위협 확률 작업을 사용하면 불확실하고 특정 위협하는 동안 불안과 공포를 평가하는
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
특정 위협 불확실한 위협에 대한 불안의 공포는 독특한 행동,인지 – 주의력과 별개의 감정 및 신경 해부학 적 구성 요소입니다. 불안과 공포는 모두 놀람 반사의 상승 작용을 측정하여 실험실에서 연구 할 수 있습니다. 놀람 반사는 유기체 위협과 방어에 대한 필요성이 높은 경우 potentiated되는 방어 반사입니다. 놀람 반사는 음향 백색 잡음 (즉, "놀라는 프로브")의 짧고 강렬한 폭발에 의해 유발 orbicularis 항진증 근육의 근전도 (EMG)를 통해 평가된다. 놀라게 증강은 충격 (노 위협 신호)의 부재 신호를 일치 신호의 세트에 약한 전기 충격 상대의 전달 신호를 시각적 위협 신호 세트의 프리젠 테이션 동안 놀라게 응답 크기의 증가로 계산됩니다. 위협 확률 작업에서 두려움은 높은 확률 (100 % 큐 – 우발 충격에 놀라는 상승 작용을 통해 측정, 몇가을불확실) 위협 신호, 불안 반면 n)의 위협 신호는 낮은 확률 (20 % 큐 – 우발 충격에 놀라는 상승 작용을 통해 측정된다. 부정적인 자기보고 또는 일부 연구자에 대한 부적절하거나 비현실적 일 수있다 다른 방법 (예를 들어, 뇌 영상)를 통해 영향을의 위협 확률 작업 중에 놀라게 증강의 측정 평가에 대한 객관적이고 쉽게 구현 대안을 제공합니다. 놀라게 증강 모두 동물에서 엄격하게 검토되고있다 (예., 설치류, 비 – 인간 영장류) 동물 대 인간 병진 연구를 용이하게하고 인간. 특정 불확실한 위협 동안 놀라게 증강은 정신 병리학, 약물 사용 / 남용에 광범위 정서적 과학 연구에 사용하는 부정적인 정서와 별개의 감정 상태 (공포, 불안)을 객관적으로 측정을 제공합니다. 따라서, 그것은 광범위하게 정신 병리의 원인에 관심이 임상 과학자와 indivi에 관심이 정서적 과학자들에 의해 사용되어왔다감정 듀얼 차이.
Introduction
위협 확률 작업의 전반적인 목표는 실험적으로 높은 확률 (즉, 특정) 위협에 대응 공포에서 낮은 확률 (즉, 불확실한) 위협에 대한 응답으로 불안의 표현을 개별적으로 분리하는 것입니다. 위협의 일부 측면이 제대로 정의 될 때 불확실성이 발생합니다. 불안은 다양한 방법으로 설명 될 수 있지만, 낮은 확률로 응답하거나 불투명 부정적인 이벤트 불안 장애 1,2 두드러진 임상 증상이 악화. 또한, 증가 불안 불안 장애 3에 대한 생리 학적 마커를 제공 할 수있다 실험실 작업에서 충격의 특정 위협하는 동안 응답 생리와 관련된 두려움 대 충격의 불확실한 위협하는 동안 응답 생리 관련. 불확실한 위협에 대한 불안의 완충하는 것은 특히 알코올 4-7와 같은 약물의 특성을 완충 스트레스 반응의 중요한 구성 요소가 될 수 있습니다. UNC 동안 불안을 증가ertain 위협 만성 약물 사용의 4,8 다음 뇌의 스트레스 회로에 neuroadaptation를 표시 할 수 있습니다. 따라서, 위협 확률 작업은 부정적인 감정과 별개의 감정 상태 (불안, 공포) 정신 병리학 연구에 사용, 약물 사용 / 남용과 정서적 과학의 객관적 측정을 제공합니다. 따라서, 그것은 정신 병리의 원인과 감정의 개체 차이에 관심이있는 임상 적, 정서적 과학자들에 의해 사용을위한 강력한 도구가 될 수 있습니다.
인간의 감정을 연구하는 데 전통적인 방법
정서적 과학자들은 인간의 감정 구를 연구하기 위해 많은 조치와 패러다임을 사용했지만 이들의 대부분은 두려움 같은 다른 부정적인 감정에서 불안을 구문 분석하는 위협 확률 작업에서 발견 필요한 정밀도를 제공하지 않습니다. 예를 들어, 자기보고는 일반적으로 사용되지만 디맨드 특성과 응답 편의 다른 형태의 고통 수있다. 참가자들은 ABL하지 않을 수 있습니다정확하게 불안과 두려움, 그리고 기본이되는 신경 생물학적 메커니즘에 대한 그들의 보고서의 연결을 구분하는 전자는 기껏해야 말단이다. 자기 반성과 보고서의 과정이 달리 정서적 자극의 참가자들의 경험을 변경할 수 있기 때문에 또한, 자기보고는 종종 대상으로 실시해야합니다. 물론, 소급 보고서는 메모리 간섭 및 열화 겪고있다. Psychophysiologists은 종종 감정적으로 환기시키는 사진 10의 프리젠 테이션을 포함에 영향을 조작하는 동안 감정을 측정한다. 이 사진을 보는 작업은 물론 적은 자기보고의 단점에 의해 영향을 검증하고, 개인의 정서적 반응의 차이와 정신 병리학 (11, 12)에 대한 자신의 공헌에 대해 많은 중요한 통찰력을 가져왔다. 그러나, 광범위한 음은 불안과 공포와 같은 별개의 부정적인 감정에 대한 연구를 허용하지 않는이 사진을보고 작업하는 동안 측정에 영향을 whic시간은 위협 확률 작업으로 측정 할 수있다. 정서적 신경 과학자 자주 부정적인 영향을 유발하지만, 이러한 접근은 많은 연구자 너무 비용이 많이들 수 있습니다 작업하는 동안 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)를 측정한다. 또한, 방법의 fMRI 시공간적 해상도는 현재 어려운 다른 감정의 fMRI 대 불안과 관련된 것으로 믿어 신경 구조를 풀기 위해하게 제한된다. 더 중요한 것은, 음수의 어떤 유형의 잘 정의 된 인덱스의 fMRI는 아직 확립되어야 영향을 미친다.
놀라는 반응을 이용하여 동물과 중개 연구
위협 확률 작업은 두려움에서 불안을 풀다하는 데 필요한 정밀도의 첫 번째 예제를 제공 한 동물과 기초 연구를 모델로한다. 신경 과학자는 불안을 모델링하는 설치류 조심스럽게 제어 병변 연구를 사용하고 불확실하고 certa에 차등 응답을 사용하여 두려워감전의 큐 위협한다. 이 작품은 가능성이 매우 높은, 명확하게 정의, 곧 특정 충격 (13)에 대한 두려움과 관련된 응답에 비해 낮은 확률, 모호하게 정의, 말초하거나 불확실 충격에 불안과 관련된 반응에서 중요한 차이를 밝혀왔다. 특정 위협이 활성화 회피, 방어 공격, 또는 둘 다 14을 유도하는 반면 불확실한 위협, 동결 동물의 하이퍼 경계 유도. 17 – 원위부 시간적으로 불확실한 위협이 전체 환경 (15)에 대한 관심을 분산 격려 반면 임박, 특정 위협은 위협 그 자체에 관심을 집중. 시간적으로 불확실한 위협에 대한 응답은 특정 위협에 대한 응답이 phasic하고 위협 13 시간 고정 반면, 유지 될 것으로 보인다. 관련 연구에서 병변의 연구는 선택적 측면을 통해 corticotrophin 방출 요인과 노르 에피네프린 경로에 의해 매개되는 불확실한 위협에 해당 응답을 보여 주었다편도선의 중심 핵 및 18 terminalis 강선의 침대 핵의 분열입니다. 이 작품의 대부분은 위협 확률 작업에 사용되는 것과 동일한 따라 측정 기본 따라 측정 (13)와 같은 음향 놀람 반응의 증강을 사용합니다. 놀라게 응답 회로의 신경 생물학적 기판은 광범위하게 불확실하고 특정 위협에 19, 20에 대한 응답에 적극적으로 뇌 구조에 명확한 연결의 발견으로 연구되고있다. 놀라는 응답은 감정을 연구하는 강력한 번역 도구를 제공합니다 수많은 종에서 평가 될 수있다. 인간에 놀라는 응답은 갑자기 강렬한 청각 적 자극에 반응하여 반사적으로 발생합니다. 놀라게는 대부분 눈 orbicularis 항진증 (뚜껑 폐쇄) 근육의 근전도 (EMG)의 전극 배치에 의해 인간에게서 측정한다. 유기체가 위협 STIMUL 제시 할 때 깜짝 놀라게 관련 EMG 활동은 potentiated된다우리 위협적이지 않은 자극 19 임박한 감전 상대 등.
무 충격, 예측 가능한 충격, 예측할 수없는 충격 (NPU) 작업 및 위협의 불확실성
이 연구원은 아니 충격, 예측 가능한 충격, 예측할 수없는 충격 (NPU) 작업 (21)와 인간 불안과 두려움을 공부 놀라게 증강의 사용을 도입 할 때 위협 확률 작업은 Grillon 및 동료에 의해 영감을했다. NPU 작업의 예측 가능한 상태에서, 충격 백퍼센트의 큐 – 파견하고 일관 알려진 시간 (간단한 큐 프레젠테이션의 끝)에 발생합니다. NPU 작업의 예상 할 수없는 상태에서 충격을 완벽하게 예측할 수 없습니다. 외상 후 스트레스와 공황 장애 환자는 선택적으로 NPU 작업 (22, 23)에서 예측할 수 있지만 예측 가능한 충격시 놀라게 상승 작용을 증가 나타낸다. 다른 연구에서 약물이 놀라게 potentiati에 더 큰 영향을 불안을 치료하는 처방NPU 작업 24에서 예측 가능한 충격시보다 예측할 수없는 충격시에. 알코올의 항 불안 효과에 대한 연구에서, Moberg 및 커틴 4 알코올의 적당한 용량을 선택적으로 예측할 수 있지만 예측 가능한 충격의 위협 동안 상승 작용을 놀라게 감소 시킨다는 것을 보여주기 위해 NPU 작업을 사용했다. 불확실성이 다각적이고 NPU 작업의 예측할 수없는 상태에서 충격이에 관해서 불확실 모두 그들 (확률 불확실성)를 발생하며 한 경우에는 (시간적 불확실성)가 발생합니다. 많은 이론은 불확실성의 WHEN 차원이 불안 19을 생산하는 중요하는 것이 좋습니다. 그러나 커틴 외. (5)로부터의 데이터는 불확실성에 걸쳐 다양한 형태의 불안의 추출을위한 공통 메커니즘을 제안한다. 여기에 설명 된 위협 확률 작업은 따라서 일정의 불확실성 다른 모든 차원을 들고 분명히하면서 충격이 발생할 경우에 대한 불확실성을 조작불확실성의 화면비하면 작업을 제공 효과에 대한 책임이 있습니다. 큐 위협에 놀라는 상승 작용을 사용하는 작업은 유연하며 또한 충격 (25)를 발생하는가는 방법 BAD가 7,26 될 것입니다되는 위치에 대한 불확실성을 조작하는 정서적 인 과학자들에 의해 수정 될 수 있습니다. 이 모든 작업의, 위협 확률 작업으로 인해 두 개의 위협 불확실성 변형 (낮은 확률과 확률이 매우 높은 충격)의 그것의 포함에 한 불확실성의 차원 구현하기 가장 간단한에 초점으로 인해 해석하는 가장 쉬운 방법 중 하나입니다.
