O papel do córtex pré-frontal medial na manutenção da memória de trabalho das próprias respostas emocionais

Participantes

Recrutamos vinte e seis adultos (13 mulheres; idade média = 23,12 ± 4,03) da população em geral (usando panfletos e anúncios na Internet) para participar do presente estudo. Os critérios de exclusão incluíram qualquer histórico de distúrbios psiquiátricos ou neurológicos (avaliados através de um questionário de tela telefônica baseado nos critérios do Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders, 4ª edição; DSM-IV-TR). Todos os participantes forneceram consentimento informado por escrito antes de se envolverem em quaisquer actividades relacionadas com o estudo. Todos os participantes também receberam uma compensação financeira pela participação. O Comitê de Revisão Institucional da Universidade do Arizona revisou e aprovou o protocolo de pesquisa do presente estudo, e todos os métodos foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos pertinentes.

Tarefa de Memória de Trabalho

Upon completando o consentimento livre e esclarecido, os participantes foram apresentados com instruções por escrito (em um computador portátil) de como realizar a tarefa WM (esta tarefa é ilustrada na Fig. 1). Estas instruções indicavam “ser-lhe-á mostrada uma série de imagens que normalmente provocam reacções emocionais” e “em cada ensaio ser-lhe-á mostrada uma imagem e ser-lhe-ão dadas instruções para prestar atenção a algo específico”. As instruções então informaram aos participantes que haveria uma pausa depois de ver a figura (onde apenas uma tela preta era mostrada), durante a qual eles seriam obrigados a manter o item atendido na memória. Em seguida, foi dito aos participantes que, após a pausa, três opções apareceriam na tela, e que eles seriam solicitados a pressionar um dos três botões correspondentes para testar sua memória.

Antes de cada julgamento, uma instrução aparecia (em ordem pseudo-aleatória) dizendo “Emoção”, “Imagem”, “Corpo”, ou “Descanso”. Foi-lhes dito que a instrução “Emoção” significava “você deve prestar atenção à sua própria reação emocional à imagem e manter este sentimento emocional em mente” durante a pausa. Os participantes foram informados de que, quando as três opções aparecessem na tela após a pausa, duas opções seriam palavras emocionais (incluindo: zangado, enojado, feliz, neutro, com medo ou triste). A terceira opção seria “nenhuma das duas”. Eles eram instruídos a escolher a opção (por pressão de botão) que melhor correspondesse à resposta emocional que estavam guardando na memória. Foi-lhes dito que a instrução “Imagem” significava “você deve prestar atenção às coisas na imagem e manter a imagem em mente” durante a pausa. Os participantes foram informados de que, quando as três opções aparecessem na tela após a pausa, duas opções seriam palavras de categoria (incluindo: humano, animal, criança, adulto, macho, fêmea, vivo ou não vivo apenas). A terceira opção seria “nenhuma das duas”. Eles foram instruídos a escolher a opção (por pressão de botão) que melhor correspondesse à sua memória do que estava na imagem. Foi-lhes dito que a instrução “Corpo” significava “você deve prestar atenção à sua própria reação física corporal à imagem e manter este sentimento corporal em mente” durante a pausa. Os participantes foram informados de que, quando as três opções aparecessem na tela após a pausa, duas opções corresponderiam a lugares do corpo onde eles poderiam ter sentido uma mudança (incluindo: coração, estômago, braços, rosto, garganta, ou nenhuma mudança). A terceira opção seria “nenhuma das duas”. Eles foram instruídos a escolher a opção (por pressão de botão) que melhor correspondesse à sua memória da região mais proeminente onde sentiram uma mudança no seu corpo. Finalmente, foi-lhes dito que a instrução “Descanso” significava “você não precisa se lembrar de nada” durante a pausa. Os participantes foram informados que, quando as três opções apareciam no ecrã após a pausa, duas opções diziam “não empurrar” e a terceira opção dizia “empurrar”. Eles foram instruídos a escolher a opção (por pressão de botão) que dizia “Push” em cada ensaio. Esta condição atuava como uma condição de controle na qual nada era mantido em WM durante o período de manutenção, mas onde todas as condições de estímulo eram idênticas.

