הדמיה מוחית חקירת אפקט פגיעה של רגש על קוגניציה

Summary

אנו מציגים פרוטוקול המאפשר לחקור את המנגנונים העצביים המתווך את ההשפעה המזיקה של רגש על קוגניציה, תוך שימוש בסורק תהודה מגנטי תפקודי. פרוטוקול זה יכול לשמש גם עם משתתפים בריאים קליניים.

Abstract

רגשות יכול להשפיע על קוגניציה באמצעות הפעלת הן שיפור (למשל, זיכרון טוב יותר לאירועים רגשית) וכן לפגוע (למשל, פיזור דעת רגשית מוגברת) אפקטים (הנסקרת ב ^1). משלימים פרוטוקול האחרונות שלנו ² מתאר שיטה המאפשרת לחקור את וקושרת עצביים של אפקט זיכרון, שיפור של רגשות (ראה גם ^{1, 3-5),} כאן אנו מציגים פרוטוקול המאפשר חקירה של וקושרת עצביים ההשפעה המזיקה של רגש על קוגניציה. התכונה העיקרית של שיטה זו הוא שהיא מאפשרת זיהוי של מודולציות הגומלין בין פעילות מערכת העצבים הגחון, מעורב "חם" רגש עיבוד (HotEmo במערכת), ומערכת הגב, מעורב 'קר' ברמה גבוהה יותר קוגניטיבית / מנהלים עיבוד (ColdEx במערכת), אשר קשורים ביצועים קוגניטיביים לשינויים בהתנהגות הפרט (הנסקרת ב ^1). מאז introdu הראשונית שלהction ^6, העיצוב הזה הוכיח תכליתי במיוחד ובעל השפעה הבהרה של היבטים שונים הנוגעים וקושרת עצביים ההשפעה המזיקה של הפרעה רגשית על קוגניציה, עם דגש על זיכרון העבודה (WM), ואת ההתמודדות עם הסחת דעת כזו ^7,11 , הן בריא ^8-11 וקליניים המשתתפים ^12-14.

Protocol

I. עיצוב המשימות, גירויים, ואת פרוטוקול ניסויית

1. המשימה הבסיסית של פרוטוקול זה היא משימה עיכוב התגובה WM, שם הרומן משימה רלוונטית distracters רגשי נייטרלי מוצגים במהלך ההפסקה עיכוב בין תזכירים בדיקות (ראה איור 1 עבור דיאגרמה המדגימה את המשימה המקורית). אירוע הקשור נתונים fMRI נרשמות בעוד המשתתפים לבצע משימה זו. מקושקשות גירסאות של distracters בפועל יכול לשמש גם שולטת תפיסתי, אשר המאפיינים הבסיסיים זהים (למשל: תדר, מרחבית בהיקות).

באיור 1. תרשים כללי של המשימה Delayed-Response זיכרון עבודה עם הסחת הדעת (מתוך ^6, עם רשות). שלושה פרצופים משמשים תזכירים על מנת לעסוק בחריפות את מערכת המבצעת הגבי, ועל זוגות distracters רומן משמשים על מנת להגדיל את impact של הסחת דעת רגשי על ביצועי WM ופעילות המוח. ההשפעה של distracters הרגשי יכול גם להיות מוגברת על ידי הצגת תמונות צבע (לא מוצג), ועל ידי זיווג distracters עם תוכן רגשי סמנטי דומה. בהקשר זה, תשומת לב צריך להיות משולם גם להתאים תמונות רגשי נייטרלי המאפיינים הבסיסיים, כגון בהירות ותדירות מרחבית ^15, כדי למנוע החדרת בלבול אפשרי. המשתתפים מונחים לשמור על המיקוד שלהם על המשימה WM תוך עיבוד distracters, ולעשות מענה מהיר ומדויק של בדיקות על ידי לחיצה על כפתור התגובה (1 = ישן, 2 = חדש). למצגת גירוי, השתמשנו CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ). המזכרים וכן בדיקות יכול להיות מוצג בצבע או שחור לבן.

