Summary

Correlare risposte comportamentali alla segnali fMRI di Human corteccia prefrontale: Esame Processi Cognitivi Utilizzando Task Analysis

Published: June 20, 2012
doi:

Summary

L'obiettivo della nostra ricerca è quello di correlare il comportamento di attività cerebrale. Accurate misure comportamentali e le tecniche di imaging ci permettono di chiarire le relazioni cervello-comportamento.

Abstract

Lo scopo di questo lavoro è quello di descrivere i metodi come implementare una tecnica di neuroimaging per esaminare i processi cerebrali complementari, impegnate da due compiti simili. Comportamento dei partecipanti durante l'esecuzione compito in risonanza magnetica può essere quindi correlato alla attività cerebrale utilizzando il sangue ossigeno-dipendente dal livello del segnale. Si misurare il comportamento di poter ordinare prove corrette, dove il soggetto svolto il compito correttamente e quindi in grado di esaminare il cervello segnali relativi a correggere le prestazioni. Viceversa, se i soggetti non eseguire correttamente l'operazione, e questi studi sono inclusi nella stessa analisi con le prove corretti che introdurrebbe prove che erano non solo per il corretto funzionamento. Pertanto, in molti casi, questi errori possono essere usate poi per correlare poi a loro attività cerebrale. Descriviamo due compiti complementari che vengono utilizzati nel nostro laboratorio per esaminare il cervello durante la soppressione di una risposta automatica: il Stroop 1 e anti-saccadi compiti. Ilparadigma di Stroop emotivo istruisce i partecipanti a riferire sia il sovrapposto emozionale 'parola' attraverso i volti affettive o le espressioni facciali degli 'del 1,2 viso stimoli. Quando la parola e l'espressione del viso si riferiscono alle emozioni diverse, un conflitto tra ciò che deve essere detto e ciò che viene letto automaticamente si verifica. Il partecipante deve risolvere il conflitto tra due processi contemporaneamente concorrenti di lettura parola e espressione facciale. La nostra voglia di leggere una parola conduce ad una forte 'stimolo-risposta (SR)' le associazioni, di conseguenza l'inibizione di questi forte SR è difficile ed i partecipanti sono inclini a commettere errori. Il superamento di questo conflitto e dirigendo l'attenzione lontano dalla faccia o la parola richiede al soggetto di inibire i processi bottom up, che dirige in genere l'attenzione allo stimolo più saliente. Analogamente, nel compito anti-saccade 3,4,5,6, dove viene utilizzato uno spunto istruzioni per dirigere l'attenzione solo ad una posizione stimolo periferico, ma poi la eymovimento e si rinvia alla posizione opposta specchio. Ancora una volta misuriamo il comportamento registrando i movimenti oculari dei partecipanti che consente la selezione delle risposte comportamentali corretti e negli studi di errore 7 che poi possono essere correlati all'attività cerebrale. Neuroimaging consente ora ai ricercatori di misurare diversi comportamenti corretti di prove ed errori che sono indicativi di diversi processi cognitivi e di individuare le diverse reti neurali coinvolti.

Protocol

1. Prima di entrare nella camera MRI I partecipanti compilare un modulo di consenso che spiega tutti i rischi sperimentali (ad esempio pacemaker, claustrofobia, protesi metalliche, la probabilità di gravidanza, ecc), e dei benefici della loro partecipazione. Tutti i partecipanti sono tenuti a compilare la sicurezza risonanza magnetica e questionario di screening (breve storia della medicina, precedenti procedure chirurgiche, ecc) I partecipanti con controindicazioni deve essere esclusa. <…

Discussion

Identificare regioni del cervello si basa sulla creazione di un contrasto preciso tra le attività acquisite (cioè sia nel Stroop, l'emozione incongruente rispetto congruenti e l'espressione del viso, o anti-saccade contro pro-saccade) al fine di produrre una mappa di attivazione connesse alla mansione. Queste mappe funzionali possono essere più raffinata quando il comportamento viene raccolto nello scanner per rimuovere prove in cui il soggetto in errori. Tali errori possono essere rimossi e se ci fosse abbas…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Finanziato dalla National Science and Engineering Research Council (NSERC) per JFXD, Facoltà di Scienze della Salute, York University e autore ha SO PhD finanziamento da parte della Ontario Problem Gambling Research Centre (OPGRC).

Materials

Name of Equipment Company
3-Tesla MRI machine Siemens Magnetom Trio (Erlangen, Germany)
iViewX Eye Tracking SensoMotoric Instruments, Inc.
BrainVoyager QX software Brain Innovation, Maastricht, The Netherlands
Four-button Joystick Current Designs, Inc., Philadelphia, PA, USA

Table 1. Specific Reagents and Equipment.

Referências

  1. Stroop, J. R. Studies of interference in serial verbal reactions. Journal of Experimental Psychology. 18, 643-662 (1935).
  2. Ovaysikia, S., Tahir, K. A., Chan, J. L., DeSouza, J. F. X. Word wins over face: emotional Stroop effect activates the frontal cortical network. Front Hum. Neurosci. 4, 234 (2011).
  3. Hallett, P. E. Primary and secondary saccades to goals defined by instructions. Vision Res. 18, 1279-1296 (1978).
  4. Connolly, J. D., Goodale, M. A., DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Vilis, T. A comparison of frontoparietal fMRI activation during anti-saccades and anti-pointing. J. Neurophysiol. 84, 1645-1655 (2000).
  5. DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Everling, S. Preparatory set associated with pro-saccades and anti-saccades in humans investigated with event-related FMRI. J. Neurophysiol. 89, 1016-1023 (2003).
  6. Everling, S., DeSouza, J. F. X. Rule-dependent activity for prosaccades and antisaccades in the primate prefrontal cortex. J. Cogn. Neurosci. 17, 1483-1496 (2005).
  7. Ford, K. A., Goltz, H. C., Brown, M. R. G., Everling, S. Neural processes associated with antisaccade task performance investigated with event-related fMRI. J. Neurophysiol. 94, 429-440 (2005).
  8. DeSouza, J. F. X., Nicolle, D. A., Vilis, T. Task-dependent changes in the shape and thickness of Listing’s plane. Vision Res. 37, 2271-2282 (1997).
  9. Hadjikhani, N. Mechanisms of migraine aura revealed by functional MRI in human visual cortex. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4687-4692 (2001).
  10. DeSouza, J. F. X. Eye position signal modulates a human parietal pointing region during memory-guided movements. J. Neurosci. 20, 5835-5840 (2000).

Play Video

Citar este artigo
DeSouza, J. F., Ovaysikia, S., Pynn, L. K. Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis. J. Vis. Exp. (64), e3237, doi:10.3791/3237 (2012).

View Video