Исследование нейрокогнитивных механизмов регуляции эмоций: мультимодальный подход, комбинирующий инвазивные и неинвазивных методы нейровизуализации и стимуляции мозга.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-48-08002

НазваниеИсследование нейрокогнитивных механизмов регуляции эмоций: мультимодальный подход, комбинирующий инвазивные и неинвазивных методы нейровизуализации и стимуляции мозга.

Руководитель Косоногов Владимир Владимирович, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" , г Москва

Конкурс №62 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (MOST)

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-552 - Психофизиология, психогенетика, сравнительная психология, зоопсихология, эволюционная психология

Ключевые слова регуляция эмоций, мозг, сложные сети, интракраниальная, электроэнцефалография, магнитоэнцефалография, неинвазивная, функциональная магнитно-резонансная томография

Код ГРНТИ15.21.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В исследованиях, использующих неинвазивные методы нейровизуализации, все чаще используются натуралистические стимулы (например, фильмы или видеоролики) для того, чтобы более реалистично изучать когнитивно-эмоциональные механизмы восприятия в условиях, приближенных к естественным. Примечательно, что появившаяся возможность изучать эмоции и другие когнитивные процессы, включая механизмы социального познания, внимание и память с использованием динамических натуралистических стимулов, позволила радикально углубить понимание нейрокогнитивных механизмов человеческого восприятия. Данный проект фокусируется на прояснении психофизиологических механизмов регуляции эмоций. Более глубокое понимание психофизиологии эмоций имеет не только фундаментальное значение, но и играет важную роль в понимании природы аффективных расстройств. Данный проект направлен на прояснение психофизиологических механизмов контроля эмоциональных реакций с использованием фильмов и видеороликов, таких как эффективные экономические стимулы, вызывающие естественные и разнообразные эмоции. Предполагается интеграция методов интракраниальной электроэнцефалографии (иЭЭГ) пациентов, неинвазивной сверхбыстрой (ultrafast) функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), магнитоэнцефалографии (МЭГ) и многоканальной электроэнцефалографии (ЭЭГ) на здоровых испытуемых. Планируется изучить соответствие между локальной гамма-активностью, регистрируемой с помощью иЭЭГ и комбинированной оценкой гемодинамического ответа и нейрональной активности с помощью фМРТ / МЭГ / ЭЭГ во время просмотра эмоциональных видеороликов. В целом, мы планируем проверить гипотезу о том, что современные мультимодальные методы, позволяющие количественно определять паттерны взаимодействия (коннективность) между областями мозга, смогут приоткрыть ключевые механизмы самоконтроля социального познания. Объединив данные иЭЭГ, МЭГ, ЭЭГ и фМРТ с поведенческими самоотчетами о субъективных переживаниях и субъективными оценками содержания видеороликов, мы проясним нейрокогнитивные основы регуляции эмоций. В ходе проекта будет изучено, как повышение или снижение эмоций модулирует динамические многоуровневые сетевые взаимодействия в головном мозге человека, а также то, как контроль и переживание эмоций модулирует долгосрочные изменения в активности мозга. Результаты проекта приведут к идентификации ключевых функциональных узлов - областей играющих ведущую роль в пространственно-временных каскадах мозговых процессов, лежащих в основе регуляции эмоций. Кроме того мы протестируем казуальную роль ключевых функциональных узлов и их коннективности как методом транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) у здоровых испытуемых, так и с помощью стимуляции интракраниальными электродами (иЭЭГ) у пациентов. В целом, мы предполагаем, что данный проект выведет нейрокогнитивные исследования регуляции эмоций на новый уровень, позволив количественно оценить пространственно-временные паттерны связи всего мозга при эффективном регулировании аффективных процессов. В частности, наши исследования будут способствовать не только пониманию нейрональной основы регуляции эмоций, но и разработке клинических методов терапии (ТМС / интракраниальной стимуляции мозга) для лечения аффективных расстройств. В рамках предлагаемого российско-тайваньского научного сотрудничества мы планируем изучать сходные группы пациентов и здоровых испытуемых в Тайбэе и Москве, использовать комплиментарные знания в области методов нейровизуализации и моделирования данных, а также использовать опыт использования фильмов в качестве стимулов для изучения когнитивных процессов в НИУ ВШЭ.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Гаджиева Г.И., Косоногов В.В. Регуляция эмоций: психофизиологический обзор Психиатрия, психотерапия и клиническая психология (год публикации - 2023)

2. Хаконен М., Икахеймонен А., Хултен А., Кауттонен Я., Коскинен М., Лин Ф.-Х., Лове А., Самс М., Яскелайнен И.П. Processing of an Audiobook in the Human Brain Is Shaped by Cultural Family Background Brain Sciences, 12(5), 649 (год публикации - 2022)
10.3390/brainsci12050649

3. Косоногов В. В., Нтуманис И., Гаджиева Г. И., Кускова О. Е., Яскелайнен И. The Cost of Emotion Regulation: A Study of Electomyographic and Cardiac Markers IEEE Xplore, Fifth International Conference Neurotechnologies and Neurointerfaces (CNN), Fifth International Conference Neurotechnologies and Neurointerfaces (CNN), pp. 35-38 (год публикации - 2023)
10.1109/CNN59923.2023.10275210

4. В. В. Косоногов, И. Нтуманис, Г. Гаджиева, И. Яскелайнен Emotion regulation: a study of electroencephalographic correlates Гены и Клетки (год публикации - 2023)

5. Косоногов В.В., Нтуманис И., Гаджиева Г., Яскелайнен И. The role of engagement and arousal in emotion regulation: an EEG study Experimental Brain Research, 2023 (год публикации - 2023)
10.1007/s00221-023-06741-3

6. Яскелайнен И. П., Косоногов В. В. Perspective taking in the human brain: complementary evidence from neuroimaging studies with media-based naturalistic stimuli and artificial controlled paradigms Frontiers In Human Neuroscience, Frontiers In Human Neuroscience, V. 17, article 1051934. (год публикации - 2023)
10.3389/fnhum.2023.1051934/full

7. Руденький Н. В., Медведева А. Д., Шелепенков Д. М., Косоногов В. В. Magnetoencephalographic Correlates of Emotion Regulation: Topography and Classification IEEE Xplore, N. Rudenkiy, A. Medvedeva, D. Shelepenkov and V. Kosonogov, "Magnetoencephalographic Correlates of Emotion Regulation: Topography and Classification," 2024 Sixth International Conference Neurotechnologies and Neurointerfaces (CNN), Kaliningrad, Russian Federation, 2024, pp. 175-178, doi: 10.1109/CNN63506.2024.10705818 (год публикации - 2024)
10.1109/CNN63506.2024.10705818

8. Отставнов Н. С., Феделе Т., Утяшев Н. П., Зуев А. А., Косоногов В. В. Intracranial Recordings During Down-Regulation of Positive Emotions 2024 IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), Otstavnov N., Fedele T., Utyashev N., Zuev A., Kosonogov V. Intracranial Recordings During Down-Regulation of Positive Emotions , in : 2024 IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), 13-15 May 2024. / Ed. by G. Khazankin. A. Korotkov. . IEEE, 2024. P. 220–223 (год публикации - 2024)
10.1109/USBEREIT61901.2024.10584002

9. Ахвенинен Ю., Ли Х.Д., Ю Х.Ю., Ли Ч.Ч., Чоу Ч.Ч., Альфорс С.П., Куо В.Д., Яскелайнен И.П., Лин Ф. Х. Visual Stimuli Modulate Local Field Potentials But Drive No High-Frequency Activity in Human Auditory Cortex Journal of Neuroscience, Ahveninen J, Lee HJ, Yu HY, Lee CC, Chou CC, Ahlfors SP, Kuo WJ, Jääskeläinen IP, Lin FH. Visual stimuli modulate local field potentials but drive no high-frequency activity in human auditory cortex. Journal of Neuroscience. 2024 Feb 14;44(7). https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0890-23.2023 (год публикации - 2024)
JNEUROSCI.0890-23.2023

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 году были завершены исследования регуляции эмоций с применением транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), транскраниальной электростимуляции (ТЭС), интракраниальной электроэнцефалографии (иЭЭГ) и магнитоэнцефалографии (МЭГ). Наши испытуемые просматривали 60-секундные видео в 4 условиях: просмотр нейтральных видео, просмотр эмоциональных видео, подавление выражения и когнитивная переоценка во время просмотра эмоциональных видео. По данным МЭГ (30 испытуемых), были выявлены более низкие межсубъектные корреляции (МСК; inter-subject correlation) при использовании обеих стратегий регуляции эмоций (подавление и переоценка), что противоречит результатам нашего предыдущего исследования ЭЭГ, где наблюдалась более высокая синхронизация между испытуемыми для этих стратегий. МЭГ, обладая высоким временным разрешением, может точнее отражать вариабельность паттернов, связанных с индивидуальными различиями в регуляции эмоций. Исследования подчеркивают значимость индивидуальных особенностей в выборе стратегий регуляции эмоций и их эффективности. Несмотря на общее снижение МСК при регуляции эмоций, наблюдались локальные повышения в таких областях, как вентролатеральная префронтальная кора (ВЛПФК), поясная извилина, нижняя теменная кора и премоторные области. ВЛПФК связана с контролем и переоценкой. Нижняя теменная кора и премоторные области способствуют внимательному контролю и подготовке к действию, необходимым для регуляции эмоций. Исследование подчеркивает ценность МЭГ для изучения регуляции эмоций, акцентируя важность лобной коры и связанных с ней областей. Использование естественных стимулов и анализа МСК предоставляет ценную информацию о нейронных паттернах. Особенностью исследования иЭЭГ (20 испытуемых) заключалась в работе с положительными эмоциями, так как больным с эпилептическими припадками (они выступают испытуемыми для иЭЭГ) не разрешается предъявлять сильно отрицательные раздражители. Тем не менее иЭЭГ позволила нам исследовать некоторые глубинные структуры мозга с помощью расчётов фазовой синхронизации (ФС). ФС орбитофронтальной коры, гиппокампа и островка модулировала активность сети регуляции эмоций. ФС между орбитофронтальной корой и гиппокампом была выше во время обеих стратегий регуляции эмоций. ФС между гиппокампом и островком была выше именно при подавлении положительных эмоций. Касательно стимуляции мозга (62 испытуемых с ТМС и 62 испытуемых с ТЭС), нам удалось обнаружить ожидаемое влияние тормозящей ТМС правой ВЛПФК на успешность регуляции эмоций, то есть регуляция эмоций оказалась неуспешной при торможении этой области. При торможении вертекса и в условии без ТМС мы наблюдали ожидаемо успешное применение переоценки. В случае с ТЭС, нам удалось обнаружить ожидаемое влияние возбуждающей ТЭС правой ВЛПФК на успешность РЭ (только переоценки; подавление успешным не было). Ожидаемо тормозящая ТЭС привела к неуспешной РЭ. Данные и ТМС, и ТЭС позволяют говорить о причинной связи правой ВЛПФК и переоценки. Таким образом, высокоточные методы исследования головного мозга (МЭГ и иЭЭГ) и методы воздействия на нервные процессы с помощью стимуляции (ТМС и ТЭС) показали вовлечённость различных структур мозга, включая переднюю кору, в процессы регуляции эмоции; обнаружены мозговые корреляты как подавления выражения, так и когнитивной переоценки.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Наши результаты внесут вклад в понимание регуляции эмоций, её психофизиологических механизмов и мозговых основ. Это знание должно оказаться востребованным в системе образования, психологическом консультировании, психологии труда. В нейропсихологии и нейрохирургии понимание мозговых основ регуляции эмоций должно помочь в принятии решении о методиках реабилитации и хирургических вмешательствах. Эти знания могут внедряться в образовательные технологии, начиная с дошкольных учреждений, где немаловажно прививать более эффективные стратегии регуляции эмоций для снижения стрессовых состояний учащихся. В психологических службах на любых предприятиях знания о психофизиологии регуляции эмоций могут способствовать улучшению программ адаптации персонала, предотвращению выгорания сотрудников, обучения руководителей. В общем, службы психологического консультирования (например, семейного) могут использовать рекомендаций относительно регуляции эмоций в деле психологического просвещения и привития культуры психологической самопомощи.