2. מומלץ כי המין של פרצופים תזכירים יש פרופורציות מאוזנת של גברים (50%) ו-Females (50%). פרופורציה מאוזנת דומים מומלץ גם עבור העתיקה (50%) וניו (50%) בדיקות. הקושי של המשימה WM ניתן לשנות על ידי שינוי הפרופורציות הללו ו / או על ידי שינוי גורמים אחרים - למשל, את הדמיון של תווי פנים בקרב פנים מתוך מזכר אותו הדמיון שלהם עם חלליות, ו / או על ידי מניפולציה של נוכחות / היעדרות במיוחד של הפנים תכונות תזכירים (ראה גם את הסרט). בנוסף פרצופים, גירויים אחרים יכולים לשמש גם תזכירים בדיקות ^9.
3. מומלץ ניסויים 30-40 לכל מצב ^{6, 11} לשימוש עם עיצוב זה, למרות נתון יציבותו בתור "האטי" אות העיצוב fMRI חזקים יכולים גם לקבל עם פחות ניסויים (ראו חומרים משלימה מ ^6). זה מאפשר איסוף נתונים ב-fMRI ~ 1.5-2 שעות., אשר אינו ריאלי להשתמש המשתתפים גם בריא וגם קליני. למרות החיסרון שלה קלה עקב מספר נמוך יחסית של ניסוייםכי יכול להיות מעורב לעומת "המהיר" עיצובים, העיצוב הזה יש את היתרונות של קבלת יציבה יותר חד משפט אות fMRI והפרדה טובה יותר של האות הקשורים בניסויים בודדים בתוך גירויים משפט / שלבים, שהם גם יתרון פונקציונלי מנתח קישוריות.
4. וריאציה של סוג distracters תורם גם צדדיות של העיצוב הזה, על ידי התאמתו על פי המטרות של חקירות לאוכלוסיות ממוקדות. Distracters רגשית נייטרלי התכנון המקורי ⁶ נבחרו מתוך המערכת הבינלאומית תמונה רגשית ^16, אבל תופעות דומות ניתן להשיג רומן עם גירויים אחרים, כי הם יעילים באותה מידה distracters ^12, ו / או עם מניפולציות המגבירים את הרגישות של המשימה ב WM גילוי הבדלים התנהגותיים (למשל, על ידי גם בהערכת אמון של המשתתפים בתגובות שלהם) ^11.
5. למשל, מחקר שנערך לאחרונה ב ve שלאחר המלחמהterans עם או בלי הפרעת דחק פוסט טראומטית (PTSD) ^12, תמונות הרגשי IAPS גרימת רגשות שליליים בכלל הוחלפו הקשורות לחימה התמונות. תמונות אלה היו אמורים לעורר רגשות קשורים יותר ספציפי הקשור לחימה טראומות, ובכך להיות distracters יעיל יותר בקרב החשופים הקבוצות, במיוחד בקבוצה PTSD. יתר על כן, לגרום לגירויים כי רגשות שליליים ספציפיים (למשל, חרדה) או גירוי חיובי מבחינה רגשית עשויים לשמש גם distracters. לדוגמה, הצגת הבעות פנים פחד יכול לגרום לחרדה חברתית, וכך להיות יעיל לחקור את ההשפעה של הפרעה חרדה וישכנע חולף על WM ^11. כמו כן, השפעות דומות ניתן למצוא עם distracters חיובי ^17.
6. לבסוף, יחד עם אמצעים אחרים (למשל, התנהגות, ואישיותו הקשורות) פרדיגמה זו יכולה לשמש גם כדי לחקור את יחסי הגומלין בין הפעילות המוחית לבין אדם שונים ences בהיבטים שונים המשפיעים על התפקוד הקוגניטיבי של משימה זו ^{8, 10, 11.}

השנייה. הכנת נושא עבור סריקה

כל המשתתפים צריכים לתת הסכמה מדעת מראש ובכתב כדי להפעיל את פרוטוקול הניסוי, שאמור להיות מאושר על ידי ועדת האתיקה.

