Indagine del cervello Imaging i correlati neurali di raccoglimento autobiografica Emozionale

Neuroscience

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Summary

Vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali della ricordando ricordi autobiografici emotivo, utilizzando la risonanza magnetica funzionale. Questo protocollo può essere utilizzato con i partecipanti sani e clinica.

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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

Ricordo di ricordi autobiografici emotivo (AMS) è importante per sano funzionamento cognitivo e affettivo 1 - ricordo positivo AMS è di natura personale maggiore benessere e autostima 2, mentre ricordando e rimuginando sul negativo misure di accompagnamento di portare a disturbi affettivi 3. Nonostante i notevoli progressi sono stati fatti nella comprensione dei meccanismi cerebrali alla base AM recupero in generale (recensione a 4, 5), meno si sa sugli effetti delle emozioni sul soggettivo ri-esperienza di AMS e i correlati neurali associate. Ciò è in parte dovuto al fatto che, a differenza delle indagini degli effetti emozione sulla memoria per gli eventi micro laboratorio-based (recensione in 6, 7-9), spesso AM studi non hanno una chiara focalizzazione sugli aspetti emotivi della ricordare eventi personali (ma v. 10). Qui, vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali della ricordando emotivo misure di accompagnamento utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI). Spunti per queste memorie sono raccolte prima della scansione per mezzo di un questionario di memoria autobiografica (AMQ), permettendo quindi di una scelta corretta del emozionale misure di accompagnamento in base alle loro proprietà fenomenologico (cioè, intensità, vivacità, significato personale). Questo protocollo può essere utilizzato in popolazioni sane e cliniche simili.

Protocol

1. Raccolta e selezione delle Memorie, Task Imaged e protocollo sperimentale

Raccolta delle misure di accompagnamento emozionale

  1. Ricordi personali sono suscitato da ogni partecipante nel corso di un'intervista effettuata prima della sessione di fMRI, simile alla procedura utilizzata per i non-emozionale misure di accompagnamento (ad esempio, 11, 12). Diversamente dalla maggior parte delle tecniche precedenti, il nostro AMQ è specificamente costruito per obiettivo la valutazione di episodi emozionali personali e le loro proprietà recollective. Un metodo comunemente usato nelle ricerche comportamentali e adattato per l'impiego in studi di neuroimaging comporta la Crovitz e Schiffman tecnica di 13-15, in cui i soggetti ricordare eventi specifici personalmente sperimentato in risposta alle parole di stecca. Una foto-paradigma è stato utilizzato anche per studiare misure di accompagnamento in ambienti più controllati in studi fMRI 16, 17. Tuttavia, queste tecniche non tipicamente obiettivo esame della componente emotiva di AMS, che si abbinano in termini di qualità recollective.
  2. Il nostro AMQ comprende una lista di 115 segnali verbali per eventi della vita distinti (ad esempio, la nascita di un membro della famiglia, la morte di un parente), che è una combinazione ed estensione delle liste usate da altri 18, 19. Per ogni stecca, ai partecipanti viene chiesto di ricordare un episodio unico dalla loro vita, che si sono verificati in un determinato luogo e tempo (ad esempio, un caso in cui s / ha giocato in una partita di basket specifico), piuttosto che ricordare eventi generali o ripetuto (per es , giocare a basket del liceo). È importante sottolineare che le memorie devono essere accompagnati dal ricordo di essere personalmente coinvolto, invece di sentirne parlare da altri.
  3. Al momento di raccoglimento, i partecipanti sono invitati a fornire una breve descrizione della memoria (vedi Figura 1), che sarà poi utilizzato come spunto memory personalizzato durante la scansione fMRI (i partecipanti sono ingenuo lo scopo specifico di pre-scansione intervista).
  4. Ogni memoria è anche datata e valutato su sei scale Likert 20, 21, per valutare le sue proprietà fenomenologica (vedi Figura 1). Le nostre scale incluso valenza emotiva (utilizzando un scala a 7 punti: -3 = molto negativo, 0 = neutro, +3 = molto positivo), intensità emotiva, un significato personale, la quantità di dettagli contestuali, la quantità di informazioni visuo-percettivo ( cioè, vivacità) e la frequenza di recupero (tutte di quest'ultimo utilizzando una scala a 7 punti: 1 = per niente, 7 = molto).

Figura 1
Figura 1. Illustrazione di AMQ Amministrazione. Per ogni spunto, i partecipanti ricordare e descrivere brevemente un evento specifico, e poi data e sul tasso di 6 scale.

Selezione di altamente emozionale AMs

  1. Successivamente, il 40 memorie più emozionante (20 positivi e negativi 20) sono selezionati per ogni partecipante, in base alle valutazioni fornite sul AMQ (cioè di 2 o 3 e -2 o -3, rispettivamente). Le misure di accompagnamento positivi e negativi sono poi confrontati in termini di età e proprietà fenomenologica, per garantire che eventuali differenze nell'attività cerebrale durante la rievocazione non sono influenzati dalle differenze in queste proprietà di base.
  2. Se necessario, le descrizioni dei segnali di memoria selezionati sono stati leggermente adattati per essere abbinate il più possibile per la lunghezza e la complessità grammaticale, ma è anche consigliabile selezionare alcuni ricordi aggiuntivi per fare pratica.

La Task fMRI

  1. Il compito fMRI è stato progettato per consentire il confronto del compito AM con una memoria semantica (SM) compito di controllo, le prove di recupero AM e SM hanno una struttura simile generale (vedi Figura 2A). Abbiamo usato CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ) per la presentazione dello stimolo nello scanner MR, ma altri software di presentazione stimolo può essere utilizzato anche.
  2. Il compito AM si basa sui riferimenti personalizzati raccolti prima della scansione. Ogni prova inizia con un segnale che innesca ricordo AM, che è indicato dal partecipante con pressione di un pulsante. Poi, i partecipanti continuano ricordare i dettagli della manifestazione fino cued nuovo di valutare la memoria raccolto (Figura 2B).
  3. Il compito SM comporta la generazione di esemplari provenienti da diverse categorie semantiche (ad esempio, strumenti musicali, sportive), che come AM recupero coinvolge ricerca nella memoria e tempo di recupero prolungato 22 (Figura 2B). Dopo una categoria semantica è cued, i partecipanti premere un pulsante non appena avviare il recupero esemplari di quella categoria e poi continuare a recuperare fino cued di nuovo per le valutazioni di memoria.

Figura 2
Figura 2
Figura 2. Struttura del Trials fMRI. A. GeneraleStruttura delle prove. B. struttura specifica dei processi AM e SM.

  1. Oltre al confronto di base di AM e prove SM, altre manipolazioni possono essere coinvolti. Per esempio, il focus del recupero AM può essere manipolata da dirigere i partecipanti a prestare attenzione agli aspetti emotivi e non emozionale degli eventi ricordati (Figura 2B). Questa manipolazione permette di indagine su come concentrare il recupero può influenzare l'esperienza di misure di accompagnamento e di eventuali cambiamenti associati i correlati neurali associate.
  2. Ogni prova AM o SM è seguito da schermi voto presentati in un ordine controbilanciato, con 5 punti di scala Likert (vedi Figura 2B).
  3. L'esperimento è diviso in corre / blocchi di prove, sia per dare il tempo ai partecipanti di riposarsi ed evitare la perdita dei dati in caso di malfunzionamento dell'apparecchiatura. Per funzionare è controbilanciato tra i partecipanti. Ogni esecuzione inizia con sei secondi di fissazione, per consentire la stabilizzazione del segnale MR. Le condizioni di AM e SM sono presentati in un ordine casuale separate da un inter-trial intervallo di durata variabile (5-9 sec, media = 7 sec.).

2. Preparazione del soggetto per la scansione

Tutti i partecipanti di fornire il consenso informato scritto prima di eseguire il protocollo sperimentale, che è approvata da un Consiglio di etica. In genere, per evitare confonde nella lateralizzazione delle attivazioni cerebrali, i partecipanti sono acquisiti destri.

Prima di entrare nella stanza di scansione

  1. Il giorno della scansione, stato attuale affettivo dei partecipanti 'viene valutata 23, per controllare l'effetto dello stato d'animo in ricordo di emozioni AMS. In concomitanza con le valutazioni post-scansione, queste prime valutazioni possono anche essere usato per individuare i cambiamenti di umore a seguito della partecipazione allo studio, e come covariate nelle analisi fMRI per studiare attivazioni cerebrali influenzata dagli stati attuali. Allo stesso modo, le valutazioni di tratti di personalità può essere fatta anche (ad esempio, nevroticismo), per indagare le loro possibili pregiudizi sul compito AM 24 e i correlati neurali associate.
  2. Prima della scansione, i partecipanti sono informati in dettaglio delle procedure di scansione e sono fornite istruzioni specifiche per il compito comportamentale. I partecipanti hanno inoltre completare una breve sessione di pratica, di familiarizzare con il compito.