Finalmente, eles foram instruídos a usar estratégias particulares durante o período de pausa para cada tipo de ensaio. Para a condição “Emoção”, foi-lhes pedido para “ter em mente o sentimento emocional, a fim de lembrar que emoção era”. Para a condição “Imagem”, foi-lhes pedido para “ter em mente a imagem visual da imagem a fim de se lembrarem do que estava nela”. Para a condição “Corpo”, foi-lhes pedido para “segurar o sentimento corporal na mente, a fim de se lembrarem onde sentiram o vosso corpo reagir.” Também lhes foi dito para “darem o melhor de si para NÃO simplesmente terem uma palavra em mente” (tal como repetir “animal, animal, animal” ou “triste, triste, triste” ou “estômago, estômago, estômago” para se lembrarem). Isto foi feito para evitar o uso de uma estratégia WM auditiva em cada condição (por exemplo, para que os participantes estivessem realmente tendo em mente um conceito de emoção na condição “Emoção”, uma imagem visual na condição “Imagem”, etc.). Depois de ler estas instruções, os participantes tiveram a oportunidade de fazer perguntas, e depois foi-lhes permitido praticar a tarefa para várias provas no portátil. Este período de prática deu duas exposições para cada tipo de instrução. Após este período de prática, os participantes puderam novamente fazer quaisquer perguntas esclarecedoras se algo ainda não tinha sido completamente compreendido.

Os participantes foram então levados para o scanner de ressonância magnética (MRI) da Universidade do Arizona onde foram submetidos a um scan de MRI funcional (ver Métodos de Neuroimagem abaixo) enquanto completavam a tarefa WM. Antes do início da varredura, eles também receberam um pequeno número de ensaios práticos para se acostumarem a realizar a tarefa dentro do ambiente do scanner.

A tarefa utilizou estímulos emocionais normativos adquiridos do Sistema Internacional de Imagem Afetiva (IAPS). Com base nos dados normativos do IAPS (ambos masculino/feminino) fornecidos por Lang et al.38 usando uma escala de classificação de 9 pontos, foram selecionadas imagens para cada valência (desagradável (U) = Mvalência < 4.0, neutro (N) = 4.0 < Mvalência < 6.0, agradável (P) = Mvalência > 6.0). A tarefa foi contrabalançada na medida do possível com respeito a todas as variáveis de estímulo e condição. Isto incluiu assegurar que cada opção de resposta foi mostrada um número aproximadamente equivalente de vezes. Também incluiu assegurar que cada condição da tarefa tinha um número equivalente de figuras em cada categoria de valência (ou seja, cada uma das quatro condições de atenção/memória incluía a apresentação de 10 figuras desagradáveis, 5 figuras agradáveis e 5 figuras neutras em ordem pseudo-aleatória), e que estas figuras foram combinadas para conteúdo através das condições na maior medida possível. Um maior número de imagens desagradáveis foi incluído porque há um maior número de categorias básicas de emoções desagradáveis (ou seja, “triste”, “com medo”, “zangado” e “enojado” versus apenas “feliz” e “neutro”). Também foram criadas duas versões de tarefas contrabalançadas, trocando as imagens usadas entre as condições “Emoção” e “Imagem” e entre as condições “Corpo” e “Descanso”. Cada participante realizou uma destas versões de tarefas equivalentes (ou seja, metade dos participantes obteve a versão 1 e a outra metade a versão 2). Assim, qualquer influência potencial das diferentes figuras vistas dentro de cada condição seria esperada para cancelar dentro das análises de grupo.

Duração da tarefa (20 minutos) permitida para 20 tentativas dentro de cada uma das 4 condições. Em cada ensaio, o tempo foi o seguinte: Instrução de ensaio = 3 s, Imagem = 2 s, Período de manutenção = 5 s, Período de decisão (exibindo as três opções) = 3 s. Após o período de decisão, houve também um intervalo entre ensaios de duração variável (exibindo uma crista transversal), que foi agitado de modo a durar 0,5 s, 2 s, ou 3.5 s.

Após completar a varredura, os participantes foram então acompanhados de volta ao laboratório, sentados em um laptop, e solicitados a completar algumas medidas adicionais.

Medidas Secundárias

Medidas de Conscientização Emocional

Duas medidas de EA foram tomadas. Primeiro, os participantes completaram uma versão on-line da escala de níveis de consciência emocional (LEAS) (www.eleastest.net) que faz uso de um programa de pontuação automática validado39. O LEAS inclui a apresentação de 2-4 descrições de frases de 20 situações sociais que envolvem 2 pessoas cada uma. As descrições de situações são concebidas para suscitar quatro categorias emocionais (tristeza, felicidade, raiva e medo) em 5 níveis de complexidade. Uma situação é apresentada em cada página apresentada eletronicamente, seguida por duas perguntas: “Como você se sentiria?” e “Como se sentiria a outra pessoa?” Caixas de resposta separadas são fornecidas para digitação nas respostas a cada pergunta. Os participantes devem digitar suas respostas usando o máximo ou o mínimo de espaço necessário para responder. Também lhes é dito que devem usar a palavra “sentir” em suas respostas.

