Brug af Threat Sandsynlighed opgave at vurdere angst og frygt Under Usikker og Visse Threat

Summary

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.

Abstract

Frygt for visse trusler og angst omkring usikker trussel er forskellige følelser med unikke adfærdsmæssige, kognitive-opmærksomhedsgraden og neuroanatomiske komponenter. Både angst og frygt kan studeres i laboratoriet ved at måle potensering af startle refleks. Den startle refleks er en defensiv refleks, som forstærkes, når en organisme er truet, og behovet for forsvar er høj. Den startle refleks er vurderet via elektromyografi (EMG) i orbicularis oculi muskel fremkaldt af korte, intense byger af akustisk hvid støj (dvs. "forskrækkelseskasser sonder"). Startle potensering beregnes som stigningen i forskrækkelsesrespons størrelsesorden under præsentationen af ​​sæt af visuelle trusselsvurderinger signaler der signalerer levering af mild elektrisk stød i forhold til sæt matchede tidskoder, der signalerer den manglende chok (ingen-trusselsvurderinger stikord). I Threat Sandsynlighed Opgave, er frygten måles via forskrækkelse potensering til høj sandsynlighed (100% cue-kontingent chok; VISSEn) trusselsvurderinger stikord hvorimod angst måles via forskrækkelse potensering til lav sandsynlighed (20% cue-kontingent stød usikre) trusselsvurderinger signaler. Måling af startle potensering under Threat Sandsynlighed Opgaven indeholder en objektiv og let at implementere alternativ til vurdering af negativ indflydelse via selvrapportering eller andre metoder (f.eks Neuroimaging), der kan være uhensigtsmæssigt eller upraktisk for nogle forskere. Startle potensering er blevet undersøgt grundigt i både dyr (f.eks., Gnavere, ikke-humane primater), og mennesker, der letter dyr til menneske translationel forskning. Startle forstærkning under sikre og usikre trussel giver et objektivt mål for negativ affektive og tydelige følelsesmæssige tilstande (frygt, angst) til brug i forskning i psykopatologi, stofbrug / misbrug og bredt i affektive videnskab. Som sådan har det været brugt i udstrakt grad af kliniske forskere interesseret i psykopatologi ætiologi og affektive forskere interesseret i Individual forskelle i følelser.

Introduction

Det overordnede mål med trusselsvurderingen Sandsynlighed opgave er at eksperimentelt skille udtryk for angst som reaktion på lav sandsynlighed (dvs. usikker) trusler fra frygt som reaktion på høj sandsynlighed (dvs. visse) trusler. Usikkerheden opstår, når nogle aspekter af en trussel er dårligt defineret. Mens angst kan beskrives på mange måder, forværret reaktioner på lav sandsynlighed eller på anden måde usikre negative begivenheder er et karakteristisk klinisk symptom på angst ^1,2. Endvidere vil øget angst relateret fysiologisk reagere under usikre trussel af chok versus frygt relateret fysiologisk reagere under visse trussel af chok i laboratorie opgaver kan give en fysiologisk markør for angstlidelser ^3. Afdæmpning af angst for usikre trusler specifikt kan være et afgørende element i stress respons dæmpende egenskaber af lægemidler, såsom alkohol ^4-7. Øget angst under uncertain trussel kan markere en neuroadaptation i hjernens stress kredsløb efter kronisk stofbrug ^4,8. Således Threat Sandsynlighed Opgave giver et objektivt mål for negativ affektive og tydelige følelsesmæssige tilstande (angst, frygt) til brug i forskning i psykopatologi, stofbrug / misbrug og affektive videnskab. Som sådan kan det være et effektivt redskab til brug for kliniske og affektive forskere interesseret i psykopatologi ætiologi og individuelle forskelle i følelser.