לפני הכניסה לחדר סריקה

1. ביום סריקה, מצב רגשי הנוכחי של המשתתף נבחנת, לשלוט על ההשפעה של הרוח על המשימה WM עם הסחת דעת. יחד עם פוסט סריקה הערכות, הערכות אלה הראשוני ניתן להשתמש גם למסך לשינויים במצב הרוח כתוצאה שהשתתפו במחקר ^11.
2. לפני הסריקה, המשתתף הוא הודיע ​​בפירוט ההליכים סריקה, והוא נתון הוראות ספציפיות למשימה התנהגותיות. משתתף גם משלים תרגול קצר כדי להכיר את המשימה.

e_step "> הכניסה לחדר סריקה

3. משתתף טמון פרקדן על המיטה סריקה, עם ריפוד נוסף לראש, כדי להבטיח נוחות במהלך הסריקה ולמזער את התנועה. כדי לצמצם עוד יותר תנועת הראש, בצד הלא דביק באורך של סרט עשוי להיות עטוף בקלילות סביב מצחו של הנושא. נושאים ניתנים להגנה על האוזן, כמו גם אוזניות בידוד לתקשר עם הנסיין בזמן הבדיקה.
4. יד ימין של הנושא ממוקם בנוחות על תיבת התגובה. לפני תחילת איסוף הנתונים, חשוב לוודא כי הכפתורים בתגובה לעבוד כראוי וכי הנושא יכול לראות את הקרנת מסך בבירור מצגת גירוי. כפתור עצירת חירום ממוקם גם בקרבת מקום, כך שהנושא עשוי להצביע על צורך דחוף לעצור את הסורק.

בעקבות מושב סריקה

5. משימות נוספות ניתן להשתמש assessmen התנהגותי נוסףts - למשל, כדי לקבוע את הרגישות של המשתתפים אל distracters, לפי דירוג הרגשי הערכיות / עוצמת distracters ו / או פיזור דעת סובייקטיבי של distracters נתפס. דירוגים אלו יכולים לשמש על מנת להבטיח כי תפיסה סובייקטיבית של גירויים רגשיים שימוש במהלך סריקה משכפל תופעות הקודם מוצג בספרות, הבדלים אישיים הרייטינג יכול לשמש כדי לחקור את השפעתם על מנגנונים עצביים המתווך את ההשפעה המזיקה של רגש על קוגניציה ^{6 , 8.}
6. הערכות של תכונות אישיות (למשל, חרדה תכונה, תגובתיות רגשית) יכול להיות גם לאחר סריקת MRI, אם לא ביצעו סריקה לפני ^11.

ג. הקלטה וניתוח נתונים

סריקה פרמטרים

במחקר המקורי ^6, אספנו נתונים באמצעות ה-MRI 4 טסלה כללי סורק MRI החשמל עבור הקלטות, אבל rec יותרגרסאות ent המשימה שאנחנו גם מצליחים לאסוף נתונים MRI עם 1.5 T סורק ^11. בסדרת 4T סורק, של 30 פרוסות תפקודית (voxel size = 4 x 4 x 4 מ"מ) נרכשו axially באמצעות רצף ספירלה הפוך הדופק (TR = 2000 מילישניות; TE = 31 ms; שדה הראיה = 256 x 256mm) , ובכך מאפשר כיסוי מלא של המוח. בדומה לכך, סדרת 1.5 סורק, של 28 פרוסות תפקודית (voxel size = 4 x 4 x 4 מ"מ), נרכשו axially באמצעות רצף echoplanar (TR = 2000 מילישניות; TE = 40 ms; שדה מ"מ x 256 להציג = 256 ). תמונות ברזולוציה גבוהה מבניים נרכשו גם בכיוון צירית (בתוך מטוס ברזולוציה ² = 1 מ"מ; אנטומי תפקודי יחס = 04:01).

