अनुभूति पर जज्बात के आई. प्रभाव के ब्रेन इमेजिंग जांच

Published 2/01/2012
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Neuroscience

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Summary

हम अनुभूति पर भावनाओं के हानिकारक प्रभाव mediating, कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग तंत्रिका तंत्र की जांच की अनुमति देता है एक प्रोटोकॉल है कि उपस्थित थे. इस प्रोटोकॉल दोनों स्वस्थ और नैदानिक ​​प्रतिभागियों के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है.

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Wong, G., Dolcos, S., Denkova, E., Morey, R., Wang, L., McCarthy, G., et al. Brain Imaging Investigation of the Impairing Effect of Emotion on Cognition. J. Vis. Exp. (60), e2434, doi:10.3791/2434 (2012).

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Abstract

भावनाएँ दोनों (उदाहरण के लिए, भावनात्मक घटनाओं के लिए बेहतर स्मृति) बढ़ाने और आई. (जैसे, बढ़ भावनात्मक distractibility) प्रभाव (1 में समीक्षा) exerting द्वारा अनुभूति को प्रभावित कर सकता है . हमारे हाल ही प्रोटोकॉल के पूरक 2 एक तरीका है कि भावना स्मृति बढ़ाने के प्रभाव (भी 1 देखें, 3-5) के तंत्रिका संबद्ध की जांच, हम यहाँ के हानिकारक प्रभाव के तंत्रिका संबद्ध की जांच की अनुमति देता है एक प्रोटोकॉल है कि वर्तमान की अनुमति देता है का वर्णन अनुभूति पर भावना. इस पद्धति का मुख्य विशेषता यह है कि यह एक वेंट्रल तंत्रिका तंत्र में गतिविधि के बीच पारस्परिक modulations, 'हॉट' भावना प्रसंस्करण (HotEmo प्रणाली), और एक पृष्ठीय प्रणाली में शामिल है, उच्च स्तर 'ठंड' में शामिल की पहचान की अनुमति देता है / संज्ञानात्मक कार्यकारी (ColdEx प्रणाली) प्रसंस्करण, जो संज्ञानात्मक प्रदर्शन और व्यवहार में अलग - अलग रूपों (1 में समीक्षा) के लिए जुड़े हुए हैं . अपनी प्रारंभिक introdu करने के बाद सेction 6, इस डिजाइन अनुभूति पर भावनात्मक व्याकुलता के हानिकारक प्रभाव के तंत्रिका संबद्ध से संबंधित विभिन्न पहलुओं की व्याख्या में विशेष रूप से बहुमुखी और प्रभावशाली सिद्ध किया है, काम स्मृति (WM) पर ध्यान केंद्रित के साथ, और ऐसी व्याकुलता के साथ 7,11 परछती के दोनों 8-11 स्वस्थ और नैदानिक ​​12-14 प्रतिभागियों में.

Protocol

I. कार्य डिजाइन, उत्तेजनाओं और प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल

  1. इस प्रोटोकॉल के बुनियादी कार्य एक विलंबित प्रतिक्रिया WM कार्य, जहां उपन्यास कार्य अप्रासंगिक भावनात्मक और तटस्थ distracters ज्ञापन और जांच मूल कार्य illustrating आरेख के लिए (चित्रा 1 देखें) के बीच देरी अंतराल के दौरान प्रस्तुत कर रहे हैं. जबकि प्रतिभागियों को इस कार्य को घटना से संबंधित fMRI डेटा दर्ज कर रहे हैं. वास्तविक distracters के तले संस्करणों अवधारणात्मक नियंत्रण, जो समान बुनियादी गुण (उदाहरण के लिए, स्थानिक आवृत्ति और luminance) के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है.

चित्रा 1
चित्रा 1. विलंबित रिस्पांस कार्य व्याकुलता के साथ मेमोरी कार्य (6 से अनुमति के साथ) के जनरल आरेख. तीन चेहरे ज्ञापन में इस्तेमाल कर रहे हैं क्रम में जोरदार पृष्ठीय कार्यकारी प्रणाली संलग्न है, और उपन्यास distracters के जोड़े का इस्तेमाल कर रहे हैं क्रम में IMPAC वृद्धिWM प्रदर्शन और मस्तिष्क गतिविधि पर भावनात्मक व्याकुलता के टी. भावनात्मक distracters के प्रभाव को भी रंग में चित्रों (नहीं दिखाया गया है), पेश करके और इसी तरह की भावनात्मक और अर्थ सामग्री के साथ distracters बाँधना द्वारा वृद्धि हुई किया जा सकता है. इस संदर्भ में, सावधान ध्यान के लिए भी बुनियादी गुणों, जैसे चमक और स्थानिक आवृत्ति 15 में भावनात्मक और तटस्थ चित्रों मैच संभव घालमेल कर दिया है शुरू करने से बचने के भुगतान होना चाहिए. प्रतिभागियों WM कार्य पर उनके ध्यान बनाए रखने, जबकि अभी भी distracters प्रसंस्करण, और एक प्रतिक्रिया बटन (1 = पुरानी, ​​2 = नई) दबाकर जांच करने के लिए जल्दी और सही प्रतिक्रिया करने के निर्देश दिए हैं. उत्तेजना प्रस्तुति के लिए, हम CIGAL (प्रयुक्त http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ). ज्ञापन और जांच रंग या काले और सफेद में प्रस्तुत किया जा सकता है है.

  1. यह सलाह दी जाती है कि ज्ञापन में चेहरे का सेक्स पुरुषों के संतुलित अनुपात (50%) और चemales (50%). इसी प्रकार संतुलित अनुपात (50%) पुरानी और नई (50%) जांच के लिए भी सलाह दी जाती है . जैसे, एक ही ज्ञापन और जांच, और / साथ उनकी समानता या उपस्थिति / अनुपस्थिति से छेड़छाड़ करके चेहरे चेहरे की विशेषताओं के बीच की समानता WM कार्य की कठिनाई इन अनुपात और / बदलकर या अन्य कारकों द्वारा अलग अलग किया जा सकता है ज्ञापन में अतिरिक्त चेहरे की विशेषताओं के (भी फिल्म देखें). चेहरे के अलावा, अन्य उत्तेजनाओं को भी ज्ञापन और नौ जांच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.
  2. यह सिफारिश की है कि 6 हालत प्रति 30-40 परीक्षण, इस डिजाइन के साथ 11 इस्तेमाल किया जा है, हालांकि एक "धीमी गति से पुस्तक" डिजाइन मजबूत fMRI संकेत के रूप में अपनी स्थिरता दी भी कम परीक्षण के साथ प्राप्त किया जा सकता है (6 से पूरक सामग्री देख). यह ~ 1.5-2 घंटे में fMRI डेटा के संग्रह, जो दोनों स्वस्थ और नैदानिक ​​प्रतिभागियों में उपयोग करने के लिए संभव है की अनुमति देता है. अपनी मामूली परीक्षणों की अपेक्षाकृत कम संख्या के कारण नुकसान के बावजूदकि "तेजी से paced" डिजाइन की तुलना में शामिल किया जा सकता है है, इस डिजाइन के लाभ, अधिक स्थिर एकल परीक्षण fMRI संकेत और व्यक्तिगत परीक्षण के साथ जुड़े संकेत के बेहतर जुदाई को प्राप्त करने की और परीक्षण उत्तेजनाओं / चरणों के भीतर जो भी कार्यात्मक के लिए फायदेमंद हैं कनेक्टिविटी विश्लेषण.
  3. Distracters प्रकार की भिन्नता भी यह जांच और लक्षित आबादी के लक्ष्यों के अनुसार करने के लिए आदत डाल, इस डिजाइन के बहुमुखी प्रतिभा के लिए योगदान देता है. मूल डिजाइन में 6 भावनात्मक और तटस्थ distracters अंतर्राष्ट्रीय उत्तेजित चित्र 16 सिस्टम से चयन किया गया था, लेकिन अन्य उपन्यास उत्तेजनाओं कि 12 distracters के रूप में प्रभावी है, और / या कि जोड़तोड़ में WM कार्य की संवेदनशीलता को बढ़ाने के साथ कर रहे हैं के साथ समान प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है है व्यवहार (उदाहरण के लिए, अपनी प्रतिक्रिया में भी 'प्रतिभागियों के विश्वास का आकलन करके) मतभेद 11 का पता लगाने.
  4. उदाहरण के लिए, युद्ध के बाद किया है में हाल के एक अध्ययन मेंके साथ या बाद अभिघातजन्य तनाव विकार (PTSD) के बिना 12 terans, भावनात्मक IAPS सामान्य नकारात्मक भावनाओं उत्प्रेरण चित्रों मुकाबला संबंधित चित्रों के साथ बदल दिया गया था . इन चित्रों के लिए भावनाओं है कि और अधिक विशेष रूप से संबंधित मुकाबला दुख के लिए जुड़े हुए हैं, और इस प्रकार अधिक प्रभावी PTSD के समूह में विशेष रूप से मुकाबला उजागर साथियों में distracters प्रेरित करने के लिए उम्मीद की गई थी. इसके अलावा, उत्तेजनाओं कि विशिष्ट नकारात्मक भावनाओं (उदाहरण के लिए, चिंता) को प्रेरित या भावनात्मक रूप से सकारात्मक उत्तेजनाओं भी distracters के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. उदाहरण के लिए चेहरे, भयभीत भाव प्रदर्शित सामाजिक चिंता प्रेरित है, और सकता है इस प्रकार 11 WM पर क्षणिक चिंता उत्प्रेरण व्याकुलता के प्रभाव की जांच करने में प्रभावी हो. इसके अलावा, समान प्रभाव सकारात्मक 17 distracters के साथ पाया जा सकता है.
  5. अंत में, अन्य (उदाहरण के लिए, व्यवहार और व्यक्तित्व से संबंधित) इस प्रतिमान के उपायों के साथ संयोजन के रूप में भी जांच करने के लिए मस्तिष्क गतिविधि और व्यक्ति के बीच संबंधों को अलग करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ences विभिन्न पहलुओं है कि इस कार्य 8, 10, 11 में संज्ञानात्मक प्रदर्शन को प्रभावित में.

द्वितीय. स्कैन के लिए विषय की तैयारी

सभी प्रतिभागियों को प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल, जो एक एथिक्स बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया जाना चाहिए चल रहा है पहले लिखा सूचित सहमति प्रदान करना चाहिए.

पहले स्कैनिंग कक्ष में प्रवेश

  1. स्कैनिंग के दिन पर, भागीदार के वर्तमान भावात्मक राज्य का आकलन है, मन की व्याकुलता के साथ WM कार्य पर प्रभाव के लिए नियंत्रण. स्कैनिंग के बाद आकलन के साथ संयोजन के रूप में, इन प्रारंभिक मूल्यांकन मूड में परिवर्तन के लिए भी किया जा सकता है 11 अध्ययन में भाग लेने का एक परिणाम के के रूप में स्क्रीन करने के लिए इस्तेमाल किया.
  2. स्कैन करने के लिए पहले, भागीदार स्कैन प्रक्रियाओं के विस्तार में सूचित किया जाता है, और व्यवहार कार्य के लिए विशेष निर्देश दिए. भागीदार भी एक छोटी अभ्यास सत्र के लिए काम के साथ परिचित पूरा करता है.
e_step "> स्कैन कक्ष में प्रवेश

  1. भागीदार लापरवाह स्कैनिंग बिस्तर पर झूठ, सिर के लिए अतिरिक्त cushioning के साथ स्कैन के दौरान आराम सुनिश्चित करने और आंदोलन को कम. आगे सिर आंदोलन को कम करने के लिए, गैर चिपकने वाला टेप की लंबाई के पक्ष विषय के 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. डेटा संग्रह शुरू करने से पहले, यह सुनिश्चित करें कि प्रतिक्रिया बटन ठीक से काम और विषय उत्तेजना प्रस्तुति के लिए स्क्रीन प्रक्षेपण स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि बनाने के लिए महत्वपूर्ण है. एक आपातकालीन बटन बंद भी पास में रखा गया है, ताकि विषय किसी भी तत्काल स्कैनर रोकने की जरूरत का संकेत हो सकता है.

स्कैनिंग सत्र के बाद

  1. अतिरिक्त कार्यों को आगे व्यवहार assessmen के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैटीएस - जैसे, 'प्रतिभागियों की distracters के लिए संवेदनशीलता का निर्धारण करने के लिए, रेटिंग के द्वारा distracters और / या distracters के subjectively कथित distractibility के भावनात्मक valence / तीव्रता. ये रेटिंग्स कि भावनात्मक स्कैनिंग के दौरान इस्तेमाल उत्तेजनाओं के व्यक्तिपरक धारणा को सुनिश्चित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है पिछले प्रभाव साहित्य में दिखाया गया है, और रेटिंग में व्यक्तिगत मतभेदों के तंत्रिका तंत्र पर 6 अनुभूति पर भावनाओं के हानिकारक प्रभाव mediating उनके प्रभाव की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है प्रतिकृति 8,.
  2. व्यक्तित्व लक्षण (जैसे, विशेषता चिंता, भावनात्मक जेट) के आकलन भी एमआरआई स्कैन के बाद किया जा सकता है हो सकता है, अगर पहले से 11 स्कैनिंग प्रदर्शन नहीं किया .

III. डेटा रिकॉर्डिंग और विश्लेषण

पैरामीटर स्कैन

मूल 6 अध्ययन में, हम एमआरआई एमआरआई रिकॉर्डिंग के लिए एक 4 Tesla जनरल इलेक्ट्रिक स्कैनर का उपयोग कर डेटा एकत्र, लेकिन अधिक आरईसी के लिएकार्य की ent के संस्करण हम भी एक 1.5 टी 11 स्कैनर के साथ एमआरआई डेटा एकत्रित करने में सफल रहे थे. 30 कार्यात्मक स्लाइस की 4T स्कैनर श्रृंखला, (voxel आकार = 4 x x 4 मिमी 4) axially एक व्युत्क्रम सर्पिल पल्स अनुक्रम का उपयोग कर हासिल किया गया (टी.आर. = 2000 एमएस, ते = ms 31, 256 = x 256mm देखने के क्षेत्र) इस प्रकार पूर्ण मस्तिष्क कवरेज के लिए अनुमति देता है. इसी तरह, 28 कार्यात्मक स्लाइस की 1.5 स्कैनर श्रृंखला, (voxel आकार = 4 x x 4 मिमी 4), axially echoplanar अनुक्रम का उपयोग कर हासिल किया गया (टी.आर. = 2000 एमएस, ते = 40 एमएस, = देखने 256 मिमी 256 x के क्षेत्र ). उच्च संकल्प संरचनात्मक छवियों भी अक्षीय ओरिएंटेशन में हासिल किया गया (विमान संकल्प = 1 2 मिमी, संरचनात्मक - कार्यात्मक अनुपात = 4:01).

डेटा विश्लेषण

हम सांख्यिकीय पैरामीट्रिक मानचित्रण (एसपीएम का उपयोग करें : http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ में घर Matlab आधारित उपकरणों के साथ संयोजन में ). पूर्व प्रसंस्करण विशिष्ट चरणों का शामिल है: गुणवत्ता आश्वासन *, टी.आर.lignment, गति, सुधार, सह पंजीकरण, सामान्य, और चौरसाई (एक 8 x 8 x 8 मिमी कर्नेल का उपयोग); * बुनियादी गुणवत्ता आश्वासन डेटा के दृश्य निरीक्षण शामिल है, में प्रतिभागियों और गति से संबंधित कलाकृतियों के सकल आंदोलनों का पता लगाने डेटा, के रूप में अच्छी तरह से एमआर संकेत में असामान्य spikes के साथ संस्करणों की पहचान के रूप में. व्यक्तिगत और समूह - स्तर के सांख्यिकीय विश्लेषण distracter प्रकार (भावनात्मक बनाम तटस्थ व्याकुलता) के अनुसार मस्तिष्क गतिविधि की तुलना शामिल है. इसके अलावा, distractibility के व्यक्तिपरक या उद्देश्य के उपायों (जैसे भावनात्मक, और distractibility मूल्यांकन और काम स्मृति के प्रदर्शन) 6,8,11 और / या स्कोर अनुक्रमण व्यक्तित्व के उपायों के साथ मस्तिष्क इमेजिंग डेटा के सहसंबंध (उदाहरण के लिए, विशेषता चिंता) 11 भी प्रदर्शन किया जा सकता है, जांच करने के लिए मस्तिष्क गतिविधि है कि उन उपायों में व्यक्तिगत मतभेदों के साथ सह - भिन्न होता है. हमारे इस प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए अध्ययन के सभी में विश्लेषण आमतौर पर देरी अंतराल, whe के दौरान मनाया गतिविधि पर ध्यान केंद्रित किया हैn distracters प्रस्तुत कर रहे हैं, लेकिन अन्य घटनाओं के लिए गतिविधि समय बंद (जैसे, जांच) भी जांच की जा सकता है.

चतुर्थ. प्रतिनिधि परिणाम

चित्रा 2
चित्रा 2. Ventral बनाम पृष्ठीय ब्रेन सिस्टम में गतिविधि के विपरीत पैटर्न भावनात्मक व्याकुलता की उपस्थिति में (6 से अनुमति के साथ). भावनात्मक distracters वेंट्रल भावात्मक मस्तिष्क (लाल blobs) ventrolateral prefrontal प्रांतस्था (vlPFC) और amygdala (नहीं दिखाया गया है) जैसे क्षेत्रों में बढ़ाया गतिविधि का उत्पादन किया, जबकि पृष्ठीय कार्यकारी मस्तिष्क (नीला blobs) dorsolateral prefrontal प्रांतस्था जैसे क्षेत्रों में कम गतिविधि का उत्पादन (dlPFC) और पार्श्व पार्श्विका प्रांतस्था (LPC). केंद्रीय छवि सबसे कम ध्यान भंग शर्तों बनाम (यानी, भावनात्मक बनाम तले हुए) के बीच प्रत्यक्ष विपरीत के सक्रियण के नक्शे, एक उच्च संकल्प मस्तिष्क एक पार्श्व में प्रदर्शित छवि पर आरोपित से पता चलता हैदाएँ गोलार्द्ध के देखने के लिए. मस्तिष्क छवि के नीचे रंग की क्षैतिज सलाखों सक्रियण नक्शे के टी मूल्यों की ढाल से संकेत मिलता है . लाइन ग्राफ समय बेशक गतिविधि के प्रतिनिधि पृष्ठीय और ventral मस्तिष्क क्षेत्रों (रंग कोडित तीर द्वारा संकेत) में दिखाते हैं. x-अक्षों के ऊपर ग्रे आयताकार बक्से शुरुआत और ज्ञापन की अवधि, distracters, और जांच, क्रमशः संकेत मिलता है. FFG = तकली जैसा गाइरस.

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Discussion

इस प्रयोगात्मक डिजाइन प्रारंभिक मस्तिष्क इमेजिंग सबूत है कि चल रहे संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं पर भावनात्मक व्याकुलता के हानिकारक प्रभाव HotEmo वेंट्रल तंत्रिका प्रणाली और ColdEx पृष्ठीय प्रणाली के बीच पारस्परिक modulations entails प्रदान की है. यह dorso वेंट्रल हदबंदी भावनात्मक व्याकुलता 6 की उपस्थिति में बिगड़ा WM प्रदर्शन करने के लिए जोड़ा गया था, व्यवस्थित सामान्य 8-11, 12-14 नैदानिक ​​में दोहराया गया है, और नींद के अभाव 10 और 18 तनाव जैसे अन्य बदल शर्तों, . महत्वपूर्ण बात, यह भी भावनात्मक, दोनों सकारात्मक और नकारात्मक 17 से विशिष्ट होना दिखाया गया था, लेकिन तटस्थ 8 व्याकुलता, 19 नहीं. अपनी बहुमुखी प्रतिभा को देखते हुए, इस प्रोटोकॉल और इसके वेरिएंट जवाब और दोनों स्वस्थ और नैदानिक ​​समूहों में भावनात्मक व्याकुलता के साथ मुकाबला करने के तंत्रिका संबद्ध की जांच में इस्तेमाल किया जा सकता है. उत्तरार्द्ध काउहोट में, यह identific की अनुमति देता हैभावनात्मक चिंता विकारों में मनाया व्याकुलता है, जो वृद्धि की भावनात्मक (उदाहरण के लिए, PTSD, सामाजिक भय) distractibility 12,20 के साथ जुड़े रहे हैं exacerbated प्रभाव अंतर्निहित तंत्र के व्यावहारिक. इस प्रोटोकॉल की सफलता संभावना भावना और अनुभूति से संबंधित मस्तिष्क क्षेत्रों में एक साथ और उनके बातचीत के गतिविधि का पता लगाने के रूप में के रूप में अच्छी तरह से अपनी अनुकूलनशीलता पर जांच के लक्ष्यों के अनुसार भावनात्मक व्याकुलता की विशिष्टता का चयन पर निर्भर करता है.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements

एफडी प्रकार का पागलपन और अवसाद पर अनुसंधान और कनाडा के मनश्चिकित्सीय रिसर्च फाउंडेशन से एक CPRF पुरस्कार के लिए अमेरिका के नेशनल एलायंस से एक युवा अन्वेषक पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया था.

References

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