Summary

Investigar os mecanismos neurais da memória Fear Consciente e Inconsciente com fMRI

Published: October 06, 2011
doi:

Summary

Uma metodologia para investigar os mecanismos neurais que suportam os processos de memória consciente e inconsciente durante o condicionamento do medo é descrito. Este método monitora o nível de oxigênio no sangue dependente (BOLD) a ressonância magnética funcional, a resposta de condutância da pele, ea expectativa de estímulo incondicionado durante o condicionamento pavloviano medo de avaliar os correlatos neurais dos processos de memória distintos.

Abstract

Condicionamento pavloviano medo é muitas vezes utilizado em combinação com ressonância magnética funcional (fMRI) em seres humanos para investigar os substratos neurais da aprendizagem associativa 1-5. Nesses estudos, é importante para fornecer provas de condicionamento comportamental para verificar que as diferenças na atividade cerebral estão aprendendo relacionados e correlacionados com o comportamento humano.

Estudos de condicionamento do medo, muitas vezes acompanhar as respostas autonômicas (por exemplo, resposta de condutância da pele; SCR) como um índice de aprendizagem e memória 6-8. Além disso, outras medidas comportamentais podem fornecer informações valiosas sobre o processo de aprendizagem e / ou outras funções cognitivas que influenciam condicionado. Por exemplo, o impacto do estímulo incondicionado (UCS) têm expectativas sobre a expressão da resposta condicionada (CR) e resposta incondicionada (UCR) tem sido um tema de interesse em vários estudos recentes 9-14. SCR e medidas de expectativa de UCS têm sido usados ​​em conjunto com fMRI para investigar o substrato neural de aprendizado do medo consciente e inconsciente e processos de memória 15. Embora estes processos cognitivos podem ser avaliados em algum grau após a sessão de condicionamento, pós-condicionado avaliações não podem medir as expectativas em uma base experimental para tentativa-e são suscetíveis à interferência e esquecimento, bem como outros fatores que podem distorcer os resultados 16,17 .

Monitoramento respostas autonômicas e comportamentais simultaneamente com fMRI fornece um mecanismo pelo qual os substratos neurais que medeiam as relações complexas entre processos cognitivos e respostas comportamentais / autônomo pode ser avaliado. No entanto, o monitoramento respostas autonômicas e comportamentais no ambiente MRI apresenta uma série de problemas práticos. Especificamente, 1) equipamentos de monitoramento padrão comportamental e fisiológica é construído de material ferroso que não pode ser utilizado com segurança perto do scanner de ressonância magnética, 2), quando este equipamento é colocado fora da câmara de ressonância magnética, os cabos de projetar para o assunto pode levar ruído RF que produz artefatos em imagens do cérebro, 3) os artefatos podem ser produzidos dentro do sinal de condutância da pele, alternando gradientes durante a digitalização, 4) o sinal de fMRI produzidos pelas exigências do motor de respostas comportamentais podem precisar de ser distinguida da actividade relacionada com os processos cognitivos de interesse . Cada um destes problemas podem ser resolvidos com modificações para a instalação de equipamento de monitorização fisiológica e procedimentos de análise de dados adicionais. Aqui apresentamos uma metodologia para monitorar simultaneamente respostas autonômicas e comportamentais durante o fMRI, e demonstrar o uso destes métodos para investigar os processos de memória consciente e inconsciente durante o condicionamento do medo.

Protocol

1. Psicofisiologia O Biopac Systems, Inc. sistema de monitoramento fisiológico (ver Tabela de equipamentos específicos) é não-padrão em instalações de equipamentos mais imagens. Cronograma de 15-30 minutos antes da chegada participante para configurar o monitoramento fisiológico e outros equipamentos descritos neste protocolo (Figura 1). Conectar um controle operacional AcqKnowledge sala de informática (Biopac Systems, Inc.) software de monitorização fisiológica …

Discussion

A metodologia de medo condicionado descrito aqui fornece um meio para investigar os mecanismos neurais de processos conscientes e inconscientes da memória do medo. Este método tira vantagem do monitoramento simultâneo de dados comportamentais, autonômicas e fMRI. Monitoramento respostas comportamentais (ou seja, a expectativa UCS) e autonômicos (ie SCR) é um componente crítico deste método. Expectativa UCS oferece um meio para avaliar a consciência de contingência, enquanto SCR fornece um índice de expressão…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Apoio prestado pela Universidade do Alabama em Birmingham Faculdade Programa de Desenvolvimento Grant.

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:
  • 6.4″ (diagonal) LCD video screen
    • 640 x 480 resolution and 15° field of view
  • acoustic interface box
    • delivers pneumatic sound in stereo
  • MR-compatible stereo headphones
   
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:
  • MRI extension cable (Chamber to filter)
  • RF interference filter
  • MRI extension Cable (GSR amplifier to filter)
Additional components:
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

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Cite This Article
Knight, D. C., Wood, K. H. Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI. J. Vis. Exp. (56), e3083, doi:10.3791/3083 (2011).

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