Method Article
Bu makale manyetoensefalografi (MEG) ile amigdala aktivite kayıt açıklamaktadır. Ayrıca bu yazı farkında olmadan iz korku klima, amigdala aktive bir görev yapmak için nasıl anlatacağız. Farkındalık işlemek için maskeleme geriye kullanarak bir iz klima paradigma Tasarımı 1): 3 konuları kapsamaktadır. Manyetoensefalografi kullanarak görevi sırasında 2) Kayıt beyin aktivitesi. 3) subkortikal yapılardan sinyal kurtarmak için kaynak görüntüleme kullanma.
Iz korku klima bir koşullu uyaran (CS) kısa bir uyaran ücretsiz süre (iz aralığı) 1 sonra sunulan koşulsuz uyaran (UCS), oluşumu tahmin. CS ve UCS geçici olarak birlikte meydana gelmez, çünkü bu konuda iz aralığında olduğunu CS bir temsili tutmalıdır. İnsanlarda, öğrenme bu tür iz aralığı 2-4 köprü için uyarıcı şarta bilincini gerektirir. Bir yüz CS olarak kullanılan ancak ne zaman, konu üstü kapalı bile açık farkındalık * yokluğunda yüz korku öğrenebilirsiniz. Bu kısa bir iz aralığı boyunca, "biyolojik olarak ilgili" uyaranlara bazı türleri muhafaza edebilen ek nöral mekanizmalar olabileceğini göstermektedir. Amigdala iz klima dahil, ve yüzleri duyarlı olduğu göz önüne alındığında, bu yapının kısa bir iz aralığı sırasında bir yüz CS bir temsil koruyabilirsiniz mümkündür.
5 bir sunum ile kısaca sunulan (<30 msn) ve hemen takip ediyor. Maskenin sunumu 6-8 görünmez hedef vermektedir. İkincisi, maskeleme zor pek çok ortak yaklaşımlar kullanarak maskeli bir uyarıya cevabın sinir yanıtları araştırmak için yapım çok hızlı ve hassas zamanlama gerektirir. Kan-oksijen seviyesi bağımlı (BOLD) yanıtları electroen gibi bir zaman ölçeği çok yöntem bu tür yavaş, ve gerçek zamanlı kayıt teknikleri çözmekensefalografi (EEG) ve manyetoensefalografi (MEG) derin kaynaklardan sinyal kurtarma zorluklar var.
Ancak, MEG sinyal 9-11 sinir kaynakları lokalize için kullanılan yöntemler son gelişmeler olmuştur. Öznenin beynin yüksek çözünürlüklü MR görüntüleri toplayarak, tek tek sinir anatomisi dayalı bir kaynak modeli oluşturmak mümkündür. MEG sinyal kaynakları "görüntü" için bu modeli kullanarak, amigdala ve hipokampus * gibi, derin subkortikal yapılardan sinyal kurtarmak mümkündür.
Farkındalık engellemek için maskeleme geriye kullanarak bir iz klima paradigma Tasarımı
1. Tasarım Uyarılar
2. Sunum kullanarak Programı Deney
Manyetoensefalografi kullanarak görevi sırasında beyin aktivitesini Kaydı
3. MEG Suite (Bakınız Şekil 2) de Eğitim için donatım Kur.
4. MRI Suite Test için Kurulum Ekipmanları
5. MEG Suite Eğitim Kurulum Konu (Şekil 3)
6. Şok Çalıştırma
7. Tepki Cihaz
8. Eğitim sırasında kayıt MEG
9. MRI Suite Test için Kurulum Konu
10. Test sırasında kayıt fMRI
Subkortikal yapılar sinyal kurtarmak için kaynak görüntüleme kullanarak.
11. Davranış ve fMRI Veri Analiz
12. Preprocess MRI Ses
13. Beyin fırtınası 11 ile önişlem MEG Kayıtlar
14. Beyin fırtınası ile Uyarılmış Yanıtlar analiz
15. ROI beyin fırtınası kullanarak Zaman-frekans Ayırma gerçekleştirin
Bu eser klima sırasında görsel olgu sunumu bilincini manipüle mümkündür 1), ve hala öğrenme kanıtlar gösteriyor: yöntemleri kullanarak burada açıklanan, bizim araştırmalar iki önemli bulgular yol açmıştır. 2) Bu kaynak görüntüleme * kullanarak amigdala gelen MEG sinyalleri kurtarmak mümkündür.
Bölüm 2, biz geri maskeleme ile görsel olgu sunumu bilincini işlemek için nasıl tarif. ~ 30 msn için görüntülenen bir maskeli uyarana maruz kaldığında, konu genel olarak uyaran sunum 5,6,8 * habersiz. Bu manipülasyon başarısı doğrulamak için bir yolu UCS oluşumunu tahmin konular yeteneğini ölçmektir. Maskeleme manipülasyon başarılı olursa, konu doğru CS tipi (Bakınız Şekil 4) dayalı UCS oluşumunu tahmin etmek mümkün olmalıdır.
