Summary
Biz, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme kullanarak biliş duygu zararlı etkisi aracılık eden nöral mekanizmaların araştırılması sağlayan bir protokol mevcut. Bu protokol, hem sağlıklı ve hem de klinik katılımcı ile kullanılabilir.
Abstract
Duygular hem artırılması (örneğin, duygusal olayları daha iyi bellek) ve bozucu (örneğin, artan duygusal dikkat dağınıklığı) etkiler (1) uygulayarak biliş etkileyebilir. Duygu, hafıza artırıcı etkisi (bkz. de 1, 3-5) sinirsel ilgisi soruşturma, burada zararlı etkisi sinir ögelerinden soruşturma izin veren bir protokol mevcut sağlayan bir yöntem tarif 2 son protokolü tamamlıyor biliş duygu. Bu yöntemin temel özelliği, duygu işleme (HotEmo sistem) 'sıcak' ve sırt sistemi dahil, üst düzey 'soğuk' yer alan ventral sinir sistemi aktivitesi arasında karşılıklı modülasyon belirlenmesini sağlar bilişsel / yönetici işleme (ColdEx sistemi), bilişsel performans ve bireysel davranış farklılıkları (1) bağlantılıdır. Ilk introdu bu yanaction 6 çalışma belleği (WM) odaklanarak, bu tasarım, özellikle çok yönlü ve etkili sinirsel ilgisi, bilişsel işlevler üzerine duygusal dağılmasına olumsuz etkisi ile ilgili çeşitli yönleriyle aydınlatılması, kanıtlanmış ve böyle bir oyalama ile 7,11 başa çıkma , hem de 8-11 sağlıklı ve klinik katılımcılar 12-14.
Protocol
I. Görev tasarımı, Uyaranlar ve Deneysel Protokol
- Bu protokolün temel görevi, yeni görev-ilgisiz, duygusal ve nötr distracters memorandum ve problar (orijinal görev gösteren bir diyagram için bkz. Şekil 1) arasındaki gecikme aralığı boyunca sunulmaktadır gecikmiş bir yanıt WM görevi. Katılımcıların bu görevi yaparken, Olay ile ilgili fMRI veri kaydedilir. Gerçek distracters Scrambled sürümleri de aynı temel özellikleri (örneğin, uzamsal frekans ve parlaklık), algısal kontrolleri olarak kullanılabilir.
Şekil 1. Distraksiyon Gecikmeli Tepki Çalışma Bellek Görev (6 izniyle) Genel Diyagramı. IMPAC artırmak için güçlü bir dorsal yönetim sistemi meşgul etmek için üç yüz memorandum, ve roman distracters çiftleri kullanılırWM performans ve beyin aktivitesi duygusal oyalama t. Duygusal distracters etkisi de renkli resimler (gösterilmemiştir) sunarak ve benzer duygusal ve anlamsal içeriği ile distracters eşleştirme artırılabilir. Bu bağlamda, dikkat de mümkün boşa almaktan kaçınması, parlaklık ve uzamsal frekans 15 gibi temel özellikleri, duygusal ve nötr resimler maç için dikkat edilmelidir. Katılımcılar distracters hala işlenirken onların odak WM görev korumak için bir cevap düğmesine basarak (1 = Alt, 2 =) problar hızlı ve doğru yanıtları yapmak için talimat vardır. Uyaran sunum için, biz CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ). Prospektüsü ve sondalar, renkli ya da siyah-beyaz sunulabilir.
- Bu memorandum, yüzler cinsiyet dengeli oranlarda erkek (% 50) ve f tavsiye ediliremales (% 50). Benzer dengeli bir oran (% 50) Eski ve Yeni (% 50) probları için de tavsiye edilir. Örneğin, yüz özelliklerinin aynı mutabakat ve probları ve / ile benzerlik ya da varlığı / yokluğu manipüle ederek yüzleri arasında benzerlik - WM görevin zorluk değişen bu oranlar ve / veya diğer faktörlere değişen çeşitli olabilir memorandum ekstra yüz özellikleri (film bakınız). Yüzleri yanı sıra, diğer uyaranlara da prospektüsü ve probları 9 olarak kullanılmalıdır .
