Investigação por imagem do cérebro os correlatos neurais da Observando Virtual Interações Sociais

Resumo

Este artigo demonstra um delineamento experimental em que todo o corpo personagens animados são usados ​​em conjunto com ressonância magnética funcional (fMRI) para investigar os correlatos neurais da observação virtual de interações sociais.

Resumo

A capacidade de avaliar as interações sociais é fundamental na avaliação das intenções dos outros. Fatores, tais como expressões faciais e linguagem corporal afetam nossas decisões na vida pessoal e profissional tanto ^1. Estes "amigo ou inimigo" julgamentos são freqüentemente baseados em primeiras impressões, que por sua vez pode afetar nossas decisões para "aproximar ou evitar". Estudos anteriores investigando os correlatos neurais da cognição social tendiam a usar estímulos estática facial ^2. Aqui, nós ilustrar um delineamento experimental em que todo o corpo personagens animados foram usados ​​em conjunto com ressonância magnética funcional (fMRI) gravações. Quinze participantes foram presenteados com filme curta-clips de convidado-anfitrião interações em um ambiente empresarial, enquanto os dados fMRI foram registrados, no final de cada filme, os participantes também forneceram avaliações do comportamento host. Este projeto simula situações mais perto da vida real e, portanto, pode contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos neurais de interações sociais em um comportamento saudável, e para ganhar insight sobre as possíveis causas dos déficits de comportamento social em tais condições clínicas como ansiedade social e autismo ³ .

Protocolo

1. Estímulos, Design de Tarefas e protocolo experimental

Nossos estímulos são criados usando Poser 7.0 ( http://poser.smithmicro.com/poser.html ), e eles são apresentados usando CIGAL ( http://www.nitrc.org/projects/cigal/ ).

1. A tarefa consiste em uma série de dez segundos de vídeos de animação não-verbal convidado-anfitrião interações em um ambiente empresarial. O sujeito vê o convidado sendo recebido por um host (condição de interação social) ou um papelão cortado de um host (nenhuma condição de interação / controle social).
2. O anfitrião pode exibir comportamentos que estão convidando à interação social mais (condição abordagem), ou comportamentos que podem indicar falta de interesse em maior interação (evite condição).
3. Além desta manipulação básica do tipo de comportamento exibidos pelo anfitrião, outras manipulações podem também ser incluídos. Por exemplo, em alguns dos testes (tipicamente metade) os personagens podem apertar as mãos, como parte do protocolo de saudação, enquanto em outros não fazem nada. Esta manipulação permite investigação do efeito do toque físico formal sobre o comportamento ^4, que também podem ser esperados a ter um significado diferente, dependendo do contexto cultural do telespectador (por exemplo, Western vs Leste Asiático).
4. Outra manipulação pode envolver a mudança de perspectiva do espectador de pessoal (Me) para impessoais (Outros). Esta manipulação visa batendo em redes neurais associados à auto-referencial de processamento de ^5, e permite a identificação de respostas que são modulados por empenho pessoal ^6,7 (por exemplo, a exacerbação do impacto de evitar comportamentos, se tomadas pessoalmente). A alternância entre essas duas perspectivas podem ser cued no início de cada julgamento.
5. Os vídeos são seguidos por telas de classificação que estão perguntando para os sujeitos a taxa do hospedeiro sobre a competência, credibilidade, e interesse em fazer negócios em uma escala Likert de 5 pontos (0 = nunca / 4 = muito); essas classificações devem ser contrabalançados em testes, para evitar os efeitos da ordem.
6. Caracteres em vídeos são contrabalançados pelo comportamento exibido (abordagem vs evitar), etnia (brancos versus não-caucasiana), cor da camisa, e penteado. Aspectos básicos que podem influenciar as interações sociais (por exemplo, atratividade) também deve ser controlado para (por exemplo, off-line, avaliações dos anfitriões), para garantir que não existem diferenças sistemáticas entre categorias de julgamento, e assim evitar confunde possível (por exemplo, hosts se exibindo evitar comportamentos também têm pontuação atractividade global inferior). Finalmente, dada a evidência de que as interações com fêmea-hosts são mais eficazes em influenciar as decisões (por exemplo, financeira) ^4, em nosso estudo todos os hosts eram do sexo feminino, mas o gênero dos anfitriões também pode ser contrabalançado em ensaios - por exemplo, 50% fêmeas vs 50% masculino.
7. O experimento é dividido em roda / blocos de ensaios, para dar tempo aos participantes para descansar e evitar perda de dados enorme em caso de mau funcionamento do equipamento. Além disso, para evitar perda de dados parciais, de preferência as condições / ensaios devem ser igualmente representados em cada bloco, de acordo com cada manipulação (por exemplo, a interação social, de gênero, agitar / não-shake). Para executar também é contrabalançada entre os participantes. Cada execução começa com seis segundos de uma fixação, para permitir a estabilização do sinal de MR. Um intervalo inter-julgamento de 8 segundos cada filme segue de tentativa e termina cada run / bloco.
8. Deve-se notar que, embora em comparação com delineamentos experimentais envolvendo estímulos estáticos o projeto atual tem aumentado validade ecológica na identificação de correlatos neurais da cognição social, esta abordagem também apresenta limitações e desafios. Um desses desafios é representada pela necessidade de manter o "background" aspectos (por exemplo, o ambiente onde ocorrem as interações sociais ou os aspectos não-relevantes do comportamento) tão constante quanto possível, no contexto de manipular as variáveis ​​comportamentais de interesse (por exemplo, , gestos distinguir as interações alvo social), que pode ser difícil de realizar em condições em que os estímulos dinâmicos são utilizados. No entanto, acreditamos que a presente abordagem atinge um razoável trade-off entre o objetivo de aumentar a validade ecológica dos estímulos utilizados em estudos de neurociência social e os constrangimentos associados com o envolvimento de ferramentas de imagens cerebrais que necessitam de controle razoável da experimental para permitir manipulações válido inferências sobre os correlatos neurais dos comportamentos-alvo.

2. Preparando o assunto para a digitalização

Os assuntos são geralmente recrutados com base em sua idade, saúde, primeira língua, e fatores de risco individuais para a digitalização de MRI, tais como próteses metálicas. Hoto, dependendo do objetivo do estudo, outros fatores também podem ser considerados, incluindo raça / etnia, status sócio-econômico e histórico de uso de drogas. Todos os indivíduos fornecer consentimento informado por escrito antes da execução do protocolo experimental, que é aprovado por um Conselho de Ética.

Antes de entrar na sala de digitalização

1. No dia da varredura, os participantes são convidados a preencher questionários que avaliam seu estado atual de espírito, para garantir que eles não estão muito ansiosos ou deprimidos antes do experimento ^{8, 9.} Essas avaliações também podem ser usados ​​em conjunto com dados de fMRI, para investigar como o estado emocional no momento da digitalização pode influenciar as respostas dos participantes. Além disso, em conjunto com avaliações pós-digitalização, estas avaliações iniciais podem ser usados ​​para se certificar de que o estado dos participantes em geral emocional não muda drasticamente, como resultado de sua participação no experimento. Finalmente, outro comportamento / personalidade avaliações também podem ser feitas, para investigar como as variações individuais em aspectos particulares da personalidade que influenciam as respostas em contextos sociais (por exemplo, a ansiedade social, confiança) pode influenciar as respostas dos participantes durante o estudo ^{10, 11.}
2. Antes do exame, o participante é informado em detalhes dos procedimentos de digitalização, e é dado instruções específicas para a tarefa comportamental (descrito abaixo). Para evitar o desconforto ea familiaridade crescente com a tarefa, o participante também é dada uma prática abreviado correr para a tarefa.

Entrar na sala de digitalização

3. O sujeito é instruído a mentir em posição supina na mesa de digitalização, com amortecimento adicional para a cabeça, para assegurar o conforto durante a verificação e para minimizar o movimento. Para minimizar ainda mais o movimento da cabeça, do lado não-adesivo de um comprimento de fita pode ser embrulhado levemente em torno da testa do sujeito. Se preferir, amortecimento também pode ser colocado sob os joelhos levantados sobre o assunto, para reduzir a tensão muscular lombar.
4. Os assuntos são objecto de protecção do ouvido (tampões para os ouvidos), bem como fones de isolamento para se comunicar com o pesquisador durante o exame de ressonância magnética.
5. Mão direita do sujeito é posicionado confortavelmente na caixa de resposta, permitindo assim que a mão esquerda para ser usado para apoiar ou para outras medidas (por exemplo, as respostas de condutância da pele). Um botão de parada de emergência também deve ser colocado nas proximidades, para que o assunto pode indicar uma necessidade urgente para parar o scanner.
6. Antes de iniciar a coleta de dados, é fundamental para se certificar de que o assunto pode ver a tela de projeção de forma clara, para apresentação do estímulo, e que os botões de resposta funcionar corretamente.

