Potentiation of the startle reflex is measured via electromyography of the orbicularis oculi muscle during low (uncertain) and high (certain) probability electric shock threat in the Threat Probability Task. This provides an objective measure of distinct negative emotional states (fear/anxiety) for research on psychopathology, substance use/abuse, and broad affective science.
La paura di alcune minacce e ansia per incerto minaccia sono emozioni distinte con unico comportamentale, cognitivo-attentivo e componenti neuroanatomiche. Sia l'ansia e la paura possono essere studiati in laboratorio misurando il potenziamento dei riflessi di startle. Il riflesso di startle è un riflesso difensivo che viene potenziata quando un organismo è minacciata e la necessità di difesa è alta. Il riflesso di trasalimento è valutata tramite l'elettromiografia (EMG) del muscolo orbicolare suscitato da brevi, intense, esplosioni di rumore bianco acustico (ad esempio, "sonde spavento"). Potenziamento Startle è calcolato come l'aumento di trasalimento grandezza risposta durante la presentazione di serie di segnali di minaccia visivi che segnalano la consegna di una lieve scossa elettrica relativi a insiemi di stimoli appaiati che segnalano l'assenza di shock (spunti no-threat). Nel Task Threat probabilità, la paura viene misurata tramite il potenziamento trasalimento di alta probabilità (100% cue-contingente scossa; CERTAspunti n) la minaccia, mentre l'ansia è misurato attraverso il potenziamento trasalimento a bassa probabilità (20% cue-contingente scossa; incerti) segnali di minaccia. Misura di potenziamento startle durante la Task Threat Probabilità fornisce un'alternativa oggettivo e di facile applicazione per la valutazione di effetto negativo tramite self-report o altri metodi (ad esempio, neuroimaging) che possono essere inappropriati o impraticabile per alcuni ricercatori. Potenziamento startle è stato studiato rigorosamente in entrambi gli animali (ad es., Roditori, primati non umani) e gli esseri umani che facilita la ricerca traslazionale animale a uomo. Potenziamento startle durante certo ed incerto minaccia fornisce una misura oggettiva del affettiva negativa e stati emotivi distinti (paura, ansia) da utilizzare nella ricerca sulla psicopatologia, la sostanza uso / abuso e in generale nella scienza affettiva. Come tale, è stato ampiamente utilizzato dagli scienziati clinici interessati alla psicopatologia eziologia e dagli scienziati affettive interessati a individual differenze di emozione.
L'obiettivo generale della task minaccia Probabilità di districare sperimentalmente l'espressione di ansia in risposta a bassa probabilità (cioè, incerta) minacce dalla paura in risposta ad alta probabilità (vale a dire, certe minacce). L'incertezza si verifica quando qualche aspetto di una minaccia è scarsamente definito. Mentre l'ansia può essere descritto in molti modi, esacerbato risposte a bassa probabilità o altrimenti eventi negativi incerti è un sintomo clinico distintivo nei disturbi d'ansia 1,2. Inoltre, aumento dell'ansia legata fisiologica di rispondere durante minaccia incerta di shock contro la paura legate fisiologica di rispondere durante certo rischio di shock nei compiti di laboratorio possono fornire un indicatore fisiologico per disturbi d'ansia 3. Smorzamento di ansia di minacce incerte specifico può essere una componente fondamentale della risposta allo stress smorzamento proprietà di droghe come l'alcool 4-7. Aumento ansia durante uncalune minaccia può segnare un neuroadattamento nel circuito dello stress del cervello a seguito dell'uso di droghe 4,8 cronico. Così, la Task Threat Probabilità fornisce una misura oggettiva del affettiva negativa e stati emotivi distinti (ansia, paura) da utilizzare nella ricerca sulla psicopatologia, uso di sostanze / abuso e la scienza affettiva. Come tale, può essere uno strumento potente per l'utilizzo da parte degli scienziati clinici e affettivi interessati in psicopatologia eziologia e le differenze individuali in emozione.
