Deltagare
Vi rekryterade tjugosex vuxna (13 kvinnor; medelålder = 23,12 ± 4,03) från den allmänna befolkningen (med hjälp av flygblad och internetannonser) för att delta i den aktuella studien. Uteslutningskriterierna omfattade all historia av psykiatriska eller neurologiska störningar (bedömda via ett frågeformulär för telefonscreening baserat på kriterier inom Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders, 4th edition; DSM-IV-TR). Alla deltagare gav skriftligt informerat samtycke innan de deltog i studierelaterade aktiviteter. Alla deltagare fick också ekonomisk ersättning för sitt deltagande. Institutional Review Board vid University of Arizona granskade och godkände forskningsprotokollet för den här studien, och alla metoder utfördes i enlighet med relevanta riktlinjer och förordningar.
Arbetsminnesuppgift
När deltagarna hade fyllt i det informerade samtycket fick de skriftliga instruktionerna (på en bärbar dator) om hur de skulle utföra WM-uppgiften (uppgiften illustreras i fig. 1). I dessa instruktioner angavs att ”du kommer att få se en serie bilder som vanligtvis utlöser känslomässiga reaktioner” och ”vid varje försök kommer du att få se en bild och få instruktioner om att vara uppmärksam på något specifikt”. I instruktionerna informerades deltagarna sedan om att det skulle bli en paus efter att ha sett bilden (där endast en svart skärm visades), under vilken de skulle vara tvungna att behålla det uppmärksammade objektet i minnet. Därefter informerades deltagarna om att tre alternativ skulle visas på skärmen efter pausen och att de skulle uppmanas att trycka på en av tre motsvarande knappar för att testa sitt minne.
Illustration av de fyra uppgiftsvillkoren. Efter varje instruktion presenterades en känslomässigt behaglig, obehaglig eller neutral bild (från International Affective Picture System ) följt av en underhållsperiod. Alla kontraster som rapporteras i detta manuskript jämför de 5 sekunder långa underhållsperioderna mellan förhållandena ”Emotion”, ”Bild” och ”Vila”. Analyser av ”Body”-tillståndet kommer att presenteras i ett separat manuskript. Beslutsperioden som följde omfattade att göra en enkel identifieringsbedömning från minnet som innehöll tre alternativ (där det korrekta svaret var olika beroende på den instruktion som var kopplad till det villkoret; beskrivs mer ingående i texten). Deltagarna visste inte vilka tillståndsspecifika alternativ som skulle presenteras vid en viss prövning, men kunde välja ”Varken eller” om de tillgängliga alternativen vid den prövningen båda var felaktiga.
För varje prövning dök det upp en instruktion (i pseudo slumpmässig ordning) med angivande av antingen ”Emotion”, ”Bild”, ”Kropp” eller ”Vila”. De fick veta att instruktionen ”Emotion” innebar att ”du ska vara uppmärksam på din egen känslomässiga reaktion på bilden och hålla denna känslomässiga känsla i minnet” under pausen. Deltagarna informerades om att när de tre alternativen dök upp på skärmen efter pausen skulle två alternativ vara känsloord (bland annat: arg, äcklad, glad, neutral, rädd eller ledsen). Det tredje alternativet skulle vara ”varken eller”. De instruerades att välja det alternativ (genom att trycka på en knapp) som bäst motsvarade den känslomässiga reaktion som de höll i minnet. De fick veta att instruktionen ”bild” innebar att ”du ska vara uppmärksam på sakerna i bilden och hålla bilden i minnet” under pausen. Deltagarna informerades om att när de tre alternativen dök upp på skärmen efter pausen skulle två av alternativen vara kategorivärden (inklusive: människa, djur, barn, vuxen, man, kvinna, levande eller icke-levande endast). Det tredje alternativet skulle vara ”varken eller”. De instruerades att välja det alternativ (genom att trycka på en knapp) som bäst motsvarade deras minne av vad som fanns i bilden. De fick veta att instruktionen ”kropp” innebar att ”du bör vara uppmärksam på din egen fysiska kroppsliga reaktion på bilden och hålla denna kroppsliga känsla i minnet” under pausen. Deltagarna informerades om att när de tre alternativen dök upp på skärmen efter pausen skulle två alternativ motsvara platser på kroppen där de