Denne protokol demonstrerer, hvordan man måler angstpotentialet startle under Sternberg Working Memory-paradigmet.
Formålet med denne protokol er at forklare, hvordan man undersøger forholdet mellem arbejdsminneprocesser og angst ved at kombinere Sternberg Working Memory (WM) og truslen om chokparadigmer. I Sternberg WM-paradigmet er emner forpligtet til at opretholde en række bogstaver i WM for et kort interval og svare ved at identificere, om positionen af et givet bogstav i serien matcher en numerisk prompte. I truslen om chokparadigma udsættes emner for vekslende blokke, hvor de enten risikerer at modtage uforudsigelige præsentationer af et mildt elektrisk stød eller er sikre af chokket. Angst er probed gennem sikkerheden og trusselblokkene ved hjælp af den akustiske startle refleks, som er potentielt truet (Angst-Potentiated Startle (APS)). Ved at gennemføre Sternberg WM-paradigmet under truslen om chok og undersøge det uhyggelige svar under enten WM-vedligeholdelsesintervallet eller intertrialintervallet, er det muligt at dEtermin effekten af WM vedligeholdelse på APS.
Ifølge opmærksomhedskontrolteorien (ACT) påvirker angst sig i forbindelse med kognitiv behandling ved at konkurrere om adgang til begrænsede arbejdshukommelsesressourcer (WM) 1 . ACT angiver imidlertid ikke omvendt af dette forhold ( dvs. virkningen af kognitiv behandling på angst). Ved at manipulere angst under kognitive opgaver ved hjælp af truslen om chokparadigm, er det muligt at vurdere både virkningen af angst på kognition og virkningen af kognition på angst 2 , 3 , 4 , 5 . Formålet med denne protokol er at demonstrere, hvordan man administrerer Sternberg WM-paradigmet under trussel om chokparadigm for at undersøge det tovejsede forhold mellem angst og WM vedligeholdelse.
Truslen om chokparadigma anvendes meget i laboratoriet til at manipulere statsangstF "> 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 og kan implementeres hos raske forsøgspersoner 2 , 3 , 4 , 5 og patienter 12 , 13 , 14 , 15 (se Bradford et al. 16 for et eksempel). Paradigmet består af vekslende blokke af trussel og sikkerhed 17. Emner risikerer at modtage uforudsigelige elektriske stimuleringer under trusselblokkene, men ikke under de sikre blokke. Emnernes angst kan probes periodisk ved hjælp af akustisk startrefleks 18 , 19. Emner Typisk shStørre større reaktioner under trusselblokkene i forhold til de sikre blokke, og denne angst-potentielle startle (APS) kan bruges som et perifert indeks for ændring i den igangværende angst under testen 17 , 18 . Potentieret skræmme i truslen om chokparadigm anerkendes af National Institute of Mental Health (NIMH) som et fysiologisk indeks for angst i deres forskningsdomæne-kriterier matrix 20 . Det er dog også muligt at afprøve individets angst ved hjælp af en selvrapporterende Likert-type skala. Fordi trussel om chok er et passivt paradigme, kan andre kognitive opgaver udføres samtidigt 21 . Ved at kombinere truslen om chok med Sternberg WM-opgaven, er det muligt at sonde angst under WM vedligeholdelse 3 .
Under Sternberg WM-paradigmet er emner påkrævet for at kode en række bogstaver i WM og svare på aFter et kort interval 3 , 22 . I modsætning til mere komplekse WM-opgaver ( f.eks. N-back-opgaven) 4 , 5 , 23 , kræver Sternberg-opgaven ikke manipulation af oplysninger i WM 3 , 22 . Endvidere kodes, vedligeholdes og besvares emner under forskellige intervaller. Sammen gør disse funktioner det muligt at adskille WM vedligeholdelse fra andre mere komplekse kognitive processer 24 . Ved at undersøge APS under WM vedligeholdelsesintervallet er det muligt at bestemme effekten af WM vedligeholdelse på angst. Ligeledes er det muligt at bestemme effekten af angst på WM vedligeholdelse ved at sammenligne WM-nøjagtighed og reaktionstid (RT) mellem trussel og sikre blokke. Denne protokol beskriver de proceduremæssige trin, der er nødvendige for at gennemføre Sternberg WM-paradigmet dUring trussel om chok, samt de analytiske skridt, der er nødvendige for at vurdere APS, nøjagtighed og reaktionstid under opgaven.
