La investigación del cerebro imágenes de los correlatos neurales de Observación de las interacciones sociales virtuales

Neuroscience

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Summary

En este artículo se muestra un diseño experimental en el que todo el cuerpo los personajes animados se utilizan en combinación con la resonancia magnética funcional (fMRI) para investigar los correlatos neurales de la observación de las interacciones sociales virtuales.

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Sung, K., Dolcos, S., Flor-Henry, S., Zhou, C., Gasior, C., Argo, J., Dolcos, F. Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Observing Virtual Social Interactions. J. Vis. Exp. (53), e2379, doi:10.3791/2379 (2011).

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Abstract

La habilidad de medir la interacción social es crucial en la evaluación de las intenciones de los demás. Factores tales como las expresiones faciales y lenguaje corporal afectar nuestras decisiones en la vida personal y profesional por igual 1. Estos "amigos o enemigos", los juicios se basan a menudo en las primeras impresiones, que a su vez puede afectar a nuestras decisiones "enfoque o evitar". Estudios previos investigar los correlatos neurales de la cognición social tendían a utilizar los estímulos faciales estática 2. Aquí, se expone un diseño experimental en el que todo el cuerpo de personajes animados fueron utilizados en combinación con resonancia magnética funcional (fMRI) grabaciones. Quince participantes fueron presentados con breves clips de películas de las interacciones huésped-huésped en un ambiente de negocios, mientras que datos de la fMRI se registraron, al final de cada película, los participantes también proporcionan las calificaciones de la conducta de acogida. Este diseño imita más de cerca las situaciones de la vida real, y por lo tanto puede contribuir a una mejor comprensión de los mecanismos neurales de las interacciones sociales en el comportamiento saludable, y para hacerse una idea de las posibles causas de los déficits en la conducta social en tales condiciones clínicas como la ansiedad social y el autismo 3 .

Protocol

1. Estímulos, diseño de tareas, y el Protocolo Experimental

Nuestros estímulos se crean con Poser 7.0 ( http://poser.smithmicro.com/poser.html ), y se presentan con CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ).

  1. La tarea consiste en una serie de diez segundos de videos animados de la no-verbal-anfitrión invitado interacciones en un entorno empresarial. El tema de la opinión del invitado de ser recibido por una multitud (condición de la interacción social) o un cartón de desconexión de una máquina (sin interacción social / control de condición).
  2. El anfitrión puede mostrar comportamientos que se invita a una mayor interacción social (estado de enfoque), o los comportamientos que pueden indicar falta de interés en una mayor interacción (evitar la afección).
  3. Además de esta manipulación básica del tipo de comportamiento mostrado por el anfitrión, las manipulaciones de otros también pueden ser incluidos. Por ejemplo, en algunos de los ensayos (generalmente la mitad) de los personajes puede dar la mano, como parte del protocolo de saludo, mientras que en otros no hacen nada. Esta manipulación permite la investigación de los efectos de contacto físico formal sobre el comportamiento 4, que también se puede esperar a tener un significado diferente dependiendo del bagaje cultural del espectador (por ejemplo, Western vs Asia Oriental).
  4. Otro tipo de manipulación puede implicar el cambio de la perspectiva del espectador de personal (Me) a impersonal (Otros). Esta manipulación tiene como objetivo aprovechar las redes neuronales asociadas a la auto-referencial de procesamiento de 5, y permite la identificación de las respuestas que son moduladas por el compromiso personal 6,7 (por ejemplo, la exacerbación de los efectos de evitar el comportamiento, si se toma personalmente). La alternancia entre estas dos perspectivas pueden ser complementada en el comienzo de cada ensayo.
  5. Los videos son seguidos por las pantallas de calificación que se pide al sujeto que la tasa de anfitrión en la competencia, la honradez, y el interés en hacer negocios en una escala de Likert de 5 puntos (0 = nada / 4 = mucho), estas calificaciones debe ser contrarrestada entre los ensayos, para evitar efectos de orden.
  6. Los personajes de videos se ven contrarrestados por el comportamiento mostrado (enfoque vs evitar), el origen étnico (raza blanca frente a no-caucásicas), color de la camisa, y el peinado. Aspectos básicos que pueden influir en las interacciones sociales (por ejemplo, el atractivo) también deben ser controlados para (por ejemplo, clasificaciones de off-line de las máquinas), para asegurarse de que no hay diferencias sistemáticas entre las categorías de juicio, y así evitar posibles confunde (por ejemplo, si los anfitriones mostrando evitar comportamientos también tienen en general las puntuaciones más bajas de atracción). Por último, dada la evidencia de que las interacciones con las mujeres-anfitriones son más eficaces para influir en las decisiones (por ejemplo, financieros) 4, en nuestro estudio todos los anfitriones eran mujeres, pero el género de los anfitriones también puede ser contrarrestada a través de ensayos - por ejemplo, el 50% las mujeres frente a hombres de 50%.
  7. El experimento se divide en carreras / bloques de ensayos, para dar tiempo a los participantes para descansar y evitar la pérdida masiva de datos en caso de mal funcionamiento del equipo. Además, para evitar la pérdida parcial de datos, a ser posible las condiciones / ensayos deben estar igualmente representados en cada bloque, de acuerdo con cada manipulación (por ejemplo, la interacción social, género, movimiento / no movimiento). Orden de ejecución es también tuvieron como efecto entre los participantes. Cada carrera se inicia con seis segundos de una fijación, para permitir la estabilización de la señal de RM. Un intervalo entre ensayos de 8 segundos cada película sigue al juicio y termina cada carrera / bloque.
  8. Cabe señalar que, aunque en comparación con los diseños experimentales que involucran estímulos estáticos el diseño actual se ha incrementado la validez ecológica en la identificación de los correlatos neurales de la cognición social, este enfoque también presenta limitaciones y desafíos. Uno de ellos es que plantea la necesidad de mantener el "fondo" los aspectos (por ejemplo, el entorno donde se producen las interacciones sociales o los aspectos no relevantes de la conducta) lo más constante posible, en el contexto de la manipulación de las variables de comportamiento de interés (por ejemplo, , los gestos distinguir las interacciones sociales específicos), que puede ser difícil de lograr en condiciones donde los estímulos dinámicos se utilizan. Sin embargo, creemos que el enfoque actual alcanza un razonable equilibrio entre el objetivo de aumentar la validez ecológica de los estímulos utilizados en los estudios sociales la neurociencia y las limitaciones relacionadas con la participación de las herramientas de imágenes cerebrales que requieren un control razonable de las manipulaciones experimentales para permitir válido inferencias sobre los correlatos neurales de las conductas objetivo.

2. Preparar el tema para la exploración

Los sujetos suelen ser contratados en función de su edad, salud, lengua materna, y los factores individuales de riesgo de la RM, tales como reemplazos de articulaciones metálicas. Hobargo, en función de la finalidad del estudio, otros factores también pueden ser considerados, como la raza / origen étnico, estatus socioeconómico, y la historia del consumo de drogas. Todas las materias ofrecen por escrito el consentimiento informado antes de ejecutar el protocolo experimental, que es aprobado por un comité de ética.

Antes de entrar a la sala de exploración

  1. En el día de la exploración, los participantes se les pide que completen cuestionarios para evaluar su estado de ánimo, para asegurarse de que no son demasiado ansioso o deprimido antes del experimento 8, 9. Estas evaluaciones también se puede utilizar en combinación con datos de la fMRI, para investigar cómo el estado emocional en el momento de la exploración pueden influir en las respuestas de los participantes. Además, junto con las evaluaciones de exploración después de estas evaluaciones iniciales se puede utilizar para asegurarse de que el estado de los participantes emocionales en general no cambia drásticamente, como resultado de su participación en el experimento. Por último, otra de comportamiento / personalidad de las evaluaciones también se pueden hacer, para investigar más a fondo cómo las variaciones individuales en aspectos particulares de la personalidad que influyen en las respuestas en contextos sociales (por ejemplo, la ansiedad social, la confianza) pueden influir en las respuestas de los participantes durante el estudio, 10, 11.
  2. Antes del examen, el participante es informado en detalle de los procedimientos de exploración, y se le dan instrucciones específicas para la tarea de comportamiento (que se describe a continuación). Para evitar molestias y mayor familiaridad con la tarea, los participantes también se da una práctica abreviado de ejecución para la tarea.

Entrar en la sala de exploración

  1. Se pide al paciente a decúbito supino sobre la camilla del equipo, con una amortiguación adicional para la cabeza, para asegurar la comodidad durante la exploración y para minimizar el movimiento. Para minimizar aún más el movimiento de la cabeza, el lado no adhesivo de la longitud de la cinta se puede envolver suavemente por la frente del sujeto. Si se prefiere, amortiguación también se pueden colocar debajo de las rodillas elevadas de la materia, para reducir la tensión muscular inferior de la espalda.
  2. Los sujetos se les da protección para los oídos (tapones para los oídos), así como los auriculares de aislamiento para comunicarse con el investigador durante la resonancia magnética.
  3. La mano derecha del sujeto se coloca cómodamente en la caja de respuesta, permitiendo así que la mano izquierda que se utilizará para apoyar o para otras medidas (por ejemplo, las respuestas de conductancia de la piel). Un botón de parada de emergencia también debe ser colocada cerca, por lo que el sujeto puede indicar la necesidad urgente de detener el escáner.
  4. Antes de comenzar la recolección de datos, es fundamental para asegurarse de que el tema se puede ver claramente la pantalla de proyección, para la presentación del estímulo, y que los botones de respuesta funcione correctamente.

