JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Ergebnisse
Discussion
Offenlegungen
Acknowledgements
Materials
Referenzen
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Verhalten

Çalışma Bellek Bakımını Kullanarak Durum Kaygısını Azaltma

Published: July 19, 2017
doi:
10.3791/55727
, , , ,
1Section on Neurobiology of Fear and Anxiety, National Institute of Mental Health,National Institutes of Health (NIH)

Summary

Bu protokol, Sternberg Çalışma Belleği paradigması sırasında anksıyete-güçlendirilmiş ürkütmeyi ölçmenin nasıl yapıldığını göstermektedir.

Abstract

Bu protokolün amacı Sternberg Çalışma Belleği (WM) ile şok paradigmaları tehdidini birleştirerek çalışma bellek işlemleri ile kaygı arasındaki ilişkiyi incelemektir. Sternberg WM paradigmasında, deneklerin kısa bir süre WM'de bir dizi harf bulundurmaları ve serideki belirli bir harf konumunun sayısal bir uyarı ile eşleşip uyuşmadığını belirlemesi gerekir. Şok paradigması tehdidinde, kişiler hafif bir elektrik çarpmasıyla ilgili öngörülemeyen sunumlar yapma riski altında olan şoktan etkilenmeyen bloklara maruz kalmaktadırlar. Anksiyete, tehdit altında güçlendirilen akustik ürkme refleksini kullanarak, emniyet ve tehlike blokları boyunca sorgulanır (Anksiyete-Potansiyeli Başlatıcı (APS)). Şok tehdidi altında Sternberg WM paradigmasını yürütüp, ya şok cevabını WM bakım aralığı ya da ara ara aralık süresince araştırarak, dWM bakımının APS üzerindeki etkisini tanımlar.

Introduction

Dikkat Kontrol Teorisine (ACT) göre kaygı, sınırlı Çalışma Belleği (WM) kaynaklarına erişmek için rekabet ederek bilişsel işleme müdahalede bulunur 1 . Bununla birlikte, ACT bu ilişkinin tersini ( yani , bilişsel işlemenin kaygı üzerine etkisi) ele almamaktadır. Şok paradigması tehdidiyle kognitif görevler esnasında kaygıyı manipüle ederek anksiyetenin biliş üzerindeki etkisini ve bilişin anksiyete üzerindeki etkisini 2 , 3 , 4 , 5 değerlendirmek mümkündür . Bu protokolün amacı, anksiyete ve WM bakımı arasındaki iki yönlü ilişkiyi araştırmak için şok paradigması tehdidi altında Sternberg WM paradigmasının nasıl uygulanacağını göstermektir.

Şok paradigması tehdidi, devlet kaygısını değiştirmek için laboratuarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadırf "> 6, 7, 8, 9, 10, 11 ve sağlıklı 2, 3, 4, 5 ve hasta 12, 13, 14, hem 15 uygulanabilir (Bradford ve ark., örneğin, 16). Paradigma tehdit ve güvenlik bloklarından oluşmaktadır 17. Tabipler, tehlike blokları sırasında öngörülemeyen elektriksel uyaranlara maruz kalma riski altındadır ancak güvenlik blokları sırasında değildir. Konuların kaygısı akustik ürkütücü refleks 18 , 19 kullanılarak periyodik olarak incelenebilir. Genellikle shGüvenli bloklara kıyasla tehdit blokları sırasında kumaşla büyük irkilme tepkisi ve bu Anksiyete-potansiyelli İrkilme (APS), Test 17 ve 18 boyunca devam eden anksiyete değişikliği çevresel bir indeks olarak kullanılabilir. Şok paradigması tehdidinde potansiyel bir ürkütücü, Araştırma Alan Kriterleri matrisi 20'de kaygının fizyolojik bir endeksi olarak Akıl Sağlığı Ulusal Enstitüsü (NIMH) tarafından kabul edilmektedir. Bununla birlikte, bireyin anksiyetesini kendi kendini raporlayan Likert tipi ölçek kullanarak saptamak da mümkündür. Şok tehdidi pasif bir paradigma olduğu için diğer bilişsel görevler aynı anda yapılabilir 21 . Şok tehdidi ile Sternberg WM görevini birleştirerek, WM bakımı 3 sırasında anksiyete sorgulanabilir.

Sternberg WM paradigması sırasında, deneklerin WM'de bir dizi harfi kodlaması veKısa bir aralıkla 3 , 22 . Daha karmaşık WM görevlerinden farklı olarak ( örn., N-geri görev) 4 , 5 , 23 , Sternberg görevi WM 3 , 22'deki bilginin manipüle edilmesini gerektirmez. Buna ek olarak, konular, farklı aralıklarla öğeleri kodlar, bunları korur ve yanıtlarlar. Birlikte, bu özellikler, WM bakımının diğer, daha karmaşık bilişsel süreçlerden ayrılmasını mümkün kılar 24 . WM bakım aralığı sırasında APS'yi sondalama ile, kaygı üzerinde WM bakımının etkisini belirlemek mümkündür. Aynı şekilde, tehdit ve güvenli bloklar arasındaki WM doğruluğunu ve Tepki Süresini (RT) karşılaştırarak, kaygının WM bakımına etkisini belirlemek mümkündür. Bu protokol, Sternberg WM paradigmasını yürütmek için gerekli prosedür adımlarını ayrıntılarıyla anlatacaktır dŞok tehdidi ve görev sırasında APS, doğruluğunu ve tepki süresini değerlendirmek için gerekli analitik adımları uygulayın.