Dette dokument viser, hvordan man administrerer Sternberg WM-opgaven under trussel om chok. Ved hjælp af denne protokol var det muligt at vise, at WM vedligeholdelse er tilstrækkelig til at reducere angst, målt ved forstærkningen af den akustiske startrefleks 3 . Disse resultater tyder på, at forholdet mellem kognition og angst er tovejs 3 – 5, og at modeller af angst ( f.eks. Opmærksomhedskontrolteori) 1 skal forklare virkningen af kognition på angst ud over effekten af angst på kognition. Selvom den nuværende protokol beskriver integrationen af Sternberg WM-opgaven og truslen om chokparadigm, kan den også fungere som en ramme for at studere forholdet mellem kognition og angst mere generelt 21 .
Ved at omlægge eksisterende kognitive opgaver til at finde sted under alternativeG perioder med sikkerhed og trussel, er det muligt at studere effekten af angst på specifikke kognitive processer, som WM og vedvarende opmærksomhed 2 , 31 , 32 . I tidligere arbejde blev N-back-arbejdshukommelsesopgaven integreret med truslen om chokparadigm, hvilket viser, at angst forstyrrer WM ved en lav belastning, men ikke en høj belastning 4 , 5 . Disse resultater tyder på, at angst forstyrrer WM, men også at sunde individer er i stand til at overvinde angst, når opgavebehovene er høje. Den vedvarende opmærksomhed på reaktionsopgave (SART) blev også integreret med truslen om chokparadigm; Forsøgspersoner måtte hæmme deres respons på sjældne målstimuli. Dette viste, at truslen om chok øger nøjagtigheden af NoGo-forsøg under opgave 31 , 32 . Sammen medN-rygstudierne, disse resultater tyder på, at angst både kan svække og lette ydeevne, og at retningen af effekten afhænger af de specifikke kognitive processer, der er involveret i opgaven.
Ligeledes er det muligt at ved at tilføje præcist tidsbegrænsede startprober til en eksisterende kognitive opgave, der er tilpasset truslen om chokparadigm, det er muligt at studere effekten af specifikke kognitive opgaver på angst. Forholdet mellem WM belastningen og angst blev oprindeligt observeret under N-back WM-opgaverne, hvor antallet af vedligeholdte elementer blev reduceret reduceret APS 4 , 5 . Da denne opgave imidlertid kræver både vedligeholdelse og manipulation, var det vanskeligt at bestemme, hvilke WM-komponenter der var nødvendige for den observerede reduktion i angst 23 , 33 . Ved at følge op på disse undersøgelser med det enklere Sternberg WM-paradigme var det muligt at shOw at central executive behandling ikke var nødvendig for angst reduktion 3 .
Denne teknik kan bruges til at studere både virkningen af angst på kognition, såvel som effekten af kognition på angst. Derfor er det vigtigt at manipulere både angst og kognitiv belastning i dette paradigme og at tage pålidelige foranstaltninger af hver. Når man anvender denne metode til at udtale nye kognitive paradigmer, er det vigtigt at sikre, at det kognitive paradigme har skelne vanskeligheder baseret på præstationer. Hvis pilotforsøg ikke viser forskelle i præstationer på tværs af eksperimentelle forhold, skal du kontrollere for loft / gulv effekter og justere opgavens vanskelighed i overensstemmelse hermed. Ligeledes er det vigtigt at designe truslen om chokmanipulation, så det er muligt at observere APS under forhold med lav kognitiv belastning. Hvis pilotprøvning ikke viser forskelle i startle under forhold med lav kognitiv belastning, skal du prøve at kontrollere signaletTil-støjforhold i EMG-kanalen.
Der er 3 kritiske trin for at sikre effektiviteten af denne protokol. For det første er det vigtigt at sikre, at emnet forstår den kognitive opgave, som implementeres. Hvis det er nødvendigt, skal du udforme en øvelsesversion af opgaven for at sikre, at fagene forstår instruktionerne. For det andet er det vigtigt at sikre, at den anvendte elektriske stimulering har en tilstrækkelig intensitet til at fremkalde angst i individet. Om nødvendigt genkalibrere intensiteten af den elektriske stimulering efter hvert løb. For det tredje er det vigtigt at sikre, at signal-støjforholdet mellem EMG-kanalen er tilstrækkeligt til at genoprette akustisk start-respons. Hvis kanalen er støjende eller impedansen er for høj, skal du rengøre huden under øjet og genmontere EMG-elektroderne.
