A Region of Interest Analysis Focusing on the Insular and Cingulate Cortices

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The insula is a brain region located on the lateral part of the brain. Previous findings show that the insula serves as a multimodal hub through which information is transmitted. In a recent group level analysis the insula, the anterior cingulate and the cingulate gyrus were found to be marked with prevalent clusters. In this study an attempt is made to confirm these findings and evaluate their significance by conducting a region of interest analysis (ROI). A group of 20 participants underwent an fMRI scan while solving mathematical problems of various degrees of difficulty. After the completion of each problem, they were asked to rate the difficulty of the current task from one to four (one corresponding to “very easy” and four corresponding to “very difficult”). The fMRI scanner was used to collect brain signal during the mathematical cognition and also the metacognition phase of the experiment. Signal corresponding to brain activation for each task was analyzed from various areas by conducting an ROI analysis and a t-test was used to determine the level of significance. Brain regions that were shown to be active in the group level analysis (right insula, left anterior cingulate and left/right middle frontal gyri) were confirmed to be active by the ROI analysis.

Авторлар туралы

Alexios Kouzalis

HSE University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: alexiskouzalis@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0986-7896
SPIN-код: 8038-5980
Scopus Author ID: 57223436261

Doctoral student, Doctoral School of Psychology

20 Myasnitskaya St, Moscow, 101000, Russian Federation

Regina Ershova

RUDN University

Email: ershova-rv@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5054-1177
SPIN-код: 5277-4559
Scopus Author ID: 57205234611

Sci. Doctor in Psychology, Professor, Professor of Psychology and Pedagogy Department