As pontuações de nível deEA são atribuídas com base nas palavras que os participantes escrevem em suas respostas. A pontuação mais baixa possível é dada às palavras que não sentem (Nível 0). Palavras relacionadas a sensações fisiológicas (por exemplo, “cansaço”) recebem uma pontuação de nível 1, enquanto que as pontuações de nível 2 refletem ações relacionadas ao sentimento (por exemplo, “socos”) ou simples discriminações de valência (por exemplo, “ruim”, “bom”) que têm inerente conteúdo relacionado à evitação – ou aproximação. As pontuações do nível 3 são dadas a termos do conceito de emoção única (por exemplo, “feliz”, “triste”). As pontuações do nível 4 são dadas quando pelo menos 2 palavras do nível 3 são usadas no mesmo item (ou seja, transmitindo maior diferenciação emocional do que qualquer uma das palavras sozinhas). A auto e outras respostas relacionadas são pontuadas separadamente para cada item como descrito acima (ou seja, com um valor de 0-4). Uma pontuação “total” também é dada para cada um dos 20 itens LEAS; esta pontuação representa a pontuação mais alta da auto e outras pontuações relacionadas, a menos que uma pontuação de 4 seja dada para ambos. Quando isto acontece, uma pontuação total de 5 é dada para o item, desde que as respostas próprias e outras relacionadas sejam capazes de ser diferenciadas (para mais detalhes, veja ref.29). (Nota: As pontuações LEAS deste conjunto de dados foram publicadas anteriormente em conjunto com outros dados de neuroimagem21,40,41. Sua relação com os dados de imagem desta tarefa EWM, entretanto, é novidade para o presente manuscrito).

Como uma segunda medida de EA, os participantes também completaram a tarefa Frith-Happé-Animações (AT;42). Esta tarefa foi originalmente concebida para medir a teoria da mente de forma mais geral; no entanto, também foi utilizada recentemente em alguns estudos, em conjunto com o sistema de pontuação LEAS, para fornecer uma medida complementar de EA que não depende de prompts baseados na linguagem ou requer que os participantes imaginem cenários detalhados (por exemplo, ver refs43,44,45). Como utilizado neste estudo, a TA consistiu em 12 animações de formas simples em movimento (ou seja, 2 triângulos) que foram apresentadas em uma tela de computador (cada uma com duração de 34-45 segundos). Esses 12 clipes de animação se encaixaram em 3 categorias, incluindo 4 animações cada: 1) uma categoria “pensamentos/sentimentos” (TF), com animações que promoveram a percepção de crenças, desejos e emoções dentro dos triângulos; 2) uma categoria “interações simples” (SI), com animações que promoveram a percepção de movimentos simples direcionados por objetivos (por exemplo, um triângulo “seguindo” outro); e 3) uma categoria “movimento aleatório” (RM), que incluiu animações dos triângulos à deriva na tela, sem padrão significativo. Antes de ver as animações (apresentadas em ordem contrabalançada entre os participantes), os participantes foram informados sobre as três categorias de animações, e mostraram um exemplo de animação de cada tipo. Em seguida, foi-lhes dito para relaxar e assistir a cada animação e para “descrever o que estava acontecendo na animação”, digitando uma descrição em uma caixa de texto fornecida no computador diretamente após a visualização de cada clipe. Metade das animações (duas de cada categoria) foram precedidas por um taco verbal informando o tipo de animação (ou seja, TF, SI ou RM), enquanto a outra metade não foi precedida por essa informação.

Para avaliar a EA, cada uma das descrições escritas das animações foi codificada e pontuada de acordo com os critérios de pontuação do LEAS (por exemplo, como também feito na refs43,44), usando o programa de pontuação automática LEAS previamente validado39. Um assistente de pesquisa também examinou posteriormente as descrições escritas e as pontuações automáticas, e corrigiu quaisquer falsos positivos ou falsos negativos na saída do programa automático (de acordo com o manual de pontuação de LEAS). Entretanto, como não havia “self” e “outro” dentro das animações, uma pontuação de nível 5 para cada descrição escrita não foi fornecida. Cada descrição da animação recebeu uma pontuação de nível EA de 0-4, e estas pontuações foram então somadas sobre as 12 descrições da animação para cada indivíduo. Este segundo método de avaliação da consciência emocional usou estímulos que eram visuais em oposição aos estímulos baseados na linguagem, descrevendo cenários sociais usados pelo LEAS, e podem, portanto, ser menos confundidos por diferenças individuais nas capacidades linguísticas ou imaginárias.