Traditionelle metoder anvendes til at studere følelser i mennesker

Affektive forskere har brugt en lang række foranstaltninger og paradigmer til at studere menneskelige følelser ^9, men de fleste af disse ikke giver den fornødne præcision findes i Threat Sandsynlighed opgave at analysere angst fra andre negative følelser som frygt. For eksempel er selvrapportering almindeligt anvendt, men det kan lide af efterspørgslen karakteristika og andre former for respons bias. Deltagerne kan ikke være able til at skelne præcist mellem angst og frygt, og forbindelsen af ​​deres rapport til de underliggende neurobiologiske mekanismer er distal i bedste fald. Desuden skal selvrapportering ofte gennemføres med tilbagevirkende kraft, da processen med introspektion og rapport ellers ville kunne ændre deltagernes oplevelse af de affektive stimuli. Selvfølgelig lider rapport retrospektivt fra hukommelsen indblanding og nedbrydning. Psychophysiologists ofte måler følelser under en påvirke manipulation, der indebærer præsentation af følelsesmæssigt stemningsfulde billeder ^10. Dette billede visning opgave er grundigt valideret, er mindre påvirket af manglerne i selvrapportering, og har resulteret i mange vigtige indsigter om individuelle forskelle i affektive respons og deres bidrag til psykopatologi ^11,12. Det er dog kun bred negativ påvirke måles i løbet af denne billedvisning opgave, der ikke giver mulighed for undersøgelse af forskellige negative følelser som angst og frygt whict kan måles med trussel Sandsynlighed Opgave. Affektive neuroforskere ofte måle funktionel magnetisk resonans (fMRI) under opgaver, der fremkalder negativ indflydelse, men disse tilgange kan være for dyrt for mange forskere. Desuden er de rumlige og tidslige beslutninger af fMRI metoder øjeblikket er begrænset, hvilket gør det vanskeligt for fMRI at udrede de neurologiske strukturer menes at være forbundet med angst i forhold til andre følelser. Endnu vigtigere er, påvirke er endnu ikke etableret en veldefineret fMRI indeks af enhver form for negativ.

Translationel forskning med dyr under anvendelse af forskrækkelsesrespons

Truslen Sandsynlighed Opgave er modelleret efter grundforskning med dyr, der gav det første eksempel på præcision er nødvendig for at udrede angst frygt. Neuroforskere har brugt omhyggeligt kontrollerede læsion undersøgelser med gnavere at modellere angst og frygt ved hjælp af differentierede svar på usikre og certai cued trussel for elektrisk stød. Dette arbejde har belyst væsentlige forskelle i angst relaterede reaktioner på lav sandsynlighed, tvetydigt defineret, distal eller anden uvis chok versus frygt relaterede reaktioner på højst sandsynligt, klart definerede, overhængende vis chok ^13. Usikker trusler fremkalder frysning og hyper årvågenhed i dyr, hvorimod visse trusler fremkalde aktiv undgåelse, defensiv angreb, eller begge ^14. Nært forestående, bestemte trusler fokusere på truslen selv, mens distale, tidsmæssigt usikre trusler tilskynde distribueret opmærksom på den samlede miljø ^15-17. Reaktion på tidsmæssigt usikre trusler synes at være vedholdende, hvorimod reaktion på bestemte trusler er phasic og tid låst til truslen ^13. I beslægtet arbejde, har læsioner undersøgelser vist, at svar på usikre trusler selektivt medieret af corticotrophin-releasing faktor og noradrenalin veje gennem den lateraledele af den centrale kerne af amygdala og sengen kerne af stria terminalis ^18. Meget af dette arbejde anvender potensering af den akustiske startle response som en primær afhængig foranstaltning ^13, som er den samme afhængig foranstaltning, der anvendes i Threat Sandsynlighed Opgave. De neurobiologiske substrater af forskrækkelsesrespons kredsløb er blevet grundigt undersøgt med opdagelsen af klare forbindelser til hjernens strukturer, der er aktive i deres svar på usikre og visse trusler ^19,20. Forskrækkelsesrespons kan vurderes i en lang række arter, som giver et stærkt translationel værktøj til at studere følelser. Forskrækkelsesrespons hos mennesker sker refleksivt som reaktion på en pludselig og intens auditive stimulus. Chok er oftest måles i mennesker ved placering af elektromyografi (EMG) elektroder på orbicularis oculi (låg lukning) muskel i øjet. Overraske relateret EMG-aktiviteten forstærkes, når en organisme præsenteres med en truende Stimulos som en forestående elektrisk stød i forhold til ikke-truende stimuli ^19.

No-chok, forudsigelig-chok, uforudsigelige stød (NPU) opgave og trussel usikkerhed

Truslen Sandsynlighed Opgave var inspireret af Grillon og kolleger, når disse forskere indført brugen af startle potensering at studere angst og frygt hos mennesker med No-chok, forudsigelig-chok, uforudsigelige stød (NPU) opgave ^21. I Forudsigelig tilstand NPU opgave, chok er 100 procent cue-kontingent og ske på et ensartet, kendt tidspunkt (slutningen af ​​kort cue præsentation). I det uforudsigelige tilstand NPU opgave, chok er fuldt uforudsigelige. Patienter med posttraumatisk belastningsreaktion og panikangst udviser selektivt øget startle potensering under uforudsigelig, men ikke forudsigelig chok i NPU opgave ^22,23. I andet arbejde, medicin ordineret til behandling af angst har en større effekt på forskrækkelseskasser potentiatipå under uforudsigelig chok end under forudsigelige chok i NPU opgave ^24. I forskning om den angstdæmpende virkninger af alkohol, Moberg og Curtin ⁴ brugte NPU opgave at påvise, at en moderat dosis af alkohol selektivt reducerer overraske potensering under trussel om uforudsigelig, men ikke forudsigelig chok. Usikkerhed er mangesidet og chok i det uforudsigelige tilstand NPU opgave er usikre med hensyn til begge dele, hvis de skal forekomme (sandsynlighed usikkerhed), og når de finder sted (tidsmæssig usikkerhed). Mange teorier tyder på, at NÅR dimension af usikkerhed er kritisk i at producere angst ^19. Men data fra Curtin et al. ⁵ foreslås en fælles mekanisme for fremkaldelse af angst på tværs af forskellige typer af usikkerhed. Truslen Sandsynlighed opgave her beskrevet manipulerer usikkerhed om, om et stød vil forekomme, mens du holder alle andre dimensioner af usikkerhed konstant og dermed gøre klarhvilket aspekt af usikkerhed er ansvarlig for de virkninger opgaven gaver. Opgaver, der bruger forskrækkelse potensering til cued trussel er fleksible og kan også modificeres ved affektive forskere til at manipulere usikkerhed om, hvor de stød der kommer til at ske ²⁵ og hvor slemt de vil være ^7,26. Af alle disse opgaver, truslen Sandsynlighed Opgave er en af ​​de nemmeste at fortolke på grund af dets fokus på én dimension af usikkerhed og mest ligetil at gennemføre på grund af dets optagelse af kun to trussel usikkerhed varianter (lav sandsynlighed og stor sandsynlighed stød).

