Bruke Threat Sannsynlighet oppgave å vurdere angst og frykt i usikre 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

Frykt for viss trussel og angst om usikker trussel er forskjellige følelser med unik atferdsmessige, kognitive-oppmerksomhets-og nevroanatomi komponenter. Både angst og frykt kan bli studert i laboratoriet ved å måle potensiering av skremme refleks. Skremme refleks er en defensiv refleks som forsterkes når en organisme er truet og behovet for forsvar er høy. Skremme refleks vurderes via elektromyografi (EMG) i orbicularis oculi muskel utløst ved hjelp av korte, intense utbrudd av akustisk hvit støy (dvs. "skremme sonder"). Skremmepotense er beregnet som økning i skremmeeffekt magnitude under presentasjonen av sett med visuelle trussel stikkord som signaliserer levering av mild elektrisk støt i forhold til sett med matchede stikkord som signaliserer at fravær av sjokk (ingen-trussel signaler). I Threat Sannsynlighet Task, er frykt målt via skremmepotense til høy sannsynlighet (100% cue-kontingenten sjokk; beroln) trussel signaler mens angst er målt via skremmepotense til lav sannsynlighet (20% cue-kontingenten sjokk; usikre) trussel signaler. Måling av skremmepotense under Threat Sannsynlighet Task gir et objektivt og enkelt implementeres alternativ til vurdering av negativ innvirkning via selvrapportering eller andre metoder (for eksempel bildediagnostiske) som kan være upassende eller upraktisk for enkelte forskere. Skremmepotense har blitt studert grundig i begge dyr (f.eks., Gnagere, ikke-humane primater og mennesker) som muliggjør dyr til menneske translasjonsforsking. Skremmepotense under sikker og usikker trussel gir et objektivt mål på negative affektive og distinkte emosjonelle tilstander (frykt, angst) som skal brukes i forskning på psykopatologi, rusmiddelbruk / misbruk og bredt i affektive vitenskap. Som sådan, har det vært brukt mye av kliniske forskere som er interessert i psykopatologi etiologi og ved affektive forskere interessert i individual forskjeller i følelser.

Introduction

Det overordnede målet for Threat Sannsynlighet oppgave er å eksperimentelt greie uttrykk for angst i respons til lav sannsynlighet (dvs. usikre) trusler fra frykt som svar på høy sannsynlighet (dvs. visse) trusler. Usikkerhet oppstår når noen aspekter av en trussel er dårlig definert. Mens angst kan beskrives på mange måter, forverret svar på lav sannsynlighet eller på annen måte usikre negative hendelser er et kjennetegn klinisk symptom på angstlidelser ^1,2. Videre økt angst relatert fysiologisk svare under usikker trussel av sjokk versus frykt relaterte fysiologiske svare under viss trussel av sjokk i laboratorieoppgaver kan gi en fysiologisk markør for angstlidelser ^tre. Dempe angst usikre trusler spesifikt kan være en kritisk komponent i stressresponsen dempende egenskaper av rusmidler som alkohol ^4-7. Økt angst under uncertain trussel kan markere en neuroadaptation i hjernen stress kretser etter kronisk bruk av narkotika ^4,8. Dermed gir den Threat Sannsynlighet Task et objektivt mål på negative affektive og distinkte emosjonelle tilstander (angst, frykt) for å bruke i forskning på psykopatologi, rusmiddelbruk / misbruk og affektive vitenskap. Som sådan, kan det være et kraftig verktøy for bruk av kliniske og affektive forskere interessert i psykopatologi etiologi og individuelle forskjeller i følelser.

Tradisjonelle metoder som brukes for å studere følelser hos mennesker

Affektive forskere har brukt en rekke tiltak og paradigmer for å studere menneskelige følelser ^9, men de fleste av disse ikke gi den nødvendige presisjonen funnet i Threat Sannsynlighet Task å analysere angst fra andre negative følelser som frykt. For eksempel er selv-rapport som vanligvis brukes, men det kan lide av etterspørselen egenskaper og andre former for respons skjevhet. Deltakerne kan ikke være able å nøyaktig skille mellom angst og frykt, og tilkobling av sin rapport til underliggende nevrobiologiske mekanismer er distal i beste fall. Videre må selvrapportering ofte bli gjennomført retrospektivt siden prosessen med introspeksjon og rapport ellers kan endre deltakernes opplevelse av de affektive stimuli. Selvfølgelig lider retrospektiv rapport fra minnet forstyrrelser og fornedrelse. Psychophysiologists ofte måle følelser under en innvirkning manipulasjon som innebærer presentasjon av følelsesmessig stemningsfulle bilder ^10. Dette bildet ser oppgaven er godt validert, er mindre påvirket av manglene ved selvrapportering, og har resultert i mange viktige innsikter om individuelle forskjeller i affektiv respons og deres bidrag til psykopatologi ^11,12. Men bare bred negativ affekt er målt i løpet av denne bildevisning oppgave som ikke tillater for studiet av forskjellige negative følelser som angst og frykt hh kan måles med trusselen Sannsynlighet oppgave. Affektive nevrologer ofte måle funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI) under oppgaver som lokke fram negative påvirker men disse metodene kan være for kostbart for mange forskere. Videre er romlige og tidsmessige vedtak av fMRI metoder foreløpig begrenset, noe som gjør det vanskelig for fMRI å skille de nevrologiske strukturer antas å være assosiert med angst versus andre følelser. Enda viktigere, påvirker har ennå etableres en veldefinert fMRI indeks over alle typer negative til.

Translasjonell forskning med dyr ved hjelp av skremmeeffekt

Trusselen Sannsynlighets Task er modellert etter grunnforskning med dyr som ga det første eksempelet på presisjonen som trengs for å skille angst fra frykt. Nevrologer har brukt nøye kontrollerte lesjon studier med gnagere å modellere angst og frykt ved hjelp av differensial svar på usikre og certai cued trussel for elektrisk støt. Dette arbeidet har belyst viktige forskjeller i angst relaterte reaksjoner på lav sannsynlighet, tvetydig definert, distal eller på annen måte usikker sjokk versus frykt relatert svar på svært sannsynlig, klart definert, overhengende viss sjokk ^13. Usikre trusler lokke fram frysing og hyper årvåkenhet hos dyr, mens visse trusler lokke fram aktiv unngåelse, defensive angrep, eller begge ^14. Hengende, visse trusler sette fokus på trusselen i seg selv, mens distale, timelig usikre trusler oppfordrer distribuert oppmerksomhet til det generelle miljøet ^{15 – 17.} Respons på timelig usikre trusler ser ut til å være vedvarende, mens respons til visse trusler er fasisk og tid-låst til trusselen ^13. I relaterte arbeid, har lesjon studier vist at responsen på usikre trusler selektivt mediert av Corticotrophin-frigjørende faktor og noradrenalin trasé gjennom lateraldivisjoner av den sentrale kjernen av amygdala og sengen kjernen av stria termin ^18. Mye av dette arbeidet bruker potensering av den akustiske skremmeeffekt som et primært avhengig tiltak ^13, som er den samme avhengige mål som brukes i Threat Sannsynlighet oppgave. De nevrobiologiske substrater av skremmeeffekt kretsen har blitt grundig studert med oppdagelsen av klare sammenhenger til hjernestrukturer som er aktive i tiltak mot usikre og visse trusler ^19,20. Skremmeeffekt kan vurderes på mange arter som gir en kraftig translasjonsforskning verktøy for å studere følelser. Skremmerespons hos mennesker forekommer refleksivt som reaksjon på en plutselig og intens auditiv stimulus. Sjokk er oftest måles hos mennesker ved plassering av elektromyografi (EMG) elektroder på Orbicularis oculi (lokklukke) muskel av øyet. Skremme relatert EMG aktivitet forsterkes når en organisme er presentert med en truende stimuloss, slik som en overhengende elektrisk støt i forhold til ikke-truende stimuli ^19.

The No-sjokk, Forutsigbar-sjokk, Uforutsigbare-sjokk (NPU) oppgave og trussel usikkerhet

Trusselen Sannsynlighet Oppgave ble inspirert av Grillon og kolleger når disse forskerne innført bruk av skremmepotense å studere angst og frykt hos mennesker med No-sjokk, Forutsigbar-sjokk, Uforutsigbare-sjokk (NPU) oppgave ^21. I Forutsigbar tilstanden til NPU oppgave, sjokk er 100 prosent cue-kontingenten og skje på en konsekvent, kjent tid (slutten av kort cue presentasjon). I den uforutsigbare forholdene i NPU oppgave, sjokk er helt uforutsigbar. Pasienter med posttraumatiske stress og panikklidelse utviser selektivt økt skremmepotense under uforutsigbar, men ikke forutsigbar sjokk i NPU oppgave ^22,23. I annet arbeid, medisiner foreskrevet for å behandle angst har en større effekt på skremme potentiatipå under uforutsigbare sjokk enn under forutsigbare sjokk i NPU oppgave ^24. I forskning på angstdempende effekten av alkohol, Moberg og Curtin ⁴ brukte NPU oppgave å vise at en moderat dose av alkohol selektivt reduserer skremme potense under trussel av uforutsigbar, men ikke forutsigbar sjokk. Usikkerheten er mangefasettert og støt i den uforutsigbare forholdene i NPU oppgave er usikre i forhold til både hvis de skal forekomme (sannsynlighet usikkerhet) og når de oppstår (temporal usikkerhet). Mange teorier antyder at NÅR dimensjon av usikkerhet er avgjørende i å produsere angst ^19. Imidlertid data fra Curtin et al. ⁵ antyder en felles mekanisme for elicitation av angst tvers av ulike typer av usikkerhet. Trusselen Sannsynlighets oppgaven beskrevet her manipulerer usikkerhet om IF et sjokk vil oppstå mens alle andre dimensjoner av usikkerhet konstant dermed klarthva aspekt av usikkerhet er ansvarlig for effekter oppgaven presenterer. Oppgaver som bruker skremmepotense til cued trussel er fleksible og kan også endres av affektive forskere å manipulere usikkerhet om hvor sjokkene kommer til å skje ²⁵ og hvor ille de vil være ^7,26. Av alle disse oppgavene, er trusselen Sannsynlighet Task en av de enkleste å tolke på grunn av sitt fokus på en dimensjon av usikkerhet og enkleste å gjennomføre på grunn av sin inkludering av bare to trussel usikkerhets varianter (lav sannsynlighet og høy sannsynlighet støt).