Entrando nella camera di scansione

  1. I partecipanti vengono istruiti a giacere supino sul piano di scansione, e sono dotati di imbottitura supplementare testa, per garantire il massimo comfort durante la scansione e per minimizzare i movimenti. Per ridurre ulteriormente movimento della testa, il non-adesivo lato di una lunghezza di nastro può essere avvolto intorno alla leggera fronte dei soggetti '. I soggetti sono una protezione orecchie e cuffie di isolamento per comunicare con lo sperimentatore durante la risonanza magnetica.
  2. Mano destra del soggetto è posizionato comodamente sulla casella di risposta, permettendo così la mano sinistra per essere utilizzati a sostegno o per altre misurazioni (ad esempio, le risposte di conduttanza cutanea). Un pulsante di arresto di emergenza è situata in prossimità modo che il soggetto può indicare ogni urgente necessità di arrestare lo scanner.
  3. Prima di iniziare la raccolta dei dati, è fondamentale assicurarsi che i soggetti possono vedere la proiezione sullo schermo in modo chiaro per la presentazione dello stimolo e che i pulsanti di risposta funzionare correttamente.

3. Registrazione dei dati ed elaborazione

Parametri di scansione

Abbiamo raccolto dati MRI con un 1.5 Tesla Siemens Sonata per le registrazioni scanner MRI. Immagini anatomiche sono state serie di immagini 3D anatomico MPRAGE (tempo di ripetizione (TR) = 1600 ms, tempo di eco (TE) = 3.82 ms; numero di fette = 112; voxel size = 1x1x1 mm), e le immagini funzionali sono state serie di 28 fette funzionali, ha acquisito assialmente utilizzando una sequenza di echoplanar (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; campo di vista FOV = 256x256 mm, dimensioni voxel = 4x4x4 mm), consentendo così una copertura completa del cervello.

Analisi dei dati

Abbiamo usato statistico parametrico Mapping (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm ) in combinazione con in-house Matlab strumenti basati. Passi necessari pre-elaborazione tipici: garanzia della qualità, l'allineamento TR, la correzione del movimento, co-registrazione, la normalizzazione, e levigante (8 mm 3 del kernel). Analisi individuale e di gruppo a livello statistico può comportare confronti di attività cerebrale a seconda del tipo di memoria (AM vs SM), messa a fuoco valenza emotiva (positiva vs negativo) e il recupero (contenuto emotivo vs non-emozionale).

4. Rappresentante Risultati

Figura 3
Figura 3. Correlati neurali di recupero AM. Convalida del presente protocollo, il recupero delle misure di accompagnamento prodotto maggiore attività nel recupero AM rete 4, 25, tra cui ippopotamoaree Campal (a), coinvolti nel recupero della memoria generale, la corteccia prefrontale mediale (b), associati con impegno personale, le regioni cuneo / precuneus e parieto-occipitale giunzione (c, e, rispettivamente), associato con l'elaborazione visuo-spaziale rappresentazione , e il frontale-temporale giunzione (d), coinvolto in affettivi AM recupero; effetti simili a quest'ultimo sono stati trovati anche nell'amigdala (non mostrato). Le "mappe di attivazione" si sovrappongono le immagini ad alta risoluzione del cervello visualizzata in coronale (a sinistra del pannello) e sagittale (pannelli centro e destra) viste; le barre di colore indicano il gradiente di valori t delle mappe di attivazione (p <0,005, 10 voxel contigui 26), che riflettono l'attività cerebrale di tempo bloccato al insorgenze della spunti di memoria. I grafici linea illustrare i corsi tempo del segnale fMRI (segnale di cambio%), per ogni tipo di prova e TR (1 TR = 2 secondi). L = Sinistra, R = Destra.

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Discussion

Il disegno sperimentale presentato qui permette indagine dei correlati neurali del ricordo emotivo ricordi autobiografici. Questo progetto ha il potenziale per far avanzare la nostra conoscenza di come il cervello genera pregiudizi affettivi (positivo o negativo) nel ricordare ricordi personali, e come tali pregiudizi può essere modulata dal centro di recupero (su aspetti emotivi e non emotivo). Questo protocollo offre ulteriori vantaggi, nel senso che può essere utilizzato anche con popolazioni cliniche (ad esempio, nei pazienti con depressione e disturbo post traumatico da stress), che permette di indagine delle alterazioni associate con pregiudizi negativi affettiva in AM recupero (ad esempio, rimuginare su esperienze negative e ricordo incontrollabile di eventi traumatici, rispettivamente). Nel complesso, il successo di questo progetto dipende un'attenta raccolta e selezione AM e propria manipolazioni sperimentali.

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Disclosures

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Acknowledgements

Questa ricerca è stata sostenuta da un premio Young Investigator dell'Alleanza degli Stati Uniti Nazionale per la Ricerca sulla Schizofrenia e Depressione e un Premio CPRF dalla Fondazione canadese di ricerca psichiatrica (a FD). ED è stata sostenuta da un Wyeth-CIHR Post-Doctoral Fellowship. Gli autori desiderano ringraziare Seres Pietro per l'assistenza fMRI con dati di raccolta e Kristina Suen per l'assistenza con l'analisi dei dati.

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