19. Juli 2017
Dieses Protokoll zeigt, wie man Angst-potenzierte Schrecken während des Sternberg-Arbeitsspeicher-Paradigmas messen kann.
Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls besteht darin, den Zusammenhang zwischen Arbeitsgedächtnisprozessen und Angst zu untersuchen, indem die Sternberg-Arbeitsgedächtnis- und die Bedrohungs-durch-Schock-Paradigmen kombiniert werden. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen zum Verhältnis von Angst und Kognition zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass sie an eine Vielzahl anderer kognitiver Aufgaben angepasst werden kann.
Begonnen wird, indem der Proband in den Untersuchungsraum begleitet wird. Vor dem Anbringen der Elektroden wird die Hautstelle gereinigt. Zur Erfassung der Hautleitfähigkeit werden zwei Einweg-Silber-Silberchlorid-Elektroden mit einem Durchmesser von 11 Millimeter etwa zwei Zentimeter voneinander entfernt auf die Handfläche der linken Hand aufgebracht.
Als Nächstes zwei Einweg-Silber-Silberchlorid-Elektroden mit einem Durchmesser von 11 Millimetern etwa drei Zentimeter voneinander entfernt auf das Innere des linken Handgelenks platzieren, um die elektrische Stimulation durchzuführen. Danach eine Einweg-Silber-Silberchlorid-Elektrode mit einem Durchmesser von 11 Millimetern auf die Innenseite des linken Arms, knapp oberhalb des Ellbogens, und eine Einweg-Elektrode knapp unterhalb des rechten Schlüsselbeins anbringen, um die Herzfrequenz zu überwachen. Zwei Silber-Silberchlorid-Kuppelektroden mit einem Durchmesser von vier Millimetern zur Messung der Schreckreaktion an der Unterseite des linken Musculus orbicularis oculi befestigen.
Danach alle Elektroden mit biomedizinischem Klebeband sichern. Anschließend Leitungen an die Elektroden auf der Handfläche anschließen und in den EDA-Kanal der psychophysiologischen Messhardware einstecken. Leitungen an die Elektroden am Handgelenk anschließen und mit dem Schockgerät verbinden.
Befestigen Sie anschließend die Ableitungen an den Elektroden am Arm und am Schlüsselbein und stecken Sie sie in den EKG-Kanal der psychophysiologischen Überwachungshardware. Stecken Sie die an den Musculus orbicularis oculi befestigten Kupplerelektroden in den Elektromyographie- (EMG-)Kanal der psychophysiologischen Überwachungshardware. Überprüfen Sie die Impedanz der EMG-Elektroden und stellen Sie sicher, dass sie unter 10 Kilohm liegt.
Schließlich werden über die Kopfhörer neun nicht signalisierte weißes-Rauschen-Probe dargeboten, um eine Habituation der Schreckreaktion zu ermöglichen. Beginnen Sie mit der Schockkalibrierung, indem Sie die Versuchsperson bitten, eine Reihe von 100 Millisekunden langen elektrischen Reizungen zu bewerten, um eine Intensitätsstufe zu ermitteln, die unangenehm und belastend, aber nicht schmerzhaft ist. Verwenden Sie anschließend die experimentelle Software, um eine Serie von 100 Millisekunden langen Schockreizen am Handgelenk zu präsentieren.
Nach jeder Darbietung bitten Sie den Teilnehmer, jede Darbietung verbal auf einer Skala von eins, überhaupt nicht unangenehm, bis zehn, unangenehm, aber nicht schmerzhaft, einzustufen. Anschließend verwenden Sie die Milliampere-Skala am Schockgerät, um die Intensität des Schocks schrittweise zu erhöhen, und setzen die Serie der Reizungen fort, bis der Proband die Reizung mit einer 10 bewertet. Notieren Sie schließlich diesen Intensitätswert, um ihn während des experimentellen Verfahrens zu verwenden.
Als Nächstes im Versuchsprogramm die Teilnehmernummer, die Counterbalance-Bedingung und die Durchlaufnummer in das Durchlauffeld eingeben. Danach die Aufnahme der psychophysiologischen Überwachung starten. Anschließend den Monitor so positionieren, dass er vor dem Teilnehmer steht.
Drücken Sie die Eingabetaste im Aufforderungsfenster der Versuchssoftware, um das Experiment zu starten. Lassen Sie die Versuchsperson vier Durchläufe des Experiments absolvieren, bei denen sie die rechte oder linke Pfeiltaste auswählen soll, je nachdem, ob Buchstabe und Positionsnummer mit der Versuchssequenz übereinstimmen oder nicht. Nach jedem Durchlauf soll die Versuchsperson ihre Angststufe verbal auf einer Skala von null, was „überhaupt nicht ängstlich“ bedeutet, bis 10, was „äußerst ängstlich“ bedeutet, für die sicheren und bedrohlichen Blöcke des gerade abgeschlossenen Durchlaufs bewerten.
