الإنسان تكييف الخوف التي أجريت في واقع كامل الأبعاد 3 - الغمر الظاهري
Summary
وقد تم تكييف هواء الخوف النموذج الكلاسيكي للمشاركين في إعداد الإنسان حقيقة واقعة تماما الظاهري غامرة. تم قياسها باستخدام نموذج التمييز ، مكيفة الخوف ، جديلة والسياق الاحتفاظ الذاكرة ، وانقراض مع استجابة الجلد للتصرف الثعابين والعناكب دينامية الظاهري (للمحفزات مشروطة) في الإطارين الظاهري متميزة.
Abstract
تكييف الخوف هو نموذج يستخدم على نطاق واسع في مجال البحوث الحيوانية غير البشرية للتحقيق في الآليات العصبية الكامنة وراء الخوف والقلق. ويتمثل التحدي الرئيسي في إجراء دراسات تكييف في البشر هو القدرة على التلاعب بقوة أو محاكاة السياقات البيئية التي ترتبط مع السلوكيات العاطفية مكيفة. في هذا الصدد ، الواقع الافتراضي (VR) التكنولوجيا هي أداة واعدة. حتى الآن ، وتكييف هذه التكنولوجيا لتلبية القيود التجريبية تتطلب مساكن خاصة. هنا نتناول قضايا المنهجية عند إجراء تكييف الخوف في بيئة تماما غامرة VR 6 من جانب وتقديم بيانات تكييف الخوف.
في العالم الحقيقي ، والأحداث المؤلمة تحدث في البيئات المعقدة التي تتكون من العديد من الاشارات ، وإشراك جميع طرائق عملنا الحسية. على سبيل المثال ، العظة التي تشكل التكوين البيئي تشمل ليس فقط العناصر البصرية والسمعية ولكن ، حاسة الشم ، واللمس حتى. في دراسات القوارض من الحيوانات في ظروف الخوف ومغمورة تماما في سياق غني مع اشارات الرواية ، واللمس والشم البصرية. ومع ذلك ، عادة ما تجري اختبارات معملية في ظروف قياسية من الخوف في البشر في غرفة لا يوصف أمام شاشة الكمبيوتر أو شقة 2D و لا تعقيد تكرار تجارب العالم الحقيقي. من ناحية أخرى ، وجود قيود كبيرة من الدراسات السريرية التي تهدف إلى الحد من (إطفاء) الخوف ومنع الانتكاس في اضطرابات القلق هو أن تحدث بعد العلاج المشاركين قد حصلت على الخوف في سياق غير المنضبط وغير معروفة الى حد كبير. وبالتالي يتم ترك دون المجربون من المعلومات حول مدة التعرض ، والطبيعة الحقيقية للتحفيز ، والعظة الخلفية المرتبطة بها في البيئة 1. في غياب هذه المعلومات يمكن أن يكون من الصعب إطفاء حقا الخوف في آن معا جديلة والتي تعتمد على السياق. بيئات الواقع الافتراضي معالجة هذه القضايا من خلال توفير تعقيد العالم الحقيقي ، وفي الوقت نفسه السماح للمجربين لتقييد تكييف الخوف والمعلمات إلى الانقراض العائد البيانات التجريبية التي يمكن أن تشير إلى خيارات أفضل علاج و / أو تحليل الفرضيات الآلي.
طورنا من أجل اختبار الفرضية التي قد تكون غنية ترميز تكييف الخوف ومحددة السياق عندما أجريت في بيئة غامرة تماما ، الواقع الافتراضي متميزة 3 – D السياقات التي شهدت المشاركين تكييف الخوف من الثعابين الظاهري أو العناكب. الاشارات السمعية شارك في حدث مع CS من أجل إثارة المزيد من ردود توجيه وشعور "الوجود" في المواد 2. خدم الجلد استجابة تصرف يعتمد كمقياس للاحتفاظ الخوف اقتناء الذاكرة ، والانقراض.
Protocol
Discussion
1. النتائج
تم العثور على اقتناء ما يعادل الخوف داخل الدورة والانقراض عبر مجموعات (الشكل 3). هذه البيانات تشير إلى أنه لا يمكن أن يؤديها دراسات موثوق بها ومفيدة في ظروف الخوف ضمن قيود وقدرات بيئة غامرة تماما. وعلاوة على ذلك نحن أيضا قوية تثبت الذاكرة السياقية الخوف في نفس السياق المشاركين الاحتفاظ الخوف في الغطس (المشاركين الذين بقوا في السياق نفسه لأيام 1 و 2 ، نسبة إلى أولئك الذين شهدوا تحولا السياق). الإبقاء على الخوف هو أقوى في الغوص مما لوحظ في أحد المختبرات التقليدية المتطابقة نموذج 16 (انظر الشكل 3). مع الإعداد VR غامرة ، لا يستطيع المرء أن يدرس والتلاعب بيئات غنية المحتوى لبحث عمليات الذاكرة التقريرية في البشر ، وخلافا لما ورد في المختبر حيث الإعداد واقعية التلاعب السياق المتعدد الوسائط يصعب تحقيقه. أخيرا ، يمكن بسهولة أن العالمين VR استدار لاستخدامها بالاقتران مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) باستخدام نظارات مجسمة VR لإجراء تحليل الدماغ التنشيط خلال الترميز أو استرجاع اكتساب الخوف ، والانقراض ، والانتكاس. ويمكن استخدام هذه المنهجية لجسر القوارض والنتائج السريرية في الخوف والقلق.
2. السيطرة على السياق ، والتعرض التحفيز في الواقع الافتراضي.
وهناك قضية رئيسية مع استغلال VR للاستخدام التجريبي هو أيضا قوتها. تحديدا ، تماما غامرة VR يوفر التعقيد ، ويفند ، والحرية في العالم الحقيقي. على سبيل المثال ، في الحياة الحقيقية ، وضحايا الصدمات التجربة حافزا مكره في سياق مقابل مبلغ غير معروف من الوقت. تعرض السياقية ، ملامح محددة ومدخلات الحسية الأخرى التي حضرها أيضا غير معروف ، أو confirmable لا. وعلى نفس المنوال ، إذا كان لنا أن تسمح للمشاركين لاستكشاف بحرية في البيئات الافتراضية ونحن لن تكون قادرة على حساب السياق أو التحفيز وقت التعرض أو مدتها. على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن المشاركين المشي بسرعة كبيرة ، وسيغيب 3 من أصل 4 عروض + CS. آخر قد استكشاف سوى غرفة واحدة في الشقة الظاهري. وبالمثل ، إذا لم يتم تحديد عرض الحوافز في وسط الشاشة ، حيث يتم توجيه أنظار قبل البدء ، وسوف يغيب عن المشاركين تجنب أو العروض CS. وكان لدينا الحل لهذه يفند المحتملة لنقل المشاركين في جولة ، ويجلس كل بيئة من الاسترشاد بسعر تسمح فاصل زمني محدد interstimulus (ISI) ومدة التحفيز. يمكننا ثم استخراج بيانات قابلة للمقارنة SCR من نقاط زمنية محددة وأماكن معينة عبر جميع المشاركين (على سبيل المثال ، والاستجابات ل+ CS ، الولايات المتحدة ، والمحفزات CS -). واجهت صعوبات بعد اتخاذ هذا القرار وشملت ايجاد شكل المسار ، وطولها ، ومعدل الحركة التي لن يسبب الغثيان أو التنافر المخصوص للمشارك ، ويشعرون بعد التمشي المناسب لتقليد البيئة الطبيعية من خلال الرواية.
3. تنفيذ المعيار المعلمات تكييف الخوف إلى نظام VR.
لمحاكاة واقعية مشروطة المحفزات الثعابين والعناكب وصممت بعد الحياة البرية الصور. وعلى غرار لأول مرة الثعابين والعناكب في المايا ، والنمذجة الحاسوبية 3D الرسومات والصور المتحركة حزمة برامج ومن ثم استيرادها إلى نظام VR. فعلنا ذلك لأن التأليف Virtools هو الواقع الافتراضي النظام ، وليس تطبيق النمذجة. ولذلك فإنه يفضل استخدامه لتشغيل نظام VR وإضافة إلى التفاعل والملاحة مشهد. على وجه التحديد ، في MAYA أنشئت أربعة الحركات مختلفة لكل نوع CS (مثل الأفعى الملتفة ، عنكبوت يمر عبر الكلمة ، والأفعى الإندفاع إلى الأمام مع فتح الفم) ثم استيرادها إلى Virtools.
قبل استيراد النماذج الحية الديناميكية والعنكبوت في Virtools من المايا ، تم إنشاء مسار في Virtools لتوجيه المشاركين حول البيئة في أزياء تعميما على نحو سلس بحيث يسمح لأخذ عينات من البيئة على مدار ال 32 عروضا مشروطة خلال التحفيز الخوف تكييف. شكل المسار هو نفسه لكل من العوالم الثلاثة لدينا الظاهري. تم إنشاء الطريق إلى وقف لمدة أربع ثوان لكل عرض الحوافز ، وكان الفاصل الزمني interstimulus 11 + / — 4 ثوان خلالها هذا الموضوع كان يتحرك ببطء (الاسترشاد) من خلال البيئة. وتم تحديد هذا الفاصل الزمني من وجهة نظرنا السابقة الخوف تكييف التجارب في المختبر 8 ، 16 لأنه يسمح للانتعاش من الجلد استجابة تصرف بين العروض التحفيزية. ثم وضعت على طريق المحفزات في النقاط المحددة من قبل المعلمات التوقيت. خلق هذا الإعداد التحفيز محددة والعطف السياق (على سبيل المثال ، ثعبان الانزلاق على طاولة غرفة الطعام ، عنكبوت يتجول في الساق صوفا) ، والتي يمكن بحثها في وقت لاحق يمكن للذاكرة صريحة. وكانت المحفزات مباراة شبه عشوائية من خلال النصوص. وبدا جميع العروض التحفيزية في منتصفأمام الشاشة لمنع المشاركين من الحاجة إلى البحث عن التحفيز. قدم لنا هذا مع قدر من الوقت للرقابة التعرض التحفيز ، وموقعا سياق محدد. واحد الحد من وجهة النظر إلى الأمام هو أنها لا تستفيد من كامل قدرات النظام غامرة (على سبيل المثال ، والثعابين لا يمكن أن يدخل الغرفة من وراء مشارك). بالإضافة إلى ذلك ، وضعت بعناية المحفزات خارج مربع حول موقع الحدود المشاركين بحيث الثعابين والعناكب أبدا مستلبة الفضاء المشاركين الشخصية.
4. وجهة نظر وتتبع الرأس.
تم تعيين زاوية الغوص حتى من وضع الجلوس المشترك كان الزاوية الصحيحة التي تواجه الأمام. الخاضعة للرقابة لهذا التفاوت في الارتفاع بين المشاركين ، والتقليل من الآثار على الحركة لدينا تسجيلات الفسيولوجية. وصدرت تعليمات للمشاركين لمواجهة التحرك إلى الأمام ، وأقل قدر ممكن ، وهذا أيضا لرقابة المشاركين كانوا يبحثون فيها ، وبالتالي الحفاظ على التحفيز والتعرض سياق متسق بين المشاركين. اخترنا لتشغيل جهاز تتبع رئيس في نظارات 3D يرتديها المشاركين لضمان انهم يعاينون المشهد مع المنظور الصحيح. إذا لم تتبع رئيس ينتخب لحركة الرأس إلى اليسار أو اليمين وتسد بشكل صحيح ليس كيف ظهرت الكائنات في العالم (على ما يبدو مصممة على شاشات مثل الكائنات في الغطسة كمشاركين مشى من خلال). تتبع مع رئيس ينتخب ل، يمكننا التأكد من أن الميزات في بيئة احتفظت نسبها الطبيعية وضعت بشكل صحيح وعلى كل من جدران ستة من الغوص لمدة التجربة.
5. جمع البيانات.
لدينا مختبر في الإصدار القياسي من تكييف الخوف 8 ، 16 كان يسيطر عرض الحوافز التي النصي الكمبيوتر المبرمجة في عرض حزمة البرامج. نحن المستوردة من أجل الحفاظ على التناسق بين المختبر والبيئة الافتراضية ، لدينا معيار الخوف اقتناء والانقراض النصية في شكل رمز لمراقبة جهاز الكمبيوتر في غرفة التحكم الذي يستضيف المكعب الغطس (انظر الشكل 1). تم تعيين رمز المنفذ المتوازي لإرسال قائمة ولدت من الرموز الرقمية للإشارة إلى أحداث مميزة ، مثل العروض من الثعابين والعناكب ، وonsets التحفيز الكهربائي. في التصميم لدينا ، Virtools يرسل التحكم في الصوت فتح الرسالة (OSC 17) OSC / UDP رسالة إلى العرف برنامج C + + الذي يحدد قيمة المنفذ المتوازي. لدينا برنامج C + + يستخدم OSCpack 18 مكتبة.
يرتبط إدخال BIOPAC الرقمية إلى الكمبيوتر المنفذ المتوازي. يتم جمع البيانات SCR على جهاز الكمبيوتر المحمول من BIOPAC عبر المنفذ المتوازي ، ثم تطبيع ، ويراد بها CS + / CS – onsets والولايات المتحدة ضمن معايير محددة (انظر أعلاه للحصول على التفاصيل). بالإضافة إلى تقديم المشهد ، والسيطرة على الملاحة ، ويستخدم أيضا Virtools لتسجيل أحداث المستخدم (تضغط على زر). باختصار ، خلال التجربة ، ويتم إرسال الرسائل من الكمبيوتر الرئيسي إلى نظام BIOPAC من خلال المنفذ المتوازي. لأن Virtools لا يستطيعون التواصل مع المنفذ المتوازي على الكمبيوتر مباشرة صغير برنامج C + + يستمع لرسالة من OSC Virtools ثم يحيله إلى المنفذ المتوازي.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر هولتون تومسون لعملها في خلق Virtools 3 – D في العالمين مايا مونسون واريك لرسومات تخطيطية. وقد رعت البحث في جزء من المعاهد الوطنية للصحة إلى ما بعد الدكتوراه F32 MH078471 NCH ، والنداء RO1 DA027802 إلى كسل. ومولت من قبل الغوص NSF BCS – 0420632.
References
- Mineka, S., Zinbarg, R. A contemporary learning theory perspective on the etiology of anxiety disorders: It’s not what you thought it was. Amer. Psychol. 61, 10-26 (2006).
- Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. From presence to consciousness through virtual reality. Nat. Rev. Neurosci. 6, 332-339 (2005).
- McGaugh, J. L. Memory— a century of consolidation. Science. 287, 248-251 (2000).
- LaBar, K. S., Cook, C. A., Torpey, D. C., Welsh-Bohmer, K. A. Impact of healthy aging on awareness and fear conditioning. Behav Neurosci. 118, 905-915 (2004).
- LaBar, K. S., Phelps, E. A. Reinstatement of conditioned fear in humans in context dependent and impaired in amnesia. Behav Neurosci. 119, 677-686 (2005).
- LaBar, K. S., Gatenby, J. C., Gore, J. C., LeDoux, J. E., Phelps, E. A. Human amygdala activation during conditioned fear acquisition and extinctions: a mixed trial fMRI study. Neuron. 20, 937-945 (1998).
- Phelps, E. A., Delgado, M. R., Nearing, K. I., LeDoux, J. E. Extinction learning in humans: role of the amygdala and mPFC. Neuron. 43, 897-905 (2004).
- Zorawski, M., Cook, C. A., Kuhn, C. M., LaBar, K. S. Sex, stress, and fear: individual differences in conditioned learning. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 5, 191-201 (2005).
- Cruz-Neira, C., Sandin, D., DeFanti, T. Surround-screen projection-based virtual reality: The design and implementation of the CAVE. Acm. Siggraph. Proc. 93, 135-142 (1993).
- Huff, N. C., Hernandez, J. A., Blanding, N. Q., LaBar, K. S. Delayed extinction attenuates fear renewal and spontaneous recovery in humans. Behav. Neurosci. 123, 834-843 (2009).
