Respiratory responses during affective picture viewing

Previous research has demonstrated covariation of physiological responding with judgments of valence and arousal. However, until now links between these affective dimensions and respiratory measures have not been extensively investigated. In this study, eight picture series of different affective valence and arousal level were shown to 30 subjects, while respiration, skin conductance level (SCL), heart rate (HR) and affective judgments were measured. With increasing pleasantness, inspiratory time lengthened, mean inspiratory flow decreased and thoracic breathing increased. With increasing arousal, inspiratory time and total breath duration shortened and mean inspiratory flow, minute ventilation, thoracic breathing and electrodermal activity increased. These findings confirm the importance of arousal in respiratory responding, but also indicate a modulatory role of affective valence.We propose that the arousal effects reflect energy mobilization in preparation to act, and thatthe valence effects might be a manifestation of an attention bias toward negative stimuli. [Authors]

Coping specificities in bipolar affective disorder: relations with symptoms and therapeutic alliance

Ways to enhance research into coping have been suggested by Lazarus (2000). The issues of adaptiveness and conceptual structure of coping (Cramer, 1998; Skinner et al., 2003) are particularly relevant; thus, this study addresses them in a clinical research setting. A total of 30 inpatients presenting with Bipolar Affective Disorder (BD) have been interviewed twice, as well as the participants of a matched control group (N = 30). Self-report (CISS) and observerrater methods (CAP) of coping have been applied: low correlations were found between the instruments. Coping specificities in BD have been identified: opposition and support-seeking are most frequently practiced by BD patients, in comparison with controls. No significant link has been found between coping processes, symptom level and the therapeutic alliance. This study lends support for a quantitative definition of coping adaptiveness which is discussed, along with clinical implications on psychological treatments of BD (German J Psychiatry 2009; 12: 19-27).

No major impact of skin aging on the response of skin blood flow to a submaximal local thermal stimulus

La peau est sujette à un vieillissement intrinsèque (processus naturel et chronologique) et extrinsèque (processus induit par l'environnement et notamment les rayons UV). Plusieurs études ont montré que le vieillissement cutané s'accompagne d'une réduction de la densité capillaire au sein du derme et d'une dégradation de plusieurs protéines de la matrice extracellulaire. Cette atteinte morphologique est associée à une diminution de la capacité vasodilatatrice maximale de la microcirculation dermique et en particulier, de la réponse maximale du flux sanguin cutané à un échauffement local de la surface cutanée à des températures avoisinant les 43-44°C. Cette réponse, appelée hyperémie locale induite par la chaleur (local thermal hyperemia), est facilement mesurable par des investigations non invasives, telles que le laser Doppler. Nous avons entrepris cette étude afin d'investiguer les effets de l'âge sur la réactivité de la microcirculation dermique dans des zones cutanées exposées différemment aux rayons UV. Pour ce faire, nous avons étudié, chez des patients jeunes (18 à 30 ans, n=13) et des patients âgés (> 60 ans, n=13), la vasodilatation cutanée induite par réchauffement local de la peau, au niveau de 3 sites anatomiques différents (la cuisse, l'avant- bras et le front). Les mesures ont été effectuées au moyen d'un laser Doppler. Pour chaque sujet et chaque site, la température cutanée fut tout d'abord amenée à 34°C par 2 corps de chauffe (A et B), disposés de manière adjacente sur la peau. La température fut ensuite augmentée à 39°C (corps de chauffe A) et à 41°C (corps de chauffe B) pour une durée de 30 minutes, dans l'optique d'induire une vasodilatation sous- maximale. Ensuite, la température fut augmentée à 43 °C (corps de chauffe A et B) pour 15 minutes supplémentaires. Enfin, la vasodilatation maximale a été induite par un échauffement local à 44°C pour 15 minutes supplémentaires (corps de chauffe A et B). L'enregistrement séquentiel du flux sanguin cutané, effectué chaque minute par laser Doppler imager, donne des images sur lesquelles peut être calculé le flux sanguin cutané (unités de perfusion, PU). Par la suite, nous avons calculé les conductances vasculaires cutanées (CVC), en divisant le flux sanguin (PU) par la tension artérielle moyenne (mmHg), afin de permettre une normalisation entre les différents sujets. Les CVC, évaluées au temps de départ (température 34°C) et après vasodilatation maximale (température 44°C), étaient plus hautes au niveau du front qu'au niveau des 2 autres sites anatomiques. Sur les 3 sites, la CVC maximale (température 44°C) diminuait avec l'âge mais de façon moins importante au niveau du front, en comparaison avec les 2 autres sites. La réponse aux températures sous-maximales (température 39 et 41°C), exprimée en pourcentage de la CVC maximale, ne variait pas avec l'âge ni en fonction du site anatomique étudié. En conclusion, cette étude est la première à étudier simultanément l'hyperémie locale induite par la chaleur sur 3 sites ayant une exposition différente aux rayons UV. Le processus utilisé (laser Doppler imager) est également unique dans la littérature concernant les altérations de la microcirculation cutanée en lien avec l'âge. Cette étude confirme ainsi que le vieillissement cutané intrinsèque et/ou extrinsèque réduit la capacité vasodilatatrice maximale de la microcirculation dermique. Par contre, la réactivité à réchauffement local à des températures moindres ne semble pas être affectée.

