Summary

Realtid fMRI Biofeedback Inriktning på orbitofrontal cortex för kontaminering Ångest

Published: January 20, 2012
doi:

Summary

Här presenterar vi en metod för att utbilda personer för att kontrollera en hjärna berörda området förorenas ångest och för sondering sambandet mellan föroreningen ångest och hjärnan mönster anslutning.

Abstract

Vi presenterar en metod för utbildning motiv för att styra verksamheten i en region av deras orbitofrontal cortex är förknippade med föroreningar ångest med hjälp av biofeedback i realtid funktionell magnetisk resonanstomografi (RT-fMRI) data. Ökad aktivitet i denna region ses i relation med föroreningar ångest både med kontrollgruppen 1 och hos personer med tvångssyndrom (OCD), 2 ett relativt vanligt och ofta handikappande psykisk störning som innebär föroreningar ångest. Även om många delar av hjärnan har varit inblandade i OCD, abnormitet i orbitofrontal cortex (OFC) är en av de mest konsekventa resultaten. 3, 4 Vidare hyperaktivitet i OFC har visat sig korrelera med tvångssyndrom symtomens svårighetsgrad 5 och minskningar av hyperaktivitet hos denna region har rapporterats att korrelera med minskad symtomens svårighetsgrad. 6 Därför kan förmågan att kontrollera detta hjärnan område översätta till clinical förbättringar i tvångsmässiga symtom inklusive förorening ångest. Biofeedback av RT-fMRI-data är en ny teknik där den temporala mönster av aktivitet i en viss region (eller i samband med en distribuerad visst mönster av hjärnaktivitet) i ett ämne hjärna tillhandahålls som en återkopplingssignal till ämnet. Färska rapporter visar att människor kan utveckla kontroll över verksamheten i specifika områden i hjärnan när den förses med rt-fMRI biofeedback. 7-12 i synnerhet flera studier med denna teknik för att rikta områden i hjärnan inblandade i känslor bearbetning har rapporterat framgång i utbildningen ämnen att kontrollera dessa regioner. 13-18 I flera fall har RT-fMRI biofeedback träning har rapporterats att framkalla kognitiva, emotionella eller kliniska förändringar hos patienter. 8, 9, 13, 19 Här illustrerar vi denna teknik som användes vid behandling av kontamination ångest hos friska försökspersoner. Detta biofeedback ingripande blir en värdefull basIC forskningsverktyg: det tillåter forskare att störa hjärnans funktion, mäta den resulterande förändringar i hjärnans dynamik och relatera dessa förändringar till kontaminering ångest eller andra beteendemässiga åtgärder. Dessutom fungerar inrättandet av denna metod som ett första steg mot undersökning av fMRI-baserade biofeedback som en terapeutisk intervention för tvångssyndrom. Med tanke på att ungefär en fjärdedel av patienter med tvångssyndrom får inte mycket nytta av den nu tillgängliga former av behandling, 20-22 och att de som gör nytta sällan helt återställda, är nya metoder för behandling av denna patientgrupp trängande behov.

Protocol

1. Stimulus utveckling Omfattande stimulanspaket utveckling behövs. Föroreningar-relaterade och neutrala bilder måste samlas in och lotsade för att säkerställa den ångest som framkallas av dessa stimuli är balanserad provokation villkor och betydligt större i den provokationen villkor än i den neutrala förhållanden Mer specifikt är de följande fyra stimulans uppsättningar behövs.: Localizer stimuli: 300 förorening-relaterade bilde…

Discussion

Biofeedback i realtid fMRI-data är en ny teknik och mer arbete krävs för att optimera denna metod för att maximera lärande i ämnen. Nyligen genomförda studier har undersökt hur lärande förändras med olika antal körningar eller skanning sessioner, 14, 18, ​​27 hur feedback paradigm påverkar inlärning 28, och om det lärande som orsakas av ett visst resultat biofeedback-protokollet i förändringar i hjärnans funktion som kvarstår längre än till slutet av biofeedback praktikperi…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denna studie finansieras av NIH (R21 MH090384, R01 EB006494, RO1 EB009666, R01 NS051622). Vi tackar H. Sarofin och C. Lacadie för tekniskt bistånd.

