Tagadók
Huszonhat felnőttet (13 nő; átlagéletkor = 23,12 ± 4,03) toboroztunk az általános lakosságból (szórólapok és internetes hirdetések segítségével) a jelen vizsgálatban való részvételre. A kizárási kritériumok közé tartozott bármilyen pszichiátriai vagy neurológiai rendellenesség (amelyet a Mentális zavarok diagnosztikai és statisztikai kézikönyvének 4. kiadásában szereplő kritériumokon alapuló telefonos szűrőkérdőívvel értékeltünk; DSM-IV-TR). Minden résztvevő írásbeli beleegyezését adta, mielőtt részt vett volna a vizsgálathoz kapcsolódó tevékenységekben. Minden résztvevő pénzügyi kompenzációt is kapott a részvételért. Az Arizonai Egyetem intézményi felülvizsgálati bizottsága felülvizsgálta és jóváhagyta a jelen vizsgálat kutatási protokollját, és minden módszert a vonatkozó irányelveknek és előírásoknak megfelelően végeztek.
Munkamemória feladat
A tájékozott beleegyezés kitöltése után a résztvevőknek írásbeli utasításokat mutattak (egy laptopon) a WM feladat elvégzésére vonatkozóan (ezt a feladatot az 1. ábra szemlélteti). Ezek az utasítások kimondták, hogy “egy sor olyan képet fogunk mutatni Önnek, amelyek jellemzően érzelmi reakciókat váltanak ki”, és “minden egyes próbában egy képet fogunk mutatni Önnek, és utasítást kap arra, hogy figyeljen valami konkrét dologra”. Az instrukciók ezután tájékoztatták a résztvevőket, hogy a kép megtekintése után szünet következik (ahol csak egy fekete képernyő jelenik meg), amely alatt a megfigyelt elemet kell a memóriában tartaniuk. Ezután a résztvevőknek azt mondták, hogy a szünet után három lehetőség jelenik meg a képernyőn, és arra kérik őket, hogy nyomják meg a három megfelelő gomb egyikét, hogy teszteljék a memóriájukat.
A négy feladatfeltétel illusztrációja. Az egyes utasítások megjelenése után egy érzelmileg kellemes, kellemetlen vagy semleges képet (az International Affective Picture System ) mutattunk be, amelyet egy fenntartási időszak követett. Az ebben a kéziratban közölt összes kontraszt összehasonlítja az 5 másodperces fenntartási periódusokat az “Érzelem”, a “Kép” és a “Pihenés” feltételek között. A “Test” feltétel elemzései külön kéziratban kerülnek bemutatásra. Az ezt követő döntési periódus egy egyszerű azonosítási ítélet meghozatalát tartalmazta emlékezetből, amely 3 lehetőséget tartalmazott (ahol a helyes válasz az adott feltételhez kapcsolódó instrukciótól függően eltérő volt; a szövegben részletesebben leírtak). A résztvevők nem tudták, hogy egy adott próbában milyen állapot-specifikus opciókat fognak bemutatni, de választhatták a “Egyik sem” opciót, ha az adott próbában rendelkezésre álló opciók mindkettő helytelen volt.
Minden próba előtt megjelent egy utasítás (álvéletlen sorrendben), amely vagy “Érzelem”, “Kép”, “Test” vagy “Pihenés”. Azt mondták nekik, hogy az “Érzelem” utasítás azt jelenti, hogy “a szünet alatt figyeljen a saját érzelmi reakciójára a képre, és tartsa szem előtt ezt az érzelmi érzést”. A résztvevőket tájékoztatták, hogy amikor a szünet után a képernyőn megjelenik a három lehetőség, két lehetőség érzelmi szó lesz (többek között: dühös, undorodott, boldog, semleges, félő vagy szomorú). A harmadik lehetőség a “egyik sem” lenne. Arra utasították őket, hogy azt az opciót válasszák (gombnyomással), amelyik a legjobban megfelel az emlékezetükben tartott érzelmi reakciónak. Azt mondták nekik, hogy a “kép” utasítás azt jelenti, hogy “a szünet alatt a képen