Emotional Engagement Driven by Complex Visual Stimuli: Neural Dynamics Revealed by Multimodal Imaging

项目摘要 情感功能障碍是许多精神疾病的核心，特别是恐惧、焦虑、创伤后， 和情绪障碍因此，描述与情绪处理相关的神经机制是一个 精神卫生保健的关键问题。以前试图定义人类情感的神经生理学， 认知神经科学实验室一直受到概念和 研究复杂情绪反应的方法框架， 信息呈现。这项研究建立了一种新的技术， 记录，高时间精度，与功能性脑成像，这是高空间精度。 这 一种被称为稳态电位频率标记的方法，实现了刺激的时间和空间特异性 整个大脑的分辨率。它的独特之处在于它允许研究人员识别不同的大脑网络 选择性地被复杂视觉场景的不同元素激活-即使当元素在空间上是 重叠并伴随着其他感官形式的刺激。 我们将联合收割机 一个新的概念框架，认为视觉感知的变化是一个积极的一部分， 观察者的情绪反应，以解决以下目的：（1）我们表征大尺度大脑 动态调节对嵌入在复杂视觉阵列中的元素的情感反应。 （二） 我们确定如何冲突的食欲和厌恶的信息，视觉和听觉，影响这些大脑 动力学 (3)最后，我们将这种新颖的方法转化为社会焦虑的观察者，测试机械性 关于特质焦虑和慢性压力对短期反应性的交互作用的假设 情感挑战 这项研究的长期临床意义是多方面的： 诊断评估和监测治疗效果，一个定量的基于大脑皮层的情绪标志物， 参与为客观评估治疗前后食欲/厌恶的变化开辟了途径 神经反应 它还能够测量神经回路功能，从而能够定量测量 特定的精神病理学和用于在个性化医学框架中识别治疗靶点。

Project Summary    Emotional dysfunction is at the core of many psychiatric disorders, in particular fear, anxiety, post-­traumatic,  and mood disorders. Describing the neural mechanisms associated with emotional processing is therefore a  critical issue in mental health care. Previous attempts to define the neurophysiology of human emotions in the  cognitive  neuroscience  laboratory  have  been  hampered  by  the  unavailability  of  conceptual  and  methodological  frameworks  for  studying  complex  emotional  responses  in  context  and  with  conflicting  information present. The proposed research establishes a novel technique for combining electrophysiological  recordings,  high  in  temporal  precision,  with  functional  brain  imaging,  which  is  high  in  spatial  precision.  This  approach, called steady-­state potential frequency-­tagging, achieves stimulus specificity, temporal, and spatial  resolution across the whole brain. It is unique in that it allows researchers to identify distinct brain networks  selectively activated by different elements of a complex visual scene—even when the elements are spatially  overlapping  and  accompanied  by  stimulation  in  other  sensory  modalities.  We  combine  this  innovative  approach with a novel conceptual framework that considers changes in visual perception an active part of an  observer’s  emotional  response,  to  address  the  following  Aims:  (1)  We  characterize  the  large-­scale  brain  dynamics  mediating  the  emotional  response  to  an  element  that  is  embedded  in  a  complex  visual  array.  (2)  We  determine  how  conflicting  appetitive  and  aversive  information,  visual  and  auditory,  affects  these  brain  dynamics.  (3)  Finally,  we  translate  this  novel  method  to  socially  anxious  observers,  testing  mechanistic  hypotheses  regarding  the  interactive  effects  of  trait  anxiety  and  chronic  stress  on  short-­term  reactivity  to  emotional  challenge.  The  long-­term  clinical  implications  of  the  proposed  research  are  manifold:  For  diagnostic assessment and for monitoring treatment efficacy, a quantitative brain-­based marker of emotional  engagement  opens  avenues  for  objectively  evaluating  pre-­  to  post-­treatment  changes  in  appetitive/aversive  neural  reactivity.  It  also  enables  measuring  neural  circuit  function  to  enable  quantitative  measurements  of  specific psychopathology and for identifying treatment targets in a personalized medicine framework.