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Aben, B., Calderon, C.B., van den Bussche, E., & Verguts, T. (2020). Cognitive effort modulates connectivity between dorsal anterior cingulate cortex and task-relevant cortical areas. Journal of Neuroscience, 40(19). https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2948-19.2020
  2. Alkan, E., Davies, G., Greenwood, K., & Evans, S. L. H. (2020). Brain Structural Correlates of Metacognition in First-Episode Psychosis. Schizophrenia Bulletin, 46(3), 552-561. https://doi.org/10.1093/schbul/sbz116
  3. Anderson, A. J., Ren, P., Baran, T. M., Zhang, Z., & Lin, F. (2019). Insula and putamen centered functional connectivity networks reflect healthy agers’ subjective experience of cognitive fatigue in multiple tasks. Cortex, 119. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2019.07.019
  4. Bevington, P. R., Robinson, D. K., Blair, J. M., Mallinckrodt, A. J., & McKay, S. (1993). Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences. Computers in Physics, 7(4), 415-416. https://doi.org/10.1063/1.4823194
  5. Brandt, C. L., Kaufmann, T., Agartz, I., Hugdahl, K., Jensen, J., Ueland, T., Haatveit, B., Skatun, K. C., Doan, N. T., Melle, I., Andreassen, O. A., & Westlye, L. T. (2015). Cognitive effort and schizophrenia modulate large-scale functional brain connectivity. Schizophrenia Bulletin, 41(6), 1360-1369. https://doi.org/10.1093/schbul/sbv013
  6. Cauda, F., D’Agata, F., Sacco, K., Duca, S., Geminiani, G., & Vercelli, A. (2011). Functional connectivity of the insula in the resting brain. NeuroImage, 55(1), 8-23. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2010.11.049
  7. Centanni, S. W., Janes, A. C., Haggerty, D. L., Atwood, B., & Hopf, F. W. (2021). Better living through understanding the insula: Why subregions can make all the difference. Neuropharmacology, 198, 108765. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2021.108765
  8. Chua, E.F., Schacter, D.L., Rand-Giovannetti, E., & Sperling, R.A. (2006). Understanding metamemory: Neural correlates of the cognitive process and subjective level of confidence in recognition memory. NeuroImage, 29(4), 1150-1160. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2005.09.058
  9. Cosentino, S., Brickman, A. M., Griffith, E., Habeck, C., Cines, S., Farrell, M., Shaked, D., Huey, E. D., Briner, T., & Stern, Y. (2015). The right insula contributes to memory awareness in cognitively diverse older adults. Neuropsychologia, 75, 163-169. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2015.05.032
  10. Droutman, V., Read, S. J., & Bechara, A. (2015). Revisiting the role of the insula in addiction. In Trends in Cognitive Sciences, 19(7), 414-420. https://doi.org/10.1016/j.tics.2015.05.005
  11. Engström, M., Karlsson, T., Landtblom, A. M., & Bud Craig, A. D. (2015). Evidence of conjoint activation of the anterior insular and cingulate cortices during effortful tasks. Frontiers in Human Neuroscience, 8, 01071. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.01071
  12. Fandakova, Y., Selmeczy, D., Leckey, S., Grimm, K. J., Wendelken, C., Bunge, S. A., & Ghetti, S. (2017). Changes in ventromedial prefrontal and insular cortex support the development of metamemory from childhood into adolescence. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114(29), 7582-7587. https://doi.org/10.1073/pnas.1703079114
  13. Fleming, S. M., & Dolan, R. J. (2012). The neural basis of metacognitive ability. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 367(1594), 1338-1349. https://doi.org/10.1098/rstb.2011.0417
  14. Flynn, F. G., Benson, D. F., & Ardila, A. (1999). Anatomy of the insula Functional and clinical correlates. Aphasiology, 13(1), 55-78. https://doi.org/10.1080/026870399402325
  15. Gasquoine, P. G. (2014). Contributions of the insula to cognition and emotion. Neuropsychology Review, 24(2), 77-87. https://doi.org/10.1007/s11065-014-9246-9
  16. Harlé, K. M., Chang, L. J., van ’t Wout, M., & Sanfey, A. G. (2012). The neural mechanisms of affect infusion in social economic decision-making: A mediating role of the anterior insula. NeuroImage, 61(1), 32-40. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.02.027
  17. Jiang, J., Beck, J., Heller, K., & Egner, T. (2015). An insula-frontostriatal network mediates flexible cognitive control by adaptively predicting changing control demands. Nature Communications, 6, 8165 . https://doi.org/10.1038/ncomms9165
  18. Kat, C.-J., & Els, P. S. (2012). Validation metric based on relative error. Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems, 18(5), 487-520. https://doi.org/10.1080/13873954.2012.663392
  19. Kouzalis A. (2023). A Group level analysis of self-evaluations associated with cognitive load. RUDN Journal of Psychology and Pedagogics, 20(3), 578-587. https://doi.org/10.22363/2313-1683-2023-20-3-578-587
  20. Lei, W., Chen, J., Yang, C., Guo, Y., Feng, P., Feng, T., & Li, H. (2020). Metacognition-related regions modulate the reactivity effect of confidence ratings on perceptual decision-making. Neuropsychologia, 144, 107502. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2020.107502
  21. Liu, C., Wang, K., & Yu, R. (2024). The neural representation of metacognition in preferential decision-making. Human Brain Mapping, 45(6), e26651. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/hbm.26651
  22. Menon, V., & Uddin, L. Q. (2010). Saliency, switching, attention and control: A network model of insula function. In Brain structure & function, 214(5-6), 655-667. https://doi.org/10.1007/s00429-010-0262-0
  23. Namkung, H., Kim, S. H., & Sawa, A. (2017). The insula: An underestimated brain area in clinical neuroscience, psychiatry, and neurology. Trends in Neurosciences, 40(4), 200-207. https://doi.org/10.1016/j.tins.2017.02.002
  24. Perri, R. L., Berchicci, M., Bianco, V., Quinzi, F., Spinelli, D., & Di Russo, F. (2019). Perceptual load in decision making: The role of anterior insula and visual areas. An ERP study. Neuropsychologia, 129, 65-71. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2019.03.009
  25. Qiu, L., Su, J., Ni, Y., Bai, Y., Zhang, X., Li, X., & Wan, X. (2018). The neural system of metacognition accompanying decision-making in the prefrontal cortex. PLoS Biology, 16(4), e2004037. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2004037
  26. Rachidi, I., Minotti, L., Martin, G., Hoffmann, D., Bastin, J., David, O., & Kahane, P. (2021). The insula: A stimulating island of the brain. Brain Sciences, 11(11), 1533. https://doi.org/10.3390/brainsci11111533
  27. Rolls, E. T. (2016). Functions of the anterior insula in taste, autonomic, and related functions. Brain and Cognition, 110(1), 4-19. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2015.07.002
  28. Sinanaj, I., Cojan, Y., & Vuilleumier, P. (2015). Inter-individual variability in metacognitive ability for visuomotor performance and underlying brain structures. Consciousness and Cognition, 36, 327-337. https://doi.org/10.1016/j.concog.2015.07.012
  29. Stevens, S.S. (1946). On the theory of scales of measurement. Science, 103(2684), 677-680. https://doi.org/10.1126/science.103.2684.677
  30. Taylor, J. R., & Thompson, W. (1998). An introduction to error analysis: The study of uncertainties in physical measurements. Physics Today, 51(1), 57-58. https://doi.org/10.1063/1.882103
  31. Uddin, L. Q., Nomi, J. S., Hébert-Seropian, B., Ghaziri, J., & Boucher, O. (2017). Structure and function of the human insula. Journal of Clinical Neurophysiology, 34(4), 300-306. https://doi.org/10.1097/WNP.0000000000000377
  32. Vassena, E., Silvetti, M., Boehler, C. N., Achten, E., Fias, W., & Verguts, T. (2014). Overlapping neural systems represent cognitive effort and reward anticipation. PLoS ONE, 9(3), e91008. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0091008
  33. Wager, T. D., & Barrett, L. F. (2017). From affect to control: Functional specialization of the insula in motivation and regulation. bioRxiv, 102368. https://doi.org/10.1101/102368
  34. Westbrook, A., & Braver, T. S. (2015). Cognitive effort: A neuroeconomic approach. Cognitive, Affective and Behavioral Neuroscience, 15(2), 395-415. https://doi.org/10.3758/s13415-015-0334-y

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».