látható dolgokra kell figyelni, és a képet kell fejben tartani”. A résztvevőket tájékoztatták, hogy amikor a szünet után a képernyőn megjelenik a három lehetőség, két lehetőség kategória szó lesz (többek között: ember, állat, gyermek, felnőtt, férfi, nő, élő vagy csak nem élő). A harmadik lehetőség a “egyik sem” volt. Azt az utasítást kapták, hogy azt a lehetőséget válasszák (gombnyomással), amelyik a legjobban megfelel az emlékezetüknek arról, hogy mi volt a képen. Azt mondták nekik, hogy a “Test” utasítás azt jelenti, hogy “a szünet alatt figyeljen a saját testi, testi reakciójára a képre, és ezt a testi érzést tartsa észben”. A résztvevőket tájékoztatták, hogy amikor a szünet után a képernyőn megjelenik a három lehetőség, két lehetőség a testük azon helyeinek felel meg, ahol változást éreztek (többek között: szív, gyomor, karok, arc, torok, vagy nincs változás). A harmadik lehetőség a “egyik sem” volt. Azt az utasítást kapták, hogy azt az opciót válasszák (gombnyomással), amelyik a legjobban megfelel az emlékezetüknek a legmarkánsabb területről, ahol változást éreztek a testükön. Végül azt mondták nekik, hogy a “pihenés” utasítás azt jelenti, hogy “nem kell emlékezniük semmire” a szünet alatt. A résztvevőket tájékoztatták arról, hogy amikor a szünet után a képernyőn megjelenik a három lehetőség, két lehetőség a “ne nyomd meg”, a harmadik pedig a “nyomd meg” lesz. Arra utasították őket, hogy minden egyes próbában azt az opciót válasszák (gombnyomással), amelyiken az állt, hogy “Nyomd meg”. Ez a feltétel kontrollfeltételként működött, amelyben a fenntartási időszakban semmit sem tartottak a WM-ben, de az összes ingerfeltétel azonos volt.
Végül arra utasították őket, hogy a szünet ideje alatt az egyes próbatípusoknál bizonyos stratégiákat alkalmazzanak. Az “Érzelem” feltétel esetében arra kérték őket, hogy “tartsák észben az érzelmi érzést, hogy emlékezzenek, milyen érzelemről van szó”. A “Kép” feltétel esetében arra kérték őket, hogy “tartsák észben a kép vizuális képét, hogy emlékezzenek arra, mi volt rajta”. A “Test” feltétel esetében arra kérték őket, hogy “tartsák észben a testi érzést, hogy emlékezzenek, hol érezték a testük reakcióját”. Azt is mondták nekik, hogy “próbáljanak meg mindent megtenni, hogy NEM egyszerűen egy szót tartsanak fejben helyette” (például az “állat, állat, állat” vagy a “szomorú, szomorú, szomorú” vagy a “gyomor, gyomor, gyomor” ismétlését, hogy emlékezzenek). Ezt azért tettük, hogy elkerüljük az auditív WM stratégia használatát az egyes feltételekben (pl. hogy a résztvevők valóban egy érzelmi fogalmat tartsanak észben az “Érzelem” feltételben, egy vizuális képet a “Kép” feltételben stb.). Az instrukciók elolvasása után a résztvevőknek lehetőséget adtak arra, hogy kérdéseket tegyenek fel, majd a laptopon több próbán keresztül gyakorolhatták a feladatot. Ez a gyakorlási időszak két expozíciót adott minden egyes instrukciótípusnak. E gyakorló időszak után a résztvevők ismét feltehettek bármilyen tisztázó kérdést, ha valamit még mindig nem értettek teljesen.
A résztvevőket ezután az Arizonai Egyetem mágneses rezonanciás képalkotó (MRI) szkenneréhez vitték, ahol funkcionális MRI-vizsgálaton estek át (lásd alább az Idegképalkotási módszerek című részt), miközben a WM feladatot végezték. A szkennelés megkezdése előtt kis számú gyakorlópróbát is kaptak, hogy megszokják a feladat elvégzését a szkenner környezetében.
