Name: Conditionnement de la peur humaine, à limmersion en 3 dimensions pleine réalité virtuelle (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-08-09T17:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 38 s
Description: Découvrez le conditionnement de la peur chez l'humain en réalité virtuelle immersive. Cette méthode utilise des stimuli dynamiques et mesure les réponses physiologiques pour étudier l'acquisition et l'extinction de la peur.

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Nous remercions Holton Thompson pour son travail dans la création de la 3-D Virtools mondes dans Maya et Eric Monson pour les dessins schématiques. La recherche a été financée en partie par les NIH postdoctoraux F32 MH078471 au NCH, et NIDA RO1 DA027802 à KSL. La plongée a été financé par la NSF BCS-0420632.

Stimuli A. et conception de la tâche 1. Conception générale. Nous avons examiné les influences contextuelles sur l'acquisition de la peur et la conservation de la mémoire sur deux jours. Cette conception est en parallèle avec des études chez les rongeurs qui tiennent compte de la consolidation des processus neurobiologiques de formation de la mémoire à long terme 3 et contingences du monde réel dans lequel la peur qui est appris à une distance temporelle de la thérapie et la ré-exposition des expériences. Dynamique stimuli conditionnés (CS) (serpents et des araignées mouvement) ont été rencontrées dans un environnement entièrement virtuel immersif connu comme environnement virtuel immersif de Duke (plongée), et ont été conditionnellement jumelé avec la présentation de la stimulation au poignet électrique. Une procédure de conditionnement différentiel de la peur a été employé utilisant la réponse conductance de la peau (RCS) comme une mesure dépend de la peur. Ici nous démontrons peur conditionnée et la mémorisation ultérieure qui a été testé pendant deux jours à la plongée en bonne santé 26 participants hommes et femmes, de 18-30 ans old à l'Université Duke. Ce protocole a été approuvé et en conformité avec les normes de Duke University CISR. 2. Participant mis en place en plongée. La plongée est un entièrement clos, à six faces, 3m x 3m x 3m, rétro-projetée de réalité virtuelle (VR) environnement. La plongée est situé dans un cube construit spécialement 30ft (Control Room (VisRoom), figure 1) dans le centre d'ingénierie interdisciplinaire, de médecine et des sciences appliquées de l'Université Duke. Conditionnement de la peur dans la plongée a été effectuée comme décrit ci-dessus. Les participants étaient assis dans le centre de la plongée vers l'avant avec la tête de suivi sur les lunettes 3-D. Les participants sont pris sur un fixe "promenade virtuelle à travers l'environnement désignés lors de chaque phase d'apprentissage où les serpents et les araignées virtuelles sont rencontrés. Ces contraintes posturales ont été faites pour éviter le vertige, le compte de la variabilité de la hauteur, le contrôle pour le montant de leur contexte et de l'exposition de relance entre les participants, et de s'assurer que l'affichage visuel est mis à jour selon le mouvement réaliste des participants par le scénario. 3. Procédure de conditionnement discrimination. Une procédure de discrimination a été employée, dans lequel la présentation visuelle d'un CS est partiellement renforcée (taux de 40% de renfort) par un stimulus co-terminaison électrique, le stimulus inconditionnel (US) pendant la phase d'acquisition. Les participants ont été assignés à l'une des deux conditions: l'acquisition peur de serpents virtuel ou d'araignées virtuelles. Les stimuli renforcés jumelé avec les Etats-Unis sont considérés comme des «CS + tandis que les autres stimulus visuel" CS-"est explicitement non appariés comme un contrôle. Les + CS et CS-ont été assignés aléatoirement et contrebalancé entre les groupes. 4. Stimuli conditionnés. Les stimuli étaient des serpents et des araignées dynamiques qui, individuellement, apparaissent dans le milieu et le centre de l'écran avant de la plonger pendant une durée de 4 sec. Cette co-produit avec un stimulus auditif de signalisation l'apparence d'un serpent ou une araignée à alerter le participant à la présence d'un nouveau stimulus dans l'environnement (hochet ou son de frappe, respectivement). La scène virtuelle avec les araignées serpents ont été créés à l'aide ad logiciel d'animation Maya et importés dans le logiciel Virtools (Virtool SA, la société du comportement, Paris, France) pour la visualisation à la plongée. 