הדמיה מוחית של חקירה וקושרת עצבית של התבוננות אינטראקציות חברתיות וירטואליות

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא לחקור את המתאמים העצביים של צפייה באינטראקציות חברתיות באמצעות שימוש בדמויות וירטואליות המקיימות אינטראקציות בהקשר חברתי בשילוב עם הקלטת FMRI. זאת מושג על ידי יצירת דמויות מונפשות של גוף מלא המקיימות אינטראקציות זו עם זו כמארחים ואורחים בסביבה עסקית, ודמויות דוממות המשמשות כתנאי בקרה. לאחר מכן, נתוני הדמיית מוח מוקלטים בזמן שהמשתתפים צופים באינטראקציות חברתיות וירטואליות, ולאחר מכן הנתונים מנותחים כדי לזהות אזורי מוח המהווים חלק מהרשת המכונה רשת הקוגניציה החברתית. אזורי מוח טיפוסיים הרגישים לצפייה ולהערכה של אינטראקציות חברתיות כוללים את ה-superior temporal sulcus, הקורטקס הפרונטלי הלטרלי והמדיאלי ואת האמיגדלה, מכיוון שהם מאפשרים חקירה של המתאמים העצביים של קוגניציה חברתית.

נושא זה עשוי לתרום להבנת הגורמים האפשריים לליקויים בהתנהגות חברתית, הנצפים במצבים קליניים כגון פוביה חברתית ואוטיזם. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון אלו המשתמשות בגירויים פנימיים, הוא שבשימוש בדמויות מונפשות של גוף מלא, ניתן לשלב מניפולציות הדומות יותר לאינטראקציות חברתיות בחיים האמיתיים, כגון מגע פיזי פורמלי ולחיצת יד. זהו דבר שאינו אפשרי באמצעות גירויי פנים בלבד.

המשימה מורכבת מסדרה של עשרה סרטוני אנימציה בני שניות בודדות המציגים אינטראקציות לא מילוליות בין מארח לאורח. במסגרת סביבה עסקית, הנבדק צופה באורח שמקבל ברכה ממארח, וזהו תנאי האינטראקציה החברתית, או באורח שמקבל ברכה מדמות גזורה מקרטון של מארח, וזהו תנאי היעדר האינטראקציה החברתית או תנאי הביקורת. המארח עשוי להפגין התנהגויות המזמינות אינטראקציה חברתית נוספת, המכונה תנאי הגישה (approach), או התנהגויות שעשויות להעיד על חוסר עניין באינטראקציה נוספת, המכונה תנאי ההימנעות (avoid).

בנוסף לסוגי ההתנהגויות הבסיסיים המוצגים על ידי המארח, ניתן לכלול חקירה של השפעותיה של מגע פיזי פורמלי על ההתנהגות. לדוגמה, בחצי מהניסויים, הדמויות עשויות ללחוץ ידיים כחלק מפרוטוקול הברכה, בעוד שבניסויים אחרים הן לא יעשו דבר. למניפולציה זו עשויה להיות משמעות שונה בהתאם לרקע התרבותי של הצופה.

מניפולציות אחרות עשויות לכלול שינוי של נקודת המבט של הצופה מגוף ראשון לגוף שלישי. באמצעות הצגת המילים, אני או אחר, מאפשרת מניפולציה זו זיהוי של תגובות המעוצבות על ידי מעורבות אישית. ניתן לתזמן את החילופים בין שתי נקודות מבט אלו בתחילתו של כל ניסוי.

לאחר הסרטונים עשויים להופיע מסכי דירוג שונים. לדוגמה, בקשה מהנבדק לדרג את המארח מבחינת מיומנות, מהימנות ועניין בניהול עסקים על סולם של חמש נקודות, כאשר אפס מציין "כלל לא" וחמש מציינת "מידה רבה מאוד". יש לאזן את הדירוגים הללו בין הניסויים השונים כדי למנוע אפקטים של סדר הופעה.

בנוסף, יש לבצע איזון (counterbalance) של הדמויות בסרטונים מבחינת ההתנהגות המוצגת, הרקע האתני, החולצה, הצבע ותסרוקת השיער. יש לשלוט גם בהיבטים בסיסיים שעשויים להשפיע על אינטראקציות חברתיות, כגון משיכה, כדי להבטיח שאין הבדלים שיטתיים בין קטגוריות הניסוי. כל ריצה צריכה להתחיל בשישה שניות של קיבוע (fixation) כדי לאפשר התייצבות של אות ה-MR, או שסדר הניסויים צריך להיות אקראי בתוך כל בלוק ומאוזן בין המשתתפים כדי למנוע השפעות של גירוי, ניבוי וסדר.

מרווח של שמונה שניות בין ניסויים עוקבים יבוא לאחר כל סבב סרטון ובסיום כל ריצה. כמו כן, כדי למנוע אובדן נתונים עקב הטיות, רצוי שהתנאי יהיה מיוצג באופן שווה בכל בלוק בהתאם לכל מניפולציה. עם הגעת הנבדק, יש לוודא קבלת הסכמה מדעת בכתב ולבצע סינון לבטיחות MRI.

בנוסף, יש לבקש מהנבדק למלא שאלונים המעריכים תכונות אישיות ומצב נפשי נוכחי, אשר עשויים להשפיע על תגובות המשתתפים במהלך המחקר, וזאת לפני הסריקה. יש להסביר למשתתף בפירוט את נהלי הסריקה ולתת הנחיות ספציפיות למשימה ההתנהגותית כדי למנוע אי-נוחות וליצור היכרות מוגברת עם המשימה. כמו כן, יש להעניק למשתתף סיבוב תרגול מקוצר.

כעת הכניסו את הנבדק לחדר הסריקה והנחו אותו או אותה לשכב על הגב על מיטת הסריקה. ספקו הגנה על השמיעה באמצעות אוזניות בידוד לתקשורת. במהלך הסריקה, ספקו ריפוד נוסף לראש כדי להבטיח נוחות ולמזער תנועה.

כמו כן, ניתן ללפף קלות את הצד שאינו דביק של רצועת דבק סביב מצחו של המשתתף כדי לצמצם עוד יותר את תנועת הראש לצורך הערכת תגובות פסיכופיזיולוגיות סמויות ואוטומטיות לתמונות רגשיות וניטרליות. בנוסף לדירוגים המפורשים, ניתן להקליט גם תגובות של מוליכות עור במהלך סריקת ה-FMRI. לבסוף, מקם את ידו הימנית של הנבדק בנוחות על תיבת התגובה ובדוק שהלחצנים פועלים כראוי. מקם לחצן עצירה לשעת חירום בקרבת מקום, כך שהנבדק יוכל לציין כל צורך דחוף להפסיק את הסורק לפני תחילת איסוף הנתונים.

יש לוודא שהנבדק רואה בבירור את השלכת המסך להצגת הגירויים. ראשית, רכשו תמונה מבנית ברזולוציה גבוהה המשוקללת ל-T1, כגון SPGR או MP rage. לאחר מכן, הגדירו את הריצות הפונקציונליות כך שיאפשרו כיסוי מלא של המוח.

במחקרים שלנו, אנו רוכשים סדרה של 28 חתכים פונקציונליים עם גודל ווקסל של ארבעה על ארבעה על ארבעה מילימטרים שנרכשו בציר האקסיאלי. תוך שימוש ברצף פולסים מסוג echo plana עם TR של 2000 milliseconds, TE של 40 milliseconds ושדה ראייה של 256 על 256 מילימטרים, הודע לנבדק שהדימות הפונקציונלי עומד להתחיל והזכר לו או לה את המשימות שיבוצעו. כעת, ודא שהסורק מתחיל באופן סינכרוני עם הצגת הגירוי.

בסיום הסריקה, סייע למשתתף לצאת מהסורק והודה לו או לה על ההשתתפות בניסוי. לאחר איסוף הנתונים, ניתן לנתח אותם באמצעות כל חבילת תוכנה לעיבוד FMRI, כגון statistical parametric mapping, המוכרת בדרך כלל כ-SPM. המעבדה שלנו משתמשת בתוכנה זו בשילוב עם mats פנימיים.

עיבוד מקדמי של כלים מבוססי מעבדה בקבוצה שלנו כולל שלבים טיפוסיים: בקרת איכות, יישור תמונות, תיקון תנועה, רישום משותף (co-registration), נורמליזציה והחלקה מרחבית עם גרעין של שמונה מילימטרים. בשימוש ב-SPM, מיושם המודל הליניארי הכללי כדי להעריך את התאמת הנתונים שנרשמו עבור כל תנאי רלוונטי לפונקציית תגובה המודינמית שנקבעה מראש. לחלופין, ניתן לבצע ממוצע סלקטיבי של הנתונים מכל תנאי כדי לצפות באות ה-FMR הגולמי הקשור לכל תנאי, ללא הנחות מוקדמות לגבי צורת פונקציית התגובה ההמודינמית.

במקרה זה, ניתן להעריך הבדלים בתגובה על בסיס זמן, נקודת זמן אחר נקודת זמן, וניתוח ניגודיות (contrast) רלוונטי חושף שינויים בהשוואה למצב הבסיס לפני הגירוי, והבדלים בין תנאי אחד למשנהו. ניתן להשתמש בניתוחים אלו בנפרד או באופן משלים. ניתוח הנתונים יכול לשלב גישות של ניתוח לפי ווקסלים (voxel-wise) וגישות של אזורי עניין (region of interest) כדי להשוות פעילות מוחית הקשורה לתנאים הנחקרים, כגון אינטראקציה חברתית לעומת היעדר אינטראקציה חברתית.

ניתוח ווקסלי (voxel wise) של המוח השלם יניב מפות סטטיסטיות המזהות רשתות רחבות יותר של אזורי מוח הקשורים למשימה, וניתוח ROI יאפשר חקירה ממוקדת של התגובה באזורי מוח ספציפיים שזוהו מראש כחלק מרשת הקוגניציה החברתית. ניתן להשתמש בניתוח אזורי עניין (Region of interest) גם כדי להוציא את אות ה-FMRI לצורכי הדגמה. השוואה בין ניסויי אינטראקציה חברתית לבין ניסויי ביקורת ללא אינטראקציה חשפה פעילות באזורי מוח טיפוסיים של קוגניציה חברתית.

כאן אנו רואים מפה תפקודית המציגה הפעלות בחוש התמפורלי העליון (superior temporal sulcus) וכן בקליפת המוח הפרה-פרונטלית הלטרלית. סרגל הצבעים מציין את מדרג ה-TValue של מפת ההפעלה. הגרפים הקוויים מדגימים את מהלכי הזמן של אות ה-FMRI שהופקו מה-ROIs של כל אזור מוחי עבור כל סוג ניסוי ונקודת זמן.

כאן אנו רואים הפעלה באמיגדלה, שוב עם מהלך הזמן של ה-ROI, ולבסוף, את התגובה בקליפת המוח הפרה-פרונטלית המדיאלית. כל הנתונים מבוססים על נתונים מ-15 משתתפים המשקפים פעילות מוחית מסונכרנת בזמן עם תחילת התנהגויות של גישה והימנעות. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב להשתמש בגירויים בעלי תוקף אקולוגי, אשר מאוזנים ומתומחזמים בזמן כראוי. לאחר צפייה בסרטון זה, אמורה להיות לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו משתמשים בדמויות וירטואליות מונפשות של גוף מלא.

בשילוב עם הקלטות FMRI לבחינת המתאמים העצביים של צפייה באינטראקציות חברתיות אצל משתתפים בריאים ובמצב קליני.