fMRIの持つ認識と非認識恐怖記憶の神経機構を調査する

次の実験の全体的な目標は、皮膚コンダクタンス反応、意識的無条件刺激期待、および機能的MRIを同時に測定することにより、認識および非認識の恐怖学習と記憶の神経基質を調べることです。これは、恐怖、学習、記憶の指標として皮膚コンダクタンス反応またはSCRを測定することによって達成されます。無条件の刺激期待も監視されますが、これは、刺激に対する嫌悪的な無条件を受け取るという参加者の期待を反映しており、刺激の偶発性に対する参加者の認識の指標として使用できます。

さらに、FMRIデータは、脳活動の学習関連の違いを特定するために取得されます。被験者が刺激間の関係に気づいていない場合と比較して認識している場合、結果は通常、知覚されているが知覚されていないわけではない試験で、ポジティブ条件付け刺激またはCSプラスに対する海馬の反応が、ネガティブ条件付け刺激またはCSマイナスよりも大きいことを示しています。ただし、扁桃体の反応は、知覚された試験と認識されていない試験の両方で、CSマイナスよりもCSプラスの方が大きくなります。

この手法の主な利点は、実験後のアンケートなどの他の認識評価方法よりも優れているため、コンディショニングセッション中に試行ごとに意識を評価できることです。この方法は、恐怖条件付けにおいて偶発性認識がどのような役割を果たすかなど、記憶と感情の学習に関連する重要な質問に答えるのに役立ちます。生理学的モニタリングシステムは、ほとんどのイメージング施設で非標準的な機器です。

したがって、参加者が到着する15〜30分前にスケジュールして、このプロトコルに記載されている生理学的モニタリングおよび他のすべての機器を設定します。まず、コントロールルームのコンピューターを操作して接続します。BioPack MP one 50システムに対する生理学的モニタリングソフトウェアを、標準のイーサネットクロスオーバーケーブルで確認します。

次に、BioPack GSRアンプをシールドアット延長ケーブルを使用して制御室内のRF干渉フィルターに接続します。また、RF干渉フィルターをMRIスキャンチャンバー内のシールド延長ケーブルに接続します。シールド延長ケーブルを、無線半透明電極に取り付けられるカーボンファイバーリード線に接続します。

リード線をタイトなスパイラルにねじると、スキャン中に作成される可能性のあるスキンコンダクタンスデータのアーティファクトを減らすことができることに注意してください。次に、FMRI実験を実行している間、参加者の左手の中指と薬指の遠位指節骨に取り付けられる電波半透明電極を設定します。次に、行動反応とプレゼンテーションのソフトウェアとハードウェアを最初に設定する必要があります。

ミニUSBケーブルを使用して、コントロールルームコンピューター操作プレゼンテーションソフトウェアをジョイスティック光ファイバー応答パッドインターフェースユニットに接続します。次に、制御室内の光ファイバーインターフェースユニットに光ファイバーケーブルを接続し、ケーブルをウェーブガイドに通してMRIチャンバーに通します。スキャナールームで、光ファイバーケーブルをRI対応ジョイスティックに接続します。

次に、コントロールルームコンピューターの操作プレゼンテーションソフトウェアをコントロールルームコンソールの外部VGAおよびオーディオポートに接続します。FMRI制御室コンソールとMRI室内のFMRI周辺インターフェースユニットとの間の光ファイバーケーブルの接続、および周辺インターフェースユニットとAV表示器との接続を必ず確認してください。次に、オーディオビジュアルディスプレイユニットをヘッドコイルの後ろに配置して、参加者が付属のミラーを通してモニターを見ることができるようにします。

次に、ビニールチューブを使用して、ディスプレイユニットの音響インターフェースボックスをMR対応ステレオヘッドホンに接続します。最後に、音圧レベルメーターを使用して聴覚刺激の量を調整します。参加者が到着したら、FMRIの実験とスキャン手順の詳細を説明します。

次に、彼または彼女にMRIの安全性に関するスクリーニングフォームに記入し、研究同意書に署名してもらいます。研究中に 2 つのトーンが数回提示され、トーンの音量が知覚閾値の上下で変動することを参加者に伝えます。これらのトーンは、CSまたは条件刺激です。

私は、参加者に、いずれかのトーンを聞いたらすぐにジョイスティックボックスのボタンを押すように指示し、その後、無条件の刺激またはUCSが提示されるという彼らの期待を示します。次に、ジョイスティックを動かして0から100のスケールで評価バーの位置を制御することにより、評価がゼロであることは、無条件の刺激が提示されないことを彼または彼女が確信していることを示していることを参加者に伝えます。レーティング 50 は UCS が表示されるかどうかの不確実性を示し、レーティング 100 は確実性を示しますが、UCS は表示されます。

スケール上の他の値は、中間的な期待値を示します。次に、スキャナーで参加者を設定します。参加者の左手の中指と薬指の遠位指節骨に電極を配置し、ジョイスティックを快適で手の届きやすい位置に置くように指示します。

