Questa ricerca è stata sostenuta 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 (a FD). Gli autori desiderano ringraziare Trisha Chakrabarty e Seres Pietro per l&#39;assistenza fMRI con dati di raccolta e Kristina Suen per l&#39;assistenza con l&#39;analisi dei dati.

1. Attività di progettazione, stimoli e protocollo sperimentale Il protocollo generale implica valutazioni di rating emotiva delle immagini (effetto immediato) e della memoria per queste immagini (impatto a lungo termine), come risultato di indurre l&#39;obiettivo di regolare le risposte emotive. L&#39;obiettivo di regolare è indotta esplicitamente o implicitamente, e l&#39;impatto immediato ea lungo termine è valutato rispetto a rating e di memoria per le immagini presentate durante i blocchi di base / piste che precedono le manipolazioni ER (pre-ER baseline induzione), vedi figura 1 per un diagramma del disegno complessivo sperimentale. Di seguito forniamo i dettagli riguardanti tutti questi aspetti. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/2430/2430fig1.jpg" /> Figura 1. Schema del protocollo ER L&#39;obiettivo è indotta in ciascun partecipante sia consciamente / in modo esplicito e non-consciously/implicitly, ma l&#39;ordine di induzione è diverso e controbilanciato tra i partecipanti -. Cioè, quelli assegnati a ER esplicito nella prima parte completare l&#39;implicita manipolazione nella seconda parte, e viceversa; ogni manipolazione è preceduto dalla sua base gira proprio. Vedi sotto per le descrizioni dettagliate dei compiti di Valutazione e Memoria. Emotion regolamento Manipolazione <ol><li> Esplicito ER manipolazione. Nella condizione esplicita ER, l&#39;attività di valutazione emozione è preceduta da istruzioni per sopprimere l&#39;esperienza emotiva e l&#39;espressione di risposte emozionali. Prove precedenti suggeriscono che espliciti le strategie di ER in modo affidabile influenzare la risposta emotiva 2. </li><li> Implicita ER manipolazione. Per questo, un adattamento della Task Scrambled Sentence (SST) 3 è usato per non indurre consapevolmente l&#39;obiettivo di regolare le emozioni. In questo compito, i partecipanti devono costruire 20 quattro parole frasi grammaticalmente corrette da cinque parole accozzaglie che hanno incorporato le parole che trasmettono l&#39;idea di emozione di controllo (ad esempio, &quot;frena&quot;, &quot;stabile&quot;, &quot;coperto&quot;), e quindi primo i partecipanti per sopprimere i loro 4 risposta emotiva. Le parole emozione di controllo sono stati presi da studi precedenti 4 e selezionati chiedendo agli studenti universitari alla &quot;lista delle 20 parole che vengono in mente quando si pensa di &#39;controllo emozione&#39; il concetto.&quot; </li><li> Da segnalare, per mantenere la stessa struttura del compito in entrambe le condizioni di ER, una SST è anche esibito in condizione esplicita ER, ma in questo caso i partecipanti sono presentati con 20 frasi che contengono solo modo neutro quanto riguarda l&#39;obiettivo di controllare le emozioni. </li></ol> Valutazioni di impatto immediato della manipolazione ER: Il compito Valutazione Emozionale <ol start="4"><li> Selezione degli stimoli. Stimoli costituiti da immagini emozionali e neutrale selezionati dal Sistema Internazionale Affective Picture (IAPS) 5, in base alla loro punteggi normativi per valenza emotiva e l&#39;eccitazione. Particolare attenzione deve essere rivolta alla bilanciare il contenuto emotivo delle immagini in tutte le piste di studio, e quindi evitare effetti confondenti dovuti a differenze, in queste proprietà di base. </li><li> Timing del compito. Ogni immagine è presentato sullo schermo per 4 secondi, quindi viene rimosso per minimizzare gli effetti confondenti dei movimenti oculari associati con la scansione di immagini prolungata 6; una croce fissazione segue ogni immagine per 12 secondi. Compito dei partecipanti &#39;è quello di guardare l&#39;immagine e il loro tasso di esperienza soggettiva emozionale innescata dalla foto su una scala a 8 punti (1 = neutral, 8 = molto negativo). Per evitare l&#39;induzione stato d&#39;animo, immagini sono pseudo-casuale in modo che non più di tre foto della stessa valenza sono presentati consecutivamente. </li></ol> Valutazione delle conseguenze a lungo termine della manipolazione ER: Il compito recupero della memoria <ol start="6"><li> Una settimana dopo, i partecipanti visualizzare un numero uguale di vecchio (visto nello scanner) e nuove foto (mai visto prima), che vengono presentati in termini di prestazioni soffitto bianco e nero per prevenire. A seguito di una decisione di vecchio / nuovo in base al fatto che ricordo di aver visto le immagini, mentre nello scanner o meno, i partecipanti anche il tasso di fiducia dei loro risposte su una scala a 3 punti (1 = basso, 2 = medio, 3 = elevata fiducia). </li></ol> 2. Preparazione del soggetto per la scansione Tutti i partecipanti di fornire il consenso informato scritto prima di eseguire il protocollo sperimentale, che è approvata da un Consiglio di etica. Sono anche avvertito che molte delle immagini raffigurano eventi dolorosi, come atti di violenza o traumi, e sono forniti esempi di stampa di immagini rappresentative. Prima di scansione <ol><li> Il giorno della scansione, stato attuale dei partecipanti &#39;di mente è valutato 7, per il controllo per tha effetto di umore sull&#39;esperienza emotiva e la capacità di controllare le emozioni. In concomitanza con le valutazioni post-scansione, queste valutazioni iniziale può essere anche usato per individuare i cambiamenti di umore a seguito della partecipazione allo studio. Valutazioni di tratti di personalità, come quelli di fidanzamento indicizzazione abituale di strategie regolazione delle emozioni 8 può essere fatta anche per indagare le loro possibili influenze sul successo della manipolazione ER ed i correlati neurali associate. </li><li> Prima della scansione, i partecipanti sono informati in dettaglio delle procedure di scansione e sono fornite istruzioni specifiche per il compito comportamentale. Per evitare disagi e per creare maggiore familiarità con il compito, i partecipanti sono dato anche la pratica abbreviato piste sia per il compito emozione di rating e la SST. </li></ol> Nella Sala di scansione <ol start="3"><li> I partecipanti vengono istruiti a giacere supino sul piano di scansione, con imbottitura supplementare per la testa per assicurare comfort durante la scansione e ridurre al minimo movimento. La non-adesivo lato di una lunghezza di nastro può essere avvolto intorno alla leggera sulla fronte dei partecipanti &#39;a ridurre ulteriormente il