Protocol

Tüm katılımcılar Ulusal Akıl Sağlığı Enstitüsü (NIMH) Kombine Sinirbilim Enstitüsü İnceleme Kurulu (IRB) tarafından onaylanmış yazılı bilgilendirilmiş onam verdi ve katılım için telafi edildi. 1. Ekipmanın Kurulumu NOT: Ekipmanı aşağıda açıklandığı gibi kurun (bkz. Şekil 1A ) 3 . Kontrol odasında deneyi yönetmek için bir bilgisayar ve fizyolojik verileri kaydetmek için bir bilgisayar ayarlayın. Katılımcıya uyarıları göstermek ve katılımcı yanıtlarını sırasıyla kaydetmek için, konu odasında, sıvı kristal ekran monitöründe ve klavyede (veya düğme kutusunda) standart bir 19 ayarlayın. Psikofizyolojiyi kaydetmek için, bir Ethernet USB adaptörünü kullanarak kayıt bilgisayarı psikofizyoloji izleme donanımına bağlayın. Transistör-Transistör Mantığı (TTL) sinyallerinin kaydı veUyaran dağıtım donanımı, deneme bilgisayarının paralel bağlantı noktasını bir şerit kablo kullanarak koparma kutusuna bağlayın. TTL sinyallerini psikofizyoloji izleme donanımına geçirmek için koparma kutusunu bir şerit kablo kullanarak donanıma bağlayın. TTL darbelerini uyarı iletme donanımına geçirmek için koparma kutusunu bir Bayonet Neill-Concelman (BNC) kablosu kullanarak sinyal jeneratörüne bağlayın. Şok cihazı için bir kontrol sinyali üretmek için sinyal üretecini bir BNC kablosu kullanarak şok cihazına bağlayın. Sinyal jeneratörünü ve şok cihazını, 100 ms, 200 Hz şok verecek şekilde ayarlayın. Tüm ayarlar için Şekil 1B ve C'ye bakın. 2. Mevcut Yazılımı Kullanarak Deneyi Programlayın NOT: Bir nevro davranışçı sistem yazılımı (burada deneysel yazılım olarak anılacaktır , Malzemelerin Tablosuna bakınız) kullanılmıştır. Diğer eşdeğerYazılım kullanılabilir. Aşağıda açıklanan parametreleri ve verilen ek kod dosyalarını kullanarak dört test aşamasını programlayın (ayrıntılar için ek koda bakın). Her aşama için, 26 deneme programı. Denemeleri, blok başına 6 deneme ile dört değişen tehdit ve güvenlik bloğuna bölün. Her denemenin başında, her biri 2.000 ms için kaç tane harf sunulacağını gösteren bir ipucu sunun. İpucundan sonra, 2,500 ± 1000 ms için şifreleme harfi dizisini sunun. Düşük yük denemelerinde, art arda 5 harf kullanın. Yüksek yük denemelerinde, ardı ardına 8 harf kullanın. 9,000 ± 1,000 ms için kodlama aşamasını takiben bir bakım periyodu programlayın. Bakım periyodunun sonunda 2.000 ms'lik bir yanıt istemi sunun. Sol tarafta bir harf ve numara göstermek için yanıt istemini programlayın.Harfi, monitörün sağ tarafında bulunur; harf, kodlama sırasından bir harf ve sıradaki bir konuma atıf yapan bir harfi temsil eder. Harf ve sayı altında, harf eşleşip eşleşmediğini veya konum numarasını eşleştirip eklemediğini belirten "eşleşme / uyumsuzluk" sözcüklerini gösterin. Denemeyi, denemelerin yarısı ile uyuşacak ve yarım uyumsuz olacak şekilde programlayın. Yanıtları kaydetmek için bir klavye veya düğme kutusu kullanın. Denemeleri, deneme süresince olayların zamanlamasına bağlı olarak, her denemenin 23 saniye uzunluğunda olacağı şekilde değişken süre ara sınav aralığı (ITI) ile ayırın. Her periyot için tavan ve taban değerleri arasında rastgele bir süre (ms cinsinden) seçerek denemeler boyunca kodlama, bakım ve ITI sürelerinin süresini değiştirin. Katılımcıların yarısını güvenli bir blokta başlatmak için denemeleri dengeleyin ve katılımcıların yarısı bir tehdit bloğunda başlayın. Her seferinde,Tehlike bloklarının her birinde 0 ve 2 sözde rastgele şoklar arasında mevcut olan toplam 3 şok sunum için. Aynı sayıdaki denemelerin güvenli ve tehdit bloklarına dahil edilmesini sağlamak için her bir şok için ekstra (kukla) bir deneme eklediğinizden emin olun. Her bir çalışmanın başında, ani yanıtı rahatlatmak için kulaklıklar üzerinden beş 40 ms'lik 103 dB beyaz gürültüyü (ani yükselme / düşme zamanlarının yakınında) bulun. Her çalışma sırasında, ürpertici yanıtı saptamak için aşağıdaki koşullar altında beyaz gürültünün 3 sunumu sunun (bkz. Şekil 3 ): güvenli karşı tehdit, düşük yük ve yüksek yük ve bakım süresi ITI'ye karşı. Probları, ürkütücü cevabın kısa süreli mevcudiyetini önlemek için en az 17 sn'lik bir minimum aralıkla oluşacak şekilde yerleştirin. Bakım dönemi denemeleri için, mektup serisinin ofsetinden 1 s sonra en az prob mevcut. ITI tri içinYanıt sormanın kaybolmasından sonra en az 4 s olan mevcut sondalar. İlgili yazılım paketini kullanarak üreticinin talimatlarına göre fizyolojik izleme ekipmanı kurun. 