Brain Imaging Untersuchung der neuronalen Korrelate der emotionalen Autobiographische Erinnerung

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Wir präsentieren ein Protokoll, das Untersuchung der neuronalen Korrelate von Erinnern emotionaler autobiographische Erinnerungen, mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie ermöglicht. Dieses Protokoll kann sowohl mit gesunden und klinischen Teilnehmern verwendet werden.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Erinnerung an emotionalen autobiographischen Erinnerungen (AMS) ist wichtig für gesunde kognitive und affektive Funktion 1 - Erinnern positive AMS ist mit einem erhöhten persönlichen Wohlbefinden und Selbstwertgefühl 2 zugeordnet, wogegen Erinnern und Grübeln über negative AMS affektiven Störungen 3 führen. Obwohl erhebliche Fortschritte im Verständnis der Mechanismen des Gehirns zugrunde liegenden AM Retrieval im Allgemeinen (reviewed in 4, 5), weniger ist über die Wirkung von Emotionen auf die subjektive re-Erfahrung von AMS und der damit verbundenen neuronalen Korrelate bekannt gemacht worden. Dies ist zum Teil auf die Tatsache zurückzuführen, dass im Gegensatz zu den Untersuchungen der Emotion Wirkung auf das Gedächtnis für Labor-basierten Mikro-Ereignisse (Bewertung in 6, 7-9), oftmals AM Studien keinen klaren Fokus auf die emotionalen Aspekte der Erinnern persönliche Ereignisse (aber siehe 10). Hier präsentieren wir ein Protokoll, das Untersuchung der neuronalen Korrelate von Erinnern emotionaler AMs mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie (fMRI) erlaubt. Cues für diese Erinnerungen sind vor dem Scannen mit Hilfe eines autobiographischen Gedächtnisses Fragebogen (AMQ) erhoben werden, daher für eine angemessene Auswahl der emotionalen AMs auf ihren phänomenologischen Eigenschaften (dh die Intensität, Lebendigkeit, persönliche Bedeutung) basiert. Dieses Protokoll kann in gesunden und klinischen Populationen gleichermaßen verwendet werden.

Protocol

1. Sammlung und Auswahl von Erinnerungen, bebildert Task-und Experimental-Protokoll

Sammlung des Emotional AMs

  1. Persönliche Erinnerungen sind von jedem Teilnehmer ausgelöst während eines Interviews vor der fMRI-Sitzung durchgeführt, ähnlich wie das Verfahren für nicht-emotionalen AMS (zB 11, 12) beschäftigt. Im Gegensatz zu den meisten bisherigen Techniken ist unsere AMQ speziell konstruiert, um die Beurteilung der emotionalen persönlichen Episoden und ihre erinnernde Eigenschaften Ziel. Eine häufig verwendete Methode in der Verhaltensforschung und angepasst für den Einsatz in Studien mit bildgebenden Verfahren beinhaltet die Crovitz und Schiffman Technik 13-15, wo Themen erinnern spezifische, persönlich erlebte Ereignisse als Reaktion auf Cue Worte. Ein Foto-Paradigma wurde auch verwendet, um AMs in kontrollierter Einstellungen in fMRI-Studien 16, 17 zu untersuchen. Allerdings sind diese Techniken in der Regel nicht Ziel der Untersuchung die emotionale Komponente des AMS, dass in Bezug auf erinnernden Qualitäten abgestimmt sind.
  2. Unsere AMQ enthält eine Liste von 115 verbale Signale für verschiedene Ereignisse im Leben (z. B. die Geburt eines Familienmitgliedes, der Tod eines Angehörigen), die eine Kombination und Erweiterung der Listen von anderen 18, 19 verwendet wird. Für jede Queue, die Teilnehmer gebeten werden, um eine einzigartige Episode aus ihrem Leben zu erinnern, aufgetreten, in einem bestimmten Ort und Zeit (zB eine Instanz, wenn er / sie in einem bestimmten Basketballspiel gespielt), anstatt zu erinnern allgemeinen oder wiederholter Ereignisse (z. B. , spielt High-School-Basketball). Wichtig ist, dass die Erinnerungen durch die Erinnerung, persönlich beteiligt begleitet werden, anstatt davon zu hören von anderen.
  3. Nach Erinnerung werden die Teilnehmer gebeten, eine kurze Beschreibung des Speichers (siehe Abbildung 1), die dann als eine persönliche Erinnerung Cue während fMRI Scannen verwendet werden (die Teilnehmer sind naiv zu dem besonderen Zweck der Pre-Scan-Interview) bieten.
  4. Jeder Speicher ist ebenfalls veraltet und auf sechs Likert Skalen 20, 21 bewertet, um seine phänomenologische Eigenschaften zu bewerten (siehe Abbildung 1). Unsere Waagen enthalten emotionale Valenz (mit einem 7-Punkte-Skala: -3 = sehr negativ, 0 = neutral, +3 = sehr positiv), emotionale Intensität, persönliche Bedeutung, die Menge der kontextuellen Informationen, die Höhe der visuell-perzeptuelle Details ( dh, Lebendigkeit) und die Häufigkeit des Abrufs (alle der letzteren mit einem 7-Punkte-Skala: 1 = überhaupt nicht, 7 = sehr).

