Summary
콜드 프레스 테스트는 스트레스와 인식, 감정 및 행동 사이의 관계를 조사하는 광범위한 연구에 사용되는 고전적인 스트레스 유도 작업입니다. 이 기사에서는 기존의 콜드 프레스 테스트에 대한 실용적이고 다재다능한 대안이 제시됩니다: 콜드 프레스 암 랩.
Abstract
최근 스트레스와 인식, 감정 및 행동 사이의 관계에 대한 연구가 크게 증가했습니다. 이러한 발전은 중독1에 대한 스트레스의 본질에서부터 의사 결정2,3의변화와 관련된 신경 변화의 스트레스 역할에 이르기까지 중요한 질문에 대한 통찰력을 산출했습니다. 그러나 현장에서 검토중인 주제가 진화함에 따라 방법론도 있어야합니다. 이 문서에서는 고전적인 스트레스 유도 기술에 대한 실용적이고 효과적인 대안, 콜드 프레스 테스트 (CPT)가 제시됩니다 : 차가운 프레스 암 랩 (CPAW). CPT는 일반적으로시간 4의기간 동안 얼음 차가운 물에 참가자의 지배적 인 손을 침수 포함. 이 기술은 동종-아드레날린(SAM) 축(및 카테콜아민 방출, 예: 아드레날린 및 노르 아드레날린) 및 피연관된 글루코코르티코이드(e.g.g.)와 함께 시상하부-뇌하수체-부신(HPA) 축의 온화-중간 활성화와 관련이있다. CPT는 광범위한 연구에서 사용되었지만 일부 연구 환경에서 적용하는 것은 비현실적일 수 있습니다. 예를 들어, 자기 공명 영상(MRI)이 아닌 동안물을 사용하면 민감하고 고가의 장비를 손상시키거나 MRI 신호의 획득을 방해할 가능성이 있습니다. CPAW는 기존의 CPT에 대한 실용적이고 효과적인 대안입니다. 중요한 것은 CPAW는 CPT에 필적하는 SAM 및 HPA 활성화 수준과 관련이 있으며 다양한 연구 컨텍스트에서 쉽게 적용할 수 있다는 것입니다. 이 기술을 사용할 때 특정 안전 프로토콜을 유지하는 것이 중요하지만 계획하면 쉽게 구현할 수 있습니다. CPAW의 생성 및 사용에 대해 설명합니다.
Introduction
응력 노출은 두 가지 스트레스 반응성 생물학적 시스템의 활성화와 관련이 있습니다: 시상 하부-뇌하수체-부신(HPA) 및 동조 부뇌(SAM) 축5. 스트레스가 유기체의 동종성 균형을 방해하기에 충분한 강도일 때 SAM은 자율 신경계 (ANS)의 공감 분기에 있는 증가된 활동을 신속하게 트리거합니다. 이것은 카테콜라민(예 : 아드레날린 및 아드레날린)의 방출과 관련이 있습니다. CA) 부신 수질 및 교감 신경 단자에서. 이러한 흥분 성 화학 물질의 증가 수준은 고전적인 "싸움 또는 비행"응답6을특징짓는 심박수 및 혈압의 고도와 관련이 있습니다. 부교감 ANS의 후속 활성화는 결국이 흥분을 억제할 것이지만, 뇌간 구조와 상호 작용하는 상승 CA 뉴런은 시상 하부 및 최종 글루코코르티코이드(즉, 인간에서 코티솔)를 통해 더 느린 HPA 활성화에 기여7 부신 피질7에서방출. 스트레스 양면과 스트레스 반응 자체의 특정 역학 사이의 관계를 이해하는 것은 스트레스와 다양한 심리적 과정(예 : 기억, 학습 및 의사 결정)의 신경 상관 관계에 대한 연구가 진행됨에 따라 중요합니다.
실험실 연구에 사용하기 위해 여러 스트레스 유도 작업이 개발되었습니다. 일반적으로, 이들은전신(즉,동종성 균형에 대한 직접적인 위협에 대한 반사 반응을 나타내는) 또는 공정/정신병(즉, 스트레스 반응의 참여 전에 뇌 처리 및 평가를 요구)로 분류될 수있다. 8. 특히 SAM 및 HPA 활성화의 차동 패턴과 관련된 이 두 가지 뚜렷한 스트레스 양식 운임. 콜드 프레스 테스트(CPT)는4,9,10시간동안 얼음물에 개인의 지배적인 손침수(일반적으로 0-5°C 사이)를 침수하는 데 관련된 전신 스트레스를 유도하는 일반적이고 검증된 수단이다. CPT는 메모리11-13,학습14,의사 결정15-17에스트레스의 영향을 검토하는 광범위한 연구에서 사용되어 왔다. CPT를 스트레스 유도 수단으로 사용하는 연구는 코티솔 반응성 측면에서 혼합 된 결과를 산출했습니다. SAM 활성화는 견고하고 신뢰할 수 있지만 전반적인 온화코티솔 증가는 CPT13,18,19이후 관찰되었지만 SAM 활성화는 견고하고 신뢰할 수 있는4,20이다. 대조적으로, 트리어 사회적 스트레스 태스크(TSST)21,22와같은 공정 실험실 스트레스는 참가자가 5분 동안 연설을 한 후 5분 동안 정신 산술을 시청및/또는 비디오 녹화하는 동안 코티솔23에서2~3배 증가와 관련이 있다.
SAM 및 HPA 활성화를 극대화하기 위해 일부 연구자들은 CPT와 TSST에 존재하는 것과 유사한 사회적 평가 구성 요소를 결합하는 접근 방식을 취했습니다. 예를 들어, 사회적으로 평가된 콜드 프레스 테스트(SECPT)에서 참가자는실험자(24)가비디오 녹화 및 시청하는 동안 전통적인 CPT를 수행하도록 요청받습니다. 마찬가지로, 마스트리흐트 급성 스트레스 테스트는 SECPT를 TSST25의대중 연설 및 정신 산술 구성 요소와 통합합니다. 이러한 접근 방식은 스트레스 연구에서 중요한 단계를 나타내는 반면 행동, 인식 및 감정의 신경 상관 에 SAM 및 HPA 활성화의 구체적이고 잠재적으로 해리 할 수있는 영향을 검사하는 것이 중요합니다. 불행히도 CPT는 물과 관련되어 MRI 자체에 들어가기 전에 완료되지 않는 한 자기 공명 영상 (MRI)과 관련된 연구에서 수행하는 것이 비실용적입니다. 예를 들어, 유출된 물은 민감하고 값비싼 MRI장비(예: 헤드 코일)에 위협이 될 수 있으며 높은 양성자밀도(26)로인해 MRI 신호를 방해할 수 있다. 따라서 CPT와 관련된 연구가 신경 이미징 컨텍스트에서 사용쪽으로 확장됨에 따라 기존의 CPT 절차에 대한 수정이 필요합니다. 이를 위해 콜드 프레스 암 랩(CPAW)을 대안으로 제시합니다.
CPAW는 얼음 차가운 물에 침지하는 대신 기존의 CPT와 유사한 온도로 냉각된 MRI 안전 젤팍으로 구성된 암 랩을 포함합니다. 또한 CPAW는 간단한 공통 구성 요소 모음에서 다재다능합니다. 잠재적으로 액체 물보다 훨씬 낮은 온도로 냉각 될 수 있으므로 CPAW 사용에 추가 안전 문제가 존재한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 즉, 이들은 연구원의 부분에 최소한의 노력으로 설명 될 수 있습니다. CPAW의 적절한 저장 및 사용은 안전 프로토콜에 특별한주의를 기울여 입증될 것입니다.
Protocol
1. CPAW 생성
참고: CPAW는 부품 및 시공에 다재다능합니다. 이 프로토콜은 작성자가 취한 접근 방식을 나타내지만 대체 접근 방식이 가능합니다.
- 고무 시멘트를 사용하여 두 겔팍 (크기 6 x 12) 각각에 벨크로 (각각 4 x 1in)의 2 ~ 3 조각을 부착, 동등하게 간격. 24시간 건조시키십시오.
- 크기가 약 12 x 16에 두꺼운 직물조각을 얻어 반으로 접어. 겔팍스의 6 x 12는 접힌 직물의 각 안쪽 절반을 따라 세로로 실행됩니다.
- 각 벨크로 조각의 보완적인 측면(1.1단계부터 패브릭의 안쪽 측면에 부착하여 겔팍에 벨크로배치를 일치시도록 간격을 두세요). 고무 시멘트 또는 바늘 및 실이 사용될 수 있습니다. 이렇게 하면 젤팍을 쉽게 제거하고 보관을 위해 다시 부착할 수 있습니다.
- 벨크로의 두 개의 큰 조각을 얻을 (약 2 x 10에). 가르다. 한쪽면을 원래 크기의 약 1/4로 자르고 나머지 를 폐기하면서 다른 한쪽을 x 10 크기로 원래 2에서 유지합니다.
- 같은 면에 직물의 외부 부분의 앞면과 뒷면에 벨크로의 작은 조각을 부착합니다. 마지막으로 벨크로의 긴 부분을 직물의 반대쪽 의 외부 부분에 있는 유사한 위치에 부착합니다. 이 완료 후, 자신의 팔뚝과 손 주위에 직물을 감싸고 벨크로 스트랩을 사용하여 장소에 고정 할 수 있어야합니다.
2. CPAW 사용 및 안전 예방 조치
- CPAW를 사용하여 연구 참가자에게 동의 중, CPAW 투여 전에 언제든지 절차를 철회하고 종료할 수 있음을 여러 번 알려주십시오. 세 가지 개별 인출 진술을 권장합니다. 또한 참가자가 고민을 당할 경우 절차를 종료할 준비를 하십시오.
- 예제 교육 텍스트:"이 연구에서는 감기 젤팍으로 만든 팔 랩을 팔에 장시간 넣어주는 스트레스 절차에 참여하도록 요청할 수 있습니다. 랩은 스트레스가 되도록 설계되어 매우 불편합니다. 팔 랩이 현재 팔에 있는지 여부에 관계없이 어떤 이유로 언제든지 절차를 종료하고 실험하는 것이 귀하의 권리임을 이해하는 것이 중요합니다. MRI에서 한 번 이 작업을 수행하려면 구두로 말할 수 있습니다, 당신은 적극적으로 발을 걷어 차수 있습니다, 또는 필요한 경우 당신은 우리가 줄 것이다 비상 스퀴즈 볼을 사용할 수 있습니다. 이해하시나요? 당신은 계속 하고자하는 가?". 그 후, 참가자는 MRI 스캔 전에 두 번 더 생각 나게하는 것이 좋습니다,"기억, 우리는 팔 랩을 제거하고 언제든지 요청에실험을 종료합니다 ".
- 조심스럽게 모니터링되는 온도가 있는 냉동실에 CPAW를 보관합니다. 냉동고가 특정온도(예: 0-5°C 사이)로 설정할 수 없고 0°C 미만인 경우, 저장에서 제거한 후 CPAW가 안전한 온도(0°C 이하)로 따뜻해질 수 있도록 허용한다. 그렇지 않으면 참가자가 콜드 화상을 경험할 수 있는 잠재력이 존재합니다.
- CPAW를 사용하기 전에 젤팍과 참가자의 피부 사이의 직접적인 접촉을 피하기 위해 젤팍을 플라스틱 시트 층으로 덮습니다. 적외선 온도계를 사용하여 각 겔팍(플라스틱 시트로 덮여 있음)의 표면 온도를 측정하여 길이를 따라 2-3개의 위치에 배치하여 안전한 온도를 보장합니다. 온도가 너무 낮으면 추가 시간이 지나고 다시 측정되도록 하십시오.
- 원하는 온도에 도달하면 참가자의 팔뚝 주위에 CPAW를 감싸고 앞에서 언급한 벨크로 스트랩과 함께 손에 부착합니다. 원하는 기간 동안 CPAW를 제자리에 두십시오(2분 권장). 참가자의 요청에 따라 또는 해당 시간이 경과한 후 즉시 제거합니다.
Representative Results
CPAW는 참가자가 기능 MRI스캐닝(27)을받은 동안 신경 보상 처리에 대한 급성 스트레스의 영향을 검토하는 이전에 발표된 연구에서 사용되었습니다. 32명의 참가자(여성 16명, 남성 16명, 평균 연령 = 23.41세, SD 년 = 4.07)는 CPAW 또는 스트레스 조절 그룹(실온에서 수건으로 구성된 팔 랩)에 피험자 사이에 무작위로 배정되었다. 프로토콜 의 시작 부분에서 기준선 타액 코티솔 샘플을 획득한 후 2분 동안 CPAW(또는 스트레스 제어 없음) 적용을 받은 후 10분 의 행동 작업이 수행되었다. 첫 번째 행동 작업 후, 이 패턴은 반복 - 두 번째 타액 샘플을 획득하고, 2 분 동안 CPAW (또는 스트레스 제어 없음)와 두 번째 10 분 행동 작업을 수행하였다. 세 번째 타액 샘플은 두 번째 행동 작업 후에 획득되었습니다. 실험 후 설문지에서 참가자들은 팔 랩이 어떻게 (나쁜 기분) 느끼게했는지, 그리고 7점 Likert 척도에서 경험이 얼마나 스트레스가 되는지(높음에서 낮게) 포함하여 인식된 스트레스의 주관적인 등급을 보고하도록 요청받았습니다.
노 스트레스 그룹에 비해, CPAW를 경험한 참가자는 팔 랩이 훨씬 더 스트레스가 많은 것으로 보고, t(30) = 3.46, p< 0.01, d = 1.22, 그리고 훨씬 더 나쁜 느낌으로, t(30) = 4.42, p< 0.001, d = 1.56. 3명의 참가자는 타액 코티솔 분석에서 제외되었으며, 하나는 손상된 시료로 인해, 2명은 실험 중에 샘플을 수집할 수 없기 때문입니다. 따라서 최종 코티솔 분석은 32명의 참가자 중 29명(스트레스 조절 13명, CPAW 16개)에서 수행되었다. 증가(AUCI)에대하여 곡선 아래 영역은 두 그룹에 대한 사다리꼴 방법을 사용하여 계산하였다(nmol/L에서 실험군에 의해 각 시료의 평균 타액 코티솔표 1참조) (28). 스트레스 없음 제어와 CPAW 그룹 AUC 사이의 한 꼬리 독립적 t-testI는 CPAW 그룹에 대한 타액 코티솔의 현저한 증가를 나타내었으며, t(27)= 1.78, p< 0.05, d = 0.69(그림 1참조). 오직 두 명의 참가자만이 1개의복셀(즉,3mm)을 초과하는 헤드 모션을 보였지만 둘 다 스트레스 그룹이 없었습니다. CPAW 노출로 인해 연구에서 철수한 참가자는 없었습니다. 추가 데이터 세트의 예비 분석은 SAM활성화(즉, 피부 전도도)29의관점에서 CPAW의 효능에 대한 수렴 지원을 제공한다. 28명의 참가자(여성 14명, 남성 14명, 평균 연령 = 21.18세, SD 년 = 2.97)는 스트레스 조절 암 랩(위와 같이)을 2분 동안 수행한 후 15분 동안 행동 작업을 수행하였다. 그 후 그들은 2 분 동안 CPAW를 수행, 두 번째 15 분 행동 작업 (모든 내 과목). 피부 전도도 수준(SCL)은 BIOPAC 모듈을 사용하여 각 암 랩 노출(응력 제어 후 CPAW 없음)에서 측정하고 AcqKnowledge 소프트웨어를 사용하여 분석하였다. 각 2분 암 랩의 평균 SCL 파형은 (마이크로시멘, μs)로 계산되고 사각형 뿌리 변환30을사용하여 정규화하였다. 쌍t 테스트는 응력 제어, t(27) = 5.49, p< .001, d = .65 (그림 2참조) 위의 CPAW 노출 중에 SCL이 크게 상승한 것으로 나타났습니다.
표 1. 기준선에서 nmol/L의 침액 코티솔 수준을 의미하고, 작업 실행 후 1, CPAW에 대해 2를 실행하고 스트레스 제어 그룹(평균 ± SEM). 포르첼리 외에서 적응. 27 허락. 더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 1. CPAW및 스트레스 조절 군에 대한 증가(AUCI)에대하여 곡선 아래의 타액 코티솔 영역. 타액 코티솔의 순 감소를 나타내는 음의 AUCI 값은 "감소지수"(28)로유지되었다. 포르첼리 외에서 적응. 27 허락. 더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2. 제곱 뿌리 변형 평균 피부 전도도 수준 (마이크로 시멘트; μs) CPAW 동안 또는 스트레스 제어 팔 랩 없음. 더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.
Discussion
이 기사에서는 전통적인 콜드 프레스 테스트에 대한 대안이 입증되었습니다 - 차가운 프레스 팔 랩. CPAW는 CPT에 필적하는 정신 생리학적 및 신경 내분비 응력 반응을 생성하는 절차입니다. CPAW는 일반적으로 발견되는 다양한 구성 요소로부터 생성될 수 있으며, 전통적인 (수성) CPT에 대한 실행 가능한 대안으로 작용합니다. CPAW의 추가 장점은 CPT(예를들어 MRI)를 사용하기 위해 비현실적이고 심지어 불가능할 수 있는 연구 컨텍스트에서 쉽게 사용할 수 있다는 것입니다.
앞서 언급했듯이 CPAW는 CPT와 관련된 것 이상의 추가 안전 예방 조치가 필요합니다. CPAW가 액체 물 보다 안전하지 않은 온도로 냉각될 수 있다는 점을 감안할 때, 적용 전에 엄격한 온도 측정은 참가자 부상의 위험을 피하기 위해 매우 중요합니다. 장치가 참가자의 팔에 물리적으로 고정되어 있기 때문에 요청시 언제든지 절차를 종료 할 수 있음을 여러 지점에서 분명히하는 것이 중요합니다. 또한, 실험자는 참가자가 고민하는 경우 절차를 종료 할 준비가되어 있어야합니다. 따라서, 절차는 연구원이 여러 전선에 경계할 것을 요구합니다.
CPAW를 사용할 때 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 예를 들어, MRI 연구의 맥락에서 짧은 보어 MRI는 참가자 에게 CPAW를 고정하는 것이 긴 보어 MRI에서 불가능할 수 있기 때문에 필요할 수 있습니다. 즉, 발이나 다리에 사용하기 위해 CPAW를 적응하는 것은 가능하며 긴 보어 설정과 호환됩니다. CPAW 온도를 고정밀 온도로 적정하는 것도 어렵습니다. 연구에 따르면 2°C의 편차는 허용 오차 시간 및 통증등급(31)의변화와 관련이 있음을 나타냅니다. 이를 방지하기 위해 특정 온도로 냉각 할 수있는 냉동고를 사용하는 것이 좋습니다. 또한 장치가 여러 번 가까이 연속으로 사용되는 경우 두 번째 CPAW를 사용할 수 있는 것이 좋습니다(원하는 온도를 초과하여 따뜻해지는 것을 방지하기 위해). 대표적인 결과에서 CPAW 사용이 헤드 모션의 증가와 관련이 없었지만, 연구원은 fMRI 설정의 머리 움직임에 특별한주의를 기울여야합니다 - 특히 FMRI 스캔 중에 CPAW가 적용되는 경우 (이전이 아닌) CPAW가 적용되는 경우. 주관적인 스트레스 등급, HPA 및 SAM 활성화는 CPAW가 전통적인 CPT에 필적하는 효과적인 스트레스가 있음을 시사하지만, 향후 연구는 전통적인 CPT뿐만 아니라 다른 생리 지수(예 : 심박수 및 혈압)에 의해 연상되는 HPA 및 SAM 활동의 정도를 신중하게 비교하는 데 중점을 두어야합니다.
Disclosures
저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.
Acknowledgments
마우리시오 R. 델가도, 스테파니 R. 포츠, 윌리엄 T에게 감사드립니다. 맥커디. 대표적인 데이터 수집은 국립 약물 남용 연구소에서 MRD(R01DA027764)에 대한 자금 지원을 받았습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
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