Тест холодного пресса является классическим задача индукции стресса, используемых в широком диапазоне исследований изучения взаимосвязи между стрессом и познания, эмоции и поведение. В этой статье представлена практическая и универсальная альтернатива традиционному тесту холодного пресса: холодная обертка для рукоятки пресса.
В последнее время исследования о взаимосвязи между стрессом и познания, эмоции и поведение значительно увеличилось. Эти достижения дали представление о важных вопросах, начиная от характера влияния стресса на зависимость1 до роли стресса в нейронных изменениях, связанных с изменениями в принятиирешений 2,3. Однако по мере развития тем, рассматриваемых на местах, следует также и методологии. В этой статье представлена практическая и эффективная альтернатива классическому методу индукции стресса, тесту холодного пресса (CPT), представлена: холодная обертка руки пресса (CPAW). КПП обычно включает погружение доминирующей руки участника в ледяную воду в течение 4-гопериода времени. Техника связана с надежной активацией оси симпато-адреномедуллярии (SAM) (и высвобождением катехоламинов; например, адреналина и норадреналина) и легкой до умеренной активации гипоталамически-гипофиза-надпочечников (HPA) с сопутствующим глюкокортикоидом(например, кортизолом). Хотя КПП используется в широком диапазоне исследований, применение его в некоторых исследовательских средах может быть нецелесообразным. Например, использование воды во время, а не до, магнитно-резонансной томографии (МРТ) может повредить чувствительное и дорогостоящее оборудование или помешать получению МРТ сигнала. CPAW является практической и эффективной альтернативой традиционному КПП. В составе универсального списка недорогих и легко приобретенных компонентов, CPAW использует МРТ-безопасные гелпаки, охлажденные до температуры, аналогичной КПП, а не фактической воды. Важно отметить, что CPAW связан с уровнями активации SAM и HPA, сопоставимыми с КПП, и может быть легко применен в различных контекстах исследований. Хотя при использовании метода важно поддерживать определенные протоколы безопасности, они легко реализовать, если они запланированы. Будет обсуждаться вопрос о создании и использовании CPAW.
Воздействие стресса связано с активацией двух стрессоустойчивых биологических систем: гипоталамически-гипофиза надпочечников (HPA) и симпато-адреномедуллярных (SAM)осей 5. Когда стресс имеет достаточную интенсивность, чтобы нарушить гомеостатический баланс организма, SAM быстро вызывает повышенную активность в симпатической ветви вегетативной нервной системы (АНС). Это связано с высвобождением катехоламинов(например, адреналина и норадреналина; CA) из надпочечников медуллы и симпатических нервных терминалов. Повышенные уровни этих возбуждательных химических веществ связаны с повышением сердечного ритма и артериального давления, которые характеризуют классический “борьба или полет”ответ 6. Хотя последующая активация парасимпатических ANS в конечном итоге ингибировать это возбуждение, восходящие нейроны CA, взаимодействие с структурами ствола мозга способствуют замедлению активации HPA через гипоталамус и в конечном итоге глюкокортикоид(т.е. кортизола у людей) освобождение от корынадпочечников 7. Понимание взаимосвязи между стрессовой модальности и конкретной динамикой самой реакции на стресс будет иметь решающее значение по мере развития исследований взаимосвязи между стрессом и нейроннымикоррелятами различных психологических процессов (например, памяти, обучения и принятия решений).
Для использования в лабораторных исследованиях разработаны многочисленные задачи индукции стресса. Как правило, они могут быть классифицированы как системные(т.е.представляющие рефлексивный ответ на прямую угрозу гомеостатического баланса) или процессивные / психогенные (т.е. требующие обработки и оценки предварительного боя до участия в ответ на стресс)8. Примечательно, что эти два различных условия стресса Тариф, связанный с дифференциальными моделями активации SAM и HPA. Тест холодного пресса (CPT) является распространенным и хорошо проверенным средством индуцирования системного стресса, связанного с погружением доминирующей руки человека в ледяную воду (обычно между 0-5 градусами по Цельсию) в течениепериода времени 4,9,10. КПП был использован в широком диапазоне исследований изучения влияния стресса на память11-13,обучение 14, и принятиярешений 15-17. Исследования, использующие КПП в качестве средства индукции стресса, однако, дали смешанные результаты с точки зрения реактивности кортизола. Общее легкое-умеренное увеличение кортизола наблюдалось после CPT13,18,19, хотя активация SAM является надежным и надежным4,20. В отличие от этого, процессивные лабораторные стрессоры, такие как Trier Social Stress Task (TSST)21,22, в ходе которого участники дают 5 минут речи следуют 5 минут психической арифметики во время просмотра и / или видеозаписи, были связаны с двукратным или трехкратным увеличениемкортизола 23.
Чтобы максимизировать активацию SAM и HPA, некоторые исследователи использовали подход к объединению КПП с социальными оценочными компонентами, аналогичными тем, которые присутствуют в TSST. Например, в социально оцениваемом тесте холодного пресса (SECPT) участникам просят выполнить традиционный КПП во время записи на видео и просмотраэкспериментатором 24. Аналогичным образом, Маастрихт Острый стресс-тест интегрирует SECPT с публичными выступлениями и психической арифметики компонентов TSST25. Хотя эти подходы представляют собой значительный шаг вперед в исследовании стресса остается важным изучить конкретные, и потенциально разобщенным, влияние активации SAM и HPA на нейронные корреляты поведения, познания и эмоций. К сожалению, КПП, с участием воды, часто непрактично проводить в исследованиях, связанных с магнитно-резонансной томографии (МРТ), если завершено до вступления в МРТ себя. Например, пролитая вода может быть угрозой для чувствительного и дорогостоящего оборудования МРТ(например, головной катушки) и может мешать сигналу МРТ из-за его высокой плотностипротонов 26. Таким образом, по мере расширения исследований, связанных с КПП, в сторону использования в нейровизуаляций необходимы изменения в традиционной процедуре КПП. С этой целью предлагается альтернатива – холодная обертка для рукоятки пресса (CPAW).
