Correlacionando as respostas comportamentais aos sinais de fMRI córtex pré-frontal humano: Examinando Processos Cognitivos Usando Análise de Tarefa
Summary
O objetivo da nossa pesquisa é correlacionar o comportamento de atividade cerebral. Precisas medidas comportamentais e técnicas de imagem permitem elucidar as relações cérebro-comportamento.
Abstract
O objetivo deste artigo é descrever métodos de como implementar uma técnica de neuroimagem para examinar os processos cerebrais envolvidos complementares por duas tarefas semelhantes. Comportamento dos participantes durante a realização da tarefa em um scanner fMRI pode ser correlacionada com a atividade do cérebro usando o sangue oxigênio-dependente do nível de sinal. Nós medimos o comportamento para poder classificar ensaios corretos, onde o participante realizou a tarefa corretamente e, em seguida, ser capaz de examinar o cérebro sinaliza relacionado para corrigir o desempenho. Inversamente, se os sujeitos não executar a tarefa correctamente, e estes ensaios estão incluídos na mesma análise com os ensaios correctas teríamos introduzir ensaios que eram não só para o desempenho correcto. Assim, em muitos casos, estes erros podem ser usados se a correlacionar a actividade cerebral, em seguida, a eles. Descrevemos duas tarefas complementares que são utilizados no nosso laboratório para examinar o cérebro durante a supressão de uma resposta automática: a Stroop 1 e anti-sacádicos tarefas. Oparadigma de Stroop emocional instrui os participantes, quer relatar o sobreposto "palavra" emocional através das faces afetivas ou as expressões faciais dos 'do 1,2 estímulos rosto. Quando a palavra ea expressão facial se referem a diferentes emoções, um conflito entre o que deve ser dito eo que é lido automaticamente ocorre. O participante tem de resolver o conflito entre dois processos simultaneamente concorrentes de leitura de palavras e expressão facial. Nosso desejo de ler uma palavra leva a forte "estímulo-resposta (SR)" associações, daí inibir estes SR forte é difícil e os participantes são propensos a cometer erros. A superação desse conflito e dirigindo a atenção para longe do rosto ou a palavra requer o assunto para inibir a fundo os processos que normalmente direciona a atenção para o estímulo mais saliente. Do mesmo modo, na tarefa anti-saccade 3,4,5,6, onde um taco de instruções é usado para dirigir a atenção apenas para um local de estímulo periférico, mas então o eymovimento e é preparado para a posição de espelho oposto. No entanto, mais uma vez, medir o comportamento gravando os movimentos dos olhos dos participantes que permite a classificação das respostas comportamentais em ensaios corretos e erro 7, que então pode ser correlacionada com a atividade do cérebro. Neuroimagem agora permite aos pesquisadores medir comportamentos diferentes dos ensaios corretos e de erro que são indicativos de diferentes processos cognitivos e identificar as diferentes redes neurais envolvidas.
Protocol
Discussion
Identificar regiões do cérebro consiste em criar um contraste exacta entre as tarefas digitalizados (isto é, em qualquer de Stroop a, emoção incongruente contra congruente e expressão facial; ou anti-saccade contra pró-saccade), a fim de produzir um mapa de activação relacionados com a tarefa. Estes mapas funcionais podem ser mais refinado quando o comportamento é coletado no scanner para remover ensaios em que o sujeito cometeu erros. Estes erros pode ser removido e, se houvesse números suficientes de erros …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Financiado pela National Science e Pesquisa de Engenharia Conselho (NSERC) para JFXD, Faculdade de Saúde, York University e autor SO tem PhD financiamento pelo problema Gambling Ontario 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.
References
- Stroop, J. R. Studies of interference in serial verbal reactions. Journal of Experimental Psychology. 18, 643-662 (1935).
- 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).
- Hallett, P. E. Primary and secondary saccades to goals defined by instructions. Vision Res. 18, 1279-1296 (1978).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- DeSouza, J. F. X. Eye position signal modulates a human parietal pointing region during memory-guided movements. J. Neurosci. 20, 5835-5840 (2000).