Trusselen Sannsynlighet Task

I Threat Sannsynlighet Oppgave, er deltakeren sitter ca 1,5 m fra et katodestrålerør (CRT) skjerm. Trussel signaler vises på skjermen i 5 sekunder hver med en variabel varighet ITI (range = 15-20 sek). Trussel signaler er delt inn i sett med to sjokk trusselforhold og en no-trusseltilstand (se <strong> Figur 1). I begge trusselforhold sjokk av 200 msek varighet leveres til 4,5 sek i kø presentasjons ganger til deltakerens fingrene. I 100% trussel sannsynlighet tilstand, sjokk levert under presentasjonen av hver kø. I 20% trussel sannsynlighet tilstand, sjokk levert under presentasjonen av en av hver 5 signaler. Deltakerne ser to sett (15 signaler totalt) av hver trussel sannsynlighet tilstand. Deltakerne ser også to nøytrale sett med stikkord som signaliserer ingen trussel (no-trussel signaler; 15 signaler totalt). Tekst som vises på skjermen informerer deltakeren i neste sett type. En etikett for settet type vises under hele settet i øvre venstre hjørne av skjermen. Forskjellige fargepekepinner blir brukt for hver tilstand å øke bevisstheten om hvert sett for deltakeren. Gjennom oppgaven, presenterer stimulus presentasjon program deltakeren med akustiske skremme sonder i form av 50 msek pakker med 102 dB hvit støymed nesten umiddelbare stige tid levert gjennom hodetelefoner. Akustiske skremme sonder er levert på 4 sek inn i presentasjonen av en undergruppe av signaler. Andre prober leveres ved 13 sek og 15 sek innlegg cue utlignet i løpet av de ITIS å redusere forutsigbarheten sondene. Før en presentasjon av visuelle stimuli, begynner oppgaven med levering av tre akustiske skremme sonder for å tilvenne skremmeeffekt umiddelbart før hovedoppgave måling. Forskere balansere serie posisjonen de akustiske skremme sonder over forhold innen fagene for å kontrollere for habituering og allergiske reaksjoner ^27,28. For et eksempel på en fullt motvekts serie rettssaker for Threat Sannsynlighet Oppgave se Supplerende materiale.

Den trussel Sannsynlighets oppgave har blitt brukt for å demonstrere at lav sannsynlighet (usikre) sjokk alene er tilstrekkelig til å utløse angst og tillate vurdering av de anxiolytiske effekter av alkohol <sup> 6. Foreløpige undersøkelser med avhengige marihuana brukere antyder Threat Sannsynlighet Oppgave kan også brukes til å vurdere virkningene av narkotika tilbaketrekning ^29. Dermed gir den Threat Sannsynlighet Task et enkelt implementeres alternativ til dyrere og mindre presise metoder for objektivt mål på forskjellige negative følelsesmessige tilstander (for eksempel angst og frykt) for forskning på psykopatologi, rusmiddelbruk / misbruk, og bred affektiv vitenskap.

Protocol

Den lokale etiske komiteen har godkjent følgende prosedyre og alle deltakere som har deltatt i denne prosedyren har gitt informert samtykke. For ytterligere detaljer av psykofysiologisk måling og stimulans presentasjon se 30,27. 1. Elektromyografi (EMG) Opptak Forberedelse Be deltakeren å vaske ansiktet grundig med såpe, med særlig vekt på målet sensor steder, som er plassert under det ene øyet og i midten av deltakerens pannen (se figur 2). </l…

Representative Results

Trusselen Sannsynlighets Task produserer robust skremmepotense under både 100% (viss) sannsynlighet og 20% (usikre) sannsynlighet trussel signaler (se figur 6B). Tidligere resultater ved hjelp av denne oppgaven viser skremmepotensering under den usikre (20%) trusseltilstand å være betydelig økt over skremmepotense under høy sannsynlighet (100%) (viss) trusseltilstand. Akutt administrering av en moderat gjør alkohol (målrette promille konsentrasjon på 0,08%) frembringer selektivt større reduksjo…

Discussion

Trusselen Sannsynlighets Task kan brukes til å studere uttrykk for angst og frykt ved å vurdere skremmepotense til lav sannsynlighet (usikker) og høy sannsynlighet (viss) trussel for elektrisk støt. De primære avhengige måle og trussel eventualiteter som brukes i denne oppgaven kan brukes med gnagere, ikke-humane primater og mennesker, og dermed gir en utmerket translasjonell verktøy for å studere ekspresjonen av negativ affekt ^13,18,40. Skremmepotense til trussel for elektrisk støt har klare forbind…

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/