movimento della testa. I partecipanti sono dati protezioni per le orecchie e cuffie di isolamento per comunicare con lo sperimentatore durante la risonanza magnetica. </li><li> Mano destra soggetti &#39;si posiziona comodamente sulla casella di risposta, permettendo così la mano sinistra per essere utilizzati a sostegno o per altre misurazioni (ad esempio, le risposte di conduttanza cutanea). Un pulsante di arresto di emergenza è situata in prossimità modo che il soggetto può indicare ogni urgente necessità di arrestare lo scanner. Prima di iniziare la raccolta dei dati, è fondamentale assicurarsi che il soggetto può vedere la proiezione su schermo in modo chiaro per la presentazione dello stimolo e che i pulsanti di risposta funzionare correttamente. </li><li> Lo studio è suddiviso in corre / blocchi di prove, per permettere ai partecipanti il ​​tempo di riposare, e per evitare la massiccia perdita di dati in caso di malfunzionamento dell&#39;apparecchiatura. Per funzionare è controbilanciato tra i partecipanti, e ogni esecuzione inizia con sei secondi di fissazione, per consentire la stabilizzazione del segnale MR. </li></ol> 3. Registrazione dei dati ed elaborazione Parametri di scansione Abbiamo raccolto dati MRI da 24 giovani partecipanti sani, utilizzando un 1.5 Tesla Siemens Sonata per le registrazioni scanner MRI. Le nostre immagini anatomiche sono 3D serie anatomiche MPRAGE (tempo di ripetizione (TR) = 1600 ms, tempo di eco (TE) = 3.82 ms; numero di fette = 112; dimensioni voxel = 1x1x1mm). Le immagini funzionali costituiti 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 = 256x256mm), permettendo così una completa copertura del cervello . Analisi dei dati Noi usiamo statistico parametrico Mapping (SPM: <a href="http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/">http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/</a> ) in combinazione con in-house strumenti basati su MATLAB. Pre-trattamento comporta passaggi tipici: garanzia della qualità, l&#39;allineamento TR, la correzione del movimento, co-registrazione, la normalizzazione, e levigante (8 mm 3 kernel) 9. Analisi individuale e di gruppo a livello statistico può comportare confronti di attività cerebrale a seconda manipolazione ER (ER vs basale corre, vedi figura 2), valenza emotiva (negativo vs neutro), eccitazione (bassa vs alta), e le prestazioni della memoria ( ricordato vs dimenticato). Correlazioni di dati di imaging del cervello con i dati comportamentali (ad esempio, valutazioni foto) e / o punteggi misure personalità indicizzazione (per esempio, i tratti della personalità indicizzazione impegno abituale di strategie ER) può anche essere eseguita, per studiare come l&#39;attività cerebrale di co-varia con le differenze individuali nella comportamento e la personalità. 4. Rappresentante dei risultati: <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/2430/2430fig2.jpg" /> Figura 2. Ridotta attività dell&#39;amigdala e un aumento dell&#39;attività della corteccia prefrontale seguenti manipolazione ER. Induzione della meta ER è stato associato a ridotta attività nelle aree del cervello associate con l&#39;elaborazione emozione, tra cui l&#39;amigdala (a), e una maggiore attività nelle regioni del cervello associate a emozioni e controllo cognitivo regolamento 10, tra cui ventrolaterale corteccia prefrontale (PFC) (b), PFC dorsolaterale (d), e mediale PFC (c) 11,12. Come mostrato nel grafico a barre che illustra l&#39;attività VLPFC, espliciti ed impliciti ER sono stati associati a modelli simili di risposta, suggerendo che questi cambiamenti riflettono il contributo congiunto di ER esplicite e implicite. Le &quot;mappe di attivazione&quot; si sovrappongono le immagini ad alta risoluzione del cervello visualizzate nelle viste coronali, le barre di colore indicano il gradiente di valori t delle mappe di attivazione, sulla base delle statistiche del gruppo (N = 24), che riflettono l&#39;attività cerebrale in voxel che mostrano diminuito ( pannello di sinistra) o aumentata (pannello di destra) l&#39;attività a causa della manipolazione ER.Va notato che il blob di attivazione nella PFC può coprire più aree, come segue: VLPFC / Insula (b) e corteccia cingolata anteriore dorsale / corteccia premotoria (c). I grafici a barre illustra i cambiamenti del segnale per cento in risposta alle emozioni (Emo) e neutro (Neu) foto prima (cioè, BaseRuns) e dopo l&#39;induzione degli obiettivi ER (cioè Combined ER ER = esplicite e implicite media insieme, ER Esplicito, e implicita ER), ricavati dalle voxel mostrando pre al post-ER differenze. L = Sinistra, R = Destra. <img alt="Tabella 1" src="/files/ftp_upload/2430/2430table1.jpg" /> Tabella 1. Diminuzione valutazioni emotive seguenti manipolazione ER. Simili ai risultati fMRI, c&#39;è stata una riduzione del rating a seguito di induzione emotiva ER, e questo effetto il risultato di diminuire i seguenti ER sia esplicite e implicite. Importante, valutazioni emotive non è cambiata significativamente in un gruppo di controllo che ha eseguito la stessa operazione seguente ritardi simili, ma in assenza di induzione obiettivo ER. Sostenere queste idee, un 2 (Manipolazione: Baseline vs induzione ER) x 2 (Valenza: Emotional vs neutro) per misure ripetute ANOVA sui dati dello * gruppo sperimentale ha prodotto un significativo effetto principale di manipolazione (F [1, 19] = 11,21, p &lt;0,002) ed una significativa interazione manipolazione x Valence (F [1, 19] = 3.02, p &lt;0,05), e un analogo 2-way ANOVA sui dati del gruppo di controllo (n = 9) non ha dato un significativo effetto principale di ritardo (Baseline vs Corre ritardata) o di una significativa interazione ritardo x Valence. Questi risultati suggeriscono che la diminuzione di rating del gruppo sperimentale è stato a causa della induzione lo scopo di controllare le emozioni, piuttosto che a causa di assuefazione a seguito di esposizione ripetuta a stimoli emotivi. * A causa del logoramento di dati dovuta a cause comuni (ad esempio, problemi tecnici), analisi comportamentale del gruppo sperimentale sono stati basati sui dati di 20 partecipanti. Presi insieme, questi risultati di imaging cerebrale e comportamentale convalidare il progetto sperimentale attuale, che può essere usato per confrontare induzioni esplicite ed implicite del l&#39;obiettivo di regolare le emozioni. Va notato che la presente relazione sottolinea gli aspetti che derivano dal contributo congiunto delle manipolazioni esplicite e implicite ER, ma ciò non esclude la possibilità che i loro effetti possono essere dissociabile a comportamentali e / o livello del cervello.

