La investigación del cerebro imágenes de los correlatos neurales de regulación de las emociones

Neuroscience

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Summary

Se presenta un protocolo que permite la investigación de los correlatos neurales de regulación de la emoción deliberada y automática, utilizando imágenes de resonancia magnética funcional. Este protocolo se puede utilizar en sujetos sanos, tanto jóvenes como mayores, así como en pacientes clínicos.

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Dolcos, S., Sung, K., Denkova, E., Dixon, R. A., Dolcos, F. Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Emotion Regulation. J. Vis. Exp. (54), e2430, doi:10.3791/2430 (2011).

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Abstract

La capacidad de controlar / regular las emociones es un importante mecanismo de afrontamiento frente a situaciones de estrés emocional. Aunque se han logrado importantes progresos en la comprensión regulación de la emoción consciente / deliberado (ER), se sabe menos sobre ER non-conscious/automatic y los correlatos neurales asociados. Esto se debe en parte a los problemas inherentes a los conceptos unitarios de tratamiento automatizado y consciente 1. A continuación, presentamos un protocolo que permite la investigación de los correlatos neurales de ambos deliberada y ER automática utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Este protocolo permite nuevas vías de investigación sobre diversos aspectos de ER. Por ejemplo, el diseño experimental permite la manipulación de la meta a regular las emociones (conciencia frente a la no-consciente), así como la intensidad del desafío emocional (alto vs bajo). Además, permite la investigación de los efectos inmediatos (la percepción de la emoción) y largo plazo (memoria emocional) de las estrategias de ER en el procesamiento de las emociones. Por lo tanto, este protocolo puede contribuir a una mejor comprensión de los mecanismos neurales de regulación de las emociones en el comportamiento saludable, y para hacerse una idea de las posibles causas de los déficits en los trastornos de depresión y ansiedad en el que la regulación emocional disfunción es frecuente entre las principales características debilitantes.

Protocol

1. Diseño de tareas, estímulos, y el Protocolo Experimental

El protocolo general consiste en la evaluación de las calificaciones emocional de las imágenes (efecto inmediato), y de la memoria para
estas imágenes (largo plazo), como resultado de la inducción de la meta para regular las respuestas emocionales. El objetivo de regular se induce de manera explícita o implícita, y los efectos inmediatos ya largo plazo, se evalúa en relación a las calificaciones y la memoria de las imágenes presentadas en bloques de base / carreras que preceden a las manipulaciones de ER (pre-ER de base de inducción), véase Figura 1 para ver un diagrama del diseño experimental en general. A continuación se proporcionan detalles sobre todos estos aspectos.

Figura 1
Figura 1. Esquema del protocolo El objetivo ER se induce en cada uno de los participantes tanto a nivel consciente / explícita y non-consciously/implicitly, pero el orden de la inducción es diferente y contrapeso entre los participantes -. Es decir, los asignados a ER explícito en la primera parte completa de la implícita la manipulación en la segunda parte, y viceversa; cada manipulación es precedido por su propia línea de base se ejecuta. Vea a continuación una descripción detallada de las tareas de clasificación y de memoria.

Regulación de las emociones manipulación

  1. Explícita manipulación ER. En la condición explícita de ER, la tarea de calificación emoción está precedida por instrucciones de suprimir la experiencia emocional y la expresión de respuestas emocionales. La evidencia anterior sugiere que las estrategias explícitas ER fiable puede influir en la respuesta emocional 2.
  2. Implícita la manipulación ER. Para ello, una adaptación de la tarea Sentencia revueltos (SST) 3 se utiliza para no inducir conscientemente el objetivo de regular las emociones. En esta tarea, los participantes tienen que construir 20 cuatro palabras oraciones gramaticalmente correctas de revoltijos de cinco palabras que han incorporado las palabras que transmiten la idea de la emoción de control (por ejemplo, "frena", "estable", "cubierto"), y el primer tanto a los participantes a suprimir su respuesta emocional 4. Las palabras se tomaron control de las emociones de los estudios anteriores 4, y seleccionados por pedir a los estudiantes de pregrado a "la lista de 20 palabras que vienen a la mente cuando se piensa en" controlar las emociones "el concepto".
  3. Es de destacar que para mantener la misma estructura de la tarea, tanto en condiciones de ER, un SST también se realiza en la condición explícita de ER, pero en este caso los participantes se presentan con 20 frases que sólo contienen términos neutrales en relación con el objetivo de controlar las emociones.

Las evaluaciones de los efectos inmediatos de la manipulación ER: La tarea de Evaluación Emocional

  1. La selección de los estímulos. Los estímulos consisten en imágenes emocionales y neutrales seleccionados del Sistema de Imagen Internacional afectivo (IAPS) 5, basado en los resultados normativos de valencia emocional y la excitación. Debe prestarse cuidadosa atención a equilibrar el contenido emocional de imágenes en todas las carreras de estudio, y por lo tanto evitar los efectos de confusión debido a las posibles diferencias en las propiedades básicas.
  2. Momento de la tarea. Cada imagen se presenta en la pantalla durante 4 segundos, y luego se retira para minimizar los efectos de confusión de los movimientos oculares asociadas con la exploración prolongados de fotos 6, una cruz de fijación sigue a cada imagen por 12 segundos. Tarea de los participantes es para ver la imagen y la tasa de su experiencia subjetiva emocional provocado por las fotografías en una escala de 8 puntos (1 = neutral, 8 = muy negativa). Para evitar la inducción del estado de ánimo, las imágenes son pseudo-aleatorios para que no más de tres imágenes de la misma valencia se presentaron consecutivamente.

