汚染の不安のために眼窩前頭皮質をターゲットに、リアルタイムfMRIのバイオフィードバック

Summary

ここでは、汚染の不安に関与する脳の領域を制御するための訓練の人々のためと汚染の不安と脳の接続性パターンとの関係をプロービングするための手法を提案する。

Abstract

我々は、リアルタイム機能的磁気共鳴画像法（RT - fMRI）をデータのバイオフィードバックを用いて汚染の不安に関連付けられている彼らの眼窩前頭皮質の領域で活性を制御するための訓練科目のための手法を提案する。この地域の活性の増加は、対照群¹と強迫性障害^{（OCD）、2}汚染の不安を伴う比較的一般的で衰弱精神疾患を持つ個人の両方の汚染の不安との関係に見られる。多くの脳領域がOCDに関与しているが、眼窩前頭皮質の異常（OFC）が最も一貫性のある結果の一つである^。3、さらに^4、OFCの多動は、OCDの症状の重大度⁵と相関することが発見さで多動で減少しているこの地域は減少した症状の重症度と相関することが報告されている⁶したがって、この脳の領域を制御する能力は、CLに変換する場合があります汚染の不安を含む強迫症状でinical改善。 RT - fMRIデータのバイオフィードバックは、被験者の脳内の特定の地域における活動の時間パターン（または脳活動の特定の分散パターンに関連付けられている）被験者へのフィードバック信号として提供されている新技術です。最近の報告では、RT - fMRIのバイオフィードバックを提供するとき人々は特定の脳領域の活動の制御を開発することができることを示す。特に^、7-12、感情処理に関わる脳の領域を対象にこの手法を用いていくつかの研究では、訓練科目の成功を報告しているこれらの領域を制御する。いくつかのケースでは^13-18に、RT - fMRIのバイオフィードバック訓練が対象で、認知的、感情的、または臨床的変化を誘導することが報告されている^{。8、9、13、19は}ここでの治療に適用されるように我々はこの手法を説明健常者における汚染の不安。このバイオフィードバックの介入は、貴重な浅なります。IC研究ツール：それは、摂動の脳機能への研究者は、脳のダイナミクスの結果としての変化を測定し、汚染の不安やその他の行動措置の変化にそれらを関連付けることができます。さらに、この方法の確立は、OCDの治療的介入としてのfMRIをベースバイオフィードバックの検討の第一歩としての役割を果たします。約OCDの患者の4分の1が治療^、20-22の現在利用可能なフォームから、給付を行なう人はほとんど完全に回復しない、この集団を治療するための新たなアプローチが緊急に必要とされることはほとんど恩恵を受けることを考える。

Protocol

1。刺激の開発

大規模な刺激の開発が求められている。汚染に関連し、中立的な画像を収集し、これらの刺激により誘発される不安が誘発条件間でロードバランシングおよび中性条件下でより挑発の条 ​​件で有意に高い具体的には、次の4つの刺激セットが必要とされるように試験的に実施する必要があります。

1. ローカライザーの刺激：300汚染関連の画像と300ニュートラル画像は眼窩前頭皮質（OFC）汚染の不安に関わる領域をローカライズするために使用されます。これらは、汚染に関連した画像が中立の画像（自己申告に基づく）よりもはるかに多くの汚染の不安を引き起こすことを保証するために試験的に実施する必要があります。それは、OFCの対象領域は、これらの刺激を用いて各被験者にローカライズする必要があるので、これは、だけでなく、グループ全体にわたって、すべてのパイロットの対象に当てはまることが重要です。
2. Biofeedback刺激：刺激の二つのマッチングのセットは、それぞれが刺激の3種類を含む、開発する必要があります。各セットは18挑発的刺激が増大ブロックに必要な、18挑発的な刺激が減少するブロックのために必要である、と24の中性刺激がニュートラルのブロックのために必要とされる。一方のセットは、最初のバイオフィードバックのセッションのためにされ、第2セット第二バイオフィードバックのセッションです。これらの刺激は、タイプの主効果（刺激と中性刺激の違いに関連する）がセットまたはタイプごとのない主な影響があることを確認するために表示すると、パイロットのデータは自己申告不安の被験者の経験上で収集する必要があります。相互作用を設定します。
3. 制御タスクの刺激：4台の一致刺激セットは、それぞれの増加のブロック、減少のブロック6挑発的な刺激、および8の中性刺激6挑発的な刺激を含めて、開発する必要があります。これらの4つのセットには2つのバイオフィードバックの各セッションの開始と終了時に行われる制御のタスクを実行するためのものです。タイプの主効果（挑発的と中性刺激の違いに関連する）がセットまたはタイプごとのない主な効果があることを確認するためにこれらの刺激を表示する際にパイロットのデータは自己申告不安の被験者の経験上で収集する必要があります。相互作用を設定します。
4. アセスメントのセッションの刺激：3個の一致する刺激セットが各25汚染のイメージを含め、開発する必要があります。パイロットデータは、これらのイメージに対応して経験した不安に対しては、集合のは影響がないことを確認するために収集する必要があります。

