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この記事では磁図(MEG)で扁桃体の活動を記録する方法について説明します。またこの記事では、意識せずにトレース恐怖条件付け、扁桃体を活性化するタスクを実施する方法について説明します。意識を操作するために使用してトレースバックワードマスキングコンディショナーパラダイムの設計1):これは、3つのトピックをカバーします。 2)記録の脳活動を脳磁図を用いたタスクの間。 3)皮質下構造体からの信号を回復するために、ソース·イメージングを使用する。
トレース恐怖条件付けでは、条件刺激(CS)が短い刺激無料期間(トレース間隔)1の後に表示されて無条件刺激(UCS)の発生を予測する。 CSとUCS時間的共起しないので、被験者はトレース間隔の間にそのCSの表現を維持しなければなりません。ヒトでは、学習のこのタイプは、トレース間隔2-4を埋めるために、刺激事態の認識を必要とします。しかし顔はCSとして使用する場合、被験者は、暗黙のうちにも、明示的な意識*のない状態で顔を恐れることを学ぶことができます。これにより、短い間隔中に、トレース "生物学的に関連した"刺激の特定の種類を維持することができる付加的な神経機構が存在し得ることを示唆している。扁桃体がトレース調節に関与し、かつ面に敏感であることを考えれば、この構造は、短い間隔中に、トレース面CSの表示を維持することが可能である。
5の発表が続く。マスクのプレゼンテーションは6-8目に見えないターゲットをレンダリングします。第二に、マスキングは、それが困難な多くの一般的なアプローチを使用してマスクされた刺激によって誘発神経の応答を調査することは非常に迅速かつ正確なタイミングが必要です。血液酸素化レベル依存(BOLD)応答はelectroenようなタイムスケールあまりに方法論のこのタイプの遅いし、リアルタイムの記録技術で解決するcephalography(EEG)と磁図は(MEG)深い源からの信号を回復困難を抱えている。
しかし、MEG信号9-11の神経源をローカライズするために使用される方法の最近の進歩があった。被験者の脳の高解像度MRI画像を収集することにより、個々の神経解剖学的構造に基づいてソースモデルを作成することができる。 "画像"にMEG信号源を、このモデルを使用すると、扁桃体および海馬*のような深い皮質下構造からの信号を回復することができる。
意識を遮断するためにマスキング後方に使用してトレースコンディショニングパラダイムの設計
1。デザイン刺激
2。プログラムプレゼンテーションを用いた実験
磁図を用いたタスクの実行中に脳活動を記録する
3。 MEGスイート(図2を参照)でのトレーニングのために機器をセットアップします。
4。 MRIスイートでのテストのためのセットアップ機器
5。 MEGスイートでのトレーニングのセットアップ件名(図3を参照)
6。ショック後処理
7。レスポンスデバイス
8。トレーニング中に記録MEG
9。 MRIスイートでのテストのためのセットアップ件名
10。テスト中にレコードのfMRI
皮質下の構造体からの信号を回復するために、ソース·イメージングを使用した。
11。行動とfMRIのデータを分析する
12。前処理MRIボリューム
13。ブレインストーム11を使用して前処理MEGの録音
14。ブレーンストーミングを用いた誘発反応を分析
15。ブレーンストーミングを用いたROIで時間周波数分解を行う
ここで説明する方法を用いて、我々の調査は、2つの主な結果につながっている:1)は、トレースコンディショナー中に視覚のCSの意識を操作することが可能であり、更に学習の証拠を示す。 2)それは、ソース撮像*を使用して、扁桃体からMEG信号を回復することができる。
第2節では、後方マスキングと視覚、CSSの意識を操作する方法を説明しました。 〜30ミリ秒のために表示されているマスク刺激にさらされると、被験者は、一般的に刺激提示5,6,8 *の気づいていない。この操作の成功を確認する1つの方法は、UCSの発生を予測する被験者の能力を測定することである。マスキング操作が成功した場合、被験者は正確にCSタイプ( 図4参照)に基づいて、UCSの発生を予測することができなければならない。
訓練のこのタイプのタイミングは直接ルを測定することは困難であるが、トレーニングセッション中arning。間接的に新旧の刺激5 *のマスクされていない後続の再取得テストセッションにさらすことにより、学習測定することができる。被験者はトレーニング段階の間に不測の事態を知ることができれば、彼らは新たな刺激に相対古い刺激に大きな振幅差(CS +> CS-)SCRを示すべきである。被験者は(; 図4を参照すなわち試験2-5)CS-UCS偶発に再暴露された後、我々はテスト段階の試験を見たとき、この効果はフィルタなし群で明らかである。
第8章では、マスクされたトレースコンディショニングセッション中MEGを記録する方法を説明しました。これらの録音を処理するためにソース·イメージングを使用すると、扁桃体18 *のような皮質下構造からMEG信号を回復することができる。被験者は、CSSが大きい扁桃応答( 図5)を示し、GAMフィルタリングされていない面(N = 9)を示す図示被験者高域濾波面(N = 9)よりミリアンペア振動( 図6)。また、これらの科目も後頭部顔領域( 図7及び補足ビデオ )のような顔処理領域のネットワーク内でより大きな反応を示しています。
図1。回路図は、一般的なトレーニングセッションを描いた本のCS +の60試験及び60試験では、CS-、擬似ランダム順に、15試験それぞれの4つのブロックがあることなど。すぐにCS +試験に関する衝撃UCSとcoterminates 970ミリマスク、続いて30ミリ用のCSSを提示。
図2。回路図depictingの典型的なコンディショニングの実験に使用されるこの設定はすることが可能となる設備:。軸を使用して1)プレゼンテーションソフトウェアを介して視覚刺激を提示し、2)、3)Psylabハードウェア(SAM)を経由して電気刺激UCSの管理記録のUCS余命プレゼンテーションコンピュータに接続されたデバイス(ダイヤル)、4)MEG·アクイジション·システム·インターフェースを介したMEGの録音と刺激プレゼンテーションや応答を同期します。
図3。セクション5で説明さセンサーと基準点のそれぞれの位置を示すイラスト。付属のラインとドットは、標識されたセンサーとリードに対応しています。青い矢印は、MRI解剖ボリュームにMEGの記録を登録するために使用される基準点を表しています。パープルポイントsがさらにMEG-MRI重ね合わせを調整するために使用されるデジタル化された頭皮·ポイントを表しています。
図4。典型的なコンディショニングの研究からの行動の結果。左のグラフはトレーニングセッションを越えUCS余命を示しては、フィルタなし、ろ過グループ間で崩壊した。被験者はマスキング手順は、CSS(; P = 0.16 F(1,17)= 2.19)を区別する能力をブロックすることを示唆、CS +とCS-60渡る試験のためUCS余命の同様のレベルを示していることに注意してください。右のグラフは、テストセッション中に差SCRを示しています。フィルタなしではなく、フィルタされたグループは新しい刺激(フィルタなし新/ Oよりオールド刺激に大きな差SCRを示しているように見えることに注意してくださいLD X CS + / CS-相互作用:F(1,7)= 5.94、P = 0.045;オールド/ニューX CS + / CS-インタラクションフィルター付き:F(1,7)= 1.13、P = 0.32)、その訓練を示唆これらの科目のためのCS-UCS団体のより良い再取得につながる。 (* p <0.05)であった。
図5。典型的な空調実験からMEG結果。左の図は、扁桃体(オレンジ)、海馬(緑)、MEG信号源をモデル化するために使用される大脳皮質の3Dモデルを示しています。右のグラフは、MEGの録音からモデル化扁桃クラスタから活動を表す。暗い色の線がフィルタされた面によって誘発活動を表すながら、明るい色のラインは、フィルタなしの顔によって誘発活動を表す。 VErticalグレーの網掛けのセクションでは、フィルタなしの顔がフィルタされた面(F(1,17)> 3.44、P <0.05)よりも有意に大きい反応を呼び起こすの時間間隔を表す。 より大きい数字を表示するには、ここをクリックしてください 。
図6。典型的な空調実験から扁桃体の時間周波数結果。左図扁桃(オレンジ)、海馬(緑)、MEG信号源をモデル化するために使用される大脳皮質の3Dモデルを示しています。右のグラフは、時間と周波数によって分解扁桃体から記録MEG信号を表す。暖色はunfiltere有意に多くの電力を示す分光器内の領域を表すdはフィルタリングされた顔よりも直面している。クール色は反対のことを表しています。ストライプのオーバーレイ領域は、グループ間で有意差を表す。 より大きい数字を表示するには、ここをクリックしてください 。
図7。典型的な空調実験で後頭部顔領域の活性化を示す図。色は、対応する双極子でフィルタなし>フィルターするt検定の大きさを表しています。温かみのある色はフィルタリングされた顔よりもフィルタなし面に大きな応答を表しています。クール色はフィルタなしの顔よりもフィルタ処理面に大きな応答を表しています。
典型的なconditiで皮質応答を示す補足ビデオ。ビデオ実験oning。色が対応する双極子でフィルタなし>フィルターするt検定の大きさを表しています。温かみのある色はフィルタリングされた顔よりもフィルタなし面に大きな応答を表しています。クール色はフィルタなしの顔よりもフィルタ処理面に大きな応答を表しています。 補足ムービーを表示するには、ここをクリック 。
本稿では、トレース·恐怖条件付けパラダイム中にターゲット、CSSの被験者の意識を操作する方法1)を説明します。 2)と意識せずにトレース恐怖条件付けの際扁桃体からのMEG信号を回復する。これらの方法を用いて、我々は、顔UCSを予測するために使用されるときに意識せずにトレース調節が可能であることを示すことができた。この結果は、知覚検出閾値*下回る提示場合でも顔が特別な処理を受けることを示唆している。この結論と一致して私たちは、広いスペクトルは、トレース間隔の間に強固な扁桃体の応答とガンマ振動のバーストを呼び起こす直面発見。この結果は、扁桃簡単なトレース間隔の間に面CSの表示を維持することができることを示唆している。
一緒に提示されているが、これらの2つの方法も同様に独立して使用することができる。例えば、ターゲットを操作するためにマスキング後方に使用することが可能であるvisibil挙動は意識意識5,6,8 *のレベル以下に処理感情手がかりによって影響を受ける可能性があり、他のパラダイムで性。また、それは他の皮質下の構造の3次元モデルを作成することが可能であり、それは他の領域の特定のタスクの間にこれらの構造体からの信号を回復することが可能である、ここで記述されたソースイメージング法を用いて。例えば、海馬の活動をモデル化するために、ソース·イメージングを用いることにより、空間ナビゲーションなどのタスクの間に海馬のソースからMEG信号を回復することが可能である。
