We presenteren een protocol voor gelijktijdige verzameling van EEG/fMRI-gegevens en gesynchroniseerde MR-kloksignaalregistratie. We demonstreren deze methode met behulp van een uniek paradigma waarbij proefpersonen ‘cold glove’-instructies krijgen tijdens het scannen, en EEG/ fMRI-gegevens worden geregistreerd, samen met handtemperatuurmetingen zowel voor als na hypnotische inductie.
In dit werk demonstreren we een methode voor gelijktijdige verzameling van EEG/fMRI-gegevens. In onze opstelling worden EEG-gegevens verzameld met behulp van een 256-kanaals sensornet met hoge dichtheid. De EEG-versterker zelf bevindt zich in een veldisolatie-insluitingssysteem (FICS) en MRI-kloksignalen worden gesynchroniseerd met EEG-gegevensverzameling voor daaropvolgende MR-artefactkarakterisering en verwijdering. We demonstreren deze methode eerst voor het verzamelen van reststatusgegevens. Daarna demonstreren we een protocol voor EEG/ fMRI-gegevensregistratie, terwijl proefpersonen naar een tape luisteren waarin ze worden gevraagd te visualiseren dat hun linkerhand is ondergedompeld in een koudwaterbad en hier het paradigma van de koude handschoen wordt genoemd. Thermische verschillen tussen elke hand worden gemeten tijdens het verzamelen van EEG/fMRI-gegevens met behulp van een MR-compatibele temperatuursensor die we voor dit doel hebben ontwikkeld. We verzamelen EEG/fMRI-gegevens van koude handschoenen, samen met gelijktijdige differentiële handtemperatuurmetingen zowel voor als na hypnotische inductie. Tussen voor- en nasessies worden eeg-gegevens met één modaliteit verzameld tijdens het hypnotische inductie- en dieptebeoordelingsproces. Onze representatieve resultaten tonen aan dat significante veranderingen in het EEG-vermogensspectrum kunnen worden gemeten tijdens hypnotische inductie en dat veranderingen in de handtemperatuur tijdens het paradigma van koude handschoenen snel kunnen worden gedetecteerd met behulp van ons MR-compatibele differentiële thermometrieapparaat.
Sinds de oprichting is er aanzienlijke controverse geweest over wat hypnose is en hoe precies meetbare fysiologische veranderingen in gevoelige individuen worden geproduceerd. Studies gericht op het begrijpen van de neurale correlaten van hypnose en reacties op hypnotische suggestie hebben over het algemeen gevarieerde resultatenopgeleverd 1, die ten minste gedeeltelijk te wijten kunnen zijn aan verschillen in hypnotische inductie- en suggestietechnieken2, waardoor motivatie wordt gegeven voor een gedetailleerde methodologie en protocolbeschrijving.
Hoewel hypnose conventioneel is gedefinieerd als een toestand van innerlijke concentratie en gerichte aandacht1,3, omvat een completere operationele definitie ook: verminderd bewustzijn van exogene stimuli4, verhoogde absorptie5, of moeiteloze aandacht voor woorden van de experimenteerder en verminderde spontane gedachte6. Een hypnotische inductie wordt over het algemeen gedefinieerd als een reeks verbale instructies die hypnose en absorptie vergemakkelijken6. Hypnotizability varieert sterk tussen individuen, maar is over het algemeen stabiel binnen individuen in de loop van de tijd7,8; suggestibility wordt meestal gemeten in termen van gedragsrespons op suggestie met als meest toegepaste metriek de Stanford Hypnotic Susceptibility Scale, (SHSS) vorm C9-12.
Studies die de neurale correlaten van hypnose onderzoeken, vallen over het algemeen in twee categorieën. Ofwel onderzoeken ze netwerken van activiteit intrinsiek geactiveerd tijdens ‘rusttoestand’ hypnose, of ze bestuderen veranderingen in neurale activiteit die optreden als reactie op hypnotische suggestie6. In een recente EEG-studie bleken zeer suggestieve individuen tijdens hypnose een hogere gebeurtenisgerelateerde desynchronie van het frontale pariëtale netwerk in de alfa-2-band weer te geven in vergelijking met laag suggestieve proefpersonen4. Onlangs heeft functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) ook veranderingen in voorste standaardmodusnetwerken onthuld tijdens hypnose in ‘rusttoestand’ zonder een overeenkomstige toename van de activiteit in andere hersengebieden2. Convergerende bewijzen suggereren dat hypnose geassocieerd is met gedissocieerde anterieure attentional control13.
Veranderingen in fMRI bloed oxygenatie niveau afhankelijke (BOLD) signalen in reactie op een verscheidenheid van hypnotische suggesties zijn onlangs ook gemeld14-23. De meerderheid van de suggestie-respons studies correleren hersensignaalveranderingen met subjectieve ratings van veranderde perceptie. Hypnotische suggestie is echter ook gebruikt om fysiologische parameters zoals bloeddruk, hartslag en handtemperatuur van het onderwerp te wijzigen in reactie24.
Hier breiden we deze eerdere bevindingen uit door een experimenteel paradigma te ontwikkelen, hier aangeduid als het ‘koude handschoen’-paradigma, waarbij proefpersonen worden gericht om te zien dat een van hun handen kouder is in temperatuur dan de andere, bij afwezigheid van externe fysieke manipulatie van de temperatuur. Deze mondelinge instructies worden geleverd via MR-compatibele hoofdtelefoons tijdens het opnemen van gegevens.
In dit werk demonstreren we eerst onze methode voor gelijktijdige EEG/fMRI data-registratie. Vervolgens demonstreren we het koude handschoenparadigma, dat het verzamelen van EEG/ fMRI-gegevens omvat, samen met handtemperatuurmetingen zowel voor als na hypnotische inductie. Onze methode voor hypnotische inductie omvat een ideomotorische suggestie beschreven door1, gevolgd door een dieptebeoordeling met behulp van de SSHS, formulier C. We detecteren betrouwbare veranderingen in het EEG-vermogensspectrum die optreden na hypnotische inductie. We tonen ook aan dat ons MRI-compatibele differentiële thermometrieapparaat in staat is om handtemperatuurveranderingen te meten tijdens gelijktijdige EEG / fMRI-gegevensverzamelingssessie. Deze procedure kan belangrijke kwantitatieve EEG/fMRI-metingen bieden bij het beoordelen van veranderingen in hersensignaal die optreden tijdens intrinsieke ‘rusttoestand’ hypnose, evenals het meten van signaalveranderingen als reactie op hypnotische suggestie voor veranderde thermische waarneming.
Er lijkt een grote variabiliteit te zijn in suggestiemethoden die worden gebruikt om proefpersonen in een staat van hypnose te brengen1. We tonen hier aan dat een suggestie voor niet-stromingsmotorische beweging gevolgd door de SHSS, vorm C, kan worden gebruikt om het EEG-vermogensspectrum te veranderen. We merken op dat hoewel het onderwerp dat in deze studie werd gebruikt in het verleden was gehypnotiseerd, er geen poging was gedaan via Harvard Group Suggestibility Scale of een ander mechanisme om een zeer vatbaar onderwerp te vinden. We veronderstellen dat de omvang van veranderingen in EEG-frequentiesubbanden waarschijnlijk varieert afhankelijk van het gevoeligheidsniveau van het onderwerp, zoals is gemeld4.
We hebben ook een opstelling gedemonstreerd om handtemperatuurschommelingen te meten die kunnen optreden tijdens een gelijktijdige EEG/fMRI-sessie. Hoewel proefpersonen uiteindelijk kunnen leren om veranderingen in de handtemperatuur te bereiken zonder hypnose met behulp van biofeedback-signalen, duurt dit meestal veel trainingssessies26. Frischholz en Tryon26 waren niet in staat om de associatie tussen veranderingen in handtemperatuur en hypnotische diepte te repliceren met behulp van het koude handschoensuggestieparadigma, in tegenstelling tot dat gerapporteerd door anderen27. Er is extra werk nodig om deze controverse op te lossen. Niettemin kan de methode voor het meten van handtemperatuurveranderingen tijdens een functionele neuroimagingsessie nuttig zijn bij het beoordelen van de neurale correlaten van de hypnotische ‘koude handschoen’-suggestie na hypnotische inductie.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door fondsen van de Korean Basic Science Institute (KBSI) subsidie, Neuroimaging Studies of Hypnotically Induced Deception.
Equipment Name | Company | Catalogue Number | Comment |
Precision Monolithic Temperature Sensor | National Semiconductor Corporation | LM34/LM35 | 100 mV/°C; accurate to within ±0.4 °C at room temperature |
Precision Instrumentation Amplifier | National Semiconductor Corporation | INA114 | Part of Magnet Room I/O interface |
HydroCel Saline | Electrical Geodescis Inc. | N-PRT-KCL-1000-000 | |
HydroCel Geodesic Sensor Net with a 256-channel High Density Electrode Array | Electrical Geodescis Inc. | 256-channel HCGSN | |
Geodesics Photogrammetry System | Electrical Geodescis Inc. | EGI GPS | |
Pipettes | Electrical Geodescis Inc. | N-ACC-PIP-1000-000 |