FD è stata sostenuta da un premio Young Investigator dell&#39;Alleanza degli Stati Uniti Nazionale per la Ricerca sulla Schizofrenia e Depressione e un Premio CPRF dalla Fondazione canadese Research psichiatrici.

I. Progettazione attività, stimoli e protocollo sperimentale <ol><li> Il compito fondamentale di questo protocollo è una risposta ritardata compito WM, dove vengono presentati nuovi distrattori emotivo e neutro task-irrilevante durante l&#39;intervallo di ritardo tra il memorandum e le sonde (vedi Figura 1 Schema per illustrare il compito originale). Eventi relativi dati fMRI sono registrati mentre i partecipanti eseguire questa operazione. Strapazzate versioni del distrattori reale può anche essere utilizzato come controllo percettivo, che hanno identiche proprietà di base (ad esempio, la frequenza spaziale e luminanza). </li></ol><img src="/files/ftp_upload/2434/2434fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Schema generale della risposta ritardata compito di memoria di lavoro con Distraction (da 6, con il permesso). Tre facce sono utilizzati nel memorandum al fine di impegnare fortemente il sistema dorsale esecutivo, e coppie di distrattori romanzo vengono utilizzati per aumentare la IMPACt di distrazione emotiva sulle prestazioni WM e l&#39;attività cerebrale. L&#39;impatto di distrattori emotiva può essere aumentato anche presentando le immagini a colori (non mostrato), e con l&#39;associazione distrattori con simili contenuti emotivi e semantico. In questo contesto, particolare attenzione deve essere rivolta alla partita anche immagini emozionali e neutrale proprietà di base, come la luminosità e la frequenza spaziale 15, per evitare di introdurre confonde possibile. I partecipanti sono incaricati di mantenere la loro attenzione sul compito WM mentre ancora elaborando i distrattori, e di rendere risposte rapide e precise alle sonde premendo un pulsante di risposta (1 = Vecchia, 2 = Nuovo). Per la presentazione dello stimolo, abbiamo usato CIGAL ( <a href="http://www.nitrc.org/projects/cigal/">http://www.nitrc.org/projects/cigal/</a> ). Il memorandum e sonde possono essere presentate a colori o in bianco e nero. <ol start="2"><li> Si consiglia che il sesso dei volti nel memorandum ha proporzioni equilibrate dei maschi (50%) ed females (50%). Analoga proporzione equilibrata è consigliato anche per il Vecchio (50%) e New (50%) sonde. La difficoltà del compito WM può essere variata cambiando queste proporzioni e / o variando altri fattori - ad esempio, la somiglianza dei tratti del viso tra i visi da memorandum stesso e la loro somiglianza con le sonde, e / o manipolando la presenza / assenza di olio extra-facciale funzioni del memorandum (si veda anche il film). Oltre alle facce, altri stimoli può essere utilizzato anche come memorandum e sonde 9. </li><li> Si raccomanda che le sperimentazioni 30-40 per condizione 6, 11 da utilizzare con questo disegno, anche se data la sua stabilità come un &quot;ritmo lento&quot; segnale fMRI struttura robusta può essere ottenuto anche con un minor numero di prove (vedi Materiali Supplementari da 6). Questo permette la raccolta di dati fMRI in ~ 1,5-2 ore., Che è possibile utilizzare nei partecipanti sani e clinica. Nonostante il suo leggero svantaggio a causa del numero relativamente basso di proveche possono essere coinvolti rispetto al &quot;veloce&quot; disegni, questo disegno ha il vantaggio di ottenere più stabile singolo trial segnale fMRI e una migliore separazione del segnale associato con prove individuali e gli stimoli all&#39;interno di trial / fasi, che sono anche funzionali vantaggiosi per analisi di connettività. </li><li> Variazione di tipo distrattori contribuisce anche alla versatilità di questo progetto, adattandolo in base agli obiettivi delle indagini e delle popolazioni mirate. Distrattori emotivo e neutrale nel progetto originale 6 sono stati selezionati dal Sistema Internazionale Affective Picture 16, ma effetti simili si possono ottenere con altri stimoli nuovi che sono efficaci come distrattori 12, e / o con manipolazioni che aumentano la sensibilità del compito in WM rilevare le differenze comportamentali (ad esempio, valutando anche la fiducia dei partecipanti &#39;nelle loro risposte) 11. </li><li> Per esempio, in un recente studio del dopoguerra veterans con o senza disturbo post-traumatico da stress (PTSD) 12, le immagini emozionali IAPS indurre generale emozioni negative sono state sostituite con immagini legati al combattimento. Queste immagini ci si aspettava di indurre emozioni che sono più specificamente legate al combattimento relativi traumi, e quindi essere distrattori più efficace nel combattimento esposti coorti, in particolare nel gruppo di PTSD. Inoltre, gli stimoli che inducono specifiche emozioni negative (per esempio, ansia) o stimoli emotivamente positiva può essere utilizzato anche come distrattori. Per esempio, la visualizzazione di volti espressioni paura può indurre ansia sociale, e quindi essere efficace nelle indagini l&#39;impatto transitorio ansiogeno distrazione su WM 11. Inoltre, effetti simili possono essere trovati con distrattori positivo 17. </li><li> Infine, in combinazione con altre misure (ad esempio, comportamentali e di personalità correlati) questo paradigma può essere utilizzato anche per indagare le relazioni tra attività cerebrale e differenze individuali<html> ze nei vari aspetti che influenzano le performance cognitive in questo compito 8, 10, 11. </li></ol> II. Preparazione del soggetto per la scansione Tutti i partecipanti devono fornire consenso informato scritto prima di eseguire il protocollo sperimentale, che dovrebbe essere approvata da un Consiglio di etica. Prima di entrare nella stanza di scansione <ol><li> Il giorno della scansione, stato attuale affettivo partecipante è valutato, per controllare l&#39;effetto dello stato d&#39;animo il compito WM con distrazione. In concomitanza con le valutazioni post-scansione, queste prime valutazioni possono essere anche usati per lo screening per i cambiamenti di umore a seguito della partecipato allo studio 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. Il partecipante completa anche una breve sessione di pratica per familiarizzare con il compito. </li></ol>e_step &quot;&gt; di entrare nella stanza di scansione <ol start="3"><li> Il partecipante si trova in posizione supina sul letto di scansione, con imbottitura supplementare per la testa, per garantire il massimo comfort durante la scansione e ridurre al minimo movimento. 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. I soggetti sono fornite protezioni per le orecchie e cuffie di isolamento per comunicare con lo sperimentatore durante la risonanza magnetica. </li><li> La mano destra del soggetto è posizionato comodamente sulla casella di risposta. Prima di iniziare la raccolta dei dati, è fondamentale assicurarsi che i pulsanti di risposta funzionare correttamente e che il soggetto può vedere la proiezione su schermo in modo chiaro per la presentazione dello stimolo. Un pulsante di arresto d&#39;emergenza è anche collocato nelle vicinanze, in modo che il soggetto può indicare ogni urgente necessità di fermare lo scanner. </li></ol> Dopo la sessione di scansione <ol start="5"><li> Ulteriori compiti possono essere utilizzati per ulteriori VALUTAZIONE DI comportamentalits - ad esempio, per determinare la sensibilità dei partecipanti &#39;alla distrattori, per valutazione della valenza emotiva / intensità di distrattori e / o la distraibilità soggettivamente percepita dei distrattori. Queste valutazioni possono essere utilizzate per garantire che la percezione soggettiva degli stimoli emotivi utilizzate durante la scansione replica effetti precedenti dimostrato in letteratura, e le differenze individuali nel rating può essere utilizzato per studiare la loro influenza sui meccanismi neurali che mediano l&#39;effetto negativo delle emozioni