3. Deneyi çalıştırın Katılımcıları çalışma odasına götürün. Bilgilendirilmiş onayı yönetin. Katılımcılara, daha önce doldurmak için Durumluk Sürekli Kaygı Envanteri Y-1 (STAI-Y1) 25 , Beck Anksiyete Envanteri (BDÖ) 26 , Beck Depresyon Envanteri (BDÖ) 27 ve Anksiyete Duyarlılığı İndeksi (ASY) 28 veriniz. Görev talimatlarına ve kurmaya. Katılımcılara 2 tip deneme göreceğini bildirin ve aşağıdaki denemelere dayanarak bu denemelere cevap vereceğiz. Düşük yüklü denemeler sırasında, katılımcılara, hafızalarında sırasıyla, 5 harflik bir dizi tutmalarını söyleyin.Hangi sunuldukları. Yüksek yüklü denemeler sırasında, katılımcılara, hafızalarında sergilediği sırayla, bir dizi 8 harf bulundurmalarını söyleyin. Katılımcılara, bir gecikmeden sonra, sırayla konuma atıfta bulunan bir mektup ve sayı isteneceklerini bildirin. Katılımcılara sırasıyla sol veya sağ ok tuşlarını kullanarak mektup ve konum numaralarının sırayla deneme sırası ile uyuşup uyuşmadığını belirtmelerini isteyin. Denemeleri, bileklere öngörülemeyen hafif elektrik çarpması riski altındayken, güvenlik ve tehlike dönemlerinde denemelerin gerçekleşeceğini katılımcılara bildirin. Katılımcılara deney sırasında hem güvenli hem de tehlike koşullarında akustik ürkütme sesi duyacaklarını bildirin. Şekil 2'deki diyagrama dayanarak elektrotları her katılımcıya temizleyin ve takın. Yer tCildin iletkenliğini izlemek için sol elin avuç içi yaklaşık 2 cm'lik tek kullanımlık 11 mm gümüş-gümüş klorür (Ag-AgCl) elektrotları. Elektrik stimülasyonunu sağlamak için iki elle kullanılabilir 11 mm Ag-AgCl elektrotları sol elin iç bileğine yaklaşık 3 cm mesafede yerleştirin. Kalp atış hızını izlemek için sol kolun içine, dirseğin hemen üstünde bir adet tek kullanımlık 11 mm Ag-AgCl elektrod yerleştirin ve sağ klavikulanın hemen altındaki bir tek kullanımlık elektrot yerleştirin. Şaşırma tepkisini ölçmek için iki solüsyonun alt tarafına 4 mm Ag-AgCl kap elektrotları takın. Tüm elektrotları biyomedikal bantla sabitleyin. Avuç içi elektrotları kurun ve bunları psikofizyoloji izleme donanımının EDA kanalına takın. Elektrotları bilek üzerindeki elektrotlara takın ve şok cihazına takın. Kurşunları elektrotlara takın ve klavikula takın ve iPsikofizyoloji izleme donanımının EKG kanalı. Orbicularis oculi kasına bağlı fincan elektrotlarını psikofizyoloji izleme donanımının elektromiyografi (EMG) kanalına takın. Şok ayarlama. Deney başlamadan önce, katılımcılara, rahatsız edici ve rahatsız edici ancak ağrılı olmayan bir yoğunluk seviyesini belirlemek için bir dizi 100-ms örnek elektriksel uyarıları değerlendirmelerini isteyin. Deneysel yazılım paketi (bilhassa ek kod dosyaları ve Malzeme Masasına bakınız) yardımıyla bilek için 100 ms'lik şok uyaranının seri sunumunu (~ 5-10) yönetin . Her sunumdan sonra, katılımcılara her sunuyu 1'den (rahatsız değil) 10'a (rahatsız edici, ancak acı verici değil) ölçeklendirin. Şok cihazında mA ölçeğini kullanarak, şok yoğunluğunu yavaş yavaş artırın veUyarıcıların eries'si, uyarıyı 10'a kadar sayar. Katılımcı ayrıntı paketinde yoğunluk değerini kaydedin. NOT: Çalışma sırasında, şokları belirlenen yoğunlukta sunun. Denemeyi başlatmak için, deneme yazılımı tarafından istendiği gibi katılımcının kimlik numarasını, denge durumunu ve çalışma numarasını çalışma kutusuna girin. NOT: İki dengelenmiş koşul oluşturun. İlk dengeleyici denemeyi bir tehdit bloğu içinde başlatacak ve ikinci dengeleme deneyi güvenli bir blok halinde başlatacaktır. Bkz. Bölüm 2. Psikofizyoloji izleme kaydında "başlat" ı tıklayın. Denemeyi başlatmak için deneysel yazılım istem kutusundaki "enter" düğmesine basın. Konunun denemenin 4 adımını tamamlamasına izin verin. Harf ve pozisyon numarası denemeye uyuyorsa veya denemeye uymuyorsa, katılımcı sol veya sağ ok tuşunu seçer mi?Sırasıyla (adım 3.7 ve 3.8). NOT: Her çalışma uzunluğunu 6 ila 7 dakika arasında sürdürecek şekilde programlayın. Programlanan şokları sahte-rasgele 0-2 kere / çalıştırma arasında yayınlayın. Bkz. Bölüm 2. Her koşudan sonra, konuyu, bitirdikleri koşunun güvenli ve tehdit blokları sırasında 0 (endişeli değil) – 10 (aşırı endişeli) arasında bir ölçekte anksiyete düzeyini sözlü olarak değerlendirmelerini sağlayın. Özneler, önceki çalıştırma sırasında sunulan şokların yoğunluğunu, ilk kalibrasyon prosedüründe kullanılan aynı 0-10 ölçeğinde sözlü olarak derecelendirin (bölüm 3.17). 