私たちのグループによって使用される刺激は、モーズリー強迫症状^23を設定し、国際情動写真システム²⁴からの画像だけでなく、我々はGoogleの画像から取得した、とから購入した、自分自身を取った写真が含まれBigstockphoto.com 、 gettyimages.com 、 Flickrを。 COM 、およびhoto.com"> iStockphoto.com。

2。募集

被験者は磁気共鳴イメージングで参加できるし、汚染の不安とその不安を制御するための学習意欲の高いレベルを報告して誰が健康な個人を識別するためにスクリーニングされています 。特に、審査プロセスの一環として、被験者はパドヴァインベントリ-ワシントンスレート大学リビジョン（PI - ^WSUR）25とのみそれらのオブセッションズと洗浄強迫サブスケール上で8以上のスコアとは、研究に含まれて完了します。 ために真のバイオフィードバックを受け取る各被験者は、年齢や性別に一致する別の主題は、偽のバイオフィードバックを受け取るために募集しています 。事前の参加に、すべての被験者は、機関の人間保護プログラム（イェール大学で、これはヒューマン研究保護プログラムです）によって承認されたプロトコールに従ってインフォームドコンセントを与える必要があります。

3。プロトコル

<Pクラス="jove_content">バイオフィードバックプロトコルの目的は、汚染の不安に関連して彼らの眼窩前頭皮質（OFC）の領域における神経活動のレベルをより細かく制御を開発するために被験者を訓練するので、それらが汚染にさらされているときに、ということです関連の刺激、彼らが望むように、彼らはこの地域で神経活動を増やしたり減らしたりできます。我々は、この脳の領域をより細かく制御が被験者に彼らの汚染に関連する不安をより細かく制御を与えるという仮説を立てた。意識的にOFCにおける神経活動のレベルを制御するには、この機能は、被験者は、それらが機能イメージングのセッション中にその活動を増減するキューされているときは、この脳の領域から測定された信号を増減することができるかどうかに基づいて評価される。

被験者は、全体の調査が完了するのに2週間かかるので、約半分週間間隔でスケジュールされた、4つの別々の日に来る。プロトコルのためのフローチャートは、FIに示されていますグレ1。

図1。プロトコルのフローチャート。 1日目はオレンジ色に青、赤の2日目、緑の3日目と4日目に示されています。明示的にリストされていないが、機能的なデータとバイオフィードバックMRのセッションはの機能的な空間にターゲット領域を登録するために使用される"機能的な参照のスキャン"のコレクションが含まれているので、各MRのセッションは、同じスライス位置の解剖学的データの収集も含まれていますそのセッション。