ここで説明する方法は、心の中で二つの目標に設計されました:ターゲット刺激の1)ブロックの認識、2)及びMEGを用いた刺激誘発扁桃体の応答を検出する能力を最大化します。これらの設計上の制約は、それが困難な刺激事態の被験者の暗黙の知識を測定するために行う。たとえば、SCRは、数秒5,13のコースを上に解決しますが、CSSは唯一掲載されてい〜30ミリトレーニング中のため、衝撃は、まもなく(〜900ミリ秒)後に提示されます。これらの時間の制約を考えると、CRの発現は必然的にトレーニング中UCR式によって混同されます。このため、共線性のために、それは、その後のマスクされていないテストセッションを使用して刺激事態の被験者の知識をテストすることが必要である。 SCRは、実験1のコースを上に馴化する傾向があるので、実験の最後にテストセッションは最適ではありません。 MEGと信頼性の高い誘発反応を示すのに必要な試行回数を考えると、このSCRへの慣れは、トレーニングの行動の影響を検出するために、かなりの電力を減少します。今後の研究では、マスクされたCSSで恐怖条件付けの間にインデックス暗黙の学習へのより良い方法を見つけることに焦点を当てるべきである。これは、どちらかの訓練中に恐怖の代替指標を見つけることによって行う( すなわち瞳孔拡張19,20)または投与によりできる恐怖のより敏感な指標を見つけることができますトレーニングセッションの後stered。
著者らは、開示することは何もありません。
本研究では、国立精神衛生研究所(MH060668とMH069558)によってサポートされていました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Matlab | Mathworks | mathworks.com/products/matlab | |
Presentation | Neurobehavioral Systems | neurobs.com | |
Psylab | Contact Precision Instruments | psychlab.com | |
AFNI | NIMH - Scientific and Statistical Computing Core | afni.nimh.nih.gov/afni | |
Freesurfer | Martinos Center for Biomedical Imaging | surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki | |
MNE | Martinos Center for Biomedical Imaging | nmr.mgh.harvard.edu/martinos/userInfo/data/sofMNE.php | |
Brainstorm | open-source collaboration | neuroimage.usc.edu/brainstorm | |
3d Slicer | open-source collaboration | slicer.org | |
Paraview | Kitware | paraview.org | |
Table 1. Software used Software used. | |||
Equipment | |||
Physiological Monitoring System | |||
Psylab stand alone monitor (x2) | Contact Precision Instruments | SAM | |
Skin conductance amplifier | Contact Precision Instruments | SC5 | |
Shock stimulator (x2) | Contact Precision Instruments | SHK1 | |
Additional Components | |||
8-bit synchronization cable (x2) | Contact Precision Instruments | Included with SAM | |
8-bit to 2-bit isolation adapter | N/A | Custom | |
DB25 ribbon cable (x2) | N/A | Standard | |
Shielded extension cable (x3) | Contact Precision Instruments | CL41 | |
Radiotranslucent cup electrodes for SCR and shock (x6) | Biopac | EL258-RT | |
Signa Gel | Parker Laboratories | 15-250 | |
Response Device | |||
Rotary dial with gameport connector (x2) | N/A | Custom | |
Gameport-to-gameport/BNC splitter | N/A | Custom | |
BNC cable | N/A | Standard | |
Gameport-to-USB adapter (x2) | Rockfire | RM203U | |
Additional Components for MEG Setup | |||
HPI coils and wiring harness | N/A | Custom | |
HPI positioning system | Inition | Polhemus Isotrak | |
Table 2. Equipment used. |
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