I metodi tradizionali utilizzati per lo studio delle emozioni nell'uomo
Affettivi scienziati hanno usato una serie di misure e paradigmi per studiare le emozioni umane 9, ma la maggior parte di questi non fornisce la precisione necessaria trovato nella Task minaccia Probabilità di analizzare l'ansia da altre emozioni negative come la paura. Ad esempio, self-report è comunemente usato, ma può soffrire di caratteristiche della domanda e altre forme di distorsione di risposta. I partecipanti possono non essere able di distinguere con precisione tra ansia e paura, e il collegamento del loro rapporto ai meccanismi neurobiologici sottostanti è distale al meglio. Inoltre, self-report deve spesso essere condotto in modo retrospettivo dal momento che il processo di introspezione e relazione potrebbe alterare in altro modo l'esperienza dei partecipanti degli stimoli affettivi. Naturalmente, rapporto retrospettiva soffre di disturbi della memoria e del degrado. Psicofisiologi spesso misurano emozioni durante una manipolazione incidere che coinvolge emotivamente presentazione di immagini evocative 10. Questo compito visualizzazione immagine è ben validato, è meno influenzato dalle carenze del self-report, e ha portato a molte intuizioni importanti per quanto riguarda le differenze individuali nella risposta affettiva e il loro contributo alla psicopatologia 11,12. Tuttavia, solo un ampio effetto negativo viene misurata durante questa operazione la visualizzazione delle immagini che non consente per lo studio di diverse emozioni negative come l'ansia e la paura which può essere misurata con la Task Threat Probabilità. Neuroscienziati affettivi spesso misurano la risonanza magnetica funzionale (fMRI) durante le attività che provocano effetto negativo, ma questi approcci possono essere troppo costosi per molti ricercatori. Inoltre, le risoluzioni spaziali e temporali dei metodi fMRI sono attualmente limitati, rendendo difficile per fMRI per districare le strutture neurologiche che si ritiene essere associato con l'ansia rispetto a altre emozioni. Ancora più importante, influenzano deve ancora essere stabilito un indice di fMRI ben definito di qualsiasi tipo di negativo.
Ricerca traslazionale con animali utilizzando la risposta di trasalimento
La Task Threat probabilità è modellato dopo la ricerca di base con gli animali che hanno fornito il primo esempio della precisione necessaria per distinguere l'ansia dalla paura. I neuroscienziati hanno utilizzato studi lesionali attentamente controllate con roditori per modellare l'ansia e la paura con risposte differenziali alle incerte e alcuniin minaccia cued di scosse elettriche. Questo lavoro ha chiarito importanti differenze nelle risposte di ansia correlate a bassa probabilità, ambiguamente definita, shock distale o comunque incerta rispetto a risposte di paura correlate a altamente probabile, chiaramente definito, imminente certa scossa 13. Minacce incerte provocano il congelamento e la vigilanza iper negli animali, considerando che alcune minacce suscitano evitamento attivo, attacco difensivo, o entrambi 14. Imminente, certe minacce focalizzano l'attenzione sulla minaccia in sé, considerando distali, minacce temporalmente incerti incoraggiano distribuiti attenzione per l'ambiente complessivo 15 – 17. Risposta alle minacce temporalmente incerti sembra essere sostenuta, considerando risposta a determinate minacce è fasica e tempo bloccato alla minaccia 13. Nel lavoro relativo, studi lesionali hanno dimostrato che la risposta alle minacce incerte sono selettivamente mediato da fattori di noradrenalina e vie di rilascio della corticotropina attraverso il lateraledivisioni del nucleo centrale dell'amigdala e del nucleo della stria terminalis 18. Molto di questo lavoro usa potenziamento della risposta agli stimoli acustici come misura dipendente primario 13, che è la stessa misura dipendente utilizzato nel Task Threat Probabilità. I substrati neurobiologici del circuito risposte di allarme sono stati ampiamente studiati con la scoperta di connessioni chiare alle strutture cerebrali attive in risposte a incerti e alcune minacce 19,20. Le risposte di allarme può essere valutata in numerose specie che fornisce uno strumento potente per lo studio traslazionale emozioni. La risposta di trasalimento nell'uomo si verifica riflessivamente in risposta ad uno stimolo uditivo improvviso e intenso. Startle è più spesso misurata negli esseri umani dal collocamento di elettromiografia (EMG) elettrodi sul orbicularis oculi (chiusura coperchio) del muscolo dell'occhio. Startle attività EMG correlati viene potenziata quando un organismo è presentato con una stimul minacciosonoi come ad esempio un imminente scossa elettrica rispetto agli stimoli non minaccioso 19.
