观看电影时大脑活动的图像

克林特·伊斯特伍德西部片中的场景如何帮助研究人员更好地理解精神分裂症

1966年的第一个15分钟的意大利面条西方,“好,坏,丑陋,”结果是学习大脑如何收集和处理社会线索的完美。

“这是一部非常稀疏而缓慢的电影。精神分裂症研究人员说:“在第一分钟,除了沙漠什么都没有,然后一张脸突然出现,然后它消失了,然后另一张脸突然出现。”Gaurav Patel,医学博士哥伦比亚大学Vagelos医师学院精神病学助理教授,医师和外科医生。“这几乎就像一个面部处理测试,当人们在FMRI扫描仪中观看剪辑时,很容易挑选出从事审查和解释社交场景的大脑的区域。”

帕特尔正在使用剪辑、眼球跟踪技术和大脑成像技术来更好地理解为什么精神分裂症患者甚至难以理解最简单的人际互动。

这些研究最近识别了人类的大脑,可以解释有精神分裂症的人们发生的社会缺陷,并导致新的方式来提高赤字。

与视觉注意有关的大脑区域轮廓
新的大脑成像研究表明,精神分裂症患者参与理解复杂社会场景的部分TPJ活动较少(图片:帕特尔实验室(Patel laboratory)

精神分裂症和社交技能

Patel说,精神分裂症也闻名于它的致幻和精神病行为,但它也损害了思维和社交技能,这对人们的生活产生了更大的影响。

“当有人进入急诊部门幻觉和精神病的时候,作为一个紧急医生,我可以将这些症状带入某种程度的药物,”他说,虽然他承认药物远非完美。“但我们无法对认知和社会赤字做任何事情。精神病剧集是将患者进入医院的内容,但这是让他们在父母的地下室保持认知和社会赤字。“

实时研究社会过程

虽然这些赤字在科学家中众所周知,但导致它们的潜在脑机制是不部分的,因为神经电路所涉及的纯粹复杂性,部分是因为难以衡量与“现实世界”社会有关的任务中的大脑活动情况。

每天,人们都需要快速评估周围人的想法和感受。在一个动态的社交场景中,我们通过观察人们的面部来扫描线索,解释信息,然后再扫描更多信息,随着面部表情的变化,每秒循环多次操作。

电影剪辑,它呈现比脑成像研究中的简化情况更具现实的情景,以及FMRI的最新进展,以比之前的更精细的分辨率捕获大脑的图像,从而有助于髌果。

新大脑地区社会认知

在一个新的研究中,帕特尔和同事记录了志愿者的大脑活动和眼部运动,因为他们看着剪辑。与精神分裂症的志愿者看电影的方式不同。

电影仍然与眼跟踪符号
一些有精神分裂症的人都没有看到对社会场景的理解至关重要的面部表情(每种红点代表有精神分裂症的人与健康控制的蓝色点看起来)。图片:髌骨实验室。

未受影响的志愿者花了很多时间看着屏幕上的人脸,他们的眼睛来回跳动,将视线边缘的人脸移到中心。然而,患有精神分裂症的志愿者并没有在他们的周边视觉中进行同样的跳跃,因此错过了理解场景所需的关键信息。

在大脑中,这种差异与大脑中一个叫做颞顶连接的部分有关。当人们扫描社会场景(如“好、坏、丑”中描述的场景)以获取理解场景所需的社会信息时,大脑扫描中的该区域会亮起。

帕特尔说:“精神分裂症患者的这个区域是不活跃的,这真是令人震惊。”根据这些数据和我们的模型,我们认为大脑的这个区域是一个电路的一部分,它告诉我们在哪里寻找社会线索,并将传入的信息发送到大脑的更高层次区域进行解释。”

通过增强现实提高社交技巧?

如果在未来的研究中确认了调查结果,Patel表示,可能会使该地区改善有精神分裂症和可能影响社会认知的其他疾病的社会缺陷,如自闭症。

使用增强现实技术还可以训练患者更加关注他们目前忽略的面孔。

帕特尔说:“我是一名临床医生,所以我对如何将这些发现转化为治疗很感兴趣。”随着AR护目镜和实时人脸跟踪算法即将面世,我们将希望利用这项技术将患者的目光引导到重要的人脸上,这样他们就不会错过重要的社交信息。我们希望这些新技术能帮助我们解决精神分裂症最棘手的问题之一。”

参考

更多信息

这些研究结果在题为“颞顶结合部/颞后上沟未接合预示精神分裂症患者自然社会认知受损。“

所有作者:Gaurav H. Patel(哥伦比亚),Sophie C. Arkin(UCLA),Daniel R.Ruiz-Betancourt(哥伦比亚),Faviola I. Plaza(哥伦比亚),Safia A. Mirza(纽约州精神病学院),丹尼尔J.Vieira(纽约州精神科学院),妮可E.施特劳斯(Palo Alto University),Casimir C. Klim(密歇根大学),Juan P. Sanchez-Peña(哥伦比亚),Laura P. Bartel(哥伦比亚),杰克Grinband(哥伦比亚),埃里耳·马丁内斯(哥伦比亚),Rebecca A. Berman(国家心理健康研究所),Kevin N. Ochsner(哥伦比亚),大卫的Leopold(国家心理健康研究所)和Daniel C. Javitt(哥伦比亚)。

这项工作得到了美国国家精神卫生研究所的资助(授予K23 MH10811、T32 MH018870和R01MH04934,以及内部研究项目ZIIHH2528 98),美国精神病基金会脑与行为研究基金会,Sidney J.贝尔小基金会,列昂利维基金会,达纳基金会,以及Habor和伊莎贝尔StussHelp基金会。

Gaurav Patel通过家族从辉瑞公司获得收入和股权。Daniel Javitt拥有Glytech、AASI和NeuroRx的股权;在Promentis董事会任职;并在过去两年中收到武田、辉瑞、论坛、Glytech、Autifony和Lundbeck的咨询付款/酬金。其他作者报告没有生物医学财务利益或潜在的利益冲突。