Abbildung 1
Abbildung 1. Illustration von AMQ Administration. Für jeden Cue, erinnern die Teilnehmer und kurz beschreiben, ein bestimmtes Ereignis, und dann Datum und Preis auf 6 Skalen.

Auswahl der hoch emotionalen AMs

  1. Als nächstes werden die 40 wichtigsten emotionalen Erinnerungen (20 positive und 20 negative) für jeden Teilnehmer ausgewählt, basierend auf den Bewertungen der AMQ (dh Mit 2 oder 3 und -2 oder -3 bezeichnet) zur Verfügung gestellt. Die positiven und negativen AMs werden dann in Bezug auf Alter und phänomenologischen Eigenschaften abgestimmt, um sicherzustellen, dass etwaige Unterschiede in der Hirnaktivität während der Erinnerung nicht durch Unterschiede in diesen grundlegenden Eigenschaften verwechselt.
  2. Wenn nötig, werden die Beschreibungen der ausgewählten Speicher Cues geringfügig angepasst, um so nah wie möglich für die Länge und grammatische Komplexität angepasst werden, es empfiehlt sich auch, ein paar zusätzliche Erinnerungen zu Übungszwecken zu wählen.

Die fMRI Aufgabe

  1. Die fMRI Aufgabe ist so konzipiert, Vergleich der AM Aufgabe mit einem semantischen Gedächtnis (SM) Regelaufgabe ermöglichen, die AM-und SM-Retrieval-Studien haben eine ähnliche allgemeine Struktur (siehe Abbildung 2A). Wir verwendeten CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ) für Stimulus-Präsentation in der MR-Scanner, aber auch andere Reize Präsentations-Software können ebenfalls verwendet werden.
  2. Die AM Aufgabe ist es, auf die personalisierte Hinweise vor dem Scannen gesammelt wurden. Jeder Versuch beginnt mit einem Fingerzeig, dass AM Erinnerung, die durch den Teilnehmer mit einem Tastendruck angezeigt wird ausgelöst. Dann setzen die Teilnehmer erinnern Details der Veranstaltung bis wieder zur Bewertung der erinnerten Speicher (Abbildung 2B) cued.
  3. Die SM Aufgabe umfasst Generation von Exemplaren aus verschiedenen semantischen Kategorien (zB Musikinstrumente, Sportgeräte), die AM Abruf beinhaltet Suche in Speicher und erweiterte Retrieval Zeit 22 (Abbildung 2B) wie. Nach einer semantischen Kategorie ist markiert, drücken Sie die Teilnehmer einen Knopf, sobald sie unter Hinweis auf Vorbilder aus dieser Kategorie zu starten und dann weiter erinnert, bis wieder Speicher Bewertungen cued.

Abbildung 2
Abbildung 2
Abbildung 2. Struktur der fMRI Studien. A. GeneralAufbau der Versuche. B. Spezifische Struktur des AM-und SM-Studien.

