このプロトコールは、Sternbergワーキングメモリのパラダイム中に不安を増強した驚愕を測定する方法を示しています。
このプロトコルの目的は、Sternbergワーキングメモリ(WM)とショックパラダイムの脅威を組み合わせることによって、ワーキングメモリプロセスと不安の関係を調べる方法を説明することです。スターンバーグWMのパラダイムでは、被験者はWM内の一連の文字を短い間隔で維持し、シリーズ内の特定の文字の位置が数値プロンプトに一致するかどうかを識別することによって応答する必要があります。ショックパラダイムの脅威では、被験者は、予期せぬ軽度の電気ショックを受ける危険性があるか、またはショックから安全である交互のブロックに曝される。脅威のもとで増強される音響驚愕反射を使用して、安全および脅威ブロック全体にわたって不安が探究される(不安 – 刺激性驚愕(APS))。ショックの脅威の中でSternberg WMパラダイムを実施し、WM維持期間または試行間隔の間に驚愕反応をプロービングすることによって、dWM保守のAPSへの影響を決定する。
注意制御理論(ACT)によれば、不安は限られたワーキングメモリ(WM)リソースへのアクセスを競合することによって、認知処理に干渉します1 。しかし、ACTは、この関係の逆数( すなわち 、不安に対する認知処理の効果)に対処していない。ショックパラダイムの脅威を使用して、認知作業時の不安を操作することによって、認知に不安の効果および不安2、3、4、5に認知の効果の両方を評価することが可能です。このプロトコルの目的は、ショック・パラダイムの脅威の中でSternberg WMパラダイムを管理して不安とWM維持の間の双方向関係を探る方法を示すことです。
衝撃パラダイムの脅威は、状態不安を操作するために実験室で広く使用されているF "> 6、7、8、9、10、11とは、健常者2、3、4、5及び患者12、13、14、同様に15で実現することができる(ブラッドフォードら例えば16参照)。パラダイムは、脅威と安全17のブロックを交互に構成されている。被験者は脅威ブロック間予測不可能な電気的刺激を受ける危険性がある、ではない安全なブロックの間である。被験者の不安は、音響驚愕反射18、19を使用して、定期的にプローブすることができる。被験者典型的にはshOWより大きい安全なブロックに比べ脅威ブロック中の驚愕反応、及びこの不安増強驚愕(APS)は、試験17、18の間に継続的な不安の変化の周辺指標として用いることができます。ショック・パラダイムの脅威の驚異的な驚きは、NIMH(National Institute of Mental Health)によって、研究領域基準マトリックス20の不安の生理学的指標として認識されている20 。しかし、自己報告型リッカート型スケールを用いて個人の不安を調査することも可能である。ショックの脅威は受動的なパラダイムであるため、他の認知課題も同時に実施することができる21 。衝撃の脅威とSternbergのWMタスクを組み合わせることで、WMのメンテナンス中に不安を突き止めることができます3 。
Sternberg WMパラダイムの間、被験者はWMの一連の文字をエンコードし、FTER短い間隔3、22。より複雑なWMタスク( 例えば、Nバックタスク)4、5、23とは異なり、スターンバーグタスクはWM 3、22の情報の操作を必要としません。さらに、被験者は、明確な間隔でアイテムを符号化し、維持し、応答する。これらの機能を組み合わせることで、WMのメンテナンスを他のより複雑なコグニティブプロセスから切り離すことが可能になります24 。 WM維持期間中にAPSをプロービングすることにより、不安に対するWM維持の効果を決定することが可能である。同様に、脅威ブロックと安全ブロックとの間のWM精度と反応時間(RT)とを比較することによって、WM維持に対する不安の影響を判定することが可能である。このプロトコルは、Sternberg WMパラダイムdを実行するのに必要な手続き的なステップ衝撃の脅威、ならびにタスク中のAPS、精度、および反応時間を評価するために必要な分析ステップを含む。
このペーパーでは、ショックの脅威の中でSternberg WMタスクを管理する方法を示します。このプロトコルを使用すると、驚異的な驚愕反射の増強によって測定されるように、WM維持が不安を軽減するのに十分であることを示すことが可能であった3 。これらの結果は、認知と不安との関係が双方向であることを示唆している3 から5とその不安のモデル( 例えば、集中力理論)認知に対する不安の影響に加えて、不安に認知の効果を説明しなければならない1。現在のプロトコルはSternberg WMタスクとショックパラダイムの脅威の統合を記述しているが、認知と不安の関係をより一般的に研究するフレームワークとしても役立つ21 。
オルタチンの間に起こる既存の認知課題を再設計することによって安全性と脅威のグラム期間は、WMと持続的注意2、31、32のような特定の認知プロセス、上の不安の効果を研究することが可能です。例えば、以前の研究では、Nバックワーキングメモリタスクは不安が高負荷4、5低負荷時WMと干渉なくことを実証し、ショックパラダイムの脅威と一体化しました。これらの結果は、不安がWMに干渉するが、健常者は仕事の要求が高いときに不安を克服できることを示唆している。 SART(Sustained Attention to Response Task)はショック・パラダイムの脅威と統合されていた。被験者は、まれな標的刺激に対する応答を抑制しなければならなかった。これは、衝撃の脅威は、タスク31、32の間のNogo試験に関する精度を増加させることを実証しました。と共にこれらの結果は、不安がパフォーマンスを損ない容易にすることができ、その効果の方向性は、その課題が関与する特定の認知プロセスに依存することを示唆している。