3.1 1日目

1. 被験者は、1.5 T Siemensのソナタのスキャナで1時間磁気共鳴（MR）イメージングセッションに参加。すべてのスキャンセッションでは、スキャンが始まる前に、視覚的な表示はそれが主題の視野内に完全に収まるとよく、それらに焦点を当てた表示されていることを保証するためにチェックされます。
   1日目に、次のデータが収集されます 。
   1. 高分解能構造IM磁化準備急速な勾​​配エコー（MPRAGE）シーケンスを使用して、年齢
   2. 機能的なデータと同じ31スライス位置におけるT1強調解剖学的画像
   3. 休止状態機能のデータの二つのラン 、152ボリュームのコレクションを含む各（最初の二つは、廃棄された）。 T2 *-敏感なシングルショットエコープラナーパルスシーケンスは、（すべての機能データ収集に使用される勾配は、リコールTE = 30ミリ秒、FA = 80、TR = 2000ミリ、幅= 2604、3.1 * 3.1 * 3.1ミリメートルのビューの200ミリメートルフィールド³等方性ボクセル、すべてのOFCと、上記の脳のほとんどをカバーする31軸、斜め、AC - PC整列スライス）。このシーケンスは45msから30msのに最適なTEを削減し、BOLD感度のわずかな低下と位相緩和intravoxelを減らすため、どちらも3.1ミリメートルにスライス厚を減らすことによって、眼窩前頭皮質の信号に最適化されています。より高い帯域幅も方向を位相エンコードに沿って幾何学的歪みを低減するために使用されます。
   4. 地元の三デシリアライザは、強烈な汚染に関連する画像を表示し、40代の間隔で中立的な画像を表示する間に対象を交互にする（最初の二つは、廃棄された）各202ボリュームのコレクションを含む、機能的なデータを実行します。これらのローカライザの実行は、汚染の不安によって活性化されるOFCの領域をローカライズするために使用されます。
2. 1日目のMRイメージングセッションに続いて、被験者は再検討の戦略開発のセッションのための不安障害の専門知識を持つ臨床心理学者と会う。このセッションの目的は、彼らの眼窩前頭皮質の活動をある程度初期制御とそれらを提供する対象の個別認知戦略を開発することです 。汚染の不安を誘発することができるのシナリオについて説明し、心理学者は、被験者がそのような状況で自分の不安を減らすためのアプローチを開発する手助けをしている。彼らはreligiにかかりやすい場合、これは、汚染の知覚リスクをreappraising伴う、または可能性彼らは彼らの不安から"放す"その内のOUの思考や瞑想的な戦略、信仰ベースのアプローチまたはいずれかが議論されることがあります。このセッションの目的は、対象のフィールは、さまざまな状況を越え、その汚染の不安を減らすのに有効である可能性が高いことを一つ以上の再評価の戦略を特定することです。いったんは、効果的な再評価戦略が特定されていることを確信、彼らはバイオフィードバックセッション中にOFCの活動を低下させるためにこれらの戦略を試みるように指示されます。逆に、OFCの活動を増加させるために、彼らは汚染されたオブジェクトに接触することの可能な結果について考えるしようとすると自分自身がどん​​な再評価戦略を行うことなくこのことについて不安を感じるように許可するように指示されます。我々は、OFCの活性を上げる/下げるために、これらの戦略は、OFCを制御するいくつかの初期、限られた能力を提供するためにのみ意図されていることをここで強調すべきである。バイオフィードバックのセッション中に、被験者sは、それによって彼らはOFC以上増加するコントロールを開発できるように、彼らの認知戦略を試すチャンスがあると、より効果的であるかについての直接的なフィードバックが表示されます。このセッション中に、臨床心理学者はまた、被験者がそれらに影響を与えるサブ臨床汚染の不安を持っているかどうかを評価日常生活 - 場合ではない、彼らは研究から削除されます。
3. ローカライザーの実行で収集されたデータは、1日目のスキャンセッション後に分析が事前計算されたタスクの説明変数は、被験者が汚染の写真を見ていた期間中に1つ、ゼロベクトルを使用してGLM分析を使用して2日目のセッションまでの間にされています残りの期間は、標準的な血行動態応答関数とのコンボリューション。各ボクセルにおける回帰係数に関連付けられているt -統計量が計算され、その結果として、TMAPは半値ガウシアンカーネルで6ミリメートル全幅を使用して平滑化される。その結果、T -マップのショー被験者は、彼らが中立的な画像を見たときよりも汚染に関連する画像を見たときの脳ののどの地域より活発だった。 OFCまたは隣接する前頭極域（より具体的には、ブロードマンの領域10,11または47）内にあるこのTマップのトップ30のピクセルは、彼らの今後のバイオスキャンのOFCのその対象のターゲット領域を表すために選択されています。したがって、ターゲット領域の左右差は、被験者の活性化パターンによって異なります。この地域は、最近傍補間と剛体レジストレーションを経由して解剖学的な空間に機能的な空間から変換されます。制御領域は、脳内のすべての白質を含むように定義され、MNIの脳から同じ空間に変換されます。これら2つの領域は、2日目バイオフィードバックのセッション中にリアルタイム解析プログラムによって使用されます。