A feladathoz normatív érzelmi ingereket használtak, amelyeket az International Affective Picture System (IAPS) rendszerből szereztek. A Lang és munkatársai38 által megadott IAPS normatív adatok (férfi/női egyaránt) alapján, egy 9 pontos értékelési skála segítségével választották ki az egyes valenciákhoz tartozó képeket (kellemetlen (U) = Mvalencia < 4,0, semleges (N) = 4,0 < Mvalencia < 6,0, kellemes (P) = Mvalencia > 6,0). A feladatot a lehető legnagyobb mértékben ellensúlyozták az összes inger- és állapotváltozó tekintetében. Ez magában foglalta annak biztosítását, hogy minden válaszlehetőséget nagyjából azonos számú alkalommal mutattak meg. Ez magában foglalta annak biztosítását is, hogy minden feladatfeltételben egyenértékű számú kép volt minden egyes valencia-kategóriában (azaz a négy figyelem/emlékezeti feltétel mindegyike 10 kellemetlen kép, 5 kellemes kép és 5 semleges kép bemutatását tartalmazta pszeudo-véletlen sorrendben), és hogy ezek a képek a lehető legnagyobb mértékben megfeleltek a tartalomnak a feltételek között. A normatívan kellemetlen képek nagyobb száma azért került be, mert több kellemetlen alapérzelmi kategória létezik (pl. “szomorú”, “félelem”, “dühös” és “undorodott”, szemben a csak “boldog” és “semleges” kategóriákkal). Két ellensúlyozott feladatváltozatot is létrehoztunk azáltal, hogy a felhasznált képeket felcseréltük az “Érzelem” és a “Kép” feltételek, valamint a “Test” és a “Pihenés” feltételek között. Minden résztvevő az egyik ilyen egyenértékű feladatváltozatot hajtotta végre (azaz a résztvevők fele az 1-es, fele pedig a 2-es változatot kapta). Így az egyes feltételeken belül látott különböző képek esetleges hatása várhatóan kioltja a csoportelemzéseken belül.
A feladat hossza (20 perc) mind a 4 feltételen belül 20 próbát tett lehetővé. Az egyes próbák időzítése a következő volt: A próba instrukció = 3 s, kép = 2 s, fenntartási időszak = 5 s, döntési időszak (a három lehetőség megjelenítése) = 3 s. A döntési időszak után volt egy változó hosszúságú próbák közötti intervallum is (egy szálkereszt megjelenítésével), amely úgy változott, hogy 0,5 s, 2 s vagy 3 s időtartamú volt.5 s.
A letapogatás befejezése után a résztvevőket visszakísérték a laboratóriumba, leültek egy laptophoz, és megkérték őket, hogy töltsenek ki néhány további mérést.
Szekunder mérések
Emocionális tudatossági mérések
Az EA két mérését végezték. Először a résztvevők kitöltötték az érzelmi tudatosság szintjei skála (LEAS) online változatát (www.eleastest.net), amely egy validált automatikus pontozási programot39 használ. A LEAS 20 szociális helyzet 2-4 mondatos leírásának bemutatását tartalmazza, amelyek mindegyike 2 embert érint. A helyzetleírások négy érzelemkategóriát (szomorúság, boldogság, harag és félelem) hivatottak kiváltani 5 komplexitási szinten. Minden elektronikusan megjelenített oldalon egy-egy szituáció kerül bemutatásra, amelyet két kérdés követ: “Ön mit érezne?” és “Mit érezne a másik személy?”. Az egyes kérdésekre adott válaszok beírására külön válaszdobozok szolgálnak. A résztvevőket arra kérik, hogy válaszukat olyan sok vagy olyan kevés helyet használva gépeljék be, amennyire a válaszadáshoz szükséges. Azt is közlik velük, hogy a válaszaikban az “érzés” szót kell használniuk.
AzEA-szintű pontszámokat a résztvevők által a válaszaikba írt szavak alapján osztják ki. A lehető legalacsonyabb pontszámot a nem érző szavak kapják (0. szint). A fiziológiai érzésekkel kapcsolatos szavak (pl. “fáradt”) 1. szintű pontszámot kapnak, míg a 2. szintű pontszámok inkább az érzéssel kapcsolatos cselekvéseket (pl. “ütés”) vagy egyszerű valencia-megkülönböztetéseket (pl. “rossz”, “jó”) tükrözik, amelyeknek eredendően elkerüléssel vagy közeledéssel kapcsolatos tartalmuk van. A 3. szintű pontszámokat az egyszerű érzelemfogalmi kifejezések (pl. “boldog”, “szomorú”) kapják. A 4. szintű pontszámokat akkor kapjuk, ha legalább két 3. szintű szó szerepel ugyanabban a tételben (azaz nagyobb érzelmi differenciáltságot közvetít, mint bármelyik szó önmagában). Az önmagukkal és másokkal kapcsolatos válaszokat minden egyes tétel esetében külön-külön pontozzák a fent leírtak szerint (azaz 0-4 értékkel). Mind a 20 LEAS-tételre egy “összesített” pontszámot is megadunk; ez a pontszám az önmagával és a mással kapcsolatos pontszámok közül a magasabbat jelenti, kivéve, ha mindkettőre 4-es pontszámot adunk. Ha ez megtörténik, akkor a tételre 5 összpontszámot adunk, amennyiben az ön- és a mással kapcsolatos válaszok megkülönböztethetők (további részleteket lásd a 29. hivatkozásban). (Megjegyzés: Az ebből az adatsorból származó LEAS-pontszámokat korábban más neuroimaging adatokkal21,40,41 kapcsolatban már közzétették. Az ebből az EWM-feladatból származó képalkotó adatokkal való kapcsolatuk azonban újdonság a jelen kéziratban).