  1. Zusätzlich zu den grundlegenden Vergleich von AM-und SM-Studien können auch andere Manipulationen beteiligt sein. Zum Beispiel kann der Fokus der AM Abruf durch die Ausrichtung der Teilnehmer, die Aufmerksamkeit auf emotionale oder nicht-emotionalen Aspekte der Erinnerung Ereignisse (Abbildung 2B) zahlen manipuliert werden. Diese Manipulation lässt untersucht, wie Retrieval konzentrieren kann das Erleben von AMS und die damit verbundenen Veränderungen in der damit verbundenen neuronalen Korrelate beeinflussen.
  2. Jeder AM oder SM-Studie ist nach Bewertung Bildschirme in einer ausgeglichen dargestellten Reihenfolge ausgeführt, mit 5-Punkt-Likert Skalen (siehe Abbildung 2B).
  3. Das Experiment ist in läuft / Blöcke aufgeteilt Studien sowohl, dass die Teilnehmer Zeit, sich auszuruhen und um zu vermeiden Datenverlust im Falle von Fehlfunktionen der Geräte führen. Run Ordnung ist zwischen den Beteiligten ausgeglichen. Jeder Lauf beginnt mit sechs Sekunden Fixierung, zur Stabilisierung des MR-Signals zu ermöglichen. Die AM-und SM-Bedingungen sind in einer zufälligen Reihenfolge von einem inter-trial-Intervall von unterschiedlicher Dauer (5-9 sec, Durchschnitt = 7sec.) Getrennt dargestellt.

2. Vorbereitung der Betreff für die Scan

Alle Teilnehmer stellen informed consent vor dem Ausführen von dem experimentellen Protokoll, das von einer Ethik-Verwaltungsrat genehmigt wird geschrieben. In der Regel zu vermeiden, verwirrt in die Lateralisierung des Gehirns Aktivierungen, gescannte Teilnehmer sind Rechtshänder.

Vor dem Eintritt in die Scanning Zimmer

  1. Am Tag des Scannens, ist der Teilnehmer aktuellen affektiven Zustand 23 bewertet, um die Wirkung von Stimmung auf die Erinnerung an emotional AMS-Regler. In Verbindung mit post-Scanning-Assessments können diese ersten Auswertungen auch zum Screening auf Veränderungen in der Stimmung als Folge der Teilnahme an der Studie verwendet werden, und als Kovariaten in die fMRI Analysen Hirnaktivierungen von aktuellen Zuständen beeinflusst zu untersuchen. Ebenso können Einschätzungen von Persönlichkeitsmerkmalen auch (zB Neurotizismus) werden, um ihre mögliche Verzerrungen auf dem AM Aufgabe 24 und die damit verbundenen neuronalen Korrelate zu untersuchen.
  2. Vor dem Scan werden die Teilnehmer ausführlich über die Scan-Verfahren informiert und erhalten genaue Anweisungen für die Verhaltens-Aufgabe. Die Teilnehmer führen einen kurzen Training, um sich mit der Aufgabe vertraut zu machen.

Die Eingabe der Scan-Zimmer

  1. Die Teilnehmer sind aufgefordert, in Rückenlage liegen auf der Scan-Bett und sind mit zusätzlichen Kopf Polsterung versehen, um Komfort während des Scans zu gewährleisten und Bewegung zu minimieren. Zur weiteren Minimierung Kopfbewegung kann der nicht klebenden Seite der Länge des Bandes leicht rund um die Themen 'Stirn gewickelt werden. Themen sind Gehörschutz sowie Isolation Kopfhörer gegeben, mit der Experimentator während der MRT-Untersuchung zu kommunizieren.
  2. Vorbehaltlich der rechten Hand ist bequem über die Antwort-Box positioniert, so dass die linke Hand zur Unterstützung oder für andere Messungen (zB Hautleitfähigkeit Antworten) verwendet werden. Ein Not-Aus-Taste ist in der Nähe, so dass das Thema keine dringende Notwendigkeit, um den Scanner zu stoppen hinweisen platziert.
  3. Vor Beginn der Datenerhebung ist es entscheidend, um sicherzustellen, dass die Probanden die Projektion deutlich sehen, für Stimulus-Präsentation und die Antwort-Tasten funktionieren.

3. Datenerfassung und-verarbeitung

Scanparametern

Wir sammelten MRT-Daten mit einem 1,5 Tesla Siemens Sonata Scanner für MRI-Aufnahmen. Anatomische Bilder wurden 3D MPRAGE anatomischen Serie (Repetitionszeit (TR) = 1600 ms, Echozeit (TE) = 3,82 ms, Anzahl der Scheiben = 112; Voxelgröße = 1x1x1 mm), und funktionellen Bilder wurden Serien von 28 funktionalen Schichten, erworben axial mittels eines echoplanar-Sequenz (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; Sichtfeld FOV = 256x256 mm; Voxelgröße = 4x4x4 mm), so dass für das Gesamtjahr Gehirn Abdeckung.

Data Analysis

Wir verwendeten Statistische Parametric Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm ) in Kombination mit in-house Matlab-basierten Tools. Pre-Prozessierung beteiligt typischen Schritte: Qualitätssicherung, TR Ausrichtung, Bewegungskorrektur, Co-Registrierung, Normalisierung und Glättung (8 mm 3 Kernel). Individual-und Gruppen-Ebene statistische Analysen können Vergleiche der Hirnaktivität nach Speicher-Typ (AM vs SM), emotionale Valenz (positiv vs negativ) und Abrufen Fokus (emotional versus nicht-emotionalen Gehalt) zu beteiligen.

4. Repräsentative Ergebnisse

Abbildung 3
Abbildung 3. Neuronale Korrelate der AM Retrieval. Validierung der vorliegenden Protokoll, ergab Abruf von AMs erhöhte Aktivität in den AM-Retrieval-Netzwerk 4, 25, darunter FlusspferdeCampal Bereichen (a), in der Regel das Abrufen von Erinnerungen, die medialen präfrontalen Kortex (b), mit persönlichem Engagement, der Cuneus / Precuneus Regionen und parieto-occipital Kreuzung (c, e, jeweils) assoziiert beteiligt, mit der Verarbeitung von visuell-räumliche Darstellung verbunden und der frontal-temporalen Kreuzung (d), bei affektiven AM Abruf beteiligt sind; ähnliche Wirkungen wie die letzteren wurden auch in der Amygdala gefunden (nicht dargestellt). Die "Aktivierung maps" werden auf hochauflösenden Bildern des Gehirns in koronalen (linkes Bild) angezeigt überlagert und saggital (Mitte und rechts Panels) Ansichten, die Farbe Balken zeigen den Verlauf der t-Werte der Aktivierung Karten (p <0,005, 10 zusammenhängenden Voxeln 26), was die Gehirnaktivität der Anläufe des Speichers Cues Zeit gesperrt. Die Liniendiagramme zeigen die zeitlichen Verläufe der fMRI-Signal (% Signaländerung), für jede Art der Studie und TR (1 TR = 2 Sekunden). L = Left, R = Rechts.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Das experimentelle Design hier vorgestellten ermöglicht Untersuchung der neuronalen Korrelate des Erinnerns emotionalen autobiographischen Erinnerungen. Dieses Design hat das Potenzial, unser Wissen, wie das Gehirn erzeugt affektive Vorurteile (positiv oder negativ) in Erinnerung an persönliche Erinnerungen voraus, und wie diese Verzerrungen können moduliert werden durch den Abruf konzentrieren (auf emotionale oder nicht-emotionale Aspekte). Dieses Protokoll hat zusätzliche Vorteile, da sie auch mit klinischen Populationen (z. B. bei Patienten mit Depressionen und posttraumatischen Belastungsstörungen), die erlaubt werden können Untersuchung von Veränderungen mit negativen affektiven Vorurteile in AM Abruf assoziiert (zB Grübeln über negative Erfahrungen und unkontrollierbare Erinnerungen an traumatische Ereignisse bzw.). Insgesamt hängt der Erfolg dieses Design auf eine sorgfältige AM Sammlung und Auswahl und korrekte experimentelle Manipulationen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch einen Young Investigator Award der US National Alliance for Research on Schizophrenia and Depression und eine KPRF Award von dem Kanadischen Psychiatric Research Foundation (FD) unterstützt. ED wurde von einer Wyeth-CIHR Post-Doctoral Fellowship unterstützt. Die Autoren möchten sich Peter Seres für die Unterstützung bei fMRI-Daten-Sammlung und Kristina Suen danken für die Unterstützung bei der Datenanalyse.