Вместо ручного погружения в ледяную воду, CPAW включает в себя обертывание руки состоит из МРТ-безопасных гелей, охлажденных до температуры, похожей на традиционный КПП. Кроме того, CPAW является универсальным по своему составу из простой коллекции общих компонентов. Важно отметить, что в использовании CPAW существуют дополнительные проблемы безопасности, поскольку он потенциально может быть охлажден до температуры значительно ниже, чем жидкая вода. Тем не менее, они могут быть учтены с минимальными усилиями со стороны исследователя. Надлежащее хранение и использование CPAW будет продемонстрировано с особым вниманием к протоколам безопасности.
В этой статье была продемонстрирована альтернатива традиционному тесту холодного пресса – холодная обертка руки прессора. CPAW является процедура, которая производит психофизиологические и нейроэндокринные реакции стресса сопоставимыс КПП. В частности, наблюдалось значительное увеличение активации SAM (т.е. симпатической ANS) и легкое-умеренное увеличение активности HPA(т.е.кортизола). CPAW может быть создан из целого ряда широко встречающихся компонентов и служит жизнеспособной альтернативой традиционному (водному) КПП. Дополнительным преимуществом CPAW является то, что он может быть легко использован в научно-исследовательских контекстах, где использование КПП (например МРТ) может быть нецелесообразно, даженеосуществимым.
Как упоминалось ранее, CPAW требует дополнительных мер предосторожности, помимо тех, которые связаны с КПП. Исключение критериев (в значительной степени разделяют КПП) должны включать в себя: холодная крапивница, болезнь Рейно, аневризма, беременность, история сердечно-сосудистых заболеваний, диабет, хронические ревматологические заболевания, и необработанные аномалии кровяного давления. Учитывая, что CPAW потенциально может быть охлажден до небезопасных температур ниже, чем у жидкой воды, строгое измерение температуры до применения имеет решающее значение, чтобы избежать риска травмы участника. Поскольку аппарат физически крепится к руке участника, очень важно, чтобы в нескольких моментах было ясно, что они могут закончить процедуру в любое время по их просьбе. Кроме того, экспериментатор должен быть готов прекратить процедуру, если участник становится проблемным. Таким образом, процедура требует, чтобы исследователь быть бдительными на нескольких фронтах.
Существует ряд ограничений в использовании CPAW. Например, в контексте МРТ-исследований может потребоваться короткое МРТ, так как прикрепление CPAW к руке участников может оказаться невозможной при длительной МРТ. Тем не менее, адаптация CPAW для использования на ноге или ноге является возможным и будет совместима с давно родила установки. Титровать температуру CPAW до очень точной температуры также трудно. Исследования показывают, что отклонения даже 2 градусов по Цельсию связаны с колебаниями времени толерантности и болевыеоценки 31. Чтобы избежать этого, рекомендуется использовать морозильную камеру, которая может быть охлажден до определенной температуры. Кроме того, рекомендуется иметь второй CPAW доступны, если устройство будет использоваться несколько раз подряд (чтобы избежать его нагревается сверх желаемой температуры). Хотя в репрезентативных результатах использование CPAW не было связано с увеличением движения головы, исследователи должны обратить особое внимание на движение головы в настройках МРТ – особенно, если CPAW применяется во время (а не до) сканирования МРТ. В то время как субъективные оценки стресса, HPA и активация SAM предполагают, что CPAW является эффективным стрессором, сопоставимым с традиционным КПП, будущие исследования должны быть сосредоточены на тщательном сравнении степени активности HPA и SAM с тем, что вызвано традиционным КПП, а также другими физиологическими показателями(например, пульс и кровяное давление).
The authors have nothing to disclose.
Спасибо Маурисио Р. Дельгадо, Стефани Р. Поттс и Уильяму Т. МакКудди. Приобретение репрезентативных данных было поддержано финансированием национального института по злоупотреблению наркотиками в MRD (R01DA027764)
2 Cryo-Max Cold Packs (6 in x 12 in) | Modular Thermal Technologies | n/a | This is an example gelpac – others of a similar size would serve as well. |
Infrared Thermometer | Fisher Scientific | 02-401-1 | |
Biopac MP150 Data Acquisition System | Biopac Systems, Inc. | MP150 | |
Biopac GSR EDA Galvanic Skin Response Amplifier | Biopac Systems, Inc. | GSR100C | |
2 Biopac Unshielded Leads | Biopac Systems, Inc. | LEAD110A | |
2 Biopac disposable Electrodermal Electrodes | Biopac Systems, Inc. | EL507 | |
Salivary Cortisol Enzyme Immunoassay Kit | Salimetrics, LLC. | I-3002 | If assaying will not be conducted in-house, only collection supplies below are needed. |
Salimetrics Oral Swab | Salimetrics, LLC. | 5001.02 | |
Swab Storage Tube | Salimetrics, LLC. | 5001.05 |