भावनात्मक आत्मकथात्मक याद के तंत्रिका संबद्ध के ब्रेन इमेजिंग जांच

Neuroscience

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Summary

हम भावनात्मक आत्मकथात्मक यादें याद, कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग करने के तंत्रिका संबद्ध की जांच की अनुमति देता है एक प्रोटोकॉल है कि वर्तमान. इस प्रोटोकॉल दोनों स्वस्थ और नैदानिक ​​प्रतिभागियों के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है.

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Denkova, E., Chakrabarty, T., Dolcos, S., Dolcos, F. Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Emotional Autobiographical Recollection. J. Vis. Exp. (54), e2396, doi:10.3791/2396 (2011).

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Abstract

भावनात्मक आत्मकथात्मक यादें (एम्स) की याद स्वस्थ संज्ञानात्मक और उत्तेजित 1 कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है - याद सकारात्मक एम्स वृद्धि की अच्छी तरह से किया जा रहा है व्यक्तिगत और 2 आत्मसम्मान के साथ जुड़ा हुआ है, जबकि याद और नकारात्मक एम्स पर जुगाली भावात्मक तीन विकारों के लिए नेतृत्व कर सकते हैं . हालांकि महत्वपूर्ण प्रगति मस्तिष्क AM सामान्य में पुनर्प्राप्ति (4, 5 में समीक्षा), कम व्यक्तिपरक फिर से एम्स और संबद्ध तंत्रिका संबद्ध के अनुभव पर भावना के प्रभाव के बारे में जाना जाता है अंतर्निहित तंत्र को समझने में किया गया है. इस हिस्से में है तथ्य यह है कि प्रयोगशाला आधारित सूक्ष्म घटनाओं (6, 7-9 में समीक्षा) के लिए स्मृति पर भावना प्रभाव की जांच के विपरीत, बार बार AM अध्ययन के भावनात्मक पहलुओं पर एक स्पष्ट ध्यान केंद्रित नहीं है के लिए कारण व्यक्तिगत घटनाओं (लेकिन 10 देख) याद है . यहाँ, हम एक प्रोटोकॉल है कि याद भावनात्मक एम्स कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) का उपयोग करने के तंत्रिका संबद्ध की जांच की अनुमति देता उपस्थित थे. इन यादों के लिए Cues स्कैनिंग के लिए पहले एक आत्मकथात्मक स्मृति प्रश्नावली (AMQ) के माध्यम से एकत्र कर रहे हैं, इसलिए उनके phenomenological गुण (यानी, तीव्रता, जीवंतता, व्यक्तिगत महत्व) पर आधारित भावनात्मक एम्स के उचित चयन के लिए अनुमति देता है. इस प्रोटोकॉल के समान स्वस्थ और नैदानिक ​​आबादी में इस्तेमाल किया जा सकता है.

Protocol

1. संग्रह और यादें, imaged टास्क, और प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल का चयन