4. Performansı Analiz Edin NOT: Aşağıdaki talimatları kullanarak tek katılımcının performans verilerini analiz edin. Deney yazılımından yaratılan çıktı dosyasını açın. Farklı koşullardaki doğru yanıtların ortalamasını almak için, önce verileri güvenli ve tehdit ve düşük yükBize tepki verisi için 4 benzersiz koşul getirmek için yüksek yük. Her 4 koşul için doğru denemeleri sayın ve bu rakamı her koşuldaki toplam deneme sayısına bölün. Farklı koşullardaki reaksiyon süresinin ortalamasını almak için, verileri adım 4.1.1'deki gibi ayırın. Her durum için tüm tepki sürelerini toplar ve bu sayı her koşuldaki deneme sayısına bölünür. NOT: Deneysel yazılım çıktısında belirtildiği gibi, bir şok sunumu içeren denemeleri atlayın. Grup düzeyinde davranış performansı ve tepki sürelerindeki farklılıkları tanımlamak için denekler arasında 2 (güvenli karşı tehdit) x 2 (düşük yük ve yüksek yük) ANOVA gerçekleştirin 29 . 5. Canavarayı Analiz Edin Analiz için çiğ EMG verilerini psikofizyoloji analiz yazılımı 30 ile hazırlayın. Bakınız Şekil 4A . "Dönüşümü" seçin >> Dijital Filtreler >> FIR >> Çıplak EMG kanalını düzleştiren dijital bir bant geçiren filtre (30-300 Hz geçiren bant filtresi) uygulamak için psikofizyoloji analiz yazılımından bant geçirir (bakınız Şekil 4B ). Pürüzsüz EMG sinyalini 20 ms'lik bir zaman pencereli ortalama kullanarak düzeltmek için Analiz >> Elektromiyografi >> Ortalama Doğrulmuş EMG'yi psikofizyoloji analiz yazılımından seçin (bakınız Şekil 4C ). Her bir deneme tipi için dijital girdilere karşılık gelen uyaran olaylarını etiketlemek için psikofizyoloji analiz yazılımından Stim Olmak İçin Analiz >> Stim-Tepki >> Dijital Girdi'yi seçin. NOT: Örneğin, deneme türleri arasında güvenli ve tehdit, düşük yük ve yüksek yük ve bakım süresi ITI süresine karşılık gelir. Her teşvik olayı çevresinde yanıp sönme büyüklüğünü ayıklayın 30. Analiz >> Stim-Response >> Stim-Response Analysis'i seçin ve -50'lik sabit bir pencerede ortalama başlangıç ​​aktivitesini ayıklamak için psikofizyoloji analiz yazılımından Kanalın Ortalama'sini (diğer bir deyişle işlenmiş EMG'ye karşılık gelen kanal numarası) seçin 0 ms, beyaz gürültünün başlangıcından önce. Analiz >> Stim-Response >> Stim-Response Analysis'i seçin ve 20'den daha sabit bir pencerede yanıp sönmesinin ve tepe noktasının belirlenmesi için psikofizyoloji analiz yazılımından Max of Channel ( yani, işlenmiş EMG'ye karşılık gelen kanal numarası) belirtin Beyaz gürültünün başlangıcından 100 ms sonra. Denemeleri aşırı gürültülü EMG kanalında 30 hariç tutun. NOT: Akustik ürkme tepkileri, aşırı arka plan EMG aktivitesinden veya diğer kirlenme kaynaklarından ( örneğin, hareket artifaktları veya hacimİşitsel probların hemen öncesinde düzensiz ve spontan yanıp söner; Bakınız Şekil 4D ). Standart bir elektronik tablo yazılımını kullanarak deneme yanılma yanıtlarını analiz edin. Göz kırpma büyüklüklerini z puanlarına normalleştirin (isteğe bağlı). Daha ileri analiz için z-skorlarını t-skorlarına dönüştürün (t = 10x + 50, isteğe bağlı). Her bir deneme tipi için denemelerdeki t-skorlarını ve / veya ham sayıları ortalaması alın ve her durum için APS'yi (tehdit karşısında güvenli) hesaplayın ( örneğin, düşük yük ile yüksek yük ve bakım süresi ve ITI süresine karşı). Grup düzeyinde, WM bakımının APS üzerindeki etkisini belirlemek için denekler arasında 2 (güvenli karşı tehdit) x 2 (ITI'ye karşı bakım periyodu) ANOVA gerçekleştirin. 6. Kişisel Rapor Verilerini Analiz Edin Güvenli ve tehdit koşulları için koşular boyunca kaygı puan ortalamasını ortalama. Grup düzeyinde, bir threa gerçekleştirinTehlikeli manipülasyonun etkililiğini belirlemek için güvenli t testine karşı.