kan ha känt en förändring (bl.a. hjärta, mage, armar, ansikte, hals eller ingen förändring). Det tredje alternativet skulle vara ”varken eller”. De instruerades att välja det alternativ (genom att trycka på en knapp) som bäst motsvarade deras minne av det mest framträdande området där de kände en förändring i kroppen. Slutligen fick de veta att instruktionen ”vila” innebar att ”du behöver inte komma ihåg något” under pausen. Deltagarna informerades om att när de tre alternativen dök upp på skärmen efter pausen skulle två alternativ säga ”tryck inte” och det tredje alternativet skulle vara ”tryck”. De instruerades att välja det alternativ (genom att trycka på en knapp) där det stod ”Push” vid varje försök. Detta tillstånd fungerade som ett kontrolltillstånd där ingenting hölls i WM under underhållsperioden, men där alla stimulusvillkor var identiska.
Slutligt instruerades de att använda särskilda strategier under pausperioden för varje försökstyp. För villkoret ”Emotion” ombads de att ”hålla den känslomässiga känslan i minnet för att komma ihåg vilken känsla det var”. För villkoret ”Bild” ombads de att ”hålla den visuella bilden av bilden i minnet för att komma ihåg vad som fanns i den”. För villkoret ”kropp” ombads de att ”hålla den kroppsliga känslan i minnet för att komma ihåg var du kände hur din kropp reagerade”. De uppmanades också att ”göra sitt bästa för att INTE bara hålla ett ord i minnet i stället” (t.ex. upprepa ”djur, djur, djur” eller ”ledsen, ledsen, ledsen” eller ”mage, mage, mage” för att komma ihåg). Detta gjordes för att undvika användningen av en auditiv WM-strategi i varje tillstånd (t.ex. så att deltagarna faktiskt höll ett känslobegrepp i minnet i ”Emotion”-tillståndet, en visuell bild i ”Image”-tillståndet etc.). Efter att ha läst dessa instruktioner erbjöds deltagarna en möjlighet att ställa frågor, och sedan fick de öva uppgiften under flera försök på den bärbara datorn. Denna övningsperiod gav två exponeringar för varje instruktionstyp. Efter denna övningsperiod kunde deltagarna återigen ställa eventuella klargörande frågor om något fortfarande inte var helt förstått.
Deltagarna fördes sedan till magnetresonansskannern (MRI-skannern) vid Arizonas universitet där de genomgick funktionell MRI-skanning (se Neuroimageringsmetoder nedan) medan de genomförde WM-uppgiften. Innan skanningen började fick de också ett litet antal övningsförsök för att vänja sig vid att utföra uppgiften i skannermiljön.
I uppgiften användes normativa emotionella stimuli som förvärvats från International Affective Picture System (IAPS). På grundval av IAPS:s normativa data (både manligt och kvinnligt) som Lang et al.38 tillhandahöll med hjälp av en 9-gradig betygsskala valdes bilder för varje valens (obehaglig (U) = Mvalence < 4,0, neutral (N) = 4,0 < Mvalence < 6,0, trevlig (P) = Mvalence > 6,0). Uppgiften var kontrabalanserad i så stor utsträckning som möjligt med avseende på alla stimulus- och tillståndsvariabler. Detta innefattade att se till att varje svarsalternativ visades ett ungefär likvärdigt antal gånger. Det innebar också att man såg till att varje uppgiftsvillkor hade ett likvärdigt antal bilder i varje valenskategori (dvs. att vart och ett av de fyra uppmärksamhets-/minnesvillkoren innefattade presentation av 10 obehagliga bilder, 5 trevliga bilder och 5 neutrala bilder i pseudo slumpmässig ordning), och att dessa bilder i största möjliga utsträckning matchades med avseende på innehåll i de olika villkoren. Ett större antal normativt obehagliga bilder ingick eftersom det finns ett större antal obehagliga grundläggande känslokategorier (dvs. ”ledsen”, ”rädd”, ”arg” och ”äcklad” jämfört med endast ”glad” och ”neutral”). Två motbalanserade uppgiftsversioner skapades också genom att byta ut de bilder som användes mellan förhållandena ”Emotion” och ”Image” och mellan förhållandena ”Body” och ”Rest”. Varje deltagare utförde en av dessa likvärdiga uppgiftsversioner (dvs. hälften av deltagarna fick version 1 och hälften fick version 2). Således skulle ett eventuellt inflytande av de olika bilderna som sågs inom varje villkor förväntas upphävas inom gruppanalyser.