3.2 2日目

1. 被験者は、最初のアウトオブ磁石のアセスメントセッションに参加。
2. 被験者は、1.5時間、リアルタイムfMRIのバイオフィードバックのセッションに参加 。
   1. セッションでは、機能的なデータと同じスライス位置における軸方向の解剖学 （T1強調） 画像のコレクションから始まります 。
   2. 次に、機能的な参照のスキャンが収集されます 。 twelveボリュームのこの短い機能的な実行は、保持され、残りは破棄され、そのうち五分の一を集めている。
   3. 興味の二つの領域 、レギオnは1日目のローカライザーの実行（3.1.3参照）と白質の制御領域から基づいて特定されるように汚染の画像を表示するときにアクティブに被験者のOFC、の2つの剛体の登録の連結を介して現在のセッションの機能的な空間に変換されます。 2日目の解剖学的空間への1日目の解剖学的空間から領域を最初の登録にマップされます。 2日目の"機能的なリファレンス"スキャンのスペースに2日目の解剖学的空間から領域を目の登録にマップされます。これら二つの領域は現在のスキャンセッションの機能的な空間に翻訳されると、バイオフィードバックを開始することができます。
   4. 地域が登録されている間、二つの機能があります収集に実行されます （各実行のために収集された132ボリューム、最初の二つのフィールドが定常状態に達するように廃棄された）制御タスクの実行と呼ばれている。これらの実行は、バイオフィードバックを伴うものではありませんが、消費する被験者の能力を評価するために使用されています汚染関連の画像にさらさ興味のあるOFC領域内の温度制御に活動。ディスプレイの左側に、被験者は上向き赤矢印、下向き青矢印、または右に直進指す白の矢印を表示します。それが前に向いている時にこの矢印の右側に大きな矢印が上下に指す場合や、汚染 - 関連している画像、、、中性です。被験者は、それが下向きになる時にそれらのOFCの活性を低下させることを試みるために、そしてときに右側にある矢印をポイントするだけリラックスして、矢印が上を向くときに彼らのOFCの活性を増加しようとするように指示されます。矢印と写真は、3つの条件によって交互に、毎26秒に変更。被験者（そのような脳の領域支配の変化とアセスメントのセッション中に汚染の不安の変化との相関など）を介して脳と行動の相関を調べることで我々の関心を考えると、我々はすべての被験者が同じブロックシーケンスにさらされることにしたい。したがって、の順ブロックは、制御実行またはバイオフィードバックの実行のいずれかの被験者全体で相殺されていません。代わりに2つの実行タイプは、全ての被験者に対して交互に使用されています。最初の実行では、ブロックの順番は、残りのアップダウン、残りのアップダウン、残りのアップダウンの残りです。回目の実行では、それは残りのダウンアップ - 残りダウンアップ - 残りダウンアップ-残りです。このように、一度の実行で、アップダウンに先行し、次で、ダウンはアップの前。
   5. 制御タスクの実行、およびターゲット領域と制御領域は、現在の機能的な空間に登録されているときに後六バイオフィードバックの実行は、（または偽バイオフィードバックは、件名に応じて、実行される）（132ボリュームは最初の二つ、それぞれの実行のために収集し、 実施しています破棄された最後の二つ）。
      バイオフィードバックが実行されます：これらのランは、それらのOFC ROIの活動を制御するための科目を訓練するために使用されます。彼らは、被験者が脳の領域を制御するのに彼らの成功について、画面の下部にフィードバックを受け取ることを除いて、実行する制御タスクに似ています。より多くの仕様それは、実行を通して経時的に変化するようにインディアナ州インディアナポリス、ディスプレイの下部に、被験者は自分のOFC地域の活動をグラフでプロットで提供されています。被験者は、線の色が赤になっている場合OFCの活性を増加しようとすると、線の色が青に変わったら、この地域の活性を低下させること、そしてそれが白のときに休息するように指示されています。折れ線グラフは、安静時のブロックの間にそれぞれ増加/減少/安静時のブロックとの増減のブロックの間に二次汚染に関連しており、中立のための変更がその画像の下に表示されます。制御タスクの実行のように、現在のタスク（増加/減少/残り）を示す画像の左にある矢印を色分けもあります。被験者は、彼らの戦略の再検討開発のセッションで取り上げている戦略を試しても、他の実験にお気軽に、そして最も効果的かを評価するためのツールと​​してバイオフィードバックを使用するように指示されています。さらに、新たな戦略と実験を奨励するために、それはemphasです OFCを制御する彼らのパフォーマンスは、制御タスクがないバイオフィードバックが提示されている実行時にのみ、バイオフィードバックの実行中に評価されないことを、すべての被験者に化された。被験者は遅い血流の応答と処理の遅延に起因するそれらの標的脳領域における活動の変化と折れ線グラフの変化、間に六から八秒の遅延があると言われている。また、彼らは時間経過に遅延などのブロック内での戦略を変更することができなくなるということ被験者に推奨される戦略が短すぎるために変更されたときに困難な各戦略の成功を評価することになります。
      バイオフィードバックの実行中にフィードバックを提供するために使用されるリアルタイムfMRIのシステムを図2に示されています。それはローカルエリアネットワーク接続を介して画像処理用コンピュータにアクセス可能な画像再構成システム上のディレクトリに、収集される特別な復興ルーチンは、データの各スライスのコピーを保存するよう書かれています。バイオイメージスイートのモジュール（HREF表示されているとおり、各スライスでのディレクトリとなっていることを画像処理用コンピュータのポーリングで実行されている）> www.bioimagesuite.org ="http://www.bioimagesuite.org"。全体のボリュームが到着したとき、それがためにシリアルポート経由で機能的な参照のスキャン（動きを調整するため）とターゲットOFC領域の平均信号レベルだけでなく、制御白質領域での、計算され、出力が登録されています刺激/フィードバックコンピュータ。 Matlabのプログラム（ www.mathworks.comスティミュラス/フィードバックのコンピュータ上で実行されているが）そのデータを受信し、ドリフトとdeCharmsと同僚によって導入された式を用いて全脳の変動を調整するためにOFC活動レベルを正規化⁸具体的には、各ボリュームにOFCと白質のROIと、それらの二つの尺度の違いの両方が計算されるために収集されたデータの、移動平均からのパーセントの信号の変化が計算されます。この値は、Bの時間の経過とともに折れ線グラフとしてプロットされビジュアルディスプレイのottom。
      