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L., Dolcos, F., Cabeza, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+aging+on+functional+connectivity+of+the+amygdala+for+subsequent+memory+of+negative+pictures:+a+network+analysis+of+functional+magnetic+resonance+imaging+data.">Effects of aging on functional connectivity of the amygdala for subsequent memory of negative pictures: a network analysis of functional magnetic resonance imaging data.</a> Psychol Sci. 20, 74-84 (2009).</li><li>Ritchey, M., Dolcos, F., Eddington, K. M., Strauman, T. J., Cabeza, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+emotional+processing+in+depression:+Changes+with+behavioral+cognitive+therapy+and+predictors+of+treatment+response.">Neural correlates of emotional processing in depression: Changes with behavioral cognitive therapy and predictors of treatment response.</a> Journal of Psychiatric Research. 45, 577-587 (2011).</li><li>Eddington, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+idiographic+goal+priming+in+depression:+goal-specific+dysfunctions+in+the+orbitofrontal+cortex.">Neural correlates of idiographic goal priming in depression: goal-specific dysfunctions in the orbitofrontal cortex.</a> Soc Cogn Affect Neurosci. 4, 238-246 (2009).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Abbiamo descritto un protocollo che coinvolge la manipolazione esplicite ed implicite del fine di regolare le emozioni, e permette di indagine dei correlati neurali associate. Questo progetto ha il potenziale per far avanzare la nostra conoscenza di come il cervello regola le emozioni, essendo adatto per il confronto di ER esplicita implicita ER, che è intenzionale e può accadere senza comprensione e la consapevolezza dei partecipanti 13,14. Quindi, il protocollo può essere particolarmente utile per le ind...

