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.
Angst voor bepaalde dreiging en angst over onzekere bedreiging zijn te onderscheiden emoties met unieke gedrags-, cognitieve-aandachtsprocessen en neuroanatomisch componenten. Zowel angst en angst kan worden onderzocht in het laboratorium door het meten van de versterking van de schrikreflex. De schrikreflex is een defensieve reflex die wordt opgewekt wanneer een organisme wordt bedreigd en de noodzaak om verdediging hoog. De schrikreflex wordt beoordeeld via elektromyografie (EMG) in de orbicularis oculi spier opgewekt door korte, intense, uitbarstingen van akoestische witte ruis (dat wil zeggen, "schrikreacties sondes"). Schrikreacties potentiëring wordt berekend als de toename van de schrikreactie omvang tijdens de presentatie van de sets van visuele bedreiging aanwijzingen dat de levering van een milde elektrische schok ten opzichte van sets van overeenkomende signalen dat de afwezigheid van shock (no-dreiging signalen) Signaal. In de Threat Probability Task, wordt angst gemeten via schrikreacties versterking naar hoge waarschijnlijkheid (100% cue-contingent shock; certain) dreiging signalen dat de angst wordt gemeten via schrikreacties versterking te lage waarschijnlijkheid (20% cue-contingent shock; onzeker) dreiging cues. Meting van schrikreacties versterking tijdens de Threat Probability Task biedt een objectief en gemakkelijk te implementeren alternatief voor de beoordeling van negatieve invloed zijn via zelfrapportage of andere methoden (zoals neuro-imaging) die ongepast of onpraktisch voor sommige onderzoekers kunnen zijn. Schrikreactie potentiëring is uitvoerig bestudeerd bij zowel dieren (bv., Knaagdieren, niet-humane primaten) en mensen welk dier op mens translationeel onderzoek vergemakkelijkt. Schrikreacties versterking tijdens bepaalde en onzekere bedreiging biedt een objectieve maat van negatieve affectieve en verschillende emotionele toestanden (angst, angst) te gebruiken in het onderzoek naar psychopathologie, middelengebruik / misbruik en grotendeels in affectieve wetenschap. Als zodanig is het gebruikt op grote schaal door klinische wetenschappers die geïnteresseerd zijn in de psychopathologie etiologie en door affectieve wetenschappers geïnteresseerd in individual verschillen in emotie.
De algemene doelstelling van het Threat Probability Taak is het experimenteel ontwarren de uitdrukking van angst in reactie op lage waarschijnlijkheid (dwz, onzeker) bedreigingen van angst in reactie op de hoge mate van waarschijnlijkheid (dat wil zeggen, bepaalde) bedreigingen. Onzekerheid ontstaat wanneer een aspect van dreigende slecht gedefinieerd. Terwijl de angst op tal van manieren kan worden beschreven, verergerd reacties op lage waarschijnlijkheid of anderszins onzekere negatieve gebeurtenissen is een onderscheidende klinisch symptoom bij angststoornissen 1,2. Bovendien verhoogde angst gerelateerde fysiologische reageren tijdens onzekere dreiging van shock versus angst gerelateerde fysiologische reageert tijdens bepaalde dreiging van schokken in het laboratorium van taken kan een fysiologische marker voor angststoornissen 3 bieden. Demping van angst om onzekere bedreigingen specifiek kan een essentieel onderdeel van de reactie op stress dempende eigenschappen van drugs zoals alcohol 4-7 zijn. Toegenomen angst tijdens uncepaalde dreiging kan een neuroadaptation in de hersenen van de stress-circuit na chronische drugsgebruik 4,8 markeren. Zo, de Threat Waarschijnlijkheid Task biedt een objectieve maat van negatieve affectieve en verschillende emotionele toestanden (angst, angst) te gebruiken in het onderzoek naar psychopathologie, middelengebruik / misbruik en affectieve wetenschap. Als zodanig kan het een krachtig hulpmiddel voor gebruik door klinische en affectieve wetenschappers die geïnteresseerd zijn in de psychopathologie etiologie en de individuele verschillen in emotie.
Traditionele methoden die worden gebruikt om emoties bij mensen te bestuderen
Affectieve wetenschappers hebben tal van maatregelen en paradigma's gebruikt om menselijke emotie 9 studeren, maar de meeste van deze bieden niet de vereiste nauwkeurigheid te vinden in het Threat Waarschijnlijkheid Task om angst van andere negatieve emoties te ontleden, zoals angst. Bijvoorbeeld wordt zelfrapportage gebruikte maar kan lijden vermogenskenmerken en andere vormen van responsbias. Deelnemers mogen niet abl zijne om nauwkeurig onderscheid te maken tussen angst en vrees, en de aansluiting van hun verslag aan de onderliggende neurobiologische mechanismen is distale op zijn best. Bovendien zelfrapportage moet vaak worden achteraf uitgevoerd, omdat het proces van introspectie en verslag anders ervaring van de affectieve stimuli deelnemers kunnen veranderen. Natuurlijk retrospectieve verslag lijdt geheugen storingen en afbraak. Psychophysiologists vaak meten emoties tijdens een invloed manipulatie die inhoudt dat de presentatie van emotioneel suggestieve foto's 10. Deze foto bekijken taak is goed gevalideerd, wordt minder beïnvloed door de tekortkomingen van zelfrapportage, en heeft geresulteerd in een groot aantal belangrijke inzichten met betrekking tot individuele verschillen in affectieve respons en hun bijdrage aan psychopathologie 11,12. Echter, slechts een brede negatieve invloed wordt gemeten tijdens deze foto bekijken van de taak die niet toestaan voor de studie van verschillende negatieve emoties zoals angst en vrees which kan worden gemeten met de Threat Probability Task. Affectieve neurowetenschappers regelmatig meten van functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) tijdens taken die negatieve invloed uitlokken maar deze aanpak kan te duur voor veel onderzoekers. Bovendien worden de ruimtelijke en temporele resoluties van fMRI methoden momenteel beperkt, waardoor het moeilijk voor fMRI om de neurologische structuren geloofd te worden geassocieerd met angst versus andere emoties te ontwarren. Wat nog belangrijker is, een goed gedefinieerde fMRI-index van elke vorm van negatieve invloed is nog niet vastgesteld.
Translationeel onderzoek met dieren met behulp van de schrikreactie
De bedreiging Waarschijnlijkheid taak is gemodelleerd naar fundamenteel onderzoek met dieren die het eerste voorbeeld van de nauwkeurigheid hebben die angst onderscheiden van angst ontvangen. Neurowetenschappers hebben zorgvuldig gecontroleerde laesie studies gebruikt met knaagdieren te modelleren angst en vrees met behulp van differentiële responsen te onzeker en sommigein cued dreiging van een elektrische schok. Dit werk heeft belangrijke verschillen in angst-gerelateerde reacties op lage waarschijnlijkheid, dubbelzinnig gedefinieerd, distale of anderszins onzeker shock opgehelderd versus angst gerelateerde reacties op zeer waarschijnlijke, duidelijk omschreven, dreigende bepaalde schok 13. Onzekere bedreigingen ontlokken invriezen en hyper waakzaamheid bij dieren, dat bepaalde bedreigingen uitlokken actieve vermijding, defensieve aanval, of allebei 14. Handen is, bepaalde dreigingen richten de aandacht op de bedreiging zelf, terwijl distale, tijdelijk onzekere bedreigingen stimuleren verdeeld aandacht aan de totale milieu 15-17. Reactie op tijdelijk onzekere bedreigingen lijkt te worden volgehouden, dat de reactie op bepaalde dreigingen is fasisch en tijd-slot om de dreiging 13. In gerelateerd werk, hebben laesie studies aangetoond dat antwoord op de onzekere bedreigingen worden selectief gemedieerd door corticotrophin releasing factor en noradrenaline paden door de lateraleafdelingen van de centrale kern van de amygdala en de bed nucleus van de stria terminalis 18. Veel van dit werk gebruikt potentiëring van de akoestische schrikreactie als primaire afhankelijke maatregel 13, die dezelfde afhankelijke maatregel in de dreiging Waarschijnlijkheid taak. De neurobiologische substraten van de schrikreactie circuit zijn uitgebreid bestudeerd met de ontdekking van duidelijke verbindingen met de hersenstructuren actief in reactie op onzekere en bepaalde bedreigingen 19,20. De schrikreactie kan worden beoordeeld in tal van soorten, die een krachtig translationeel hulpmiddel om emoties te bestuderen biedt. De schrikreactie bij mensen optreedt reflexmatig in reactie op een plotselinge en intense auditieve stimulus. Schrikreactie wordt meestal gemeten in mensen door het plaatsen van elektromyografie (EMG) elektroden aan de orbicularis oculi (deksel sluiten) spier van het oog. Schrikken gerelateerde EMG-activiteit wordt versterkt als een organisme wordt gepresenteerd met een dreigende stimulons zoals een naderende elektrische schok ten opzichte van niet-bedreigende stimuli 19.
De No-shock, Voorspelbare-shock, Onvoorspelbaar-shock (NPU) taak en bedreiging onzekerheid
De Threat Waarschijnlijkheid Task werd geïnspireerd door Grillon en collega's wanneer deze onderzoekers introduceerde het gebruik van schrikreacties versterking tot angst en angst bij mensen te onderzoeken met de No-shock, Voorspelbare-shock, Onvoorspelbaar-shock (NPU) taak 21. In de Voorspelbare toestand van de NPU taak, schokken zijn 100 procent cue-contingent en optreden op een consistente, bekende tijd (eind van korte cue presentatie). In de onvoorspelbare toestand van de NPU taak, schokken zijn volledig onvoorspelbaar. Patiënten met een posttraumatische stress en paniek stoornissen vertonen selectief schrikreacties versterking verhoogd tijdens onvoorspelbaar, maar niet voorspelbaar schok in de NPU taak 22,23. In ander werk, medicijnen voorgeschreven om de behandeling van angst hebben een groter effect op schrikreacties potentiatitijdens onvoorspelbare schokken dan tijdens voorspelbare schok in de NPU taak 24. In het onderzoek naar de anxiolytische effecten van alcohol, Moberg en Curtin 4 gebruikt de NPU taak aan te tonen dat een gematigde dosis alcohol selectief vermindert schrikken versterking tijdens dreiging van onvoorspelbaar, maar niet voorspelbaar shock. Onzekerheid is veelzijdig en schokken in de onvoorspelbare toestand van de NPU taak zijn onzeker met betrekking tot zowel als ze optreden (kans onzekerheid) en wanneer zij zich voordoen (temporele onzekerheid). Veel theorieën suggereren dat de WANNEER dimensie van onzekerheid is het van cruciaal belang in het produceren van angst 19. Echter, de gegevens van Curtin et al. 5 suggereert een gemeenschappelijk mechanisme voor het uitlokken van angst over verschillende soorten van onzekerheid. De Threat Waarschijnlijkheid taak hier beschreven manipuleert onzekerheid over IF een schok optreedt terwijl alle andere dimensies van onzekerheid constante zodat duidelijk wordtwelk aspect van onzekerheid is verantwoordelijk voor de effecten taak weer. Taken die schrikreactie versterking gebruiken om cued bedreiging zijn flexibel en kunnen ook worden gewijzigd door affectieve wetenschappers om de onzekerheid over waar de schokken gaan optreden 25 en hoe slecht ze zullen zijn 7,26 manipuleren. Van al deze taken, de Threat Waarschijnlijkheid Task is een van de makkelijkste om te interpreteren vanwege de focus op een dimensie van onzekerheid en het meest eenvoudig te implementeren gevolg van de opname van de twee enige bedreiging onzekerheid varianten (lage waarschijnlijkheid en een hoge waarschijnlijkheid shock).