भावनात्मक एम्स के संग्रह

  1. व्यक्तिगत यादें प्रत्येक भागीदार से एक fMRI सत्र से पहले प्रदर्शन साक्षात्कार के दौरान हासिल कर रहे हैं, गैर भावनात्मक एम्स (उदाहरण के लिए, 11, 12) के लिए कार्यरत प्रक्रिया के समान है. सबसे पिछले तकनीकों के विपरीत, हमारे AMQ विशेष रूप से भावनात्मक व्यक्तिगत एपिसोड और उनके recollective गुणों के आकलन के लक्ष्य का निर्माण किया है. व्यवहार अनुसंधान के क्षेत्र में आमतौर पर इस्तेमाल किया विधि और न्यूरोइमेजिंग अध्ययन में इस्तेमाल के लिए अनुकूलित Crovitz और Schiffman 13-15 तकनीक, जहां विषयों क्यू शब्दों के जवाब में विशिष्ट, व्यक्तिगत अनुभवी घटनाओं को याद करना शामिल है. एक फोटो - प्रतिमान भी किया गया है fMRI अध्ययन 16, 17 में और अधिक नियंत्रित सेटिंग में एम्स की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया. हालांकि, इन तकनीकों को आम तौर पर एम्स, कि recollective गुणों के संदर्भ में मिलान कर रहे हैं के भावनात्मक घटक की परीक्षा नहीं लक्षित नहीं करते हैं.
  2. हमारी AMQ अलग जीवन की घटनाओं (जैसे, एक परिवार के सदस्य के जन्म के एक रिश्तेदार की मृत्यु), जो एक संयोजन और सूचियों का विस्तार दूसरों 18, 19 के द्वारा प्रयोग किया जाता है के लिए 115 मौखिक cues की एक सूची शामिल है. प्रत्येक क्यू के लिए, प्रतिभागियों को उनके जीवन से एक अद्वितीय प्रकरण को याद करने के लिए कहा जाता है, कि बजाय सामान्य या दोहराया घटनाओं को याद है (जैसे एक विशिष्ट स्थान और समय (उदाहरण के लिए, एक उदाहरण है जब s / वह एक विशिष्ट बास्केटबॉल खेल में खेला) में हुआ हाई स्कूल बास्केटबाल खेल). महत्वपूर्ण बात है, यादें साथ व्यक्तिगत रूप से शामिल किया जा रहा है की याद होना चाहिए दूसरों से उनके बारे में सुनने के बजाय,.
  3. स्मरणशक्ति पर, प्रतिभागियों को स्मृति का एक संक्षिप्त वर्णन (चित्रा 1 देखें), जो तब fMRI स्कैनिंग के दौरान एक व्यक्तिगत स्मृति क्यू के रूप में इस्तेमाल किया जा (प्रतिभागियों साक्षात्कार पूर्व स्कैनिंग के विशिष्ट उद्देश्य के लिए भोले हैं) उपलब्ध कराने के लिए कहा जाता है.
  4. प्रत्येक स्मृति भी दिनांकित है और छह Likert 20 तराजू, 21 पर मूल्यांकन किया गया के लिए अपने phenomenological गुण का आकलन (चित्रा 1 देखें). हमारे तराजू भावुक valence (7 सूत्री पैमाने का उपयोग: -3 = बहुत नकारात्मक, 0 = तटस्थ, 3 = बहुत सकारात्मक) (, भावनात्मक तीव्रता, व्यक्तिगत महत्व, प्रासंगिक विवरण की मात्रा, visuo-अवधारणात्मक विवरण की राशि यानी, जीवंतता), और पुनर्प्राप्ति की आवृत्ति (बाद एक 7 सूत्री पैमाने का उपयोग के सभी: 1 = नहीं सब पर, 7 अत्यंत =) .

चित्रा 1
चित्रा 1. AMQ प्रशासन के चित्रण प्रत्येक क्यू के लिए, प्रतिभागियों को याद है और संक्षेप में एक विशिष्ट घटना का वर्णन है, और तब दिनांक और यह दर 6 तराजू पर.

अति भावुक एम्स के चयन

  1. अगला, प्रत्येक भागीदार के लिए 40 सबसे अधिक भावनात्मक यादें (20 सकारात्मक और 20 नकारात्मक) का चयन कर रहे हैं AMQ (यानी, दर्ज़ा दिया गया है 2 या 3 और -2 या -3, क्रमशः) पर उपलब्ध कराई गई रेटिंग्स आधारित है. सकारात्मक और नकारात्मक एम्स तो उम्र और phenomenological गुणों के संदर्भ में मिलान कर रहे हैं, सुनिश्चित करें कि स्मरणशक्ति के दौरान मस्तिष्क गतिविधि में कोई मतभेद इन बुनियादी गुणों में अंतर से चकित नहीं हैं.
  2. यदि आवश्यक हो, तो चयनित स्मृति cues के विवरण से थोड़ा निकट के रूप में लंबाई और व्याकरण की जटिलता के लिए संभव के रूप में मिलान किया जा अनुकूलित कर रहे हैं, यह भी अभ्यास प्रयोजनों के लिए कुछ अतिरिक्त यादों का चयन करने के लिए सिफारिश की है.