Il No-shock, prevedibile-shock, Unpredictable-shock (NPU) compito e la minaccia dell'incertezza
La Task Threat probabilità è stato ispirato da Grillon e colleghi quando questi ricercatori hanno introdotto l'uso di potenziamento trasalimento per studiare l'ansia e la paura negli esseri umani con il compito 21 No-shock, prevedibile-shock, Unpredictable-shock (NPU). Nella condizione prevedibile del compito NPU, gli shock sono al 100 per cento cue-contingente e si verificano in un costante, tempo di nota (fine della breve presentazione cue). Nella condizione imprevedibile del compito NPU, gli shock sono completamente imprevedibili. I pazienti con disturbi da stress post-traumatico e di panico esibiscono selettivamente aumentato trasalimento potenziamento durante scossa imprevedibile, ma non prevedibile nel compito NPU 22,23. In altri lavori, i farmaci prescritti per trattare l'ansia avere un effetto maggiore sulla potentiati trasalimentodurante scossa imprevedibile che durante scossa prevedibile nel compito NPU 24. Nella ricerca sugli effetti ansiolitici dell'alcol, Moberg e Curtin 4 utilizzate il compito NPU di dimostrare che una dose moderata di alcol riduce selettivamente spaventare potenziamento durante la minaccia di imprevedibile, ma non urti prevedibile. L'incertezza è multiforme e shock nella condizione imprevedibile del compito NPU sono incerte per quanto riguarda sia se vengono a verificarsi (incertezza probabilità) e quando si verificano (incertezza temporale). Molte teorie suggeriscono che la QUANDO dimensione di incertezza è fondamentale nella produzione di ansia 19. Tuttavia, i dati provenienti da Curtin et al. 5 suggerisce un meccanismo comune per l'elicitazione di ansia in vari tipi di incertezza. Il compito Threat Probabilità descritto qui manipola incertezza su IF uno shock si verifica mentre si tiene tutte le altre dimensioni di incertezza costante chiarendo cosìquale aspetto di incertezza è responsabile degli effetti il compito presenta. Le attività che utilizzano il potenziamento trasalimento di minaccia cued sono flessibili e possono anche essere modificati dagli scienziati affettivi per manipolare l'incertezza su dove le scosse stanno per accadere 25 e quanto male saranno 7,26. Di tutti questi compiti, la minaccia Probabilità Task è uno dei più facili da interpretare a causa della sua attenzione su una dimensione di incertezza e più semplice da implementare a causa della sua inclusione di due sole varianti di incertezza minaccia (bassa probabilità e alta probabilità di shock).
La Task Threat Probabilità
Nel Task Minaccia probabilità, il partecipante è seduto a circa 1,5 m da un tubo a raggi catodici (CRT) del monitor. Spunti minacce vengono visualizzate sul monitor per 5 secondi ciascuna con un ITI durata variabile (range = 15-20 sec). Spunti minacce sono divisi in gruppi di due condizioni di minaccia di shock e una condizione di assenza di pericolo (vedi <strong> Figura 1). In entrambe le condizioni di minaccia shock di 200 msec durata vengono consegnati a 4,5 sec in tempi di presentazione spunto per le dita del partecipante. Nel 100% minaccia condizione probabilità, gli shock sono consegnati durante la presentazione di ogni stecca. Nel 20% di probabilità condizionata minaccia, gli shock sono consegnati durante la presentazione di 1 su ogni 5 stecche. Il partecipante vede due set (15 totali) spunti di ciascuna condizione probabilità minaccia. Il partecipante vede anche due set neutri di spunti che segnalano alcuna minaccia (spunti no-threat; 15 segnali in totale). Il testo visualizzato sul monitor informa il partecipante del prossimo tipo di set. Un'etichetta per il tipo di set viene visualizzato durante l'intero set nell'angolo in alto a sinistra del monitor. Spunti diversi colori sono utilizzati per ogni condizione di facilitare la consapevolezza di ogni set per il partecipante. Durante l'operazione, il programma di presentazione dello stimolo presenta il partecipante con sonde stimoli acustici in forma di 50 msec raffiche di 102 dB rumore biancocon il prossimo tempo di salita istantanea erogata attraverso le cuffie. Sonde stimoli acustici vengono consegnati a 4 sec nella presentazione di un sottoinsieme dei segnali. Sonde aggiuntive vengono consegnati a 13 sec e 15 sec dopo compensare durante l'ITIS di diminuire la prevedibilità delle sonde cue. Prima di qualsiasi presentazione di stimoli visivi, l'attività inizia con la consegna di 3 sonde stimoli acustici per abituare subito la risposta di trasalimento prima misurazione compito principale. I ricercatori bilanciare la posizione seriale delle sonde stimoli acustici in tutta condizioni all'interno di soggetti al fine di controllare per assuefazione e sensibilizzazione effetti 27,28. Per un esempio di una serie completamente controbilanciato di prove per la Task Threat Probabilità vedere materiale supplementare.
Il compito Threat probabilità è stata utilizzata per dimostrare che la bassa probabilità (incerta) di shock da sola è sufficiente a suscitare ansia e consentire la valutazione degli effetti ansiolitici dell'alcol <sup> 6. La ricerca preliminare con i consumatori di marijuana a carico suggerisce il Task Threat probabilità può essere utilizzato anche per valutare gli effetti della sospensione del farmaco 29. Così, la Task Threat Probabilità fornisce un'alternativa di facile applicazione ai metodi più costosi e meno precise per la misura oggettiva di diversi stati emotivi negativi (ad esempio, ansia e paura) per la ricerca sulla psicopatologia, l'uso di sostanze / abuso, e ampio scienza affettiva.