위협 확률 작업
위협 확률 작업에서, 참가자는 음극선 관 (CRT) 모니터에서 약 1.5 m를 장착합니다. 위협 신호는 가변 듀레이션 ITI (범위 = 15 ~ 20 초)으로 5 초마다 모니터에 표시된다. 위협 큐는이 충격을 위협 조건과 하나없는 위협 요소 상황의 세트 (참조로 분할된다 <stroNG> 그림 1). 모두 위협 조건에서 200 밀리 초 시간의 충격은 참가자의 손가락에 큐 프리젠 테이션 시간에 4.5 초에 전달됩니다. 백퍼센트 위협 확률 상태에서 충격은 모든 큐의 프레젠테이션 중에 전달됩니다. 20 % 위협 확률 상태에서 충격은 모든 오 신호 중 하나의 프레젠테이션 중에 전달됩니다. 참가자는 각 위협 확률 조건의 두 세트 (15 신호 총을) 본다. (15 단서 총없는 위협 신호) 참가자는 위협 신호없는 큐의이 중립 세트를 본다. 모니터에 표시되는 텍스트는 다음 세트 형의 참가자를 통지한다. 세트의 형태로 레이블은 모니터의 왼쪽 상단 모서리에있는 전체 세트 동안 표시된다. 다른 색 신호는 참가자에 대한 각 세트의 인식을 용이하게하기 위해 각 조건에 사용됩니다. 태스크 걸쳐 자극 프레젠테이션 프로그램은 102dB 백색 잡음의 50 밀리 초 버스트의 형태로 탄성 놀라게 프로브와 참가자를 제시헤드폰을 통해 전달 근처의 순간 상승 시간. 음향 놀라게 프로브는 신호의 부분 집합의 프레젠테이션에 4 초에 전달됩니다. 추가 프로브는 13 초와 프로브의 예측 가능성을 감소시키기 위해 ITIS 동안 오프셋 15 초 후 큐에 전달됩니다. 시각적 자극의 프리젠 테이션하기 전에 작업이 주요 업무 측정 직전에 놀라는 반응을 습관화하는 3 음향 놀라게 프로브의 전달로 시작합니다. 연구자들은 습관화 효과 및 증감 27,28 대해 제어하기 위해 피험자 내의 조건에 걸쳐 탄성 놀라게 프로브 직렬 위치 균형. 위협 확률 작업을위한 시험의 하나 완전히 카운터 시리즈의 예를 들어 보충 자료를 참조하십시오.
위협 확률 작업이 그 낮은 확률을 설명하기 위해 사용 된 단독 (불확실) 충격 불안을 유도하고 알코올의 항 불안 효과의 평가를 허용하기에 충분하다 <sup> 6. 종속 마리화나 사용자들에 예비 연구는 위협 확률 작업은 또한 약물 금단 (29)의 효과를 평가하는 데 사용될 수 나왔다. 따라서, 위협 확률 작업은 정신 병리학에 대한 연구, 약물 사용 / 남용, 폭 넓은 정서적 과학 별개의 부정적인 감정 상태 (예를 들면, 불안과 공포)의 목적 측정 값 비싸고 덜 정확한 방법으로 쉽게 구현 대안을 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
위협 확률 태스크 (불확실) 낮은 확률 감전의 가능성이 높은 (특정) 위협에 놀라는 상승 작용을 평가하여 불안과 공포의 발현을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 이 작업에 사용될 기본 종속 측정 값 및 위협 사태가 부정적인 영향을 미칠 13,18,40의 발현 연구를위한 우수한 툴 병진을 제공하므로, 설치류, 비 – 인간 영장류 및 인간과 함께 사용될 수있다. 감전의 위협 놀라게 증강 방…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
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/ |
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