5. Stimuli inconditionné. La stimulation électrique a été ajusté avant le début de l'expérience selon le niveau de tolérance de chaque sujet afin de faciliter les comparaisons de groupe et d'éliminer les influences confondantes de l'ensemble des différences de niveau d'éveil dans les groupes 4, 5. Le niveau de stimulation a été choisi par chaque participant à sa perception de «très gênant mais pas douloureux en utilisant une procédure d'escalier ascendant. La tension était initialement fixé à un faible niveau de 30 V et une augmentation par paliers de 5 V jusqu'à ce que les participants ont indiqué que leur niveau de tolérance a été atteint sans induire la douleur stimulation (200 msec livré à 30-50 Hz) a été administré au cours de la voie transcutanée du nerf médian du poignet des participants dominante par un trouble bipolaire de surface d'électrode de stimulation (21 mm écartement des électrodes:. Grass-Telefactor Modèle FE 10S2, West Warwick, RI). Le conduit d'électrodes ont été garantis par une sangle en caoutchouc et étaient attachés à une herbe-Telefactor SD-9 stimulateur via conduit câble coaxial qui ont été blindé et mis à travers un filtre radiofréquence. Un gel à base saline (Sigma Gel: Laboratoires Parker, Fairfield, NJ) a été utilisé comme un conducteur électrolytique (voir Figure 2) Les participants ont été informés que toutes les impulsions seraient livrés à la même intensité.. 6. Phases de formation. L'expérience décrite ici a été réalisée en deux séances avec un retard de 24 heures. Pendant les sapinssession de t, la période d'habituation initiale consistait en quatre épreuves de chaque type CS vu dans un fond gris en 3-D immersion totale, mais présentés sans le renforcement ou le monde virtuel dans lequel la formation ou l'essai a eu lieu. Cette phase a permis d'acclimatation à l'environnement expérimental à la plongée et de la réduction d'orienter les réponses aux stimuli conditionnés. Immédiatement après la phase d'habituation, la phase d'acquisition peur se composait de 16 mélangés essais de chaque type CS, dans laquelle le CS-est présenté seul et 5 des 16 essais + CS sont renforcés. Environ 24 heures plus tard, le test de rétention de la mémoire et la formation d'extinction s'est produite. Cette phase se composait de 16 essais de chaque type CS sans américaine, dans un contexte virtuel qui a été soit le même ou différent du contexte d'acquisition peur (contrebalancée travers participants). Un cadre a été un environnement intérieur (intérieur d'un appartement, meublé Contexte A) et le contexte d'autres était un environnement extérieur (scène de quartier, B contexte). Les sujets ont été assignés au hasard à un groupe expérimental, qui a déterminé l'ordre de présentation sur le contexte Jours 1 et 2. Ils ont été soit attribué à la condition même contexte (AA ou BB) ou une condition Maj contexte (AB ou BA). La longueur du chemin et les cours ont été appariés pour la cohérence entre les mondes virtuels, comme l'étaient le nombre et le placement des objets / stimuli dans les différents environnements. 7. Paramètres expérimentaux. L'intervalle entre les essais était de 14 ± 2 sec. La séquence des CS a été pseudo-aléatoire, soumis à la contrainte que pas plus de 2 essais de la même CS se produisent consécutivement (pour éviter les inductions de confusion de l'anxiété et l'espérance de l'état cognitif). Renforcement partiel (40%) de la CS + a été utilisé pour retarder l'extinction rapide qui se produit normalement dans la suite les participants humains à 100% CS + 6,7 renfort. En outre, le renforcement partielle fournit une éventualité plus réaliste de conditionnement dans la mesure où des événements aversifs ne surviennent pas toujours suite à un stimulus redouté. 8. Instructions de travail. Avant chaque phase expérimentale, les participants ont été informés sur les caractéristiques de conception suivantes: ils rencontrent des serpents et des araignées animées dans l'environnement virtuel, ils seraient guidées par l'environnement dans une promenade virtuelle le long d'un chemin fixe, et ils peuvent recevoir la stimulation électrique sur le le poignet au niveau qui a été mis en avant conditionnement, à tout moment pendant l'étude. Ils ont été chargés de faire face directement à l'avant et participer à des images de serpents et d'araignées présentée dans le centre de l'écran avant, et a rappelé qu'il n'avait aucun contrôle sur leur propre mouvement à travers le monde ou la survenue d'une stimulation électrique. Ils ont également été informés qu'ils pouvaient terminer l'étude à tout moment sans pénalité pour eux. B. Mesures psychophysiologiques 1. Collecte des données. RCS a été utilisé comme mesure dépendante de la peur, comme décrit précédemment 4, 6. RCS a été enregistré via un système de surveillance psychophysiologiques (BIOPAC Systems, à Santa Barbara, Californie). RCS a été contrôlé à partir d'argent-argent disques électrodes de chlorure attachés par des sangles velcro pour les phalanges milieu de la 1ère et 2ème doigts de la main non dominante. Un gel à base saline (Sigma Gel) a été utilisée comme un électrolyte conducteur. Les sujets ont été priés de rester la main toujours pour éviter les artefacts de mouvement de l'électrode d'enregistrement RCS. Conduit atteint le système d'enregistrement BIOPAC physiologiques qui se trouve juste en dehors de la plongée dans la salle de contrôle. Le système BIOPAC se synchronise avec l'ordinateur exécutant le logiciel de présentation de relance Virtools. La figure 1 illustre un participant à la plongée, plongée dans A. Contexte La technique mis en place de l'ordinateur de contrôle (Virtools et la génération de script), BIOPAC (RCS), et stimulateur électrique sont illustrés dans la Figure 2. Conductance de la peau a été échantillonné à 200 Hz, amplifié, et stockés pour une analyse hors-ligne en utilisant le logiciel AcqKnowledge (BIOPAC Systems, à Santa Barbara, Californie). Virtools logiciel de contrôle de la présentation du stimulus et déclenche le générateur de choc à travers une de National Instruments DIO-24 cartes d'acquisition de données (Austin, TX). Les formes d'ondes enregistrées sont filtrés à l'aide passe-bas d'une fenêtre de Blackman (fréquence de coupure = 31 Hz) et lissés sur trois points de données successifs. Amplitudes peau de conductance de réponse étaient de temps enfermé à l'apparition de chaque parent CS et américaine à la base pré-stimulus pour obtenir une mesure dépend de la peur conditionnée et inconditionnée, respectivement 4-6, 8. Pour être inclus dans l'analyse des données, les critères suivants ont été établis: la latence = 1 - 4 s, durée = 0,5 - 5 s, et l'amplitude minimale = 0,02 micro-Siemens (pS). Les réponses qui ne répondent pas à ces critères sont notés de zéro. 2. Analysest de RCS. Parce RCS données sont en général asymétriques vers zéro, les données ont été la racine carrée transformée avant d'analyse statistique pour atteindre une distribution normale. Les données de chaque type CS (serpents ou des araignées virtuelles) ont été regroupées en «début» et «fin» des blocs d'essai de chaque phase, que l'apprentissage varie généralement dans le temps au sein de chaque phase d'apprentissage. Répétée analyses de variance à mesures (ANOVA) ont été utilisés pour calculer les différences de groupe dans conditionnée réponses conductance de la peau en fonction de la phase d'apprentissage et de type CS que dans les variables sujets (acquisition tardive (CS +, CS-), l'extinction précoce ou tardif (CS +, CS -) et l'affectation de contexte (même ou Maj) comme variables inter-sujets de données ont été normalisées en divisant les valeurs réponse conditionnée à chaque essai par la réponse de chaque participants américains au maximum propres à la stimulation du poignet (sur tout le procès) pour tenir compte des variations individuelles. à répondre et à exclure les non-répondeurs (les individus qui montrent thyristors peu ou pas). Pour la visualisation des données dans la figure 3 scores RCS différentiels ont été calculés comme un indice de l'apprentissage en soustrayant les réponses aux blocs d'essai CS-de ceux de CS + à travers. Selon cette mesure, les scores de différence de zéro reflètent pas l'apprentissage, tandis que les scores de différence supérieure à zéro reflètent l'apprentissage d'une réaction de peur. Cependant, pour déterminer statistiquement le maintien de la peur contextuelle comme le montre la figure 3, un t de Student-test a été calculée sur des valeurs RCS au le + CS et CS-au extinction tôt le jour 2 en fonction de la manipulation du contexte (même contexte vs Maj contexte comme une analyse inter-groupes). C. Description du système Hardware Le système de Duke University DiVE est basé sur la réalité virtuelle projetée «caverne» de conception 9. Le système DIVE est de 3 mx 3 mx 3 m salle où tous les 6 "murs" (4 murs, le plafond et le plancher) montrent des images d'ordinateur stéréographique par projection arrière. Chaque mur est un projecteur DLP (Christie Mirage S numérique 2 K, fonctionnant à 1056x1056 @ 110 Hz 10) qui à son tour est contrôlé par un ordinateur dédié rendent (Windows XP dual core 2,0 GHz avec NVIDIA Quadro G-3000FX cartes graphiques). Un mur diapositives ouvert pour permettre l'accès dans et hors de la plongée. Le 6 ordinateurs rendent sont contrôlés par un ordinateur maître qui communique au système de suivi (Intersense EST-900 11), contrôle le système de son, et envoie une impulsion via le port parallèle au système de choc électrique. Le système de suivi offre l'emplacement 3D et des informations d'orientation pour la tête du participant et les positions des mains. Active Vision stéréographique est fournie à travers le liquide lunettes à obturateur à cristaux (CrystalEyes 3 12). Les sept ordinateurs (6 ordinateurs et de rendre l'ordinateur maître) sont synchronisées sur les limites de trame d'image à travers le genlock (G-Sync) la capacité des cartes graphiques nVidia. Description du logiciel D. Le conditionnement de la peur et les contextes des tests de rétention pour cette expérience se compose de deux différents mondes virtuels à travers laquelle les participants sont amenés à une visite guidée. Les mondes virtuels ont été modélisés en utilisant le paquet modélisation 3D Maya 13. La navigation est limitée à un chemin fixe qui est identique dans tous les mondes virtuels. Mouvement le long de cette voie est contrôlée par le système Virtools logiciels 14. Virtools est un moteur de jeu conçu principalement pour un bureau ou sur le Web expérience. Grâce à l'extension VRPack de Virtools, les mondes virtuels sont projetés dans la plongée. Virtools communique avec le système de suivi à travers le réseau périphérique (Virtual Reality VRPN 15), une librairie open source. VRPN enregistre l'emplacement des participants tête et la main et l'orientation ainsi que des informations appuyez sur le bouton. Virtools utilise les informations de suivi social pour rendre la scène 3D à la bonne perspective pour le participant. <img src="/files/ftp_upload/1993/1993fig1.jpg" alt="Figure 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figure 1"> Figure 1. Schéma de la salle de contrôle (VisRoom) et le cube de plonger avec un participant humaine visualisation d'une scène virtuelle. <img src="/files/ftp_upload/1993/1993fig2.jpg" alt="Figure 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figure 2"> Figure 2. Schéma d'un participant avec des électrodes conductance de la peau sur la main gauche mesurant les réponses tonique et phasique à des stimuli. Électrique des électrodes stimulateur sont sur le poignet droit. BIOPAC recueille des données physiologiques via Reconnaître un logiciel sur un ordinateur portable. Les codes sont envoyés par la CVMO de l'ordinateur de bureau où le logiciel Virtools génère des scripts de réalité virtuelle projetée dans la plongée. <img src="/files/ftp_upload/1993/1993fig3.jpg" alt="Figure 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figure 3"> Figure 3. Comparaison de l'acquisition de la peur et de l'extinction en plongée et en laboratoire. Réponse conductance différentielle peau (RCS) + / - SEM dans les participants conditionné et retesté 24 heures plus tard dans le travailRéalité virtuelle ou ratoire (plongée). Graphique illustre l'acquisition peur équivalent et l'extinction dans les participants à la plongée et des études de laboratoire. Même contexte (n = 12) les tests le jour 2 des rendements plonger plus robustes rétention de la mémoire par rapport à la peur contexte décalé (n = 14) mesurée par RCS à CS +, à nos participants de plongée mais pas dans nos participants de laboratoire, * p = 0,05 .

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1. Résultats D&#39;acquisition équivalent dans la crainte de session et l&#39;extinction dans les groupes a été trouvé (figure 3). Ces données indiquent que des études fiables et informatives conditionnement de la peur peut être effectuée en respectant les contraintes et les capacités d&#39;un environnement immersif totalement. Par ailleurs, nous montrent aussi la mémoire robustes peur contextuelle dans le même contexte les participants de rétention peur dans la plongée (les participants qui sont restés dans le même contexte pour les jours 1 et 2, par rapport à ceux qui ont connu un changement de contexte). La rétention de la peur est plus forte à la plongée que celle observée dans un laboratoire conventionnel adapté paradigme de 16 (voir figure 3). Avec l&#39;installation immersive VR, on peut aussi examiner et de manipuler des environnements contextuels de sonder les processus de la mémoire déclarative chez les humains, contrairement à la mise en laboratoire où les manipulations réalistes contexte multimodèle sont difficiles à accomplir. Enfin, les mondes VR peut être facilement porté pour une utilisation en conjonction avec l&#39;imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) en utilisant des lunettes stéréoscopiques VR pour effectuer une analyse d&#39;activation du cerveau lors de l&#39;encodage ou la récupération de l&#39;acquisition peur, l&#39;extinction, et de rechute. Cette méthodologie peut être utilisée pour rongeurs pont et les résultats cliniques dans la peur et l&#39;anxiété. 2. Contrôle de l&#39;exposition contexte et de relance dans la réalité virtuelle. Un problème majeur avec les exploiter à des fins expérimentales VR est également sa force. Plus précisément, totalement immersive VR fournit la complexité, confond, et la liberté du monde réel. Par exemple, dans la vraie vie, victimes de traumatismes expérience d&#39;un stimulus aversif dans un contexte d&#39;une quantité inconnue de temps. L&#39;exposition contextuels, des caractéristiques spécifiques et d&#39;autres données sensorielles qui ont participé sont également inconnues, ou non vérifiables. De la même façon, si nous étions pour permettre aux participants d&#39;explorer librement les environnements virtuels nous ne serions pas en mesure de rendre compte de contexte ou le temps d&#39;exposition ou la durée de relance. Par exemple, un participant peut marcher très vite, et de manquer 3 sur 4 CS + présentations. Un autre peut explorer une seule chambre dans l&#39;appartement virtuel. De même, si la présentation du stimulus n&#39;est pas spécifié dans le centre de l&#39;écran, où le regard est dirigé avant de commencer, les participants permettra d&#39;éviter ou de manquer de présentations CS. Notre solution à ces confond potentiel était de prendre les participants sur une assise, visite guidée de chaque environnement à un rythme qui permettrait un intervalle interstimulus spécifiques (ISI) et la durée de relance. On pourrait alors extraire des données comparables RCS à partir de points de temps spécifique et des endroits spécifiques à travers tous les participants (par exemple, les réponses à la + CS, Etats-Unis, et CS-stimuli). Les difficultés rencontrées après la prise de cette décision incluse trouver une forme du tracé, la longueur, et le taux de mouvement qui ne serait pas causer des nausées ou une dissonance proprioceptif pour le participant, et pourtant, semble le plus approprié pour imiter la marche naturelle grâce à un nouvel environnement. 