fMRI टास्क

  1. fMRI काम के लिए एक अर्थ (एस) स्मृति नियंत्रण कार्य के साथ AM कार्य की तुलना की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है, AM और एस.एम. पुनर्प्राप्ति परीक्षणों एक समान सामान्य संरचना है (चित्रा 2A देखें). हम CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ एमआर स्कैनर में उत्तेजना प्रस्तुति के लिए), लेकिन अन्य प्रोत्साहन प्रस्तुति सॉफ्टवेयर भी इस्तेमाल किया जा सकता है .
  2. AM कार्य व्यक्तिगत स्कैनिंग के लिए पहले से एकत्र cues पर आधारित है. प्रत्येक परीक्षण एक संकेत है कि AM याद है, जो एक बटन प्रेस के साथ भागीदार द्वारा संकेत है चलाता के साथ शुरू होता है. फिर, प्रतिभागियों को घटना का ब्यौरा याद जब तक फिर से याद आया स्मृति (चित्रा 2B) की दर cued जारी है.
  3. एसएम कार्य से अलग अर्थ (उदाहरण के लिए, संगीत वाद्ययंत्र, खेल) श्रेणियों, जो पसंद AM पुनर्प्राप्ति स्मृति और विस्तारित पुनर्प्राप्ति 22 समय (चित्रा 2B) में खोज शामिल है मिसाल पीढ़ी के शामिल है. के बाद एक अर्थ श्रेणी cued है, प्रतिभागियों को एक बटन के रूप में जल्द ही के रूप में वे उस श्रेणी से वापस बुलाने मिसाल शुरू दबाएँ और फिर वापस बुलाने तक स्मृति रेटिंग के लिए फिर से cued जारी है.

चित्रा 2
चित्रा 2
चित्रा 2. FMRI परीक्षणकी संरचना. सामान्यपरीक्षणों की संरचना. बी AM और एस.एम. परीक्षणों के विशिष्ट संरचना.

  1. AM और एस.एम. परीक्षण के बुनियादी तुलना के अलावा, अन्य जोड़तोड़ भी शामिल किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, AM पुनर्प्राप्ति का ध्यान प्रतिभागियों निर्देशन याद घटनाओं की भावनात्मक या गैर - भावनात्मक पहलुओं (चित्रा 2B) के लिए ध्यान देना द्वारा चालाकी से किया जा सकता है. यह हेरफेर की जांच कैसे पुनर्प्राप्ति ध्यान केंद्रित एम्स के अनुभव और जुड़े तंत्रिका संबद्ध में किसी भी जुड़े परिवर्तन को प्रभावित कर सकते हैं अनुमति देता है.
  2. प्रत्येक AM या एस.एम. परीक्षण दर्ज़ा counterbalanced क्रम में प्रस्तुत स्क्रीन द्वारा पीछा किया जाता है, 5 सूत्री Likert तराजू (चित्रा 2B देखें) का उपयोग.
  3. प्रयोग रन / परीक्षण के ब्लॉक में विभाजित है दोनों प्रतिभागियों समय और आराम करने के लिए उपकरणों की खराबी के मामले में डेटा हानि से बचने की अनुमति देने के लिए. चलाएँ आदेश प्रतिभागियों के बीच counterbalanced है. प्रत्येक चलाने के निर्धारण के छह सेकंड के साथ शुरू होता है, एमआर संकेत के स्थिरीकरण की अनुमति है. AM और एस.एम. शर्तों एक यादृच्छिक चर की अवधि का एक अंतर परीक्षण अंतराल (5-9 सेकंड, औसत = 7sec.) द्वारा अलग क्रम में प्रस्तुत कर रहे हैं.

2. स्कैन के लिए विषय की तैयारी

सभी प्रतिभागियों को सूचित सहमति लिखा उपलब्ध कराने के पहले प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल, जो एक एथिक्स बोर्ड द्वारा मंजूरी दे दी है चल रहा. आमतौर पर, मस्तिष्क activations के lateralization में घालमेल कर दिया है से बचने के लिए, स्कैन प्रतिभागियों दाएँ हाथ के हैं.

पहले स्कैनिंग कक्ष में प्रवेश

  1. स्कैनिंग के दिन में, 'प्रतिभागियों वर्तमान भावात्मक राज्य 23 मूल्यांकन किया है, भावनात्मक एम्स की याद पर मूड के प्रभाव के लिए नियंत्रण . स्कैनिंग के बाद आकलन के साथ संयोजन के रूप में, इन प्रारंभिक मूल्यांकन भी मूड में परिवर्तन के लिए अध्ययन की भागीदारी का एक परिणाम के के रूप में स्क्रीन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, और के रूप में fMRI विश्लेषण में covariates वर्तमान राज्यों द्वारा प्रभावित मस्तिष्क activations की जांच. इसी प्रकार, व्यक्तित्व लक्षण का आकलन भी (जैसे, neuroticism) बनाया जा सकता है, AM 24 कार्य और संबद्ध तंत्रिका संबद्ध पर उनके संभव biases की जांच .
  2. स्कैन करने के लिए पहले, प्रतिभागियों को स्कैन प्रक्रियाओं के विस्तार में सूचित कर रहे हैं, और व्यवहार कार्य के लिए विशेष निर्देश दिए. प्रतिभागियों को भी एक छोटी अभ्यास सत्र पूरा, काम के साथ खुद को परिचित.

स्कैन कक्ष में प्रवेश

  1. प्रतिभागियों को स्कैनिंग बिस्तर पर लेटना के निर्देश दिए हैं, और अतिरिक्त सिर cushioning के साथ प्रदान की, स्कैन के दौरान आराम सुनिश्चित करने के लिए और आंदोलन को कम से कम. आगे सिर आंदोलन को कम करने के लिए, गैर चिपकने वाला टेप की लंबाई के पक्ष विषयों माथे के आसपास हल्के से लिपटे हो सकता है. विषय कान के रूप में के रूप में अच्छी तरह से संरक्षण अलगाव headphones दिया जाता है एमआरआई स्कैन के दौरान experimenter के साथ संवाद.
  2. विषय के दाहिने हाथ आराम से प्रतिक्रिया बॉक्स पर तैनात है, इस तरह बाएं हाथ के समर्थन के लिए या अन्य माप (उदाहरण के लिए, त्वचा प्रवाहकत्त्व प्रतिक्रियाएं) के लिए इस्तेमाल किया जा करने की अनुमति. एक आपातकालीन रोक बटन के पास रखा गया है इतना है कि इस विषय में किसी भी तत्काल स्कैनर रोकने की जरूरत का संकेत हो सकता है.
  3. डेटा संग्रह शुरू करने से पहले, यह यकीन है कि विषयों स्क्रीन प्रक्षेपण उत्तेजना प्रस्तुति के लिए स्पष्ट रूप से देख सकते हैं और प्रतिक्रिया बटन ठीक से काम करने के लिए महत्वपूर्ण है.

3. डेटा रिकॉर्डिंग और प्रसंस्करण

पैरामीटर स्कैन

हम एमआरआई एमआरआई रिकॉर्डिंग के लिए एक 1.5 Tesla सीमेंस सोनाटा स्कैनर का उपयोग कर डेटा एकत्र. संरचनात्मक छवियों 3D MPRAGE संरचनात्मक श्रृंखला (, स्लाइस 112 = की संख्या; पुनरावृत्ति (टी.आर.) = 1600 एमएस, गूंज समय (ते) = 3.82 एमएस voxel आकार = 1x1x1 मिमी), और कार्यात्मक छवियों 28 कार्यात्मक स्लाइस की श्रृंखला थे, का अधिग्रहण axially एक echoplanar अनुक्रम का उपयोग (टी.आर. = 2000 एमएस, के क्षेत्र, दृश्य = 256x256 मिमी FOV, ते = 40 एमएस voxel आकार = 4x4x4 मिमी), इस प्रकार पूर्ण मस्तिष्क कवरेज के लिए अनुमति देता है.

डेटा विश्लेषण

हम सांख्यिकीय पैरामीट्रिक मानचित्रण (एसपीएम का इस्तेमाल : http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm घर में Matlab आधारित उपकरणों के साथ संयोजन में ). पूर्व प्रसंस्करण शामिल विशिष्ट कदम: गुणवत्ता आश्वासन, टी.आर. संरेखण, गति सुधार, सह पंजीकरण, सामान्य, और चौरसाई (8 मिमी 3 कर्नेल). व्यक्तिगत और समूह - स्तर के सांख्यिकीय विश्लेषण स्मृति प्रकार (AM बनाम एस.एम.), भावनात्मक valence (सकारात्मक बनाम नकारात्मक), और पुनर्प्राप्ति ध्यान केंद्रित (भावनात्मक बनाम गैर भावनात्मक सामग्री) के अनुसार मस्तिष्क गतिविधि की तुलना शामिल हो सकता है.