brain imaging investigation of the neural correlates of emotion regulation

La capacità di controllare / regolare le emozioni è un importante meccanismo di coping di fronte a situazioni emotivamente stressanti. Nonostante i notevoli progressi sono stati compiuti nella comprensione regolazione delle emozioni conscio / intenzionale (ER), meno si sa circa ER non-conscious/automatic ed i correlati neurali associate. Ciò è in parte a causa dei problemi inerenti al concetto unitario di elaborazione automatica e consapevole 1. Qui, vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali di entrambi deliberata e ER automatica utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI). Questo protocollo permette nuove possibilità di indagine in vari aspetti della ER. Per esempio, il disegno sperimentale permette la manipolazione del fine di regolare le emozioni (consapevole e non-cosciente), così come l&#39;intensità della sfida emotiva (alto vs basso). Inoltre, permette di indagine sia effetti immediati (percezione emozione) e lungo termine (memoria emotiva) delle strategie di ER sul trattamento emozione. Pertanto, questo protocollo può contribuire ad una migliore comprensione dei meccanismi neurali di regolazione delle emozioni nei comportamenti sani e per raccogliere informazioni sui possibili cause di deficit nei disturbi d&#39;ansia e depressione in cui l&#39;emozione regolamento disfunzione è spesso tra le funzionalità di base debilitanti.