Métodos de neuroimagem

Um scanner Siemens Skyra 3T (Siemens, Erlangen, Alemanha), com uma bobina de cabeça de 32 canais, foi usado para realizar neuroimagens. Foram adquiridas imagens 3D MPRAGE estruturais ponderadas em T1 (TR/TE/flip angle = 2.1 s/2.33 ms/12 degree) cobrindo 176 fatias sagitais (256 × 256) e com espessura de corte de 1 mm (tamanho do voxel = 1 × 1 × 1). As varreduras funcionais ponderadas em T2* foram adquiridas em 32 fatias transversais (2,5 mm de espessura). Cada volume foi coletado usando uma sequência intercalada (TR/TE/ângulo de viragem = 2,0 s/25 ms/90 grau). O tamanho do voxel da sequência T2* foi de 2,5 × 2,5 × 3,5 mm. O campo de visão (FOV) foi de 240 mm.

Processamento de imagens

Pré-processamento, bem como as análises estatísticas subsequentes, foram realizadas usando SPM12 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) para todas as ressonâncias magnéticas. Usando algoritmos padrão, imagens funcionais brutas foram realinhadas, desarmadas e coregistradas para a imagem MPRAGE de cada sujeito. As imagens foram então normalizadas para o espaço de coordenadas do Montreal Neurological Institute (MNI), suavizadas espacialmente até 6 mm (largura total na metade da largura máxima), e alisadas para voxels de 2 × 2 × 2 mm. A função de resposta hemodinâmica canônica padrão em SPM foi utilizada, e os confusos de baixa freqüência foram minimizados com um filtro passa-alto de 128 segundos. A autocorrelação serial foi ainda corrigida usando a função AR(1). A ferramenta de detecção de artefatos (ART; http://www.nitrc.org/projects/artifact_detect/) também foi usada para fazer a regressão das varreduras como covariantes na análise de primeiro nível (limiar: 3 SD em intensidade global média e movimento de varredura para varredura que excedeu 1,0 mm).

Análise Estatística

Para cada participante, foi especificado um modelo linear geral para a ativação de contraste durante o período de manutenção entre as condições “Emoção”, “Imagem” e “Descanso”. Os contrastes envolvendo a condição “Corpo” serão relatados em um manuscrito separado (em preparação). Cada ensaio foi modelado como um intervalo de 5 segundos. Registradores de movimento (gerados pelo ART – ver processamento de imagem acima) também foram adicionados a cada um desses desenhos de 1º nível. Estas imagens de contraste foram então inseridas em análises SPM de segundo nível (testes T de uma amostra) para avaliar o efeito principal de cada contraste de interesse. O primeiro contraste foi “Emoção > Imagem”, que deve destacar todas as regiões ativadas pela manutenção das emoções que não são também ativadas pela manutenção da informação visual. O segundo contraste foi “Emoção > Descanso”, que deve destacar todas as regiões ativadas pela manutenção das próprias emoções (ou seja, em relação a um período que não envolva manutenção da WM). O terceiro contraste foi “Imagem > Descanso”, que deve destacar todas as regiões ativadas pela manutenção das imagens visuais (i.e., relativas a um período que não envolva manutenção da WM). Os dois últimos contrastes, e seus inversos, foram analisados a fim de permitir uma interpretação mais completa do contraste primário “Emoção > Imagem”, que por sua vez replica os contrastes feitos entre atenção focada na emoção e atenção focada na visão (por exemplo, ref.13) e WM20 em estudos anteriores. Finalmente, foram realizadas análises de conjunção (dentro de um modelo Factorial Flexível em SPM12) para confirmar regiões de activação comuns aos contrastes “Emoção > Descanso” e “Imagem > Descanso”, e (2) aos contrastes “Descanso > Emoção” e “Descanso > Imagem”. Estas análises de conjunção foram realizadas usando a função “conjunção nula” da SPM1246.

Para estas análises nós definimos um limiar de significância de pico do cérebro inteiro de p < 0.001 (não corrigido), e um limiar de extensão de cluster de p < 0.05 (taxa de falsa descoberta corrigida). A primeira autovariação entre sujeitos também foi extraída do cluster dACC encontrado no contraste “Emoção > Imagem” (usando a ferramenta de extração de volume de juros da série SPM12; ver seção de resultados) que estava mais próxima da região observada em estudos anteriores de EA32,33, e isso foi correlacionado com nossas duas medidas de EA (descritas mais abaixo). A identificação/rotulagem em cluster foi feita em conjunto com o atlas Automated Anatomical Labeling (AAL) dentro da SPM1247.