Моделирование направленной взаимосвязи на основе сигнала фМРТ позволяет оценить направленность взаимодействия регионов мозга. Для фМРТ в реальном времени рассмотрена применимость сравнения моделей регуляции положительных социальных эмоций на основе сети из миндалин, дорсомедиальной префронтальной и субгенуальной передней поясной коры. Нисходящая модель подразумевала регуляцию префронтальной корой остальных регионов, а восходящая — обратную модуляцию. Валидность расчёта моделей тестировалась на данных трёх здоровых добровольцев, воображавших позитивное взаимодействие с людьми, изображёнными на стимульных фотографиях. Подтверждено доминирование нисходящей модели, а также показано необходимое число и длительность итераций их расчёта. Исследование показывает применимость моделей на четырёх узлах для регуляции положительных социальных эмоций в реальном времени, в том числе при нейробиоуправлении.

Effective connectivity based on fMRI allows assessing directions of interaction between brain regions. For real-time fMRI, we compared models of positive social emotion regulation based on a network involving the bilateral amygdala, dorsomedial prefrontal, and subgenual anterior cingulate cortex. The top-down regulation model implied modulation of the dorsomedial prefrontal cortex exerted onto other regions, while the bottom-up model implied the inverse modulation. The validity of model calculations was tested using data from three healthy volunteers who imagined positive interactions with people depicted in stimuli pictures. We confirmed the dominance of the top-down model and evaluated the number and duration of iterations required for model estimations. The study shows the applicability of the four-node effective connectivity models for regulation of positive social emotions using real-time fMRI, e.g., for neurofeedback applications.