- Bu durum 6 başına 30-40 çalışmalarda, 11 "yavaş tempolu bir" tasarım sağlam fMRI sinyali olarak istikrar verilen rağmen, bu tasarım ile kullanılmalıdır (6 ila Ek Malzemeler bakınız) daha az denemeleri ile elde edilebilir tavsiye edilir . Bu ~ 1.5-2 saat fMRI veri toplama, hem sağlıklı ve hem de klinik katılımcılar kullanmak uygulanabilir sağlar. Çalışmaların görece az sayıda nedeniyle hafif bir dezavantaj olmasına rağmen"hızlı tempolu" tasarımları ile karşılaştırıldığında dahil olabilir, bu tasarım, işlevsel de avantajlı, daha istikrarlı tek yargılama fMRI sinyal ve bireysel çalışmalarda ile ilişkili sinyal daha iyi ayırma elde ve deneme uyaranlara / aşamaları içinde avantajları vardır bağlantı analizleri.
- Distracters türü değişimi de, soruşturma ve hedeflenen popülasyonları hedeflerine göre adapte ederek, bu tasarım çok yönlülük için katkıda bulunur. Özgün tasarım 6 Duygusal ve nötr distracters Uluslararası Duyuşsal Resim Sistemi 16 seçilmiş, ancak benzer etkilere distracters 12 ve / veya WM görev duyarlılığını artırmak manipülasyonlar ile etkili olan diğer yeni uyaranlar ile elde edilebilir davranış farklılıkları (örneğin, aynı zamanda katılımcıların verdikleri yanıtlara güven değerlendirilmesi) 11 tespit .
- Örneğin, savaş sonrası ve yakın tarihli bir çalışmada12 ya da post-travmatik stres bozukluğu (TSSB) olmadan terans, genel negatif duyguların neden IAPS duygusal resimler, savaşla ilgili resimler ile değiştirildi . Bu resimler daha özel savaşla ilgili travmalar bağlantılı, ve böylece özellikle TSSB grubu daha etkin mücadele maruz kohortlarında distracters duyguların neden bekleniyor. Ayrıca, belirli olumsuz duyguları (örneğin, kaygı) neden uyaranlar veya duygusal pozitif uyaranlara distracters olarak da kullanılıyor olabilir. Örneğin, yüzleri korku dolu ifadeler gösteren sosyal anksiyete neden ve böylece WM 11 geçici anksiyete uyaran dağılmasına etkisini araştıran etkili olabilir. Ayrıca, benzer etkileri olumlu distracters 17 ile bulunabilir.
- Son olarak, diğer önlemler (örneğin, davranış ve kişilik ile ilgili) bu paradigma ile birlikte beyin aktivitesi ve birey arasındaki ilişkileri farklı araştırmak için de kullanılıyor olabilir Bu görevi 8, 10, 11 bilişsel performansı etkileyen çeşitli yönleri nedeniyle.
II. Konu Tarama için hazırlanması
Tüm katılımcılar, Etik Kurulu tarafından onaylanmış olmalıdır deney protokolünde, çalıştırmadan önce yazılı bilgilendirilmiş onam vermelidir.
Tarama Oda girme önce
- Tarama gününde, katılımcı şu andaki duygusal durumuna WM oyalama görevi duygudurum etkisini kontrol etmek için değerlendirilir. Tarama sonrası değerlendirmeler ile birlikte, bu ilk değerlendirmeler de ruh halinde değişiklikler için çalışma 11 katılımcı bir sonucu olarak ekrana olabilir.
- Tarama öncesinde, katılımcı tarama prosedürlerinin ayrıntılı olarak bildirilir ve davranışsal görev için özel talimatlar verilir. Katılımcı, aynı zamanda görev tanımak için kısa bir antrenman tamamlar.
