تقليل قلق الدولة باستخدام صيانة الذاكرة العاملة
Summary
هذا البروتوكول يوضح كيفية قياس القلق بوتنتياتد غبل خلال ستيرنبرغ نموذج الذاكرة العاملة.
Abstract
والغرض من هذا البروتوكول هو شرح كيفية دراسة العلاقة بين عمليات الذاكرة العاملة والقلق من خلال الجمع بين الذاكرة العاملة ستيرنبرغ (ويم) والتهديد من نماذج الصدمة. في نموذج ويم ستيرنبرغ، مطلوب من الموضوعات للحفاظ على سلسلة من الرسائل في ويم لفترة قصيرة وتستجيب عن طريق تحديد ما إذا كان موقف حرف معين في سلسلة يطابق موجه العددية. في خطر من نموذج الصدمة، يتعرضون لمواضيع بالتناوب حيث هم إما في خطر تلقي عروض لا يمكن التنبؤ بها لصدمة كهربائية خفيفة أو آمنة من الصدمة. يتم التحقيق في القلق في جميع أنحاء كتل آمنة والتهديد باستخدام منعكس المفاجئة الصوتية، الذي هو بوتنتياتد تحت التهديد (القلق بوتنتياتد ستارتل (أبس)). من خلال إجراء نموذج ويم ستيرنبرغ خلال التهديد بالصدمة والتحقيق في الاستجابة السريعة خلال إما فاصل الصيانة ويم أو الفترة بين إنتيرتريال، فمن الممكن أن dإترمين تأثير صيانة ويم على أبس.
Introduction
وفقا لنظرية التحكم في الانتباه (أكت)، القلق يتداخل مع المعالجة المعرفية من خلال التنافس على الوصول إلى موارد الذاكرة العاملة (ويم) محدودة 1 . ومع ذلك، فإن أكت لا يعالج معكوس هذه العلاقة ( أي تأثير المعالجة المعرفية على القلق). من خلال التلاعب القلق أثناء المهام المعرفية باستخدام التهديد من نموذج الصدمة، فمن الممكن لتقييم كل من تأثير القلق على الإدراك وتأثير الإدراك على القلق 2 ، 3 ، 4 ، 5 . والغرض من هذا البروتوكول هو للتدليل على كيفية إدارة نموذج ويم ستيرنبرغ خلال التهديد من الصدمة نموذج للتحقيق في العلاقة ثنائية الاتجاه بين القلق وصيانة ويم.
ويستخدم على نطاق واسع التهديد من نموذج الصدمة في المختبر للتلاعب القلق الدولةو "و" 6 و 7 و 8 و 9 و 10 و 11 ويمكن تنفيذها في المواد الصحية 2 ، 3 ، 4 ، 5 والمرضى 12 ، 13 ، 14 ، 15 على حد سواء (انظر برادفورد وآخرون 16 على سبيل المثال). ويتكون النموذج من كتل متناوبة من التهديد والسلامة 17. الموضوعات عرضة لخطر التحفيز الكهربائي لا يمكن التنبؤ بها خلال كتل التهديد، ولكن ليس خلال كتل آمنة.المواضيع 'القلق يمكن أن يتم التحقيق بشكل دوري باستخدام المنعكس الصوتي الصوتية 18 ، 19. المواضيع عادة شأو أكبر استجابات بارزة خلال كتل التهديد بالمقارنة مع كتل آمنة، وهذا القلق بوتنتياتد ستارت (أبس) يمكن أن تستخدم كمؤشر الطرفية للتغيير في القلق المستمر خلال الاختبار 17 ، 18 . ويعترف المعهد الوطني للصحة العقلية (بوتنتياتد) في التهديد بنموذج الصدمة كمؤشر فسيولوجي للقلق في مصفوفة معايير مجال البحث 20 . ومع ذلك، فمن الممكن أيضا للتحقيق في قلق الفرد باستخدام تقرير الذاتي مقياس ليكرت من نوع. لأن التهديد بالصدمة هو نموذج سلبي، يمكن إجراء المهام المعرفية الأخرى في وقت واحد 21 . من خلال الجمع بين خطر الصدمة مع مهمة ستيرنبيرغ ويم، فمن الممكن التحقيق في القلق أثناء صيانة ويم 3 .
