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Article de méthode

Étudier les mécanismes neuronaux de la mémoire La peur Conscient et inconscient avec l'IRMf

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DOI :

10.3791/3083

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6 octobre 2011

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Dans cet article

Résumé

Une méthodologie pour étudier les mécanismes neuronaux qui soutiennent les processus de mémoire conscients et inconscients au cours conditionnement de la peur est décrite. Cette méthode de mesure de niveau d'oxygène sanguin dépendantes (BOLD) imagerie fonctionnelle par résonance magnétique, la réponse conductance de la peau, et l'espérance de stimulus inconditionnel pendant le conditionnement pavlovien craignent pour évaluer les corrélats neuraux de la mémoire des processus distincts.

Résumé

Conditionnement de la peur pavlovien est souvent utilisé en combinaison avec l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) chez l'homme pour enquêter sur les substrats neuronaux de l'apprentissage associatif 1-5. Dans ces études, il est important de fournir des preuves de comportement de la climatisation afin de vérifier que les différences dans l'activité du cerveau sont liés à l'apprentissage et la corrélation avec le comportement humain.

Des études conditionnement de la peur souvent de surveiller les réactions autonomes (par exemple la réponse conductance de la peau; RCS) comme un indice de l'apprentissage et la mémoire 6-8. En outre, d'autres mesures comportementales peuvent fournir des informations précieuses sur le processus d'apprentissage et / ou d'autres fonctions cognitives qui influencent conditionné. Par exemple, l'impact inconditionnée de relance (UCS) ont une espérance sur l'expression de la réponse conditionnée (RC) et la réponse inconditionnée (DUC) a été un sujet d'intérêt dans plusieurs études récentes 9-14. RCS et les mesures de l'espérance de NGC ont récemment été utilisés en conjonction avec l'IRMf pour étudier les substrats neuronaux de la peur de l'apprentissage conscients et inconscients et les processus de mémoire 15. Bien que ces processus cognitifs peuvent être évalués à un certain degré suite à la session de conditionnement, de post-conditionnement des évaluations ne peut pas mesurer les attentes à titre d'essai à essai et sont sensibles aux interférences et l'oubli, ainsi que d'autres facteurs qui peuvent fausser les résultats de 16,17 .

Surveillance réponses autonomes et comportementales simultanément avec l'IRMf fournit un mécanisme par lequel les substrats neuronaux qui interviennent dans les relations complexes entre les processus cognitifs et des réactions comportementales / autonomique peuvent être évalués. Toutefois, le suivi des réponses autonomiques et comportementaux dans l'environnement IRM pose un certain nombre de problèmes pratiques. Plus précisément, 1) l'équipement standard de surveillance comportementale et physiologique est construit de matériaux ferreux qui ne peuvent pas être utilisés sans danger à proximité du scanner IRM, 2) lorsque cet équipement est placé à l'extérieur de la chambre de l'IRM, les câbles en saillie pour le sujet peut porter le bruit RF produit des artefacts dans les images du cerveau, 3) des artefacts peuvent être produites au sein du signal conductance de la peau en passant dégradés lors de la numérisation, 4) le signal IRMf produite par les exigences du moteur des réponses comportementales peuvent avoir besoin d'être distinguée de l'activité liée à des processus cognitifs d'intérêt . Chacun de ces problèmes peuvent être résolus avec des modifications à la configuration des équipements de surveillance physiologique et nouvelles procédures d'analyse des données. Nous présentons ici une méthode pour surveiller simultanément les réactions autonomes et comportementales au cours IRMf, et démontrer l'utilisation de ces méthodes pour étudier les processus de mémoire conscients et inconscients au cours conditionnement de la peur.

Protocole

1. Psychophysiologie

Les systèmes Biopac, système de surveillance physiologique Inc (voir le tableau des équipements spécifiques) est un équipement non standard dans la plupart des installations d'imagerie. Calendrier 15-30 minutes avant l'arrivée des participants à mettre en place un suivi physiologique et d'autres équipements décrits dans ce protocole (figure 1).

  1. Connecter un contrôle opérationnel salle informatique AcqKnowledge (BIOPAC Systems, Inc) un logiciel de surveillance physiologique à la MP150 Biopac (MP150WSW) en utilisant une norme câble Ethernet croisé (CBLETH2).
  2. Branchez le Biopac isolés Digital Interfa....

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Discussion

La méthodologie décrite ici conditionnement de la peur est un moyen d'étudier les mécanismes neuronaux de conscience et inconscient des processus de mémoire la peur. Cette méthode tire parti de la surveillance simultanée de données comportementales, autonome, et l'IRMf. Surveillance des réactions comportementales (par exemple l'espérance de UCS) et autonome (c'est à dire RCS) est une composante essentielle de cette méthode. L'espérance UCS fournit un moyen d'évaluer la sensibilisation d'urgen.......

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Déclarations de divulgation

Pas de conflits d'intérêt déclarés.

Remerciements

Le soutien fourni par l'Université d'Alabama à Birmingham Faculté Programme de subvention au développement.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Équipement Société Numéro d'article
Système intégré d'imagerie fonctionnelle (IFIS-SA) Invivo Corp, Orlando, FL
Unité de contrôle principal (situé dans la salle de contrôle)
Unité d'interface périphérique (situé dans la chambre de l'IRM)
Audio / Visual Display Unit (situé dans la chambre de l'IRM), comprend:
  • 6,4 "(diagonale) écran vidéo LCD
    • Résolution 640 x 480 et 15 ° du champ visuel
  • la boîte d'interface acoustique
    • délivre un son en stéréo pneumatiques
  • Casque stéréo compatible avec la RM
SYSTÈME DE SURVEILLANCE PHYSIOLOGIQUE BIOPAC Systems, Inc, Goleta, CA
Acquisition de données et Analysis System pour Windows (MP150)
Isolée Digital Interface (interface numérique)
Réponse cutanée galvanique (GSR) Amplificateur

IRM câble / système de filtrage pour mettre l'amplificateur du capteur, comprend:
  • Câble d'extension IRM (Chambre de filtrer)
  • RF filtre d'interférence
  • L'extension du câble IRM (amplificateur GSR pour filtrer)
Des composants supplémentaires:
DB25 M / F câble ruban
Électrodes jetables radiotransparent
La fibre de carbone conduit
MP150WSW
STP100C
EDA100C-IRM

MECMRI-TRANS

- MECMRI-1
- MRIRFIF
- MECMRI-3



CBL110C
EL508
LEAD108
JOYSTICK Les modèles actuels, Inc, Philadelphie, PA
Joystick héritage HH-JOY-4
Héritage forp Interface CRF-005

Références

  1. 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).
  2. Buchel, C., Morris, J., Dolan, R. J., Friston, K. J.

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Réimpressions et autorisations

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