Selv om der er en række styrker til dette paradigme, er der også begrænsninger, som bør behandles. For eksempel brugen af avErstatning for elektrisk stød kan skabe bekymring blandt nogle IRB'er, især når man beskæftiger sig med sårbare befolkninger. Det skal bemærkes, at der er alternative metoder til at fremkalde angst foruden at bruge elektrisk stød. Disse omfatter åndedrættet forhøjede CO 2 -niveauer (7,5%) i længere perioder (8-20 min.) 34 ved hjælp af truslen om en aversiv termisk stimulus 35 , der præsenterer negativt validerede billeder 36 osv . Det skal imidlertid bemærkes, at elektriske stimuli Er sikre (når de bruges korrekt), udbredt og effektivt. Selv om denne protokol anbefaler en standardiseringsmetode til at analysere potentieret startle, kan rå scores være mere pålidelige i nogle tilfælde 9 , 10 . Hvis der anvendes standardiserede scoringer, anbefales det også at undersøge de rå scores.
Styrken af denne protokol er, at den giver forskeren mulighed for fleksibeltManipulere tilstandsangst indenfor emne i en enkelt session og for at teste forholdet mellem angst og specifikke kognitive processer. Der er tre potentielle fremtidige anvendelser af denne protokol. For det første er det vigtigt at forstå, hvordan kognitive og følelsesmæssige systemer interagerer på niveauet af neurale processer. Fremtidige undersøgelser bør undersøge forholdet mellem angst og WM vedligeholdelsesrelateret neural aktivitet ved anvendelse af dette paradigme under optagelse af BOLD-aktivitet. For det andet er det vigtigt at generalisere disse fund til andre kognitive processer, såsom vedvarende opmærksomhed og belønning forarbejdning. Fremtidige undersøgelser, der bruger denne protokol, bør manipulere disse processer i perioder med trussel og sikkerhed. For det tredje er det vigtigt at forstå forholdet mellem kognition og angst, både hos raske individer og hos patientpopulationer. Fremtidige undersøgelser, der bruger denne protokol, bør omfatte personer fra disse særlige populationer.
Afslutningsvis, detteArbejde præsenterer en protokol for at studere forholdet mellem wm belastning og induceret angst. Undersøgelser, der bruger dette paradigme, har vist, at WM vedligeholdelse er tilstrækkelig til at reducere angst, men at angst ikke blander sig i WM-belastningen selv. Selvom de heri viste resultater er specifikke for Sternberg WM-paradigmet, kan denne protokol tilpasses til at studere det tovejsede forhold mellem kognition og angst generelt.
The authors have nothing to disclose.
Finansiel støtte til denne undersøgelse blev leveret af Intramural Research Programmet af National Institute of Mental Health, ZIAMH002798 (ClinicalTrial.gov Identifier: NCT00026559: Protokol ID 01-M-0185).
Biopac System | |||
System | Biopac Systems Inc. | MP150 | 1, Psychophysiology monitoring hardware |
TTL integration | Biopac Systems Inc. | STP100C | 1 |
EDA | Biopac Systems Inc. | EDA100C | 1 |
ECG | Biopac Systems Inc. | ECG100C | 1 |
EMG | Biopac Systems Inc. | EMG100C | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Other Equipment | |||
Breakout box | See Alternatives | Custom | 1 |
Grass Signal Generator | Grass Instruments | SD9 | 1 |
Shock device | Digitimer North America, LLC | DS7A | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alternatives | |||
Alternative to Breakout box | Cortech Solutions | SD-MS-TCPBNC | 1 |
Alternative Grass Signal Generator | Digitimer North America, LLC | DG2A | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Audio Equipment | |||
Headphones | Sennheiser Electronic GMBH & CO | HD-280 | 1 |
Headphone Amplifier | Applied Research and Technology | AMP4 | 1 |
Sound Pressure Level Meter | Hisgadget Inc | MS10 | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Electrodes and Leads from Biopac | |||
EMG | Biopac Systems Inc. | EL254S | 2 |
EMG stickers | Biopac Systems Inc. | ADD204 | 2 |
Gel for EMG | Biopac Systems Inc. | GEL100 | 1 |
ECG | Biopac Systems Inc. | LEAD110 | 2 |
Shock | Biopac Systems Inc. | LEAD110 | 2 |
ECG | Biopac Systems Inc. | LEAD110S-W | 1 |
ECG | Biopac Systems Inc. | LEAD110S-R | 1 |
Disposable electrodes | Biopac Systems Inc. | EL508 | 6 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Presentation | Neurobehavioral Systems | Version 18 | Referred to here as experimental software |
Acknowledge | Biopac Systems Inc. | Version 4.2 | Referred to here as psychophysiology analysis software |