Cette recherche a été soutenue par des fonds de démarrage à FD. KS a été soutenue par une bourse d&#39;été de l&#39;Alberta Heritage Foundation for Medical Research. FD a été soutenue par une bourse de jeune chercheur de la National Alliance for Research on Schizophrenia and Depression, et un Prix de la Fondation FCRP la recherche en psychiatrie au Canada. Les auteurs souhaitent remercier Peter Seres de l&#39;aide pour la collecte de données et Kristina Suen de l&#39;aide pour l&#39;analyse des données.

1. Stimuli, conception de la tâche, et le protocole expérimental Nos stimuli sont créés à l&#39;aide de Poser 7.0 ( <a href="http://poser.smithmicro.com/poser.html">http://poser.smithmicro.com/poser.html</a> ), et ils sont présentés en utilisant CIGAL ( <a href="http://www.nitrc.org/projects/cigal/">http://www.nitrc.org/projects/cigal/</a> ). <ol><li> La tâche consiste en une série de dix secondes de vidéos d&#39;animation non-verbale guest-host interactions dans un milieu d&#39;affaires. Le sujet vues que l&#39;invité soit accueilli par un hôte (condition de l&#39;interaction sociale) ou un carton découpé d&#39;un hôte (aucune interaction sociale / de contrôle de condition). </li><li> L&#39;hôte peut afficher des comportements qui sont inviter à l&#39;interaction sociale complémentaire (condition d&#39;approche), ou des comportements qui peuvent indiquer un manque d&#39;intérêt dans les autres interactions (éviter de condition). </li><li> En plus de cette manipulation de base du type de comportement affiché par l&#39;hôte, d&#39;autres manipulations peuvent également être incluses. Par exemple, dans certains des essais (en général la moitié) des personnages peuvent se serrer la main, dans le cadre du protocole de voeux, alors que dans d&#39;autres ils ne font rien. Cette manipulation permet d&#39;étudier l&#39;effet du contact physique formelle sur le comportement des quatre, ce qui peut également s&#39;attendre à avoir une signification différente selon le contexte culturel de l&#39;observateur (par exemple, de l&#39;Ouest vs Est-asiatique). </li><li> Autres manipulations peuvent impliquer le changement de perspective du spectateur de personnel (Me) vers impersonnelle (Autre). Cette manipulation vise à puiser dans les réseaux neuronaux associés à auto-référentielle de traitement 5, et permet l&#39;identification de réponses qui sont modulés par l&#39;engagement personnel 6,7 (par exemple, l&#39;exacerbation de l&#39;impact des comportements d&#39;éviter, s&#39;il est pris personnellement). L&#39;alternance entre ces deux perspectives peuvent être indicé au début de chaque essai. </li><li> Les vidéos sont suivies par des écrans de notation qui sont demander au sujet de taux de l&#39;hôte sur la compétence, la loyauté et l&#39;intérêt pour faire des affaires sur une échelle de Likert à 5 points (0 = pas du tout / 4 = très bien); ces notes doivent être contrebalancés entre les essais, afin d&#39;éviter les effets d&#39;ordre. </li><li> Personnages en vidéos sont contrebalancés par le comportement affiché (approche vs éviter), l&#39;origine ethnique (caucasien vs non-Caucasiens), couleur de chemise, et la coiffure. Les aspects fondamentaux qui peuvent influencer les interactions sociales (par exemple, l&#39;attractivité) devraient également être contrôlés pour (par exemple, en off-line notes des hôtes), afin de s&#39;assurer qu&#39;il n&#39;ya pas de différence systématique entre les catégories d&#39;essai, et ainsi éviter confond possible (par exemple, si les hôtes affichant éviter les comportements ont également des scores attractivité globale inférieure). Enfin, étant donné la preuve que les interactions avec les femmes-hôtes sont plus efficaces pour influencer les décisions (par exemple, financiers) 4, dans notre étude actuelle tous les hôtes étaient des femelles, mais le sexe de l&#39;hôte peut également être contrebalancé entre les essais - par exemple, 50% femmes contre les hommes de 50%. </li><li> L&#39;expérience est divisé en pistes / blocs d&#39;essais, pour permettre aux participants le temps de repos, et d&#39;éviter les pertes de données massives en cas de dysfonctionnement du matériel. Aussi, pour éviter toute perte de données biaisées, idéalement les conditions / essais devraient être représentés équitablement dans chaque bloc, en fonction de chaque manipulation (par exemple, l&#39;interaction sociale, le sexe, secouez / non-shake). Afin d&#39;exécution est aussi contrebalancé entre les participants. Chaque course commence avec six secondes d&#39;une fixation, pour permettre la stabilisation du signal IRM. Un intervalle entre les essais de 8 secondes suit chaque film-essai et se termine à chaque run / bloc. </li><li> Il faut noter que, alors que par rapport à des modèles expérimentaux impliquant des stimuli statiques de la conception actuelle a augmenté validité écologique dans l&#39;identification des corrélats neuraux de la cognition sociale, cette approche pose également des limites et des défis. Un tel défi est posé par la nécessité de maintenir le &quot;fond&quot; des aspects (par exemple, l&#39;environnement où se produisent des interactions sociales ou les aspects non pertinents du comportement) aussi constant que possible, dans le contexte de la manipulation des variables comportementales d&#39;intérêt (par exemple , les gestes de distinguer les interactions sociales ciblées), qui peut être difficile à accomplir dans des conditions où les stimuli dynamiques sont utilisés. Néanmoins, nous pensons que l&#39;approche actuelle atteint un compromis raisonnable entre l&#39;objectif de la validité écologique croissante des stimuli utilisés dans les études sociales des neurosciences et les contraintes liées à l&#39;implication des outils d&#39;imagerie cérébrale qui nécessitent un contrôle raisonnable de l&#39;expérimentation afin de permettre les manipulations valide inférences sur les corrélats neuraux de comportements ciblés. </li></ol> 2. Préparation de la réserve pour la numérisation Les sujets sont généralement recrutés sur la base de leur âge, la santé, la première langue, et les facteurs de risque individuels pour la numérisation de l&#39;IRM, comme les remplacements d&#39;articulations métalliques. HoWever, en fonction de l&#39;objectif de l&#39;étude, d&#39;autres facteurs peuvent également être envisagées, y compris la race / origine ethnique, statut socio-économique, et l&#39;histoire de l&#39;usage de drogues. Tous les sujets de fournir un consentement éclairé écrit avant d&#39;exécuter le protocole expérimental, qui est approuvé par un comité d&#39;éthique. Avant d&#39;entrer dans la salle d&#39;examen <ol><li> Le jour de la numérisation, les participants sont invités à remplir des questionnaires qui évaluent leur état ​​d&#39;esprit actuel, afin de s&#39;assurer qu&#39;ils ne sont pas excessivement anxieux ou déprimé avant l&#39;expérience 8, 9. Ces évaluations peuvent aussi être utilisés en conjonction avec des données d&#39;IRMf, pour étudier comment l&#39;état émotionnel au moment de la numérisation peut influencer les réponses des participants. En outre, en conjonction avec les évaluations post-numérisation, ces évaluations initiales peuvent être utilisés pour s&#39;assurer que l&#39;état des participants globale émotionnelles ne change pas radicalement la suite de leur participation à l&#39;expérience. Enfin, d&#39;autres de comportement / personnalité évaluations peuvent également être faites, de continuer à étudier comment les variations individuelles dans des aspects particuliers de la personnalité qui influencent les réponses dans des contextes sociaux (par exemple, l&#39;anxiété sociale, la fiabilité) peuvent influencer les réponses des participants lors de l&#39;étude 10, 11. </li><li> Avant la numérisation, le participant est informé en détail des procédures de numérisation, et est donné des instructions spécifiques pour la tâche comportementale (décrit ci-dessous). Pour éviter l&#39;inconfort et la familiarité accrue avec la tâche, le participant est également une pratique donnée en abrégé exécuter pour la tâche. </li></ol> Entrer dans la salle de numérisation <ol start="3"><li> Le sujet est chargé de mentir en position couchée sur le lit de la numérisation, avec rembourrage supplémentaire pour la tête, pour assurer le confort pendant le scan et de minimiser le mouvement. Afin de minimiser les mouvements de la tête, le côté non-adhésif d&#39;une longueur de ruban peut être enroulé autour du front légèrement du sujet. Si l&#39;on préfère, d&#39;amortissement peut également être placé sous les genoux relevés sur le sujet, afin de réduire les tensions musculaires du bas du dos. </li><li> Les sujets ont des protège-oreilles (bouchons d&#39;oreille) ainsi que l&#39;isolement des écouteurs pour communiquer avec l&#39;expérimentateur lors de l&#39;examen IRM. </li><li> La main droite du sujet est positionné confortablement sur la case de réponse, permettant ainsi la main gauche pour être utilisé pour soutenir ou pour d&#39;autres mesures (par exemple, les réponses de conductance cutanée). Un bouton d&#39;arrêt d&#39;urgence devrait aussi être placée à proximité, afin que le sujet peut indiquer tout besoin urgent d&#39;arrêter le scanner. </li><li> Avant de commencer la collecte des données, il est essentiel de s&#39;assurer que le sujet peut voir l&#39;écran de projection clairement, pour la présentation du stimulus, et que les boutons de réponse fonctionner correctement. </li></ol> 3. Enregistrement et traitement des données Paramètres de numérisation Nous avons recueilli des données de l&#39;IRM en utilisant un 1,5 Tesla Siemens Sonata scanner pour les enregistrements IRM. Nos images 3D anatomiques ont été séries anatomiques MPRAGE (temps de répétition, TR = 1600 ms; l&#39;écho du temps TE = 3,82 ms; nombre de tranches = 112; taille de voxel = 1 x 1 x 1 mm), et des images fonctionnelles se composait de série de 28 tranches fonctionnelles (taille de voxel = 4x4x4 mm), acquise en utilisant une séquence axiale echoplanar (TR = 2000 ms; TE = 40 ms; champ de vision FOV = 256 x 256mm), permettant ainsi à plein le cerveau de couverture. Analyse des données Nous utilisons la statistique de cartographie paramétrique (SPM2/SPM5) en combinaison avec en interne des outils Matlab. Pré-traitement comporte les étapes typiques: l&#39;assurance qualité, l&#39;alignement TR, la correction de mouvement, de co-enregistrement, la normalisation et de lissage (8 kernel mm ³) 12. <ol><li> L&#39;analyse des données combine voxel-sage et la région d&#39;intérêt (ROI) des approches de comparer l&#39;activité cérébrale associée à des conditions d&#39;intérêt (par exemple, l&#39;interaction sociale par rapport aux non-interaction sociale). </li><li> Whole-encéphalique voxel-sage des analyses statistiques de produire des cartes qui permettent d&#39;identifier les grands réseaux de régions du cerveau associées au traitement qui sous-tend l&#39;évaluation des interactions sociales, et des analyses ROI permet enquête ciblée de la réponse dans le cerveau-régions spécifiques, qui sont a priori identifiées comme étant partie du réseau de la cognition sociale (figure 1A). Analyses ROI sont également utilisées pour extraire le signal IRMf des fins d&#39;illustration (figure 1B). Nous avons utilisé un seuil d&#39;intensité de p = 0,001 et un seuil de 10 voxels mesure contigus. En plus de ces méthodes typiques impliqués dans l&#39;analyse de données, d&#39;autres façons d&#39;analyser les données peuvent également être employés comme des approches complémentaires dans les études portant sur ​​les corrélats neuraux de la cognition sociale 13, 14. </li><li> Enfin, les corrélations des données d&#39;imagerie cérébrale avec les données comportementales (par exemple, la fiabilité cotes) et / ou des mesures scores de personnalité indexation (par exemple, l&#39;anxiété trait) peut également être effectuée, pour enquêter sur l&#39;activité du cerveau comment co-VARies avec des différences individuelles de comportement et de personnalité. </li></ol> 4. Les résultats représentatifs <img src="/files/ftp_upload/2379/2379fig1.jpg" alt="Figure 1"/> Figure 1. L&#39;activité accrue dans le réseau de la cognition sociale en réponse à l&#39;observation des interactions sociales. Comparaison de l&#39;interaction sociale vs essais no-interaction/control révélé activité sociale typique des régions du cerveau cognitif, y compris le sillon temporal supérieur (STS, a), le latéral et médial cortex préfrontal (mPFC, B &amp; D, respectivement), et l&#39;amygdale (AMY, c). Les &quot;cartes d&#39;activation&quot; sont superposées sur des images de grande résolution affichée dans le cerveau latéraux (gauche et droite des panneaux) et coronale (panneau du milieu) vues; les barres de couleur indiquent le gradient de valeurs t des cartes d&#39;activation (basé sur les données de 15 participants), reflétant l&#39;activité du cerveau le temps de verrouillage de la en place de l&#39;approche / éviter les comportements. Les graphiques linéaires illustrant les cours du temps du signal IRMf, extraite de ROIs fonctionnelle pour chaque type de procès et TR (1 TR = 2 secondes). L = Gauche, R = Droite.

<ol>
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V., Todorov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+representations+of+emotional+expressions+in+the+left+superior+temporal+sulcus.">Graded representations of emotional expressions in the left superior temporal sulcus.</a> Front Syst Neurosci. 4, 1-8 (2011).</li></ol>

Le dispositif expérimental présenté ici permet enquête sur les corrélats neuraux de l&#39;observation et l&#39;interprétation du langage corporel. Cette conception a le potentiel pour faire progresser notre connaissance des mécanismes cérébraux impliqués dans les interactions relatives sociale, et d&#39;étendre les modèles théoriques de comment nous combinons la perception des différents types de langage du corps ou des concepts sociaux tels que la fiabilité de prendre des décisions dans les environnemen...

brain imaging investigation of the neural correlates of observing virtual social interactions

La capacité de mesurer les interactions sociales est cruciale dans l&#39;évaluation des intentions des autres. Des facteurs tels que les expressions faciales et le langage du corps affectent nos décisions dans la vie personnelle et professionnelle comme 1. Ces «ami ou ennemi&quot; les jugements sont souvent basées sur les premières impressions, qui à leur tour peuvent affecter nos décisions à «l&#39;approche ou à éviter&quot;. Les études antérieures portant sur ​​les corrélats neuraux de la cognition sociale ont tendance à utiliser des stimuli statiques du visage 2. Ici, nous illustrons une conception expérimentale dans laquelle tout le corps des personnages animés ont été utilisés en conjonction avec l&#39;imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) des enregistrements. Quinze participants ont été présentés à court film-clips de guest-host interactions dans un milieu d&#39;affaires, tandis que les données IRMf ont été enregistrés, à la fin de chaque film, les participants ont également fourni des évaluations du comportement hôte. Cette conception imite de plus près les situations de la vie réelle, et peut donc contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes neuronaux des interactions sociales dans les comportements sains, et à gagner un aperçu des causes possibles de déficits dans le comportement social dans de telles conditions cliniques comme l&#39;anxiété sociale et l&#39;autisme 3 .

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Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Observing Virtual Social Interactions

Cet article montre une conception expérimentale dans laquelle tout le corps des personnages animés sont utilisés en conjonction avec l&#39;imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour étudier les corrélats neuraux de l&#39;observation des interactions sociales virtuelles.

Investigation d&#39;imagerie cérébrale de les corrélats neuraux de l&#39;observation virtuelle Interactions sociales

The ability to gauge social interactions is crucial in the assessment of others&#x2019; intentions. Factors such as facial expressions and body language ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.5K vues.  University of Alberta. Cet article montre une conception expérimentale dans laquelle tout le corps des personnages animés sont utilisés en conjonction avec l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour étudier les corrélats neuraux de l'observation des interactions sociales virtuelles.

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Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

Combinant endocrinologie du comportement et l&#39;économie expérimentale: Décision de la testostérone et social Rendre

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Recherche

Neurosciences

Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Emotional Autobiographical Recollection

Recollection of emotional autobiographical memories (AMs) is important to healthy cognitive and affective functioning 1 - remembering positive AMs is associated with increased personal well-being and self-esteem 2, whereas remembering and ruminating on negative AMs may lead to affective disorders 3. Although significant progress has been made in understanding the brain mechanisms underlying AM retrieval in general (reviewed in 4, 5), less is known about the effect of emotion on the subjective re-experience of AMs and the associated neural correlates. This is in part due to the fact that, unlike the investigations of the emotion effect on memory for laboratory-based microevents (reviewed in 6, 7-9), often times AM studies do not have a clear focus on the emotional aspects of remembering personal events (but see 10). Here, we present a protocol that allows investigation of the neural correlates of recollecting emotional AMs using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Cues for these memories are collected prior to scanning by means of an autobiographical memory questionnaire (AMQ), therefore allowing for proper selection of emotional AMs based on their phenomenological properties (i.e., intensity, vividness, personal significance). This protocol can be used in healthy and clinical populations alike.