Az EA második mérőeszközeként a résztvevők a Frith-Happé-animációs feladatot (AT;42) is elvégezték. Ezt a feladatot eredetileg az elmeelmélet általánosabb mérésére tervezték; azonban a közelmúltban néhány tanulmányban a LEAS pontozási rendszerrel együtt is használták, hogy az EA kiegészítő mérését biztosítsák, amely nem függ a nyelvi alapú felkérésektől, és nem követeli meg a résztvevőktől, hogy részletes forgatókönyveket képzeljenek el (pl. lásd hivatkozások43,44,45). A jelen vizsgálatban használt AT 12 egyszerű mozgó alakzatot (pl. 2 háromszöget) ábrázoló animációból állt, amelyeket egy számítógép képernyőjén mutattak be (mindegyik 34-45 másodpercig tartott). Ez a 12 animációs klip 3 kategóriába tartozott, amelyek egyenként 4 animációt tartalmaztak: 1) egy “gondolatok/érzések” (TF) kategória, olyan animációkkal, amelyek elősegítették a háromszögekben lévő meggyőződések, vágyak és érzelmek érzékelését; 2) egy “egyszerű interakciók” (SI) kategória, olyan animációkkal, amelyek elősegítették az egyszerű célzott mozgás érzékelését (pl. az egyik háromszög “követi” a másikat); és 3) egy “véletlenszerű mozgás” (RM) kategória, amely olyan animációkat tartalmazott, amelyekben a háromszögek értelmes minta nélkül sodródtak a képernyőn. Az animációk megtekintése előtt (amelyeket a résztvevők között kiegyensúlyozott sorrendben mutattak be) a résztvevőket tájékoztatták az animációk három kategóriájáról, és minden típusból egy-egy példa-animációt mutattak nekik. Ezután azt mondták nekik, hogy nyugodtan nézzék meg az egyes animációkat, és “írják le, mi történt az animációban” úgy, hogy közvetlenül az egyes klipek megtekintése után beírnak egy leírást a számítógépen található szövegdobozba. Az animációk felét (kategóriánként kettőt) megelőzte egy szóbeli jelzés, amely tájékoztatta őket az animáció típusáról (azaz TF, SI vagy RM), míg a másik felét nem előzte meg ez az információ.
Az EA értékeléséhez minden egyes írásos animációs leírást kódoltak és pontoztak a LEAS pontozási kritériumai szerint (pl. ahogyan azt a hivatkozásokban43,44 is tették), a korábban validált automatikus LEAS pontozó programmal39. Ezt követően egy kutatási asszisztens is megvizsgálta az írásos leírásokat és az automatikus pontozást, és korrigálta az automatikus program kimenetében található téves pozitív vagy téves negatív értékeket (a LEAS pontozási kézikönyvnek megfelelően). Mivel azonban az animációkon belül nem volt “én” és “más”, az egyes írásbeli leírásokhoz nem adtak 5. szintű pontszámot. Ezért minden egyes animációs leírás egy 0-4-es EA-szintű pontszámot kapott, majd ezeket a pontszámokat összegeztük az egyes személyek 12 animációs leírására. Az érzelmi tudatosság értékelésének ez a második módszere olyan ingerfelkéréseket használt, amelyek vizuálisak voltak, szemben a LEAS által használt szociális forgatókönyveket leíró nyelvi alapú felkérésekkel, és ezért kevésbé zavarhatják meg a nyelvi vagy képzelettel kapcsolatos képességek egyéni különbségei.
Neuroimaging módszerek
A neuroimaging elvégzéséhez 3T Siemens Skyra szkennert (Siemens, Erlangen, Németország) használtak, 32 csatornás fejtekerccsel. A T1-súlyozott strukturális 3D MPRAGE-felvételeket (TR/TE/flipszög = 2,1 s/2,33 ms/12 fok) 176 szagittális szeletet (256 × 256) lefedő, 1 mm-es szeletvastagságú (voxelméret = 1 × 1 × 1) felvételek készültek. A funkcionális T2*-súlyozott felvételeket 32 keresztirányú szeleten (2,5 mm vastagságban) végeztük. Mindegyik térfogatot interleaved szekvenciával vettük fel (TR/TE/flip angle = 2,0 s/25 ms/90 fok). A T2* szekvencia voxelmérete 2,5 × 2,5 × 3,5 mm volt. A látómező (FOV) 240 mm volt.