Evaluación de los efectos a largo plazo de la manipulación ER: La tarea de recuperación de la memoria

  1. Una semana más tarde, los participantes observan un número igual de viejo (se ve en el escáner) e imágenes nuevas (nunca visto antes), que se presentan en el desempeño de techo blanco y negro para prevenir. A raíz de una decisión Vieja / Nueva función de si recuerdan haber visto las imágenes, mientras que en el escáner o no, los participantes también tasa de la confianza de sus respuestas en una escala de 3 puntos (1 = bajo, 2 = medio, 3 = alta seguridad).

2. Preparar el tema para la exploración

Todos los participantes dan fe por escrito el consentimiento informado antes de ejecutar el protocolo experimental, que es aprobado por un comité de ética. También se advirtió que muchas de las imágenes representan acontecimientos dolorosos, como los actos de violencia o trauma, y ​​se proporcionan ejemplos impresos de imágenes representativas.

Antes de escanear

  1. En el día de la exploración, el estado actuales de los participantes de la mente se evalúa 7, para el control de tl efecto del humor en la experiencia emocional y la capacidad de controlar las emociones. Junto con las evaluaciones de exploración después de estas primeras evaluaciones también se puede utilizar para detectar cambios en el estado de ánimo como consecuencia de la participación en el estudio. Las evaluaciones de los rasgos de personalidad, como los que la participación de indexación habitual de las estrategias de regulación emocional 8 también se puede hacer para investigar su posible influencia en el éxito de la manipulación de urgencias y los correlatos neurales asociados.
  2. Antes del examen, los participantes se les informa en detalle de los procedimientos de exploración, y se dan instrucciones específicas para la tarea de comportamiento. Para evitar molestias y para crear mayor familiaridad con la tarea, los participantes también se les da la práctica abreviado funciona tanto para la tarea de clasificación de la emoción y la SST.

En la sala de exploración

  1. Los participantes son instruidos para mentir en decúbito supino sobre la camilla del equipo, con una amortiguación adicional para la cabeza para garantizar la comodidad durante la exploración y minimizar el movimiento. El lado no adhesivo de una longitud de la cinta se puede envolver suavemente por la frente de los participantes para minimizar aún más el movimiento de la cabeza. Los participantes reciben protección para los oídos, así como los auriculares de aislamiento para comunicarse con el investigador durante la resonancia magnética.
  2. Mano derecha de los sujetos 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 se encuentra cerca, por lo que el sujeto puede indicar la necesidad urgente de detener el escáner. 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. El estudio se divide en carreras / bloques de ensayos, para dar tiempo a los participantes para descansar, y para evitar la pérdida masiva de datos en caso de mal funcionamiento del equipo. Orden de ejecución se equilibra entre los participantes, y cada serie se inicia con seis segundos de fijación, para permitir la estabilización de la señal MR.

3. Registro de datos y procesamiento de

Parámetros de la digitalización

Se recogieron datos de resonancia magnética de 24 participantes jóvenes y sanos, con un 1,5 Tesla Siemens Sonata escáner de resonancia magnética para las grabaciones. Nuestras imágenes anatómicas son 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 = 1x1x1mm). Las imágenes funcionales consisten en una serie de 28 cortes funcionales (tamaño de voxel = 4x4x4 mm), adquirió axial utilizando una secuencia de echoplanar (TR = 2000 ms, TE = 40 ms, campo de visión FOV = 256x256mm), lo que permite una cobertura total del cerebro .

Análisis de Datos

Nosotros usamos Mapeo estadístico paramétrico (SPM: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ ) en combinación con la in-house MATLAB basado en herramientas. Pre-procesamiento consiste en los pasos típicos: la garantía de calidad, la alineación TR, corrección de movimiento, co-registro, normalización, y suavizado (8 mm del kernel 3) 9. Análisis individual y grupal-estadística puede incluir comparaciones de la actividad cerebral de acuerdo a la manipulación de ER (ER vs basal funciona, ver Figura 2), la valencia emocional (negativa frente a neutral), excitación (bajo vs alto), y el rendimiento de la memoria ( Recordó vs olvidado). Correlaciones de los datos de imágenes del cerebro con los datos de comportamiento (por ejemplo, las calificaciones de imagen) y / o los resultados las medidas de personalidad de indexación (por ejemplo, rasgos de personalidad de indexación ejercicio habitual de las estrategias de ER) también se puede realizar, para investigar cómo la actividad cerebral co-varía con las diferencias individuales en comportamiento y la personalidad.

