Usando el Grupo de probabilidad de amenaza para evaluar la ansiedad y el miedo durante una amenaza incierta y Certain
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
El miedo a la amenaza cierta y la ansiedad acerca de la amenaza incierta son emociones distintas con singular conductual, cognitivo-atencionales, y componentes neuroanatómicos. Tanto la ansiedad y el miedo pueden ser estudiados en el laboratorio mediante la medición de la potenciación del reflejo de sobresalto. El reflejo de sobresalto es un reflejo defensivo que se potenció cuando un organismo se ve amenazada y la necesidad de la defensa es alta. El reflejo de sobresalto se evaluó a través de la electromiografía (EMG) en el músculo orbicular del ojo provocada por breves e intensos estallidos de ruido blanco acústico (es decir, "las sondas de sobresalto"). Potenciación del sobresalto se calcula como el aumento de la magnitud de la respuesta de sobresalto durante la presentación de conjuntos de señales de amenaza visuales que indican entrega de leve descarga eléctrica relativa a conjuntos de señales emparejaron que indican la ausencia de shock (señales no-amenaza). En el Grupo de probabilidad de amenaza, el miedo se mide a través de la potenciación de sobresalto a la alta probabilidad (100% choque-cue contingente; certaiseñales n) de amenazas, mientras que la ansiedad se mide a través de la potenciación de sobresalto a baja probabilidad (20% choque-cue contingente; inciertos) las señales de amenaza. La medición de la potenciación del sobresalto durante la Tarea Probabilidad Amenaza ofrece una alternativa objetiva y fácil de implementar para la evaluación de afecto negativo a través de auto-informe u otros métodos (por ejemplo, de neuroimagen) que pueden ser inadecuados o poco práctico para algunos investigadores. Potenciación del sobresalto se ha estudiado con rigor tanto en los animales (por ejemplo., Roedores, primates no humanos) y los seres humanos que facilita la investigación traslacional de animal a humano. Potenciación del sobresalto durante cierta e incierta amenaza proporciona una medida objetiva del afectiva negativa y los estados emocionales distintos (miedo, ansiedad) a utilizar en la investigación sobre la psicopatología, sustancia uso / abuso y ampliamente en la ciencia afectiva. Como tal, se ha utilizado ampliamente por científicos clínicos interesados en la etiología de la psicopatología y por los científicos afectivos interesados en individiferencias duales en emoción.
Introduction
El objetivo general del Grupo de probabilidad de amenaza es separar experimentalmente la expresión de la ansiedad en respuesta a la baja probabilidad (es decir, incierto) amenazas de miedo en respuesta a la alta probabilidad (es decir, ciertas amenazas). La incertidumbre se produce cuando algún aspecto de una amenaza no está bien definido. Mientras que la ansiedad puede ser descrito de muchas maneras, exacerbado respuestas a baja probabilidad o de otro modo los acontecimientos negativos inciertos es un síntoma clínico distintivo en los trastornos de ansiedad 1,2. Por otra parte, el aumento de la ansiedad relacionada fisiológica de responder durante amenaza incierta de choque contra el miedo relacionado fisiológica de responder durante cierta amenaza de choque en tareas de laboratorio puede proporcionar un marcador fisiológico para los trastornos de ansiedad 3. Amortiguación de la ansiedad ante las amenazas inciertas específicamente puede ser un componente crítico de la respuesta al estrés de amortiguación propiedades de las drogas tales como el alcohol 4-7. El aumento de la ansiedad durante uncamenaza lgunos puede marcar un neuroadaptación en circuitos de estrés del cerebro tras el consumo de drogas 4,8 crónica. Por lo tanto, el Grupo de probabilidad de amenaza proporciona una medida objetiva del afectiva negativa y los estados emocionales distintos (ansiedad, miedo) a utilizar en la investigación sobre la psicopatología, el uso / abuso de sustancias y la ciencia afectiva. Como tal, puede ser una herramienta poderosa para el uso por los científicos clínicos y afectivos interesados en la etiología de la psicopatología y las diferencias individuales en la emoción.