References

  1. Markowitsch, H. J. Autobiographical memory: a biocultural relais between subject and environment. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 258, 98-103 (2008).
  2. D'Argembeau, A., Van der Linden, M. Remembering pride and shame: self-enhancement and the phenomenology of autobiographical memory. Memory. 16, 538-547 (2008).
  3. Rubin, D. C., Berntsen, D., Bohni, M. K. A memory-based model of posttraumatic stress disorder: evaluating basic assumptions underlying the PTSD diagnosis. Psychol Rev. 115, 985-1011 (2008).
  4. Jacques, P. Functional neuroimaging of autobiographical memory. Trends Cogn Sci. 11, 219-227 (2007).
  5. Moscovitch, M. Functional neuroanatomy of remote episodic, semantic and spatial memory: a unified account based on multiple trace theory. J Anat. 207, 35-66 (2005).
  6. 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).
  7. Dolcos, F., Denkova, E. Neural Correlates of Encoding Emotional Memories: A Review of Functional Neuroimaging Evidence. Cell Science Reviews. 5, 78-122 (2008).
  8. Dolcos, F. The Impact of Emotion on Memory: Evidence from Brain Imaging Studies. VDM Verlag. (2010).
  9. Dolcos, F., Iordan, A. D., Dolcos, S. Neural Correlates of Emotion-Cognition Interactions: A Review of Evidence from Brain Imaging Investigations. Journal of Cognitive Psychology. Forthcoming (2011).
  10. Markowitsch, H. J., Vandekerckhove, M. M., Lanfermann, H., Russ, M. O. Engagement of lateral and medial prefrontal areas in the ecphory of sad and happy autobiographical memories. Cortex. 39, 643-665 (2003).
  11. Denkova, E., Botzung, A., Manning, L. Neural correlates of remembering/knowing famous people: an event-related fMRI study. Neuropsychologia. 44, 2783-2791 (2006).
  12. Botzung, A., Denkova, E., Ciuciu, P., Scheiber, C., Manning, L. The neural bases of the constructive nature of autobiographical memories studied with a self-paced fMRI design. Memory. 16, 351-363 (2008).
  13. Crovitz, H. F. Galton's walk: Methods for the analysis of thinking, intelligence, and creativity. Harper & Row. New York. (1970).
  14. Crovitz, H. F., Schiffman, H. Frequency of episodic memories as a function of their age. Bulletin of the Psychonomic Society. 4, 517-518 (1974).
  15. Galton, F. Psychometric experiments. Brain. 2, 149-162 (1879).
  16. Cabeza, R. Brain activity during episodic retrieval of autobiographical and laboratory events: an fMRI study using a novel photo paradigm. J Cogn Neurosci. 16, 1583-1594 (2004).
  17. Gilboa, A., Winocur, G., Grady, C. L., Hevenor, S. J., Moscovitch, M. Remembering our past: functional neuroanatomy of recollection of recent and very remote personal events. Cereb Cortex. 14, 1214-1225 (2004).
  18. Levine, B., Svoboda, E., Hay, J. F., Winocur, G., Moscovitch, M. Aging and autobiographical memory: dissociating episodic from semantic retrieval. Psychol Aging. 17, 677-689 (2002).
  19. Sharot, T., Riccardi, A. M., Raio, C. M., Phelps, E. A. Neural mechanisms mediating optimism bias. Nature. 450, 102-105 (2007).
  20. Addis, D. R., Moscovitch, M., Crawley, A. P., McAndrews, M. P. Recollective qualities modulate hippocampal activation during autobiographical memory retrieval. Hippocampus. 14, 752-762 (2004).
  21. Rubin, D. C., Schrauf, R. W., Greenberg, D. L. Belief and recollection of autobiographical memories. Mem Cognit. 31, 887-901 (2003).
  22. Greenberg, D. L. Co-activation of the amygdala, hippocampus and inferior frontal gyrus during autobiographical memory retrieval. Neuropsychologia. 43, 659-674 (2005).
  23. Watson, D., Clark, L. A., Tellegen, A. Development and validation of brief measures of positive and negative affect: the PANAS scales. J Pers Soc Psychol. 54, 1063-1070 (1988).
  24. Denkova, E., Dolcos, S., Dolcos, F. Reliving Emotional Personal Memories: Affective Biases Linked to Personality and Sex-Related Differences. Forthcoming (2011).
  25. Svoboda, E., McKinnon, M. C., Levine, B. The functional neuroanatomy of autobiographical memory: a meta-analysis. Neuropsychologia. 44, 2189-2208 (2006).
  26. Lieberman, M. D., Cunningham, W. A. Type I and Type II error concerns in fMRI research: re-balancing the scale. Soc Cogn Affect Neurosci. 4, 423-428 (2009).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics