Questa ricerca è stata sostenuta da start-up fondi per FD. KS è stato sostenuto da una borsa di studio estiva dal Alberta Heritage Foundation for Medical Research. FD è stato sostenuto da un premio Young Investigator da Alleanza Nazionale per la Ricerca sulla Schizofrenia e depressione, e un premio CPRF dalla Fondazione Canadese di Ricerca Psichiatrica. Gli autori desiderano ringraziare Seres Pietro per l&#39;assistenza con i dati di raccolta e Kristina Suen per l&#39;assistenza con l&#39;analisi dei dati.

1. Stimoli, attività di progettazione, e il protocollo sperimentale I nostri stimoli sono creati con Poser 7.0 ( <a href="http://poser.smithmicro.com/poser.html">http://poser.smithmicro.com/poser.html</a> ), e sono presentati utilizzando CIGAL ( <a href="http://www.nitrc.org/projects/cigal/">http://www.nitrc.org/projects/cigal/</a> ). <ol><li> Il compito consiste in una serie di video animati di dieci secondi di non-verbale delle interazioni ospite-ospite in un ambiente di business. Il soggetto vista l&#39;ospite viene accolto da un host (condizione di interazione sociale) o di un cartone cut-out di un host (nessuna interazione sociale / controllo della condizione). </li><li> L&#39;host può visualizzare comportamenti che invitano ad ulteriori interazione sociale (condizione approccio), o comportamenti che possono indicare la mancanza di interesse per ulteriori interazioni (evitare condizione). </li><li> Oltre a questa manipolazione di base del tipo di comportamento mostrato da parte dell&#39;ospite, altre manipolazioni possono anche essere inclusi. Per esempio, in alcuni dei processi (tipicamente la metà) i personaggi possono stringere la mano, come parte del protocollo di saluto, mentre in altri non fanno nulla. Questa manipolazione permette di indagine degli effetti della formale il contatto fisico sul comportamento 4, che possono anche essere dovrebbe avere un significato diverso a seconda del background culturale dello spettatore (ad esempio, Western vs Est-asiatico). </li><li> Altra manipolazione può comportare il cambiamento di prospettiva dello spettatore dal personale (Me) a impersonale (Altro). Questa manipolazione si propone di attingere a reti neurali associate auto-referenziale di elaborazione 5, e consente l&#39;identificazione di risposte che sono modulati da impegno personale 6,7 (ad esempio, esacerbazione di evitare l&#39;impatto del comportamento, se presi personalmente). L&#39;alternanza tra le due prospettive possono essere cued all&#39;inizio di ogni prova. </li><li> I video sono seguiti da schermi rating che stanno chiedendo al soggetto di voto agli host su competenza, affidabilità, e interesse a fare affari su una scala a 5 punti Likert (0 = per niente / 4 = moltissimo); queste valutazioni dovrebbero essere controbilanciato negli studi, per evitare effetti ordine. </li><li> Personaggi in video sono controbilanciati per il comportamento visualizzato (approccio vs evitare), l&#39;origine etnica (caucasica vs non-caucasica), colore camicia e acconciatura. Aspetti fondamentali che possono influenzare le interazioni sociali (ad esempio, l&#39;attrattiva) dovrebbero essere controllati per (ad esempio, off-line valutazioni degli ospiti), per garantire che non vi siano differenze sistematiche tra le categorie di prova, e quindi evitare confonde possibile (ad esempio, se ospita la visualizzazione di evitare comportamenti anche di forte attrattiva punteggi più bassi). Infine, data l&#39;evidenza che le interazioni con il sesso femminile-padroni di casa sono più efficaci nell&#39;influenzare le decisioni (ad esempio, finanziarie) 4, nel nostro studio tutti i padroni di casa erano femmine, ma il genere dei padroni di casa può anche essere controbilanciato negli studi - ad esempio, il 50% femmine contro il 50% maschi. </li><li> L&#39;esperimento è diviso in corre / blocchi di prove, per dare il tempo ai partecipanti di riposo, e di evitare una massiccia perdita di dati in caso di malfunzionamento delle attrezzature. Inoltre, per evitare perdite di dati parziali, idealmente le condizioni / prove devono essere equamente rappresentati in ciascun blocco, a seconda dei manipolazione (ad esempio, l&#39;interazione sociale, sesso, scuotere / no-shake). Per funzionare è anche controbilanciato tra i partecipanti. Ogni esecuzione inizia con sei secondi di una fissazione, per consentire la stabilizzazione del segnale MR. Un inter-trial intervallo di 8 secondi segue ogni film-trial e termina ogni corsa / blocco. </li><li> Va notato che, mentre rispetto ai modelli sperimentali che coinvolgono stimoli statici il design attuale è aumentato validità ecologica per identificare correlati neurali della cognizione sociale, questo approccio pone anche limiti e sfide. Una di queste sfide è rappresentata dalla necessità di mantenere il &quot;background&quot; aspetti (ad esempio, l&#39;ambiente in cui avvengono le interazioni sociali o la non rilevanti aspetti del comportamento), il più costante possibile, nel contesto di manipolare le variabili comportamentali di interesse (ad esempio , gesti distinguendo le interazioni sociali mirate), che può essere difficile da realizzare in condizioni in cui vengono utilizzati gli stimoli dinamici. Tuttavia, crediamo che l&#39;attuale approccio raggiunge un ragionevole compromesso off tra l&#39;obiettivo di aumentare validità ecologica degli stimoli utilizzati in studi sociali neuroscienze ed i vincoli associati con il coinvolgimento di strumenti di imaging cerebrale che richiedono il controllo ragionevole della manipolazioni sperimentali di allow valid inferenze circa i correlati neurali di comportamenti mirati. </li></ol> 2. Preparazione del soggetto per la scansione I soggetti sono generalmente reclutati sulla base della loro età, la salute, prima lingua, e fattori di rischio individuali per la scansione di risonanza magnetica, come effetti metallici sostituzione articolare. HoWever, a seconda dello scopo dello studio, altri fattori possono essere considerate, tra cui la razza / etnia, status socio-economico, e la storia del consumo di droga. Tutti i soggetti di fornire il consenso informato scritto prima di eseguire il protocollo sperimentale, che è approvata da un Consiglio di etica. Prima di entrare nella stanza di scansione <ol><li> Il giorno della scansione, i partecipanti sono invitati a compilare questionari che valutano il loro stato d&#39;animo attuale, per garantire che essi non sono troppo ansiosi o depressi prima dell&#39;esperimento 8, 9. Queste valutazioni possono essere utilizzati anche in combinazione con dati fMRI, per indagare come lo stato emotivo al momento della scansione può influenzare le risposte dei partecipanti &#39;. Inoltre, in collaborazione con le valutazioni post-scansione, queste valutazioni iniziale può essere usata per assicurarsi che lo stato emotivo generale dei partecipanti &#39;non cambia drasticamente a causa della loro partecipazione alla sperimentazione. Infine, altri comportamentali / personalità valutazioni possono essere fatte anche, per approfondire come le variazioni individuali in particolare gli aspetti della personalità che le risposte influenza in contesti sociali (ad esempio, ansia sociale, l&#39;affidabilità) può influenzare le risposte dei partecipanti &#39;nel corso dello studio 10, 11. </li><li> Prima della scansione, il partecipante è informato nel dettaglio delle procedure di scansione, ed è dato istruzioni specifiche per il compito comportamentale (descritta sotto). Per evitare disagi e maggiore familiarità con il compito, il partecipante è data anche una pratica abbreviato per eseguire l&#39;operazione. </li></ol> Di entrare nella stanza di scansione <ol start="3"><li> Il soggetto è istruito a giacere supino sul letto di scansione, con imbottitura supplementare per la 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 sulla fronte del soggetto. Se si preferisce, ammortizzazione può essere posto sotto le ginocchia sollevate del soggetto, per ridurre la tensione muscolare parte bassa della schiena. </li><li> I soggetti sono dato protezioni per le orecchie (tappi per le orecchie), così come le cuffie isolamento per comunicare con lo sperimentatore durante la risonanza magnetica. </li><li> La 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 deve essere collocato nelle vicinanze, in modo che il soggetto può indicare ogni urgente necessità di arrestare lo scanner. </li><li> Prima di iniziare la raccolta dei dati, è fondamentale fare in modo che il soggetto può vedere la proiezione sullo schermo in modo chiaro, per la presentazione dello stimolo, e che i pulsanti di risposta funzionare correttamente. </li></ol> 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. Le nostre immagini anatomiche sono state serie di immagini 3D anatomico MPRAGE (tempo di ripetizione, TR = 1600 ms; eco tempo TE = 3,82 ms; numero di fette = 112; voxel size = 1 x 1 x 1 mm), e le immagini funzionale costituito da serie di 28 fette funzionale (voxel size = 4x4x4 mm), ha acquisito assiale utilizzando una sequenza di echoplanar (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; campo di vista FOV = 256 x 256 millimetri), consentendo così una copertura completa del cervello. Analisi dei dati Noi usiamo statistico Parametric Mapping (SPM2/SPM5) in combinazione con in-house Matlab strumenti basati. Pre-trattamento comporta passaggi tipici: garanzia della qualità, l&#39;allineamento TR, la correzione del movimento, co-registrazione, la normalizzazione, e levigante (8 kernel mm ³) 12. <ol><li> L&#39;analisi dei dati combina voxel-wise e la regione di interesse (ROI) si avvicina per confrontare l&#39;attività cerebrale associata a condizioni di interesse (ad esempio, l&#39;interazione sociale e non-interazione sociale). </li><li> Intero-cervello voxel-saggio analizza produrre mappe statistiche che identificano più grandi reti di regioni del cervello associate con l&#39;elaborazione che è alla base della valutazione delle interazioni sociali, e analisi del ROI consente un&#39;indagine mirata della risposta in specifiche regioni del cervello, che sono a priori identificati come parte della rete cognizione sociale (Figura 1A). Analisi del ROI sono utilizzati anche per estrarre il segnale fMRI a scopo illustrativo (Figura 1B). Abbiamo usato una soglia di intensità di p = 0,001 e una soglia di misura di 10 voxel contigui. Oltre a questi metodi tipici coinvolti nell&#39;analisi dei dati, altri modi di analizzare i dati possono anche essere impiegati come approcci complementari a studi che hanno valutato i correlati neurali della cognizione sociale 13, 14. </li><li> Infine, le correlazioni dei dati di imaging cerebrale con i dati comportamentali (ad esempio, l&#39;affidabilità voti) e / o punteggi misure personalità indicizzazione (per esempio, ansia di tratto) può anche essere eseguita, per studiare come l&#39;attività cerebrale di co-vaRies con differenze individuali nel comportamento e della personalità. </li></ol> 4. Rappresentante Risultati <img src="/files/ftp_upload/2379/2379fig1.jpg" alt="Figura 1"/> Figura 1. Maggiore attività nella rete cognizione sociale in risposta ad osservare le interazioni sociali. Confronto di interazione sociale vs prove no-interaction/control rivelato l&#39;attività nelle regioni cognizione sociale tipica del cervello, tra cui il solco temporale superiore (STS, a), il laterale e mediale corteccia prefrontale (mPFC, b &amp; d, rispettivamente), e l&#39;amigdala (AMY, c). Le &quot;mappe di attivazione&quot; si sovrappongono le immagini ad alta risoluzione del cervello visualizzata in laterale (sinistra e destra pannelli) e coronale (pannello centrale) punti di vista; le barre di colore indicano il gradiente di valori t delle mappe di attivazione (basata sui dati 15 partecipanti), che riflettono l&#39;attività cerebrale di tempo bloccato al insorgenze di approccio / evitare comportamenti. I grafici illustrano i corsi linea temporale del segnale fMRI, estratto dal ROI funzionale per ogni tipo di prova e TR (1 TR = 2 secondi). L = Sinistra, R = Destra.

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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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Il disegno sperimentale presentato qui permette indagine dei correlati neurali di osservare e interpretare il linguaggio del corpo. Questo progetto ha il potenziale per far avanzare le nostre conoscenze sui meccanismi cerebrali coinvolti nelle interazioni sociali, e di estendere i modelli teorici di come coniugare la percezione di diversi tipi di linguaggio del corpo o concetti sociali quali l&#39;affidabilità di prendere decisioni in ambienti interattivi sociale 3. Tale conoscenza può essere applicato in u...

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

La capacità di valutare le interazioni sociali è di fondamentale importanza nella valutazione delle intenzioni altrui &#39;. Fattori come le espressioni facciali e il linguaggio del corpo influenzano le nostre decisioni nella vita personale e professionale sia 1. Questi &quot;amico o nemico&quot; giudizi sono spesso basati su prime impressioni, che a loro volta possono influenzare le nostre decisioni &quot;approccio o evitare&quot;. Precedenti studi indagare i correlati neurali della cognizione sociale, tendevano a utilizzare facciali statici stimoli 2. Qui, illustrare un disegno sperimentale in cui sono stati utilizzati personaggi animati di tutto il corpo in collaborazione con la risonanza magnetica funzionale (fMRI) registrazioni. Quindici i partecipanti sono stati presentati con brevi filmati-clip di guest-host interazioni in un contesto di lavoro, mentre i dati fMRI sono stati registrati, alla fine di ogni film, i partecipanti hanno anche fornito valutazioni del comportamento di accoglienza. Questo design riproduce le situazioni più da vicino nella vita reale, e quindi possono contribuire ad una migliore comprensione dei meccanismi neurali delle interazioni sociali nei comportamenti sani e per raccogliere informazioni sui possibili cause di deficit nel comportamento sociale in condizioni cliniche come l&#39;ansia sociale e autismo 3 .

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

Questo articolo illustra un disegno sperimentale in cui vengono usati personaggi animati di tutto il corpo in collaborazione con la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per studiare i correlati neurali di osservare le interazioni sociali virtuali.

Indagine del cervello Imaging i correlati neurali di osservazione virtuale interazioni sociali

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

brain-imaging-investigation-neural-correlates-observing-virtual

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.5K Views.  University of Alberta. Questo articolo illustra un disegno sperimentale in cui vengono usati personaggi animati di tutto il corpo in collaborazione con la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per studiare i correlati neurali di osservare le interazioni sociali virtuali.

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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.

Combinando comportamentali Endocrinologia ed Economia Sperimentale: Decisione testosterone e sociale Fare

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

Ricerca

Neuroscienze

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.

Indagine del cervello Imaging i correlati neurali di raccoglimento autobiografica Emozionale

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.

Indagine del cervello Imaging i correlati neurali delle emozioni regolamento

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.

Indagine Imaging cerebrale della memoria effetto di intensificazione delle emozioni

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.

Imaging cerebrale Indagine di compromettere l&#39;effetto delle emozioni sulla cognizione

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-analisi della struttura e delle funzioni cerebrali con fMRI e Diffusion-weighted imaging

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.

Sbirciando nelle dinamiche delle interazioni sociali: Gioca misurazione Lotta in ratti

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-elettrodo patch-clamp Computer System-assistita

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.

Imaging di attività neurale nella corteccia somatosensoriale primaria utilizzando Thy1-topi transgenici GCaMP6s

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.

Proiezione Video in tempo reale in una risonanza magnetica per la caratterizzazione di componenti neurali associati con la terapia di specchio per dolore dell'arto fantasma