Vi presenterar ett protokoll för samtidig insamling av EEG/fMRI-data och synkroniserad MR-klocksignalinspelning. Vi demonstrerar denna metod med ett unikt paradigm där försökspersoner får instruktioner om “kall handske” under skanning, och EEG/ fMRI-data registreras tillsammans med handtemperaturmätningar både före och efter hypnotisk induktion.
I det aktuella arbetet demonstrerar vi en metod för samtidig insamling av EEG/fMRI-data. I vår installation samlas EEG-data in med hjälp av ett 256-kanaligt sensornät med hög densitet. EEG-förstärkaren själv finns i ett FICS (Field Isolation Containment System) och MRI-klocksignaler synkroniseras med EEG-datainsamling för efterföljande MR-artefaktkarakterisering och borttagning. Vi demonstrerar den här metoden först för insamling av vilotillståndsdata. Därefter demonstrerar vi ett protokoll för EEG / fMRI-datainspelning, medan ämnen lyssnar på ett band som ber dem att visualisera att deras vänstra hand är nedsänkt i ett kallvattenbad och kallas här för kallhandskeparadigmet. Termiska skillnader mellan varje hand mäts genom hela EEG/fMRI datainsamling med hjälp av en MR-kompatibel temperatursensor som vi utvecklat för detta ändamål. Vi samlar in kall handske EEG/fMRI data tillsammans med samtidiga differentiella hand temperatur mätningar både före och efter hypnotisk induktion. Mellan före och efter sessioner samlas EEG-data för enkel modalitet in under den hypnotiska induktions- och djupbedömningsprocessen. Våra representativa resultat visar att betydande förändringar i EEG-effektspektrumet kan mätas under hypnotisk induktion, och att handtemperaturförändringar under kallhandskeparadigmet paradigmet kan upptäckas snabbt med hjälp av vår MR-kompatibla differentiella termometrienhet.
Sedan starten har det varit betydande kontroverser om vad hypnos är och hur exakt mätbara fysiologiska förändringar hos mottagliga individer produceras. Studier som syftar till att förstå de neurala korrelaterna av hypnos och svar på hypnotiskt förslag har i allmänhet producerat olikaresultat 1, vilket kan bero, åtminstone delvis, på skillnader i hypnotisk induktion och förslagstekniker2, vilket ger motivation för en detaljerad metodik och protokollbeskrivning.
Även om hypnos konventionellt har definierats som ett tillstånd av inre koncentration och fokuseraduppmärksamhet 1,3, innehåller en mer komplett operativ definition också: minskad medvetenhet om exogena stimuli4, ökad absorption5, eller enkel uppmärksamhet på ord från experimenteraren och minskad spontan tanke6. En hypnotisk induktion definieras i allmänhet som en uppsättning verbala instruktioner som underlättar hypnos och absorption6. Hypnotizability varierar kraftigt mellan individer, men är i allmänhet stabil inom individer över tid7,8; suggestibility mäts vanligtvis i termer av beteendemässiga svar på förslag med det vanligaste tillämpade måttet är Stanford Hypnotic Susceptibility Scale, (SHSS) form C9-12.
Studier som undersöker neurala korrelater av hypnos faller i allmänhet i två kategorier. Antingen undersöker de nätverk av aktivitet som i sig aktiveras under hypnos med vilotillstånd, eller så studerar de förändringar i neural aktivitet som uppstår som svar på hypnotiskt förslag6. I en nyligen genomförd EEG-studie konstaterades högt suggestible individer att visa högre händelse relaterade desynchrony av frontal-parietal nätverket i alpha-2 bandet under hypnos jämfört med låg suggestible ämnen4. Nyligen har funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) också avslöjat förändringar i främre standardläge nätverk under “vila tillstånd” hypnos utan motsvarande ökning av aktivitet i andra hjärnområden2. Konvergerande bevis tyder på att hypnos är associerad med dissociated främre uppmärksamhetskontroll13.
