Korrelera beteendereaktioner på att fMRI Signaler från Human prefrontala cortex: Undersöka Kognitiva processer med hjälp av uppgiftsanalys

Summary

Målet med vår forskning är att korrelera beteende hjärnaktivitet. Noggranna beteendemässiga åtgärder och tekniker för att avbilda ger oss möjlighet att belysa hjärnan beteende relationer.

Abstract

Syftet med denna Methods papper är att beskriva hur man genomför en neuroimaging teknik för att undersöka kompletterande hjärnprocesser som anlitas av två liknande uppgifter. Deltagarnas beteende under uppgiften prestanda i en fMRI scanner kan sedan korreleras till hjärnaktivitet med hjälp av blod-syre-nivåberoende signal. Vi mäter beteendet att kunna sortera rätt rättegångar, där ämnet utförde uppgiften korrekt och sedan kunna undersöka hjärnans signaler relaterade till rätta prestanda. Omvänt, om ämnen som inte utför uppgiften på rätt sätt, och dessa studier ingår i samma analys med rätt försöken vi skulle inleda försöksverksamhet som inte bara var för korrekt resultat. Alltså i många fall kan dessa fel kan användas för sig själva för att sedan korrelera hjärnans aktivitet för dem. Vi beskriver två kompletterande uppgifter som används i vårt labb för att undersöka hjärnan under undertryckandet av ett system för automatisk svar: den Stroop ¹ och anti-saccade uppgifter. Denemotionell Stroop paradigm instruerar deltagarna att antingen rapportera överlagrade känslomässig "ord" över de affektiva ansikten eller ansiktsuttryck kallad konventionen uttrycken i ansiktet stimuli ^1,2. När ordet och ansiktsuttryck hänvisar till olika känslor, måste en konflikt mellan vad sägas och vad som automatiskt läsa inträffar. Deltagaren måste lösa konflikten mellan två samtidigt konkurrerande processer ord läsning och ansiktsuttryck. Vår lust att läsa ett ord leder till stark "stimulus-respons (SR)" föreningar, varför hämma dessa starka SR: s är svår och deltagarna är benägna att göra fel. Att övervinna denna konflikt och rikta uppmärksamheten bort från ansiktet eller ordet kräver att ämnet för att förhindra nedifrån och upp processer som vanligtvis riktar uppmärksamheten till de mer framträdande stimulans. Även i den anti-saccade ^3,4,5,6 uppgift, där en instruktion kö används för att rikta enbart uppmärksamheten på ett perifert stimulans plats men då EYe förflyttningen sker till spegeln motsatt position. Än en gång vi mäter beteende registrera ögonrörelser hos deltagarna som gör det möjligt för sortering av de beteendemässiga svaren på rätt och fel försök ^7, som sedan kan korreleras till hjärnans aktivitet. Neuroimaging nu möjligt för forskare att mäta olika beteenden rätt och fel studier som tyder på olika kognitiva processer och precisera de olika neurala nätverk som berörs.

Protocol

1. Innan de kommer till MR rummet Deltagarna fylla i ett medgivande förklara alla de experimentella risker (t.ex. pacemaker och klaustrofobi, metalliska implantat, risk för graviditet, etc), och fördelarna med deras deltagande. Alla deltagare måste fylla i MRI säkerhet och screening enkät (kort anamnes, tidigare kirurgiska ingrepp etc.) måste deltagarna med kontraindikationer uteslutas. 2. Uppgift Översikt och utbildning Erbjuda utbildning på up…

Discussion

Identifiera hjärnan bygger på att skapa en korrekt kontrast mellan de uppgifter skannade (dvs antingen i Stroop, inkongruenta kontra kongruent känslor och ansiktsuttryck, eller anti-saccade kontra pro-saccade) för att producera en karta över aktivering i samband med uppgiften. Dessa funktionella kartor kan vara mer raffinerad då beteendet samlas i scannern för att ta bort prövningar där motivet gjort fel. Dessa fel kan tas bort och om det fanns tillräckligt antal fel än funktionella kartor kan göras av dessa…

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.