3. Mettre en œuvre les paramètres standard conditionnement de la peur d&#39;un système VR. Pour simuler réalistes conditionnée serpents et des araignées stimuli ont été conçus après la faune sauvage des images. Les serpents et les araignées ont d&#39;abord été modélisées dans Maya, une infographie 3D de modélisation et de logiciel d&#39;animation et ensuite importé dans le système VR. Nous avons fait cela parce Virtools est un système de réalité virtuelle de création, et non pas une application de modélisation. Il est donc préférable d&#39;utiliser pour exécuter un système VR et ajouter de l&#39;interaction et la navigation à une scène. Plus précisément, dans Maya quatre animations différentes pour chaque type de CS ont été créés (par exemple, un serpent enroulé, une araignée courir à travers le plancher, une longe de serpent de l&#39;avant avec la bouche ouverte), puis importés dans Virtools. Avant d&#39;importer le serpent dynamiques et les modèles d&#39;araignée dans Virtools de Maya, une voie a été créée en Virtools pour guider le participant dans l&#39;environnement d&#39;une manière circulaire lisse afin de permettre l&#39;échantillonnage de l&#39;environnement au cours des 32 présentations lors de stimulus conditionné la peur conditionné. La forme de la trajectoire est la même pour chacun de nos trois mondes virtuels. Le chemin a été créé pour arrêter pendant quatre secondes pour chaque présentation du stimulus, l&#39;intervalle était de 11 interstimulus + / - 4 secondes pendant lesquelles le sujet a été lentement (étant guidé) par l&#39;environnement. Cet intervalle a été déterminé à partir de nos précédentes expériences conditionnement de la peur dans le laboratoire de 8, 16, car il permet la récupération de la réponse conductance de la peau entre les présentations de relance. Les stimuli sont ensuite placés sur le chemin à des points spécifiés par les paramètres de timing. Cette configuration crée stimulus spécifique et les conjonctions contexte (par exemple, un serpent rampant sur la table de salle à manger, une araignée marchant autour de la jambe canapé), qui peuvent ensuite être sondé pour la mémoire explicite. Apparences stimuli étaient des pseudo-aléatoire à travers les scripts. Toutes les présentations de relance apparu dans le milieu de laécran avant pour empêcher le participant d&#39;avoir à chercher le stimulus. Ce nous a fourni une quantité contrôlée de temps d&#39;exposition de relance, et un emplacement contexte défini. Une limitation de la vue avant est qu&#39;il ne profite pas de toutes les capacités du système immersif (par exemple, les serpents ne peuvent pas entrer dans la salle de derrière le participant). En outre, les stimuli ont été soigneusement placé à l&#39;extérieur d&#39;une boîte de frontière autour de l&#39;emplacement des participants afin que les serpents et les araignées n&#39;ont jamais empiété sur l&#39;espace des participants personnels. 4. Point de vue et de suivi social. L&#39;angle de la plongée a été définie de sorte que d&#39;une position assise le participant a eu un bon angle vers l&#39;avant. Ce contrôle des variations de hauteur entre les participants, et minimisé artefacts de mouvement sur nos enregistrements physiologiques. Les participants ont été instruits pour faire face à l&#39;avant et passer aussi peu que possible, cela a aussi contrôlé, où les participants étaient à la recherche, et donc maintenu relance cohérent et une exposition de contexte entre les participants. Nous avons choisi de tourner sur un dispositif de head-tracking dans les lunettes 3D portés par les participants pour s&#39;assurer qu&#39;ils étaient regarder la scène avec la perspective correcte. Si le suivi de la tête n&#39;avait pas été élu pour, mouvement de la tête vers la gauche ou la droite ne serait pas correctement occulter la manière dont les objets apparus dans le monde (p.ex. objets semblent pliés sur les écrans à la plongée en tant que participants parcouru). Avec le suivi de la tête élus pour, on pourrait être sûr que les caractéristiques de l&#39;environnement ont conservé leurs proportions normales et ont été établis correctement sur chacune des six murs de la plongée pour la durée de l&#39;expérience. 5. Collecte des données. Dans notre version standard de laboratoire de 8 conditionnement de la peur, 16 présentation du stimulus était contrôlé par un script programmé par ordinateur dans le logiciel de présentation. Afin de maintenir la cohérence entre le laboratoire et l&#39;environnement virtuel, nous avons importé notre niveau la peur des scripts d&#39;acquisition et d&#39;extinction sous forme de code à l&#39;ordinateur de contrôle dans la salle de contrôle qui héberge le cube de plongée (voir Figure 1). Le code du port parallèle a été mis à envoyer une liste de codes numériques générées pour signaler des événements distincts, tels que des présentations de l&#39;serpents, d&#39;araignées, et onsets stimulation électrique. Dans notre conception, Virtools envoie un message d&#39;Open Sound Control (OSC 17) OSC / UDP message à une coutume programme C + + qui définit la valeur du port parallèle. Notre programme C + + utilise le OSCpack 18 bibliothèques. L&#39;entrée numérique BIOPAC est connecté au port parallèle de l&#39;ordinateur. RCS données sont collectées sur l&#39;ordinateur portable de BIOPAC via le port parallèle, ensuite normalisée, et calculée pour CS + / CS et US onsets l&#39;intérieur de paramètres précis (voir ci-dessus pour plus de détails). En plus de rendre la scène et le contrôle de la navigation, Virtools est également utilisé pour enregistrer les événements utilisateur (presses bouton). En résumé, lors d&#39;une expérience, des messages sont envoyés à partir de l&#39;ordinateur maître pour le système BIOPAC via le port parallèle. Parce que Virtools peut pas communiquer avec le port parallèle sur l&#39;ordinateur directement à un petit programme C + + à l&#39;écoute d&#39;un message à partir de la CVMO Virtools puis le transmet au port parallèle.

Erratum: Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality

conditionnement de la peur humaine, à l&#39;immersion en 3 dimensions pleine réalité virtuelle

Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality 

Conditionnement de la peur est un paradigme largement utilisé dans la recherche animale non-humaine pour étudier les mécanismes neuronaux sous-jacents peur et l&#39;anxiété. Un défi majeur dans la réalisation d&#39;études de conditionnement chez l&#39;homme est la capacité de manipuler ou de simuler vivement les contextes environnementaux qui sont associés à des comportements conditionnés émotionnel. À cet égard, la réalité virtuelle (VR) la technologie est un outil prometteur. Pourtant, l&#39;adaptation de cette technologie pour répondre aux contraintes expérimentales nécessite des aménagements spéciaux. Nous abordons ici les questions méthodologiques liées lors de la conduite conditionnement de la peur dans un environnement totalement immersif à 6 faces VR et présenter des données conditionnement de la peur. Dans le monde réel, les événements traumatiques se produisent dans des environnements complexes qui sont constitués de plusieurs indices, engageant l&#39;ensemble de nos modalités sensorielles. Par exemple, les indices qui forment la configuration de l&#39;environnement comprennent non seulement les éléments visuels, mais sonore, olfactif, et même tactiles. Dans les études chez les rongeurs d&#39;animaux conditionnement de la peur sont complètement immergés dans un contexte qui est riche avec le roman indices visuels, tactiles et olfactives. Cependant, les tests de laboratoire standard du conditionnement de la peur chez les humains sont généralement menées dans une salle banale en face d&#39;un écran d&#39;ordinateur plat ou en 2D et ne reproduisent pas la complexité des expériences du monde réel. D&#39;autre part, une limitation majeure des études cliniques visant à réduire (extinction) la peur et la prévention des rechutes dans les troubles anxieux, c&#39;est que le traitement a lieu après que les participants ont acquis une peur dans un contexte non contrôlé et largement inconnu. Ainsi, les expérimentateurs sont laissés sans information sur la durée de l&#39;exposition, la vraie nature du stimulus, et les indices de fond associés dans l&#39;environnement 1. En l&#39;absence de cette information, il peut être difficile de vraiment éteindre une peur qui est à la fois de repère et dépendant du contexte. Environnements de réalité virtuelle aborder ces questions en fournissant de la complexité du monde réel, et en même temps, permettant de contraindre les expérimentateurs conditionnement de la peur et les paramètres d&#39;extinction pour produire des données empiriques qui peuvent suggérer des meilleures options de traitement et / ou analyser les hypothèses mécanistiques. Afin de tester l&#39;hypothèse que conditionnement de la peur peut être richement encodé et contexte spécifique lorsqu&#39;ils sont réalisés dans un environnement immersif totalement, nous avons développé distincts de réalité virtuelle en 3-D des contextes dans lesquels les participants expérimentés conditionnement de la peur des serpents ou des araignées virtuelles. Signaux auditifs co-produit avec le CS afin de continuer à évoquer des réponses d&#39;orientation et un sentiment de «présence» dans les matières 2. Réponse conductance de la peau a servi la mesure dépend de l&#39;acquisition de la mémoire la peur de rétention, et l&#39;extinction.