      図2。リアルタイムfMRIのシステムの概略図。画像再構成システムは、それが収集されるようにMRのデータを処理し、ファイルに書き込まれる各スライスのイメージを作成します。これらのスライス画像は、LANを介して画像処理用コンピュータにより取得し、バイオイメージSuiteを使用してリアルタイムに処理されます。 ROIの活動レベルは、それが主題のための時間をかけて正規化されたOFCの活動のプロットを含め、視覚的な表示を作成するMATLABプログラムによって受信されるスティミュラス/フィードバックコンピュータに送信されます。
      シャムバイオフィードバック：これらは、バイオフィードバックを比較すると、コントロールの状態を提供する実行されます。シャムバイオフィードバックの実行は、被験者が以前、年齢と性別をマッチさせた被験者のバイオフィードバックの実行からOFCでの活動の時間的経過を表示することを除いて、実行されるバイオフィードバックと同一になります。そのprevio程度まで私たちの対象は、彼らのバイオフィードバックの実行中にOFCの活性を制御することができた、現在のテーマは2つの条件での被験者が経験した成功の同じような印象で、その結果、彼らの偽のバイオフィードバックの実行中に同じように成功したように表示されます。成功（この領域を制御する）の経験が主題動機に影響を与え、間接的に、彼らはOFCの制御を学習する程度に影響を与える可能性があることを考えると、それは、可能な限り一貫性を保つことが重要です。
   6. 最後に、2つの制御タスクの実行が収集されます 。

3.3 3日目：2日目ですが、別のを使用するのと同じでは（マッチした）刺激のセット。

3.4 4日目

1. 被験者は、最終的な評価セッション（3.2.1のように）に参加 。
2. 被験者は安静状態機能的結合データが収集されている最後の1時間MRイメージングセッションに参加 。
4。シャムの被験者の報告聴取

調査が完了すると、すべての偽の参加者は、偽のフィードバックを受信し、それらが欺瞞について動揺されないように、そして、彼らが受けていたフィードバックが真実を言っているではないことを疑わどうかを確認するdebriefedことが通知されます。