Truslen Sandsynlighed Opgave

I Threat Sandsynlighed Opgave, er deltageren sidder ca 1,5 m fra et katodestrålerør (CRT) skærm. Threat tidskoder vises på skærmen i 5 sekunder hver med en variabel varighed ITI (område = 15-20 sek). Threat tidskoder er opdelt i sæt af to chok trusselsniveau og en no-trussel tilstand (se <strong> Figur 1). I begge trusselsniveau stød på 200 ms varighed leveres på 4,5 sek i cue præsentation gange for at deltagerens fingre. I 100% trussel sandsynlighed betingelse er stød leveret i løbet præsentation af hver cue. I 20% trussel sandsynlighed betingelse er stød leveret i løbet præsentation af 1 ud af hver 5 stikord. Deltageren ser to sæt (15 tidskoder alt) hver trussel sandsynlighed tilstand. Deltageren ser også to neutrale sæt af signaler, der signalerer nogen trussel (no-trusselsvurderinger køer, 15 køer alt). Tekst, der vises på skærmen informerer deltager i det næste sæt type. En etiket for sættet typen vises under hele sættet i øverste venstre hjørne af skærmen. Forskellige farver stikord anvendes til hver betingelse for at lette kendskabet til hvert sæt for deltageren. Gennem hele opgaven, stimulus præsentation Programmet præsenterer deltageren med akustiske forskrækkelseskasser sonder i form af 50 msek byger af 102 dB hvid støjmed næsten øjeblikkelig stigetid leveres via hovedtelefoner. Akustiske forskrækkelseskasser sonder leveres på 4 sek i præsentationen af ​​en delmængde af signaler. Yderligere sonder leveres ved 13 sek og 15 sek efter cue forskydning under ITI'er at mindske forudsigeligheden af ​​sonderne. Før en præsentation af visuelle stimuli, opgaven begynder med levering af 3 akustiske forskrækkelseskasser sonder at vænne forskrækkelsesrespons umiddelbart før hovedopgave måling. Forskere afbalancere serielle position af de akustiske forskrækkelseskasser sonder tværs forhold i fag med henblik på at kontrollere for tilvænnings- og overfølsomhedsreaktioner ^27,28. For et eksempel på en fuldt ud opvejet række forsøg for Threat Sandsynlighed Task se supplerende materiale.

Truslen Sandsynlighed Opgaven er blevet brugt til at demonstrere, at lav sandsynlighed (usikker) chok alene er tilstrækkelig til at fremkalde angst og tillade vurdering af angstdæmpende virkninger af alkohol <sup> 6. Indledende forskning med afhængige marihuana brugere foreslår Threat Sandsynlighed opgave kan også bruges til at vurdere virkningerne af narkotika tilbagetrækning ^29. Således Threat Sandsynlighed Opgaven indeholder en let gennemføres alternativ til dyrere og mindre præcise metoder til objektiv måling af forskellige negative følelsesmæssige tilstande (fx angst og frygt) for forskning på psykopatologi, stofbrug / misbrug, og bred affektive videnskab.

Protocol

Den lokale etiske udvalg har godkendt følgende procedure og alle deltagere, der har deltaget i denne procedure har givet informeret samtykke. For yderligere detalje af psykofysiologisk måling og stimulus præsentation se 30,27. 1. Elektromyografi (EMG) Klargøring Spørg deltageren at vaske deres ansigt grundigt med sæbe, med særlig opmærksomhed på sensoren målområder, som er placeret under det ene øje, og i midten af deltagerens pande (se figur 2).</st…

Representative Results

Truslen Sandsynlighed Opgave producerer robust startle potensering både under 100% (visse) sandsynlighed og 20% (usikre) sandsynlighed trusselsvurderinger stikord (se figur 6B). Tidligere resultater ved hjælp af denne opgave viser startle potensering under den usikre (20%) trussel betingelse øges betydeligt over forskrækkelse potensering under stor sandsynlighed (100%) (visse) trussel tilstand. Akut administration af en moderat gør alkohol (målrette blodkoncentration på 0,08% alkohol) frembringer…

Discussion

Truslen Sandsynlighed Opgave kan bruges til at undersøge ekspressionen af ​​angst og frygt ved at vurdere forskrækkelse potensering til lav sandsynlighed (usikker) og høj sandsynlighed (visse) trussel for elektrisk stød. De primære afhængige foranstaltning og trusselsvurderinger uforudsete, der anvendes i denne opgave kan bruges med gnavere, primater og mennesker dermed giver en fremragende translationel værktøj til at undersøge ekspressionen af negativ indflydelse ^13,18,40. Startle potensering t…

Materials

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/