3. A gravação de dados e processamento

Digitalização Parâmetros

Foram coletados dados de MRI utilizando um 1.5 Tesla Siemens Sonata scanner para gravações de ressonância magnética. Nossas imagens anatômicas foram série anatômica 3D MPRAGE (tempo de repetição, TR = 1600 ms; tempo de eco TE = 3,82 ms; número de fatias = 112; voxel size = 1 x 1 x 1mm), e as imagens funcionais consistia em série de 28 fatias funcional (voxel size = 4x4x4 mm), adquirida axialmente com uma seqüência echoplanar (TR = 2000 ms; TE = 40 ms; campo de visão FOV = 256 x 256 milímetros), permitindo assim full-cérebro cobertura.

Análise de Dados

Usamos Statistical Parametric Mapping (SPM2/SPM5) em combinação com as ferramentas Matlab baseado em casa. Pré-processamento envolve etapas típicas: a garantia de qualidade, alinhamento TR, a correção de movimento, co-registro, normalização e suavização (8 de kernel mm ³) ^12.

1. Combina a análise de dados baseada em voxel e região de interesse (ROI) abordagens para comparar a atividade do cérebro associada com as condições de interesse (interação, por exemplo, social versus não-interação social).
2. Todo o cérebro baseada em voxel análises produzir mapas estatísticos que identificam redes maiores de regiões do cérebro associadas com o processamento que sustenta a avaliação de interações sociais, e análises de ROI permite inquérito específico da resposta específica no cérebro-regiões, que são a priori identificado como sendo parte da rede de cognição social (Figura 1A). Análises ROI também são usados ​​para extrair o sinal de fMRI para fins de ilustração (Figura 1B). Nós usamos um limiar de intensidade de p = 0,001 e um limiar de extensão de 10 voxels contíguos. Além desses métodos típicos envolvidos na análise de dados, outras formas de análise de dados também pode ser empregado como abordagens complementares em estudos que investigam os correlatos neurais da cognição social ^{13, 14.}
3. Finalmente, correlações de dados de imagens do cérebro com os dados comportamentais (por exemplo, confiabilidade ratings) e / ou medidas pontuações indexação de personalidade (por exemplo, ansiedade-traço) também pode ser realizada, para investigar como a atividade cerebral co-varias com as diferenças individuais no comportamento e personalidade.

4. Resultados representante

Figura 1. Aumento da atividade na rede cognição social em resposta à observação de interações sociais. Comparação de interação social versus ensaios no-interaction/control revelou atividade em regiões do cérebro típicos cognição social, incluindo o sulco temporal superior (STS, a), o lateral e medial córtex pré-frontal (mPFC, b & d, respectivamente), ea amígdala (AMY, c). Os "mapas de ativação" são sobrepostos a imagens de alta resolução do cérebro exibido na lateral (esquerdo e direito do lado painéis) e coronal (painel do meio) pontos de vista; as barras coloridas indicam o gradiente de valores t dos mapas de ativação (baseado em dados de 15 participantes), refletindo a atividade do cérebro em tempo bloqueado para o inícios de abordagem / evitar comportamentos. Os gráficos ilustram a linha de cursos de tempo do sinal de fMRI, extraído de ROIs funcionais para cada tipo de tentativa e TR (1 TR = 2 segundos). L = Left, R = Right.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussão

O delineamento experimental introduzida aqui permite investigação dos correlatos neurais da observação e interpretação da linguagem corporal. Este projeto tem o potencial de aumentar o nosso conhecimento sobre mecanismos cerebrais envolvidos nas interações sociais, e estender os modelos teóricos de como combinar a percepção de diferentes tipos de linguagem corporal ou conceitos sociais, tais como confiabilidade para tomar decisões em ambientes interativos social ^3. Tal conhecimento pode ser aplica...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.