Como percebemos uma ameaça altera as respostas cerebrais e
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Como percebemos uma ameaça altera as respostas cerebrais e comportamentais? Mirtes Garcia Pereira Laboratório de Neurofisiologia do Comportamento Universidade Federal Fluminense [email protected] http://www.uff.br/labnec/ Ameaça e Comportamento • O comportamento defensivo frente à ameaça é essencial para a sobrevivência do indivíduo Variedade de respostas defensivas PROXIMIDADE EM RELAÇÃO AO PERIGO !! Congelamento Fuga Luta Ratner, 1967 Como estudar as respostas defensivas em humanos no laboratório? University of Florida, Gainesville, FL NIMH Center for the Study of Emotion and Attention, Gainesville, FL International Affective Picture System (IAPS) Aumento da atividade em áreas visuais evocada por estímulos emocionais Privilégio no processamento Sensorial Bradley et al, 2003 Os estímulos emocionais não devem impactar apenas a entrada sensorial Emotions are adaptive insofar they prompt actions that are beneficial EmoçãoasPredispõe a Ação to the organism Darwin, C. R. 1872. The expression of the emotions in man and animals. Adaptação do modelo “stage predator” para humanos por Lang et al (1997) Cascata Defensiva Induzidas por um estímulo aversivo Pré-encontro Pós-encontro Proximidade do Ataque “Congelamento” CONGELAMEN TO Aumento da Sudorese Ação Ostensiva FUGA LUTA GLÂNDULAS SUDORÍPARAS Amplitude de Resposta Inibição do Reflexo REFLEXO DE SOBRESSALTO A medida em que a ameaça aumenta, as estratégias defensivas variam e mudam de um congelamento passivo para um comportamento ativo de fuga ou luta, se o escape não é possível. Potenciação do Reflexo de Sobressalto, preparação para reflexos defensivos FREQÜÊNCIA CARDÍACA Desaceleraçã o cardíaca Aceleração Cardíaca Aumento da atenção CALMO ATIVADOS Intensidade Emocional Volunteers stood on a stabilometric platform while viewing a sequence of mutilation pictures During the experiment, they presented reduced area of body sway suggesting a freezing-like response. Outros estímulos negativos podem influenciar o comportamento de maneira diferente em laboratório? Ameaças percebidas como de diferentes magnitudes evocariam outras respostas defensivas ? Subjects: 90 (60 female) 20 20 stimuli (10 neutral and10 threat), repeated twice. Fernandes Jr et al, 2013 Visualização das imagens e classificação na escala de ameaça Ameaça Blanchard et al., 2001 Threat perception ratings (threat – neutral) Reaction time (threat – neutral) Fernandes Jr et al, 2013 Ação Imobilização Atenção distância intensidade A resposta desencadeada pelo estímulo de ameaça depende de outros fatores? Fernandes Jr et al, 2013 Neural correlates Metodologia Teste comportamental (tempo de reação) Ressonância magnética funcional (RMf) Hospital Universitário Clementino Fraga Filho (HU, UFRJ) Departamento de Radiologia- Professor Tiago Arruda Sanchez Metodologia- Estímulos • 84 fotografias • As imagens foram adquiridas da empresa Gettyimages©, do catálogo IAPS, e do catálogo gerado da contratação de um fotógrafo e da participação de modelos para esta finalidade. • Para as comparações de interesse fizemos um balanceamento quanto a: 1. Etnicidade 2. Número de pessoas 3. Gênero 4. Brilho, contraste e freqüência espacial da imagem foi controlada segundo a metodologia de Bradley et al., 2007 Stimulus Threat direct toward Neutral Paired 21 pictures (presented twice) 21 pictures (presented twice) Stimulus Threat directed away from observer 21 pictures (presented twice) Neutral Paired 21 pictures (presented twice) Parâmetros de aquisição das imagens Image Acquisition • 1.5 Tesla MRI scanner (Magnetom Avanto). • BOLD images: gradient echo EPI single-shot sequence 25 axial slices (TR = 2000 ms, TE = 40 ms, FOV = 256 mm, 4 mm thick, TR/TE=2000/40 ms, IST=80 ms, FOV=256 mm; 64×64 matrix, 4×4×4.6 mm voxel dimensions). • T1-weighted: TR = 2730 ms, TE= 3,27 ms, TR/TE= 2730/3.27 ms, 128 slices, 0.6 mm gap, FOV= 250 mm, voxel dimensions 1.33 x 1 x 1.33 mm. • 195 volumes/run. Paradigma Experimental Análise dos dados Pré-processamento das Imagens de Ressonância Magnética Funcional e Analise Estatística fMRI: relative measure •During a standard fMRI experiment, hundreds of volumes or scans comprising brain activations at thousands of locations (voxels) are acquired. … … … t1 Brain scans acquired during task 1 … tn Brain scans acquired during task 2 … Brain scans acquired during task 1 Brain scans acquired during task 2 time Brain scan 3D matrix of voxels Pré-processamento Dado bruto Realinhamento espacial Pré-processamento Dado bruto Realinhamento espacial Co-registro Pré-processamento Dado bruto Cérebro-padrão MNI Realinhamento espacial Co-registro Normalização Pré-processamento Dado bruto Realinhamento espacial Co-registro Normalização Suavização Pré-processamento Dado bruto Realinhamento espacial Co-registro Normalização Suavização Análise estatística model specification single voxel time series Sinal BOLD + x1 + x2 erro = e y x11 x2 2 e Standard Statistical Analysis (mass-univariate) Input BOLD signal ... Time Output Voxel-wise GLM model estimation Independent statistical test at each voxel Correction for multiple comparisons Univariate Statistical Parametric Map Voxel wise analysis Análise de região de interesse (ROI) Análise estatística Primeiro nível: As condições experimentais foram usadas como regressores na análise de General Linear Model (GLM) Cue onset β1 Ameaça direcionada β2 Neutra direcionada Cue onset Cue onset β3 Ameaça não-direcionada β4 Neutra não-direcionada Análise estatística Segundo nível: ANOVA 2x2 Factors: Direction (direct ; non-direct) Emotion (threat ; neutral) ROIs => selecionadas a partir do Main Effect of Emotion As análises dos dados foram feitas no AFNI (Cox, 1996). Efeito principal de Emoção Efeito principal de Emoção Interação entre direcionamento e emoção Middle/inferior temporal gyrus Directed towards Directed away 0.35 0.30 0.55 Beta parameters Beta parameters 0.40 Directed towards Directed away 0.50 0.45 0.40 threat neutral threat neutral Interação entre direcionamento e emoção Suplemental Motor Area Precentral Gyrus Directed towards Directed away 0.14 0.12 0.15 Beta parameters Beta parameters 0.16 Directed towards Directed away 0.13 0.11 0.09 0.10 0.07 threat neutral threat neutral Sinal BOLD médio para todas as condições – Unassumed shape model Suplemental Motor Area Interação entre direcionamento e emoção Insula Beta parameters 0.09 Directed towards Directed away 0.07 0.05 0.03 0.01 threat neutral Sinal BOLD médio para todas as condições – Unassumed shape model Insula Existe relação entre o nível de atividade destas áreas e o comportamento (tempo de reação)? Correlação entre a atividade cerebral e o comportamento Insula Suplemental Motor Area 50 50 25 25 25 0 0 0 -25 RT 50 RT RT Middle/inferior temporal gyrus -25 -25 -50 -50 -50 -75 -75 -75 -100 -0.2 -0.1 0.0 0.1 Beta parameters 0.2 0.3 -100 -0.1 -100 0.0 0.1 0.2 Beta parameters 0.3 -0.1 0.0 0.1 Beta parameters 0.2 0.3 O direcionamento do estimulo de ameaça modula as respostas defensivas evocadas. Estudos com outras medidas encontraram resultados compatíveis (Flykt et al, 2007; Hugdahl and Johnsen (1989); Grèzes et al. (2013). Estímulos de ameaça direcionados foram julgados como mais intensos, próximos, difíceis de escapar e de esconder e provavelmente evocaram uma preparação motora mais intensa: tempo de reação mais rápido e aumento da atividade nos circuitos motores. Mobbs et al. (2007, 2010) também demonstraram um recrutamento de áreas motoras para estímulos de ameaça intensos e próximos. Características individuais podem modificar este padrão de reatividade cerebral? Correlação entre a atividade cerebral e o traço de afeto negativo Trabalhos prévios demonstraram que indivíduos com maior traço de NA apresentam maior reatividade emocional (Haas et al., 2008) e vivenciam mais emoções negativas (Clark et al., 1994) As correlações foram observadas somente para ameaça não direcionada. Provavelmente a ameaça direcionada evoca uma resposta mais homogênea entre os participantes. Em resumo: Estímulos emocionais engajam atenção e têm processamento sensorial privilegiado Atenção e evocam comportamentos variados A percepção subjetiva do grau de ameaça do estímulo modifica a resposta do indivíduo Estímulo Resposta As respostas evocadas por um estímulo dependem da variabilidade individual, dentre eles, traços de personalidade e história prévia de trauma COLABORADORES DO LABNEC LINPES (UFRJ) Eliane Volchan Ivan Figueira Fátima Erthal UCL UFPEl Janaina MourãoMiranda Carolina Menezes Universidade de Granada Jaime Villa Dept Radiologia (UFRJ) Tiago Arruda Sanchez University of Maryland Luiz Pessoa UFRGS Lisiane Bizarro LABNEC