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Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Emotion Regulation

Vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali della regolazione delle emozioni deliberata e automatico, usando la risonanza magnetica funzionale. Questo protocollo può essere utilizzato in partecipanti sani, giovani e anziani, così come nei pazienti.

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 ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.3K Views.  University of Illinois, Urbana-Champaign. Vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali della regolazione delle emozioni deliberata e automatico, usando la risonanza magnetica funzionale. Questo protocollo può essere utilizzato in partecipanti sani, giovani e anziani, così come nei pazienti.

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

The ability to gauge social interactions is crucial in the assessment of others&#x2019; intentions. Factors such as facial expressions and body language affect our decisions in personal and professional life alike 1. These "friend or foe" judgements are often based on first impressions, which in turn may affect our decisions to "approach or avoid". Previous studies investigating the neural correlates of social cognition tended to use static facial stimuli 2. Here, we illustrate an experimental design in which whole-body animated characters were used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) recordings. Fifteen participants were presented with short movie-clips of guest-host interactions in a business setting, while fMRI data were recorded; at the end of each movie, participants also provided ratings of the host behaviour. This design mimics more closely real-life situations, and hence may contribute to better understanding of the neural mechanisms of social interactions in healthy behaviour, and to gaining insight into possible causes of deficits in social behaviour in such clinical conditions as social anxiety and autism 3.

This article demonstrates an experimental design in which whole-body animated characters are used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) to investigate the neural correlates of observing virtual social interactions.

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 ...

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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 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 ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents the return of fear. Pavlovian fear-conditioning paradigms are commonly employed to create a controlled, novel fear association in the laboratory. After pairing an innocuous stimulus (conditioned stimulus, CS) with an aversive outcome (unconditioned stimulus, US) we can elicit a fear response (conditioned response, or CR) by presenting just the stimulus alone1,2 . Once fear is acquired, it can be diminished using extinction training, whereby the conditioned stimulus is repeatedly presented without the aversive outcome until fear is no longer expressed3. This inhibitory learning creates a new, safe representation for the CS, which competes for expression with the original fear memory4. Although extinction is effective at inhibiting fear, it is not permanent. Fear can spontaneously recover with the passage of time. Exposure to stress or returning to the context of initial learning can also cause fear to resurface3,4.
Our protocol addresses the transient nature of extinction by targeting the reconsolidation window to modify emotional memory in a more permanent manner. Ample evidence suggests that reactivating a consolidated memory returns it to a labile state, during which the memory is again susceptible to interference5-9. This window of opportunity appears to open shortly after reactivation and close approximately 6hrs later5,11,16, although this may vary depending on the strength and age of the memory15. By allowing new information to incorporate into the original memory trace, this memory may be updated as it reconsolidates10,11. Studies involving non-human animals have successfully blocked the expression of fear memory by introducing pharmacological manipulations within the reconsolidation window, however, most agents used are either toxic to humans or show equivocal effects when used in human studies12-14. Our protocol addresses these challenges by offering an effective, yet non-invasive, behavioral manipulation that is safe for humans.
By prompting fear memory retrieval prior to extinction, we essentially trigger the reconsolidation process, allowing new safety information (i.e., extinction) to be incorporated while the fear memory is still susceptible to interference. A recent study employing this behavioral manipulation in rats has successfully blocked fear memory using these temporal parameters11. Additional studies in humans have demonstrated that introducing new information after the retrieval of previously consolidated motor16, episodic17, or declarative18 memories leads to interference with the original memory trace14. We outline below a novel protocol used to block fear recovery in humans.

Conditioned fear can be diminished through an inhibitory process called extinction, but can resurface under conditions such as the passage of time or exposure to stress. Our protocol presents a novel way of preventing fear recovery by introducing extinction during the reconsolidation window (the re-storage phase of a reactivated memory).