De Threat Waarschijnlijkheid Task
In de Threat Probability Task, wordt de deelnemer ongeveer 1,5 m zitten van een cathode ray tube (CRT) monitor. Bedreiging signalen worden weergegeven op de monitor voor 5 sec elk met een variabele looptijd ITI (range = 15-20 sec). Bedreiging signalen zijn verdeeld in sets van twee schokken bedreiging voorwaarden en een no-bedreigingen (zie <strong> Figuur 1). In beide dreiging omstandigheden schokken van 200 msec bezorgen op 4.5 sec in cue presentatie maal de vingers van de deelnemer. In de 100% dreiging waarschijnlijkheid conditie, worden schokken tijdens de presentatie van elke cue geleverd. In 20% bedreiging waarschijnlijkheid conditie, worden schokken tijdens de presentatie van de 1 op de 5 signalen afgeleverd. De deelnemer ziet twee sets (15 signalen totaal) van elke bedreiging waarschijnlijkheid conditie. De deelnemer ziet ook twee neutrale sets van signalen dat er geen dreiging signaal (geen-dreiging signalen; 15 signalen totaal). De tekst op het scherm informeert de deelnemer van de volgende set type. Een label voor de set type wordt weergegeven tijdens de gehele set in de linker bovenhoek van het scherm. Verschillende kleur signalen worden gebruikt voor elke voorwaarde om het bewustzijn van elke set voor de deelnemer te vergemakkelijken. Gedurende de taak het stimulus programma bevat de deelnemer met akoestische schrikreactie probes in de vorm van 50 msec bursts van 102 dB witte ruismet bijna onmiddellijke stijging van de tijd geleverd via de koptelefoon. Akoestische schrikreactie sondes worden geleverd op 4 sec in de presentatie van een subset van de cues. Aanvullende sondes worden geleverd op 13 sec en 15 sec na de cue gecompenseerd tijdens de ITI om de voorspelbaarheid van de sondes te verlagen. Voordat een presentatie van visuele stimuli, de taak begint met de levering van 3 akoestische schrikreactie sondes om de schrikreactie meteen wennen voordat hoofdtaak meting. Onderzoekers de balans van de seriële positie van de akoestische schrikreactie probes omstandigheden binnen onderwerpen om te controleren voor de gewenning en sensibiliserende effecten 27,28. Voor een voorbeeld van een volledig vorkheftruck reeks van proeven voor de Threat Probability Task Zie aanvullend materiaal.
De dreiging Waarschijnlijkheid taak is gewend lage waarschijnlijkheid tonen (onzekere) shock alleen voldoende om angst te wekken en voor evaluatie van de anxiolytische effecten van alcohol <sup> 6. Voorlopig onderzoek met afhankelijke marihuanagebruikers stelt de dreiging Probability taak kan ook worden gebruikt om de effecten van drugsontwenning 29 beoordelen. Zo, de Threat Waarschijnlijkheid Task biedt een gemakkelijk te implementeren alternatief voor duurdere en minder nauwkeurige methoden voor de objectieve meting van verschillende negatieve emoties (bijvoorbeeld angst en vrees) voor onderzoek naar psychopathologie, middelengebruik / misbruik, en brede affectieve wetenschap.
De dreiging Waarschijnlijkheid taak kan worden gebruikt om de expressie van angst en angst bestuderen door beoordeling schrikreactie potentiëring lage waarschijnlijkheid (onzeker) en hoge waarschijnlijkheid (bepaalde) risico van een elektrische schok. De primaire afhankelijke maatregel dreiging risico in deze taak kan worden gebruikt met knaagdieren, primaten en mensen, dus, is een ideaal translationele hulpmiddel om de expressie van negatieve invloed 13,18,40. Schrikreacties versterking om dreiging van een …
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/ |