4. प्रतिनिधि परिणाम

चित्रा 3
चित्रा 3. AM पुनर्प्राप्ति की तंत्रिका संबद्ध वर्तमान प्रोटोकॉल मान्य, एम्स की पुनर्प्राप्ति AM पुनर्प्राप्ति नेटवर्क 4, 25 hippo सहित, में वृद्धि की गतिविधि झुकेंगेcampal क्षेत्रों में, (क) सामान्य स्मृति पुनर्प्राप्ति, औसत दर्जे का prefrontal प्रांतस्था (ख) व्यक्तिगत सगाई, cuneus / precuneus क्षेत्रों और parieto - पश्चकपाल जंक्शन (सी, ई, क्रमशः) के साथ जुड़े में शामिल है, प्रसंस्करण प्रतिनिधित्व visuo स्थानिक के साथ जुड़े और ललाट - अस्थायी (घ) जंक्शन भावात्मक AM पुनर्प्राप्ति में शामिल, बाद के लिए समान प्रभाव भी amygdala में पाया गया है () नहीं दिखाया. "सक्रियण नक्शे" उच्च संकल्प मस्तिष्क राज्याभिषेक (बाएं पैनल) में प्रदर्शित छवियों पर आरोपित कर रहे हैं और saggital (मध्यम और सही पैनलों) दृश्य, रंग सलाखों सक्रियण नक्शे के टी मूल्यों की ढाल (संकेत मिलता है <.005 पी, 10 सन्निहित voxels 26), मस्तिष्क गतिविधि को दर्शाती स्मृति cues के onsets के लिए समय बंद है. लाइन रेखांकन fMRI संकेत (% संकेत परिवर्तन) के समय पाठ्यक्रम प्रत्येक परीक्षण के प्रकार और टी.आर. (1 टी.आर. = 2 सेकंड) के लिए, उदाहरण देकर स्पष्ट करना. एल = वाम, आर राइट =.

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Discussion

प्रयोगात्मक डिजाइन यहाँ शुरू भावनात्मक आत्मकथात्मक यादें याद के तंत्रिका संबद्ध की जांच की अनुमति देता है. इस डिजाइन करने के लिए कैसे मस्तिष्क व्यक्तिगत यादें याद में उत्पन्न भावात्मक biases (सकारात्मक या नकारात्मक) के हमारे ज्ञान अग्रिम करने की क्षमता है, और उन पूर्वाग्रहों पुनर्प्राप्ति ध्यान केंद्रित द्वारा संग्राहक कैसे हो (भावनात्मक या गैर भावनात्मक पहलुओं पर). इस प्रोटोकॉल अतिरिक्त लाभ है कि यह भी नैदानिक ​​(उदाहरण के लिए, अवसाद और पोस्ट अभिघातजन्य तनाव विकार के साथ रोगियों में) आबादी है, जो की अनुमति देता है के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, नकारात्मक अनुभवों पर मनन AM पुनर्प्राप्ति में नकारात्मक भावात्मक biases के साथ जुड़े परिवर्तन की जांच और दर्दनाक घटनाओं के बेकाबू स्मरणशक्ति, क्रमशः). कुल मिलाकर, इस डिजाइन की सफलता सावधान AM संग्रह और चयन और उचित प्रयोगात्मक अभिव्यक्ती पर निर्भर करता है.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements

इस शोध के एक प्रकार का पागलपन और अवसाद पर अनुसंधान और कनाडा मनश्चिकित्सीय रिसर्च फाउंडेशन (एफडी के लिए) से एक CPRF पुरस्कार के लिए अमेरिका के नेशनल एलायंस से एक युवा अन्वेषक पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया. ED एक Wyeth CIHR पोस्ट डॉक्टरेट फैलोशिप द्वारा समर्थित किया गया था. लेखकों पीटर Seres fMRI डेटा संग्रह और क्रिस्टीना Suen के साथ सहायता के लिए डेटा विश्लेषण के साथ सहायता के लिए धन्यवाद करना चाहता हूँ.

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