Formazione estinzione durante la finestra di riconsolidamento impedisce il recupero della paura

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

High-resolution Live Imaging of Cell Behavior in the Developing Neuroepithelium

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central nervous system (CNS). Although much is known about the molecular mechanisms that pattern the spinal cord and elicit neuronal differentiation1, 2, we lack a deep understanding of these early events at the level of cell behavior. It is thus critical to study the behavior of neural progenitors in real time as they undergo neurogenesis.
In the past, real-time imaging of early embryonic tissue has been limited by cell/tissue viability in culture as well as the phototoxic effects of fluorescent imaging. Here we present a novel assay for imaging such tissue for long periods of time, utilizing a novel ex vivo slice culture protocol and wide-field fluorescence microscopy (Fig. 1). This approach achieves long-term time-lapse monitoring of chick embryonic spinal cord progenitor cells with high spatial and temporal resolution.
This assay may be modified to image a range of embryonic tissues3, 4 In addition to the observation of cellular and sub-cellular behaviors, the development of novel and highly sensitive reporters for gene activity (for example, Notch signaling5) makes this assay a powerful tool with which to understand how signaling regulates cell behavior during embryonic development.

Imaging embryonic tissue in real-time is challenging over long periods of time. Here we present an assay for monitoring cellular and sub-cellular changes in chick spinal cord for long periods with high spatial and temporal resolution. This technique can be adapted for other regions of the nervous system and developing embryo.

Imaging ad alta risoluzione dal vivo del comportamento delle cellule in via di sviluppo neuroepitelio

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central ...

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 ...

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 ...

Analysis of Brain Mitochondria Using Serial Block-Face Scanning Electron Microscopy

Human brain is a high energy consuming organ that mainly relies on glucose as a fuel source. Glucose is catabolized by brain mitochondria via glycolysis, tri-carboxylic acid (TCA) cycle and oxidative phosphorylation (OXPHOS) pathways to produce cellular energy in the form of adenosine triphosphate (ATP). Impairment of mitochondrial ATP production causes mitochondrial disorders, which present clinically with prominent neurological and myopathic symptoms. Mitochondrial defects are also present in neurodevelopmental disorders (e.g. autism spectrum disorder) and neurodegenerative disorders (e.g. amyotrophic lateral sclerosis, Alzheimer&#39;s and Parkinson&#39;s diseases). Thus, there is an increased interest in the field for performing 3D analysis of mitochondrial morphology, structure and distribution under both healthy and disease states. The brain mitochondrial morphology is extremely diverse, with some mitochondria especially those in the synaptic region being in the range of &#60;200 nm diameter, which is below the resolution limit of traditional light microscopy. Expressing a mitochondrially-targeted green fluorescent protein (GFP) in the brain significantly enhances the organellar detection by confocal microscopy. However, it does not overcome the constraints on the sensitivity of detection of relatively small sized mitochondria without oversaturating the images of large sized mitochondria. While serial transmission electron microscopy has been successfully used to characterize mitochondria at the neuronal synapse, this technique is extremely time-consuming especially when comparing multiple samples. The serial block-face scanning electron microscopy (SBFSEM) technique involves an automated process of sectioning, imaging blocks of tissue and data acquisition. Here, we provide a protocol to perform SBFSEM of a defined region from rodent brain to rapidly reconstruct and visualize mitochondrial morphology. This technique could also be used to provide accurate information on mitochondrial number, volume, size and distribution in a defined brain region. Since the obtained image resolution is high (typically under 10 nm) any gross mitochondrial morphological defects may also be detected.

Mitochondrial visualization and analysis from mammalian brain tissue is a challenging task. Here, we describe how three dimensional (3D) reconstruction analysis from the serial block-face scanning electron microscopy (SBFSEM) can be used to gain insights on the morphological and volumetric analysis of this critical energy generating organelle.

Analisi di Brain mitocondri Utilizzando Serial Block-Face Scanning Electron Microscopy

Human brain is a high energy consuming organ that mainly relies on glucose as a fuel source. Glucose is catabolized by brain mitochondria via glycolysis, ...

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 ...