Method Article
В этой статье описывается, как записать с активностью миндалины магнитоэнцефалографии (МЭГ). Кроме того, это статья описывает, как вести следа страха кондиционирования без осознания, задача, которая активирует миндалину. Она будет охватывать 3 темы: 1) разработка парадигмы след кондиционирования использованием обратной маскировки манипулировать осознания. 2) запись активности мозга в задачу с помощью магнитоэнцефалографии. 3) Использование источника изображения для восстановления сигнала от подкорковых структур.
В след условного рефлекса страха условного стимула (CS) предсказывает возникновение безусловный раздражитель (UCS), который представлен после краткого периода без стимула (следовой паузы) 1. Поскольку CS и UCS не сотрудничают происходят временно, субъект должен поддерживать представление, что CS во время трассировки интервала. У людей этого типа обучения требует осознания стимула дополнительные обстоятельства, чтобы ликвидировать следы интервалом 2-4. Однако, если лицо используется как CS, предметы могут неявно научатся бояться лице даже при отсутствии явных * осознание. Это означает, что могут быть дополнительные нейронных механизмов, способных поддерживать определенные типы "биологически значимых" стимулов в течение короткого интервала следа. Учитывая, что миндалины участвует в следовых воздуха, и чувствителен к лицам, вполне возможно, что эта структура может поддерживать представлением лица CS в течение короткого интервала следа.
5. Презентация маска оказывает целевую невидимым 6-8. Во-вторых, маскирующие требует очень быстрого и точного времени, что делает его трудно исследовать нервные реакции вызванные масках раздражители с использованием множества общих подходов. Кровь-оксигенации в зависимости от уровня (жирный) ответов решить на шкалу слишком медленный для этого типа методологии, в режиме реального времени записи методы, как electroencephalography (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографии (МЭГ) испытывают трудности восстановления сигнала от глубоких источников.
Тем не менее, были последними достижениями в методах, используемых для локализации нейронных источников сигнала 9-11 MEG. Собрав высоким разрешением изображения МРТ головного мозга субъекта, можно создать источник модели, основанной на отдельных нейронных анатомии. Используя эту модель, чтобы "образ" источники сигнала MEG, можно восстановить сигнал от глубокого подкорковые структуры, как и миндалины и гиппокампа *.
Проектирование парадигмы след кондиционирования использованием обратной маскировки, чтобы блокировать осведомленности
1. Дизайн Стимулы
2. Программа эксперимента с использованием презентации
Запись активности мозга в задачу с помощью магнитоэнцефалографии
3. Комплект оборудования для обучения за MEG Люкс (см. Рисунок 2).
4. Установка оборудования для тестирования на МРТ Люкс
5. Настройка Тема для обучения за MEG Люкс (см. Рисунок 3)
6. Шок Workup
7. Отвечающего устройства
8. Запись MEG в процессе обучения
9. Тема установки для тестирования в МРТ Люкс
10. Запись МРТ во время тестирования
Использование источника изображения для восстановления сигнала от подкорковых структур.
11. Поведенческий анализ и МРТ данных
12. Объем Preprocess МРТ
13. Preprocess MEG записи на основе Brainstorm 11
14. Анализ вызвали ответы использовании Мозговой штурм
15. Выполнения длительных частоты разложения на рентабельности использования Мозговой штурм
Используя методы, описанные здесь, наши исследования привели к двум основным результатам: 1) Можно манипулировать осознания визуального сотовыми во время выдержки следа, и до сих пор существуют доказательства обучения. 2) можно восстановить МЭГ сигналов с использованием миндалины * источник изображений.
В разделе 2 мы описали, как манипулировать осознания визуального СУ с обратной маскировки. При воздействии на масках стимул, который отображается в течение ~ 30 мс, субъекты, как правило, не знают о предъявления стимула 5,6,8 *. Один из способов проверки успешности этой манипуляции заключается в измерении способности субъектов для прогнозирования возникновения ПСК. Если маскировка манипуляции успешными, предметы должны быть не в состоянии точно предсказать возникновение UCS в зависимости от типа CS (см. рисунок 4).
Хотя сроки в этом типе обучения делает его трудным для непосредственного измерения леАрнинг во время тренировки. Вполне возможно, для косвенного измерения обучения, подвергая их последующего разоблачения повторного тестирования сессии с новыми и старыми стимулы 5 *. Если субъекты способны узнать о непредвиденных обстоятельств на этапе обучения, они должны показать большую величину дифференциала (CS +> CS-) тиристоров к старому стимулов по отношению к новым стимулам. Этот эффект проявляется в нефильтрованное группы, когда мы смотрим на стадии тестирования испытаний после субъектов были вновь подвергается CS-UCS условные обязательства (т.е. испытания 2-5, см. рисунок 4).
В разделе 8 мы описали, как для записи MEG масках во время сессии кондиционирования следа. Использование источника изображений для обработки этих записей, то можно восстановить MEG сигнал от подкорковые структуры, такие как миндалины 18 *. Показанных объектах нефильтрованное лицо (N = 9) сотовыми проявляют большую миндалину ответов (рис. 5) и гамма колебаний (рис. 6) по сравнению с субъектами показано высоких частот фильтруется лица (n = 9). Кроме того, эти предметы также показывают больше ответов в сети регионов, как лицо обработки затылочной области лица (рис. 7 и дополнительные Video).
Рисунок 1. Схема изображающий типичный тренировки. Настоящее 60 испытаний + CS и 60 испытаний CS-, для того псевдослучайных, например, что существует 4 блоков 15 испытаний в каждой. Представить сотовых станций в течение 30 мс, сразу после 970 мс, что маска coterminates с шоком UCS на CS + испытаниях.
Рисунок 2. Схематическое depictiнг оборудование, используемые в типичном эксперименте кондиционирования Эта установка позволяет: 1.) настоящее визуальных стимулов через презентации программного обеспечения, 2) управление электрической стимуляции UCS с помощью аппаратных Psylab (SAM), 3) продолжительность записи UCS использованием оси Устройство (DIAL), прикрепленной к компьютерная презентация, и 4) синхронизировать стимулом в выступлениях и ответах с записями MEG через системный интерфейс приобретения MEG.
Рисунок 3. Рисунок, показывающий расположение каждого из датчиков и опорных пунктов описаны в разделе 5. Точки с прикрепленными линии соответствуют меченого датчиков и проводов. Синие стрелки показывают опорные точки используются для регистрации MEG записей с МРТ объема анатомической. Фиолетовая точкаы представляют оцифрованных точек головы используются для дальнейшего совершенствования MEG-МРТ Корегистрация.
Рисунок 4. Поведенческие результаты типичного исследования воздуха. График слева показывает UCS продолжительность всей тренировки, рухнул через нефильтрованного и фильтрованного групп. Обратите внимание, что субъекты показывают сходные уровни продолжительности UCS для CS + и CS-60 через испытания, предполагая, что процедура маскирования преградили им способность различать базовые станции (F (1,17) = 2,19, р = 0,16). График справа показывает дифференциальное тиристоров во время тестирования сессии. Обратите внимание, что без фильтра, но не фильтрованной группы, кажется, показывает большие тиристоры дифференциала к стимулам, чем Старый Новый раздражители (нефильтрованный Новая / OLD X + CS / CS-взаимодействия: F (1,7) = 5,94, р = 0,045; Фильтр новых / старых X + CS / CS-взаимодействия: F (1,7) = 1,13, р = 0,32), что говорит о том, что обучение приводит к лучшему нового приобретения CS-UCS ассоциаций по этим предметам. (* Р <0,05).
Рисунок 5. MEG Результаты типичного эксперимента кондиционирования. Рисунке слева показана 3d модели миндалине (оранжевый), гиппокампа (зеленый), и кора головного мозга используется для моделирования источников сигнала MEG. График справа представляет собой деятельность из кластера миндалины смоделирован по записям MEG. Светлая линия представляет активность вызвана нефильтрованное лица, а темная линия представляет активность вызвана фильтром лица. Vertical серым разделов представляют временные интервалы, где нефильтрованный лица вызывают значительно больше, чем ответов фильтром лица (F (1,17)> 3,44, р <0,05). Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .
Рисунок 6. Миндалевидного частотно-временные результаты типичного эксперимента кондиционирования. Рисунке слева показана 3d модели миндалине (оранжевый), гиппокампа (зеленый), и кора головного мозга используется для моделирования источников сигнала MEG. График справа представляет собой сигнал MEG записанных с миндалину с разбивкой по времени и частоты. Теплые цвета представляют регионы в спектрограф, которые показывают значительно большую мощность для unfiltereD чем сталкивается с фильтром лица. Холодные цвета представляют противоположные. Регионы с полосатой наложения представляют значительные различия между группами. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .
Рисунок 7. Рисунок показывает затылочной области активации лицо в типичном эксперименте кондиционирования. Цвета представляют величины нефильтрованное> фильтрованное Т-тест на соответствующей диполь. Теплые цвета представляют большую ответов на нефильтрованное лица, чем фильтром лица. Холодные цвета представляют большую ответов на лицах фильтром, чем без фильтра лицах.
Справочная видео. Видео, показывающее корковых ответов в типичном conditioning эксперимента. Цвета представляют величины нефильтрованное> фильтрованное Т-тест на соответствующей диполь. Теплые цвета представляют большую ответов на нефильтрованное лица, чем фильтром лица. Холодные цвета представляют большую ответов на лицах фильтром, чем без фильтра лицах. Щелкните здесь для просмотра дополнительных фильма .