ניתוח נתונים

אנו משתמשים מיפוי פרמטרית סטטיסטיים (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) בשילוב עם in-house כלים מבוססי Matlab. טרום עיבוד כוללת צעדים טיפוסי: אבטחת איכות *, TR, lignment תיקון תנועה, שיתוף רישום, נורמליזציה, החלקה (באמצעות 8 x 8 x 8 מ"מ ליבה); * אבטחת איכות הבסיסיים המעורבים בדיקה ויזואלית של הנתונים, לזהות תנועות ברוטו של המשתתפים תנועה הקשורות חפצים ב הנתונים, כמו גם זיהוי של כמויות עם קוצים יוצא דופן האות MR. הפרט ברמת הקבוצה ניתוחים סטטיסטיים והשוואות לערב של פעילות מוחית על פי סוג לבדרן (הפרעה נפשית לעומת נייטרלי). יתר על כן, המתאמים של דימות נתונים המוח עם אמצעים סובייקטיבית או אובייקטיבית של פיזור דעת (דירוגים למשל, רגשית למוסחות וביצועים זיכרון עבודה) ^6,8,11 ו / או אמצעים לאינדקס עשרות אישיות (למשל, חרדה תכונה) ¹¹ יכול להיות גם ביצע, כדי לחקור כיצד הפעילות המוחית שיתוף משתנה עם הבדלים בודדים אמצעים אלה. ניתוח בכל המחקרים שלנו באמצעות פרוטוקול התמקדו בדרך כלל על פעילות שנצפו במהלך ההפסקה עיכוב, when distracters מוצגים, אך הפעילות בזמן נעול לאירועים אחרים (למשל, בדיקות) יכול גם להיחקר.

IV. נציג תוצאות

באיור 2. תבנית מול פעילות של מערכות מוחיות הגחון לעומת הגבי בנוכחות Distraction רגשית (מתוך ^6, עם רשות). Distracters רגשית המיוצר פעילות מוגברת באזורי המוח הרגשי הגחון (כתמים אדומים), כמו קליפת המוח הקדם חזיתית ventrolateral (vlPFC) ו האמיגדלה (לא מוצג), תוך הפקת הפעילות ירד הגבי אזורים במוח המבצעת (כתמים כחולים), כגון קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי (dlPFC) לבין קליפת המוח הקודקודית לרוחב (LPC). הדימוי המרכזי מראה מפות ההפעלה של ניגוד ישיר בין ביותר לעומת התנאים להסיח לפחות (כלומר, רגשי מול מקושקשות), על גבי תמונה ברזולוציה גבוהה מוח המוצגים לרוחבנוף של האונה הימנית. צבע בארים אופקי בתחתית התמונה במוח מצביעים על שיפוע של ערכים לא של מפות ההפעלה. הגרפים מראים את מסלול קו הזמן של פעילות אזורי מוח נציג הגב ועל הגחון (מסומן בצבעים החצים). תיבות מלבני אפור מעל ה-x צירים להצביע על תחילת ומשך תזכירים, distracters, וכן בדיקות, בהתאמה. FFG = כישורי gyrus.

Discussion

זה עיצוב ניסיוני בתנאי המוח הראשונית הדמיה ראיות לכך השפעה מזיקה של הסחת דעת רגשי על תהליכים קוגניטיביים מתמשך כרוך מודולציות הגומלין בין המערכת העצבית HotEmo הגחון ומערכת הגב ColdEx. Dorso-הגחון זה דיסוציאציה היה קשור לביצועים WM נפגעת בנוכחות הפרעה רגשית ^6, כבר משוכפל באופן שיטתי ^8-11 נורמלי, קליניים ^12-14, ותנאי שינה אחרות, כגון מניעת שינה ¹⁰ מתח ^18. חשוב לציין, הוכח גם להיות ספציפי ^17, רגשיים חיוביים ושליליים, אך לא הסחת דעת נייטרלי ^{8, 19.} בהתחשב צדדיות שלה, פרוטוקול זה, על גירסאותיה, ניתן להשתמש בחקירה של וקושרת עצביים להגיב והתמודדות עם הפרעה נפשית בשתי הקבוצות בריאה קלינית. בכל קבוצה האחרון, היא מאפשרת identification של המנגנונים את ההשפעה החריפה של הפרעה רגשית שנצפה הפרעות חרדה, אשר משויכים למוסחות רגשית מוגברת (למשל, PTSD, פוביה חברתית) ^12,20. ההצלחה של פרוטוקול זה מסתמך על האפשרות לחקור בו זמנית פעילות הקוגניציה הקשורות רגש, אזורים במוח ושל אינטראקציות שלהם, כמו גם על ההסתגלות שלה כדי לבחור את הספציפיות של הפרעה נפשית לפי המטרות של החקירות.