Representative Results

Bu protokol üç temel veri türü üretir: doğruluk, RT ve APS. Doğruluk ve RT için, bu protokol iki deneysel manipülasyon, tehdit ve yük içerir. Doğruluk açısından, tipik sonuçlar, yükün ana etkisini gösterir ancak ana etkiyi içermez ve tehdit yoluyla yüklenmemiştir (denemeler (F (1,18) = 84.34; p <0.01; bkz. Şekil 5 ) Konular genellikle daha fazladır (F (1,18) = 19,49; p <0,01) ve tehdit (F (1,18) = 8,03'ün ana etkisini göstermektedir. P = 0.01), yük-tehdit etkileşimi yoktur (Madde 6'ya bakınız). Denekler tipik olarak, düşük yük denemelerinde, tehlike blokları sırasında güvenli bloklardayken olanlardan daha yüksek yüklü denemeler ve daha hızlı RT'ler yerine daha hızlı RT'ler göstermektedir. Bu protokol APS için iki deneysel işleme içerir: yük ve başlat Zamanlama. Tipik sonuçlar, bir zamanlama-başına zaman etkileşimi göstermektedir (F (1,18) = 16.63; p <0.01; bkz. Şekil 7 ). Denekler tipik olarak, düşük yük ve yüksek yük denemelerinde ancak bakım aralığı (MNT; bakım periyodu: t (18) = 3.92; p <0.01; ITI: p> 0.05) sırasında sağkalım probu verildiğinde anlamlı derecede daha büyük APS gösterirler; D = 0.72). Unutulmamalıdır ki, varsayımsal istatistikler çalışmadan çalışmaya değişebilir, bu etkilerin çoğaltılması önemlidir. Bu deneyden sonra, görev zorluğunun bir fonksiyonu olarak APS'de tutarlı bir düşüş bulundu. Bu bulgu, Sternberg WM paradigması (yukarıdaki d (18) = 0.72; çoğaltma için bkz. Deney 1'e bakınız) sözlü N-back görevinde (3-geri> 0-geri d (25) = 2.2) 4 gözlemlendi Balderston ve ark.ları 2016 3 , yüksek yük> düşük yük, d (18) = 0.44) ve karmaşık bir resim tanıma görevi (alma> kodlama, d (21) = 0.47)Ef "> 2. Bununla birlikte, nihai sonuca kısmen alışkanlık kazandıracaklarına dikkat edilmelidir. Her denemede bir kişinin öznel duygulanım durumunu belirlemek zor olsa da, anksiyete manipülasyonunun etkililiğini ve bireysel farklılık ölçütü olarak kendini raporlama verileri kullanılabilir. Bu nedenle, denekten önce konunun duygulanım durumunu standartlaştırılmış anketler kullanarak değerlendirmek ve denek sırasında sorunun endişesini araştırmak önemlidir. Tipik sonuçlar, tehlike blokları sırasında güvenli bloklardayken olduğundan daha fazla anksiyete derecelendirmesi gösteriyor; T (18) = 8.85; P <0.001. Şekil 1: Tipik bir Ekipman Ayarı Şeması. ( A ) Ayrı hesap kullan Görevi yönetmek ve konudan fizyolojik sinyalleri kaydetmek için. Deney bilgisayarının paralel portu vasıtasıyla olayları psikofizyoloji izleme donanımı ve şok cihazıyla senkronize edin. Psikofizyoloji izleme donanımından fizyolojik sinyalleri Ethernet kablosu vasıtasıyla edinme bilgisayarına aktarın. Bir sinyal üreteci tarafından kontrol edilen ve görev bilgisayarı tarafından tetiklenen şok cihazını kullanarak şokunu konuyla paylaşın. Görev bilgisayarının ses kartı aracılığıyla beyaz gürültüyü konuya gönderin ve psikofizyoloji izleme donanımını kullanarak izi kaydedin. ( B ) Sinyal üreteci için gerekli ayarlar. ( C ) Şok cihazı için gerekli ayarlar. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. Gimg "src =" / dosyalar / ftp_upload / 55727 / 55727fig2.jpg "/> Şekil 2: Tipik Bir Konunun Kurulum Şeması. Şokun konunun egemen olmayan bileklerine iletilmesi için elektrotlar takın. Öznenin egemen olmayan avucundaki cilt iletkenliğini ölçmek için elektrotlar ekleyin. Elektronografiyi sağ gözün altındaki orbicularis oculi kası üzerinde ölçmek için elektrotlar ekleyin. Konunun sol pazı ve sağ klavikulasında elektrokardiyografiyi ölçmek için elektrotlar takın. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. Şekil 3: Tipik Deneysel Tasarımın Şeması. Konulara bir dizi harfle ve ardından kısa bir bakım periyodu ve bir yanıt istemi verin. Yanıt balonu sırasında Pt, konuyu bir mektupla (seriden) ve bir sayı ile sunun. Deneklere numaranın önceki serideki hedef harfin bulunduğu konumla eşleşip uyuşmadığını belirtmelerini isteyin. Bakım süresince veya ara test aralığı boyunca (ITI), her deneme süresince ürpertici probları gösterin. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. Şekil 4: Beyaz Gürültü Probu Sonucu Örnek EMG İzleri. ( A ) Çiğ EMG izi. ( B ) EMG iz bandpass 30 ila 500 Hz'de filtrelenmiştir. ( C ) 20 ms'lik bir sabit kullanarak hem filtrelenmiş hem de rektifiye edilmiş EMG izi. ( D ) Başlangıçtaki gürültüyle kirlenen denemeden ham EMG izi.Iles / ftp_upload / 55727 / 55727fig4large.jpg "target =" _ blank "> Bu figürden daha büyük sürümünü görmek için lütfen tıklayınız. Şekil 5: Tipik Tepkime Süresi (RT) Sonuçları. Konular, düşük yük denemelerinde genellikle yüksek yük denemeleri sırasında olduğundan daha hızlıdır. Denekler de genellikle şok tehdidi altında daha hızlıdır. Çubuklar ortalama ± SEM'i temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. Şekil 6: Tipik Anksiyete Gücü Artıran Şınav (APS) Sonuçları. Bakım periyodu (MNT) sırasında şaşırtma saptandığında, denekler tipik olarak daha büyük bir şaşırtma potansiyeliYüksek yük denemelerine kıyasla düşük yükte iation. Bununla birlikte, ITI sırasında şaşırtma saptandığında bu etki tutmaz. Çubuklar ortalama ± SEM'i temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. Şekil 7: Tipik Doğruluk (yüzde (%) doğru) Sonuçlar. Denekler, genellikle, düşük yük denemelerinde, yüksek yük denemelerine göre daha doğrudur; Bununla birlikte, performans şok tehdidi fonksiyonuna göre değişme eğiliminde değildir. Çubuklar ortalama ± SEM'i temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. Ek Kod Dosyaları: Wav fiLe beyaz gürültü tanıtımı için (40ms_wn.wav.) Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız. Deneysel yazılım için donanım parametrelerini ayarlamak için gerekli kod (Sternberg_threat_v5.exp.) Bu dosyayı indirmek için tıklayınız. Deneme çalıştırmak için gerekli kod (Sternberg_threat_v5.sce.). Bu dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.

Discussion

Bu yazıda şok tehdidi altında Sternberg WM görevinin nasıl yönetileceği gösterilmektedir. Bu protokolü kullanarak, WM bakımının, akustik irkil refleks 3'ün potensiyasyonu ile ölçülen kaygıyı azaltmak için yeterli olduğunu göstermek mümkündür. Bu sonuçlar biliş ve anksiyete arasındaki ilişki iki yönlü olduğunu düşündürmektedir 3-5 ve anksiyete modelleri (örn dikkat kontrolü kuramı) biliş üzerindeki anksiyete etkisine ek olarak anksiyete üzerinde biliş etkisini açıklamak gerekir 1. Mevcut protokol Sternberg WM görevinin entegrasyonu ve şok paradigması tehdidini açıklamakla birlikte, aynı zamanda biliş ve kaygı arasındaki ilişkiyi daha genel olarak incelemek için bir çerçeve görevi görebilir 21 .

