מבחן העיתונות הקרה הוא משימת אינדוקציה קלאסית של מתח המשמשת במגוון רחב של מחקרים הבוחנים את הקשר בין מתח וקוגניציה, רגש והתנהגות. במאמר זה מוצגת חלופה מעשית ורב-תכליתית למבחן העיתונות הקרה המסורתית: עטיפת זרוע העיתונות הקרה.
מחקר שנערך לאחרונה על הקשר בין מתח וקוגניציה, רגש והתנהגות גדל מאוד. התקדמות זו הניבה תובנות על שאלות חשובות החל מאופי ההשפעה של מתח עלהתמכרות 1 לתפקיד הלחץ בשינויים עצביים הקשורים לשינויים בקבלת החלטות2,3. עם זאת, ככל שהנושאים הנבחנים על ידי התחום מתפתחים, כך גם המתודולוגיות המעורבות. במאמר זה מוצגת חלופה מעשית ויעילה לטכניקת אינדוקציה קלאסית של מתח, מבחן העיתונות הקרה (CPT): עטיפת זרוע העיתונות הקרה (CPAW). CPT בדרך כלל כרוך טבילה של היד הדומיננטית של משתתף במים קרים כקרח לתקופה של זמן4. הטכניקה קשורה להפעלה איתנה של ציר sympatho-adrenomedullary (SAM) (ושחרור של קטכולאמינים; למשל אדרנלין ונוראדרנלין) והפעלה קלה עד בינונית של ציר ההיפותלמוס-יותרת המוח-יותרת הכליה (HPA) עם שחרור גלוקוקורטיקואיד(למשל קורטיזול). בעוד CPT שימש במגוון רחב של מחקרים, זה יכול להיות מעשי ליישם בסביבות מחקר מסוימות. לדוגמה, לשימוש במים במהלך הדמיית תהודה מגנטית (MRI) יש פוטנציאל לפגוע בציוד רגיש ויקר או להפריע לרכישת אות MRI. CPAW היא חלופה מעשית ויעילה CPT המסורתית. מורכב רשימה רב-תכליתית של רכיבים זולים שנרכשו בקלות, CPAW עושה שימוש ג’לפקים בטוחים MRI מקורר לטמפרטורה דומה CPT ולא מים בפועל. חשוב לציין כי CPAW משויך לרמות של הפעלת SAM ו- HPA הדומות ל- CPT, וניתן ליישם אותו בקלות במגוון הקשרים מחקריים. אמנם חשוב לשמור על פרוטוקולי בטיחות ספציפיים בעת שימוש בטכניקה, אלה קלים ליישום אם מתוכנן. היצירה והשימוש של CPAW יידונו.
חשיפה ללחץ קשורה להפעלה של שתי מערכות ביולוגיות מגיבות מתח: ההיפותלמוס-יותרת המוח-יותרת הכליה (HPA) ו sympatho-adrenomedullary (SAM) צירים5. כאשר הלחץ הוא בעוצמה מספקת כדי לשבש את האיזון ההומיאוסטטי של האורגניזם, SAM מפעיל במהירות פעילות מוגברת בענף הסימפטי של מערכת העצבים האוטונומית (ANS). זה קשור לשחרור קטכולאמינים (למשל אדרנלין ונוראדרנלין; CA) ממדולה יותרת הכליה ומסופי עצבים סימפטיים. רמות גבוהות של כימיקלים סינאפסות אלה קשורים עם גבהים בקצב הלב ולחץ דם המאפיינים את התגובה הקלאסית “הילחם או ברח”6. למרות ההפעלה הבאה של ANS parasympathetic בסופו של דבר לעכב עירור זה, עולה CA נוירונים להתערבב עם מבנים גזע המוח לתרום הפעלה HPA איטית יותר באמצעות ההיפותלמוס ובסופו של דבר glucocorticoid (כלומר קורטיזול בבני אדם) לשחרר מקליפת יותרת הכליה7. הבנת הקשר בין מודאליות הלחץ לבין הדינמיקה הספציפית של תגובת הלחץ עצמה תהיה קריטית ככל שהמחקר על הקשר בין מתח לקורלציות העצביות של תהליכים פסיכולוגיים שונים(למשל זיכרון, למידה וקבלת החלטות) מתקדם.