Cardiovascular patterns associated with appetitive and defensive activation during affective picture viewing

Descriptors: cardiovascular patterns, emotion, affective pictures In this study we assessed blood pressure (BP), heart rate (HR), stroke volume (SV), cardiac output (CO), and total peripheral resistance (TPR) in response to 13 picture series in 18 men and 19 women in order to investigate their hemodynamic responses associated with activation of the appetitive and defensive motivational systems underlying emotional experience. Skin conductance level (SCL) was also recorded. BP and SV increased with increasing self-rated arousal both for appetitive and defensive activation, whereas HR decelerated more in response to negative than positive and neutral pictures. TPR showed a general increase from baseline to picture processing but was unrelated to self-rated valence and arousal. These findings suggest that affective modulation of the cardiovascular response to affective pictures is primarily myocardial. The observed response pattern is consistent with a configuration of cardiac sympathetic-parasympathetic coactivation. The relationships between self-reported arousal, BP and SV were mainly exhibited by men suggesting that increases in the sympathetic inotropic effect to the heart with increasing self-rated arousal might be larger in men than in women. In contrast, SCL covaried positively with self-rated arousal both in men and women. This suggests that sex differences in the affective modulation of the responses to pictures may be restricted to specific cardiovascular parameters and support the contention that the sympathetic nervous system does not discharge as a whole.

Cardiovascular patterns associated with appetitive and defensive activation during affective picture viewing

In this study we assessed blood pressure (BP), heart rate (HR), stroke volume (SV), cardiac output (CO), and total peripheral resistance (TPR) in response to 13 picture series in 37 participants in order to investigate their hemodynamic response associated with activation of the appetitive and defensive motivational systems underlying emotional experience. BP and SV, but not TPR, increased with increasing self-rated arousal, whereas HR decelerated more in response to negative than positive and neutral pictures. These findings suggest that modulation of the cardiovascular response to pictures is primarily myocardial. The observed response pattern is consistent with a configuration of cardiac sympathetic-parasympathetic coactivation. The relationships between self-rated arousal, BP, and SV were mainly exhibited by men, suggesting that increases in the sympathetic inotropic effect to the heart with self-rated arousal may be larger in men than in women.

Visual functions in the healthy and schizophrenic brain : from stimulus control to illusory perceptions using electrical neuroimaging