Los métodos tradicionales utilizados para estudiar las emociones en los seres humanos
Científicos afectivos han utilizado numerosas medidas y paradigmas para estudiar las emociones humanas 9, pero la mayoría de ellos no proporcionan la precisión necesaria que se encuentra en el grupo de probabilidad de amenaza para analizar la ansiedad de otras emociones negativas, como el miedo. Por ejemplo, auto-informe es de uso común pero puede sufrir de características de la demanda y otras formas de sesgo de respuesta. Los participantes no pueden ser able para distinguir con precisión entre la ansiedad y el miedo, y la conexión de su informe a los mecanismos neurobiológicos subyacentes es distal en el mejor. Por otra parte, el autoinforme menudo debe llevarse a cabo de forma retrospectiva desde el proceso de introspección y el informe podría alterar de otro modo la experiencia de los estímulos afectivos participantes. Por supuesto, informe retrospectivo sufre de interferencia de memoria y degradación. Psicofisiólogos suelen medir las emociones durante una manipulación que implique afectar emocionalmente presentación de imágenes evocadoras 10. Esta tarea se ve una imagen está bien validada, se ve menos afectada por las deficiencias de auto-informe, y ha dado lugar a muchas ideas importantes con respecto a las diferencias individuales en la respuesta afectiva y su contribución a la psicopatología 11,12. Sin embargo, sólo el amplio afecto negativo se mide durante esta foto tarea de ver que no permite el estudio de las emociones negativas distintas como la ansiedad y el miedo which se puede medir con el Grupo de probabilidad de amenaza. Neurocientíficos Afectivos miden frecuencia de imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) durante las tareas que provocan afecto negativo, pero estos métodos pueden ser demasiado costoso para muchos investigadores. Por otra parte, las resoluciones espaciales y temporales de los métodos de resonancia magnética funcional actualmente son limitados, lo que dificulta que la fMRI para desentrañar las estructuras neurológicas que se cree están asociados con la ansiedad frente a otras emociones. Más importante aún, un índice de fMRI bien definido de cualquier tipo de afecto negativo aún no se ha establecido.
La investigación traslacional con animales utilizando la respuesta de sobresalto
El Grupo de probabilidad de amenaza es el modelo de la investigación básica con animales que proporcionaron el primer ejemplo de la precisión necesaria para separar la ansiedad del miedo. Los neurocientíficos han utilizado estudios de lesión cuidadosamente controladas con roedores para modelar la ansiedad y el miedo mediante respuestas diferenciadas a las inciertas y certaen amenaza con claves de descarga eléctrica. Este trabajo ha dilucidado importantes diferencias en las respuestas de ansiedad relacionados a baja probabilidad, ambiguamente definido, shock distal o de otra manera incierta frente a las respuestas de miedo relacionado a altamente probable, claramente definido, determinado inminente choque 13. Amenazas inciertas provocar la congelación y la hipervigilancia en animales, mientras que ciertas amenazas provocan evitación activa, ataque defensivo, o ambos 14. Inminente, ciertas amenazas centran la atención en la amenaza en sí, mientras que las amenazas distales, temporalmente inciertos animan distribuidos atención al medio ambiente en general 15 – 17. Respuesta a las amenazas temporalmente inciertos parece estar sostenida, mientras que la respuesta a determinadas amenazas es fásica y hora bloqueado a la amenaza 13. En un trabajo relacionado, estudios de lesiones han demostrado que la respuesta a las amenazas inciertas están mediados selectivamente por factores y norepinefrina vías liberadora de corticotropina por el lateraldivisiones del núcleo central de la amígdala y el núcleo de la cama de la estría terminalis 18. Mucho de este trabajo utiliza potenciación de la respuesta de sobresalto acústico como una medida dependiente primaria 13, que es la misma medida dependiente utilizada en el Grupo de probabilidad de amenaza. Los sustratos neurobiológicos del circuito de respuesta de sobresalto se han estudiado ampliamente con el descubrimiento de las conexiones claras con las estructuras activas en las respuestas a las amenazas inciertas y ciertas 19,20 cerebrales. La respuesta de sobresalto puede evaluarse de numerosas especies, que proporciona una herramienta de traducción de gran alcance para estudiar las emociones. La respuesta de sobresalto en los seres humanos se produce por reflejo en respuesta a un estímulo auditivo repentino e intenso. Sobresalto se mide con mayor frecuencia en los seres humanos mediante la colocación de la electromiografía (EMG) electrodos en el (cierre la tapa) del músculo orbicularis oculi del ojo. Sobresalto actividad EMG relacionados se potencia cuando un organismo se presenta con un stimul amenazantenosotros, como una descarga eléctrica inminente en relación a los estímulos no amenazante 19.