- Katılımcı tarama sırasında konforu sağlamak ve hareket en aza indirmek için, baş için ek yastıklama, tarama yatakta supin yatıyor. Baş hareketi en aza indirmek için, konu alnına etrafında bant uzunluğu olmayan yapışkan tarafını hafifçe sarılmış olabilir. Başlık MRI tarama sırasında deneyi ile iletişim kurmak için kulak korumasının yanı sıra izolasyon kulaklık verilmektedir.
- Konu sağ el yanıt kutusunu rahatlıkla konumlandırılmış. Veri toplama başlamadan önce, yanıt düğmelerini düzgün çalışması ve bu konuda uyaran sunum için açıkça ekran projeksiyon görebilirsiniz olduğunu emin olmak için kritik öneme sahiptir. Bir acil durum stop butonu da konu tarayıcı durdurmak için herhangi bir acil ihtiyaç gösterebilir, böylece yakındaki yerleştirilir.
Tarama Oturum sonrasında
- Ek görevler daha fazla davranışsal assessmen için kullanılan olabilirts - örneğin, derecelendirme distracters ve / veya distracters Subjektif olarak algılanan dikkatin kolay dağılması, duygusal değerlik / yoğunluk distracters katılımcıların duyarlılığını belirlemek için. Bu derecelendirme literatürde gösterilen önceki etkileri ve biliş 6 duygu zararlı etkisi aracılık eden nöral mekanizmalar üzerindeki etkilerini araştırmak için kullanılabilir değerlendirme bireysel farklılıklar çoğaltır duygusal uyaranlara tarama sırasında kullanılan bu subjektif bir algı sağlamak için kullanılır . , 8.
- 11 tarama önce gerçekleştirilmemesi durumunda, kişilik özellikleri (örneğin, sürekli anksiyete, duygusal patlamalardan) değerlendirmeler de MRI tarama sonrasında yapılabilir.
III. Veri Kayıt ve Analizi
Tarama parametreleri
Orijinal çalışma, 6, 4 Tesla MR kayıtları için General Electric tarayıcı kullanarak MRG verileri toplamış, ancak daha recgörevin farklı sürümleri ayrıca, 1.5 T tarayıcı 11 ile MR veri toplama konusunda başarılı olmuştur . 30 fonksiyonel dilim 4T tarayıcı, seri (voksel boyutu = 4 x 4 x 4 mm) eksenel spiral ters bir darbe dizisi kullanılarak elde edilmiştir (TR = 2000 ms, TE = 31 ms; = 256 x 256mm görünümü alan) böylece tam beyin kapsama alanı için izin verir. Benzer şekilde, 28 fonksiyonel dilim 1.5 tarayıcı, seri (voksel boyutu = 4 x 4 x 4 mm), eksenel echoplanar dizisi kullanılarak elde edilmiştir (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; view = 256 x 256 mm alan .) (Anatomik-fonksiyonel oranı = 4:1-düzlemi çözünürlük = 1 mm 2) Yüksek çözünürlüklü yapısal görüntüleri de eksenel yönde elde edildi.
Veri Analizi
: İstatistiksel Parametrik Haritalama (SPM http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ in-house Matlab tabanlı araçlar ile birlikte). Ön işleme tipik adımları içerir: kalite güvencesi, TRlignment, hareket düzeltme, co-kayıt, normalizasyon, yumuşatma (8 x 8 x 8 mm Çekirdek kullanarak) * temel kalite güvencesi, katılımcı ve hareket ile ilgili eserler brüt hareketleri algılamak için, verilerin görsel muayene dahil verileri, yanı sıra MR sinyal olağandışı ani birimlerin tanımlanması. Bireysel ve grup düzeyinde istatistiksel analizler distracter türüne göre (duygusal vs nötr oyalama), beyin aktivitesini karşılaştırmaları içerir. Ayrıca, dikkat dağınıklığı, öznel ya da nesnel ölçütler (örneğin, duygusal ve dikkat dağınıklığı değerlendirme ve çalışma bellek performansı) 6,8,11 ve / veya puanları indeksleme kişilik önlemler ile beyin görüntüleme verileri ilişki (örneğin, sürekli anksiyete) 11 aynı zamanda yapılabilir. araştırmak için beyin aktivitesini nasıl bu önlemler bireysel farklılıklar ile birlikte değişir. Bu protokolü kullanarak çalışmalarımız tüm analizleri genellikle gecikme aralığı, whe sırasında gözlenen etkinlik odaklanmıştırn distracters sundu, fakat aktivite (örneğin, problar) diğer etkinlikler için de araştırılmalıdır zaman kilitli.