Képfeldolgozás
Az előfeldolgozási lépéseket, valamint a későbbi statisztikai elemzéseket az SPM12 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, Egyesült Királyság; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) segítségével végeztük minden MRI-felvétel esetében. A szabványos algoritmusok használatával a nyers funkcionális képeket újrahangolták, kitérítették és coregisterelték az egyes alanyok MPRAGE-képéhez. A képeket ezután a Montreali Neurológiai Intézet (MNI) koordináta-térre normalizálták, 6 mm-re (teljes szélesség félmaximumon) térben simították, és 2 × 2 × 2 mm-es voxelekre szeletelték. Az SPM standard kanonikus hemodinamikai válaszfüggvényét használták, és az alacsony frekvenciájú zavarokat 128 másodperces magaspassszűrővel minimalizálták. A soros autokorrelációt az AR(1) függvénnyel korrigáltuk. Az Artifact Detection Tool (ART; http://www.nitrc.org/projects/artifact_detect/) eszközt arra is használtuk, hogy a szkenneléseket mint zavaró kovariánsokat az első szintű elemzésben (küszöbérték:
Statisztikai elemzés
Minden egyes résztvevőre egy általános lineáris modellt határoztunk meg, hogy a fenntartási időszak alatti aktivációt az “Érzelem”, a “Kép” és a “Pihenő” feltételek között szembeállítsuk. A “Test” állapotot érintő kontrasztokat külön kéziratban (előkészítés alatt) jelentjük. Minden kísérletet 5 másodperces intervallumként modelleztünk. A mozgás regresszorokat (az ART által generált – lásd a fenti képfeldolgozást) szintén hozzáadtuk minden egyes ilyen 1. szintű tervhez. Ezeket a kontrasztos képeket ezután második szintű SPM-elemzésekbe (egymintás T-tesztek) vittük be, hogy értékeljük az egyes érdekes kontrasztok fő hatását. Az első kontraszt az “Emotion > kép” volt, amelynek ki kell emelnie az összes olyan régiót, amelyet az érzelmek fenntartása aktivál, amelyek nem aktiválódnak a vizuális információk fenntartásával is. A második kontraszt az “Emotion > Rest” volt, amelynek ki kell emelnie a saját érzelmek fenntartásával aktivált összes régiót (azaz a WM fenntartását nem tartalmazó időszakhoz képest). A harmadik kontraszt a “Kép > Pihenés” volt, amelynek ki kell emelnie a vizuális képek fenntartásával aktivált összes régiót (azaz a WM-karbantartás nélküli időszakhoz képest). Az utóbbi két kontrasztot és inverzeiket elemeztük annak érdekében, hogy lehetővé tegyük az elsődleges “Emotion > Image” kontraszt alaposabb értelmezését, amely önmagában megismétli az érzelemfókuszú és látásfókuszú figyelem (pl. ref. 13) és a WM20 között végzett kontrasztokat korábbi tanulmányokban. Végül kapcsolódási elemzéseket végeztünk (egy rugalmas faktoriális modellben az SPM12-ben), hogy megerősítsük az aktiváció régióit, amelyek közösek (1) az “Emotion > Rest” és a “Image > Rest” kontrasztokhoz, valamint (2) a “Rest > Emotion” és a “Rest > Image” kontrasztokhoz. Ezeket a konjunkciós elemzéseket az SPM12 “conjunction null” funkciójának46 használatával végeztük el.
Ezekre az elemzésekre a teljes agyi csúcs szignifikancia küszöbértékét p < 0,001 (nem korrigált), és a klaszter kiterjedésének küszöbértékét p < 0,05 (hamis felfedezési arány korrigált). Az első sajátváltozót az alanyok között is kivontuk a dACC klaszterből, amelyet az “Emotion > kép” kontrasztban találtunk (az SPM12 beépített térfogat-érdekeltségi idősor extrakciós eszközével; lásd az eredmények részt), amely a legközelebb állt a korábbi EA-vizsgálatokban megfigyelt régióhoz32,33, és ez korrelált a két EA-mérésünkkel (a továbbiakban alább ismertetjük). A klaszterek azonosítása/jelölése az SPM1247-en belül az Automated Anatomical Labeling (AAL) atlasszal együtt történt.