Förändringar i fMRI blod syresättning nivå beroende (BOLD) signaler som svar på en mängd hypnotiska förslag har också nyligen rapporterats14-23. Majoriteten av förslag-respons studier korrelera hjärnan signal förändringar med subjektiva betyg av förändrad uppfattning. Men hypnotiskt förslag har också använts för att ändra fysiologiska parametrar som blodtryck, hjärtfrekvens och ämneshandtemperatur som svar24.
Här utvidgar vi dessa tidigare resultat genom att utveckla ett experimentellt paradigm, som här kallas “kall handske”-paradigmet, där försökspersoner hänvisas till att uppfatta att en av deras händer är kallare i temperatur än den andra, i avsaknad av någon extern fysisk manipulering av temperaturen. Dessa muntliga instruktioner levereras via MR-kompatibla hörlurar under datainspelning.
I det nuvarande arbetet demonstrerar vi först vår metod för samtidig EEG/ fMRI-dataregistrering. Vi demonstrerar sedan kallhandskeparadigmet, som inkluderar insamling av EEG/ fMRI-data tillsammans med handtemperaturmätningar både före och efter hypnotisk induktion. Vår metod för hypnotisk induktion inkluderar ett ideomotoriskt förslag som beskrivsav 1, följt av en djupbedömning med hjälp av SSHS, formulär C. Vi upptäcker tillförlitliga förändringar i EEG-effektspektrumet som uppstår efter hypnotisk induktion. Vi visar också att vår MRI-kompatibla differentiella termometrienhet kan mäta handtemperaturförändringar under samtidig EEG/ fMRI-datainsamlingssession. Detta förfarande kan ge viktiga kvantitativa EEG/fMRI mätningar vid bedömning av hjärnan signal förändringar som uppstår under inneboende “vila tillstånd” hypnos samt mäta signal förändringar som svar på hypnotiska förslag för förändrad termisk uppfattning.
Det verkar finnas bred variation i förslagsmetoder som används för att inducera ämnen till ett tillstånd av hypnos1. Vi visar här att ett förslag för icke-volitional motorisk rörelse följt av SHSS, form C, kan användas för att ändra EEG maktspektrum. Vi noterar att även om ämnet som används i denna studie hade hypnotiserats tidigare, gjordes inget försök via Harvard Group Suggestibility Scale eller annan mekanism att hitta ett mycket mottagligt ämne. Vi antar att omfattningen av förändringar i EEG frekvens subband sannolikt varierar beroende på ämnesnivå av mottaglighet, som har rapporterats4.
Vi visade också en inställning för att mäta handtemperaturfluktuationer som kan uppstå under en samtidig EEG / fMRI-session. Även om försökspersoner så småningom kan lära sig att utföra handtemperaturförändringar utan hypnos med hjälp av biofeedback-signaler, tar detta vanligtvis många träningspass26. Frischholz och Tryon26 kunde inte replikera sambandet mellan förändringar i handtemperatur och hypnotiskt djup med hjälp av kall handske förslag paradigm, i motsats till det som rapporterats avandra 27. Ytterligare arbete krävs för att lösa denna kontrovers. Metoden för att mäta handtemperaturförändringar under en funktionell neuroimaging session kan dock visa sig användbar för att bedöma neurala korrelater av hypnotiska “kall handske” förslag efter hypnotisk induktion.
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av medel från Korean Basic Science Institute (KBSI) anslag, Neuroimaging Studies of Hypnotically Induceduced Deception.
Equipment Name | Company | Catalogue Number | Comment |
Precision Monolithic Temperature Sensor | National Semiconductor Corporation | LM34/LM35 | 100 mV/°C; accurate to within ±0.4 °C at room temperature |
Precision Instrumentation Amplifier | National Semiconductor Corporation | INA114 | Part of Magnet Room I/O interface |
HydroCel Saline | Electrical Geodescis Inc. | N-PRT-KCL-1000-000 | |
HydroCel Geodesic Sensor Net with a 256-channel High Density Electrode Array | Electrical Geodescis Inc. | 256-channel HCGSN | |
Geodesics Photogrammetry System | Electrical Geodescis Inc. | EGI GPS | |
Pipettes | Electrical Geodescis Inc. | N-ACC-PIP-1000-000 |