משימות אינדוקציה מתח מרובים פותחו לשימוש במחקר מעבדה. בדרך כלל, אלה יכולים להיות מסווגים מערכתית (כלומרמייצגים תגובה רפלקסיבית לאיום ישיר על איזון הומאוסטטי) או תהליךי / פסיכוגני (כלומר דורש עיבוד והערכה של אוזן פוריין לפני התקשרות בתגובת הלחץ)8. יש לציין, אלה שני אופני מתח ברורים הנסיעה הקשורים דפוסים דיפרנציאליים של SAM והפעלת HPA. מבחן העיתונות הקרה (CPT) הוא אמצעי נפוץ ומאומת היטב לגרימת מתח מערכתי הכולל טבילה של היד הדומיננטית של הפרט במי קרח (בדרך כלל בין 0-5 מעלות צלזיוס) לתקופה שלזמן 4,9,10. CPT שימש במגוון רחב של מחקרים הבוחנים את השפעת הלחץ על הזיכרון11-13, למידה14, וקבלת החלטות15-17. מחקרים באמצעות CPT כאמצעי אינדוקציה מתח יש, עם זאת, הניבו תוצאות מעורבות במונחים של תגובתיות קורטיזול. בסך הכל עליות קורטיזול קלות עד בינוניות נצפו לאחר CPT13,18,19, אם כי הפעלת SAM היא חזקה ואמינה4,20. לעומת זאת, גורמי לחץ מעבדה מעובדים כגון משימת הלחץ החברתי טרייר (TSST)21,22, שבמהלכה המשתתפים נותנים דיבור של 5 דקות ואחריו 5 דקות של חשבון נפש בזמן שהם צופים ו / או מצולמים, קושרו עם עליות של פי שניים עד שלושה בקורטיזול23.
כדי למקסם הן את הפעלת SAM והן את הפעלת HPA, כמה חוקרים נקטו בגישה של שילוב CPT עם רכיבי הערכה חברתית דומים לאלה הקיימים ב- TSST. לדוגמה, במבחן העיתונות הקרה (SECPT) המוערך חברתית המשתתפים מתבקשים לבצע CPT מסורתי בעת הקלטת וידאו וצפייה על ידי ניסוי24. באופן דומה, מבחן מאמץ חריף מאסטריכט משלב SECPT עם דוברי ציבור ורכיבים אריתמטיים נפשית של TSST25. בעוד גישות אלה מייצגות צעד משמעותי קדימה במחקר מתח, חשוב לבחון את ההשפעה הספציפית, ופוטנציאלית ניתוק, של הפעלת SAM ו- HPA על הקורלציות העצביות של התנהגות, הכרה ורגש. למרבה הצער CPT, מעורבים מים, הוא לעתים קרובות מעשי לבצע במחקרים מעורבים הדמיית תהודה מגנטית (MRI) אלא אם כן הושלמה לפני הכניסה לתוך MRI עצמו. לדוגמה, מים שנשפכו יכולים להיות איום על ציוד MRI רגיש ויקר(למשל סליל הראש) ויכולים להפריע לאות MRI בשל צפיפות הפרוטון הגבוהה שלו26. לכן, כמו מחקר מעורבים CPT מתרחב לקראת שימוש בהקשרים הדמיה מוחית שינויים בהליך CPT המסורתי נחוצים. לכך מוצעת חלופה – עטיפת זרוע העיתונות הקרה (CPAW).
במקום טבילה ביד במים קרים כקרח, CPAW כרוך לעטוף זרוע המורכבת gelpacs בטוח MRI מקורר לטמפרטורה דומה CPT המסורתית. יתר על כן, CPAW הוא תכליתי בהרכבו מאוסף פשוט של רכיבים נפוצים. חשוב לציין כי חששות בטיחות נוספים קיימים בשימוש CPAW, כפי שהוא יכול להיות מקורר לטמפרטורה נמוכה בהרבה מאשר מים נוזליים. עם זאת, אלה יכולים להיות בחשבון עם מאמץ מינימלי מצד החוקר. אחסון ושימוש נאותים של CPAW יודגמו עם תשומת לב מיוחדת לשים לב לפרוטוקולי בטיחות.
במאמר זה הוכחה חלופה למבחן העיתונות הקרה המסורתית – עטיפת זרוע העיתונות הקרה. CPAW הוא הליך המייצר תגובות מתח פסיכופיזיולוגיות ונוירואנדוקריניות דומות ל- CPT. באופן ספציפי, נצפו עליות חזקות בהפעלת SAM(כלומרANS אוהד) ועליות קלות עד בינוניות בפעילות HPA (כלומרקורטיזול). CPAW יכול להיווצר ממגוון של רכיבים נפוצים, ומשמש כחלופה מעשית CPT המסורתית (על בסיס מים) CPT. יתרון נוסף של CPAW הוא שזה יכול להיות מועסק בקלות בהקשרי מחקר שבו זה יכול להיות מעשי, אפילו בלתי אפשרי, להשתמש CPT(למשל MRI).