Uppgiftens längd (20 minuter) möjliggjorde 20 försök inom vart och ett av de fyra villkoren. Vid varje försök var tidpunkten följande: Försöksinstruktion = 3 s, bild = 2 s, underhållsperiod = 5 s, beslutsperiod (visning av de tre alternativen) = 3 s. Efter beslutsperioden fanns det också ett intertestintervall av varierande längd (visning av ett hårkors), som var skiftande så att det varade antingen 0,5 s, 2 s eller 3 s.5 s.
Efter avslutad skanning eskorterades deltagarna tillbaka till labbet, satte sig vid en bärbar dator och ombads fylla i några ytterligare mätningar.
Sekundära mätningar
Mätningar av känslomässig medvetenhet
Två mätningar av EA gjordes. För det första fyllde deltagarna i en online-version av levels of emotional awareness scale (LEAS) (www.eleastest.net) som använder sig av ett validerat automatiskt poängsättningsprogram39. LEAS omfattar presentation av beskrivningar med 2-4 meningar av 20 sociala situationer som var och en involverar två personer. Situationsbeskrivningarna är utformade för att framkalla fyra känslokategorier (sorg, glädje, ilska och rädsla) på fem komplexitetsnivåer. En situation presenteras på varje elektroniskt presenterad sida, följt av två frågor: ”Hur skulle du känna dig?” och ”Hur skulle den andra personen känna sig?”. Separata svarsrutor finns för att skriva in svaren på varje fråga. Deltagarna ombeds att skriva sina svar och använda så mycket eller så lite utrymme som behövs för att svara. De får också veta att de måste använda ordet ”känna” i sina svar.
EA-nivåpoäng tilldelas baserat på de ord som deltagarna skriver i sina svar. Den lägsta möjliga poängen ges till ord som inte är känsliga (nivå 0). Ord som är relaterade till fysiologiska förnimmelser (t.ex. ”trött”) ges en nivå 1-poäng, medan nivå 2-poäng i stället återspeglar känselrelaterade handlingar (t.ex. ”slå”) eller enkla valensdiskrimineringar (t.ex. ”dåligt”, ”bra”) som har ett inneboende undvikande- eller närmande-relaterat innehåll. Nivå 3-poäng ges till enskilda känslobegrepp (t.ex. ”glad”, ”ledsen”). Nivå 4-poäng ges när minst två ord från nivå 3 används i samma artikel (dvs. de förmedlar en större känslodifferentiering än ett av orden ensamt). De själv- och andrarelaterade svaren poängsätts separat för varje fråga på det sätt som beskrivs ovan (dvs. med ett värde på 0-4). En ”totalpoäng” ges också för var och en av de 20 LEAS-punkterna; denna poäng motsvarar den högsta av de själv- och andrarelaterade poängen, såvida inte en poäng på 4 ges för båda. När detta inträffar ges en totalpoäng på 5 för punkten, så länge de själv- och andrarelaterade svaren kan särskiljas (för mer information, se ref. 29). (Anmärkning: LEAS-poängen från denna datamängd har tidigare publicerats i samband med andra neuroimagingdata21,40,41. Deras relation till avbildningsdata från denna EWM-uppgift är dock ny för detta manuskript).