Mevcut bilişsel görevlerin alternatife yönelik olarak yeniden tasarlanmasıG güvenlik ve tehdit periyotlarına rağmen kaygıların WM ve sürekli dikkat gibi belirli bilişsel süreçler üzerindeki etkisini incelemek mümkündür 2 , 31 , 32 . Örneğin, önceki çalışmalarında, N-geri çalışan bellek görevi bu kaygı düşük yükte WM ancak yüksek yük 4, 5 engelleyen gösteren, şok paradigma tehdidi ile entegre edilmiştir. Bu sonuçlar anksiyetenin WM'ye müdahale ettiğini, ancak görev talepleri yüksek olduğunda sağlıklı bireylerin kaygı seviyesinin üstesinden gelebildiğini göstermektedir. Yanıt Görevine Sürekli Dikkat (SART) de şok paradigması tehdidi ile bütünleştirildi; Deneklerin seyrek hedef uyaranlara verdikleri cevapları engellediği görülmüştür. Bu, şok tehdidinin, 31 ve 32 no'lu görevler sırasında NoGo denemelerinin doğruluğunu arttırdığını göstermiştir. BirlikteN-geri çalışmalarda, bu sonuçlar kaygıların performansı olumsuz etkilediğini ve kolaylaştırdığını ve etkinin yönünün görevin gerektirdiği belirli bilişsel süreçlere bağlı olduğunu ortaya koymaktadır.

Benzer şekilde, şok paradigması tehdidine uyarlanmış olan mevcut bilişsel bir görev için kesin zamanlı ürkütme sondaları ekleyerek, spesifik bilişsel görevlerin anksiyete üzerindeki etkisini incelemek mümkündür. WM yükü ve kaygı arasındaki ilişki, ilk önce N-back WM görevleri sırasında gözlemlendi; bakım gerektiren öğelerin sayısının arttırılması APS 4 , 5'i azalttı. Bu görev bakım ve manipülasyon hem gerektirdiğinden Ancak, WM bileşenleri anksiyete 23, 33 gözlenen azalmanın gerekli olduğunu belirlemek için zordu. Bu çalışmaları daha basit Sternberg WM paradigması ile takip ederek,Anksiyete azaltımı için merkezi idari işlem gerekli olmadığı için 3 .

Bu teknik hem endişenin biliş üzerindeki etkisini hem de anksiyete üzerindeki bilişin etkisini incelemek için kullanılabilir. Buna göre, bu paradigmada anksiyete ve bilişsel yükleri manipüle etmek ve her birinin güvenilir önlemlerini almak önemlidir. Bu yöntemi yeni bilişsel paradigmalara uygularken, bilişsel paradigmanın performansa dayalı ayırt edici zorluk seviyelerine sahip olmasını sağlamak önemlidir. Pilot test deneysel koşullardaki performans farklılıkları göstermiyorsa, tavan / zemin etkilerini kontrol edin ve buna göre görevin zorluğunu ayarlayın. Aynı şekilde, şok manipülasyon tehdidini tasarlamak, düşük bilişsel yük koşullarında APS'yi gözlemlemek için mümkün olduğunda önemlidir. Pilot test, düşük bilişsel yük koşullarında irkilme farklılıkları göstermiyorsa, sinyali kontrol etmeyi deneyin-Gürültü oranı EMG kanalında.

Bu protokolün etkinliğini sağlamak için 3 kritik adım var. İlk olarak, konunun uygulanmakta olan bilişsel görevi anlamasını sağlamak önemlidir. Gerekirse, konuların talimatları anlamasını sağlamak için görevin uygulama sürümünü tasarlayın. İkincisi, kullanılan elektriksel uyarının, konudaki kaygıyı uyandırmak için yeterli yoğunluğa sahip olmasını sağlamak önemlidir. Gerekirse, her çalıştırmadan sonra elektrik uyarısının yoğunluğunu tekrar kalibre edin. Üçüncü olarak, EMG kanalının sinyal-gürültü oranının akustik irkilme yanıtını kurtarmak için yeterli olduğundan emin olmak önemlidir. Kanal gürültülü veya empedans çok yüksekse, göz altındaki cildi iyice temizleyin ve EMG elektrodlarını tekrar uygulayın.

Bu paradigmanın birtakım güçlü yönleri olmasına rağmen, ele alınması gereken sınırlamalar da vardır. Örneğin, av'ın kullanımıZararlı elektrik şoku bazı IRB'ler arasında, özellikle savunmasız nüfuslarla uğraşırken endişe yaratabilir. Elektrik çarpmasının yanı sıra endişe uyandırmaya yönelik alternatif yaklaşımların da bulunduğunu belirtmek gerekir. Bu Ancak, vb caydırıcı bir termal uyarıya 35 tehdidi kullanılarak, uzun süreler boyunca (8-20 dakika) için 34 CO2 (% 7.5) yüksek seviyelerde nefes negatif valenced resimler 36 sunulması içerir, bu Elektrik uyarısı unutulmamalıdır (Doğru kullanıldıklarında) güvenlidir, yaygın olarak kullanılır ve etkilidir. Bu protokol, potensiyellenmiş şaşırtmayı analiz etmek için bir standardizasyon yaklaşımını önerse de, bazı durumlarda ham skorlar daha güvenilir olabilir 9 , 10 . Standart puanlar kullanılıyorsa, puanlar da incelenmelidir.