Referências

  1. Mataix-Cols, D., Cullen, S., Lange, K. Neural correlates of anxiety associated with obsessive-compulsive symptom dimensions in normal volunteers. Biol. Psychiatry. 53, 482-493 (2003).
  2. Mataix-Cols, D., Wooderson, S., Lawrence, N. Distinct neural correlates of washing, checking, and hoarding symptom dimensions in obsessive-compulsive disorder. Arch. Gen. Psychiatry. 61, 564-576 (2004).
  3. Menzies, L., Chamberlain, S. R., Laird, A. R. Integrating evidence from neuroimaging and neuropsychological studies of obsessive-compulsive disorder: the orbitofrontal-striatl model revisited. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 32, 525-549 (2008).
  4. Whiteside, S. P., Port, J. D., Abramowitz, J. S. A meta-analysis of functional neuroimaging in obsessive-compulsive disorder. Psychiatry Research. 132, 69-79 (2004).
  5. Swedo, S. E., Schapiro, M. B., Grady, C. L. Cerebral glucose metabolism in childhood-onset obsessive-compulsive disorder. Archives of General Psychiatry. 46, 518-523 (1989).
  6. Swedo, S. E., Pietrini, P., Leonard, H. L. Cerebral glucose metabolism in childhood-onset obsessive-compulsive disorder. Revisualization during pharmacotherapy. Arch. Gen. Psychiatry. 49, 690-694 (1992).
  7. deCharms, R. C., Christoff, K., Glover, G. H. Learned regulation of spatially localized brain activation using real-time fMRI. NeuroImage. 21, 436-443 (2004).
  8. deCharms, R. C., Maeda, F., Glover, G. H. Control over brain activation and pain learned by using real-time functional MRI. Proceedings of the National Academy of Sciences. 102, 18626-18631 (2005).
  9. Rota, G., Sitaram, R., Veit, R. Self-regulation of regional cortical activity using real-time fMRI: the right inferior frontal gyrus and linguistic processing. Hum. Brain. Mapp. 30, 1605-1614 (2009).
  10. Weiskopf, N., Veit, R., Erb, M. Physiological self-regulation of regional brain activity using real-time functional magnetic resonance imaging (fMRI): methodology and exemplary data. NeuroImage. 19, 577-586 (2003).
  11. Yoo, S. S., Jolesz, F. A. Functional MRI for neurofeedback: feasibility study on a hand motor task. Neuroreport. 13, 1377-1381 (2002).
  12. Yoo, S. S., O’Leary, H. M., Fairneny, T. Increasing cortical activity in auditory areas through neurofeedback functional magnetic resonance imaging. Neuroreport. 17, 1273-1278 (2006).
  13. Caria, A., Sitaram, R., Veit, R. Volitional control of anterior insula activity modulates the response to aversive stimuli. A real-time functional magnetic resonance imaging study. Biological psychiatry. 68, 425-432 (2010).
  14. Caria, A., Veit, R., Sitaram, R. Regulation of anterior insular cortex activity using real-time fMRI. Neuroimage. 35, 1238-1246 (2007).
  15. Hamilton, J. P., Glover, G. H., Hsu, J. J. Modulation of subgenual anterior cingulate cortex activity with real-time neurofeedback. Hum. Brain. Mapp. 32, 22-31 (2011).
  16. Johnston, S., Linden, D. E., Healy, D. Upregulation of emotion areas through neurofeedback with a focus on positive mood. Cognitive, affective & behavioral neuroscience. 11, 44-51 (2011).
  17. Johnston, S. J., Boehm, S. G., Healy, D. Neurofeedback: A promising tool for the self-regulation of emotion networks. NeuroImage. 49, 1066-1072 (2010).
  18. Zotev, V., Krueger, F., Phillips, R. Self-regulation of amygdala activation using real-time fMRI neurofeedback. PLoS One. 6, e24522-e24522 (2011).
  19. Haller, S., Birbaumer, N., Veit, R. Real-time fMRI feedback training may improve chronic tinnitus. Eur. Radiol. 20, 696-703 (2010).
  20. Bloch, M. H., Landeros-Weisenberger, A., Kelmendi, B. A systematic review: antipsychotic augmentation with treatment refractory obsessive-compulsive disorder. Mol. Psychiatry. 11, 622-632 (2006).
  21. Jenike, M. A. Clinical practice. Obsessive-compulsive disorder. N. Engl. J. Med. 350, 259-265 (2004).
  22. Pallanti, S., Quercioli, L. Treatment-refractory obsessive-compulsive disorder: methodological issues, operational definitions and therapeutic lines. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 30, 400-412 (2006).
  23. Mataix-Cols, D., Lawrence, N. S., Wooderson, S. The Maudsley Obsessive-Compulsive Stimuli Set: validation of a standardized paradigm for symptom-specific provocation in obsessive-compulsive disorder. Psychiatry. Res. 168, 238-241 (2009).
  24. Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthbert, B. N. International affective picture system (IAPS): Affective ratings of pictures and instruction manual. Technical Report A-82008. , (2008).
  25. Burns, G. L., Keortge, S. G., Formea, G. M. Revision of the Padua Inventory of obsessive compulsive disorder symptoms: distinctions between worry, obsessions, and compulsions. Behaviour research and therapy. 34, 163-173 (1996).
  26. Scheinost, D., Hampson, M., Bhawnani, J. A GPU accelerated motion correction algorithm for real-time fMRI. Human Brain Mapping. , 639 (2011).
  27. Hampson, M., Scheinost, D., Qiu, M. Biofeedback from the supplementary motor area reduces functional connectivity to subcortical regions. Brain Connectivity. 1, 91-98 (2011).
  28. Johnson, K. A., Hartwell, K., Lematty, T. Intermittent “Real-time” fMRI Feedback Is Superior to Continuous Presentation for a Motor Imagery Task: A Pilot Study. J. Neuroimaging. , (2011).
  29. Yoo, S. S., Lee, J. H., O’Leary, H. Functional magnetic resonance imaging-mediated learning of increased activity in auditory areas. Neuroreport. 18, 1915-1920 (2007).
check_url/pt/3535?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Hampson, M., Stoica, T., Saksa, J., Scheinost, D., Qiu, M., Bhawnani, J., Pittenger, C., Papademetris, X., Constable, T. Real-time fMRI Biofeedback Targeting the Orbitofrontal Cortex for Contamination Anxiety. J. Vis. Exp. (59), e3535, doi:10.3791/3535 (2012).

View Video