כפי שהוזכר קודם לכן, CPAW דורש אמצעי זהירות נוספים מעבר לאלה הקשורים CPT. קריטריונים הדרה (משותף בעיקר על ידי CPT) צריך לכלול: אורטיקריה קרה, מחלת ריינו, מפרצת, הריון, היסטוריה של מחלות לב וכלי דם, סוכרת, מחלה שגרונית כרונית, מומים בלחץ דם מטופלים. בהתחשב בכך CPAW יכול להיות מקורר לטמפרטורות לא בטוחות מתחת לזה של מים נוזליים, מדידת טמפרטורה קפדנית לפני היישום היא קריטית כדי למנוע סיכון של פגיעה משתתף. מכיוון שהמנגנון מהודק פיזית לזרועו של המשתתף, חיוני להבהיר במספר נקודות כי הם יכולים לסיים את ההליך בכל עת לבקשתם. כמו כן, על הנסיין להיות מוכן לסיים את ההליך אם המשתתף נקלע למצוקה. לכן, ההליך דורש כי החוקר להיות ערני בחזיתות מרובות.
קיימות מספר מגבלות בשימוש ב- CPAW. לדוגמה, בהקשר של MRI מחקרים MRI קצר נשא עשוי להיות נחוץ כמו הידוק CPAW לזרוע המשתתפים לא יכול להיות אפשרי ב- MRI נשא ארוך. עם זאת, התאמת CPAW לשימוש ברגל או ברגל היא אפשרית ויהיה תואם להתקנה ארוכת שנים. Titration של טמפרטורת CPAW לטמפרטורה מדויקת מאוד הוא גם קשה. מחקרים מצביעים על כך שסטיות של אפילו 2 מעלות צלזיוס קשורות לווריאציות בזמן סובלנות ודירוגי כאב31. כדי למנוע זאת, מומלץ להשתמש במקפיא שניתן לקרר לטמפרטורה מסוימת. בנוסף, מומלץ להיות CPAW השני זמין אם המכשיר יועסק מספר פעמים ברצף קרוב (כדי למנוע את זה להיות מחומם מעבר לטמפרטורה הרצויה). למרות התוצאות הייצוגיות שימוש CPAW לא היה קשור עם עליות בתנועת הראש, החוקרים צריכים להקדיש תשומת לב מיוחדת לתנועת הראש בהגדרת fMRI – במיוחד אם CPAW מוחל במהלך (ולא לפני) סריקת fMRI. בעוד דירוגי מתח סובייקטיביים, HPA, והפעלת SAM מראים כי CPAW הוא גורם לחץ יעיל דומה CPT המסורתית, מחקר עתידי צריך להתמקד השוואה זהירה של היקף פעילות HPA ו SAM עם זה עורר על ידי CPT המסורתית, כמו גם מדדים פיזיולוגיים אחרים(למשל קצב הלב ולחץ הדם).
The authors have nothing to disclose.
תודה למאוריסיו ר. דלגאדו, סטפני ר. פוטס וויליאם טי. מק’קאדי, מק’קאדי. רכישת הנתונים הייצוגיים נתמכה על ידי מימון מהמכון הלאומי לשימוש בסמים ל-MRD (R01DA027764)
2 Cryo-Max Cold Packs (6 in x 12 in) | Modular Thermal Technologies | n/a | This is an example gelpac – others of a similar size would serve as well. |
Infrared Thermometer | Fisher Scientific | 02-401-1 | |
Biopac MP150 Data Acquisition System | Biopac Systems, Inc. | MP150 | |
Biopac GSR EDA Galvanic Skin Response Amplifier | Biopac Systems, Inc. | GSR100C | |
2 Biopac Unshielded Leads | Biopac Systems, Inc. | LEAD110A | |
2 Biopac disposable Electrodermal Electrodes | Biopac Systems, Inc. | EL507 | |
Salivary Cortisol Enzyme Immunoassay Kit | Salimetrics, LLC. | I-3002 | If assaying will not be conducted in-house, only collection supplies below are needed. |
Salimetrics Oral Swab | Salimetrics, LLC. | 5001.02 | |
Swab Storage Tube | Salimetrics, LLC. | 5001.05 |