التحقيق في الآليات العصبية للذاكرة الخوف وغير مدركين إدراكا مع الرنين المغناطيسي الوظيفي
Summary
يوصف منهجية للتحقيق في الآليات العصبية التي تدعم عمليات الذاكرة وعيا ويدركون خلال تكييف الخوف. هذه الطريقة يراقب مستوى الأكسجين في الدم التابع (BOLD) التصوير بالرنين المغناطيسي، واستجابة الجلد تصرف، ودون شروط التحفيز المتوقع خلال تكييف الخوف الجنوني لتقييم يرتبط العصبية عمليات الذاكرة متميزة.
Abstract
وكثيرا ما يستخدم الجنوني تكييف الخوف في تركيبة مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (الرنين المغناطيسي الوظيفي) في البشر للتحقيق في ركائز العصبية للتعلم النقابي 1-5. في هذه الدراسات، من المهم أن تقدم أدلة السلوكية من تكييف للتحقق من اختلافات في نشاط المخ والتعلم المرتبطة ارتباطا مع السلوك البشري.
دراسات تكييف الخوف في كثير من الأحيان ردود رصد المستقل (مثل الجلد استجابة تصرف؛ SCR) وذلك في مؤشر التعلم والذاكرة 6-8. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للتدابير سلوكية أخرى توفر معلومات قيمة حول عملية التعلم و / أو الوظائف المعرفية الأخرى التي تؤثر تكييف. وكان على سبيل المثال، فإن تأثير التحفيز دون شروط (UCS) المتوقع لها على التعبير عن استجابة مشروطة (CR) والاستجابة غير المشروطة (UCR) موضوع اهتمام في العديد من الدراسات التي أجريت مؤخرا 9-14. SCR وUCS المتوقع يقيس حافي مؤخرا تستخدم في بالاشتراك مع الرنين المغناطيسي الوظيفي للتحقيق في ركائز العصبية للتعلم وعلم علم الخوف وعمليات الذاكرة 15. على الرغم من أن يمكن تقييم هذه العمليات المعرفية إلى حد ما بعد الدورة تكييف، يمكن بعد تكييف التقييمات لا قياس التوقعات على أساس تجريبي إلى المحاكمة وعرضة لتدخل والنسيان، فضلا عن العوامل الأخرى التي قد تشوه نتائج 16،17 .
رصد الاستجابات اللاإرادية والسلوكية في وقت واحد مع الرنين المغناطيسي الوظيفي يوفر آلية يمكن من خلالها تقييم ركائز العصبية التي تتوسط العلاقات المعقدة بين العمليات المعرفية والاستجابات السلوكية / اللاإرادي. ومع ذلك، ورصد ردود اللاإرادي والسلوكية في بيئة التصوير بالرنين المغناطيسي يشكل عدد من المشاكل العملية. على وجه التحديد، هي التي شيدت 1) معيار معدات الرصد السلوكية والفسيولوجية من المواد الحديدية التي لا يمكن استخدامها بأمان بالقرب من هيئة السلع التموينية MRIيمكن أن تنتج nner، 2) عندما يتم وضع هذه المعدات خارج دائرة المسح التصوير بالرنين المغناطيسي، والكابلات إسقاط لهذا الموضوع يمكن أن تحمل الضوضاء التي تنتج RF التحف في صور الدماغ، 3) التحف داخل الجلد إشارة تصرف من خلال تحويل التدرجات المسح الضوئي، 4) يجوز للإشارة الرنين المغناطيسي الوظيفي التي تنتجها المحركات مطالب من الاستجابات السلوكية تحتاج إلى تمييزها عن نشاط يتعلق العمليات المعرفية في المصالح. يمكن حل كل هذه القضايا مع تعديلات على الإعداد لمعدات الرصد الفسيولوجية والإجراءات الإضافية تحليل البيانات. هنا نقدم منهجية لرصد الاستجابات في وقت واحد اللاإرادي والسلوكية خلال الرنين المغناطيسي الوظيفي، وشرح استخدام هذه الأساليب لتحقيق عمليات الذاكرة وعيا ويدركون خلال تكييف الخوف.
Protocol
Discussion
منهجية تكييف الخوف وصفها هنا يوفر وسيلة للتحقيق في الآليات العصبية للوعي وغير مدركين عمليات الذاكرة الخوف. هذه الطريقة يستفيد من رصد البيانات في وقت واحد السلوكية، الاستقلال الذاتي، والرنين المغناطيسي الوظيفي. رصد السلوكي (أي UCS المتوقع) والاستجابات اللاإرادية (أي S…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الدعم المقدم من جامعة ألاباما في برمنغهام كلية برنامج منح التنمية.
Materials
| Equipment | Company | Item number |
| Integrated Functional Imaging System (IFIS-SA) | Invivo Corp., Orlando, FL | |
| Master Control Unit (located in the control room) Peripheral Interface Unit (located in the MRI chamber) Audio/Visual Display Unit (located in the MRI chamber), includes:
|
||
| PHYSIOLOGICAL MONITORING SYSTEM | Biopac Systems, Inc., Goleta, CA | |
| Data Acquisition and Analysis System for Windows (MP150) Isolated Digital Interface (Digital Interface) Galvanic Skin Response (GSR) Amplifier MRI Cable/Filter System to Transducer Amplifier set, includes:
DB25 M/F ribbon cable Disposable radiotranslucent electrodes Carbon fiber leads |
MP150WSW STP100C EDA100C-MRI MECMRI-TRANS – MECMRI-1 – MRIRFIF – MECMRI-3 CBL110C EL508 LEAD108 |
|
| JOYSTICK | Current Designs, Inc., Philadelphia, PA | |
| Legacy Joystick | HH-JOY-4 | |
| Legacy fORP Interface | FIU-005 |
References
- LaBar, K. S., Gatenby, J. C., Gore, J. C., LeDoux, J. E., Phelps, E. A. Human amygdala activation during conditioned fear acquisition and extinction: a mixed-trial fMRI study. Neuron. 20, 937-945 (1998).
- Buchel, C., Morris, J., Dolan, R. J., Friston, K. J. Brain systems mediating aversive conditioning: an event-related fMRI study. Neuron. 20, 947-957 (1998).
- Cheng, D. T., Knight, D. C., Smith, C. N., Stein, E. A., Helmstetter, F. J. Functional MRI of human amygdala activity during Pavlovian fear conditioning: stimulus processing versus response expression. Behav. Neurosci. 117, 3-10 (2003).
- Knight, D. C., Smith, C. N., Stein, E. A., Helmstetter, F. J. Functional MRI of human Pavlovian fear conditioning: patterns of activation as a function of learning. Neuroreport. 10, 3665-3670 (1999).
- Cheng, D. T., Knight, D. C., Smith, C. N., Helmstetter, F. J. Human amygdala activity during the expression of fear responses. Behav. Neurosci. 120, 1187-1195 (2006).
- Balderston, N. L., Helmstetter, F. J. Conditioning with masked stimuli affects the timecourse of skin conductance responses. Behav. Neurosci. 124, 478-489 (2010).
- Esteves, F., Parra, C., Dimberg, U., Ohman, A. Nonconscious associative learning: Pavlovian conditioning of skin conductance responses to masked fear-relevant facial stimuli. Psychophysiology. 31, 375-385 (1994).
- Cheng, D. T., Richards, J., Helmstetter, F. J. Activity in the human amygdala corresponds to early, rather than late period autonomic responses to a signal for shock. Learn. Mem. 14, 485-490 (2007).
- Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. The role of the human amygdala in the production of conditioned fear responses. Neuroimage. 26, 1193-1200 (2005).
- Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. The role of awareness in delay and trace fear conditioning in humans. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 6, 157-162 (2006).
- Schultz, D. H., Helmstetter, F. J. Classical conditioning of autonomic fear responses is independent of contingency awareness. J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process. 36, 495-500 (2010).
- Dunsmoor, J. E., Bandettini, P. A., Knight, D. C. Neural correlates of unconditioned response diminution during Pavlovian conditioning. Neuroimage. 40, 811-817 (2008).
- Katkin, E. S., Wiens, S., Ohman, A. Nonconscious fear conditioning, visceral perception, and the development of gut feelings. Psychol. Sci. 12, 366-370 (2001).
- Knight, D. C., Waters, N. S., King, M. K., Bandettini, P. A. Learning-related diminution of unconditioned SCR and fMRI signal responses. Neuroimage. 49, 843-848 (2010).
- Knight, D. C., Waters, N. S., Bandettini, P. A. Neural substrates of explicit and implicit fear memory. Neuroimage. 45, 208-214 (2009).
- Lovibond, P. F., Shanks, D. R. The role of awareness in Pavlovian conditioning: empirical evidence and theoretical implications. J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process. 28, 3-26 (2002).
- Hippocampus, . . 8, 620-626 (1998).
- Cox, R. W. AFNI: software for analysis and visualization of functional magnetic resonance neuroimages. Comput. Biomed. Res. 29, 162-173 (1996).
- Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. Expression of conditional fear with and without awareness. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 100, 15280-15283 (2003).
- Bunce, S. C., Bernat, E., Wong, P. S., Shevrin, H. Further evidence for unconscious learning: preliminary support for the conditioning of facial EMG to subliminal stimuli. J. Psychiatr. Res. 33, 341-347 (1999).
- Kotze, H. F., Moller, A. T. Effect of auditory subliminal stimulation on GSR. Psychol. Rep. 67, 931-934 (1990).
- Miller, J. Threshold variability in subliminal perception experiments: fixed threshold estimates reduce power to detect subliminal effects. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 17, 841-851 (1991).
- Tabbert, K., Stark, R., Kirsch, P., Vaitl, D. Dissociation of neural responses and skin conductance reactions during fear conditioning with and without awareness of stimulus contingencies. Neuroimage. 32, 761-770 (2006).