ABSTRACT (FRENCH)Ce travail de thèse basé sur le système visuel chez les sujets sains et chez les patients schizophrènes, s'articule autour de trois articles scientifiques publiés ou en cours de publication. Ces articles traitent des sujets suivants : le premier article présente une nouvelle méthode de traitement des composantes physiques des stimuli (luminance et fréquence spatiale). Le second article montre, à l'aide d'analyses de données EEG, un déficit de la voie magnocellulaire dans le traitement visuel des illusions chez les patients schizophrènes. Ceci est démontré par l'absence de modulation de la composante PI chez les patients schizophrènes contrairement aux sujets sains. Cette absence est induite par des stimuli de type illusion Kanizsa de différentes excentricités. Finalement, le troisième article, également à l'aide de méthodes de neuroimagerie électrique (EEG), montre que le traitement des contours illusoires se trouve dans le complexe latéro-occipital (LOC), à l'aide d'illusion « misaligned gratings ». De plus il révèle que les activités démontrées précédemment dans les aires visuelles primaires sont dues à des inférences « top- down ».Afin de permettre la compréhension de ces trois articles, l'introduction de ce manuscrit présente les concepts essentiels. De plus des méthodes d'analyses de temps-fréquence sont présentées. L'introduction est divisée en quatre parties : la première présente le système visuel depuis les cellules retino-corticales aux deux voix du traitement de l'information en passant par les régions composant le système visuel. La deuxième partie présente la schizophrénie par son diagnostic, ces déficits de bas niveau de traitement des stimuli visuel et ces déficits cognitifs. La troisième partie présente le traitement des contours illusoires et les trois modèles utilisés dans le dernier article. Finalement, les méthodes de traitement des données EEG seront explicitées, y compris les méthodes de temps-fréquences.Les résultats des trois articles sont présentés dans le chapitre éponyme (du même nom). De plus ce chapitre comprendra les résultats obtenus à l'aide des méthodes de temps-fréquenceFinalement, la discussion sera orientée selon trois axes : les méthodes de temps-fréquence ainsi qu'une proposition de traitement de ces données par une méthode statistique indépendante de la référence. La discussion du premier article en montrera la qualité du traitement de ces stimuli. La discussion des deux articles neurophysiologiques, proposera de nouvelles d'expériences afin d'affiner les résultats actuels sur les déficits des schizophrènes. Ceci pourrait permettre d'établir un marqueur biologique fiable de la schizophrénie.ABSTRACT (ENGLISH)This thesis focuses on the visual system in healthy subjects and schizophrenic patients. To address this research, advanced methods of analysis of electroencephalographic (EEG) data were used and developed. This manuscript is comprised of three scientific articles. The first article showed a novel method to control the physical features of visual stimuli (luminance and spatial frequencies). The second article showed, using electrical neuroimaging of EEG, a deficit in spatial processing associated with the dorsal pathway in chronic schizophrenic patients. This deficit was elicited by an absent modulation of the PI component in terms of response strength and topography as well as source estimations. This deficit was orthogonal to the preserved ability to process Kanizsa-type illusory contours. Finally, the third article resolved ongoing debates concerning the neural mechanism mediating illusory contour sensitivity by using electrical neuroimaging to show that the first differentiation of illusory contour presence vs. absence is localized within the lateral occipital complex. This effect was subsequent to modulations due to the orientation of misaligned grating stimuli. Collectively, these results support a model where effects in V1/V2 are mediated by "top-down" modulation from the LOC.To understand these three articles, the Introduction of this thesis presents the major concepts used in these articles. Additionally, a section is devoted to time-frequency analysis methods not presented in the articles themselves. The introduction is divided in four parts. The first part presents three aspects of the visual system: cellular, regional, and its functional interactions. The second part presents an overview of schizophrenia and its sensoiy-cognitive deficits. The third part presents an overview of illusory contour processing and the three models examined in the third article. Finally, advanced analysis methods for EEG are presented, including time- frequency methodology.The Introduction is followed by a synopsis of the main results in the articles as well as those obtained from the time-frequency analyses.Finally, the Discussion chapter is divided along three axes. The first axis discusses the time frequency analysis and proposes a novel statistical approach that is independent of the reference. The second axis contextualizes the first article and discusses the quality of the stimulus control and direction for further improvements. Finally, both neurophysiologic articles are contextualized by proposing future experiments and hypotheses that may serve to improve our understanding of schizophrenia on the one hand and visual functions more generally.

Multisensory facilitation of behavior in monkeys: effects of stimulus intensity.

Multisensory stimuli can improve performance, facilitating RTs on sensorimotor tasks. This benefit is referred to as the redundant signals effect (RSE) and can exceed predictions on the basis of probability summation, indicative of integrative processes. Although an RSE exceeding probability summation has been repeatedly observed in humans and nonprimate animals, there are scant and inconsistent data from nonhuman primates performing similar protocols. Rather, existing paradigms have instead focused on saccadic eye movements. Moreover, the extant results in monkeys leave unresolved how stimulus synchronicity and intensity impact performance. Two trained monkeys performed a simple detection task involving arm movements to auditory, visual, or synchronous auditory-visual multisensory pairs. RSEs in excess of predictions on the basis of probability summation were observed and thus forcibly follow from neural response interactions. Parametric variation of auditory stimulus intensity revealed that in both animals, RT facilitation was limited to situations where the auditory stimulus intensity was below or up to 20 dB above perceptual threshold, despite the visual stimulus always being suprathreshold. No RT facilitation or even behavioral costs were obtained with auditory intensities 30-40 dB above threshold. The present study demonstrates the feasibility and the suitability of behaving monkeys for investigating links between psychophysical and neurophysiologic instantiations of multisensory interactions.