IV. Temsilcisi Sonuçlar
Şekil 2. Duygusal Distraksiyon Durum ventral vs Dorsal Beyin Sistemleri Faaliyet Opposite Desen (6 izniyle). Duygusal distracters dorsal yürütme gibi dorsolateral prefrontal korteks gibi beyin bölgelerinin (mavi lekeler) azalmış aktivite üretirken, ventrolateral prefrontal korteks (vlPFC) ve amigdala (gösterilmemiştir) gibi ventral duygusal beyin bölgeleri (kırmızı lekeler), gelişmiş aktivite (DLPFK) ve lateral parietal korteks (LPC). Lateral gösterilen yüksek çözünürlüklü beyin görüntülerinin üst üste en rahatsız edici koşullarına göre en iyi (yani, duygusal vs şifreli) arasında doğrudan bir kontrast aktivasyon haritalar, merkezi bir görüntü gösterirsağ hemisfer görüntüleyebilirsiniz. Beyin görüntünün altındaki renk yatay çubuklar aktivasyon haritalar degrade t değerleri göstermektedir. Çizgi grafikler, zaman ders temsilcisi dorsal ve ventral beyin bölgelerinin (renk kodlu oklarla gösterilir) faaliyet göstermektedir. X eksenleri üzerinde gri dikdörtgen kutular memorandum başlangıcı ve süresi distracters, ve problar, sırasıyla göstermektedir. FFG = Fuziform Gyrus.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu deneysel tasarım zararlı etkisi devam eden bilişsel süreçler duygusal dağılmasına HotEmo ventral sinir sistemi ve ColdEx dorsal sistemi arasındaki karşılıklı modülasyon gerektirdiği ilk beyin görüntüleme kanıtları sağladı. Bu dorso-ventral disosiyasyon, duygusal oyalama 6 varlığı bozulmuş WM performansı ile bağlantılı sistematik Normal 8-11, 12-14 klinik çoğaltılmış ve uyku yoksunluğu 10 ve stres 18 gibi diğer değişmiş koşulları,. Da önemlisi, duygusal, hem olumlu hem olumsuz 17 spesifik olduğu gösterilmiştir, ama nötr oyalama 8, 19 oldu. Çok yönlülüğü göz önüne alındığında, bu protokol ve türevleri, her iki grupta da sağlıklı ve klinik yanıt ve duygusal oyalama başa çıkma nöral ögelerinden soruşturma kullanılabilir. Ikinci kohort, identific sağlarartan duygusal dikkat dağınıklığı (örneğin, TSSB, sosyal fobi) 12,20 ile ilişkili anksiyete bozukluklarında gözlenen duygusal oyalama şiddetlenir etkisi altında yatan mekanizmaların ation. Bu protokolün başarı, aynı anda duygu ve biliş ile ilgili beyin bölgelerinde aktivite ve bunların etkileşimleri keşfetmek için, hem de onun adaptasyon olarak soruşturma hedeflerine göre duygusal dağılmasına özgüllük seçmek için olasılığı üzerine dayanır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Acknowledgments
FD, ABD Ulusal İttifak Araştırma Şizofreni ve Depresyon ve CPRF Kanada Psikiyatrik Araştırma Vakfı Ödülü için bir Genç Araştırmacı Ödülü ile desteklenmiştir.