Paradigme classique conditionnement de la peur a été adapté pour les participants humains dans un contexte de réalité virtuelle immersive. L&#39;utilisation d&#39;un paradigme de la discrimination, la peur conditionnée, queue et rétention de la mémoire contexte, et l&#39;extinction a été mesurée avec la réponse à la dynamique de conductance de la peau des serpents et des araignées virtuelles (les stimuli conditionnés) dans deux contextes distincts virtuel.

Conditionnement de la peur humaine, à l&#39;immersion en 3 dimensions pleine réalité virtuelle

Le conditionnement à la peur est un paradigme largement utilisé dans la recherche sur les animaux non humains pour étudier les mécanismes neuraux sous-jacents à la peur et à l'anxiété. Un élément majeur...

Ce vidéo montre l'utilisation de l'environnement virtuel immersif de Duke, DIVE, pour générer des données de conditionnement à la peur réalistes chez l'humain. Des mondes virtuels sont créés à l'aide de logiciels virtuels et du code est généré pour déclencher des stimulations. Des présentations. Le participant est équipé d'électrodes pour l'enregistrement de la conductance cutanée et de la stimulation du poignet, ainsi que pour les appuis sur bouton dans l'environnement de réalité virtuelle.La réponse cutanée électrodermale et les données de pression sur un bouton sont ensuite recueillies pendant la présentation de stimuli dynamiques dans le DIVE ; les données physiologiques et les mesures d'attente sont analysées afin de démontrer l'acquisition de la peur, l'extinction de la peur et la crainte liée au rappel de la mémoire en réponse à des stimuli conditionnés, ou à un contexte. Bonjour, je suis Kevin Lebar. Je suis professeur au Centre de neurosciences cognitives de l'Université Duke.Je suis Rachel Brady, directrice du Duke Immersive Virtual Environment. Bonjour, je m'appelle Nicole Huff. Je suis chercheuse postdoctorale associée au laboratoire du Dr. Lamar.Bonjour, je m'appelle David Zelensky du groupe Technologie de visualisation. Aujourd'hui, nous allons vous présenter une procédure permettant de réaliser des expériences de conditionnement de la peur humaine à l'aide d'une réalité virtuelle tridimensionnelle entièrement immersive. Nous utilisons cette procédure pour examiner les influences contextuelles sur l'acquisition de la peur et la rétention de la mémoire.Commençons. Pour examiner les influences contextuelles sur l'acquisition et la mémoire de la peur, des participants humains sont exposés à des stimuli conditionnels dynamiques dans un environnement virtuel entièrement immersif appelé environnement virtuel immersif de Duke. Le système DIVE est constitué d'une pièce de trois mètres sur trois mètres sur trois mètres, dans laquelle les quatre murs, le plafond et le sol affichent des images informatiques stéréoscopiques par projection arrière.Chaque mur dispose de son propre projecteur DLP, qui est à son tour contrôlé par un ordinateur dédié. L'un des murs coulisse pour permettre l'accès à l'intérieur et à l'extérieur du DIVE. Un système de suivi fournit des informations en 3D sur la position et l'orientation de la tête et des mains du participant. Une vision stéréoscopique active est assurée par des lunettes à obturateur à cristaux liquides portées par les participants.Les six ordinateurs dédiés aux murs sont contrôlés par un ordinateur maître qui communique avec le système de suivi, gère le système audio et commande un système de choc électrique, utilisé pour le conditionnement aversif. Les sept ordinateurs sont synchronisés sur les limites des trames d'image grâce à la fonction genlock de leurs cartes graphiques NVIDIA. La navigation dans l'environnement virtuel est limitée à un parcours fixe identique dans tous les mondes virtuels. Déplacement.Le long de ce parcours est contrôlé par le biais du système logiciel virtuel. Les VIR communiquent avec le système de suivi à travers le réseau périphérique de réalité virtuelle et la bibliothèque open source. Le VRPM enregistre la position et l'orientation de la tête et des mains du participant, ainsi que les informations relatives à l'appui sur les boutons.OLS utilise les informations de suivi de la tête pour afficher la scène 3D selon la perspective correcte pour le participant. Voyons maintenant comment préparer un participant à une expérience de conditionnement équitable dans le système DIVE. Lors d'expériences de conditionnement équitable, à l'intérieur du DIVE, les participants sont exposés à des stimuli conditionnés dynamiques composés de serpents et d'araignées associés à une stimulation électrique au poignet. Avant de commencer la procédure de conditionnement, assignez d'abord chaque participant de manière aléatoire à une condition particulière, un stimulus dénommé stimulus CS+ composé soit d'images de serpents, soit d'images d'araignées, pour tous les participants.L'élément non conditionné à associer au stimulus CS+ consiste en une stimulation électrique du poignet pour chaque participant. Le stimulus qui n'a pas été choisi comme