كيفية الكشف عن نشاط اللوزة مع الدماغ المغناطيسي باستخدام التصوير المصدر
Summary
توضح هذه المقالة كيفية تسجيل نشاط اللوزة مع الدماغ المغناطيسي (MEG). وبالإضافة إلى ذلك هذه المادة سوف تصف كيفية إجراء تكييف الخوف التتبع دون وعي، وهي المهمة التي ينشط اللوزة. وسوف تغطي 3 مواضيع: 1) تصميم نموذج التتبع تكييف باستخدام الوراء اخفاء التلاعب الوعي. 2) تسجيل نشاط المخ أثناء المهمة باستخدام الدماغ المغناطيسي. 3) عن طريق التصوير مصدر لاسترداد إشارة من الهياكل تحت القشرية.
Abstract
في تتبع تكييف الخوف حافزا الشرطي (CS) تتوقع حدوث التحفيز غير المشروط (UCS)، الذي يرد بعد فترة وجيزة خالية التحفيز (فاصل تتبع) 1. لأن CS وUCS لا تتزامن زمنيا، يجب على موضوع الحفاظ على التمثيل من أن CS أثناء الفاصل الزمني التتبع. في البشر، وهذا النوع من التعلم يتطلب الوعي الطوارئ التحفيز من أجل سد فاصل التتبع 2-4. ولكن عندما يتم استخدام له وجه مثل وجه CS يمكن للمحكوم عليهم تعلم ضمنيا للخوف من مواجهة حتى في غياب واضح الوعي *. وهذا يشير إلى أنه قد يكون هناك آليات إضافية العصبية قادرة على الحفاظ على أنواع معينة من المحفزات "بيولوجيا ذات الصلة" خلال فترة زمنية وجيزة التتبع. وبالنظر إلى أن اللوزة وتشارك في تكييف التتبع، وغير حساسة للوجوه، فمن الممكن أن هذا الهيكل يمكن الحفاظ على تمثيل وجه CS خلال فترة زمنية وجيزة التتبع.
<p clasق = "jove_content"> ومن الصعب أن نفهم كيف يمكن للدماغ المنتسبين وجها غير محسوس مع نتائج مكره، حتى ولو تم فصل اثنين من المحفزات في الوقت المناسب. وعلاوة على ذلك يتم إجراء تحقيقات في هذه الظاهرة صعبة من قبل اثنين من التحديات المحددة. الأول، أنه من الصعب التلاعب وعي الشخص المعني من المحفزات البصرية. طريقة واحدة مشتركة لمعالجة الوعي البصري هو استخدام اخفاء الى الوراء. في اخفاء الى الوراء، ويقدم حافزا الهدف لفترة وجيزة (<30 اخفاء 5. عرض القناع يجعل الهدف غير مرئي 6-8. ثانيا، يتطلب اخفاء توقيت سريعة جدا ودقيقة مما يجعل من الصعب تحقيق الاستجابات العصبية التي حركها المحفزات ملثمين باستخدام العديد من الأساليب شيوعا. تعتمد استجابات مستوى الأوكسجين في الدم (BOLD) حل في فترة زمنية بطيئة جدا لهذا النوع من المنهجية، وريال تقنيات تسجيل الوقت مثل electroencephalography (EEG) والدماغ المغناطيسي (MEG) لديهم صعوبات يتعافى إشارة من مصادر عميقة.ومع ذلك، كانت هناك التطورات الحديثة في الطرق المستخدمة لتوطين المصادر العصبية للإشارة MEG 9-11. من خلال جمع صور الرنين المغناطيسي عالية الدقة من هذا الموضوع في الدماغ، فمن الممكن لخلق نموذج مصدر يعتمد على التشريح العصبي الفردية. باستخدام هذا النموذج إلى "صورة" مصادر إشارة MEG، فمن الممكن لاستعادة إشارة من الهياكل تحت القشرية العميقة، مثل اللوزة والحصين *.
Protocol
تصميم تتبع نموذج تكييف باستخدام الوراء اخفاء لمنع الوعي 1. المحفزات تصميم تصميم المحفزات للمجموعتين. اختيار 4 تعبيرات محايدة من مختلف الأفراد. محاذاة الوجوه بحيث المنطقة العين من كل وجه هو في نفس الموقع. المحاصيل وجوه باستخدام بيضاوي بحيث الشعر والأذنين، وميزات الطرفية الأخرى لم تعد مرئية. استخدام أدوات معالجة الإشارات في Matlab (انظر الجدول 1 للبرمجيات اللازمة لتشغيل التجربة) لإنشاء صور عالية تمرير تصفيتها، عن طريق إزالة جميع المعلومات التي هي أقل من 5 دورات في درجة 12. إنشاء قناع عن طريق دمج عدة تعبيرات محايدة معا، وإضافة الضوضاء عالية التردد المكاني للصورة. تطبيع جميع الصور بحيث يكون لديهم الإنارة متساوية. 2. برنامج التجربة باستخدام العرض التقديمي برنامج التدريب ومراحل الاختبار في العرض التقديمي باستخدام المعلمات هو موضح أدناه (انظر الشكل 1). وبالإضافة إلى ذلك، البرنامج ملف منفصل (PCC) التي سيتم استخدامها من قبل البيانات حزمة البرامج اكتساب PSYLAB خلال التدريب والاختبار، من أجل تقديم الصدمة الناجمة عن العرض. لبرنامج الدورة التدريبية 4 كتل من الفرق تتبع تكييف الخوف مع 15 المحاكمات في CS، لكل كتلة. على كل محاكمة تقديم المغلق لمدة 30 ميللي ثانية. على كل محاكمة تقديم القناع عن 970 ميللي ثانية. على كل CS + المحاكمة تقديم صدمة UCS لمدة 100 ميللي ثانية، بحيث coterminates مع القناع. تختلف موقع الجمع CS / قناع بحيث يظهر بشكل عشوائي في 1 من 4 أجزاء. 1 تقديم محاكمة كل 6 ± 2 ثانية باستخدام الفاصلة intertrial متغير. لاختبار دورة البرنامج 1 كتلة من إعادة اكتسابها مع 5 تجارب من كل وجه CS، و5 تجارب كل من اثنين CSS جها جديدا. </لى> من أجل تعظيم قدرتك على تسجيل الاستجابات تصرف الجلد (قراري مجلس الأمن) خلال المحاكمات الاختبار، وتقديم CS لمدة 8 ثوانى. على كل CS + المحاكمة تقديم صدمة UCS لمدة 100 ميللي ثانية، بحيث coterminates مع + CS. 1 تقديم محاكمة كل 20 ± 4 ثانية باستخدام الفاصلة intertrial متغير. إرشاد المواضيع الإبلاغ UCS المتوقع خلال الدورتين، وتسجيل إجاباتهم باستخدام جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي محور متوافق / MEG (عصا التحكم، التمرير، والاتصال الهاتفي، وانظر القسم 7). غادر قراري مجلس الأمن قياسية خلال جلسة الاختبار باستخدام أقطاب كهربائية مثبتة في الجزء السفلي من المشاركين القدم (انظر القسم 9). تسجيل نشاط المخ أثناء المهمة باستخدام الدماغ المغناطيسي 3. ضبط معدات للتدريب في MEG جناح (انظر الشكل 2). قم بتوصيل الكمبيوتر عرض الحوافز لاقتناء نظام MEG باستخدام معيار DB25 متعددة موصل كابل الشريط (انظر الجدول 2 </stroنانوغرام> للمعدات اللازمة لإجراء التجربة.). قم بتوصيل الكمبيوتر عرض الحوافز إلى PSYLAB قائمة بذاتها رصد (SAM) باستخدام 8 بت إلى 2 بت محول العزلة وكابل المزامنة. المنطق (TTL) نبضات الترانزستور الترانزستور الذي يستخدم في تحديد العروض التقديمية التحفيز يمكن أن يسبب التحف في البيانات MEG إذا تم إرسالها إلى SAM. لتجنب هذه التحف، بمناسبة بداية من المنبهات فقط باستخدام بت حظره من قبل محول العزلة. ربط محفز صدمة (SHK1) إلى SAM باستخدام كابل المقدمة مع الوحدة. تمرير تمديد كابل محمية من خلال دليل موجة وتوصيله إلى محفز صدمة. ربط SAM إلى كمبيوتر يعمل بنظام التشغيل البرنامج الحصول على البيانات PSYLAB باستخدام كابل USB القياسية. ربط الاتصال الهاتفي الدوارة إلى الكمبيوتر عرض الحوافز (USB) ونظام الحصول على MEG (BNC) باستخدام الفاصل gameport-to-gameport/BNC ومنفذ الألعاب إلى USB التكيفإيه. تسجيل دقيقتين من بيانات الاستشعار من دون موضوع في الغرفة. 4. معدات الإعداد لاختبار التصوير بالرنين المغناطيسي في جناح قم بتوصيل الكمبيوتر عرض الحوافز إلى SAM باستخدام كابل المزامنة. ربط محفز صدمة (SHK1) ومكبر للصوت تصرف الجلد (SC5) إلى SAM باستخدام الكابلات المتوفرة مع وحدة. تمرير تمديد الكابلات محمية لSCR والصدمة من خلال دليل موجة وربطها إلى وحدات كل منها. ربط SAM إلى كمبيوتر يعمل بنظام التشغيل البرنامج الحصول على البيانات PSYLAB باستخدام كابل USB القياسية. ربط الاتصال الهاتفي الدوارة إلى الكمبيوتر عرض الحوافز باستخدام منفذ الألعاب إلى محول USB. 5. إعداد الموضوع للتدريب في MEG جناح (انظر الشكل 3) نعلق الأقطاب الكهربائية وأجهزة استشعار لموضوع استخدام التخطيطي في الشكل 3 كدليل. نعلق الأقطاب المتاح لeyeblinks رصد فوق وتحت العين اليمنى في هذا الموضوع. نعلق الأقطاب المتاح لرصد معدل ضربات القلب إلى جانب موضوع اليسرى أسفل القلب والصدر الحق فقط تحت الترقوة. نعلق الكهربائي القابل للتصرف واحد كمرجع إلى الجزء الخلفي من هذا الموضوع في الكتف الأيسر. نعلق قطبين الكأس لهذا الموضوع في الساق اليمنى على العصب قصبي الحق فوق الكعب الأنسي لإدارة الصدمة. 4 نعلق الرأس موقف المؤشر (HPI) لفائف لهذا الموضوع، واحدة فوق كل عين واحدة خلف كل أذن. رقمنة منصب رئيس هذا الموضوع، نسبة إلى لفائف HPI باستخدام نقاط إيمانية. باستخدام نظام بزليموس، خريطة موقف الأنيفى هذا الموضوع، وtragi واليسار واليمين. محاذاة موقف رئيس الرقمية موضوع النسبية على النقاط الإيمانية، والتأكد من أن النقاط هي متناظرة. الخريطة التالية موقف لفائف HPI في هذا الموضوع. وأخيرا، أرقامإيزي 50-100 نقطة على طول فروة الرأس في هذا الموضوع. مرافقة الخاضعة لنظام MEG وتوصيل الأقطاب الكهربائية وأجهزة الاستشعار إلى الواجهة المناسبة. التوصيل الكهربائي القابل للتصرف يؤدي إلى مكبر للصوت نظام MEG. توصيل الأسلاك تسخير HPI في نظام MEG. المكونات القطب صدمة يؤدي إلى تمديد الكابلات محمية. رفع كرسي بحيث رأس الموضوع هو لمس الجزء العلوي من خوذة MEG. ضع الشاشة بحيث الصورة المسقطة هو في التركيز. 6. Workup صدمة تعيين صدمة إلى مستوى أن التقارير الموضوع، كما مؤلمة ولكنها مقبولة. ذراع محفز صدمة من خلال تحويل الطلب من 0 مللي أمبير موقف موقف 5 أمبير. إدارة عدة عروض من الصدمة باستخدام إطار التحكم التحفيز من البيانات حزمة البرامج اكتساب PSYLAB. بعد كل عرض تقديمي لديهم معدل تخضع شدة الصدمة علىمقياس من 0 (وليس في كل أليم) إلى 10 (مؤلمة ولكنها مقبولة). زيادة تدريجية في شدة الصدمة حتى تقيم هذا الموضوع على أنها 10. تسجيل القيمة من النطاق في المربع قيمة المعلمة في تفاصيل موضوع النافذة، وسيتم إعطاء الصدمات أثناء التجربة في قيمة المشار إليه في هذا المربع. 7. جهاز استجابة إرشاد هذا الموضوع على الاستخدام السليم من الاتصال الهاتفي باستخدام سيناريو العرض المثال. تعليمات: "حرك المؤشر على طول الطريق إلى اليمين (100) إذا كنت متأكدا تماما من أن سوف تتلقى عرضا للتحفيز في المستقبل القريب حرك المؤشر على طول الطريق إلى اليسار (0) إذا كنت متأكدا أنك لن تحصل على التحفيز في المستقبل القريب. حرك المؤشر إلى الوسط (50) إذا كنت غير متأكد ما إذا كان أو لا سوف تتلقى التحفيز في المستقبل القريب ". 8. MEG قياسية خلال التدريب RECORد دقيقتين من البيانات الخام في 2 كيلو هرتز، في حين أن الموضوع يقع على عاتق عيونهم مفتوحة. قبل التدريب بدء التسجيل رموز حدث وتسليم صدمة باستخدام PSYLAB البرمجيات الحصول على البيانات. كن على يقين من أن PSYLAB يتم تشغيل التعليمات البرمجية PCC السليم بحيث يرسل صدمة عندما أثار بواسطة الكمبيوتر. تسجيل البيانات الخام في 2 كيلو هرتز خلال كل من أشواط التدريب الأربعة. تسجيل المعدلات على الانترنت كوسيلة لتفقد البيانات في الوقت الحقيقي لمصادر منهجي من الضوضاء بصريا. وطرح هذا الموضوع لتقييم شدة الصدمة بعد كل تشغيل لتقييم التعود. 9. إعداد الموضوع للاختبار في التصوير بالرنين المغناطيسي جناح مرافقة هذا الموضوع من جناح MEG إلى جناح التصوير بالرنين المغناطيسي. أعد صدمة كهربائية وإعادة ضبط شدة الصدمة. نعلق قطبين كوب إلى الجزء السفلي من هذا الموضوع في القدم اليسرى لرصد قراري مجلس الأمن. تأكد من أن هذا الموضوع لا يزال يفهم كيفية استخدام رالجهاز الذي رد. ضع هذا الموضوع على طاولة التصوير بالرنين المغناطيسي، وتأمين رؤوسهم، وربط SCR والقطب صدمة يؤدي إلى الكابلات المغطاة المقابلة. ضع المرآة المعلقة على لفائف الرأس بحيث مشارك يمكن رؤية الشاشة وضعت وراء لفائف الرأس. 10. الرنين المغناطيسي الوظيفي قياسية خلال اختبار جمع الصور التشريحية عالية الدقة (SPGR). سجل الدم الأوكسجين استجابات تعتمد مستوى له خلال جلسة الاختبار باستخدام معلمات التصوير القياسية (TR = 2 ثانية؛ TE = 25 مللي ثانية؛ fleld نظر = 24 سم، زاوية الوجه = 90 درجة). بعد اختبار وموضوع ملء استبيان تجريبي آخر. باستخدام التصوير مصدر لاسترداد إشارة من الهياكل تحت القشرية. 11. تحليل البيانات السلوكية والرنين المغناطيسي الوظيفي استخدام UCS المتوقع لتحديد ما إذا كانوا قادرين على المواضيع التمييز بين المحفزات. متوسطالبيانات المتوقع UCS ل900 ميللي ثانية تتبع فاصل والسابقة 900 ميللي ثانية فترة خط الأساس لكل محاكمة. طرح قيمة خط الأساس للفترة من القيمة للفاصل الزمني التتبع لتحديد كيفية نقل موضوع الاتصال الهاتفي بعد عرض الحوافز. إجراء نوع CS عن طريق التجربة المتكررة تدابير ANOVA عبر المواضيع. تحليل البيانات السلوكية والرنين المغناطيسي الوظيفي من جلسة الاختبار باستخدام المعايير التي تم نشرها مسبقا 5،13-15. 12. Preprocess MRI الحجم استخدام Freesurfer 16 إلى إنشاء وحدة تخزين تحت القشرية مجزأة، والسطوح من القشرة والجلد الخارجي، والجمجمة الخارجي. تحويل مجلدات والسطوح إلى صيغة قابلة للقراءة AFNI. تشغيل importsurfaces.csh – أول مرة تقوم بتشغيل البرنامج فإنه سيتم نسخ جميع الملفات التي تحتاج إليها إلى مجلد 'نموذج' جديدة في مجلد تجزئة كل موضوع لل. فإنه سيتم أيضا إنشاء ملف 'importsurface.mrml' التي يتم استخدامها لإنشاء الأمواجنماذج الآس اللوزة وقرن آمون. إنشاء وتحويل اللوزة وحجم الحصين في الأسطح باستخدام Slicer3 وParaview. تشغيل Slicer3 importsurface.mrml من هذا الموضوع في الدليل 'نموذج'. هذا سوف تحميل الأسطح ومجلدات إلى 3dslicer. توليد نماذج من اللوزة والحصين، وتوفير النماذج و{هيكل}. VTK. ملفات الاستيراد. VTK إلى paraview. تشغيل تصفية "توليد المعدلات السطح." تصدير الأوضاع الطبيعية سطح لايمي وهيب ك {هيكل}. ملفات رقائق (ASCII). استيراد الأسطح وحجم التصوير بالرنين المغناطيسي في العصف الذهني. تشغيل importsurfaces.csh مرة أخرى – وهذا سيتم تحويل السطوح إلى الملفات التي يمكن قراءتها من قبل MATLAB وسوف نسخ كافة {هيكل} tess_ ملفات حصيرة في دليل قاعدة البيانات العصف الذهني. تأكد من أن كنت قد أنشأت بالفعل موضوع في العصف الذهني قبل نسخ tess_ {هيكل}. ملفات حصيرة لطرح الأفكار المجلد (راجع الخطوة 14.1). Oالامتحانات التنافسية الوطنية تحصل على الأسطح في العصف الذهني تأكد من تحديث قاعدة البيانات. تشوه حجم التصوير بالرنين المغناطيسي إلى الفضاء القياسية من خلال تحديد نقاط إيمانية. محاذاة سطح فروة الرأس يدويا مع التصوير بالرنين المغناطيسي، ثم تطبيق الاعوجاج لجميع الأسطح الأخرى. دمج اثنين من السطوح حنوني وخفض العدد الإجمالي من القمم إلى 15،000. دمج اثنين من السطوح قرن آمون وخفض العدد الإجمالي من القمم إلى 2،000. دمج اثنين من السطوح اللوزة وخفض العدد الإجمالي من القمم إلى 1،000. دمج الأسطح حنوني، الحصين، واللوزة. خلق مناطق الفائدة (الكشافة) لاللوزة وقرن آمون. 13. Preprocess تسجيلات MEG باستخدام العصف الذهني 11 إنشاء موضوع جديد في قاعدة البيانات العصف الذهني. استيراد ملف تسجيل MEG لكل دورة تدريبية. إزالة القطع الأثرية التي تسببها مصادر خارج غرفة محمية مغناطيسيا (MSR) باستخدام الفضاء إشارةالفصل 17. إزالة القطع الأثرية التي تسببها ضربات القلب وحركات العين باستخدام تقديرات مساحة إشارة من الأحداث التي تم تحديدها على كهربية (ECG) وelectrooculography (EOG) القنوات. فحص التسجيلات للتأكد من أن العصف الذهني التي تم تحديدها بشكل صحيح ضربات القلب والأحداث eyeblinks. فحص التسجيلات عن مصادر أخرى محتملة من الضوضاء. فحص البيانات أثار إنشاؤها من المتوسطات على الانترنت عن مصادر منهجي من القطع الأثرية. لاحظ أن نبضات TTL الذي يستخدم في تحديد بداية المحفزات يمكن أن يسبب التحف في التسجيلات إذا أرسلت إلى PSYLAB حدة SAM. فقط إرسال TTL البقول اللازمة لإدارة الصدمة إلى وحدة SAM وعزل وحدة من البقول المتبقية باستخدام 8 بت إلى 2 بت محول العزلة. 14. تحليل الردود مستدعى باستخدام العصف الذهني استخدام قناة الحدث لتعريف العهود (-200 ميللي ثانية إلى 900 مللي ثانية) المقابلةإلى كل من المحاكمات التجريبية. حدد تسجيل MRI باستخدام نقاط الرأس. حساب التغاير الضوضاء من التسجيلات. حساب نموذج الرأس باستخدام أسلوب تداخل المجالات مع اللحاء كإدخال. حساب المصادر باستخدام تقديرات الحد الأدنى من المعايير الطريقة 10. مواصلة التحليل على المصادر. مصادر مرشح تمرير النطاق للمحاكمات فردية (1 هرتز إلى 20 هرتز). تأخذ القيمة المطلقة من الفرقة تمرير المصادر تصفيتها وتحويل تلك القيم إلى Z-عشرات بناء على قابلية خط الأساس. مكانيا ضمان سلاسة مصادر (سيجما = 5 ملم). متوسط مصادر عبر التجارب. مشروع المتوسطات على التشريح الافتراضي للتجربة. حساب تي الاختبارات على مصادر عبر ظروف مختلفة. النتائج اختبار t كبيرة باستخدام العتبات المكانية والزمانية لتصحيح الخطأ عائلة الحكيم. تحديد المناطق تفعيلها بشكل كبير وتصدير مدار الساعة من ACtivation لكل موضوع. حساب الخطأ المتوسط والمعياري للمتوسط عبر الموضوعات في كل نقطة زمنية. 15. أداء التفسخ وقت التردد على العائد على الاستثمار باستخدام العصف الذهني مشروع البيانات الخام من التجارب الفردية على التشريح الافتراضي للتجربة. تحديد وخلق مناطق الفائدة من تحليل استجابة أثار أو من anatomo وظيفية على فرضيات مسبقة. حساب التحليلات التردد وقت البيانات من العائد على الاستثمار الخاص لكل محاكمة باستخدام معلمات القياسية (تردد المركزية = 1 هرتز؛ وقت القرار [FWHM] = 3 ثانية؛ مدى التردد = 10:90 هرتز، والقرار التردد = 1 هرتز). تحويل الخرائط الناتجة التحلل التردد وقت لZ-العشرات. متوسط الخرائط الناتجة عبر التجارب لكل موضوع. أداء T-اختبارات على الخرائط عبر ظروف مختلفة.
Representative Results
باستخدام أساليب وصفها هنا، وأدت التحقيقات جهدنا لاثنين من النتائج الرئيسية: 1) ومن الممكن التلاعب الوعي البصري المغلق خلال تكييف التتبع، ولا تزال تظهر أدلة على التعلم. 2) ومن الممكن لاستعادة اشارات MEG من اللوزة باستخدام مصدر التصوير *. في القسم 2، وصفنا كيفية التعامل مع وعي البصرية المغلق مع اخفاء الى الوراء. عندما تتعرض لحافز ملثمين التي يتم عرضها ل~ 30 ميللي ثانية، والمواضيع التي هي عموما غير مدركين للعرض الحوافز 5،6،8 *. طريقة واحدة للتحقق من نجاح هذا التلاعب هو قياس قدرة الموضوعات "للتنبؤ وقوع UCS. إذا كان التلاعب اخفاء ناجحا، يجب أن تكون قادرة على التنبؤ بدقة قوع UCS استنادا إلى نوع CS (انظر الشكل 4) الموضوعات. على الرغم من أن توقيت في هذا النوع من التدريب يجعل من الصعب قياس جنيه مباشرةأرنينج خلال الدورة التدريبية. فمن الممكن لقياس غير مباشر التعلم عن طريق تعريضها لغير المقنعة جلسة لاحقة اختبار إعادة اكتسابها مع المحفزات الجديدة والقديمة 5 *. إذا المواضيع التي هي قادرة على التعرف على الحالات الطارئة خلال مرحلة التدريب، ينبغي أن تظهر أكبر الفرق حجم (CS +> CS-) قراري مجلس الأمن إلى المحفزات القديمة نسبة إلى محفزات جديدة. هذا التأثير واضحا في المجموعة غير مرشح عندما ننظر الى اختبار تجارب المرحلة بعد الموضوعات أعيد تتعرض لCS-UCS الطوارئ (أي محاكمات 2-5، وانظر الشكل 4). في الباب 8، وصفنا كيفية تسجيل MEG خلال الدورة ملثمين تكييف التتبع. باستخدام التصوير مصدر لمعالجة هذه التسجيلات، فمن الممكن لاستعادة إشارة MEG من الهياكل تحت القشرية مثل اللوزة 18 *. الموضوعات أظهرت الوجه فلتر (N = 9) CSS استجابات اللوزة أكبر (الشكل 5) وأمانة عمان الكبرىالتذبذبات أماه (الشكل 6) من الموضوعات المعروضة وجوه تصفيتها تمريرة عالية (N = 9). وبالإضافة إلى ذلك، تظهر هذه الموضوعات أيضا استجابات أكبر في شبكة من المناطق المعالجة وجه مثل منطقة الوجه القذالي (الشكل 7 و فيديو التكميلي). الشكل 1. التخطيطي تصور دورة تدريبية نموذجية. الحاضر 60 محاكمات A + CS و 60 محاكمات من CS-، من أجل المزيف، مثل أن هناك 4 كتل من 15 محاكمات لكل منهما. تقديم المغلق لمدة 30 ميللي ثانية، وتليها مباشرة من قبل 970 ميللي ثانية قناع أن coterminates مع صدمة UCS على CS + المحاكمات. الشكل 2. التخطيطي depictiنانوغرام المعدات المستخدمة في تجربة نموذجية تكييف هذا الإعداد يجعل من الممكن ل: 1) المثيرات البصرية الحالية عن طريق عرض البرمجيات، و2) إدارة والتحفيز الكهربائي UCS عبر الأجهزة Psylab (SAM)، 3) سجل UCS المتوقع باستخدام محور جهاز (الاتصال الهاتفي) المتصلة بالكمبيوتر العرض، و4) مزامنة العروض التحفيز والردود مع التسجيلات MEG عبر واجهة نظام الحصول على MEG. الشكل (3). شكل توضيحي يظهر موقع كل من أجهزة الاستشعار، ونقاط إيمانية وصفها في القسم 5. النقاط مع خطوط المرفقة تتوافق مع أجهزة الاستشعار وصفت والشراء. تمثل الأسهم الزرقاء النقاط إيمانية تستخدم لتسجيل التسجيلات MEG مع حجم التشريحية التصوير بالرنين المغناطيسي. نقطة الأرجوانيو تمثل نقطة فروة الرأس رقمية تستخدم لزيادة صقل coregistration MEG-MRI. الشكل 4. انهار النتائج السلوكية من دراسة تكييف نموذجي. يظهر الرسم البياني على اليمين UCS المتوقع عبر الدورة التدريبية، عبر مجموعات غير مرشح وتصفيتها. لاحظ أن الموضوعات التي تظهر مستويات مماثلة من UCS المتوقع لCS + وCS-60 عبر محاكمات، مما يشير إلى أن الإجراء اخفاء منعت قدرتهم على التمييز بين المغلق (F (1،17) = 2.19، P = 0.16). يظهر الرسم البياني على اليمين وقراري مجلس الأمن الفرق خلال الدورة الاختبار. لاحظ أن مجموعة المصفاة غير مرشح، ولكن لا يبدو أن قراري مجلس الأمن تبين الفرق أكبر للمثيرات قديم من المحفزات جديد (فلتر جديد / OLD X CS + / CS-التفاعل: F (1،7) = 5.94، P = 0.045؛ المصفاة الجديدة / القديمة X CS + / CS-التفاعل: F (1،7) = 1.13، P = 0.32)، مما يشير إلى أن التدريب يؤدي إلى إعادة اكتسابها أفضل للجمعيات CS-UCS لهذه المواضيع. (* P <0.05). الشكل 5. النتائج MEG من تجربة تكييف نموذجي. هذا الرقم على اليسار يظهر 3D نماذج من اللوزة (برتقالي)، قرن آمون (الأخضر)، وقشرة الدماغ المستخدمة لنمذجة مصادر إشارة MEG. الرسم البياني على اليمين يمثل النشاط من كتلة اللوزة غرار من التسجيلات MEG. يمثل خط ملون ضوء النشاط التي حركها وجوه غير مرشح، في حين أن خط داكن اللون يمثل النشاط التي حركها الوجوه التي تمت تصفيتها. هاءتمثل أقسام rtical المظللة باللون الرمادي فترات زمنية حيث وجوه غير مرشح تثير استجابات أكبر بكثير من وجوه المصفاة (F (1،17)> 3.44، P <0.05). انقر هنا لعرض أكبر شخصية . الشكل (6). الوقت اللوزة نتائج تردد من تجربة تكييف نموذجية. ويوضح الشكل على اليسار نماذج 3D من اللوزة (برتقالي)، قرن آمون (الأخضر)، وقشرة الدماغ المستخدمة لنمذجة مصادر إشارة MEG. الرسم البياني على اليمين يمثل إشارة MEG سجلت من اللوزة موزعة حسب الوقت والتردد. الألوان الدافئة تمثل مناطق في الطيف التي تظهر المزيد من القوة لunfiltereد يواجه من وجوه لتصفيتها. الألوان الباردة تمثل النقيض. المناطق مع تراكب مخطط تمثل فروق ذات دلالة إحصائية في جميع أنحاء المجموعات. انقر هنا لعرض أكبر شخصية . الرقم 7. الرقم تظهر القذالي وجه تفعيل منطقة في تجربة تكييف نموذجي. الألوان تمثل حجم غير مرشح> مفلتر اختبار t في ثنائي القطب المقابل. الألوان الدافئة تمثل استجابات أكبر على وجوه غير مرشح من على وجوه تمت تصفيتها. الألوان الباردة تمثل استجابات أكبر على وجوه تمت تصفيتها من على وجوه غير مرشح. فيديو التكميلي. فيديو تظهر الاستجابات القشرية في conditi نموذجيoning التجربة. الألوان تمثل حجم غير مرشح> مفلتر اختبار t في ثنائي القطب المقابل. الألوان الدافئة تمثل استجابات أكبر على وجوه غير مرشح من على وجوه تمت تصفيتها. الألوان الباردة تمثل استجابات أكبر على وجوه تمت تصفيتها من على وجوه غير مرشح. انقر هنا لعرض الفيلم تكميلية .
Discussion
في هذه الورقة ونحن تصف طريقة 1) للتلاعب الوعي المواضيع 'من الهدف المغلق خلال تتبع نموذج الخوف تكييف. 2) واستعادة إشارة MEG من اللوزة خلال تتبع تكييف الخوف دون وعي. باستخدام هذه المنهجيات، كنا قادرين على إظهار أن تكييف تتبع دون وعي هو ممكن عندما يتم استخدام الوجوه للتنبؤ UCS. هذه النتيجة تشير إلى أن وجوه تلقي معالجة خاصة حتى عندما قدم تحت عتبة الكشف الحسي *. واتساقا مع هذا الاستنتاج وجدنا أن يواجه طائفة واسعة تثير ردود اللوزة قوية ورشقات نارية من التذبذبات غاما خلال فترة التتبع. هذه النتيجة تشير إلى أن اللوزة قادرة على الحفاظ على تمثيل وجه CS أثناء فاصل التتبع وجيزة.
على الرغم من أن قدمت معا، هاتين الطريقتين يمكن استخدامها بشكل مستقل أيضا. على سبيل المثال فإنه من الممكن استخدام الوراء اخفاء التلاعب الهدف visibilإيتي في النماذج الأخرى التي يمكن أن تتأثر السلوك حسب العظة العاطفية معالجتها دون مستوى الوعي واعية 5،6،8 *. وبالإضافة إلى ذلك، وذلك باستخدام نهج التصوير مصدر الموصوفة هنا فمن الممكن لخلق 3D نماذج من الهياكل تحت القشرية الأخرى، وأنه قد يكون من الممكن استرجاع إشارة من هذه الهياكل الأخرى خلال مهام محددة المنطقة. على سبيل المثال، باستخدام التصوير المصدر إلى النشاط الحصين نموذج، قد يكون من الممكن استعادة إشارة MEG من مصادر الحصين خلال المهام مثل الملاحة الفضائية.
وقد صممت الطرق الموضحة هنا مع اثنين من الأهداف في الاعتبار: 1) التوعية كتلة من المحفزات الهدف، 2) وتعظيم القدرة على الكشف عن التحفيز استجابات اللوزة باستخدام MEG. هذه القيود تصميم يجعل من الصعب قياس المعرفة الضمنية من الحالات الطارئة التحفيز المواضيع '. على سبيل المثال، قراري مجلس الأمن لحل على مدى عدة ثوان 5،13، ولكن يتم عرض المغلق فقطل~ وتقدم 30 ميللي ثانية خلال التدريب، وصدمة بعد فترة وجيزة (~ 900 مللي ثانية). ونظرا لهذه القيود الزمنية، وسوف يكون مرتبك CR التعبير حتما من قبل التعبير UCR خلال التدريب. وبسبب هذا تخاطط؛ تسامت، فمن الضروري لاختبار معرفة المبحوثين من الحالات الطارئة التحفيز باستخدام جلسة عمل اختبار غير المقنعة لاحقة. غير أن جلسة الاختبار في نهاية التجربة ليست الأمثل لقراري مجلس الأمن تميل إلى روض على مدى التجربة 1. ونظرا لعدد من التجارب اللازمة لإظهار استجابات أثار موثوق بها مع MEG، وهذا التعود SCR تقليل إلى حد كبير القدرة على الكشف عن تأثير السلوكية للتدريب. وينبغي أن تركز الدراسات في المستقبل على إيجاد أفضل السبل لتعلم الضمني المؤشر خلال تكييف الخوف مع ملثمين CSS. ويمكن القيام بذلك عن طريق إما إيجاد مؤشر بديل من الخوف أثناء التدريب (أي اتساع حدقة العين 19،20) أو إيجاد مقياس أكثر حساسية من الخوف الذي يمكن أن يكون الهيئة الإداريةstered بعد انتهاء الدورة التدريبية.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذه الدراسة من قبل المعهد الوطني للصحة العقلية (MH060668 وMH069558).
Materials
| 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. |
Riferimenti
- Knight, D. C., Cheng, D. T., Smith, C. N., Stein, E. A., Helmstetter, F. J. Neural substrates mediating human delay and trace fear conditioning. Journal of Neuroscience. 24, 218-228 (2004).
- Knight, D. C., Nguyen, H. T., Bandettini, P. A. The role of awareness in delay and trace fear conditioning in humans. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 6, 157-162 (2006).
- Manns, J. R., Clark, R. E., Squire, L. R. Parallel acquisition of awareness and trace eyeblink classical conditioning. Learning & Memory. 7, 267-272 (2000).
- Weike, A. I. I., Schupp, H. T. T., Hamm, A. O. Fear acquisition requires awareness in trace but not delay conditioning. Psychophysiology. 44, 170-180 (2007).
- Balderston, N. L., Helmstetter, F. J. Conditioning with masked stimuli affects the timecourse of skin conductance responses. Behavioral Neuroscience. 124, 478-489 (2010).
- Flykt, A., Esteves, F., Öhman, A., Ohman, A. Skin conductance responses to masked conditioned stimuli: phylogenetic/ontogenetic factors versus direction of threat. Biological Psychology. 74, 328-336 (2007).
- Öhman, A., Carlsson, K., Lundqvist, D., Ingvar, M. On the unconscious subcortical origin of human fear. Physiology & Behavior. 92, 180-185 (2007).
- Whalen, P. J., et al. Masked presentations of emotional facial expressions modulate amygdala activity without explicit knowledge. Journal of Neuroscience. 18, 411 (1998).
- Huang, M. X., Mosher, J. C., Leahy, R. M. A sensor-weighted overlapping-sphere head model and exhaustive head model comparison for MEG. Physics in Medicine and Biology. 44, 423-440 (1999).
- Hämäläinen, M. S., Ilmoniemi, R. J. Interpreting magnetic fields of the brain: minimum norm estimates. Medical & Biological Engineering & Computing. 32, 35-42 (1994).
- Tadel, F., Baillet, S., Mosher, J. C., Pantazis, D., Leahy, R. M. Brainstorm: A User-Friendly Application for MEG/EEG Analysis. Computational Intelligence and Neuroscience. 2011, 879716-87 (2011).
- Rotshtein, P., Vuilleumier, P., Winston, J., Driver, J., Dolan, R. J. Distinct and convergent visual processing of high and low spatial frequency information in faces. Cerebral Cortex. 17, 2713-2724 (2007).
- 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. Learning & Memory. 14, 485-490 (2007).
- 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).
- Schultz, D. H., Helmstetter, F. J. Classical conditioning of autonomic fear responses is independent of contingency awareness. Journal of Experimental Psychology Animal Behavior Processes. 36, 495-500 (2010).
- Fischl, B., et al. Sequence-independent segmentation of magnetic resonance images. NeuroImage. 23, 69-84 (2004).
- Taulu, S., Kajola, M., Simola, J. Suppression of interference and artifacts by the Signal Space Separation Method. Brain Topography. 16, 269-275 (2004).
- Dumas, T., et al. MEG study of amygdala responses during the perception of emotional faces and gaze. , (2010).
- Reinhard, G., Lachnit, H., König, S. Tracking stimulus processing in Pavlovian pupillary conditioning. Psychophysiology. 43, 73-83 (2006).
- Reinhard, G., Lachnit, H. Differential conditioning of anticipatory pupillary dilation responses in humans. Biological Psychology. 60, 51-68 (2002).
Citazione di questo articolo
Balderston, N. L., Schultz, D. H., Baillet, S., Helmstetter, F. J. How to Detect Amygdala Activity with Magnetoencephalography using Source Imaging. J. Vis. Exp. (76), e50212, doi:10.3791/50212 (2013).