خلال نموذج ستيرنبرغ ويم، مطلوب من الموضوعات لترميز سلسلة من الحروف في ويم والاستجابة أفتر فاصل زمني قصير 3 ، 22 . على عكس المهام أكثر تعقيدا ويم (على سبيل المثال، مهمة N- الظهر) 4 ، 5 ، 23 ، مهمة سترنبيرغ لا يتطلب التلاعب في المعلومات في ويم 3 ، 22 . وبالإضافة إلى ذلك، المواضيع ترميز، والحفاظ على، والرد على العناصر خلال فترات متميزة. معا، هذه الميزات تجعل من الممكن لفصل صيانة ويم من العمليات المعرفية الأخرى أكثر تعقيدا 24 . من خلال فحص أبس خلال فترة الصيانة ويم، فمن الممكن لتحديد تأثير صيانة ويم على القلق. وبالمثل، من خلال مقارنة دقة ويم ووقت رد الفعل (رت) بين التهديد والكتل آمنة، فمن الممكن لتحديد تأثير القلق على صيانة ويم. هذا البروتوكول سوف تفاصيل الخطوات الإجرائية اللازمة لإجراء نموذج ستيرنبرغ ويم دأو التهديد بالصدمة، وكذلك الخطوات التحليلية اللازمة لتقييم أبس والدقة ووقت التفاعل أثناء المهمة.
Protocol
Representative Results
Discussion
توضح هذه الورقة كيفية إدارة مهمة ويم ستيرنبرغ أثناء التهديد بالصدمة. باستخدام هذا البروتوكول، كان من الممكن أن تظهر أن صيانة ويم كافية للحد من القلق، كما تقاس من قبل تقوية الصوتية المنعكس المفاجئة 3 . وتشير هذه النتائج إلى أن العلاقة بين الإدراك والقلق هي ثنائية الاتجاه 3 – 5 وأن نماذج القلق (على سبيل المثال، نظرية الرقابة الانتباه) 1 يجب أن يفسر تأثير الإدراك على القلق بالإضافة إلى تأثير القلق على الإدراك. على الرغم من أن البروتوكول الحالي يصف التكامل بين مهمة ويم ستيرنبرغ والتهديد من نموذج صدمة، فإنه يمكن أيضا أن تكون بمثابة إطار لدراسة العلاقة بين الإدراك والقلق بشكل عام 21 .
من خلال إعادة تصميم المهام المعرفية القائمة أن تجري خلال التواتينز فترات السلامة والتهديد، فمن الممكن لدراسة تأثير القلق على العمليات المعرفية محددة، مثل ويم والاهتمام المستمر 2 ، 31 ، 32 . على سبيل المثال، في العمل السابق، تم دمج مهمة الذاكرة N- الظهر العمل مع التهديد من نموذج الصدمة، مما يدل على أن القلق يتداخل مع ويم في حمولة منخفضة ولكن ليس حمولة عالية 4 ، 5 . وتشير هذه النتائج إلى أن القلق يتداخل مع ويم، ولكن أيضا أن الأفراد الأصحاء قادرون على التغلب على القلق عند مطالب مهمة عالية. كما تم دمج الاهتمام المستمر بمهمة الاستجابة (سارت) مع تهديد نموذج الصدمة؛ كان على المواضيع أن تمنع ردودهم على محفزات الهدف نادرة. وهذا يدل على أن خطر الصدمة يزيد من دقة التجارب نوغو خلال المهمة 31 ، 32 . معا معدراسات N- الظهر، تشير هذه النتائج إلى أن القلق يمكن أن يضعف ويسهل الأداء، وأن اتجاه التأثير يعتمد على العمليات المعرفية المحددة التي تنطوي عليها المهمة.