スキャン装置の性質上、MRIチャンバーの室温は摂氏21度を下回ることがよくあります。したがって、体温を維持するために参加者を毛布で覆います。被験者がスキャナーに配置されたら、イメージングパラメータを設定して、コンディショニング手順中に全脳の大胆なFMRIを収集します。

36 4ミリメートルの厚さのスライスは、比較的標準的なイメージングパラメータで脳を覆うのに十分であるべきです。次に、参加者を 700 ヘルツと 1300 ヘルツの 10 秒の 2 つのトーン、条件付け刺激として 20 秒の ITI、ホワイト ノイズを許可し、100 デシベル、500 ミリ秒を無条件刺激として 500 ミリ秒で、無条件刺激で終了する CS の 60 回の試行と、無条件刺激なしで提示された 60 回の試行を、2 回以下の試行で非条件刺激で提示します。同じCSが連続して提示され、参加者間で2つの刺激タイプとして機能するトーンを相殺します。プレゼンテーションソフトウェアは、CSプラスとCSマイナスのボリュームを独立して調整するようにプログラムされるべきであり、CSボリュームは、同じ刺激で後続の試行で調整され、ボタンが押された場合、ボリュームは5デシベル減少する必要があります。これは、トライアルが知覚され、増加したことを意味します。

5デシベル。2000ヘルツでの実験中に、認識されていない試験サンプル皮膚コンダクタンスの後にボタンが押されない場合、前述の認められたソフトウェアおよびMR互換のBioPack生理学的モニタリングシステムを使用します。また、プレゼンテーションソフトウェアを使用して、無条件の回答期待値をサンプリングして記録します。

すべてのデータが収集されたら、機能データのオーバーレイの解剖学的参照として機能するMPレイジなどの標準の高解像度Tワン重み付き構造画像を取得します。皮膚コンダクタンスデータの解析を開始するには、まず1ヘルツの無限インパルス応答またはIIRローパスデジタルフィルタをデータに適用して、イメージング中に生成されるアーティファクトを減らします。次に、250 ヘルツで皮膚コンダクタンス データを再サンプリングします。

次に、応答の開始から応答ピークまでの皮膚コンダクタンスレベルの差として、皮膚コンダクタンス応答を計算します。このデータは、統計分析の前に応答振幅の分布を正規化するために平方根を変換できます。無条件刺激の期待値を決定するには、条件付け刺激の提示の最後の 1 秒間の 1 秒間のサンプル応答の平均を計算します。

FMRI分析を開始します。まず、機能的イメージング解析ソフトウェアパッケージを使用して、スライス、タイミング補正、画像レジストレーション、空間スムージングなど、脳イメージングデータの標準的な前処理を完了します。次に、CSプラスとCSマイナス、および無条件刺激の知覚および非知覚の試行に対して、標準的な迷惑および刺激に基づくリグレッサーを作成します。

モーター応答ベースの基準波形を作成し、ボタン押下応答に関連する運動活動を説明するための迷惑なリグレッサーとして機能します。これを行うには、ボタンの押下応答のタイミングをコード化するスティック関数を作成します。次に、この機能を標準的な血行動態応答機能に関与させます。

また、ジョイスティックの反応に関連する運動活動を説明するための厄介なリグレッサーとして機能する、運動反応ベースの基準波形を作成します。スロープの変化のタイミングをコードするスティック関数を作成し、ジョイスティックのスロープスティック関数を標準的な血行動態応答関数に含めます。次に、すべての刺激ベースのリグレッサーと迷惑リグレッサーを使用して、第1レベルの分析を実行します。

次に、第2レベルの反復測定NOVAを実行して、どの領域が作用するかを特定します。活性化は、CSタイプの主効果、知覚の主効果、または知覚相互作用によるCSタイプを示します。ここで紹介する方法論。

通常、A は、知覚された CS プラス試行中に比較的高い UCS 期待評価をもたらし、知覚された CS マイナス試行中には低い評価になります。このような結果は、参加者が認識されていない試験でのCS UCSの不測の事態を認識していることを示しています。UCS の期待評価は通常、CS 以前の評価から変わりません。

対照的に、SCRの学習関連の変化は、通常、知覚された条件付け試験と知覚されない条件付け試験の両方で観察されます。具体的には、SCRは、知覚されたCSマイナスよりも知覚されたCSプラスに対して大きくなります。同様に、認識されていないCSプラスでは、認識されていないCSマイナス試行よりも大きなSCRが観察されます。

この方法論を用いた機能イメージング研究は、知覚されるが知覚されない条件付け試験ではなく、海馬の活性化に関連する学習を実証しています。対照的に、扁桃体の活動の違いは、知覚された条件付け試験と知覚されない条件付け試験の両方で観察されています。この手順に続いて、UCSの期待値が嫌悪的な無条件刺激に対する脳の反応に及ぼす影響などの質問に答えるために、追加の分析を実行できます。

このビデオを見た後、皮膚コンダクタンス反応、意識的なUCS期待値、および機能的MRI信号応答を同時に測定することにより、意識的および非自覚的な恐怖記憶を調査する方法を十分に理解できるはずです。