sulla cognizione 6 , 8. </li><li> Valutazioni di tratti di personalità (ad esempio, ansia di tratto, la reattività emotiva) può essere effettuata anche dopo la scansione di risonanza magnetica, se non eseguite prima della scansione 11. </li></ol> III. Registrazione dei dati e analisi Parametri di scansione Nello studio originale 6, abbiamo raccolto i dati utilizzando una risonanza magnetica di Tesla 4 General Electric per registrazioni scanner MRI, ma per i più recle diverse versioni del compito che ci sono anche riusciti a raccogliere i dati con una risonanza magnetica 1,5 T scanner 11. Nel 4T scanner, serie di 30 fette funzionale (voxel size = 4 x 4 x 4 mm) sono stati acquisiti assialmente utilizzando un processo inverso di spirale sequenza di impulsi (TR = 2000 ms, TE = 31 ms; campo di vista = 256 x 256 millimetri) , consentendo così una copertura completa del cervello. Allo stesso modo, nello scanner 1.5, serie di 28 fette funzionale (voxel size = 4 x 4 x 4 mm), sono stati acquisiti assiale utilizzando una sequenza di echoplanar (TR = 2000 ms, TE = 40 ms; campo di vista = 256 x 256 mm ). Immagini strutturali ad alta risoluzione sono stati anche acquisiti in orientamento assiale (in-plane risoluzione = 1 mm 2; anatomo-funzionale = rapporto 4:1). Analisi dei dati Noi usiamo parametrico statistico 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 *, uno TRlignment, la correzione del movimento, co-registrazione, la normalizzazione, e levigante (con un 8 x 8 x 8 Kernel mm), la garanzia della qualità * di base coinvolti ispezione visiva dei dati, per individuare i movimenti lordo dei partecipanti e del movimento legati manufatti in dati, così come l&#39;identificazione di volumi con picchi inusuali nel segnale MR. Individuale e di gruppo a livello di analisi statistiche implicano confronti di attività cerebrale a seconda del tipo distrattori (distrazione emotiva vs neutro). Inoltre, le correlazioni dei dati di imaging cerebrale con misure soggettivo o oggettivo di distraibilità (ps valutazioni, emotivo e distraibilità e le prestazioni della memoria di lavoro) 6,8,11 e / o punteggi misure personalità indicizzazione (ad esempio, ansia di tratto) 11 può anche essere eseguita, per studiare come l&#39;attività cerebrale di co-varia con differenze individuali in tali misure. Le analisi in tutti i nostri studi che utilizzano questo protocollo sono tipicamente focalizzati su attività osservata durante l&#39;intervallo di ritardo, when distrattori sono presentati, ma l&#39;attività di tempo bloccato per altri eventi (ad esempio, sonde) possono essere esaminati. IV. Rappresentante Risultati <img src="/files/ftp_upload/2434/2434fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Pattern opposto di attività nel cervello Sistemi ventrale vs dorsale in presenza di distrazione emotiva (da 6, con il permesso). Distrattori emotiva prodotta attività rafforzata in ventrale regioni del cervello affettivo (macchie rosse), come la corteccia prefrontale ventro-laterale (VLPFC) e l&#39;amigdala (non mostrato), mentre la produzione di attività diminuiti in regioni del cervello esecutivo dorsale (macchie blu), come la corteccia prefrontale dorsolaterale (dlPFC) e la corteccia parietale laterale (LPC). L&#39;immagine centrale mostra le mappe di attivazione del contrasto diretto tra le più rispetto al minimo le condizioni di distrazione (ovvero, emotivo vs strapazzate), sovrapposto ad alta risoluzione del cervello visualizzate in una lateralevista l&#39;emisfero destro. Le barre di colore orizzontale nella parte inferiore dell&#39;immagine cervello indicano il gradiente di valori t delle mappe di attivazione. I grafici lineari mostrano l&#39;andamento nel tempo di attività nel rappresentative regioni del cervello dorsale e ventrale (indicato da frecce colorate). Le caselle grigie rettangolari sopra la x-assi indicano l&#39;inizio e la durata del memorandum, distrattori, e sonde, rispettivamente. FFG = fusiforme Gyrus.

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	<li>Dolcos, F., Iordan, A. D., Dolcos, S. <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+emotion-cognition+interactions:+A+review+of+evidence+from+brain+imaging+investigations.">Neural correlates of emotion-cognition interactions: A review of evidence from brain imaging investigations.</a> J. Cogn. Psychol. 23, 669-694 (2011).</li><li>Shafer, A., Iordan, A., Cabeza, R., Dolcos, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+imaging+investigation+of+the+memory-enhancing+effect+of+emotion.">Brain imaging investigation of the memory-enhancing effect of emotion.</a> J. Vis. Exp. (51), (2011).</li><li>Dolcos, F., LaBar, K. S., Cabeza, R., Uttl, B., Ohta, N., Siegenthaler, A. 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Neurosci. 26, 2072-2079 (2006).</li><li>Dolcos, F., Kragel, P., Wang, L., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+inferior+frontal+cortex+in+coping+with+distracting+emotions.">Role of the inferior frontal cortex in coping with distracting emotions.</a> Neuroreport. 17, 1591-1594 (2006).</li><li>Dolcos, F., Diaz-Granados, P., Wang, L., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Opposing+influences+of+emotional+and+non-emotional+distracters+upon+sustained+prefrontal+cortex+activity+during+a+delayed-response+working+memory+task.">Opposing influences of emotional and non-emotional distracters upon sustained prefrontal cortex activity during a delayed-response working memory task.</a> Neuropsychologia. 46, 326-335 (2008).</li><li>Anticevic, A., Repovs, G., Barch, D. 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A., Dolcos, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+trauma-related+distractors+on+neural+systems+for+working+memory+and+emotion+processing+in+posttraumatic+stress+disorder.">The role of trauma-related distractors on neural systems for working memory and emotion processing in posttraumatic stress disorder.</a> J. Psychiatr. Res. 43, 809-817 (2009).</li><li>Anticevic, A., Repovs, G., Corlett, P. R., Barch, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Negative+and+nonemotional+interference+with+visual+working+memory+in+schizophrenia.">Negative and nonemotional interference with visual working memory in schizophrenia.</a> Biol. Psychiatry. 70, 1159-1168 (2011).</li><li>Diaz, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+emotional+distraction+on+verbal+working+memory:+An+fMRI+investigation+comparing+individuals+with+schizophrenia+and+healthy+adults.">The influence of emotional distraction on verbal working memory: An fMRI investigation comparing individuals with schizophrenia and healthy adults.</a> J. Psychiatr. Res. 45, 1184-1193 (2011).</li><li>Delplanque, S., N'Diaye, K., Scherer, K., Grandjean, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+frequencies+or+emotional+effects?+A+systematic+measure+of+spatial+frequencies+for+IAPS+pictures+by+a+discrete+wavelet+analysis.">Spatial frequencies or emotional effects? A systematic measure of spatial frequencies for IAPS pictures by a discrete wavelet analysis.</a> J. Neurosci. Methods. 165, 144-150 (2007).</li><li>Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthberg, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NIMH Center for the Study of Emotion and Attention. , (1997).</li><li>Iordan, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+brain+imaging+investigation+of+the+impact+of+positive+and+negative+distraction+on+cognitive+performance.">Behavioral and brain imaging investigation of the impact of positive and negative distraction on cognitive performance.</a> , (2011).</li><li>Oei, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+shifts+brain+activation+towards+ventral+'affective'+areas+during+emotional+distraction.">Stress shifts brain activation towards ventral 'affective' areas during emotional distraction.</a> Soc. Cogn. Affect. Neurosci. [Epub ahead of. , (2011).</li><li>Dolcos, F., Miller, B., Kragel, P., Jha, A., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+brain+differences+in+the+effect+of+distraction+during+the+delay+interval+of+a+working+memory+task.">Regional brain differences in the effect of distraction during the delay interval of a working memory task.</a> Brain Res. 1152, 171-181 (2007).</li><li>Morey, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonin+transporter+gene+polymorphisms+and+brain+function+during+emotional+distraction+from+cognitive+processing+in+posttraumatic+stress+disorder.">Serotonin transporter gene polymorphisms and brain function during emotional distraction from cognitive processing in posttraumatic stress disorder.</a> BMC Psychiatry. 11, (2011).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Questo progetto sperimentale fornito la prova iniziale di brain imaging che l&#39;effetto negativo di distrazione emotiva sui processi cognitivi in corso comporta modulazioni reciproche tra il sistema ventrale HotEmo neurale e il sistema dorsale ColdEx. Questo dorso-ventrale dissociazione era legato alla ridotta prestazione WM in presenza di distrazione emotiva 6, è stato sistematicamente replicato in normali 8-11, clinici 12-14, e altre condizioni alterate, come la pr...

brain imaging investigation of the impairing effect of emotion on cognition

Le emozioni possono influenzare la cognizione, esercitando sia migliorando (per esempio, meglio la memoria per gli eventi emozionali) e compromettendo (ad esempio, aumento della distrazione emotiva) effetti (recensione a 1). Completando la nostra recente protocollo 2 che descrive un metodo che permette di indagine dei correlati neurali della memoria effetto di intensificazione delle emozioni (vedi anche 1, 3-5), qui vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei correlati neurali della impatto negativo di emozioni sulla cognizione. La caratteristica principale di questo metodo è che permette l&#39;identificazione di modulazioni reciproca tra l&#39;attività in un sistema neurale ventrale, coinvolto nella &#39;calda&#39; emozione di elaborazione (HotEmo sistema), e un sistema dorsale, coinvolto nella &#39;freddo&#39; di più alto livello cognitivo / esecutivo elaborazione (ColdEx sistema), che sono legati alla performance cognitive e alle variazioni individuali nel comportamento (recensione a 1). Fin dalla sua introdu inizialection 6, questo progetto si è dimostrato particolarmente versatile e influente nella delucidazione dei vari aspetti concernenti i correlati neurali della impatto negativo di distrazione emotivo sulla cognizione, con particolare attenzione alla memoria di lavoro (WM), e di far fronte a tale distrazione 7,11 , sia in buona salute 8-11 e clinica dei partecipanti 12-14.

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Brain Imaging Investigation of the Impairing Effect of Emotion on Cognition

Vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei meccanismi neurali che mediano l&#39;impatto negativo delle emozioni sulla cognizione, utilizzando la risonanza magnetica funzionale. Questo protocollo può essere utilizzato con i partecipanti sani e clinica.

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 ...

brain-imaging-investigation-impairing-effect-emotion-on

Research

JoVE Journal

Neuroscience

16.0K Views.  University of Alberta. Vi presentiamo un protocollo che permette di indagine dei meccanismi neurali che mediano l'impatto negativo delle emozioni sulla cognizione, utilizzando la risonanza magnetica funzionale. Questo protocollo può essere utilizzato con i partecipanti sani e clinica.

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State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

Stato-dipendenza Effetti sulla TMS: uno sguardo al comportamento Motive fosfene

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

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Neuroscienze

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 ...

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 ...

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments in vision research require displays with more than 12 bits of luminance resolution. Several solutions are available. Bit++ 1 and DataPixx 2 use the Digital Visual Interface (DVI) output from graphics cards and high resolution (14 or 16-bit) digital-to-analog converters to drive analog display devices. The VideoSwitcher 3 described here combines analog video signals from the red and blue channels of graphics cards with different weights using a passive resister network 4 and an active circuit to deliver identical video signals to the three channels of color monitors. The method provides an inexpensive way to enable high-resolution monochromatic displays using conventional graphics cards and analog monitors. It can also provide trigger signals that can be used to mark stimulus onsets, making it easy to synchronize visual displays with physiological recordings or response time measurements.
Although computer keyboards and mice are frequently used in measuring response times (RT), the accuracy of these measurements is quite low. The RTbox is a specialized hardware and software solution for accurate RT measurements. Connected to the host computer through a USB connection, the driver of the RTbox is compatible with all conventional operating systems. It uses a microprocessor and high-resolution clock to record the identities and timing of button events, which are buffered until the host computer retrieves them. The recorded button events are not affected by potential timing uncertainties or biases associated with data transmission and processing in the host computer. The asynchronous storage greatly simplifies the design of user programs. Several methods are available to synchronize the clocks of the RTbox and the host computer. The RTbox can also receive external triggers and be used to measure RT with respect to external events. 
Both VideoSwitcher and RTbox are available for users to purchase. The relevant information and many demonstration programs can be found at <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Conventional computer hardware can not generate visual stimuli with sufficiently high grayscale resolution and measure response times with sufficient accuracy. We describe how to use the VideoSwitcher to produce high-resolution monochromatic displays, and the RTbox to measure response times with high accuracy on conventional computer hardware.

Abilitazione ad alta risoluzione display in scala di grigi e misurazioni accurate Tempo di risposta su computer convenzionali

