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.
פחד איום וחרדה על איום ברור מסוימים הם רגשות מובחנים עם קוגניטיבית-קשב התנהגות ייחודי,, ורכיבי neuroanatomical. חרדה ופחד יכולים להיות למדו במעבדה על ידי מדידת ההגברה של רפלקס בהלה. רפלקס בהלה הוא רפלקס הגנתי שpotentiated כאשר האורגניזם מאוים והצורך בהגנה הוא גבוהה. רפלקס בהלה מוערך באמצעות אלקטרומיוגרפיה (EMG) בשריר oculi orbicularis שהושרו על ידי קצרים, אינטנסיביים, פרצי רעש אקוסטי הלבן (כלומר, "בדיקות בהלה"). הגברה בהלה מחושבת כגידול בגודל תגובה בהלה במהלך המצגת של סטים של רמזי איום חזותיים שלאותת מסירת יחסי התחשמלות קלה עד סטים של רמזים מתאימים שלאותת העדר ההלם (ללא איום רמזים). במשימת הסתברות איום, פחד נמדד באמצעות הגברה בהלה להסתברות גבוהה (100% הלם אות תלויות; certaiרמזי איום n) ואילו חרדה נמדדים באמצעות הגברה בהלה להסתברות נמוכה (20% הלם אות תלויות; רמזי איום) ודאית. מדידת ההגברה בהלה במהלך המשימה הסתברות האיום מספקת חלופה אובייקטיבית וקל ליישום להערכה של השפעה שלילית באמצעות דיווח עצמי או בשיטות אחרות (לדוגמא, הדמייה) שעלולה להיות בלתי הולם או בלתי מעשי לכמה חוקרים. הגברה בהלה נחקרה בקפדנות בשני בעלי החיים (לדוגמא., מכרסמים, פרימטים שאינם בני אדם) ובני אדם המאפשר מחקר translational בעלי חיים לבני אדם. הגברה בהלה במהלך איום מסוים ולא בטוח מספקת מדד אובייקטיבי של רגשי שלילי ומצבים רגשיים שונים (פחד, חרדה) לשימוש במחקר על פסיכופתולוגיה, שימוש / שימוש בסמים ורחב במדע רגשי. ככזה, הוא כבר בשימוש נרחב על ידי מדענים קליניים המעוניינים באטיולוגיה של פסיכופתולוגיה ועל ידי מדענים רגשיים מעוניינים indiviהבדלים כפולים ברגש.
המטרה הכוללת של משימות הסתברות האיום היא להפריד באופן ניסיוני את הביטוי של חרדה בתגובה להסתברות נמוכה (כלומר, לא בטוח) איומים מפחד בתגובה להסתברות גבוהה איומים (כלומר, בטוחים). אי ודאות מתרחשת כאשר היבט כלשהו של איום מוגדר בצורה גרועה. בעוד חרדה יכולה להיות מתוארת בדרכים רבות, החריף תגובות להסתברות נמוכה או בדרך אחרת אירועים שליליים ודאית הוא סימפטום קליני הבחנה בהפרעות חרדת 1,2. יתר על כן, חרדה מוגברת קשור פיזיולוגית להגיב במהלך האיום ברור של הלם מול פחד קשור פיסיולוגי להגיב במהלך איום מסוים של הלם במשימות מעבדה עשוי לספק סמן פיסיולוגי להפרעות חרדה 3. ריסון של חרדה לאיומים בטוחים במיוחד עשוי להיות מרכיב קריטי של תגובת דחק ריסון מאפיינים של סמים כגון אלכוהול 4-7. חרדה מוגברת בזמן UNCאיום ertain יכול לסמן neuroadaptation במעגלי המתח של המוח הבא 4,8 שימוש בסמים הכרוני. לפיכך, המשימה הסתברות האיום מספקת מדד אובייקטיבי של רגשי שליליים ומצבים רגשיים שונים (חרדה, פחד) לשימוש במחקר על פסיכופתולוגיה, שימוש בחומרים ממכרים / התעללות ומדע רגשי. ככזה, הוא יכול להיות כלי רב עוצמה לשימוש על ידי מדענים קליניים ורגשיים המעוניינים באטיולוגיה של פסיכופתולוגיה והבדלים אישיים ברגש.
שיטות מסורתיות המשמשות ללמוד רגשות בבני אדם
מדענים רגשיים השתמשו רבים באמצעים ופרדיגמות ללמוד רגש אנושי 9 אבל רוב אלה לא מספקים את הדיוק הדרוש נמצא במשימת הסתברות האיום לנתח חרדה מרגשות שליליים אחרים כגון פחד. לדוגמא, דיווח עצמי הוא נפוץ אבל הוא עלול לסבול ממאפייני ביקוש וצורות אחרות של הטיה תגובה. משתתפים לא יכולים להיות ABLהדואר להבחין במדויק בין החרדה ופחד, ואת הקשר של הדו"ח שלהם למנגנונים הנוירוביולוגי הבסיסיים הוא דיסטלי במקרה הטוב. יתר על כן, דיווח עצמי חייב להיות לעתים קרובות נערך למפרע מאז התהליך של התבוננות פנימית ודוח אחר עלול לשנות את החוויה של משתתפי הגירויים הרגשיים. כמובן, דו"ח למפרע סובל מהפרעות זיכרון והשפלה. Psychophysiologists לעתים קרובות למדוד רגשות במהלך מניפולציה להשפיע שכרוכות הצגת רגשית תמונות מעוררים 10. משימה זו תמונת צפייה אומתה גם, מושפעת פחות מהחסרונות של דיווח עצמי, וביאה לתובנה רבות וחשובות בנוגע להבדלים אישיים בתגובה רגשית ותרומתם לפסיכופתולוגיה 11,12. עם זאת, רק שלילי רחב משפיע נמדד במהלך משימה זו תמונת צפייה שאינו מאפשרת לחקר רגשות שליליים מובהקים כגון חרדה ופחד which ניתן למדוד עם המשימה הסתברות איום. מדעני מוח רגשיים לעתים קרובות למדוד הדמיה בתהודה מגנטית תפקודית (fMRI) במהלך משימות שתעוררנה רגש שלילי אבל גישות אלה עשויות להיות יקרות מדי עבור חוקרים רבים. יתר על כן, החלטות מרחב ובזמן של שיטות fMRI כיום מוגבלות, מה שהקשה על fMRI כדי להתיר מבני הנוירולוגיות האמינו להיות קשורים עם חרדה לעומת רגשות אחרים. יותר מכך, מדד fMRI מוגדר היטב של כל סוג של השפעה שלילית שעדיין לא הוקם.
מחקר Translational עם בעלי חיים באמצעות התגובה בהלה
המשימה הסתברות האיום היא מודל לאחר מחקר בסיסי עם בעלי חיים שספקו את הדוגמא הראשונה של הדיוק הדרוש כדי להתיר חרדה מפחד. חוקרי מוח המשמשים מחקרי נגע מבוקרים בקפידה עם מכרסמים מודל חרדה ופחד באמצעות תגובות ההפרש ולדאית וcertaבאיום רמז להתחשמלות. עבודה זו הובהרה הבדלים חשובים בתגובות חרדה הקשורים להסתברות נמוכה, הלם מוגדר מעורפל, דיסטלי או אחר לא בטוח לעומת תגובות פחד קשורות להגדרה ברורה הלם סבירות גבוהה,, קרוב מסוים 13. איומים לא בטוח לעורר הקפאה וערנות יתר בבעלי חיים, ואילו איומים מסוימים לעורר הימנעות פעילה, התקפה הגנתית, או שניהם 14. איומים קרובים, מסוימים למקד את תשומת לב באיום עצמו, ואילו איומי דיסטלי, temporally בטוחים לעודד חילקו את תשומת לב לסביבה הכוללת 15 – 17. תגובה לאיומי temporally בטוחים נראה שספגה, ואילו תגובה לאיומים מסוימים היא phasic והזמן נעול לאיום 13. בעבודה קשורה, מחקרי נגע הראו תגובה, כי לאיומים ברורים מתווכים באופן סלקטיבי על ידי מסלולי גורם ונוראפינפרין משחרר corticotrophin דרך לרוחבחטיבות של הגרעין המרכזי של האמיגדלה וגרעין המצע של stria terminalis 18. חלק נכבד מעבודה זו משתמש בהגברה של התגובה בהלה אקוסטי כמדד עיקרי תלוי 13, שהוא באותה המידה תלויה בשימוש במשימות הסתברות איום. מצעים הנוירוביולוגי של מעגל התגובה בהלה נחקרו רב עם הגילוי של קשרים ברורים למבנים במוח הפעילים בתגובות לאיומים ברורים ומסוימים 19,20. התגובה בהלה ניתן להעריך במינים רבים אשר מספק כלי translational רב עוצמה כדי לחקור את רגשות. התגובה בהלה בבני האדם מתרחשת באופן רפלקסיבי בתגובה לגירוי שמיעתי פתאומי ועז. בהלה לרוב נמדדת בבני אדם על ידי המיקום של אלקטרומיוגרפיה אלקטרודות (EMG) על שריר orbicularis oculi (סגירת מיכסה) של העין. להבהיל את פעילות EMG הקשורים היא potentiated כאשר האורגניזם מוצג עם Stimul מאייםשלנו כגון הממשמש ובא חשמלי הלם יחסי לגירויים לא מאיימים 19.
No-ההלם, צפויים זעזועים, בלתי צפויים זעזועים חוסר ודאות משימה ואיום (NPU)
המשימה הסתברות האיום הייתה בהשראת Grillon ועמיתים כאשר חוקרים אלה הציגו את השימוש בהגברה בהלה ללמוד חרדה ופחד בבני אדם עם המשימה לא הלם, צפויים זעזועים, בלתי צפויים זעזועים (NPU) 21. במצב הצפוי של משימת NPU, זעזועים הם אות תלויות 100 אחוזים ומתרחשים בכל פעם עולה בקנה אחד, ידועה (סוף מצגת קיו קצר). במצב בלתי צפוי של משימת NPU, זעזועים בלתי צפויים באופן מלא. חולים עם הפרעות מתח וחרדת פוסט טראומטיות יפגינו באופן סלקטיבי מוגברים הגברה בהלה במהלך הלם בלתי צפוי, אבל לא צפוי במשימת NPU 22,23. בעבודה אחרת, תרופות מרשם לטיפול בחרדה יש השפעה גדולה יותר על potentiati בהלהבבמהלך הלם בלתי צפוי מאשר בהלם צפוי במשימת NPU 24. במחקר על ההשפעות נוגדות חרדה של אלכוהול, מוברג ו4 קרטין המשמשים את משימת NPU על מנת להוכיח כי מינון מתון של אלכוהול מפחית באופן סלקטיבי להבהיל הגברה במהלך האיום של הלם צפוי בלתי צפוי אבל לא. חוסר הוודאות היא רב פנים וזעזועים במצב בלתי צפוי של משימת NPU אינכם בטוחים לגבי שניהם, אם הם להתרחש (אי ודאות הסתברות) וכאשר הן מתרחשות (אי ודאות זמנית). תאוריות רבות מצביעות על כך שהממד של אי ודאות כאשר הוא קריטי בייצור החרדה 19. עם זאת, נתונים מקרטין et al. 5 מציעים מנגנון משותף לדיבוב של חרדה על פני סוגים שונים של חוסר ודאות. משימת הסתברות האיום המתוארת כאן מתפעל חוסר ודאות לגבי IF הלם יתרחש תוך החזקת כל ממדים האחרים של אי ודאות מתמדת ובכך ברורמה היבט של חוסר ודאות הוא אחראי על השפעות המשימה מציגה. משימות המשתמשות בהגברה בהלה לאיום רמז הן גמישות ויכולות גם להיות שונה על ידי מדענים רגשיים לתמרן חוסר ודאות לגבי איפה הזעזועים הולכים להתרחש 25 וכמה רעים הם יהיו 7,26. כל המשימות הללו, המשימה הסתברות האיום היא אחד הקל ביותר לפרש בשל התמקדותה בממד אחד של אי ודאות והפשוט ביותר ליישום, עקב צירופה של רק שתי גרסאות חוסר ודאות איום (הסתברות נמוכה והלם הסתברות גבוה).
המשימה הסתברות האיום
במשימת הסתברות איום, המשתתף יושב כ 1.5 מ 'משפופרת קרן קתודית צג (CRT). רמזי איום מוצגים על הצג למשך 5 שניות כל אחד עם ITI משתנה משך (טווח = 15-20 שניות). רמזי איום מחולקים לקבוצות של שני תנאי איום הלם ומצב ללא איום אחד (ראה <strong> איור 1). בשני תנאי איום זעזועים של 200 משך msec מועברים ב4.5 שניות לפעמי מצגת אות לאצבעותיו של המשתתף. ב100% מצב הסתברות איום, זעזועים מועברים במהלך המצגת של כל אות. ב20% מצב הסתברות איום, זעזועים מועברים במהלך המצגת של 1 מתוך כל 5 רמזים. המשתתף רואה שני סטים (15 רמזים בסך הכל) של כל מצב הסתברות איום. המשתתף גם רואה שני סטים ניטרליים של רמזים שמאותתים שום איום (רמזים ללא איום; 15 רמזים בסך הכל). טקסט מוצג על הצג מודיע משתתף מסוג הסט הבא. תווית לסוג הסט מוצג במהלך הערכה כולה בפינה השמאלית העליונה של המסך. רמזי צבע שונים משמשים עבור כל מצב כדי להקל על מודעות לכל קבוצה למשתתף. לאורך כל המשימה, תכנית מצגת הגירוי מציגה את המשתתף עם בדיקות בהלה אקוסטית בצורה של 50 פרצים אלפיות שניים של 102 רעש לבן dBעם זמן עלייה מיידי ליד מועבר דרך אוזניות. בדיקות בהלה אקוסטי מועברות ב4 שניות להצגת קבוצת משנה של הרמזים. בדיקות נוספות מועברות ב13 שניות ו15 הודעה שניות קיו לקזז במהלך איט איז כדי להקטין את יכולת החיזוי של הבדיקות. לפני כל הצגה של גירויים חזותיים, המשימה מתחילה במשלוח של 3 בדיקות בהלה אקוסטי להרגיל התגובה בהלה מייד לפני מדידת משימה העיקרית. חוקרים לאזן את העמדה הסידורי של הבדיקות בהלה אקוסטי ברחבי תנאים בתוך נושאים כדי לשלוט על שפעות התרגלות ורגישות 27,28. לדוגמא סדרה מתאזנת באופן מלא אחד מניסויים למשימת הסתברות האיום לראות משלימים חומר.
משימת הסתברות האיום נעשתה שימוש כדי להוכיח שהסתברות נמוכה הלם (לא בטוח) בלבד מספיק כדי לעורר חרדה ולאפשר הערכה של ההשפעות נוגדות חרדה של אלכוהול <sup> 6. מחקר ראשוני עם משתמשי מריחואנה תלויים מציע גם משימות הסתברות איום יכולות לשמש כדי להעריך את ההשפעות של נסיגת תרופת 29. לפיכך, המשימה הסתברות האיום מספקת אלטרנטיבה יישמה בקלות לשיטות יקרות יותר ופחות מדויקות למדידה האובייקטיבית של מדינות נפרדות שליליות רגשיות (למשל, חרדה ופחד) למחקר בפסיכופתולוגיה, שימוש בחומרים ממכרים / התעללות, ומדע רגשי רחב.
המשימה הסתברות האיום יכולה לשמש כדי לחקור את הביטוי של חרדה ופחד על ידי הערכת הגברה בהלה להסתברות נמוכה (לא בטוחה) והסתברות גבוהה איום (מסוים) להתחשמלות. תלויות המידה ואיום התלוי העיקרית המשמשים בתפקיד זה יכול לשמש גם עם מכרסמים, פרימטים שאינם בני אדם ובני אדם, ובכך, מ?…
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/ |