, 감정의 메모리 향상 효과가 증가 ES / DM 활동 (A)와 (B) 편도와 MTL 메모리 시스템 (C & D에서 그림) 사이의 상호 작용과 관련되었다 . 막대 그래프는 정상 활성 슬라이스에서 추출한 및 반구에 걸쳐 평균 감정과 중성 ES / DM에 대한 %의 신호 변화를 비교합니다. scattergrams는 ES / 편도에 DM 활동 및 정서적하고 중립적인 사진 entorhinal 피질 사이의 공동 변화를 보여줍니다. ES / DM = 인코딩 성공 / 메모리에 의한 차이. Dolcos 외에서. 11, 허가.

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Discussion

이 실험 프로토콜은 특별히 일반 / 지각 처리하는 동안 감정 변조 민감한 뇌 영역의 활동에서 감정에 의해 변조 쉽습니다 메모리 관련 두뇌 활동을 분리하여, 감정의 메모리 향상 효과의 신경 상호의 조사를 허용합니다. 이 디자인은 메모리에 감정의 영향을 기본 신경 메커니즘에 대한 우리의 이해를 발전에 도움되고, 그것이 SMP가 이벤트가 경험하는 시간에 현재의 여러 측면 나중에 자기의 영향을 미치는지 결정 중요 남아 것으로 예상된다는 다재 다능한 주신 해당 이벤트와 관련된 감정에 대한 메모리를 채취하고 다시 경험하는 능력. 또한,이 프로토콜은 일반적으로 쉽게 구체적인 임상 집단 (예 : 우울증과 PTSD 환자) 16, 17에서 발견되는 감정 처리와 메모리에 편견과 연관된 신경 상호를 조사하기 위해 적용할 수 있습니다. 감정 메모리의 효과를 조사하기 위해 SMP의 성공적인 구현은 제대로 인코딩 및 / 또는 검색 작업 동안 응답에 영향을 미치는 수있는 조작을 포함하여 위에서 언급한 여러 가지 요인을 고려에 따라 달라집니다.

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Disclosures

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

Acknowledgments

FD는 정신 분열증과 우울증에 관한 연구와 캐나다 정신 연구 재단에서 CPRF 수상에 대한 국민 연합에서 젊은 탐정 수상에 의해 지원되었다.

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