同様に、ショックパラダイムの脅威に適応された既存の認知課題に正確に時間を合わせた驚愕プローブを加えることによって、不安に対する特定の認知課題の効果を研究することが可能である。 WM負荷と不安との間の関係は、最初に-維持するアイテムの数を増加させることAPS 4,5を減少NバックWMタスク、の間に観察されました。このタスクは、メンテナンスや操作の両方を必要とするためしかし、WMコンポーネントが不安23、33で観察された減少のために必要であったかを判断することは困難でした。これらの研究を、より単純なSternberg WMパラダイムで追跡することによって、shなぜなら、不安軽減のためには、中央執行の処理は必要ないからである3 。
この技術は、認知が不安に及ぼす影響と同様に、認知に対する不安の効果の両方を研究するために使用することができる。したがって、このパラダイムにおける不安および認知負荷の両方を操作し、それぞれの信頼できる尺度を取ることが重要である。この方法を新規な認知パラダイムに適用する場合、認知パラダイムが性能に基づいて区別できるレベルの難易度を有することを確実にすることが重要である。パイロットテストで実験条件全体でパフォーマンスの違いが見られない場合は、天井/床の影響をチェックし、それに応じてタスクの難易度を調整します。同様に、認知負荷の低い状態でAPSを観察することができるようにショック操作の脅威を設計することが重要である。パイロット試験が認知負荷の低い状態で驚愕の違いを示さない場合は、信号をチェックしてみてくださいEMGチャネルのノイズ対ノイズ比。
このプロトコルの有効性を保証するための3つの重要なステップがあります。まず、被験者が実施されている認知課題を理解できるようにすることが重要です。必要に応じて、被験者が指示を理解できるように、タスクの練習バージョンを設計します。第2に、使用される電気刺激が被験者に不安を誘発するのに十分な強度であることを確実にすることが重要である。必要に応じて、各実行後に電気刺激の強度を再較正します。第3に、EMGチャンネルの信号対雑音比が音響驚愕反応を回復するのに十分であることを保証することが重要である。チャンネルにノイズが多い場合やインピーダンスが高すぎる場合は、目の下の皮膚を完全にきれいにし、EMG電極を再塗布してください。
このパラダイムにはいくつかの長所がありますが、対応すべき限界もあります。例えば、av敏感な電気ショックは、特に脆弱な集団に対処する際に、一部のIRB間で懸念を引き起こす可能性があります。電気ショック以外に不安を誘発する代替的なアプローチがあることに留意すべきである。これらは、激しい熱刺激35の脅威を利用して長期間(8〜20分) 34 CO 2 (7.5%)の上昇した呼吸を含み、負の評価された画像36を提示することを含む。しかしながら、電気刺激(適切に使用される場合)安全であり、広く使用され、効果的である。このプロトコルは増強驚愕を分析するための標準化アプローチを推奨しているが、生スコアは、10いくつかのケース9内のより信頼性であってもよいです。標準化されたスコアを使用する場合は、生のスコアも調べることをお勧めします。
このプロトコルの強みは、研究者が柔軟に被験者内の状態不安を単一のセッションで操作し、不安と特定の認知プロセスとの関係を試験することができる。このプロトコルの将来の可能性のあるアプリケーションは3つあります。まず、認知システムと感情システムが神経プロセスのレベルでどのように相互作用するかを理解することが重要です。将来の研究では、このパラダイムを用いてBOLD活動を記録しながら、不安とWM維持関連神経活動との関係を調べるべきである。第二に、これらの発見を、持続的な注意および報酬処理などの他の認知プロセスに一般化することが重要です。このプロトコルを使用する今後の研究では、脅威と安全の期間にこれらのプロセスを操作する必要があります。第3に、健常人と患者集団の両方において、認知と不安の関係を理解することが重要です。このプロトコルを用いた今後の研究には、これらの特別集団からの個体が含まれるべきである。
結論として、この仕事は、貨物の負荷と誘発された不安の間の関係を研究するためのプロトコルを提示します。このパラダイムを用いた研究では、不安を軽減するにはWM維持が十分であるが、不安はWM負荷そのものを妨げないことが示されている。ここで提示された知見はSternberg WMパラダイムに固有のものであるが、このプロトコルは一般的に認知と不安との間の双方向関係を研究するために適合させることができる。
The authors have nothing to disclose.
この研究の財政的支援は、ZIAMH002798(ClinicalTrial.gov Identifier:NCT00026559:Protocol ID 01-M-0185)という国立精神衛生研究所の教室内研究プログラムによって行われました。
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 |