وبالمثل، من خلال إضافة تحقيقات دقيقة توقيت بالضبط لمهمة المعرفية القائمة التي تم تكييفها لتهديد نموذج الصدمة، فمن الممكن لدراسة تأثير المهام المعرفية محددة على القلق. وقد لوحظت العلاقة بين الحمل ويم والقلق في البداية خلال المهام N- الظهر ويم، حيث زيادة عدد من العناصر التي يتم الحفاظ عليها خفض أبس 4 ، 5 . ومع ذلك، لأن هذه المهمة تتطلب كل من الصيانة والتلاعب، كان من الصعب تحديد أي مكونات ويم كانت ضرورية لخفض ملحوظ في القلق 23 ، 33 . من خلال متابعة هذه الدراسات مع أبسط نموذج ستيرنبرغ ويم، كان من الممكن أن شأن المعالجة التنفيذية المركزية ليست ضرورية لخفض القلق 3 .
هذه التقنية يمكن استخدامها لدراسة كل من تأثير القلق على الإدراك، فضلا عن تأثير الإدراك على القلق. وبالتالي، فمن المهم التلاعب في كل من القلق والحمل المعرفي في هذا النموذج واتخاذ تدابير موثوقة لكل منهما. عند تطبيق هذه الطريقة على النماذج المعرفية الجديدة، من المهم التأكد من أن النموذج المعرفي لديه مستويات مميزة من الصعوبة بناء على الأداء. إذا لم يظهر الاختبار التجريبي الاختلافات في الأداء عبر الظروف التجريبية، تحقق من آثار السقف / الطابق وضبط صعوبة المهمة وفقا لذلك. وبالمثل، من المهم تصميم التهديد من التلاعب الصدمة بحيث أنه من الممكن لمراقبة أبس خلال ظروف الحمل المعرفي منخفضة. إذا كان الاختبار التجريبي لا يظهر الاختلافات في الخلل أثناء ظروف الحمل المعرفي المنخفض، حاول التحقق من الإشارةنسبة إلى الضوضاء في قناة إمغ.
هناك 3 خطوات حاسمة لضمان فعالية هذا البروتوكول. أولا، من المهم التأكد من أن هذا الموضوع يفهم المهمة المعرفية التي يجري تنفيذها. إذا لزم الأمر، تصميم نسخة الممارسة للمهمة لضمان أن الموضوعات فهم التعليمات. ثانيا، من المهم التأكد من أن التحفيز الكهربائي المستخدم هو من كثافة كافية للحث على القلق في هذا الموضوع. إذا لزم الأمر، إعادة معايرة شدة التحفيز الكهربائي بعد كل تشغيل. وثالثا، من المهم التأكد من أن نسبة الإشارة إلى الضوضاء لقناة إمغ كافية لاستعادة الاستجابة الصاخبة الصوتية. إذا كانت القناة صاخبة أو مقاومة عالية جدا، وتنظيف شامل الجلد تحت العين وإعادة تطبيق أقطاب إمغ.
وعلى الرغم من وجود عدد من نقاط القوة لهذا النموذج، هناك أيضا قيود ينبغي معالجتها. على سبيل المثال، استخدام أفيمكن أن تثير الصدمة الكهربائية المثيرة للقلق القلق لدى بعض هيئات المراجعة الداخلية، وخاصة عند التعامل مع الفئات الضعيفة من السكان. وتجدر الإشارة إلى أن هناك نهج بديلة للحث على القلق إلى جانب استخدام الصدمة الكهربائية. وتشمل هذه المستويات التنفس مستويات مرتفعة من كو 2 (7.5٪) لفترات طويلة (8-20 دقيقة) 34 ، وذلك باستخدام التهديد من التحفيز الحراري نزيه 35 ، وتقديم صور سالبة سالف 36 ، وما إلى ذلك ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن المحفزات الكهربائية هي آمنة (عند استخدامها بشكل صحيح)، على نطاق واسع، وفعالة. على الرغم من أن هذا البروتوكول يوصي نهج التوحيد لتحليل بوينتنتياتد غلة، قد تكون النتائج الخام أكثر موثوقية في بعض الحالات 9 ، 10 . إذا تم استخدام درجات موحدة، فمن المستحسن لفحص الدرجات الخام أيضا.