В этой статье мы описываем методы 1) манипулировать осведомленности субъектов целевых базовых станций во время кондиционирования парадигмы страха следа. 2) и восстановить MEG сигнал от миндалины во время следа страха кондиционирования без осознания. Используя эти методики, мы смогли показать, что след кондиционирования без осознания возможно, когда лица используются для прогнозирования ПСК. Этот результат показывает, что лица получают специальную обработку, даже если представлены ниже порога восприятия * обнаружения. В соответствии с этим выводом мы обнаружили, что широкий спектр надежных сталкивается вызывают ответы миндалины и вспышки гамма колебаний во время трассировки интервала. Этот результат позволяет предположить, что миндалины способна поддерживать представлением лица CS в течение короткого интервала следа.
Хотя представлены вместе, эти два метода могут быть использованы как самостоятельно, так. Например, можно использовать обратную маскировки манипулировать целевой visibilности в других парадигмах, где поведение могут быть затронуты эмоциональные сигналы обрабатываются ниже уровня осознания 5,6,8 *. Кроме того, используя подход, источник изображений, описанные здесь, можно создать 3d модели других подкорковые структуры, и это может быть возможно восстановить сигнал от этих структур в другие области конкретных задач. Например, при использовании источника изображений для модели гиппокамп активности, то можно восстановить MEG сигнала от гиппокампа источников во время таких задач, как пространственной навигации.
Методы, описанные здесь были разработаны с двумя целями: 1) блок информированности целевых стимулов, 2) и максимально расширить возможности для обнаружения стимула вызвала миндалины ответы с помощью MEG. Эти конструктивные ограничения затрудняют для измерения субъектов неявного знания стимула непредвиденных обстоятельств. Например, тиристоры решения в течение нескольких секунд 5,13, однако базовые станции представлены тольков течение ~ 30 мс во время тренировки, и ударная представлен вскоре после (~ 900 мсек). С учетом этих временных ограничений, CR выражение будет неизбежно путали УЦР выражения во время тренировки. По этой причине коллинеарности, необходимо для проверки знаний субъектов стимула непредвиденные использованием последующего разоблачен сессии тестирования. Однако сеанс тестирования в конце эксперимента не является оптимальным, поскольку, как правило тиристоров для привыкания в течение эксперимента 1. Учитывая количество испытаний нужно было показать надежную вызванных ответов с Мэг, это привыкание SCR значительно уменьшится мощность для выявления поведенческих эффект обучения. Будущие исследования должны сосредоточиться на поиске более эффективных способов неявного изучения индекса во время страха кондиционирования с маской станций. Это может быть сделано либо путем обнаружения альтернативного индекса страха во время обучения (т.е. расширение зрачков 19,20) или найти более чувствительной мерой опасение, что может быть администраstered после тренировки.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Это исследование было поддержано Национальным институтом психического здоровья (MH060668 и MH069558).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Matlab | Mathworks | mathworks.com/products/matlab | |
Presentation | Neurobehavioral Systems | neurobs.com | |
Psylab | Contact Precision Instruments | psychlab.com | |
AFNI | NIMH - Scientific and Statistical Computing Core | afni.nimh.nih.gov/afni | |
Freesurfer | Martinos Center for Biomedical Imaging | surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki | |
MNE | Martinos Center for Biomedical Imaging | nmr.mgh.harvard.edu/martinos/userInfo/data/sofMNE.php | |
Brainstorm | open-source collaboration | neuroimage.usc.edu/brainstorm | |
3d Slicer | open-source collaboration | slicer.org | |
Paraview | Kitware | paraview.org | |
Table 1. Software used Software used. | |||
Equipment | |||
Physiological Monitoring System | |||
Psylab stand alone monitor (x2) | Contact Precision Instruments | SAM | |
Skin conductance amplifier | Contact Precision Instruments | SC5 | |
Shock stimulator (x2) | Contact Precision Instruments | SHK1 | |
Additional Components | |||
8-bit synchronization cable (x2) | Contact Precision Instruments | Included with SAM | |
8-bit to 2-bit isolation adapter | N/A | Custom | |
DB25 ribbon cable (x2) | N/A | Standard | |
Shielded extension cable (x3) | Contact Precision Instruments | CL41 | |
Radiotranslucent cup electrodes for SCR and shock (x6) | Biopac | EL258-RT | |
Signa Gel | Parker Laboratories | 15-250 | |
Response Device | |||
Rotary dial with gameport connector (x2) | N/A | Custom | |
Gameport-to-gameport/BNC splitter | N/A | Custom | |
BNC cable | N/A | Standard | |
Gameport-to-USB adapter (x2) | Rockfire | RM203U | |
Additional Components for MEG Setup | |||
HPI coils and wiring harness | N/A | Custom | |
HPI positioning system | Inition | Polhemus Isotrak | |
Table 2. Equipment used. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены