Name: investigating the neural mechanisms of aware and unaware fear memory with fmri
Uploaded: 2011-10-06T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI at JoVE.com

Stöd från University of Alabama i Birmingham utvecklingsinstitut Grant Program.

1. Psykofysiologi Den Biopac Systems, Inc. fysiologiska övervakningssystem (se tabell av specifik utrustning) är icke-standardiserad utrustning i de flesta imaging anläggningar. Schema 15-30 minuter före deltagare ankomst att inrätta fysiologisk övervakning och annan utrustning som beskrivs i detta protokoll (Figur 1). <ol><li> Anslut ett kontrollrum AcqKnowledge datorns operativsystem (Biopac Systems, Inc.) fysiologisk övervakning programvara till Biopac MP150 (MP150WSW) med en van...

<ol>
	<li>LaBar, K. S., Gatenby, J. C., Gore, J. C., LeDoux, J. E., Phelps, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+amygdala+activation+during+conditioned+fear+acquisition+and+extinction:+a+mixed-trial+fMRI+study.">Human amygdala activation during conditioned fear acquisition and extinction: a mixed-trial fMRI study.</a> Neuron. 20, 937-945 (1998).</li><li>Buchel, C., Morris, J., Dolan, R. J., Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+systems+mediating+aversive+conditioning:+an+event-related+fMRI+study.">Brain systems mediating aversive conditioning: an event-related fMRI study.</a> Neuron. 20, 947-957 (1998).</li><li>Cheng, D. T., Knight, D. C., Smith, C. N., Stein, E. A., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+human+amygdala+activity+during+Pavlovian+fear+conditioning:+stimulus+processing+versus+response+expression.">Functional MRI of human amygdala activity during Pavlovian fear conditioning: stimulus processing versus response expression.</a> Behav. Neurosci. 117, 3-10 (2003).</li><li>Knight, D. C., Smith, C. N., Stein, E. A., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+human+Pavlovian+fear+conditioning:+patterns+of+activation+as+a+function+of+learning.">Functional MRI of human Pavlovian fear conditioning: patterns of activation as a function of learning.</a> Neuroreport. 10, 3665-3670 (1999).</li><li>Cheng, D. T., Knight, D. C., Smith, C. N., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+amygdala+activity+during+the+expression+of+fear+responses.">Human amygdala activity during the expression of fear responses.</a> Behav. Neurosci. 120, 1187-1195 (2006).</li><li>Balderston, N. L., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioning+with+masked+stimuli+affects+the+timecourse+of+skin+conductance+responses.">Conditioning with masked stimuli affects the timecourse of skin conductance responses.</a> Behav. Neurosci. 124, 478-489 (2010).</li><li>Esteves, F., Parra, C., Dimberg, U., Ohman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonconscious+associative+learning:+Pavlovian+conditioning+of+skin+conductance+responses+to+masked+fear-relevant+facial+stimuli.">Nonconscious associative learning: Pavlovian conditioning of skin conductance responses to masked fear-relevant facial stimuli.</a> Psychophysiology. 31, 375-385 (1994).</li><li>Cheng, D. T., Richards, J., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+in+the+human+amygdala+corresponds+to+early,+rather+than+late+period+autonomic+responses+to+a+signal+for+shock.">Activity in the human amygdala corresponds to early, rather than late period autonomic responses to a signal for shock.</a> Learn. Mem. 14, 485-490 (2007).</li><li>Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. <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+the+human+amygdala+in+the+production+of+conditioned+fear+responses.">The role of the human amygdala in the production of conditioned fear responses.</a> Neuroimage. 26, 1193-1200 (2005).</li><li>Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. <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+awareness+in+delay+and+trace+fear+conditioning+in+humans.">The role of awareness in delay and trace fear conditioning in humans.</a> Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 6, 157-162 (2006).</li><li>Schultz, D. H., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classical+conditioning+of+autonomic+fear+responses+is+independent+of+contingency+awareness.">Classical conditioning of autonomic fear responses is independent of contingency awareness.</a> J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process. 36, 495-500 (2010).</li><li>Dunsmoor, J. E., Bandettini, P. A., Knight, D. C. <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+unconditioned+response+diminution+during+Pavlovian+conditioning.">Neural correlates of unconditioned response diminution during Pavlovian conditioning.</a> Neuroimage. 40, 811-817 (2008).</li><li>Katkin, E. S., Wiens, S., Ohman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonconscious+fear+conditioning,+visceral+perception,+and+the+development+of+gut+feelings.">Nonconscious fear conditioning, visceral perception, and the development of gut feelings.</a> Psychol. Sci. 12, 366-370 (2001).</li><li>Knight, D. C., Waters, N. S., King, M. K., Bandettini, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning-related+diminution+of+unconditioned+SCR+and+fMRI+signal+responses.">Learning-related diminution of unconditioned SCR and fMRI signal responses.</a> Neuroimage. 49, 843-848 (2010).</li><li>Knight, D. C., Waters, N. S., Bandettini, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+substrates+of+explicit+and+implicit+fear+memory.">Neural substrates of explicit and implicit fear memory.</a> Neuroimage. 45, 208-214 (2009).</li><li>Lovibond, P. F., Shanks, D. R. <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+awareness+in+Pavlovian+conditioning:+empirical+evidence+and+theoretical+implications.">The role of awareness in Pavlovian conditioning: empirical evidence and theoretical implications.</a> J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process. 28, 3-26 (2002).</li><li>Hippocampus, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 8, 620-626 (1998).</li><li>Cox, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AFNI:+software+for+analysis+and+visualization+of+functional+magnetic+resonance+neuroimages.">AFNI: software for analysis and visualization of functional magnetic resonance neuroimages.</a> Comput. Biomed. Res. 29, 162-173 (1996).</li><li>Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+conditional+fear+with+and+without+awareness.">Expression of conditional fear with and without awareness.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 100, 15280-15283 (2003).</li><li>Bunce, S. C., Bernat, E., Wong, P. S., Shevrin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Further+evidence+for+unconscious+learning:+preliminary+support+for+the+conditioning+of+facial+EMG+to+subliminal+stimuli.">Further evidence for unconscious learning: preliminary support for the conditioning of facial EMG to subliminal stimuli.</a> J. Psychiatr. Res. 33, 341-347 (1999).</li><li>Kotze, H. F., Moller, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+auditory+subliminal+stimulation+on+GSR.">Effect of auditory subliminal stimulation on GSR.</a> Psychol. Rep. 67, 931-934 (1990).</li><li>Miller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Threshold+variability+in+subliminal+perception+experiments:+fixed+threshold+estimates+reduce+power+to+detect+subliminal+effects.">Threshold variability in subliminal perception experiments: fixed threshold estimates reduce power to detect subliminal effects.</a> J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 17, 841-851 (1991).</li><li>Tabbert, K., Stark, R., Kirsch, P., Vaitl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociation+of+neural+responses+and+skin+conductance+reactions+during+fear+conditioning+with+and+without+awareness+of+stimulus+contingencies.">Dissociation of neural responses and skin conductance reactions during fear conditioning with and without awareness of stimulus contingencies.</a> Neuroimage. 32, 761-770 (2006).</li></ol>

Rädslan konditionering metoder som beskrivs här ger en möjlighet att undersöka de neurala mekanismerna för medvetna och omedvetna processer rädsla minne. Denna metod drar fördel av den samtidiga övervakningen av beteendemässiga, autonoma och fMRI uppgifter. Övervakning beteendemässiga (dvs UCS förväntade) och autonoma svar (dvs SCR) är en kritisk komponent i denna metod. UCS förväntade tillhandahåller ett medel för att bedöma oförutsedda medvetenhet, medan SCR tillhandahåller ett index av CR uttryck...

<table border="1"><tbody><tr><td> Utrustning </td><td> Företag </td><td> Artikelnummer </td></tr><tr><td> Integrerat Funktionell Imaging System (IFI-SA) </td><td> Invivo Corp, Orlando, FL </td><td></td></tr><tr><td> Master Control Unit (i kontrollrummet) Peripheral Interface Unit (finns i MR kammaren) Ljud / Bildskärm (finns i MR avdelningen) ingår: <ul><li> 6,4 &quot;(diagonalt) LCD-videoskärm <ul><li> 640 x 480 upplösning och 15 ° synfält </li></ul></li><li> akustisk gränssnittsbox <ul><li> levererar pneumatiska ljud i stereo </li></ul></li><li> MR-kompatibla hörlurar </li></ul></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Fysiologisk övervakning SYSTEM </td><td> Biopac Systems, Inc., Goleta, Kalifornien </td><td></td></tr><tr><td> Data Acquisitjon-och analyssystem för Windows (MP150) Isolerad Digital Interface (Digital Interface) Galvanic Skin Response (GSR) Förstärkare MRT Kabel / filtret för att givaren Förstärkare set, inkluderar: <ul><li> MRT förlängningskabel (avdelningen för att filtrera) </li><li> RF-interferensfilter </li><li> MRT förlängningskabel (GSR förstärkare för att filtrera) </li></ul> Ytterligare komponenter: DB25 M / F bandkabel Disponibel genomlysningsbar elektroder Kolfiber leder </td><td></td><td valign="top"> MP150WSW STP100C EDA100C-MRI MECMRI-TRANS - MECMRI-1 - MRIRFIF - MECMRI-3 CBL110C EL508 LEAD108 </td></tr><tr><td> JOYSTICK </td><td> Aktuella Designs, Inc., Philadelphia, PA </td><td></td></tr><tr><td> Legacy Joystick </td><td></td><td> HH-JOY-4 </td></tr><tr><td> Legacy fORP gränssnitt </td><td></td><td> FIU-005 </td></tr></tbody></table>

investigating the neural mechanisms of aware and unaware fear memory with fmri

Pavlovsk rädsla konditionering används ofta i kombination med funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) hos människor för att undersöka neurala substrat av associativ inlärning 1-5. I dessa studier är det viktigt att ge beteende bevis för konditionering för att verifiera att skillnader i hjärnans aktivitet lär-relaterade och korrelerade med mänskligt beteende. Rädsla conditioning studier övervakar ofta autonoma svar (t.ex. hud konduktans svar, SCR) som ett index på inlärning och minne 6-8. Dessutom kan andra beteendemässiga åtgärder ge värdefull information om inlärningsprocessen och / eller andra kognitiva funktioner som påverkar konditionering. Till exempel påverkar obetingat stimulus (UCS) förväntade har på uttrycket av den betingade svar (CR) och obetingat svar (UCR) har varit ett ämne av intresse i flera färska studier 9-14. SCR och UCS förväntade mäter have nyligen använts i samband med fMRI för att undersöka neurala substrat för medvetna och omedvetna rädsla lärande och processer minne 15. Även om dessa kognitiva processer kan utvärderas till viss del efter konditionering session kan efter konditionering bedömningar mäter inte förväntningarna på försök till försök och är känsliga för störningar och glömma, liksom andra faktorer som kan snedvrida resultat 16,17 . Övervakning autonoma och beteendemässiga samtidigt med fMRI ger en mekanism genom vilken neurala substrat som förmedlar komplexa relationer mellan kognitiva processer och beteende-/ autonoma svar kan bedömas. Men övervakningen autonoma och beteendemässiga i MR-miljö innebär en rad praktiska problem. Specifikt 1) standard beteende och fysiologiska övervakningsutrustning konstruerad av järnhaltigt material som inte kan användas säkert i närheten av MRI scanner, 2) när denna utrustning är placerad utanför MRI-skanning kammaren kan kablarna utskjutande till ämnet bär RF-brus som producerar artefakter i hjärnan bilder, 3) artefakter kan produceras i huden konduktans signalen genom att byta gradienter under skanning 4) den fMRI-signalen som produceras av motorn krav beteende hos behöva skiljas från verksamhet relaterad till kognitiva processer av intresse. Var och en av dessa frågor kan lösas med ändringar i installationen av fysiologiska övervakningsutrustning och ytterligare uppgifter analysförfaranden. Här presenterar vi en metod för att samtidigt övervaka autonoma och beteendemässiga under fMRI och demonstrera användningen av dessa metoder för att undersöka medvetna och omedvetna minnesprocesser under rädsla konditionering.

Watch this Scientific Journal Video about Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI at JoVE.com

Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI

En metod för att undersöka de neurala mekanismer som stöder medvetna och omedvetna minnesprocesser under rädsla konditionering beskrivs. Denna metod övervakar blodet syre beroende (BOLD) funktionell magnetisk resonanstomografi, hud konduktans svar och obetingat stimulus förväntade under Pavlovsk rädsla konditionering för att bedöma de neurala korrelat till olika minnesprocesser.

Undersöka Neurala mekanismer Aware och omedveten rädsla minne med fMRI

Pavlovian fear conditioning is often used in combination with functional magnetic resonance imaging (fMRI) in humans to investigate the neural substrates ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

Samtidig fMRI och elektrofysiologi hos gnagare Brain

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Extinction utbildning under Återpackning Fönster Förhindrar Återvinning av rädsla

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Optisk inspelning av suprathreshold neural aktivitet med encelliga och single-spik upplösning

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

Samtidig analys av hjärnans struktur och funktion med fMRI och diffusion-viktade bilder

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Whole Cell Patch Clamp for Investigating the Mechanisms of Infrared Neural Stimulation

Whole Cell Patch Clamp för att undersöka mekanismer Infraröd nervstimulering

It has been  demonstrated in recent years that pulsed, infrared laser light can be used to  elicit electrical responses in neural tissue, independent of ...

Optogenetic Perturbation of Neural Activity with Laser Illumination in Semi-intact Drosophila Larvae in Motion

Optogenetic Perturbation of Neural Activity with Laser Illumination in Semi-intact Drosophila Larvae in Motion

Optogenetic störning av neural aktivitet med laserbelysning i Semi-intakt<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver in Motion

Drosophila larval locomotion is a splendid model system in developmental and physiological neuroscience, by virtue of the genetic accessibility of the ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

Deep Brain Stimulation med samtidig fMRI i Gnagare

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation

En Lateralized Lukt Learning Model hos neonatala råttor för Dissecting Neural strömkrets Stödja Minnes Formation

Rat pups during a critical postnatal period (&#8804; 10 days) readily form a preference for an odor that is associated with stimuli mimicking maternal ...

A Protocol for the Administration of Real-Time fMRI Neurofeedback Training

Ett protokoll för den Administration av Real-Time fMRI Neurofeedback träning

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control ...

Time-dependent Increase in the Network Response to the Stimulation of Neuronal Cell Cultures on Micro-electrode Arrays

Tidsberoende ökning av nätverkssvaret till stimulering av neuronala cellkulturer på mikroelektroder

Micro-electrode arrays (MEAs) can be used to investigate drug toxicity, design paradigms for next-generation personalized medicine, and study network ...