Investigação por imagem do cérebro os correlatos neurais da Observando Virtual Interações Sociais

O objetivo geral do experimento a seguir é investigar os correlatos neurais da observação de interações sociais por meio do uso de personagens virtuais interagindo em contexto social, em conjunto com a gravação por fMRI. Isso é alcançado por meio da criação de personagens animados de corpo inteiro que interagem entre si como anfitriões e convidados em um ambiente semelhante ao corporativo, e personagens inanimados que servem como condições de controle. Em seguida, são registrados dados de imagem cerebral enquanto os participantes observam interações sociais virtuais e, então, os dados são analisados para identificar regiões cerebrais que fazem parte da chamada rede de cognição social. Regiões cerebrais típicas sensíveis à observação e avaliação de interações sociais incluem o sulco temporal superior, o córtex frontal lateral e medial e a amígdala, pois isso permite a investigação dos correlatos neurais da cognição social.

Esse aspecto pode contribuir para a compreensão das possíveis causas de déficits no comportamento social, observados em condições clínicas como fobia social e autismo. A principal vantagem dessa técnica em relação aos métodos existentes, como aqueles que envolvem estímulos faciais, é que, ao utilizar personagens animados completos, é possível incorporar manipulações que se assemelham mais às interações sociais da vida real, como toque físico formal e aperto de mão. Isso é algo que não é possível apenas com estímulos faciais.

A tarefa consiste em uma série de vídeos animados de dez segundos com interações não verbais entre convidado e anfitrião. Em um ambiente empresarial, o sujeito observa o convidado sendo saudado por um anfitrião, que é a condição de interação social, ou por um recorte de papelão de um anfitrião, que é a condição sem interação social ou condição controle. O anfitrião pode exibir comportamentos que convidam a uma interação social adicional, denominada condição de aproximação, ou comportamentos que podem indicar falta de interesse em uma interação futura, denominada condição de evitação.

Além do tipo básico de comportamentos exibidos pelo anfitrião, pode-se incluir a investigação dos efeitos do toque físico formal sobre o comportamento. Por exemplo, em metade dos ensaios, os personagens podem se cumprimentar com um aperto de mãos como parte do protocolo de saudação, enquanto em outros, não fazem nada. Essa manipulação pode ter significados diferentes dependendo da origem cultural do espectador.

Outras manipulações podem envolver a alteração da perspectiva do observador de pessoal para impessoal. Ao exibir as palavras eu ou outro, essa manipulação permite a identificação de respostas que são moduladas pelo envolvimento pessoal. A alternância entre essas duas perspectivas pode ser acionada no início de cada tentativa.

Os vídeos podem ser seguidos por várias telas de avaliação. Por exemplo, pedindo ao sujeito que avalie o anfitrião quanto à competência, confiabilidade e interesse em fazer negócios em uma escala de cinco pontos, em que zero significa nada e cinco significa muito. Essas avaliações devem ser contrabalançadas entre os ensaios para evitar efeitos de ordem.

Além disso, os personagens nos vídeos devem ser contrabalançados quanto ao comportamento exibido, origem étnica, camisa, cor e penteado. Aspectos básicos que podem influenciar as interações sociais, como atratividade, também devem ser controlados para garantir que não haja diferenças sistemáticas entre as categorias de ensaio. Cada execução deve começar com seis segundos de fixação para permitir a estabilização do sinal de RM, e a ordem dos ensaios também deve ser randomizada dentro de cada bloco e contrabalançada entre os participantes para evitar efeitos de estímulo, previsibilidade e ordem.

Um intervalo entre ensaios de oito segundos segue cada ensaio de filme e o final de cada série. Além disso, para evitar perda de dados com viés, idealmente a condição deve ser igualmente representada em cada bloco de acordo com cada manipulação. Quando o sujeito chegar, certifique-se de obter consentimento escrito e informado e de realizar triagem quanto à segurança para ressonância magnética.

Peça também ao participante que preencha questionários que avaliam traços de personalidade e estado mental atual, os quais podem influenciar as respostas dos participantes durante o estudo antes da aquisição de imagens. Informe detalhadamente o participante sobre os procedimentos de aquisição de imagens e forneça instruções específicas para a tarefa comportamental, a fim de evitar desconforto e aumentar a familiaridade com a tarefa. Além disso, ofereça ao participante uma simulação abreviada da tarefa.

Agora, conduza o sujeito até a sala de aquisição e oriente-o a deitar em decúbito dorsal sobre a maca do aparelho de imagem. Forneça proteção auditiva, bem como fones de ouvido com isolamento para comunicação. Durante a aquisição, forneça almofadamento adicional para a cabeça, garantindo conforto durante o exame e minimizando movimentos.

Além disso, o lado não adesivo de uma fita pode ser enrolado levemente ao redor da testa do participante para minimizar ainda mais os movimentos da cabeça durante a avaliação de respostas psicofisiológicas implícitas automáticas a imagens emocionais e neutras. Além das avaliações explícitas, as respostas de condutância da pele também podem ser registradas durante a aquisição de imagens por RMf. Por fim, posicione confortavelmente a mão direita do sujeito sobre a caixa de respostas e verifique se os botões estão funcionando corretamente. Coloque um botão de parada de emergência próximo, para que o participante possa indicar qualquer necessidade urgente de interromper o escaneamento antes do início da coleta de dados.

Certifique-se de que o sujeito consiga ver com clareza a projeção na tela para a apresentação do estímulo. Primeiro, adquira uma imagem estrutural ponderada em T1 de alta resolução, como uma SPGR ou MP rage. Em seguida, configure suas aquisições funcionais para permitir cobertura completa do cérebro.

Em nossos estudos, adquirimos uma série de 28 cortes funcionais com tamanho de vóxel de quatro por quatro por quatro milímetros adquiridos axialmente. Utilizando uma sequência de pulso por plano de eco com um TR de 2000 milissegundos, um TE de 40 milissegundos e um campo de visão de 256 por 256 milímetros, informe ao sujeito que a aquisição de imagem funcional está prestes a começar e lembre-o das tarefas que serão realizadas. Agora, certifique-se de que o scanner inicie sincronizadamente com a apresentação do estímulo.

Quando a aquisição de imagens for concluída, ajude o participante a sair do scanner e certifique-se de agradecer-lhe por participar do experimento. Uma vez coletados, os dados podem ser analisados usando qualquer pacote de software para processamento de FMRI, como o mapeamento paramétrico estatístico, comumente conhecido como SPM. Nosso laboratório utiliza isso em combinação com mats internos.

As ferramentas baseadas em laboratório para pré-processamento em nosso grupo envolvem etapas típicas, como garantia de qualidade, alinhamento de imagens, correção de movimento, co-registro, normalização e suavização espacial com um kernel de oito milímetros. Ao utilizar o SPM, o modelo linear geral é implementado para avaliar o ajuste dos dados registrados para cada condição de interesse a uma função de resposta hemodinâmica predeterminada. Alternativamente, os dados de cada condição podem ser média seletivamente para visualizar o sinal FMR bruto associado a cada condição, sem suposições predeterminadas sobre a forma da função de resposta hemodinâmica.

Neste caso, as diferenças na resposta podem ser avaliadas ponto a ponto ao longo do tempo, e os contrastes de interesse revelam alterações em comparação com o pré-estímulo, a linha de base e as diferenças entre uma condição em relação a outra. Essas análises podem ser usadas separadamente ou de forma complementar. A análise de dados pode combinar abordagens voxel a voxel e de região de interesse para comparar a atividade cerebral associada às condições de interesse, como interação social versus ausência de interação social.

A análise voxel a voxel de todo o cérebro produzirá mapas estatísticos que identificam redes maiores de regiões cerebrais associadas à tarefa, e a análise de região de interesse permitirá investigar de forma direcionada a resposta em regiões cerebrais específicas identificadas a priori como parte da rede de cognição social. A análise de região de interesse também pode ser utilizada para extrair o sinal de FMRI com fins ilustrativos. A comparação entre ensaios de interação social e ensaios controle sem interação revelou atividade em regiões cerebrais típicas da cognição social.

Aqui observamos um mapa funcional que exibe ativações no sulco temporal superior, bem como na córtex pré-frontal lateral. A barra de cores indica o gradiente de TValue do mapa de ativação. Os gráficos de linhas ilustram as séries temporais do sinal de FMRI extraídas das ROI de cada região cerebral para cada tipo de ensaio e ponto temporal.

Aqui observamos a ativação na amígdala, novamente com a curva temporal da ROI, e, por fim, a resposta na córtex pré-frontal medial. Todos os dados são baseados em informações de 15 participantes, refletindo a atividade cerebral sincronizada aos inícios dos comportamentos de aproximação e evitação. Ao realizar este procedimento, é importante utilizar estímulos ecologicamente válidos, que sejam adequadamente contrabalançados e temporizados. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como utilizar personagens virtuais animados de corpo inteiro.

Em conjunto com gravações de FMRI para investigar as correlações de Nova York da observação de interações sociais em participantes saudáveis e clínicos.