3. Registro de datos y procesamiento de

Parámetros de la digitalización

Se recogieron datos de resonancia magnética utilizando un 1.5 Tesla Siemens Sonata escáner de resonancia magnética para las grabaciones. Nuestras imágenes anatómicas fueron series 3D anatómicos MPRAGE (tiempo de repetición, TR = 1600 ms, tiempo de eco TE = 3,82 ms, el número de rebanadas = 112; tamaño de voxel = 1 x 1 x 1 mm), y las imágenes funcionales consistió en series de 28 rebanadas funcional (tamaño de voxel = 4x4x4 mm), adquirió axial utilizando una secuencia de echoplanar (TR = 2000 ms, TE = 40 ms, campo de visión FOV = 256 x 256 mm), lo que permite a todo el cerebro de cobertura.

Análisis de Datos

Usamos Statistical Parametric Mapping (SPM2/SPM5) en combinación con in-house Matlab herramientas basadas en. Pre-procesamiento consiste en los pasos típicos: la garantía de calidad, la alineación TR, corrección de movimiento, co-registro, normalización, y suavizado (8 kernel mm ³) 12.

  1. El análisis de datos combina voxel-sabia y la región de interés (ROI) se acerca a comparar la actividad cerebral relacionada con las condiciones de interés (por ejemplo la interacción, social frente a la interacción no-social).
  2. Todo el cerebro voxel-sabia análisis estadístico producir mapas que identifican a las grandes redes de regiones del cerebro asociadas con el procesamiento que se basa la evaluación de las interacciones sociales, y los análisis de retorno de la inversión permite la investigación específica de la respuesta específica del cerebro en las regiones, que son, a priori, identificado como parte de la red de la cognición social (Figura 1). Análisis de retorno de la inversión también se utilizan para extraer la señal de resonancia magnética funcional para fines de ilustración (fig. 1B). Se utilizó un umbral de intensidad de p = 0,001 y un umbral de medida de 10 voxels contiguos. Además de estos métodos típicos involucrados en el análisis de datos, otras formas de análisis de datos también puede ser empleado como un complemento útil en estudios de investigación de los correlatos neurales de la cognición social 13, 14.
  3. Finalmente, las correlaciones de los datos de imágenes del cerebro con los datos de comportamiento (por ejemplo, calificaciones de confiabilidad) y / o las puntuaciones de las medidas de personalidad de indexación (por ejemplo, el rasgo de ansiedad) también se puede realizar, para investigar cómo la actividad cerebral co-vaRies, con las diferencias individuales en el comportamiento y la personalidad.

4. Resultados representante

Figura 1
Figura 1. Aumento de la actividad en la red de la cognición social en respuesta a la observación de las interacciones sociales. Comparación de la interacción social frente a los juicios no-interaction/control revelaron una actividad típica de las regiones cerebrales de la cognición social, incluyendo el surco temporal superior (STS, a), el lateral y medial la corteza prefrontal (mPFC, B y D, respectivamente), y la amígdala (Amy, c). Los "mapas de activación" se superponen a imágenes de alta resolución del cerebro aparece en el lateral (de izquierda y los paneles del lado derecho) y coronal puntos de vista (panel central), las barras de colores indican el gradiente de los valores t de los mapas de activación (sobre la base de datos de 15 participantes), lo que refleja la actividad cerebral de tiempo bloqueado en el inicios de acercamiento / evitar comportamientos. Los gráficos de líneas muestran la evolución temporal de la señal de resonancia magnética funcional, extraído de regiones de interés funcional para cada tipo de ensayo y TR (1 TR = 2 segundos). L = Izquierda, R = Derecha.

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Discussion

El diseño experimental presentado aquí permite la investigación de los correlatos neurales de observar e interpretar el lenguaje corporal. Este diseño tiene el potencial para avanzar en nuestro conocimiento sobre los mecanismos cerebrales involucrados en las interacciones sociales, y para ampliar los modelos teóricos de cómo combinar la percepción de los diferentes tipos de lenguaje corporal o conceptos sociales como la confianza para tomar decisiones en entornos interactivos social 3. Tal conocimiento se puede aplicar en una variedad de ajustes personales y de negocios, y puede mejorar nuestra comprensión de los déficits clínicos en la interacción social. El éxito de este diseño depende de la manipulación adecuada de trabajo, la participación de estímulos ecológicamente válido, y la recopilación de datos cuidadosa

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Disclosures

No hay conflictos de interés declarado.

Acknowledgments

Esta investigación fue financiada por los fondos iniciales de FD. KS fue apoyado por una beca de verano de la Fundación del Patrimonio de Alberta para la Investigación Médica. FD fue respaldada por el Premio Joven Investigador de la Alianza Nacional para la Investigación sobre la Esquizofrenia y la Depresión, y un premio del PCFR de la Fundación de Investigaciones Psiquiátricas de Canadá. Los autores desean agradecer a Peter Seres de asistencia con la recopilación de datos y Suen Kristina de asistencia con el análisis de datos.

References

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Comments

1 Comment

  1. is it positable to use yhe other side of ur brain

    Reply
    Posted by: Anonymous
    February 11, 2012 - 4:07 PM

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