4. Los resultados representativos:

Figura 2
Figura 2. Disminución de la actividad de la amígdala y el aumento de actividad de la corteza prefrontal siguientes manipulación de ER. Inducción de la meta de ER se asoció con una reducción de la actividad en áreas del cerebro asociadas con el procesamiento de las emociones, incluyendo la amígdala (a), y una mayor actividad en regiones del cerebro asociadas con el control cognitivo y la regulación de las emociones 10, incluyendo la corteza prefrontal ventrolateral (PFC) (b), PFC dorsolateral (d), y medial PFC (c) 11,12. Como se muestra en el gráfico de barras que ilustra la actividad vlPFC, explícito y implícito ER se asocian con patrones similares de respuesta, lo que sugiere que estos cambios reflejan la contribución conjunta de ER explícitos e implícitos. Los "mapas de activación" se superponen a imágenes de alta resolución del cerebro aparece en las vistas de la corona, las barras de colores indican el gradiente de los valores t de los mapas de activación, en base a las estadísticas del grupo (N = 24), lo que refleja la actividad cerebral en voxels que muestran una disminución ( panel de la izquierda) o mayor (panel derecho) la actividad como resultado de la manipulación de ER.Cabe señalar que las gotas de activación en el PFC puede cubrir más áreas, de la siguiente manera: vlPFC / Insula (b) y la corteza cingulada anterior dorsal / corteza premotora (c). Los gráficos de barras muestran los porcentajes de cambio de la señal en respuesta a la emocional (Emo) y neutro (Neu) fotos antes (es decir, BaseRuns) y después de la inducción de los objetivos de ER (es decir, combinado ER ER = explícito e implícito promedio de juntas, sala de emergencia explícito, e implícito ER), como se extrae de los voxels que muestra pre y post-ER diferencias. L = Izquierda, R = Derecha.

Tabla 1
Tabla 1. Disminución de clasificaciones de la manipulación emocional después de ER. Similares a los resultados de resonancia magnética funcional, se observó una reducción de las calificaciones emocional después de la inducción ER, y este efecto el resultado de disminuciones siguientes ER tanto explícitas como implícitas. Es importante destacar que, las calificaciones emocional no cambió significativamente en un grupo de control que realiza la misma tarea siguiente retrasos similares, pero en ausencia de inducción objetivo ER. El apoyo a estas ideas, a 2 (Manipulación: línea de base frente a la inducción ER) x 2 (Valence: Mente vs Neutral) ANOVA de medidas repetidas en los datos del * grupo experimental produjo un efecto principal significativo de la manipulación (F [1, 19] = 11,21, p <0,002) y una significativa manipulación x Valence interacción (F [1, 19] = 3,02, p <0,05), y similares 2-way ANOVA en los datos del grupo control (n = 9) no dió un importante efecto principal de la demora (línea de base vs Corre diferido) o un retraso importante interacción x Valence. Estos hallazgos sugieren que la disminución en las calificaciones en el grupo experimental se debe a la inducción de la meta de controlar las emociones y no debido a la habituación de la exposición repetida a los estímulos emocionales. * Causa del desgaste de los datos debido a causas comunes (por ejemplo, fallos técnicos), análisis de comportamiento en el grupo experimental se basa en datos de 20 participantes.

En conjunto, estos hallazgos en las imágenes cerebrales de comportamiento y validar el diseño experimental actual, que puede ser utilizado para comparar las inducciones explícitos e implícitos de la meta de regular las emociones. Cabe señalar que el presente informe se hace hincapié en los aspectos que se derivan de la contribución conjunta de las manipulaciones ER explícito e implícito, pero esto no excluye la posibilidad de que sus efectos pueden ser disociables en la conducta y / o el cerebro.

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Discussion

Se describe un protocolo que implica la manipulación explícita e implícita de la meta a regular las emociones, y permite la investigación de los correlatos neurales asociados. Este diseño tiene el potencial para avanzar en el conocimiento de cómo el cerebro regula las emociones, siendo muy adecuado para las comparaciones de ER explícita implícita ER, que no es intencional y puede ocurrir sin conocimiento de los participantes y la conciencia 13,14. Por lo tanto, el protocolo puede ser particularmente útil para las investigaciones de los habituales prejuicios opuestos afectivos, tales como los observados en el envejecimiento saludable (sesgo de positividad 15) y depresión (sesgo negativo 16), que se asocian con una mayor participación automática de los mecanismos de ER (17 adultos mayores , 18) y el deterioro de la capacidad de regular las emociones (los pacientes deprimidos 19,20).

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Disclosures

No hay conflictos de interés declarado.

Acknowledgments

Esta investigación fue apoyada por el Premio Joven Investigador de la Alianza Nacional para la Investigación sobre la Esquizofrenia y la Depresión y el Premio del PCFR de la Fundación Canadiense de Investigación de Psiquiatría (de FD). Los autores desean agradecer a Trisha Chakrabarty y Seres Pedro de asistencia con fMRI recolección de datos y Suen Kristina de asistencia con el análisis de datos.

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