Summary

Indagare i meccanismi neurali della memoria Paura Aware e inconsapevoli con fMRI

Published: October 06, 2011
doi:

Summary

Una metodologia per studiare i meccanismi neurali che supportano i processi di memoria consapevole e inconsapevole durante il condizionamento alla paura è descritto. Questo metodo controlla il livello di ossigeno nel sangue dipendente (BOLD), la risonanza magnetica funzionale, la risposta di conduttanza cutanea, e la speranza di stimolo incondizionato durante il condizionamento pavloviano paura per valutare i correlati neurali dei processi di memoria distinti.

Abstract

Condizionamento pavloviano la paura è spesso usato in combinazione con la risonanza magnetica funzionale (fMRI) negli esseri umani per studiare i substrati neurali di apprendimento associativo 1-5. In questi studi, è importante fornire la prova del comportamento di condizionamento per verificare che le differenze nell'attività cerebrale di apprendimento sono legate e correlate con il comportamento umano.

Studi condizionamento alla paura spesso monitorare le risposte autonomiche (es. risposta di conduttanza cutanea; SCR) come indice di apprendimento e memoria 6-8. Inoltre, altre misure comportamentali in grado di fornire preziose informazioni circa il processo di apprendimento e / o di altre funzioni cognitive che influenzano condizionata. Ad esempio, l'impatto stimolo incondizionato (UCS) aspettative sono l'espressione della risposta condizionata (CR) e la risposta incondizionata (UCR) è stato un argomento di interesse in diversi studi recenti 9-14. SCR e le misure di aspettativa di UCS sono state recentemente utilizzate in combinazione con la fMRI per studiare i substrati neurali di apprendimento paura consapevoli e inconsapevoli e processi di memoria 15. Anche se questi processi cognitivi possono essere valutate in una certa misura a seguito della sessione condizionata, post-condizionamento valutazioni non possono misurare le aspettative di uno studio-to-trial titolo e sono soggetti a interferenze e dimenticando, così come altri fattori che possono alterare i risultati 16,17 .

Monitoraggio delle risposte autonomiche e comportamentali in contemporanea con fMRI fornisce un meccanismo attraverso il quale i substrati neurali che mediano le relazioni complesse tra processi cognitivi e le risposte comportamentali / autonomo può essere valutata. Tuttavia, il monitoraggio delle risposte autonomiche e comportamentali in ambiente MRI pone una serie di problemi pratici. In particolare, 1) dotazione di serie il controllo comportamentali e fisiologiche siano costruite con materiale ferroso che non può essere tranquillamente utilizzato in prossimità dello scanner MRI, 2) quando l'apparecchio è collocato al di fuori della camera di risonanza magnetica, i cavi proiettando al soggetto può portare disturbi RF che produce artefatti nelle immagini cerebrali, 3) artefatti può essere prodotta entro il segnale di conduttanza cutanea passando gradienti durante la scansione, 4) il segnale fMRI prodotta dalle esigenze motore di risposte comportamentali può avere bisogno di essere distinti da attività relative ai processi cognitivi di interesse . Ognuno di questi problemi possono essere risolti con modifiche alla configurazione di apparecchiature di monitoraggio fisiologico e ulteriori procedure di analisi dei dati. Qui vi presentiamo una metodologia per monitorare simultaneamente le risposte autonomiche e comportamentali durante la fMRI, e dimostrare l'uso di questi metodi per indagare i processi di memoria consapevole e inconsapevole durante il condizionamento alla paura.

Protocol

1. Psicofisiologia Il Biopac Systems, sistema di monitoraggio fisiologico Inc. (vedi Tabella di attrezzature specifiche) non è standard attrezzature in strutture più immagini. Calendario 15-30 minuti prima dell'arrivo dei partecipanti per impostare il monitoraggio fisiologico e altre apparecchiature descritte in questo protocollo (Figura 1). Collegare una sala di controllo operativo del computer AcqKnowledge (Biopac Systems, Inc.), software di monitoraggio fisiologico …

Discussion

La metodologia di condizionamento alla paura qui descritto fornisce un mezzo per indagare i meccanismi neurali dei processi paura consapevoli e inconsapevoli della memoria. Questo metodo sfrutta il monitoraggio simultaneo di dati comportamentali, autonomo e fMRI. Monitoraggio risposte comportamentali (ad esempio l'aspettativa di UCS) e autonomo (cioè SCR) è un componente fondamentale di questo metodo. L'aspettativa di UCS fornisce un mezzo per valutare la consapevolezza di contingenza, mentre SCR fornisce un i…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Sostegno fornito dalla University of Alabama a Birmingham Facoltà Programma di Sviluppo Grant.

Materials

Equipment Company Item number
Integrated Functional Imaging System (IFIS-SA) Invivo Corp., Orlando, FL  
Master Control Unit (located in the control room)
Peripheral Interface Unit (located in the MRI chamber)
Audio/Visual Display Unit (located in the MRI chamber), includes:
  • 6.4″ (diagonal) LCD video screen
    • 640 x 480 resolution and 15° field of view
  • acoustic interface box
    • delivers pneumatic sound in stereo
  • MR-compatible stereo headphones
   
PHYSIOLOGICAL MONITORING SYSTEM Biopac Systems, Inc., Goleta, CA  
Data Acquisition and Analysis System for Windows (MP150)
Isolated Digital Interface (Digital Interface)
Galvanic Skin Response (GSR) Amplifier

MRI Cable/Filter System to Transducer Amplifier set, includes:
  • MRI extension cable (Chamber to filter)
  • RF interference filter
  • MRI extension Cable (GSR amplifier to filter)
Additional components:
DB25 M/F ribbon cable
Disposable radiotranslucent electrodes
Carbon fiber leads
  MP150WSW
STP100C
EDA100C-MRI

MECMRI-TRANS

– MECMRI-1
– MRIRFIF
– MECMRI-3



CBL110C
EL508
LEAD108
JOYSTICK Current Designs, Inc., Philadelphia, PA  
Legacy Joystick   HH-JOY-4
Legacy fORP Interface   FIU-005

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Cite This Article
Knight, D. C., Wood, K. H. Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI. J. Vis. Exp. (56), e3083, doi:10.3791/3083 (2011).

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