2017年1月21日
心理物理学方法(如 QUEST 估计程序)能够高效地获得非疼痛感觉转变为疼痛感觉时的刺激强度的可靠估计值。通过在阈值强度下进行重复刺激,可在后续分析中直接将评分反应的变异性归因于感知分类。
本实验的主要目标是采用一种成熟的心理物理学估计方法,获得个体疼痛阈值的可靠估计。该方法有助于回答疼痛研究领域中的一些关键问题,例如识别与疼痛主观感知以及持续刺激相关的振荡性神经活动。该技术的主要优势在于,能够提供诱发特定主观感觉所需刺激强度的非常可靠的估计值。
首先为受试者选择合适尺寸的脑电帽。根据设备的说明书准备脑电图(EEG)电极。然后设置记录设备的采样率、高低频截止值以及阻抗限制。
使用电池运行脑电图(EEG)系统,以确保刺激装置与脑电图设备之间无电性耦合。然后,确保脑电图系统与控制电刺激装置的计算机之间的任何连接均为电位隔离。接下来,将刺激器设置为单个单相刺激脉冲,持续时间为1毫秒,最大电压为400伏。
确保电刺激器已开启,但电极的输出已关闭。然后让受试者将手平放在一个平面上,所有手指伸直并彼此分开。通过平分拇指和食指第一指关节之间的距离来确定刺激位点。
使用电极准备凝胶清洁皮肤。然后贴上刺激电极,并用织物胶带将其固定。接下来,请受试者将手舒适地放置,以确保在整个实验过程中保持静止。
在手下方放置一块软组织,以吸收任何湿气。最后,将输出开关拨至向上位置。首先指导参与者如何使用鼠标操作屏幕上的评分量表。
告知受试者,左侧代表非疼痛感觉,右侧对应标准疼痛视觉模拟评分量表。指出量表的正中心点不可选择,并提供关于锚定点的标准化说明。接下来,通过施加不同强度的刺激并记录其反应,让受试者有机会熟悉评分过程。
随机选择强度,探索量表的两个极端,并重复部分强度以引发量表中心附近的反应。要求参与者对强度提供口头反馈。利用此阶段收集的信息,估算出两个能持续引发强烈但无痛感的强度(低点)以及能引发中等程度疼痛感的强度(高点)。
在获得低点和高点的起始强度后,告知参与者实验的第一部分即将开始,在此期间可继续进行评分作为练习,同时系统将随机呈现不同强度的刺激。为了确定阈值估计值,需以前述的高低起始强度作为基线。随后,在向参与者施加刺激的过程中,根据其反应的可能性不断更新阈值估计的分布。
最后,通过结合先验似然分布来计算一个新的估计值,并将得到的估计值作为下一轮迭代中的新先验基线估计值。首先告知参与者,在实验的剩余部分中,将会有更多包含随机刺激的实验区块依次进行,他们应继续像之前一样进行评分。然后开始脑电图(EEG)记录。
将电刺激器设置为先前确定的平均阈值估计值,并在实验剩余过程中保持该设置不变。接下来,开始一个评分组块,并观察脑电图记录的数据质量。根据脑电图数据质量,进行四到五个评分组块,组块之间允许受试者短暂休息。
实验结束后,停止脑电图记录,将刺激器输出关闭,并移除刺激电极。最后,取下脑电图帽并对参与者进行事后说明。结果表明,将高强度和低强度起始点估计值取平均可得到最终的阈值估计值。
此外,在估计阈值下重复刺激所诱发的主观刺激强度在一次实验过程中多个包含30次试验的区块内均保持稳定。此处显示的是疼痛性与非疼痛性刺激在4至7赫兹脑电频率范围(theta波段)的侧化差异总和。一旦熟练掌握,该操作可在40分钟内完成。
在实施该操作过程中,重要的是要记住探索广泛的刺激强度范围,以便受试者能够提供可靠的疼痛评分。通过使用该方法,还可以开展针对其他主观疼痛强度的实验,例如显著高于疼痛阈值的刺激水平。该方法及其衍生技术将使疼痛研究人员不仅能够控制所呈现刺激的强度,还能充分考虑受试者所感知的主观感觉体验。
观看本视频后,您应能够充分理解如何进行个体痛阈的心理物理学测定,以及如何在您自己的实验中应用这一技术。请务必注意,在使用疼痛刺激时,必须始终确保受试者的安全,且实验必须事先获得相关伦理委员会的批准。
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本研究采用心理物理学方法来估计个体的疼痛阈值,重点关注从非疼痛到疼痛感觉的转变过程。其中,QUEST 估计程序因其在提供刺激强度稳健估计方面的高效性而被突出强调。
可靠的心理物理学阈值测定能够对疼痛刺激进行客观的、针对个体参与者的校准,直接支持疼痛感知神经相关性的发现。通过将刺激强度锚定在个体化阈值上,该方法可减少混杂的感觉变异,增强振荡性脑电图生物标志物的可解释性。这种在刺激控制方面的严谨性对于转化性疼痛研究以及神经药理学项目中早期阶段的靶点验证至关重要。
这种心理物理学阈值测定方法在早期发现与临床前生物标志物开发的交汇处发挥作用,为机制性研究和转化研究提供了基础。