Bu protokolün gücü, araştırmacıya esnek bir şekilde izin vermesidirKonu içinde durum kaygısını tek bir oturumda manipüle etmek ve anksiyete ile spesifik bilişsel süreçler arasındaki ilişkiyi sınamak. Bu protokolün gelecekte üç olası uygulaması var. İlk olarak, bilişsel ve duygusal sistemlerin sinirsel süreçler düzeyinde nasıl etkileşime girdiğini anlamak önemlidir. Gelecekteki çalışmalar, bu paradigmayı BOLD aktivitesini kayıt ederken kullanarak anksiyete ile WM bakımıyla ilgili sinirsel aktivite arasındaki ilişkiyi incelemelidir. İkincisi, bu bulguları sürekli dikkat ve ödüllendirme gibi diğer bilişsel süreçlere genellemek önemlidir. Bu protokolü kullanarak yapılacak gelecek çalışmalar, tehdit ve güvenlik dönemlerinde bu süreçleri manipüle etmelidir. Üçüncüsü, sağlıklı kişilerde ve hasta popülasyonlarında biliş ile kaygı arasındaki ilişkiyi anlamak önemlidir. Bu protokolü kullanan gelecek çalışmalar, bu özel popülasyondaki bireyleri içermelidir.

Sonuç olarak, buÇalışma, WM yükü ve endike kaygı arasındaki ilişkiyi incelemek için bir protokol sunmaktadır. Bu paradigmayı kullanan çalışmalar, WM bakımının kaygıyı azaltmak için yeterli olduğunu ancak kaygının WM yüküne müdahale etmediğini göstermiştir. Burada sunulan bulgular Sternberg WM paradigmasına özgül olsa da, bu protokol genel olarak biliş ve kaygı arasındaki çift yönlü ilişkiyi incelemek için uyarlanabilir.

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma için maddi destek Ulusal Zihinsel Sağlık Enstitüsü, ZIAMH002798 (ClinicalTrial.gov Tanımlayıcı: NCT00026559: Protokol KIMLIĞI 01-M-0185) arasındaki İntramural Araştırma Programı tarafından sağlanmıştır.

Materials

Biopac System
System Biopac Systems Inc. MP150 1, Psychophysiology monitoring hardware
TTL integration Biopac Systems Inc. STP100C 1
EDA Biopac Systems Inc. EDA100C 1
ECG Biopac Systems Inc. ECG100C 1
EMG Biopac Systems Inc. EMG100C 1
Name Company Catalog Number Comments
Other Equipment
Breakout box See Alternatives Custom 1
Grass Signal Generator Grass Instruments SD9 1
Shock device Digitimer North America, LLC DS7A 1
Name Company Catalog Number Comments
Alternatives
Alternative to Breakout box Cortech Solutions SD-MS-TCPBNC 1
Alternative Grass Signal Generator Digitimer North America, LLC DG2A 1
Name Company Catalog Number Comments
Audio Equipment
Headphones Sennheiser Electronic GMBH & CO HD-280 1
Headphone Amplifier Applied Research and Technology AMP4 1
Sound Pressure Level Meter Hisgadget Inc MS10 1
Name Company Catalog Number Comments
Electrodes and Leads from Biopac
EMG Biopac Systems Inc. EL254S 2
EMG stickers Biopac Systems Inc. ADD204 2
Gel for EMG Biopac Systems Inc. GEL100 1
ECG Biopac Systems Inc. LEAD110 2
Shock Biopac Systems Inc. LEAD110 2
ECG Biopac Systems Inc. LEAD110S-W 1
ECG Biopac Systems Inc. LEAD110S-R 1
Disposable electrodes Biopac Systems Inc. EL508 6
Name Company Catalog Number Comments
Software
Presentation Neurobehavioral Systems Version 18 Referred to here as experimental software
Acknowledge Biopac Systems Inc. Version 4.2 Referred to here as psychophysiology analysis software
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referenzen