Som ett andra mått på EA genomförde deltagarna också Frith-Happé-Animations Task (AT;42). Denna uppgift utformades ursprungligen för att mäta theory of mind mer generellt, men den har också nyligen använts i några studier, tillsammans med LEAS-poängsystemet, för att ge ett kompletterande mått på EA som inte är beroende av språkbaserade uppmaningar eller kräver att deltagarna ska föreställa sig detaljerade scenarier (se t.ex. refs43,44,45). Som det användes i den här studien bestod AT av 12 animationer av enkla rörliga former (dvs. 2 trianglar) som presenterades på en datorskärm (var och en varade 34-45 sekunder). Dessa 12 animationsklipp föll in i 3 kategorier som omfattade 4 animationer vardera: 1) en kategori ”tankar/känslor” (TF), med animationer som främjade uppfattningen om övertygelser, önskningar och känslor inom trianglarna, 2) en kategori ”enkla interaktioner” (SI), med animationer som främjade uppfattningen om enkla målinriktade rörelser (t.ex. en triangel som ”följer” en annan), och 3) en kategori ”slumpmässig rörelse” (RM), som innehöll animationer av trianglarna som drev runt på skärmen utan något meningsfullt mönster. Innan de tittade på animationerna (som presenterades i en balanserad ordning mellan deltagarna) informerades deltagarna om de tre animationskategorierna och fick se en exempelanimation av varje typ. De uppmanades sedan att slappna av och titta på varje animation och att ”beskriva vad som hände i animationen” genom att skriva en beskrivning i en textruta som fanns på datorn direkt efter att ha tittat på varje klipp. Hälften av animationerna (två från varje kategori) föregicks av en verbal ledtråd som informerade dem om animationstypen (dvs. TF, SI eller RM), medan den andra hälften inte föregicks av denna information.
För att utvärdera EA kodades och poängsattes var och en av de skriftliga animationsbeskrivningarna i enlighet med kriterierna för poängsättning av LEAS (t.ex. som också gjorts i refs43,44), med hjälp av det tidigare validerade automatiska LEAS-poängningsprogrammet39. En forskningsassistent granskade också senare de skriftliga beskrivningarna och de automatiska poängen och korrigerade eventuella falska positiva eller falska negativa resultat från det automatiska programmet (i enlighet med handboken för LEAS-poängbedömning). Eftersom det inte fanns något ”själv” och ”annan” i animationerna gavs dock ingen poäng på nivå 5 för varje skriftlig beskrivning. Varje animationsbeskrivning fick därför en EA-nivåpoäng på 0-4, och dessa poäng summerades sedan över de 12 animationsbeskrivningarna för varje individ. Denna andra metod för att utvärdera känslomässig medvetenhet använde stimulusprompts som var visuella i motsats till de språkbaserade prompts som beskriver sociala scenarier som användes av LEAS, och kan därför vara mindre störd av individuella skillnader i språk- eller fantasirelaterade förmågor.
Neuroimaging Metoder
En 3T Siemens Skyra-skanner (Siemens, Erlangen, Tyskland), med en 32-kanalig huvudspole, användes för att utföra neuroimaging. T1-viktade strukturella 3D MPRAGE-bilder förvärvades (TR/TE/flipvinkel = 2,1 s/2,33 ms/12 grader) som täckte 176 sagittala skikt (256 × 256) och hade en skivtjocklek på 1 mm (voxelstorlek = 1 × 1 × 1 × 1). Funktionella T2*-viktade skanningar förvärvades över 32 tvärgående skikt (2,5 mm tjocklek). Varje volym samlades in med hjälp av en interleaved sekvens (TR/TE/flipvinkel = 2,0 s/25 ms/90 grader). Voxelstorleken för T2*-sekvensen var 2,5 × 2,5 × 3,5 mm. Bildfältet (FOV) var 240 mm.
Bildbehandling
Förberedande steg, liksom efterföljande statistiska analyser, utfördes med hjälp av SPM12 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) för alla MRI-skanningar. Med hjälp av standardalgoritmer omjusterades, avvärjdeskapades och koregistrerades råfunktionella bilder till varje försökspersons MPRAGE-bild. Bilderna normaliserades sedan till Montreal Neurological Institutes (MNI) koordinatutrymme, slätades ut spatialt till 6 mm (full bredd vid halvmaximum) och skivades om till 2 × 2 × 2 × 2 mm voxlar. Den kanoniska kanoniska hemodynamiska svarsfunktionen i SPM användes, och lågfrekventa störningar minimerades med ett högpassfilter på 128 sekunder. Seriell autokorrelation korrigerades ytterligare med hjälp av AR(1)-funktionen. Artifact Detection Tool (ART; http://www.nitrc.org/projects/artifact_detect/) användes också för att regressera bort skanningar som störande kovariater i analysen på första nivån (tröskelvärde: För varje deltagare specificerades en allmän linjär modell för att kontrastera aktivering under underhållsperioden mellan ”Emotion”, ”Image” och ”Rest”-förhållandena. Kontraster som involverar ”Body”-tillståndet kommer att rapporteras i ett separat manuskript (under förberedelse). Varje försök modellerades som ett 5-sekundersintervall. Rörelseregressorer (genererade av ART – se bildbehandling ovan) lades också till i var och en av dessa 1:a nivåkonstruktioner. Dessa kontrastbilder fördes sedan in i SPM-analyser på andra nivån (T-test med ett urval) för att bedöma huvudeffekten av varje intressant kontrast. Den första kontrasten var ”Emotion > Image”, som skulle lyfta fram alla regioner som aktiveras av att upprätthålla känslor som inte också aktiveras av att upprätthålla visuell information. Den andra kontrasten var ”Emotion > Rest”, som skulle lyfta fram alla regioner som aktiveras av att upprätthålla sina egna känslor (dvs. i förhållande till en period utan underhåll av WM). Den tredje kontrasten var ”Image > Rest”, som borde lyfta fram alla regioner som aktiveras genom att upprätthålla de visuella bilderna (dvs. i förhållande till en period utan underhåll av WM). De två sistnämnda kontrasterna, och deras inverser, analyserades för att möjliggöra en grundligare tolkning av den primära kontrasten ”Emotion > Image”, som i sig replikerar de kontraster som gjorts mellan emotionsfokuserad och visionsfokuserad uppmärksamhet (t.ex. ref.13) och WM20 i tidigare studier. Slutligen utfördes konjunkturanalyser (inom en flexibel faktoriell modell i SPM12) för att bekräfta aktiveringsregioner som är gemensamma för (1) kontrasterna ”Emotion > Rest” och ”Image > Rest” och (2) kontrasterna ”Rest > Emotion” och ”Rest > Image”. Dessa konjunktionsanalyser utfördes med hjälp av SPM12:s funktion ”conjunction null ”46.
För dessa analyser fastställde vi ett tröskelvärde för signifikans av toppar i hela hjärnan på p < 0,001 (okorrigerat) och ett tröskelvärde för klusterutbredning på p < 0,05 (korrigerat för falsk upptäcktsfrekvens). Den första egenvariaten över ämnena extraherades också från det dACC-kluster som hittades i kontrasten ”Emotion > Image” (med hjälp av SPM12:s inbyggda verktyg för utvinning av tidsserier för volymer av intresse; se resultatavsnittet) som låg närmast den region som observerats i tidigare EA-studier32,33, och detta korrelerade med våra två EA-mått (beskrivet vidare nedan). Identifiering/märkning av kluster gjordes tillsammans med atlasen Automated Anatomical Labeling (AAL) inom SPM1247.