Name: 使用威胁概率任务，以评估焦虑和恐惧在不确定性和一定的威胁 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-12T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 18 s
Description: 学习使用威胁概率任务和肌电图技术区分焦虑与恐惧的生理反应。该方法通过测量惊吓反射来客观评估不确定威胁和确定威胁条件下的情绪状态，为精神病理学和药物研究提供可靠工具。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本研究由美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所资助，项目编号为 R01AA15384，以及美国国家药物滥用研究所资助，项目编号为 5R01DA033809-02，资助对象为 John J. Curtin。

本地方伦理委员会已批准以下实验程序，所有参与该程序的受试者均已签署知情同意书。有关心理生理测量和刺激呈现的更多细节，请参见30,27。
1. 肌电图（EMG）记录准备
<ol>
	<li>要求参与者用肥皂彻底清洗面部，特别注意目标传感器位置，该位置位于一只眼睛下方及参与者前额中央（见图2）。</li>
	<li>让参与者坐在实验舱内一个舒适且直立的椅子上。</li>
	<li>准备参与者的皮肤以进行肌电图（EMG）测量。
	<ol>
		<li>使用酒精棉片清洁目标传感器位置。</li>
		<li>使用少量纱布垫蘸取粗糙去角质凝胶，进一步清洁相同位置，以去除可能阻碍肌电活动测量的污垢或死皮细胞。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>准备并安装EMG电极。
	<ol>
		<li>使用注射器和钝针将导电凝胶注入所有银-氯化银（Ag–AgCl）传感器杯中。</li>
		<li>使用粘性固定环在参与者前额中央贴附一个较大的（例如，8 mm）Ag-AgCl传感器。</li>
		<li>在参与者眼睛下方使用粘性固定环贴附另外两个较小的（例如，4 mm）Ag-AgCl传感器。第一个小传感器应与正视时瞳孔位置对齐，第二个传感器置于第一个传感器外侧1-2 cm处（图2；另见27）。请勿使粘性固定环相互重叠，以免增加运动伪迹。避免凝胶溢出，防止眼下方两个传感器之间形成凝胶桥，否则电流将通过该桥路流动，从而干扰EMG活动的测量。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在生理记录计算机上启动EMG采集软件，并要求参与者眨眼数次，以确认EMG反应被正常记录，且在数据采集软件的显示界面上可观察到眨眼信号（EMG活动与眨眼相关的示例见图3A）。</li>
	<li>检查每个传感器的阻抗。 
	注意：许多实验室要求阻抗低于10 kΩ（或更保守地，低于5 kΩ），但实际可接受的阻抗阈值取决于多种变量，如实验设计、放大器设计，以及降低阻抗所需时间与受试人群的实际限制。无论如何，高阻抗会增加EMG信号对电伪迹的敏感性，可能导致问题（如60 Hz噪声；见图3B）。</li>
	<li>将耳机戴在参与者头部。</li>
</ol>
2. 一般惊吓反应性的基线测量
注意：该评估还可进一步使惊吓反应在任务开始前的三次习惯化测试刺激呈现之前得到习惯化31。在惊吓增强效应的统计分析中，将一般性惊吓反应性作为协变量纳入，可提高检测被试内和被试间效应的统计效能。一般性惊吓反应性本身也可能反映一种有意义的个体差异指标12,32。
<ol>
	<li>在基线任务开始前，让受试者调整至舒适状态，并在整个任务过程中尽量保持静止，双脚平放在地面上。受试者的动作可能会在肌电图（EMG）信号中引入伪迹（见图3C）。</li>
	<li>提醒受试者，他们可在实验过程中的任何时间选择退出。在基线评估和主要任务期间，均需通过实验舱内的视频和音频信号持续监测受试者状态。</li>
	<li>使用生理记录计算机上的采集软件保存EMG信号，并在刺激控制计算机上启动刺激呈现软件。</li>
	<li>向受试者呈现一系列彩色方块，这些方块将在主要任务中使用，但尚未与电刺激配对。在部分提示信号及其间隔期间呈现惊跳刺激探针。提示信号的持续时间、信号间间隔以及惊跳探针的时间参数应与主要任务中的参数一致。为可靠测量一般性惊跳反应性，至少需要呈现4个探针刺激。该基线任务大约需要5分钟完成。</li>
	<li>将受试者在基线程序中对每个惊跳探针的峰值EMG惊跳反应取平均，得到一个代表该受试者一般性惊跳反应性的数值（处理EMG数据的方法见步骤6.1–6.6）。在涉及惊跳增强效应的统计模型中，应将一般性惊跳反应性作为加性或交互性协变量纳入分析（见步骤6.8）。</li>
</ol>
3. 休克耐受阈值评估
<ol>
	<li>使用标准医用胶带将两个电击电极固定在受试者的手部（例如，手的食指和无名指末节指骨）33–35。</li>
	<li>向受试者呈现一系列强度逐渐增加的电击。每次电击后，要求受试者在100分制量表上评定其感受到的电击厌恶程度。若完全感觉不到电击，则评定为0分；首次感到不适的电击强度评定为50分；能够耐受的最高电击强度评定为100分。</li>
	<li>指导受试者准确报告其能够耐受的最高电击强度。不应告知受试者其报告结果将影响实际接受的电击强度，以避免其报告产生偏差。</li>
	<li>当受试者将某次电击评定为100分时，停止电击耐受性评估。记录该电击强度，并在威胁概率任务中以此强度施加电击，以控制个体间电击敏感性的差异。 
	注意：电击强度根据每位受试者的主观最大耐受阈值确定。然而，也会使用较低强度的电击21。无论如何，所选电击强度必须足以在所有受试者中引发显著的负面情绪反应及相应的惊吓增强效应。</li>
</ol>
4. 威胁概率任务
<ol>
	<li>向参与者提供一个引导性说明，以促使他们在整个任务过程中保持注意力。 
	注意：一些参与者可能难以在整个“威胁概率任务”中持续保持注意力。研究人员可采用以下引导性说明来鼓励参与者集中注意力：告知参与者，研究人员旨在测量其在一项简单且重复的视觉任务中随时间推移的注意力维持能力，该任务类似于空中交通管制员所需执行的任务。</li>
	<li>向参与者提供任务的一般信息，以及每种条件下具体的线索-电击关联关系。
	<ol>
		<li>告知参与者，该任务持续时间约为20分钟。</li>
		<li>告知参与者，任务中包含多个持续5秒的线索，各线索之间平均间隔15-20秒。</li>
		<li>告知参与者，这些线索被组织成若干组，每组持续2-3分钟。</li>
		<li>告知参与者，共有三种类型的组：20%电击组、100%电击组和无电击组。</li>
		<li>告知参与者，在20%电击组中，大约每5个线索中有1个线索结束后会施加电击；在100%电击组中，每5个线索中的每一个线索结束后都会施加电击。</li>
		<li>向参与者保证，在无电击组期间，以及在任何组别中线索呈现之间的间隔时间（ITI）内，均不会施加任何电击。</li>
		<li>在指导说明结束后，允许参与者就任务内容提问。随后对参与者进行简短测验，以确认其完全理解电击的关联规则。同时提醒参与者，他们可在实验过程中的任何时刻选择退出参与。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用生理记录计算机上的采集软件保存肌电（EMG）信号，并在刺激控制计算机上启动刺激呈现软件，以控制任务中刺激的呈现。</li>
	<li>密切监控参与者是否出现自主运动、闭眼或明显不适情况。</li>
</ol>
5. 实验后处理
<ol>
	<li>完成提示性威胁任务后，向参与者发放问卷，以确认其在任务过程中是否充分理解了威胁的关联性。要求参与者使用5点评分量表（1 = 完全不焦虑/恐惧，5 = 极度焦虑/恐惧），对看到每个威胁提示时所感受到的焦虑或恐惧程度进行评分。 
	注意：Bradford et al.7,25 使用两种独立的威胁不确定性任务所得结果表明，自我报告的焦虑水平变化模式与惊吓增强效应的变化模式高度一致。</li>
	<li>向参与者说明实验真实目的，给予其相应报酬，并允许其离开。</li>
	<li>清洁并消毒所有传感器。</li>
</ol>
6. 数据处理、简化与分析
注意：研究者可使用多种软件包完成数据处理与降维。EEGLAB36 是一个免费的开源工具箱，用于在 Matlab37 环境中分析心理生理数据。有关数据处理与降维步骤的模板 EEGLAB 脚本，请参见补充材料。数据处理与降维遵循已发表的指南27。如需查看围绕一次惊吓探针前后几秒未处理（原始）连续肌电图（EMG）信号的示例，请参见图4A。
<ol>
	<li>应用前后向高通滤波器（4th 28 Hz Butterworth 滤波器）应用于原始连续 EMG 信号（参见 图4A,B).</li>
	<li>校正滤波后的连续肌电图（见 图4C).</li>
	<li>使用前向-后向 4 阶巴特沃斯滤波器对校正后的肌电图信号进行平滑处理th 30 Hz 巴特沃斯低通滤波器 图 4D).</li>
	<li>对平滑后的连续信号进行分段，保留声学惊跳刺激探针起始前后 -50 至 250 毫秒的时间段，并通过从整段分段信号中减去探针前基线期（-50 至 0 毫秒）的均值，对分段信号进行“基线校正”（参见 图4E).</li>
	<li>将每个时段的惊吓反应评分定义为探针刺激开始后20至100毫秒之间的最大反应值（参见 图4F).</li>
	<li>剔除伪迹过大的试验（例如， 探针前基线出现过度偏转；参见 图5). 
	注意： 预探测基线中偏转幅度超过 40 μV 的信号可被识别为伪迹。</li>
	<li>每个任务条件下各时段的平均惊吓反应（无电击、20%电击、100%电击）（参见 图6A).
	<ol>
		<li>计算在20%电击提示期间对惊跳探针的平均惊跳反应差异，以评估不确定电击条件下的惊跳增强 与 无电击提示（参见 图6B）。注意：在20%条件下，也可测量个体对ITI探试的惊吓反应，以研究预期情绪及持续性惊吓增强效应，这些效应与某些焦虑概念化模型相关。6,21.</li>
		<li>计算特定电击的惊跳增强值，即在100%电击提示期间对惊跳探针的平均惊跳反应与基线之间的差值 与 无电击提示（参见 图6B).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用重复测量的通用线性模型分析惊跳增强效应，以任务条件为组内因素，将一般惊跳反应性（在步骤2.5中计算）作为加性或交互性协变量32.</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

威胁概率任务可用于通过评估电击威胁发生概率较低（不确定）和较高（确定）时的惊吓增强效应，来研究焦虑与恐惧的表达。该任务中的主要依赖性测量指标及威胁关联性范式可应用于啮齿类动物、非人灵长类动物以及人类，因此为研究负性情绪的表达提供了一个极佳的转化研究工具13,18,40。对电击威胁的惊吓增强与防御系统激活具有明确关联，不易受主观意志控制，并具有明确界定的神经生物学基础。这与情绪的自我报告测量形成对比，后者可能受到实验情境需求特征的过度影响，且与已知的神经生物学机制关联较远。相较于其他常见的心理生理学方法（如情绪图片观看任务），威胁概率任务具有更高的精确性，可用于区分不同形式的负性情绪。此外，与其他成本较高且技术要求更复杂的方法（如功能性磁共振成像fMRI）相比，威胁概率任务实施简便，数据分析也更为容易。
威胁概率任务是利用提示性电击作为威胁刺激、以惊吓增强作为因变量来操控威胁不确定性的多种威胁任务中的一种典型范例。因此，在提示-电击的关联关系以及电击特征方面具有相当大的灵活性，可支持开展具有较强概念重复性的系列研究。例如，威胁概率任务即衍生自先前已验证的“无电击...

威胁概率任务的总体目标是通过实验手段，将对低概率（即不确定）威胁所产生的焦虑反应，与对高概率（即确定）威胁所产生的恐惧反应区分开来。当某种威胁的某些方面定义不清时，就会产生不确定性。尽管焦虑可通过多种方式描述，但对低概率或其它不确定的负面事件产生过度反应，是焦虑障碍中一个显著的临床症状1,2。此外，在实验室任务中，与确定性电击威胁引发的恐惧相关生理反应相比，不确定性电击威胁引发的焦虑相关生理反应增强，可能为焦虑障碍提供一种生理标志物3。酒精等药物可能通过特异性抑制对不确定威胁的焦虑反应，从而发挥其缓解应激反应的作用4-7。慢性药物使用后，大脑应激神经回路可能发生神经适应性改变，表现为在不确定威胁下焦虑水平升高4,8。因此，威胁概率任务可为精神病理学、物质使用/滥用及情感科学的研究提供一种客观测量负性情绪和不同情感状态（焦虑、恐惧）的工具。该任务可成为临床与情感科学领域研究者探索精神病理学病因及个体情绪差异的有力手段。
研究人类情绪的传统方法
情感科学家已采用多种测量方法和范式来研究人类情绪9，但其中大多数方法无法提供威胁概率任务（Threat Probability Task）所具备的精确度，因而难以将焦虑与其他负面情绪（如恐惧）区分开来。例如，自我报告法虽被广泛使用，但可能受到需求特征及其他形式的反应偏差的影响。参与者可能无法准确区分焦虑与恐惧，且其报告与潜在神经生物学机制之间的关联至多也只是间接的。此外，由于内省和报告过程本身可能改变参与者对情感刺激的体验，自我报告通常必须在事后进行。然而，事后报告容易受到记忆干扰和记忆衰退的影响。心理生理学家常在情感操控过程中测量情绪反应，例如通过呈现情绪诱发图片10。这种图片观看任务经过充分验证，受自我报告局限性的影响较小，并已在个体情感反应差异及其对心理病理学贡献方面提供了许多重要发现11,12。然而，该图片观看任务仅能测量宽泛的负面情绪，无法用于研究诸如焦虑与恐惧等可由威胁概率任务加以区分的具体负面情绪。情感神经科学家常在诱发负面情绪的任务期间测量功能性磁共振成像（fMRI），但这些方法对许多研究者而言可能过于昂贵。此外，当前fMRI技术的空间和时间分辨率仍有限，难以清晰分辨被认为与焦虑相关而非其他情绪的神经结构。更重要的是，目前尚未建立任何类型负面情绪的明确fMRI指标。
利用惊吓反应进行动物的转化医学研究
威胁概率任务借鉴了动物基础研究，该研究首次展示了区分焦虑与恐惧所需的精确性。神经科学家通过精心控制的啮齿类动物损毁研究，利用对不确定性和确定性电击威胁的不同反应来模拟焦虑和恐惧。这些研究阐明了对低概率、模糊定义、远期或其它不确定性电击的焦虑相关反应，与对高概率、明确界定、迫在眉睫的确定性电击的恐惧相关反应之间的重要差异13。在动物中，不确定威胁引发僵直和过度警觉，而确定威胁则引发主动回避、防御性攻击或两者兼有14。迫近且确定的威胁使注意力集中于威胁本身，而远期或时间上不确定的威胁则促使注意力分散到整体环境中15–17。对时间上不确定威胁的反应似乎是持续性的，而对确定威胁的反应则是时相性的，并与威胁事件时间锁定13。相关研究表明，对不确定威胁的反应选择性地由促肾上腺皮质激素释放因子和去甲肾上腺素通路介导，这些通路通过杏仁核中央核的外侧部分以及终纹床核发挥作用18。大量此类研究采用听觉惊跳反射增强作为主要因变量指标13，这与威胁概率任务中使用的因变量指标相同。惊跳反射回路的神经生物学基础已被广泛研究，并发现了其与在应对不确定和确定威胁时活跃的脑结构之间的明确连接19,20。惊跳反射可在多种物种中进行评估，为研究情绪提供了强有力的转化研究工具。人类的惊跳反射是在突然而强烈的听觉刺激下发生的反射性反应。在人类中，惊跳反射通常通过在眼轮匝肌（闭眼肌）上放置肌电图（EMG）电极来测量。当个体面临即将发生的电击等威胁性刺激时，与非威胁性刺激相比，与惊跳相关的EMG活动会增强19。
无电击、可预测电击、不可预测电击（NPU）任务与威胁不确定性
威胁概率任务（Threat Probability Task）的灵感来源于Grillon及其同事的研究，这些研究人员在引入惊吓增强法以研究人类焦虑与恐惧时，采用了无电击、可预测电击、不可预测电击（NPU）任务。21在NPU任务的可预测条件下，电击与线索完全相关，且在已知的固定时间点（短暂线索呈现结束时）发生。在NPU任务的不可预测条件下，电击完全不可预测。创伤后应激障碍和惊恐障碍患者在NPU任务中对不可预测电击表现出选择性增强的惊吓增强反应，而对可预测电击则无此反应。22,23在其他研究中，用于治疗焦虑的药物在NPU任务中对不可预测电击期间的惊吓增强效应比对可预测电击期间更强。24在关于酒精抗焦虑作用的研究中，Moberg 和 Curtin4 使用NPU任务证明，中等剂量的酒精选择性地降低了在不可预测电击威胁下的惊吓增强反应，而对可预测电击威胁下的惊吓增强无此效应。不确定性具有多重特征，在NPU任务的不可预测条件下，电击在时间与发生概率方面均具有不确定性 免疫荧光 它们发生的可能性（概率不确定性）以及 当 它们发生的时间（时间不确定性）。许多理论认为 当 不确定性的维度对于引发焦虑至关重要19然而，来自Curtin的数据 等5 表明了在不同类型不确定性下引发焦虑的共同机制。本文所述的威胁概率任务通过操纵是否会发生电击的不确定性，同时保持其他所有不确定性维度恒定，从而明确该任务所呈现效应的具体不确定性因素。利用提示性威胁诱发惊吓增强的任务具有较高灵活性，情感科学家也可对其进行修改，以操纵关于电击发生位置的不确定性。25 以及它们的严重程度7,26在所有这些任务中，威胁概率任务因其仅关注不确定性的单一维度，且仅包含两种威胁不确定性条件（低概率和高概率电击），结果最易于解释，实施也最为简便。
威胁概率任务
在威胁概率任务中，受试者坐在距离阴极射线管（CRT）显示器约1.5米的位置。每个威胁线索在显示器上呈现5秒，其间隔时间（ITI）为可变时长（范围为15-20秒）。威胁线索分为两组有电击威胁条件和一组无威胁条件（见图1）。在两种威胁条件下，均于线索呈现开始后4.5秒时向受试者手指施加持续时间为200毫秒的电击。在100%威胁概率条件下，每次线索呈现时均施加电击；在20%威胁概率条件下，每5次线索呈现中仅有1次施加电击。受试者将看到每种威胁概率条件各两组（共15次线索）。此外，受试者还将看到两组中性线索，表示无威胁（无威胁线索；共15次线索）。显示器上显示的文字会告知受试者下一组线索的类型，并在整个该组呈现期间，在显示器左上角持续显示该组类型的标签。每种条件使用不同颜色的线索，以帮助受试者识别各组。在整个任务过程中，刺激呈现程序通过耳机向受试者呈现听觉惊吓探针，形式为持续50毫秒、强度102 dB、上升时间接近瞬时的白噪声脉冲。听觉惊吓探针在部分线索呈现开始后4秒时施加。另外，在线索结束后的13秒和15秒（即ITI期间）也施加额外的探针，以降低探针出现的可预测性。在任何视觉刺激呈现之前，任务开始时先施加3次听觉惊吓探针，以便在主要任务测量前快速使惊吓反应产生习惯化。研究人员在受试者内部对听觉惊吓探针的序列位置进行平衡，以控制习惯化和敏感化效应27,28。有关威胁概率任务一次完整交叉平衡试验序列的示例，请参见补充材料。
威胁概率任务已被用于证明，仅低概率（不确定）的电击就足以引发焦虑，并可用于评估酒精的抗焦虑作用6。针对大麻依赖使用者的初步研究表明，威胁概率任务也可用于评估药物戒断的影响29。因此，威胁概率任务为研究精神病理学、物质使用/滥用以及广泛的情感科学中不同负面情绪状态（例如，焦虑和恐惧）的客观测量，提供了一种易于实施且替代成本较高、精确度较低方法的有效手段。

<table><tbody><tr><td>放大器</td><td>多种选择</td><td></td><td>参见 Curtin、Lorenzo 和 Allen（2007）获取供应商列表。</td></tr><tr><td>小型 Ag/AgCl 肌电传感器</td><td><a href="http://www.discountdisposables.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Discount Disposables</a></td><td>TDE-023-Y-ZZ-S</td><td>4 mm，导线长度 48 in</td></tr><tr><td>大型 Ag/AgCl 肌电传感器</td><td><a href="http://www.discountdisposables.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Discount Disposables</a></td><td>TDE-022-Y-ZZ-S</td><td>8 mm，导线长度 48 in</td></tr><tr><td>小型电极套环</td><td><a href="http://www.discountdisposables.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Discount Disposables</a></td><td>TD-23</td><td>5 mm</td></tr><tr><td>大型电极套环</td><td><a href="http://www.discountdisposables.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Discount Disposables</a></td><td>TD-22</td><td>8 mm</td></tr><tr><td>电击盒</td><td>定制</td><td>定制</td><td>定制电击盒的电路图参见补充材料。商用电击盒示例见：&lt;a href="http://www.psychlab.com/stim_SHK_shockers.html"&gt;http://www.psychlab.com/stim_SHK_shockers.html&lt;/a&gt;。</td></tr><tr><td>酒精棉片</td><td><a href="http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/home?storeId=10652" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Fisher Scientific</a></td><td>06-669-72</td><td></td></tr><tr><td>去角质凝胶</td><td><a href="http://www.weaverandcompany.com/index.html" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Weaver and Company</a></td><td>NuPrep</td><td></td></tr><tr><td>导电凝胶</td><td><a href="http://www.electro-cap.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Electro-Cap International</a></td><td>ECA E9</td><td></td></tr><tr><td>纱布垫</td><td><a href="http://www.neuroscan.com/supplies.cfm" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Neuromedical Supplies</a></td><td>95000025</td><td></td></tr><tr><td>钝头针</td><td><a href="http://www.electro-cap.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Electro-Cap International</a></td><td>E8B</td><td></td></tr><tr><td>医用胶带</td><td><a href="http://www.neuroscan.com/supplies.cfm" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Neuromedical Supplies</a></td><td>95000032</td><td></td></tr><tr><td>电极消毒液</td><td><a href="http://www.buyemp.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Emergency Medical Products:</a></td><td>MX-2800</td><td>处理 Metricide 时应佩戴手套。</td></tr><tr><td>耳机</td><td><a href="http://en-us.sennheiser.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Sennheiser</a></td><td>4974</td><td>耳机应能重复递送实验者设定强度的惊吓刺激探针&amp;rsquo;s（&lt;em&gt;例如&lt;/em&gt;102 dB）。</td></tr><tr><td>受试者监控摄像头</td><td><a href="http://www.polaris.com/en-us/home.aspx" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> PolarisUSA</a></td><td>BC-660B</td><td>需具备红外功能，以便在实验室内灯光关闭时监控受试者。</td></tr><tr><td>红外面板</td><td>PolarisUSA</td><td>IR-TILE</td><td>http://www.polaris.com/en-us/home.aspx</td></tr><tr><td>用于受试者监控的视频显示器</td><td><a href="http://www.marshall-usa.com/IVS/monitors/M-Pro_CCTV_19.html" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Marshall Electronics</a></td><td>M-Pro CCTV 19</td><td></td></tr><tr><td>刺激计算机</td><td><a href="http://www.dell.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Dell</a></td><td>Dell Optiplex3010</td><td>大多数现代计算机均适用</td></tr><tr><td>声卡（刺激计算机）</td><td><a href="http://us.store.creative.com/Creative-Sound-Blaster-XFi-Titanium-HD/M/B0041OUA38.htm" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Creative</a></td><td>70SB127000002</td><td>声卡用于递送惊吓刺激探针。独立噪声发生器的示例见：&lt;a href="http://www.psychlab.com/stim_TG_WN_sound.html#"&gt;http://www.psychlab.com/stim_TG_WN_sound.html#&lt;/a&gt;。</td></tr><tr><td>I/O 卡（刺激计算机）</td><td><a href="http://www.mccdaq.com/pci-data-acquisition/PCI-DIO24.aspx" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Measurement Computing</a></td><td>PCI-DIO24</td><td>I/O 卡用于控制电击盒，并向数据采集计算机传递事件标记（&lt;em&gt;例如&lt;/em&gt;惊吓刺激发生时刻）。</td></tr><tr><td>刺激控制软件</td><td><a href="http://www.psychtoolbox.org/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Psychtoolbox</a></td><td></td><td>基于 Matlab 的开源（免费）工具箱。</td></tr><tr><td>用于刺激控制和数据处理的计算平台</td><td><a href="http://www.mathworks.com/products/matlab/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> MathWorks</a></td><td></td><td>运行 Psychtoolbox 和 EEGLAB（见下文）所必需。</td></tr><tr><td>数据采集计算机</td><td><a href="http://www.dell.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Dell</a></td><td>Dell Optiplex3010</td><td>大多数现代计算机均适用</td></tr><tr><td>心理生理学数据采集软件</td><td>多种选择</td><td></td><td>参见 Curtin、Lorenzo 和 Allen（2007）获取供应商列表。</td></tr><tr><td>刺激显示器</td><td><a href="http://us.acer.com/ac/en/US/content/group/monitors" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Acer</a></td><td>Acer AL1916W</td><td></td></tr><tr><td>数据采集显示器</td><td><a href="http://us.acer.com/ac/en/US/content/group/monitors" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Acer</a></td><td>Acer AL1916W</td><td></td></tr><tr><td>受试者 CRT 显示器</td><td><a href="http://www.viewsonic.com/us/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> ViewSonic</a></td><td>P810</td><td></td></tr><tr><td>数据处理软件</td><td><a href="http://sccn.ucsd.edu/eeglab/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> EEGLAB</a></td><td></td><td>基于 Matlab 的开源（免费）软件包。</td></tr></tbody></table>

利用威胁概率任务评估不确定与确定威胁下的焦虑与恐惧

Using the Threat Probability Task to Assess Anxiety and Fear During Uncertain and Certain Threat

对特定威胁的恐惧和对不确定威胁的焦虑是两种不同的情绪，具有独特的行为、认知-注意和神经解剖学成分。在实验室中，可通过测量惊吓反射的增强来研究焦虑和恐惧。惊吓反射是一种防御性反射，当有机体面临威胁且防御需求较高时，该反射会增强。通过肌电图（EMG）记录眼轮匝肌在短暂、强烈、突发的白噪声声学刺激下引发的惊吓反射。即，“惊吓探针”）。惊吓增强的计算方法是：在呈现预示轻微电击的视觉威胁线索（有威胁线索）时，受试者的惊吓反应幅度相对于呈现预示无电击的匹配线索（无威胁线索）时的增加量。在威胁概率任务中，通过高概率（100% 线索-电击关联；确定性）威胁线索下的惊吓增强来测量恐惧，而通过低概率（20% 线索-电击关联；不确定性）威胁线索下的惊吓增强来测量焦虑。在威胁概率任务中对惊吓增强的测量，为通过自我报告或其他方法评估负性情绪提供了客观且易于实施的替代方案。例如，神经影像学）可能对某些研究者而言不适用或不切实际。惊吓增强已在动物中得到深入研究（例如., 啮齿类动物，非人灵长类动物）以及人类，有助于推动从动物到人类的转化研究。在确定性和不确定性威胁条件下，惊吓增强可为负性情感和不同情绪状态（恐惧、焦虑）提供一种客观的测量指标，可用于精神病理学、物质使用/滥用以及情感科学领域的研究。因此，该方法已被研究精神病理学病因的临床科学家以及关注个体情绪差异的情感科学家广泛使用。

威胁概率任务在100%（确定）概率和20%（不确定）概率的威胁线索下均能产生显著的惊吓增强效应（参见 图6B）。先前使用该任务的研究结果显示，在不确定（20%）威胁条件下，惊跳增强显著高于高概率（100%）（确定）威胁条件下的惊跳增强。急性给予中等剂量酒精（目标血液酒精浓度为0.08%）可选择性地更大程度降低20%（不确定）威胁条件下的惊跳增强，相较于100%（确定）威胁条件（参见 图7在人类中，这证实了酒精对焦虑具有“经典”应激反应抑制效应38,39同样，对重度每日使用大麻的使用者进行短期（3天）剥夺后，在20%（不确定）威胁条件下，惊吓增强反应出现选择性显著升高 与 100%（确定）的人类威胁（参见 图8）。该结果与当前啮齿类动物神经科学证据一致，表明在面对不确定威胁或其他应激源时，与焦虑相关的大脑环路中存在选择性的“应激神经适应”。8,13.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="always...

在威胁概率任务中，通过检测眼轮匝肌的肌电图，测量在低（不确定）和高（确定）概率电击威胁条件下惊吓反射的增强情况。该方法可为精神病理学、物质使用/滥用以及广泛的情感科学领域的研究提供对不同负面情绪状态（恐惧/焦虑）的客观测量。

对特定威胁的恐惧与对不确定威胁的焦虑是两种截然不同的情绪，具有独特的行为、认知-注意及神经解剖学特征……

本实验的总体目标是区分对低概率或不确定威胁的生理反应（概念化为焦虑）与对高概率或明确威胁的生理反应（概念化为恐惧）。首先，需准备受试者的皮肤，并在其眼下方和前额处贴附肌电图传感器，以完成第一步。第二步是评估受试者对电击的敏感性，从而确定主任务中所使用的电击强度。接下来，向参与者提供任务的一般信息以及与电击相关的具体提示。在开始威胁概率任务之前，最后一步是处理和分析在低概率不确定性威胁条件下的惊跳增强，并将其与高概率确定性威胁条件下的惊跳增强进行比较。最终，威胁概率任务表明，在给予抗焦虑药物（如酒精）后，低概率不确定性威胁条件相对于高概率确定性威胁条件下的惊跳增强会受到抑制。该技术相较于现有方法（如自我报告测量和负性情绪评估）的主要优势在于，威胁概率任务中的惊跳增强对参与者主要任务的干扰更小，且更不易受到需求特征及其他形式测量偏差的影响。该方法可用于探讨涉及多种精神疾病（包括酒精和药物成瘾）病因、维持及复发机制的关键问题。本实验步骤将由本实验室的两位技术人员凯瑟琳·马格鲁德（Katherine Magruder）和瑞秋·休梅尔（Rachel Hummel）进行演示。开始本方案时，首先获取参与者的知情同意，然后要求参与者用肥皂彻底清洁面部，特别注意位于一只眼睛下方及参与者前额中点的目标传感器放置位置。接下来，使用酒精棉片清洁目标传感器位置，为受试者的肌电图检查做皮肤准备。然后使用小块纱布垫蘸取粗糙的去角质凝胶，进一步清洁相同部位，以去除可能影响测量的污垢或死皮细胞。使用注射器和钝针将导电凝胶注入银-氯化银肌电图传感器的传感器杯中，完成传感器的准备。 然后使用粘性固定环将一个较大的银/氯化银传感器贴在受试者前额的中央。接着，在受试者眼睛下方使用粘性固定环贴附额外的小型传感器。将第一个小型传感器置于正视时瞳孔水平位置，第二个传感器则置于第一个传感器的外侧并与其相邻。切勿让粘性固定环相互重叠，因为这可能会增加运动伪影。同时应防止凝胶溢出，以免在眼睛下方的两个传感器之间形成凝胶桥，否则电流将通过该桥路传导，从而影响肌电活动的测量。传感器定位完成后，启动生理信号采集软件，并让受试者眨眼数次，以确认肌电信号已被正确记录，并可在数据采集软件的显示界面上观察到眨眼信号。最后，在进行电击耐受性评估之前，检查每个传感器的阻抗。首先，对一般惊吓反应性进行基线测量，然后使用标准医用胶带将两个固定的电击电极贴在受试者手部食指和无名指的远端指骨上。接下来，向受试者说明，他们将接受一系列强度逐渐增加的电刺激，并且在每次电击后，需在100分制量表上评定其所感受到电击的厌恶程度。指导受试者准确报告其能够耐受的最高电击强度非常重要。不应告知受试者其报告结果将影响其实际接受的电击强度，以免导致报告出现偏差。现在开始进行电击耐受评估。如果受试者完全感觉不到电击，则应评分为0。当受试者认为电击开始感到不适时，评分为50；当电击达到其可耐受的最高强度时，评分为100。一旦受试者将电击评分评为100，即停止耐受性评估。记录电击强度，并在威胁概率任务中以此强度施加电击，以控制个体间对电击敏感性的差异。首先向参与者提供一个背景说明，以促使他们在整个任务过程中保持注意力。随后向参与者介绍任务的一般信息，以及每种条件下具体线索与电击的对应关系。告知参与者，该任务持续约20分钟，包含多个提示，每个提示持续5秒，提示之间间隔15至20秒。这些提示被分为若干组，每组持续2至3分钟。同时告知参与者共有三种类型的组：20%电击组、100%电击组和无电击组。在20%电击组中，参与者大约每五个提示中会有一个提示结束时受到电击；在100%电击组中，每五个提示结束时均会受到电击。在无电击组中，或在任何一组提示呈现之间的时段内，需向参与者明确说明其不会受到任何电击。指导结束后，允许参与者就任务内容提问，随后对其进行测试，以确保其完全理解电击发生的条件。同时提醒参与者，他们可以在实验过程中的任何时刻选择退出。在安装有采集软件的生理学计算机上开始记录肌电（EMG）信号，然后在另一台用于控制任务刺激的计算机上启动刺激呈现软件。现在开始进行威胁概率任务。务必仔细监测受试者在任务过程中是否出现自主运动、闭眼或任何过度不适的迹象。开始数据处理时，首先对原始连续 EMG 信号应用四阶 28 赫兹巴特沃斯高通滤波器，然后对滤波后的连续 EMG 信号进行整流，并使用四阶 30 赫兹巴特沃斯低通滤波器对整流后的 EMG 信号进行平滑处理。下一个epic为在声学惊跳刺激探针开始前50毫秒至刺激开始后250毫秒期间保留数据的平滑连续信号。同时，以基线校正epic信号，即从整个epic信号中减去刺激前基线期的平均值。从每个epic中评分惊跳反应，取刺激探针开始后20至100毫秒之间的最大反应值作为评分结果。排除任何存在过度伪迹的试验，例如刺激前基线期出现过度偏转的情况。接下来，计算每种条件下各个epics的惊跳反应平均值。然后，通过比较在20%电击提示期间与无电击提示期间对惊跳探针的平均惊跳反应之差，计算不确定电击的惊跳增强值。通过比较在100%电击提示期间与无电击提示期间对惊跳探针的平均惊跳反应之差，计算确定电击的惊跳增强值。最后，使用重复测量的通用线性模型分析惊跳增强效应。此处可以看出，在人类中，急性给予中等剂量酒精会特异性地导致在20%威胁条件下相较于100%威胁条件下的惊跳增强效应更大程度地降低。类似地，在重度每日使用大麻的人群中，短期剥夺大麻会导致在20%威胁条件下相较于100%威胁条件下的惊跳增强效应特异性地显著增加。在使用该程序时，重要的是要始终密切关注参与者的舒适程度，并允许他们在感到过度不适时随时停止实验。在完成该程序后，可施加个体差异问卷等方法，以回答更多问题，例如人格特质如何在此任务中与确定性和不确定性威胁下的负性情绪相互作用。

using-threat-probability-task-to-assess-anxiety-fear-during-uncertain

Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

使用威胁概率任务，以评估焦虑和恐惧在不确定性和一定的威胁

本文描述了一种用于研究在恐惧条件反射过程中支持意识性与无意识性记忆机制的神经基础的方法。该方法通过监测经典条件性恐惧范式中的血氧水平依赖（BOLD）功能磁共振成像、皮肤电导反应以及非条件刺激预期程度，以评估不同记忆过程的神经相关性。...

利用fMRI研究意识与无意识恐惧记忆的神经机制

由脑肿瘤放射治疗引起的认知功能障碍是一种临床上难以解决的病症，会严重影响患者的生活质量。要有效评估可能缓解辐射所致认知减退的干预措施，最终依赖于能否对认知功能进行严格的定量评估。...

量化颅脑放射治疗引起认知功能下降

破坏再巩固过程是减轻焦虑症或创伤后应激障碍患者恐惧记忆行为表达的一种有前景的方法。在一系列人类恐惧条件化研究中，我们发现通过去甲肾上腺素能β受体阻滞剂普萘洛尔破坏再巩固过程，可非常有效地消除条件性恐惧反应。...

通过肾上腺素能β受体阻滞剂破坏人类恐惧记忆的再巩固

本文介绍了一种可用于研究整个生命周期中威胁检测能力的触摸屏视觉搜索范式。该范式已在多项研究中得到应用，结果表明，儿童和成人对蛇、蜘蛛和愤怒面孔等威胁性刺激的探测速度均快于非威胁性刺激。...

测量儿童与成人对威胁的注意偏向

迄今为止，研究主要集中在人们为应对不确定性而采用的认知策略。本研究则探讨了一种处理不确定性的感性方式，并提出一系列实验方法，展示触觉上的柔软感如何作为一种应对手不确定性的工具。...

通过柔和触觉感知应对不确定性的实验研究

本方案展示了如何在斯特恩伯格工作记忆范式期间测量焦虑增强的惊吓反应。...

利用工作记忆维持减轻状态焦虑

本文详细描述了在大鼠和小鼠中开展应激增强恐惧学习（SEFL）实验所需的方法学，该模型是一种创伤后应激障碍的临床前模型。该模型结合了经典条件性恐惧训练的要素，并以啮齿类动物的僵直行为作为恐惧增强的指标。...

压力增强型恐惧学习：一种可靠的啮齿类动物创伤后应激障碍模型

为了研究在恐惧情境下的逃跑行为，我们引入了一种改良的恐惧条件化方案。该方案可确保小鼠在恐惧条件化过程中呈现提示信号时持续表现出逃跑行为。...

改良恐惧条件化以诱导小鼠飞行行为

十字迷宫用于测量啮齿类动物的类焦虑行为。该装置包含两条相对的封闭臂和两条相对的开放臂，焦虑的啮齿类动物会回避开放臂。中央区域既非完全开放也非完全封闭，因此在此区域停留的时间具有模糊性，难以解释。本文介绍了一种改进的十字迷宫方案，消除了这一中央区域。...

小鼠和大鼠焦虑的连续通道测试

本文介绍了一种利用视频分析系统评估小鼠恐惧学习与记忆的场景性和提示性恐惧条件反射实验方案。...

使用视频分析系统对小鼠进行情境与线索性恐惧条件反射测试

学习使用威胁概率任务和肌电图技术区分焦虑与恐惧的生理反应。该方法通过测量惊吓反射来客观评估不确定威胁和确定威胁条件下的情绪状态，为精神病理学和药物研究提供可靠工具。

利用威胁概率任务评估不确定与确定威胁下的焦虑与恐惧

探索更多视频