Schließlich bitten Sie den Teilnehmer, die Intensität der während des vorherigen Durchlaufs gezeigten Reize auf der bereits bei der initialen Kalibrierung verwendeten Skala von null bis 10 verbal einzustufen. Öffnen Sie zunächst die Software zur psychophysiologischen Analyse und bereiten Sie die rohen EMG-Daten zur Analyse vor. Wählen Sie „Transformieren“, „Digitale Filter“, „FIR“ und dann „Bandpass“, um einen digitalen Bandpassfilter von 30 bis 300 Hertz anzuwenden und den rohen EMG-Kanal zu glätten.
Als Nächstes wählen Sie Analyse, Elektromyographie und abgeleitete durchschnittlich rektifizierte EMG, um das geglättete EMG-Signal zu rektifizieren, wobei ein zeitlich begrenztes Mittel von 20 Millisekunden verwendet wird. Danach wählen Sie Analyse, Stim-Reaktion und Digitaleingang zu Stim-Ereignissen, um die Stimulusereignisse zu kennzeichnen, die den digitalen Eingaben für jeden Versuchstyp entsprechen. Um die Augenblinz-Amplitude um jedes Stimulusereignis herum zu extrahieren, wählen Sie Analyse, Stim-Reaktion, Stim-Reaktionsanalyse und geben Sie den Mittelwert des Kanals an, um die mittlere Basislinienaktivität in einem festen Zeitfenster von minus 50 bis null Millisekunden vor dem Beginn des weißen Rauschens zu extrahieren.
Danach wählen Sie Analyse, Stim-Reak, Stim-Reak-Analyse aus und geben den maximalen Kanal an, um den Beginn und den Höhepunkt des Lidschlags in einem festen Zeitfenster von 20 bis 100 Millisekunden nach dem Beginn des weißen Rauschens zu identifizieren. Überprüfen Sie schließlich die EMG-Kurve auf Artefakte, die um Stimulusereignisse auftreten, und lehnen Sie Versuche mit Artefakten ab. Dieses Protokoll liefert drei primäre Datentypen: Genauigkeit, Reaktionszeit oder RT sowie angstverstärkten Schreck oder APS.
Aus Gründen der Genauigkeit sind die Teilnehmer typischerweise bei den Aufgaben mit geringer Belastung genauer als bei den Aufgaben mit hoher Belastung. Die Leistung variiert jedoch in der Regel nicht in Abhängigkeit von der Drohung eines elektrischen Schocks. Bezüglich der Reaktionszeiten (RT) zeigen die Teilnehmer typischerweise kürzere Reaktionszeiten während der Aufgaben mit geringer Belastung im Vergleich zu den Aufgaben mit hoher Belastung sowie kürzere Reaktionszeiten während der Blöcke mit Schockdrohung im Vergleich zu den sicheren Blöcken.
Schließlich gibt es zwei experimentelle Manipulationen für die akustisch evozierte Schrumpfreaktion (APS), die Belastung und den Zeitpunkt des Schreckreizes. Die Teilnehmer zeigen typischerweise signifikant stärkere APS bei geringer Belastung im Vergleich zu hoher Belastung, und zwar nur dann, wenn der Schreckreiz während des Erhaltungsintervalls gegeben wird. Dieser Effekt gilt jedoch nicht, wenn der Schreckreiz während der intertrialen Pause (ITI) gegeben wird.
Wenn man den Versuch einmal beherrscht, kann er bei ordnungsgemäßer Durchführung innerhalb von zwei Stunden durchgeführt werden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, die Elektroden ordnungsgemäß zu reinigen und zu befestigen. Nach diesem Verfahren können andere kognitive Aufgaben angepasst werden, um weitere Fragen zu beantworten, beispielsweise wie man einen Schockeffekt zur Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit oder zur Gedächtnis- und Kodierungsleistung auslöst.
Dieses Protokoll zeigt, wie die angstverstärkte Schreckreaktion während des Sternberg-Arbeitsgedächtnis-Paradigmas gemessen wird. Es zielt darauf ab, den Zusammenhang zwischen Arbeitsgedächtnisprozessen und Angst zu untersuchen.
Dieses Protokoll ermöglicht die mechanistische Untersuchung der Auswirkungen kognitiver Belastung auf die Physiologie der Angst und unterstützt die Zielvalidierung bei der Entdeckung neuropsychiatrischer Wirkstoffe. Durch die Quantifizierung des angstverstärkten Startreaktion unter kontrollierten Arbeitsgedächtnisanforderungen liefert es einen translationalen Biomarker zur Risikominderung bei zentralnervensystemwirksamen Substanzen. Der Ansatz erhöht die Vorhersagesicherheit in der frühen Entdeckungsphase, indem er kognitive Modulation mit Messungen des affektiven Zustands verknüpft.
Positioniert die Methode als ein Instrument der Entdeckungsbiologie, das die Identifizierung von Wirkstoffkandidaten unterstützt, indem sie die mechanistische Entschärfung von auf Angst bezogenen Zielstrukturen ermöglicht.