References
- Dolcos, F., Iordan, A. D., Dolcos, S. Neural correlates of emotion-cognition interactions: A review of evidence from brain imaging investigations. J. Cogn. Psychol. 23, 669-694 (2011).
- Shafer, A., Iordan, A., Cabeza, R., Dolcos, F. Brain imaging investigation of the memory-enhancing effect of emotion. J. Vis. Exp. (51), (2011).
- Dolcos, F., LaBar, K. S., Cabeza, R. Memory and Emotion: Interdisciplinary Perspectives. Uttl, B., Ohta, N., Siegenthaler, A. L. , Blackwell Publishing. Malden, MA. 107-134 (2006).
- Dolcos, F., Denkova, E. Neural correlates of encoding emotional memories: A review of functional neuroimaging evidence. Cell. Sci. Reviews. 5, 78-122 (2008).
- Dolcos, F. The Impact of Emotion on Memory: Evidence from Brain Imaging Studies. , VDM Verlag. (2010).
- Dolcos, F., McCarthy, G. Brain systems mediating cognitive interference by emotional distraction. J. Neurosci. 26, 2072-2079 (2006).
- Dolcos, F., Kragel, P., Wang, L., McCarthy, G. Role of the inferior frontal cortex in coping with distracting emotions. Neuroreport. 17, 1591-1594 (2006).
- Dolcos, F., Diaz-Granados, P., Wang, L., McCarthy, G. Opposing influences of emotional and non-emotional distracters upon sustained prefrontal cortex activity during a delayed-response working memory task. Neuropsychologia. 46, 326-335 (2008).
- Anticevic, A., Repovs, G., Barch, D. M. Resisting emotional interference: brain regions facilitating working memory performance during negative distraction. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 10, 159-173 (2010).
- Chuah, L. Y., Dolcos, F. Sleep deprivation and interference by emotional distracters. Sleep. 33, 1305-1313 (2010).
- Denkova, E. The impact of anxiety-inducing distraction on cognitive performance: A combined brain imaging and personality investigation. PLoS One. 5, e14150-e14150 (2010).
- Morey, R. A., Dolcos, F. The role of trauma-related distractors on neural systems for working memory and emotion processing in posttraumatic stress disorder. J. Psychiatr. Res. 43, 809-817 (2009).
- Anticevic, A., Repovs, G., Corlett, P. R., Barch, D. M. Negative and nonemotional interference with visual working memory in schizophrenia. Biol. Psychiatry. 70, 1159-1168 (2011).
- Diaz, M. T. The influence of emotional distraction on verbal working memory: An fMRI investigation comparing individuals with schizophrenia and healthy adults. J. Psychiatr. Res. 45, 1184-1193 (2011).
- Delplanque, S., N'Diaye, K., Scherer, K., Grandjean, D. Spatial frequencies or emotional effects? A systematic measure of spatial frequencies for IAPS pictures by a discrete wavelet analysis. J. Neurosci. Methods. 165, 144-150 (2007).
- Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthberg, B. N. NIMH Center for the Study of Emotion and Attention. , Gainesville, FL. (1997).
- Iordan, A. D. Behavioral and brain imaging investigation of the impact of positive and negative distraction on cognitive performance. The Society for Neuroscience Annual Meeting, Washington DC, , (2011).
- Oei, N. Y. Stress shifts brain activation towards ventral 'affective' areas during emotional distraction. Soc. Cogn. Affect. Neurosci. [Epub ahead of. , (2011).
- Dolcos, F., Miller, B., Kragel, P., Jha, A., McCarthy, G. Regional brain differences in the effect of distraction during the delay interval of a working memory task. Brain Res. 1152, 171-181 (2007).
- Morey, R. A. Serotonin transporter gene polymorphisms and brain function during emotional distraction from cognitive processing in posttraumatic stress disorder. BMC Psychiatry. 11, (2011).