قوة هذا البروتوكول هو أنه يسمح للباحث بمرونةوالتلاعب القلق الدولة داخل الموضوع في جلسة واحدة واختبار العلاقة بين القلق والعمليات المعرفية محددة. هناك ثلاثة التطبيقات المستقبلية المحتملة لهذا البروتوكول. أولا، من المهم أن نفهم كيف تتفاعل النظم المعرفية والعاطفية على مستوى العمليات العصبية. يجب دراسة الدراسات المستقبلية العلاقة بين القلق والنشاط العصبي ذات الصلة صيانة ويم، وذلك باستخدام هذا النموذج أثناء تسجيل نشاط بولد. ثانيا، من المهم تعميم هذه النتائج على العمليات المعرفية الأخرى، مثل الاهتمام المستمر ومعالجة المكافأة. الدراسات المستقبلية باستخدام هذا البروتوكول يجب التعامل مع هذه العمليات خلال فترات التهديد والسلامة. ثالثا، من المهم أن نفهم العلاقة بين الإدراك والقلق، في كل من الأفراد الأصحاء وفي فئات المرضى. الدراسات المستقبلية باستخدام هذا البروتوكول يجب أن تشمل الأفراد من هذه المجموعات السكانية الخاصة.
في الختام، هذاالعمل يقدم بروتوكول لدراسة العلاقة بين الحمل ويم والقلق الناجم. وقد أظهرت الدراسات باستخدام هذا النموذج أن صيانة ويم كافية للحد من القلق ولكن القلق لا يتداخل مع تحميل ويم نفسها. على الرغم من أن النتائج المعروضة هنا هي محددة لنموذج ويم ستيرنبرغ، ويمكن تكييف هذا البروتوكول لدراسة العلاقة ثنائية الاتجاه بين الإدراك والقلق بشكل عام.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقدم الدعم المالي لهذه الدراسة من قبل برنامج البحوث الداخلية للمعهد الوطني للصحة النفسية، ZIAMH002798 (ClinicalTrial.gov معرف: NCT00026559: بروتوكول معرف 01-M-0185).
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 |
References
- Eysenck, M. W., Derakshan, N., Santos, R., Calvo, M. G. Anxiety and cognitive performance: attentional control theory. Emotion. 7 (2), 336-353 (2007).
- 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).
- Balderston, N. L., et al. Working memory maintenance is sufficient to reduce state anxiety. Psychophysiology. 53 (11), 1660-1668 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Grillon, C. Models and mechanisms of anxiety: Evidence from startle studies. Psychopharmacology (Berl). 199, 421-437 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Grillon, C., Ameli, R. Effects of threat of shock, shock electrode placement and darkness on startle. Int. J. Psychophysiol. 28 (3), 223-231 (1998).
- Grillon, C., Pellowski, M., Merikangas, K. R., Davis, M. Darkness facilitates the acoustic startle reflex in humans. Biol. Psychiatry. 42 (6), 453-460 (1997).
- 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).
- 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).
- Sternberg, S. High-speed scanning in human memory. Science. 153 (736), 652-654 (1966).
- 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).
- 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).
- Spielberger, C. D. State-Trait Anxiety Inventory. Anxiety. 19 (650), 2009 (1987).
- 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).
- Beck, A., Brown, G., Steer, R. BDI-II Manual. J. Health Psychol. 17 (6), (1996).
- Peterson, R. A., Heilbronner, R. L. The anxiety sensitivity index:. Construct validity and factor analytic structure. J. Anxiety Disord. 1 (2), 117-121 (1987).
- Sthle, L., Wold, S. Analysis of variance (ANOVA). Chemom. Intell. Lab. Syst. 6 (4), 259-272 (1989).
- 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).
- Torrisi, S., et al. The Neural Basis of Improved Cognitive Performance by Threat of Shock. Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 11 (11), 1677-1686 (2016).
- Robinson, O. J., Krimsky, M., Grillon, C. The impact of induced anxiety on response inhibition. Front. Hum. Neurosci. 7, 69 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