El No-shock, predecible-shock, impredecible-shock (NPU) de tareas y amenaza la incertidumbre
El Grupo de probabilidad de amenaza se inspiró en Grillon y colegas cuando estos investigadores introdujeron el uso de la potenciación de sobresalto para estudiar la ansiedad y el miedo en los seres humanos con la tarea 21 No-shock, predecible-shock, impredecible-shock (NPU). En la condición predecible de la tarea NPU, los choques son 100 por ciento cue-contingente y se producen en un momento en reiteradas (final del breve presentación cue). En la condición impredecible de la tarea NPU, los choques son totalmente impredecibles. Los pacientes con trastornos de estrés postraumático y de pánico presentan una mayor potenciación selectiva de sobresalto durante el shock impredecible pero no predecible en la tarea NPU 22,23. En otro trabajo, los medicamentos prescritos para tratar la ansiedad tienen un mayor efecto sobre potentiati sobresaltoen durante el shock impredecible que durante el choque predecible en la tarea NPU 24. En la investigación sobre los efectos ansiolíticos del alcohol, Moberg y Curtin 4 utilizan la tarea NPU para demostrar que una dosis moderada de alcohol reduce selectivamente sobresaltar potenciación durante amenaza de impredecible pero no choque predecible. La incertidumbre es multifacético y choques en la condición imprevisible de la tarea NPU son inciertos en lo que respecta tanto si van a ocurrir (la incertidumbre de probabilidad) y cuando ocurren (incertidumbre temporal). Muchas teorías sugieren que la CUANDO dimensión de incertidumbre es fundamental en la producción de la ansiedad 19. Sin embargo, los datos de Curtin et al. 5 sugiere un mecanismo común para la elicitación de la ansiedad a través de diversos tipos de incertidumbre. La tarea Probabilidad Amenaza descrito aquí manipula incertidumbre sobre IF ocurra una conmoción mientras mantiene todas las otras dimensiones de la constante incertidumbre por lo tanto dejando claroqué aspecto de la incertidumbre es el responsable de los efectos que la tarea presenta. Tareas que utilizan la potenciación del sobresalto a la amenaza con claves son flexibles y pueden ser modificados por los científicos afectivos para manipular la incertidumbre acerca de dónde los choques se van a producir 25 y lo mal que van a ser 7,26. De todas estas tareas, la Probabilidad de tareas de amenaza es uno de los más fáciles de interpretar debido a su enfoque en una dimensión de la incertidumbre y más sencillo de implementar, debido a su inclusión de sólo dos variantes de incertidumbre amenaza (baja probabilidad y alto impacto de probabilidad).
El Grupo de probabilidad de amenaza
En el Grupo de probabilidad de amenaza, el participante está sentado alrededor de 1,5 m de un tubo de rayos catódicos (CRT). Las señales de amenaza se muestran en el monitor durante 5 segundos cada una con una duración variable ITI (rango = 15-20 seg). Las señales de amenaza se dividen en grupos de dos condiciones de amenaza de choque y una condición de ausencia de amenaza (véase <strong> Figura 1). En ambas condiciones de amenaza choques de 200 ms de duración se entregan en 4,5 seg en tiempos de presentación señal para los dedos de los participantes. En la condición de probabilidad de amenaza 100%, los choques se entregan durante la presentación de cada cue. En 20% condición probabilidad de amenaza, los choques se entregan durante la presentación de 1 de cada 5 señales. El participante ve dos sets (15 pistas en total) de cada condición de probabilidad de amenaza. El participante también ve dos juegos neutrales de las señales que indican no hay amenaza (señales no-amenaza; 15 pistas en total). Texto que se muestra en el monitor informa al participante de la siguiente tipo de conjunto. Una etiqueta para el tipo de conjunto se muestra durante todo el conjunto en la esquina superior izquierda de la pantalla. Diferentes señales de color se utilizan para cada condición para facilitar el conocimiento de cada conjunto para el participante. A lo largo de la tarea, el programa de presentación del estímulo presenta el participante con sondas de sobresalto acústico en forma de ráfagas de 50 mseg de 102 dB de ruido blancocon cerca de tiempo de subida instantánea entregada a través de auriculares. Sondas de sobresalto acústico se entregan en 4 seg en la presentación de un subconjunto de las señales. Sondas adicionales se entregan a los 13 segundos y 15 segundos después de compensación durante las ITI para disminuir la previsibilidad de las sondas de localización. Antes de cualquier presentación de estímulos visuales, la tarea comienza con la entrega de 3 sondas de sobresalto acústico habituar la respuesta de sobresalto inmediatamente antes de la medición principal tarea. Los investigadores equilibrar la posición de serie de las sondas de sobresalto acústico a través condiciones dentro de los sujetos con el fin de controlar los efectos de habituación y sensibilización 27,28. Para un ejemplo de una serie totalmente contrapesada de ensayos para el Grupo de probabilidad de amenaza véase Material complementario.
La tarea probabilidad de amenaza se ha utilizado para demostrar que baja probabilidad de choque (incierta) por sí sola es suficiente para provocar la ansiedad y permitir la evaluación de los efectos ansiolíticos de alcohol <sup> 6. La investigación preliminar con los usuarios de marihuana dependientes sugiere el Grupo de probabilidad de amenaza también se puede utilizar para evaluar los efectos de la retirada del fármaco 29. Por lo tanto, el Grupo de probabilidad de amenaza ofrece una alternativa de fácil implementación a métodos más costosos y menos precisos para la medida objetiva de estados distintos negativos emocionales (por ejemplo, ansiedad y miedo) para la investigación sobre la psicopatología, el uso / abuso de sustancias, y amplia la ciencia afectiva.
Protocol
Representative Results
Discussion
El Grupo de probabilidad de amenaza puede ser utilizado para estudiar la expresión de la ansiedad y el miedo mediante la evaluación de la potenciación del sobresalto a baja probabilidad (incierto) y alta probabilidad (cierta) amenaza de descarga eléctrica. Las contingencias de medición y de amenaza dependientes primarios utilizados en esta tarea se pueden utilizar con los roedores, primates no humanos y seres humanos, por lo tanto, proporcionando una excelente herramienta para el estudio de la traducción de la exp…
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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