We present a protocol that allows investigation of the neural correlates of recollecting emotional autobiographical memories, using functional magnetic resonance imaging. This protocol can be used with both healthy and clinical participants.

Investigation d&#39;imagerie cérébrale de les corrélats neuraux de Recollection autobiographique émotionnelle

Recollection of emotional autobiographical memories (AMs) is important to healthy cognitive and affective functioning 1 - remembering positive AMs is ...

Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Emotion Regulation

The ability to control/regulate emotions is an important coping mechanism in the face of emotionally stressful situations. Although significant progress has been made in understanding conscious/deliberate emotion regulation (ER), less is known about non-conscious/automatic ER and the associated neural correlates. This is in part due to the problems inherent in the unitary concepts of automatic and conscious processing1. Here, we present a protocol that allows investigation of the neural correlates of both deliberate and automatic ER using functional magnetic resonance imaging (fMRI). This protocol allows new avenues of inquiry into various aspects of ER. For instance, the experimental design allows manipulation of the goal to regulate emotion (conscious vs. non-conscious), as well as the intensity of the emotional challenge (high vs. low). Moreover, it allows investigation of both immediate (emotion perception) and long-term effects (emotional memory) of ER strategies on emotion processing. Therefore, this protocol may contribute to better understanding of the neural mechanisms of emotion regulation in healthy behaviour, and to gaining insight into possible causes of deficits in depression and anxiety disorders in which emotion dysregulation is often among the core debilitating features.

We present a protocol that allows investigation of the neural correlates of deliberate and automatic emotion regulation, using functional magnetic resonance imaging. This protocol can be used in healthy participants, both young and older, as well as in clinical patients.

Investigation d&#39;imagerie cérébrale de les corrélats neuraux de régulation des émotions

The ability to control/regulate emotions is an important coping mechanism in the face of emotionally stressful situations. Although significant progress ...

Brain Imaging Investigation of the Memory-Enhancing Effect of Emotion

Emotional events tend to be better remembered than non-emotional events1,2. One goal of cognitive and affective neuroscientists is 
to understand the neural mechanisms underlying this enhancing effect of emotion on memory. A method that has proven particularly influential in the 
investigation of the memory-enhancing effect of emotion is the so-called subsequent memory paradigm (SMP). This method was originally used to investigate the 
neural correlates of non-emotional memories3, and more recently we and others also applied it successfully to studies of emotional memory (reviewed in4, 5-7). 
Here, we describe a protocol that allows investigation of the neural correlates of the memory-enhancing effect of emotion using the SMP in conjunction with 
event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI). An important feature of the SMP is that it allows separation of brain activity specifically 
associated with memory from more general activity associated with perception. Moreover, in the context of investigating the impact of emotional stimuli, 
SMP allows identification of brain regions whose activity is susceptible to emotional modulation of both general/perceptual and memory-specific processing. 
This protocol can be used in healthy subjects8-15, as well as in clinical patients where there are alterations in the neural correlates of emotion perception 
and biases in remembering emotional events, such as those suffering from depression and post-traumatic stress disorder (PTSD)16, 17.

We present a protocol that uses functional magnetic resonance imaging to investigate the neural correlates of the memory-enhancing effect of emotion. This protocol allows identification of brain activity specifically linked to memory-related processing, contrary to more general perceptual processing, and can be used with healthy and clinical populations.

Investigation d&#39;imagerie cérébrale de l&#39;effet de mémoire-Amélioration de l&#39;émotion

Emotional events tend to be better remembered than non-emotional events1,2. One goal of cognitive and affective neuroscientists is 
to understand the ...

Brain Imaging Investigation of the Impairing Effect of Emotion on Cognition

Emotions can impact cognition by exerting both enhancing (e.g., better memory for emotional events) and impairing (e.g., increased emotional distractibility) effects (reviewed in 1). Complementing our recent protocol 2 describing a method that allows investigation of the neural correlates of the memory-enhancing effect of emotion (see also 1, 3-5), here we present a protocol that allows investigation of the neural correlates of the detrimental impact of emotion on cognition. The main feature of this method is that it allows identification of reciprocal modulations between activity in a ventral neural system, involved in 'hot' emotion processing (HotEmo system), and a dorsal system, involved in higher-level 'cold' cognitive/executive processing (ColdEx system), which are linked to cognitive performance and to individual variations in behavior (reviewed in 1). Since its initial introduction 6, this design has proven particularly versatile and influential in the elucidation of various aspects concerning the neural correlates of the detrimental impact of emotional distraction on cognition, with a focus on working memory (WM), and of coping with such distraction 7,11, in both healthy 8-11 and clinical participants 12-14.

We present a protocol that allows investigation of the neural mechanisms mediating the detrimental impact of emotion on cognition, using functional magnetic resonance imaging. This protocol can be used with both healthy and clinical participants.

Investigation d&#39;imagerie cérébrale de l&#39;effet de nuire à l&#39;émotion sur la cognition

Emotions can impact cognition by exerting both enhancing (e.g., better memory for emotional events) and impairing (e.g., increased emotional ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when studying the brain, as the functional role that a brain area fulfills may be largely defined by its connections to other brain areas. In this report, we describe a novel, non-invasive approach for relating brain structure and function using magnetic resonance imaging (MRI). This approach, a combination of structural imaging of long-range fiber connections and functional imaging data, is illustrated in two distinct cognitive domains, visual attention and face perception. Structural imaging is performed with diffusion-weighted imaging (DWI) and fiber tractography, which track the diffusion of water molecules along white-matter fiber tracts in the brain (Figure 1). By visualizing these fiber tracts, we are able to investigate the long-range connective architecture of the brain. The results compare favorably with one of the most widely-used techniques in DWI, diffusion tensor imaging (DTI). DTI is unable to resolve complex configurations of fiber tracts, limiting its utility for constructing detailed, anatomically-informed models of brain function. In contrast, our analyses reproduce known neuroanatomy with precision and accuracy. This advantage is partly due to data acquisition procedures: while many DTI protocols measure diffusion in a small number of directions (e.g., 6 or 12), we employ a diffusion spectrum imaging (DSI)1, 2 protocol which assesses diffusion in 257 directions and at a range of magnetic gradient strengths. Moreover, DSI data allow us to use more sophisticated methods for reconstructing acquired data. In two experiments (visual attention and face perception), tractography reveals that co-active areas of the human brain are anatomically connected, supporting extant hypotheses that they form functional networks. DWI allows us to create a "circuit diagram" and reproduce it on an individual-subject basis, for the purpose of monitoring task-relevant brain activity in networks of interest.

We describe a novel approach for simultaneous analysis of brain function and structure using magnetic resonance imaging (MRI). We assess brain structure with high-resolution diffusion-weighted imaging and white-matter fiber tractography. Unlike standard structural MRI, these techniques allow us to directly relate anatomical connectivity to functional properties of brain networks.

Co-analyse de la structure du cerveau et son fonctionnement en utilisant l&#39;IRMf et imagerie de diffusion

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Peering into the Dynamics of Social Interactions: Measuring Play Fighting in Rats

Play fighting in the rat involves attack and defense of the nape of the neck, which if contacted, is gently nuzzled with the snout. Because the movements of one animal are countered by the actions of its partner, play fighting is a complex, dynamic interaction. This dynamic complexity raises methodological problems about what to score for experimental studies. We present a scoring schema that is sensitive to the correlated nature of the actions performed. The frequency of play fighting can be measured by counting the number of playful nape attacks occurring per unit time. However, playful defense, as it can only occur in response to attack, is necessarily a contingent measure that is best measured as a percentage (#attacks defended/total # attacks X 100%). How a particular attack is defended against can involve one of several tactics, and these are contingent on defense having taken place; consequently, the type of defense is also best expressed contingently as a percentage. Two experiments illustrate how these measurements can be used to detect the effect of brain damage on play fighting even when there is no effect on overall playfulness. That is, the schema presented here is designed to detect and evaluate changes in the content of play following an experimental treatment.

Play fighting in the rat involves attack and defense of the nape of the neck, which if contacted, is gently nuzzled with the snout. Because the movements of one animal are countered by the actions of its partner, play fighting is a complex, dynamic interaction. This dynamic complexity raises methodological problems about what to score for experimental studies. We present a scoring schema that is sensitive to the correlated nature of the actions performed. Two experiments illustrate how these measurements can be used to detect the effect of brain damage on play fighting even when there is no effect on overall playfulness. That is, the schema presented here is designed to detect and evaluate changes in the content of play following an experimental treatment.

Scruter le fond de la dynamique des interactions sociales: Lecture Mesure lutte contre le rat

Play fighting in the rat involves attack and defense of the nape of the neck, which if contacted, is gently nuzzled with the snout. Because the movements ...

A Computer-assisted Multi-electrode Patch-clamp System

The patch-clamp technique is today the most well-established method for recording electrical activity from individual neurons or their subcellular compartments. Nevertheless, achieving stable recordings, even from individual cells, remains a time-consuming procedure of considerable complexity. Automation of many steps in conjunction with efficient information display can greatly assist experimentalists in performing a larger number of recordings with greater reliability and in less time. In order to achieve large-scale recordings we concluded the most efficient approach is not to fully automatize the process but to simplify the experimental steps and reduce the chances of human error while efficiently incorporating the experimenter's experience and visual feedback. With these goals in mind we developed a computer-assisted system which centralizes all the controls necessary for a multi-electrode patch-clamp experiment in a single interface, a commercially available wireless gamepad, while displaying experiment related information and guidance cues on the computer screen. Here we describe the different components of the system which allowed us to reduce the time required for achieving the recording configuration and substantially increase the chances of successfully recording large numbers of neurons simultaneously.

Multi-electrode patch-clamp recordings constitute a complex task. Here we show how, by automating of many of the experimental steps, it is possible to accelerate the process leading to qualitative improvement in performance and number of recordings.

Un multi-électrode système de patch-clamp assistée par ordinateur

The patch-clamp technique is today the most  well-established method for recording electrical activity from individual  neurons or their subcellular ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in adult mammalian animals remains elusive. In this study, we describe an experimental procedure for measuring calcium dynamics through dual optical windows above bilateral primary somatosensory corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgenic mice using 2-photon (2P) microscopy. This method enables recordings and quantifications of neural activity in bilateral mouse brain regions one at a time in the same experiment for a prolonged period in vivo. Key aspects of this method, which can be completed within an hour, include minimally invasive surgery procedures for creating dual optical windows, and the use of 2P imaging. Although we only demonstrate the technique in the S1 area, the method can be applied to other regions of the living brain facilitating the elucidation of structural and functional complexities of brain neural networks.

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

We describe an experimental procedure for measuring neuronal activity through dual optical windows above bilateral primary somatosensory corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgenic mice using 2-photon (2P) microscopy in vivo.

Imagerie de l’activité neuronale dans le Cortex somatosensoriel primaire utilisant Thy1-GCaMP6s des souris transgéniques

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

Real-time Video Projection in an MRI for Characterization of Neural Correlates Associated with Mirror Therapy for Phantom Limb Pain

Mirror therapy (MT) has been proposed as an effective rehabilitative strategy to alleviate pain symptoms in amputees with phantom limb pain (PLP). However, establishing the neural correlates associated with MT therapy have been challenging given that it is difficult to administer the therapy effectively within a magnetic resonance imaging (MRI) scanner environment. To characterize the functional organization of cortical regions associated with this rehabilitative strategy, we have developed a combined behavioral and functional neuroimaging protocol that can be applied in participants with a leg amputation. This novel approach allows participants to undergo MT within the MRI scanner environment by viewing real-time video images captured by a camera. The images are viewed by the participant through a system of mirrors and a monitor that the participant views while lying on the scanner bed. In this manner, functional changes in cortical areas of interest (e.g., sensorimotor cortex) can be characterized in response to the direct application of MT.

We present a novel combined behavioral and neuroimaging protocol employing real-time video projection for the purpose of characterizing the neural correlates associated with mirror therapy within the magnetic resonance imaging scanner environment in leg amputee subjects with phantom limb pain.

Projection vidéo en temps réel dans une IRM pour la caractérisation des corrélats neurones associés au traitement miroir pour douleur du membre fantôme