  1. Eysenck, M. W., Derakshan, N., Santos, R., Calvo, M. G. Anxiety and cognitive performance: attentional control theory. Emotion. 7 (2), 336-353 (2007).
  2. Balderston, N. L., Mathur, A., Adu-Brimpong, J., Hale, E. A., Ernst, M., Grillon, C. Effect of anxiety on behavioural pattern separation in humans. Cogn. Emot. 9931 (10), 1-11 (2015).
  3. Balderston, N. L., et al. Working memory maintenance is sufficient to reduce state anxiety. Psychophysiology. 53 (11), 1660-1668 (2016).
  4. Vytal, K. E., Cornwell, B. R., Arkin, N., Grillon, C. Describing the interplay between anxiety and cognition: From impaired performance under low cognitive load to reduced anxiety under high load. Psychophysiology. 49 (6), 842-852 (2012).
  5. Vytal, K. E., Cornwell, B. R., Letkiewicz, A. M., Arkin, N. E., Grillon, C. The complex interaction between anxiety and cognition: insight from spatial and verbal working memory. Front. Hum. Neurosci. 7, 93 (2013).
  6. Nelson, B. D., Hodges, A., Hajcak, G., Shankman, S. A. Anxiety sensitivity and the anticipation of predictable and unpredictable threat: Evidence from the startle response and event-related potentials. J. Anxiety Disord. 33, 62-71 (2015).
  7. Shankman, S. a., et al. A psychophysiological investigation of threat and reward sensitivity in individuals with panic disorder and/or major depressive disorder. J. Abnorm. Psychol. 122 (2), 322-338 (2013).
  8. Dunning, J. P., Deldonno, S., Hajcak, G. The effects of contextual threat and anxiety on affective startle modulation. Biol. Psychol. 94 (1), 130-135 (2013).
  9. Bradford, D. E., Starr, M. J., Shackman, A. J., Curtin, J. J. Empirically based comparisons of the reliability and validity of common quantification approaches for eyeblink startle potentiation in humans. Psychophysiology. 52 (12), 1669-1681 (2015).
  10. Kaye, J. T., Bradford, D. E., Curtin, J. J. Psychometric properties of startle and corrugator response in NPU, affective picture viewing, and resting state tasks. Psychophysiology. 53 (8), 1241-1255 (2016).
  11. Bradford, D. E., Kaye, J. T., Curtin, J. J. Not just noise: Individual differences in general startle reactivity predict startle response to uncertain and certain. Psychophysiology. 51 (5), 407-411 (2014).
  12. Grillon, C. Models and mechanisms of anxiety: Evidence from startle studies. Psychopharmacology (Berl). 199, 421-437 (2008).
  13. Grillon, C., Ameli, R., Goddard, A., Woods, S. W., Davis, M. Baseline and fear-potentiated startle in panic disorder patients. Biol. Psychiatry. 35 (7), 431-439 (1994).
  14. Morgan, C. a., Grillon, C., Southwick, S. M., Davis, M., Charney, D. S. Fear-potentiated startle in posttraumatic stress disorder. Biol. Psychiatry. 38 (6), 378-385 (1995).
  15. Robinson, O. J., Overstreet, C., Allen, P. S., Pine, D. S., Grillon, C. Acute tryptophan depletion increases translational indices of anxiety but not fear: serotonergic modulation of the bed nucleus of the stria terminalis?. Neuropsychopharmacology. 37 (8), 1963-1971 (2012).
  16. Bradford, D. E., Magruder, K. P., Korhumel, R. A., Curtin, J. J. Using the Threat Probability Task to Assess Anxiety and Fear During Uncertain and Certain Threat. J Vis Exp. (91), e51905 (2014).
  17. Schmitz, A., Grillon, C. Assessing fear and anxiety in humans using the threat of predictable and unpredictable aversive events (the NPU-threat test). Nat. Protoc. 7 (3), 527-532 (2012).
  18. Grillon, C., Ameli, R. Effects of threat of shock, shock electrode placement and darkness on startle. Int. J. Psychophysiol. 28 (3), 223-231 (1998).
  19. Grillon, C., Pellowski, M., Merikangas, K. R., Davis, M. Darkness facilitates the acoustic startle reflex in humans. Biol. Psychiatry. 42 (6), 453-460 (1997).
  20. Insel, T., Cuthbert, B. N., et al. Research Domain Criteria (RDoC): Toward a new classification framework for research on mental disorders. Am. J. Psychiatry. 167 (7), 748-751 (2010).
  21. Robinson, O. J., Vytal, K. E., Cornwell, B. R., Grillon, C. The impact of anxiety upon cognition: perspectives from human threat of shock studies. Front. Hum. Neurosci. 7, 203 (2013).
  22. Sternberg, S. High-speed scanning in human memory. Science. 153 (736), 652-654 (1966).
  23. Jaeggi, S. M., Buschkuehl, M., Perrig, W. J., Meier, B. The concurrent validity of the N-back task as a working memory measure. Memory. 18 (4), 394-412 (2010).
  24. Altamura, M., Elvevåg, B., et al. Dissociating the effects of Sternberg working memory demands in prefrontal cortex. Psychiatry Res. – Neuroimaging. 154 (2), 103-114 (2007).
  25. Spielberger, C. D. State-Trait Anxiety Inventory. Anxiety. 19 (650), 2009 (1987).
  26. Beck, A. T., Epstein, N., Brown, G., Steer, R. a. An inventory for measuring clinical anxiety: psychometric properties. J. Consult. Clin. Psychol. 56 (6), 893-897 (1988).
  27. Beck, A., Brown, G., Steer, R. BDI-II Manual. J. Health Psychol. 17 (6), (1996).
  28. Peterson, R. A., Heilbronner, R. L. The anxiety sensitivity index:. Construct validity and factor analytic structure. J. Anxiety Disord. 1 (2), 117-121 (1987).
  29. Sthle, L., Wold, S. Analysis of variance (ANOVA). Chemom. Intell. Lab. Syst. 6 (4), 259-272 (1989).
  30. Blumenthal, T. D., Cuthbert, B. N., Filion, D. L., Hackley, S., Lipp, O. V., Van Boxtel, A. Committee report: Guidelines for human startle eyeblink electromyographic studies. Psychophysiology. 42 (1), 1-15 (2005).
  31. Torrisi, S., et al. The Neural Basis of Improved Cognitive Performance by Threat of Shock. Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 11 (11), 1677-1686 (2016).
  32. Robinson, O. J., Krimsky, M., Grillon, C. The impact of induced anxiety on response inhibition. Front. Hum. Neurosci. 7, 69 (2013).
  33. Owen, A. M., McMillan, K. M., Laird, A. R., Bullmore, E. N-back working memory paradigm: A meta-analysis of normative functional neuroimaging studies. Hum. Brain Mapp. 25 (1), 46-59 (2005).
  34. Bailey, J. E., Argyropoulos, S. V., Kendrick, A. H., Nutt, D. J. Behavioral and cardiovascular effects of 7.5% CO2 in human volunteers. Depress. Anxiety. 21 (1), 18-25 (2005).
  35. Thibodeau, M. A., Welch, P. G., Katz, J., Asmundson, G. J. G. Pain-related anxiety influences pain perception differently in men and women: A quantitative sensory test across thermal pain modalities. Pain. 154 (3), 419-426 (2013).
  36. Lamm, C., Pine, D. S., Fox, N. A. Impact of negative affectively charged stimuli and response style on cognitive-control-related neural activation: An ERP study. Brain Cogn. 83 (2), 234-243 (2013).

Tags

Working MemoryAnxietySternberg Working Memory TaskThreat Of Shock ParadigmSkin ConductanceHeart RateStartle ResponseEMGShock Calibration

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Diesen Artikel zitieren
Balderston, N. L., Hsiung, A., Liu, J., Ernst, M., Grillon, C. Reducing State Anxiety Using Working Memory Maintenance. J. Vis. Exp. (125), e55727, doi:10.3791/55727 (2017).
Zitat herunterladen
Nachdrucke und Berechtigungen

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image