5。オフラインのデータ分析

5.1 3つの主なアウトカム指標は、被験者ごとに計算されます。

1. 被験者は、最初のアセスメントのセッションと比較して最後の評価会で汚染に関連する画像を表示したときに不安の変化は経験した。示すように、特定のイメージがアセスメントセッション（馴化を避けるために）間で異なるために、彼らは通常、誘導不安レベルで（のようなパイロットテストで確認）に一致していることに注意してください。最初の評価のセッションからの平均自己申告不安スコアは、最終から平均自己申告による不安の得点から減算されます各被験者の不安の変化の推定値を得るためにsessmentセッション。自己申告による不安スコアを比較するt -検定被験者内の任意の与えられた件名（subject）は、最初のアセスメントセッションからの相対最終的な評価セッションに不安の有意な減少を示したかどうかを判断するために使用されます。
2. 被写体が介入中に経験したOFC標的領域の制御の変化。領域上のコントロールは、それぞれのバイオフィードバックセッションの開始時と終了時に制御タスクの実行に基づいて計算されます。各制御タスクの実行では、GLMの分析は、2つの回帰変数を使用して実施される："増加"ブロックして、適切なタスクの期間中に1をコーディングされているベクトルを取ることによって計算されるそれぞれの"減少"ブロック、ために1本ずつにして血行動態応答関数とのコンボリューションのすべての他の時点でゼロ。これらの説明変数の各ベータ版のマップは増加に対して減少するブロック内の信号の差を表すマップを生成するために減算されKS。このマップ内の平均値は、各制御タスクの実行中のターゲットのOFC領域上のコントロールの推定値を得るために対象の特定のOFC地域全体の平均化されます。第一バイオフィードバックセッションの開始時にOFCの制御は、バイオフィードバックの介入によって引き起こされる地域の制御の変化の測定値を得るために最後のバイオフィードバックのセッションの終了時にOFC制御から差し引かれます。
3. 研究の過程でOFC地域に休止状態の接続の変化。これは、4日目安静時のランのシード領域の接続マップから1日目安静時の実行のシード領域の接続マップを​​差し引くことによって被験者ごとに計算されます。

5.2グループレベルの解析

最低限、 以下をグループレベルで検討されています ：

1. 実際のバイオフィードバックを受けた被験者は、彼らかどうかを判断するために偽のバイオフィードバックを受けた被験者と対照されています彼らの標的領域をより細かく制御を開発し、それは、彼らの汚染の不安をより細かく制御を行使することができましたかどうか。対応のあるt -検定は、2つのグループのコントロールの変化と不安の変化の推定値を比較するために使用されます。
2. バイオフィードバックの被験者における汚染の不安の変化は、彼らの標的領域を制御で変化すると機能的結合パターンの変化に関連している 。真のバイオフィードバックを受けた被験者を介して、標的領域の制御の変化は、ピアソン積率相関を用いた不安の変化と相関されます。意義は、標準R -に- p変換を経由して評価されます。各科目のOFCの接続の変更のマップは不安で、その変化の推定値とピクセル単位での相関されます。

この原稿に記載されてオフラインで分析し、リアルタイム解析の両方がBioImaを使用して行われているGEスイート（ www.bioimagesuite.org ）。このソフトウェアパッケージは自由に入手でき、オープンソースです。リアルタイム分析コンポーネント、オンライン上で公開されていないが、リクエストに応じて入手可能です。これは、表示プログラムからリアルタイムのデータ分析を分離するために設計されているので、後者は前者の変更を必要とせずに変更することができます。これにより、実験の設計に柔軟性のために、例えば、表示プログラムは、標準のソフトウェア（例えば、E -プライム、Matlabの、プレゼンテーション）のいずれかを使用して記述することができます。さらに、リアルタイムの分析はほとんどない処理の遅延で高品質のモーション補正を可能にするグラフィックスプロセッシングユニット加速度運動の補正を採用しています。このシステムは、Scheinost らで詳しく説明しています^{。、2011。26}