Eğitim bu tip zamanlama zor doğrudan le ölçmek için yapar rağmeneğitim oturumu sırasında UYARI. Bu dolaylı olarak eski ve yeni uyaranlara ile bir sonraki maskesiz yeniden kazanımı test oturumu için 5 * onları teşhir ederek öğrenme ölçmek mümkündür. Konularda eğitim aşamasında yükümlülükler hakkında bilgi sahibi iseniz, daha büyük büyüklüğü diferansiyel göstermelidir (CS +> CS-) yeni uyaranlara göre eski uyaranlara SCR. Biz konular CS-UCS şarta (; Bkz. Şekil 4 yani Denemeler 2-5) yeniden maruz sonra faz denemeleri test baktığımızda Bu etki Filtrelenmemiş grubunda belirgindir.
Bölüm 8, biz maskeli iz Klima oturumu sırasında MEG kayıt nasıl tarif. Bu kayıtları işlemek için kaynak görüntüleme kullanarak, amigdala 18 * gibi subkortikal yapılardan MEG sinyal kurtarmak mümkündür. Konularda filtresiz yüz gösterilir (N = 9) olgu sunumu büyük amigdala yanıtları (Şekil 5) ve gam sergiyüksek geçiren filtre yüzleri (N = 9) gösterilmiştir grubuna göre ma salınımlar (Şekil 6). Buna ek olarak, bu konularda da oksipital yüz alanı (Şekil 7 ve Ek Video) gibi yüz işleme bölgelerin bir ağ daha büyük tepkiler gösterir.
Şekil 1. Şematik tipik bir eğitim oturumu tasvir. Mevcut bir CS + 60 çalışma ve 60 denemeler bir CS-, yalancı rasgele sırayla, 15 çalışmaların her biri 4 blok vardır böyle. Hemen CS + çalışmalar hakkında şok UCS ile coterminates bir 970 msn maskesi takip, 30 msn için olgu sunumu mevcut.
Şekil 2. Şematik depictiTipik bir klima deneyde kullanılan ng ekipman Bu kurulum mümkün yapar:. 1) Sunum yazılımı, 2) ile mevcut görsel uyaranlara kayıt UCS beklentisi Psylab donanım (SAM), 3) ile bir elektrik stimülasyonu UCS yönetmek bir eksen kullanılarak cihazı (çevirmeli) sunum bilgisayara bağlı ve 4) MEG toplama sistemi arayüzü üzerinden MEG kayıtları ile uyaran sunum ve yanıtları senkronize.
Şekil 3,. Bölüm 5'te tarif edilen sensörler ve indirgeme noktaların her yerini gösteren çizim. Ekli hatları ile nokta etiketli sensörler ve potansiyel karşılık gelmektedir. Mavi oklar MRG anatomik hacmi ile MEG kayıtları kaydetmek için kullanılan fiducial noktalarını temsil eder. Mor noktasıs daha MEG-MR coregistration rafine için kullanılan dijital kafa derisi noktalarını temsil eder.
Şekil 4. Tipik bir klima çalışma Davranış sonuçları. Soldaki grafik eğitim oturumu boyunca UCS beklentisi gösterir, Filtrelenmemiş ve Filtreli grupları arasında çöktü. Konular maskeleme işlemi olgu sunumu (p = 0.16 F (1,17) = 2.19) arasında ayrım yeteneğini bloke düşündüren, CS + ve CS-boyunca 60 denemeler için UCS beklentisi benzer seviyelerde gösteren dikkat edin. Sağdaki grafik test oturumu sırasında diferansiyel SCR gösterir. Filtrelenmemiş değil, Filtre grubu yeni bir çekim gücü (Filtrelenmemiş daha eski uyaranlara daha büyük diferansiyel SCR gösteren gibi görünüyor dikkat edin Yeni / Old x CS + / CS-etkileşim: F (1,7) = 5.94, p = 0.045; Filtreli Eski / Yeni x CS + / CS-etkileşim: F (1,7) = 1.13, p = 0.32), düşündüren bu eğitim Bu konular için CS-UCS derneklerin daha iyi yeniden kazanımı yol açar. (* P <0.05).
Şekil 5,. Tipik bir klima deney MEG sonuçları. Soldaki şekil amigdala (turuncu), hipokampus (yeşil) ve MEG sinyal kaynaklarını modellemek için kullanılan serebral korteksin 3d modelleri gösterir. Sağdaki grafik MEG kayıtları modellenmiş bir amigdala kümeden faaliyet gösteren. Koyu renkli çizgi Filtreli yüzler tarafından uyarılmış faaliyet gösteren ise açık renkli çizgi, Filtresiz yüzler tarafından uyarılmış faaliyet gösteren. Ettikrtical gri gölgeli bölümleri Filtrelenmemiş yüzleri Filtreli yüzleri (F (1,17)> 3.44, p <0.05) önemli ölçüde daha büyük tepkiler uyandırmak zaman aralıklarında temsil eder. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .
6 Şekil. Tipik bir klima deneyden amigdala zaman frekans sonuçları. Soldaki şekil amigdala (turuncu), hipokampus (yeşil) ve MEG sinyal kaynaklarını modellemek için kullanılan serebral korteksin 3d modelleri gösterir. Sağdaki grafik zaman ve frekans göre ayrılmış amigdala kaydedilen MEG sinyali temsil eder. Sıcak renkler unfiltere için önemli ölçüde daha fazla güç göstermek spektrograf bölgeleri temsilD süzüldü yüzler için daha karşı karşıyadır. Soğuk renkler tam tersi temsil eder. Çizgili kalıbı ile Bölgeler gruplarında önemli farklılıklar göstermektedir. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .
Şekil 7. Tipik bir klima deneyde oksipital yüz alanı aktivasyonunu gösteren. Renkler ilgili dipol de Filtresiz> Filtreli t-testi büyüklüğünü temsil Şekil. Sıcak renkler Filtreli yüzü daha Filtresiz yüzleri daha büyük tepkiler gösterir. Soğuk renkler Filtrelenmemiş yüzü daha Filtreli yüzleri daha büyük tepkiler gösterir.
Ek Video. Video tipik bir Conditi kortikal yanıtları gösterendeney oning. Renkler ilgili dipol de Filtresiz> Filtreli t-testi büyüklüğünü temsil eder. Sıcak renkler Filtreli yüzü daha Filtresiz yüzleri daha büyük tepkiler gösterir. Soğuk renkler Filtrelenmemiş yüzü daha Filtreli yüzleri daha büyük tepkiler gösterir. tamamlayıcı filmi görmek için buraya tıklayın .
Bu yazıda bir iz korku klima paradigma sırasında hedef olgu sunumu konuları 'bilincini işlemek için yöntemler 1) açıklar. 2) ve farkında olmadan iz korku klima sırasında amigdala gelen MEG sinyal kurtarmak için. Bu yöntemler kullanarak, yüzler UCS tahmin etmek kullanıldığında farkındalık mümkündür olmadan iz klima göstermek başardık. Bu sonuç, algısal algılama eşiği * aşağıda sunulmuştur bile yüzü özel bir işlem alma olduğunu göstermektedir. Bu sonuç ile uyumlu olarak biz bu geniş yelpazede iz aralığında sağlam amigdala yanıtları ve gama salınım patlamaları uyandırmak karşı karşıya bulundu. Bu sonuç, amigdala kısa bir iz aralığında bir yüz CS bir temsilidir koruma yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.
Birlikte sunulan olsa da, bu iki yöntem de bağımsız olarak kullanılabilir. Örneğin bu hedef işlemek için maskeleme geri kullanmak mümkündür görünürlükdavranış bilinçli farkındalık 5,6,8 * seviyesinin altında işlenmiş duygusal ipuçları etkilenebilir diğer paradigmaları içinde Sığ. Buna ek olarak, kaynak görüntüleme yaklaşımı kullanarak diğer subkortikal yapıların 3 boyutlu modeller oluşturmak mümkün olduğunu ve bölgeler belirli görevleri sırasında bu yapıların sinyal kurtarmak mümkün olabilir burada açıklanan. Örneğin, model hipokampal aktivite için kaynak görüntüleme kullanarak, bu mekansal navigasyon gibi görevleri sırasında hipokampal kaynaklardan MEG sinyal kurtarmak mümkün olabilir.
1) blok hedef uyaranlar, 2) bilinci ve MEG kullanarak uyaran uyarılmış amigdala yanıtları tespit yeteneği en üst düzeye çıkarmak: Burada anlatılan yöntemler göz önünde iki gol ile tasarlanmıştır. Bu tasarım kısıtlamaları zor uyaran şarta deneklerin örtülü bilgi ölçmek için yapmak. Örneğin, SCR birkaç saniye 5,13 boyunca çözmek, ancak CSS yalnızca sunulmuştur~ 30 eğitim sırasında msn, ve şok kısa bir süre (~ 900 msn) sonra sunulmuştur. Bu zaman kısıtlamaları göz önüne alındığında, CR ifade kaçınılmaz olarak eğitim sırasında UCR ifade tarafından eleştirilmiştir edilecektir. Bu nedenle colinearity nedeniyle, bir sonraki maskesiz test oturumu kullanarak uyaran şarta konularda bilgilerini test etmek için gereklidir. SCR deney 1 boyunca alışmalarına eğilimindedir Ancak, deney sonunda bir test oturumu optimal değildir. MEG ile güvenilir uyarılmış yanıtları göstermek için gerekli çalışmaların sayısı göz önüne alındığında, bu SCR alışkanlık eğitim bir davranış etkisi tespit etmek oldukça güç azalacaktır. Gelecek çalışmalar maskeli olgu sunumu ile korku klima sırasında indeksi örtük öğrenme için daha iyi yollar bulmaya odaklanmalıdır. Bu da eğitim (yani öğrenci dilatasyon 19,20) sırasında korku alternatif bir dizin bulma ya da admini olabilir korku daha duyarlı bir ölçü bulmak tarafından yapılabilirantrenmandan sonra stered.
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Bu çalışma Ruh Sağlığı Ulusal Enstitüsü (MH060668 ve MH069558) tarafından desteklenmiştir.
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. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır