인식에 대한 감정의 혼란 효과의 두뇌 이미징 조사

요약

우리는 기능성 자기 공명 이미징을 사용하여인지에 대한 감정의 해로운 영향을 중재 신경 메커니즘의 조사를 허용하는 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜은 건강하고 임상 참가자 모두 사용할 수 있습니다.

초록

감정을 모두 강화 (예를 들어, 정서적 이벤트에 대한 더 나은 메모리)와 혼란 (예 : 증가 감정 distractibility) 효과를 ⁽¹ 검토) exerting에 의해 인식에 영향을 미칠 수 있습니다. 감정의 메모리 향상 효과 (도 ^{1 참조, 3-5)의} 신경 상호의 조사, 여기서 우리의 해로운 영향의 신경 상호의 조사를 허용하는 프로토콜을 제시 수있는 방법을 ^{설명하는이} 최근 프로토콜을 보완 인식에 대한 감정. 이 방법의 주요 특징은 높은 수준의 '추위'에 관련된 감정 처리 (HotEmo 시스템) '핫', 그리고 지느러미 시스템에 관련된 복부 신경 시스템의 활동 사이의 상호 modulations,의 신분을 수있다는인지 / 임원 인지 성능과 행동의 개별 유사 콘텐츠 ⁽¹ 검토)로 연결되어 처리 (ColdEx 시스템). 초기 introdu 이후ction ^6,이 디자인은 작업 기억 (WM)를 중심으로,인지에서 정서 산만의 해로운 영향의 신경 상호에 관한 다양한 측면의 해설 특히 다목적와 영향력이 검증된, 그리고 산만와 ^7,11를 대처하는가 모두 ^8-11 건강하고 임상 참가자 ^12~14인치

프로토콜

I. 작업 디자인, 자극, 그리고 실험 프로토콜

1. 이 프로토콜의 기본 임무는 소설 작업 무관한 감정하고 중립적인 훼방꾼은 보충 및 프로브 (원본 작업을 설명하는 다이어그램 그림 1 참조) 사이의 지연 간격 동안 수여하는 지연 응답 WM 작업입니다. 참가자들이이 작업을 수행하는 동안 이벤트 관련 fMRI 데이터가 기록됩니다. 실제 훼방꾼의 뒤섞인 버전도 동일한 기본 속성 (예 : 공간 주파수 및 휘도)가 인식 컨트롤로 사용할 수 있습니다.

그림 1. 산만과 지연 - 응답 작업 메모리 작업 ^(6에서 허가)의 일반적인 다이어그램. impac을 증가하기 위하여 세 얼굴은 강력 지느러미 집행 시스템을 참여하기 위해 보충 자료에 사용하고 있으며, 새로운 훼방꾼의 쌍이 사용됩니다WM 성능과 두뇌 활동에 정신적 혼란 t. 감정 훼방꾼의 영향도 색상의 사진을 (표시되지 않음), 제시 및 이와 유사한 감정과 의미 콘텐츠와 훼방꾼을 페어링 증가 수 있습니다. 이러한 맥락에서, 세심한주의도 가능 confounds을 도입 피하기 위해, 같은 밝기 및 공간 주파수 ¹⁵ 기본 속성에 감정과 중성 사진과 일치하는 납부하여야한다. 참가자는 아직 훼방꾼을 처리하는 동안 WM 작업에 자신의 초점을 유지하고, 응답 버튼 (1 = 오래된, 2 = 새)를 눌러 프로브에 신속하고 정확한 답변을하도록 지시하고 있습니다. 자극 프레 젠 테이션을 위해, 우리는 CIGAL (사용 http://www.nitrc.org/projects/cigal/을 ). 보충 자료와 프로브는 컬러 또는 흑백으로 제시하실 수 있습니다.

2. 이것은 보충 자료에 얼굴의 섹스가 남성의 균형 비율 (50 %)와 F를 가지고 것이 좋습니다emales (50 %). 비슷한 균형 비례도 (50 %) 신구 (50 %) 프로브를 위해 좋습니다. 예를 들어, 동일한 각서 및 프로브, 및 / 자신의 유사성 또는 존재 / 부재를 조작하여 얼굴 간의 얼굴 기능의 유사성을 - WM 작업의 난이도는 이러한 비율 및 / 변경 또는 기타 요인을 변화하여 다양한 수 있습니다 보충 자료에 추가 - 얼굴의 기능 (동영상도 참조). 얼굴 이외에 다른 자극도 보충하고 프로브를 ^9로 사용할 수 있습니다.
3. 그것은 조건 ⁶ 회 30-40 ^{시험이, 11이} "천천히 진행"디자인 강력한 fMRI 신호로서 안정성을 제공하지만,이 디자인으로 사용할 수 있습니다 ⁽⁶ 보충 자료 참조) 적은 수의 실험과 함께 얻을 수있다하는 것이 좋습니다. 이것은 ~ 1.5-2 시간의 fMRI 데이터를 수집., 건강하고 임상 참가자 모두에서 사용 가능합니다 수 있습니다. 시련의 비교적 낮은 숫자로 인해 약간의 단점에도 불구하고"첨단"디자인에 비해 참여 수,이 디자인은 기능 또한 유리한 아르보다 안정적인 단일 시험 fMRI 신호 및 개별 시험과 관련된 신호를 더 잘 분리를 얻어과 시험 자극 / 단계 이내에 장점을 가지고 있습니다 연결 분석합니다.
4. 훼방꾼 형식의 변화도 조사 및 대상 인구의 목표에 따라 그것을 적응하여,이 디자인의 융통성에 기여하고있다. 원래 디자인 ⁶ 감성과 중성 훼방꾼은 국제 정서 사진 체계 ^{16 일부터} 선택 많았지만 유사한 효과가 훼방꾼 ^12, 및 / 또는에 WM 작업의 감도를 증가 조작과 효과적인 다른 소설 자극과 함께 구할 수 있습니다 행동의 차이 (예를 들어, 또한 응답에있는 참가자들의 자신감을 평가하여) ^11를 탐지.
5. 예를 들어, 전후 적의 최근 연구에¹² 또는 외상후 스트레스 장애 (PTSD)가없는 terans는 일반적인 부정적인 감정을 유도하는 정서 IAPS 사진은 전투 관련 사진과 함께 교체되었다. 이 사진은 더 구체적으로 전투에 관련된 충격에 연결하고, 따라서 특히 PTSD 그룹에서 전투 노출 동료에 더 효과 훼방꾼,된다 감정을 유발 것으로 예상했다. 또한, 구체적인 부정적인 감정 (예, 불안)를 유발 자극되거나 감정적으로 긍정적인 자극도 훼방꾼으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 두려운 표정을 표시하는 것이 사회 불안을 유발하고, 따라서 WM ¹¹ 과도 불안 - 유도 산만의 영향을 조사 효과적으로 수 있습니다 얼굴. 또한 유사한 효과는 긍정적인 훼방꾼 ¹⁷ 찾을 수 있습니다.
6. 마지막으로, 기타 조치 (예, 행동 및 성격 관련)이 패러다임과 함께 두뇌 활동과 개인 사이의 관계가 다를 조사에도 사용할 수 있습니다 이 작업을 ^{8, 10, 11인지} 성능에 영향을 여러 측면에서 ences.

II. 스캔에 대한 제목을 준비

모든 참가자는 윤리위원회의 승인을 받아야한다 실험 프로토콜을 실행하는 사전 서면 동의 정보를 제공해야합니다.

이전에 스캔 룸 입력

1. 스캔의 날, 참가자의 현재 정서 상태는 산만와 WM 작업에 대한 분위기의 효과에 대한 제어, 평가이다. 사후 스캔 평가와 함께, 이러한 초기 평가는 또한 연구 ¹¹ 참여의 결과로 기분의 변화에 대한 화면으로 사용할 수 있습니다.
2. 전에 스캔, 참가자는 검사 절차의 상세 정보이며, 행동​​ 작업에 대한 구체적인 지침을 제공합니다. 참가자는 또한 작업과 익숙해 짧은 연습 세션을 완료합니다.

e_step은 "> 스캔 룸 입력

3. 참가자 스캔하는 동안 편안함을 보장하고 움직임을 최소화하기 위해, 머리에 대한 추가 쿠셔닝으로 스캔 침대에 나태한 자리잡고 있습니다. 추가로 헤드의 움직임을 최소화하기 위해, 테이프의 길이의 비 접착제 사이드는 제목의 이마 주위에 가볍게 포장 수 있습니다. 과목은 MRI 스캔하는 동안 실험자와 통신 귀 보호뿐만 아니라 절연 헤드폰을 부여하고 있습니다.
4. 제목의 오른손은 응답 상자에 편안하게 위치합니다. 데이터 수집을 시작하기 전에, 그것은 응답 버튼이 제대로 작동하고 피사체가 자극 프레 젠 테이션에 대해 명확하게 투영 화면을 볼 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 비상 정지 버튼은 또한 피사체가 스캐너를 중단하는 긴급 필요를 나타낼 수 있도록 즉, 인근에 배치됩니다.

스캔 세션 다음

5. 추가 작업은 더 이상 행동 assessmen에 사용할 수 있습니다TS - 예는 평가에 의해, 훼방꾼 및 / 또는 훼방꾼의 주관적 인식 distractibility의 감정 발랑스 / 강도를 훼방꾼 참가자 '감도를 결정합니다. 이러한 등급은 문학에 나타난 이전 효과, 그리고 평가의 개별 차이를 인식 ⁶ 감정의 해로운 효과를 중재 신경 메커니즘에 대한 자신의 영향력을 조사하는 데 사용할 수있는 복제를 스캔하는 동안 사용되는 정서적 자극의 주관적 인식을 보장하는 데 사용할 수 있습니다 ^{, 8.}
6. 성격의 특성 (예, 특성 불안, 정서적 반응)의 평가도 ¹¹ 스캔하기 전에 수행하지 않을 경우 MRI 검사 이후에 만들 수 있습니다.

III. 데이터 기록 및 분석

매개 변수 검사

원래의 연구 ^6, 우리는 MRI 레코딩을위한 4 테슬라는 제너럴 일렉트릭 스캐너를 사용하여 MRI 데이터를 수집하지만, 더 많은 레코드를위한작업 엔트 버전 우리는 1.5 T MRI 스캐너 ¹¹ 데이터를 수집 성공적으로되었습니다. 30 기능 조각의 4T 스캐너 시리즈 (voxel 크기 = 4 X 4 X 4mm)가 axially 인버스 - 나선형 펄스 시퀀스를 사용하여 획득했다 (TR = 2000 MS, TE = 31 MS; = 256 X 256mm보기 분야) , 따라서 전체 뇌 보도 있도록합니다. 마찬가지로, 28 기능 조각의 1.5 스캐너 시리즈 (voxel 크기 = 4 X 4 X 4mm)는 axially echoplanar 시퀀스를 사용하여 획득했다 (TR = 2000 MS, TE = 40 MS;보기 = 256 X 256mm 분야 ). (; 해부 학적 기능을 비율 = 4시 1분에서 - 비행기 해상도 = 1mm ²⁾ 고해상도 구조 이미지도 축 방향으로 인수되었습니다.

데이터 분석

: 우리는 통계 파라메 트릭 매핑 (SPM을 사용 http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ 자체 Matlab 기반의 도구와 함께)를. 사전 처리 단계 전형을 포함 : 품질 보증 *, TRlignment, 모션 보정, 공동 등록, 정상화, 그리고 스무딩 (8 X 8 X 8mm의 커널을 사용) * 기본적인 품질 보증은의 참가자 및 모션 관련 유물의 총 움직임을 감지, 데이터의 시각적 검사를 참여 데이터뿐만 아니라 MR 신호의 비정상적인 스파이크로 볼륨의 식별로. 개인 및 그룹 수준의 통계 분석은 distracter 유형 (정서적 대 중립주의를 끌 수)에 따라 뇌 활동의 비교를 포함. 또한, distractibility의 주관적 또는 객관적인 조치 (예, 감정 및 distractibility 등급 및 작업 메모리 성능) ^6,8,11 및 / 또는 점수 색인 생성 개성 조치와 뇌 영상 데이터의 상관 관계는 (예 : 특성 불안) ^11도, 수행할 수 조사 방법은 뇌의 활동이 그 조치의 개별 차이와 공동 다릅니다. 이 프로토콜을 사용하여 우리의 연구의 모든 분석은 일반적으로 지연 간격, whe 동안 관찰 활동에 초점을 맞추고있다N 훼방꾼은 제시하지만, 활동 (예, 프로브) 다른 이벤트도 조사 수 시간 - 고정됩니다.

IV. 대표 결과

그림 2. 정서 산만의 존재에서 복부 대 지느러미 뇌 시스템 활동의 반대 패턴 ^(6에서 허가). 이러한 dorsolateral 전두엽 피질과 같은 지느러미 이그 제 큐 티브 두뇌 영역 (파란색 모양)에 감소 활동을 제작하는 동안 감정 훼방꾼은 같은 ventrolateral 전두엽 피질 (vlPFC)와 편도체 (표시되지 않음)으로 복부 정서적인 뇌 영역 (빨간색 모양)에 향상된 활동을 생산 (dlPFC)과 측면 정수리 피질 (LPC). 중앙 이미지는 측면에 표시되는 고해상도 뇌 영상에 겹쳐 (즉, 감정적 대 발진) 이상의 혼란 상황 대 가장 사이의 직접적인 대비의 활성화지도를 보여줍니다오른쪽 반구의 볼 수 있습니다. 뇌 이미지의 하단에있는 색상 수평 막대 활성화지도 t 값의 경사도를 나타냅니다. 라인 그래프 대표 지느러미와 복부 두뇌 영역 (색상 코드 화살표로 표시)의 활동 시간 과정을 보여줍니다. X - 축 위에있는 회색 직사각형 상자는 발병과 기간 보충의 훼방꾼, 그리고 프로브를 각각 나타냅니다. FFG = Fusiform 이랑.

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토론

이 실험 설계는 지속적인인지 과정에 대한 정신적 산만의 해로운 효과가 HotEmo 복부 신경 시스템과 ColdEx의 지느러미 시스템 간의 상호 modulations를 수반되는 초기 뇌 이미징 증거를 제공했습니다. 이 dorso - 복부 분해는 감정 산만 ⁶ 면전에서 장애인 WM 성능에 연결된 체계적 정상 ^8-11, 임상 ^12-14로 복제되었고, 그러한 수면 박탈 ¹⁰ 스트레스 ¹⁸ 같?...

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