6。代表的な結果

バイオフィードバック時の彼らの標的脳領域の制御を取得した被験者は、持つ必要がありますn個のターゲットの脳の領域支配の増加は、のような制御タスクの実行中に評価し、これはアセスメントのセッション中に、汚染の不安の軽減に変換する必要があります。図3は、最終的なバイオフィードバックのいずれかから視覚ディスプレイのスクリーンショットが正常に彼らのOFCの制御を得た被写体の実行を示しています。この実行中に領域を制御しているのは、この主題の成功は、折れ線グラフが特に期待される六から八秒の遅延の影響を調整した後、青の期間よりも赤の期間に高いという事実が反映されている。アセスメントのセッションで発表汚染の画像（Pに反応して彼の制御タスク実行（0.23の平均ベータ値〜0.003の平均ベータ値から）だけでなく、不安の有意な減少の間に評価されるように、これと同じ主題が増加したコントロールを示した<図4に示すように、0.005）。これが成功した主題であった。これとは対照的に、他の被験者は、ターゲット領域を制御することを学ぶしませんでしたアセスメントのセッションで評価されるようにdは汚染の不安の任意の減少は認められなかった。一般的に、我々はこの領域を制御するために学習する能力の対象者全体に大きな変動性を見つける。


図3。実行の終了時に採取バイオフィードバックの実行中に表示した視覚ディスプレイのスクリーンショット、。実行がニュートラル状態で終わっているため、画面のダンプの時間（この場合は、本の絵）で表示されるイメージは中立であり、矢印は白と前方です。増加と減少のブロックの間に、汚染に関連するイメージが示された。左側の矢印は、増加のブロックの間に赤の上向き矢印と減ブロックの間に下向き矢印青だった。ディスプレイの下部に線グラフは、実行中にOFC活動を表しています。線の色は、ブロックの種類がスキャン（再の、その期間中に発生したことを示しますニュートラルのための減少のための青、そして白の増加、）のためのD。グラフは、瞬間から時間枠の最初のボリュームが128 ^番目のボリュームが（実行の開始後約257s）処理される時間まで、（実行時 ​​の開始後約3秒）が処理さをカバーしています。 y軸は、OFCの移動平均からのパーセントの信号の変化を引いた白質制御ROIの移動平均（この実行で、振幅は2.1と-3.7の間で遠隔）からのパーセントの信号の変化を示しています。この地域では6 - 8S遅延（3-4時間の点に対応）、活動に関する会計処理の後に領域を制御しているのは、この主題の成功を反映して、青の期間よりも赤の中に大きいことに注意してください。このテーマに合わせた偽の主題は、しかし、偽の被験者の場合には、折れ線グラフは、脳活動の彼らの本当のパターンに関連していないという、同一の刺激を見ることができます。


図4。 （a）最初のアセスメントセッション（バイオフィードバック前）とバイオフィードバックタイムコースの対象から（b）の最終的なアセスメントのセッション（バイオフィードバック後）における汚染の画像に反応して自己申告不安定格をまとめた棒グラフはで表示されます図3。この主題は、アスタリスクによって示されるようにバイオフィードバック後の有意に低い不安を報告した。

Discussion

リアルタイムfMRIのデータのバイオフィードバックは、新しい技術であり、より多くの仕事は、被験者の学習を最大化するようにこの方法を最適化するために必要とされる。最近の研究では、実行またはスキャンセッション^{、14、18、27}の異なる番号を持つ方法を学ぶの変更を検討されているフィードバックのパラダイムは^、28の学習に影響を及ぼし、どのようにかどうか終了後も継続脳機能の変化における所定のバイオフィードバックプロトコルの結果により誘発される学習バイオフィードバック訓練の期間が^{。15、18、27、29}しかし、これらの線に沿って大いにより多くの作業が最適なプロトコルが対象となる脳の領域によって異なる場合があることに留意し、必要とされ、人口は研究、およびその他の変数。