La Task Threat probabilità può essere utilizzato per studiare l'espressione di ansia e paura valutando il potenziamento trasalimento a bassa probabilità (incerta) e alta probabilità (certo) minaccia di scosse elettriche. I dipendenti di misura e delle minacce contingenze primari utilizzati in questo compito può essere utilizzato con roditori, primati non umani e gli esseri umani, quindi, fornendo un ottimo strumento traslazionale per studiare l'espressione di emozioni negative 13,18,40. Potenziam…
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by Grants R01AA15384 from the National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism and 5R01DA033809-02 from the National Institute of Drug Abuse to John J. Curtin.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Amplifier | Numerous options | N/A | See Curtin, Lorenzo, and Allen (2007) for a list of vendors. |
Small Ag/AgCl EMG Sensors | Discount Disposables | TDE-023-Y-ZZ-S | 4mm, and 48in lead length |
http://www.discountdisposables.com/ | |||
Large Ag/AgCl EMG sensor | Discount Disposables | TDE-022-Y-ZZ-S | 8mm, and 48in lead length |
http://www.discountdisposables.com/ | |||
Small electrode collars | Discount Disposables | TD-23 | 5mm |
http://www.discountdisposables.com/ | |||
Large electrode collars | Discount Disposables | TD-22 | 8mm |
http://www.discountdisposables.com/ | |||
Shock box | Custom | Custom | See supplemental material for a circuit diagram for the custom shock box used by the Curtin laboratory. An example of a commerical shock box can be found at: http://www.psychlab.com/stim_SHK_shockers.html |
Alcohol pads | Fisher Scientific | 06-669-72 | http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/home?storeId=10652 |
Exfoliant gel | Weaver and Company | NuPrep | http://www.weaverandcompany.com/index.html |
Conductive Gel | Electro-Cap International | ECA E9 | http://www.electro-cap.com/ |
Gauze pads | Neuromedical Supplies | 95000025 | http://www.neuroscan.com/supplies.cfm |
Blunt Needle | Electro-Cap International | E8B | http://www.electro-cap.com/ |
Medical tape | Neuromedical Supplies | 95000032 | http://www.neuroscan.com/supplies.cfm |
Electrode Sterilizing Solution | Emergency Medical Products: | MX-2800 | Gloves should be warn when handling metricide |
http://www.buyemp.com | |||
Headphones | Sennheiser | 4974 | Head phones should be capable of repeatedly delivering startle probe’s at the level chosen by experimenters (e.g.,102 db) |
http://en-us.sennheiser.com/ | |||
Participant monitoring camera. | PolarisUSA | BC-660B | Infrared capable camera so participant can be monitored while lights are off in experiment room. |
http://www.polaris.com/en-us/home.aspx | |||
Infrared panel | PolarisUSA | IR-TILE | http://www.polaris.com/en-us/home.aspx |
Video monitor for participant monitoring | Marshall Electronics | M-Pro CCTV 19 | http://www.marshall-usa.com/IVS/monitors/M-Pro_CCTV_19.html |
Stimulus Computer | Dell | Dell Optiplex3010 | Most modern computers appropriate |
http://www.dell.com/ | |||
Sound card (Stimulus computer) | Creative | 70SB127000002 | http://us.store.creative.com/Creative-Sound-Blaster-XFi-Titanium-HD/M/B0041OUA38.htm. The sound card delivers the startle probes. An example of a stand alone noise generator can be found at: http://www.psychlab.com/stim_TG_WN_sound.html# |
I/O card (Stimulus computer) | Measurement Computing | PCI-DIO24 | I/O card allows control of shock box and communication of event markers (e.g., for startle probe occurrence) to data collection computer. |
http://www.mccdaq.com/pci-data-acquisition/PCI-DIO24.aspx | |||
Stimulus control software | Psychtoolbox | N/A | Open source (free) toolbox based in Matlab |
Psychtoolbox.org | |||
Computational platform for stimulus control and data reduction | MathWorks | N/A | Required to use Psychtoolbox and EEGLab (below) |
http://www.mathworks.com/products/matlab/ | |||
Data collection computer | Dell | Dell Optiplex3010 | Most modern computers are appropriate |
http://www.dell.com/ | |||
Psychophysiology acquisition software | Numerous options | N/A | See Curtin, Lorenzo, and Allen (2007) for a list of vendors. |
Stimulus Monitor | Acer | Acer AL1916W | http://us.acer.com/ac/en/US/content/group/monitors |
Data Collection Monitor | Acer | Acer AL1916W | http://us.acer.com/ac/en/US/content/group/monitors |
Participant CRT monitor | ViewSonic | P810 | http://www.viewsonic.com/us/ |
Data processing software | EEGLab | N/A | Open source (free) software package based in Matlab |
http://sccn.ucsd.edu/eeglab/ |