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

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 ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety of brain disorders1,2. To better understand the mechanisms by which brain circuits react to an animal's experience requires the ability to monitor the experience-dependent molecular changes in a given set of neurons, over a prolonged period of time, in the live animal. While experience and associated neural activity is known to trigger gene expression changes in neurons1,2, most of the methods to detect such changes do not allow repeated observation of the same neurons over multiple days or do not have sufficient resolution to observe individual neurons3,4. Here, we describe a method that combines in vivo two-photon microscopy with a genetically encoded fluorescent reporter to track experience-dependent gene expression changes in individual cortical neurons over the course of day-to-day experience. 
One of the well-established experience-dependent genes is Activity-regulated cytoskeletal associated protein (Arc)5,6. The transcription of Arc is rapidly and highly induced by intensified neuronal activity3, and its protein product regulates the endocytosis of glutamate receptors and long-term synaptic plasticity7. The expression of Arc has been widely used as a molecular marker to map neuronal circuits involved in specific behaviors3. In most of those studies, Arc expression was detected by in situ hybridization or immunohistochemistry in fixed brain sections. Although those methods revealed that the expression of Arc was localized to a subset of excitatory neurons after behavioral experience, how the cellular patterns of Arc expression might change with multiple episodes of repeated or distinctive experiences over days was not investigated. 
In vivo two-photon microscopy offers a powerful way to examine experience-dependent cellular changes in the living brain8,9. To enable the examination of Arc expression in live neurons by two-photon microscopy, we previously generated a knock-in mouse line in which a GFP reporter is placed under the control of the endogenous Arc promoter10. This protocol describes the surgical preparations and imaging procedures for tracking experience-dependent Arc-GFP expression patterns in neuronal ensembles in the live animal. In this method, chronic cranial windows were first implanted in Arc-GFP mice over the cortical regions of interest. Those animals were then repeatedly imaged by two-photon microscopy after desired behavioral paradigms over the course of several days. This method may be generally applicable to animals carrying other fluorescent reporters of experience-dependent molecular changes4.

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

Experience-dependent molecular changes in neurons are essential for the brain's ability to adapt in response to behavioral challenges. An in vivo two-photon imaging method is described here that allows the tracking of such molecular changes in individual cortical neurons through genetically encoded reporters.

In Vivo a due fotoni di imaging dei cambi molecolari esperienza-dipendenti nei neuroni corticali

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

A Dual Tracer PET-MRI Protocol for the Quantitative Measure of Regional Brain Energy Substrates Uptake in the Rat

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the rat. The developed method is a small-animal positron emission tomography (PET) protocol, in which&#160;11C-AcAc and 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) are injected sequentially in each animal. This dual tracer PET acquisition is possible because of the short half-life of 11C (20.4 min). The rats also undergo a magnetic resonance imaging (MRI) acquisition seven days before the PET protocol. Prior to image analysis, PET and MRI images are coregistered to allow the measurement of regional cerebral uptake (cortex, hippocampus, striatum, and cerebellum). A quantitative measure of 11C-AcAc and 18F-FDG brain uptake (cerebral metabolic rate; &#956;mol/100 g/min) is determined by kinetic modeling using the image-derived input function (IDIF) method. Our new dual tracer PET protocol is robust and flexible; the two tracers used can be replaced by different radiotracers to evaluate other processes in the brain. Moreover, our protocol is applicable to the study of brain fuel supply in multiple conditions such as normal aging and neurodegenerative pathologies such as Alzheimer&#39;s and Parkinson&#39;s diseases.

Small-animal positron emission tomography enables the assessment of the brain&#39;s two main energy substrates:&#160;glucose and ketones. In the present method, 11C-acetoacetate and 18F-fluorodeoxyglucose are injected sequentially in each animal, and their uptake is measured quantitatively in specific brain regions determined from the magnetic resonance images.

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific frequency and in turn modulate ongoing cortical oscillatory activity. This neurotool allows the establishment of a causal link between endogenous oscillatory activity and behavior. Most of the tACS studies have shown online effects of tACS. However, little is known about the underlying action mechanisms of this technique because of the AC-induced artifacts on Electroencephalography (EEG) signals. Here we show a unique approach to investigate online physiological frequency-specific effects of tACS of the primary motor cortex (M1) by using single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to probe cortical excitability changes. In our setup, the TMS coil is placed over the tACS electrode while Motor Evoked Potentials (MEPs) are collected to test the effects of the ongoing M1-tACS. So far, this approach has mainly been used to study the visual and motor systems. However, the current tACS-TMS setup can pave the way for future investigations of cognitive functions. Therefore, we provide a step-by-step manual and video guidelines for the procedure.

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) allows the modulation of cortical excitability in a frequency-specific fashion. Here we show a unique approach which combines online tACS with single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) in order to "probe" cortical excitability by means of Motor Evoked Potentials.

Effetti della stimolazione transcranica con corrente alternata la corteccia motoria primaria di approccio combinato Online con stimolazione magnetica transcranica

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...