ニューロフィードバックの研究で直面する1つの課題は、練習、露出、動機と偽薬の効果を制御する最適な方法です。そのADVANを持っているそれぞれの文献に記載されている、様々なアプローチがあり、利点としと短所。このプロトコルでは、偽のバイオフィードバックのパラダイムが採用されるの制御対象は、彼らの一致したバイオフィードバックの対象として同一の刺激を受けると、自分自身の脳の活動パターンに基づいて、真のバイオフィードバックを受けていると信じるように導かれる。このアプローチでは、命令と刺激がのために制御されるという利点があります。また、モチベーションとプラセボの効果を制御するのに役立ちます。つまり、ニューロフィードバックは多くの被験者では、それらが個人的に彼らのパフォーマンスに投資しようになるこれでゲームのような考え方を誘発する。できるかぎりの経験が、このようにニューロフィードバックの被験者のモチベーションの高レベルをコントロールすること偽の制御条件の重複。さらに、被験者が増加し、成功を示すフィードバックを受信した場合、セルフコントロールの達成との認識の結果として得られる感覚は、行動的措置のプラセボ効果に変換できます。効果的なように、再び、偽のパラダイムは、我々はこの可能性のコントロールを使用するできるだけLY。しかし、この偽のバイオフィードバックの方法の欠点は、それが積極的に主題を誤解させるため、通常のフィードバックのない練習の期間中に発生する学習を妨害する可能性があるということです。ニューロフィードバックの研究に使用されるコントロールの状態の別の種類は、被験者がニューロフィードバックなしで同じタスクを実行することです。この練習と露出エフェクトのコントロール、および誤解を招くとおそらく混乱内省に基づく学習プロセスの欠点を持っていません。しかし、それが動機とプラセボの効果を同様に制御されないことがあります。シャムバイオフィードバックの別の形式もどの科目がそのターゲット領域は、タスクに関連すると信じて惑わされているものの、被験者は、タスクに関与すると考えれていません別の脳領域に関する情報を受け取ることに使用されています。このアプローチは、タスクに関係のない脳の領域に関する研究者の一部の仮定を含んでおり、地域がTUをする場合は、この問題が引き起こされる可能性がありますRNSからタスクに関与する。さらに、地域が実際にタスクに無関係である場合、偽の被験者は、それを制御し、成功を持っていそうであり、したがって、失望と成功を経験し、満足感に可能性が高い本当のフィードバックの対象とは対照的にフラストレーションを感じる可能性が高いとコントロールインチこのように、偽バイオフィードバックのこの形式は、この原稿に記載されて偽のタイプとして、被験者の感情状態（従って、動機と偽薬効果）のためだけでなく、制御、および場合によっては学習過程に干渉するのと同じ欠点を持っていない誤報を提供すること。最後に、制御対象は磁石の外側の治療の代替形式（例えば、認知行動療法など）を受信した制御条件は、コントラストでのトリートメントの面でゴールドスタンダードは何でもとRT - fMRIのバイオフィードバックの有効性をするために使用することができます提示する。この最後のアプローチはすべてのために厳密に制御しようとしませんニューロフィードバックの時に発生する効果、そしてそれゆえに、行動の改善を誘導自体のフィードバックですが、むしろ重要な質問を要求するかどうかに対応していません。介入は、より良い臨床的または行動の結果を生むようにすべて一緒になっては、リアルタイムfMRIのバイオフィードバックすることができます現在の選択肢？要約では、バイオフィードバック研究に使用する種類のコントロールの選択は、研究デザインの重要かつ困難な側面であり、そして使用される制御条件の制限は、結果を解釈する際に考慮する必要があります。

まだ開発段階ではあるが、リアルタイムfMRIのバイオフィードバックの治療的使用は、神経精神条件の範囲の潜在的な有用性を持っています。さらに、脳機能の組織と臨床/認知変数（バイオフィードバックの前後に収集）の評価と組み合わせて使用​​するとき、それは強力な研究ツールとなります。基本的に、バイオフィードバックプロ人間の精神機能の神経基盤を研究する低リスク"摂動と指標"アプローチは、録画さ：バイオフィードバックは、脳の機能的な組織をかき乱すのに使われると精神機能の変更の結果は測定されます。その研究と臨床的可能性の両方を考えると、これは精神医学や認知神経科学の分野のための有望な新技術です。

ここで説明するプロトコルは、リアルタイムfMRIのバイオフィードバックは、健常者が彼らの汚染の不安の制御を得るのを助けることができるかどうかを調査する。それは健常対照の汚染の不安の神経基盤は、OCD患者のそれと異なっていることは可能ですが、それは強迫症状の寸法は、健康と患者集団の両方を介して実行することも可能であり、同様のメカニズムでは、両方の汚染の不安を貫くことグループ。もしそうなら、とのような、リアルタイムfMRIのバイオフィードバックは、健常者が彼らの不安を制御するうえで有効である場合imilarパラダイムは、強迫性障害のための臨床的有用​​性を持つことができます。