CS+ sert de contrôle et est appelé stimulus CS–. Attribuez maintenant au hasard à chaque participant un contexte virtuel particulier dans lequel il ou elle visualisera les stimuli.Un contexte de réalité virtuelle possible consiste en un environnement intérieur, et l'autre contexte consiste en un environnement extérieur afin de configurer la stimulation électrique qui sera associée au stimulus CS plus. Appliquez une petite quantité de gel conducteur sur les électrodes, puis fixez une électrode de stimulation bipolaire en surface sur le nerf médian au niveau du poignet dominant du participant, fixez les fils des électrodes à l'aide d'une sangle en caoutchouc et reliez-les à un stimulateur Grass Tele Factor SD9. Pour déterminer la tension de stimulation appropriée, commencez avec une tension réglée à un niveau faible de 30 volts et stimulez pendant 200 millisecondes.À 30 à 50 hertz, augmentez la tension par incréments de cinq volts jusqu'à ce que le participant indique avoir atteint son seuil de tolérance sans ressentir de douleur. L'objectif est de trouver un réglage perçu comme très désagréable mais non douloureux. La mesure dépendante de la peur chez les participants humains durant cette expérience est la réponse cutanée de conductance.Les participants doivent d'abord se laver et sécher les mains tout en attendant au moins 10 minutes pour s'acclimater à la température du bâtiment. Avant de fixer les électrodes de RSC, exfolier les phalanges moyennes du premier et du deuxième doigt de la main non dominante avec un nouveau produit de préparation, les essuyer soigneusement, puis appliquer une petite quantité de gel conducteur Cigna dans l'électrode. Pour mesurer maintenant la RSC, fixer des disques électrodes en argent chloruré d'argent sur les phalanges moyennes du premier et du deuxième doigt de la main non dominante.Les électrodes sont reliées à un système d'enregistrement physiologique BioPack situé juste à l'extérieur du DIVE, dans la salle de contrôle. Le système biologique est synchronisé avec la présentation des stimuli, l'ordinateur exécutant le logiciel T'S, le stimulateur électrique et le dispositif d'électrodes pour le réflexe électrodermal, installé sur le siège. Le participant est placé au centre du DIVE, face à l'avant, la tête équipée d'un système de suivi, portant les lunettes 3D dans la main dominante, et tenant l'appareil qui enregistrera les réponses par pression sur un bouton lorsque le participant rencontrera un serpent ou une araignée.Informez maintenant le participant que sa tâche consiste à indiquer, à l’aide d’une pression sur le bouton de la baguette, à quel point il estime probable de recevoir une stimulation électrique lorsqu’il est confronté à un serpent ou à une araignée. Les boutons sont disposés de gauche à droite, le bouton le plus à gauche correspondant à la probabilité la plus faible de recevoir la stimulation. Rapplez-lui que l’appui sur le bouton n’a aucune influence sur l’occurrence de la stimulation électrique. Passons maintenant aux expériences de conditionnement équitables.L'expérience de conditionnement conditionnel est réalisée en deux séances espacées de 24 heures. La première séance comprend une période initiale d'habituation immédiatement suivie par la phase d'acquisition de la peur. La deuxième séance comprend la mémoire, la rétention, le test et l'entraînement à l'extinction pendant la période initiale d'habituation.Présentez au participant quatre essais de chaque type de CS visualisés sur un fond neutre en immersion complète 3D, sans renforcement ni monde virtuel dans lequel l'entraînement ou le test aura lieu ; lors de chaque essai, le stimulus apparaît pendant quatre secondes et coïncide avec un bruit de cliquetis ou de tapotement signalant la présence d'un serpent ou d'une araignée. Cette phase permet une accoutumance à l'environnement expérimental dans le DIVE et une réduction des réponses d'orientation aux stimuli conditionnés. Immédiatement après la phase d'habituations, commencez la phase d'acquisition de la peur.Présentez 16 essais d'intermixtion de chaque type de CS dans lesquels le CS moins est présenté seul, et renforcez environ 24 heures plus tard cinq des 16 essais de CS plus par une stimulation électrique. Commencez la deuxième séance. Dans cette phase, présentez au participant 16 essais de type CS H sans stimulation électrique, dans un contexte virtuel identique ou différent du contexte d'acquisition de la peur, selon le groupe auquel le participant a été initialement assigné.La tâche et les instructions données au participant sont les mêmes que lors de la deuxième séance. Nous allons maintenant présenter certains résultats d'expériences de conditionnement équitable réalisées dans l'équivalent du DIVE. Un conditionnement équitable fiable a été observé au cours des sessions d'acquisition et d'extinction, indiquant que des études informatives et rigoureuses sur le conditionnement de la peur peuvent être menées dans les limites et avec les capacités d'un environnement entièrement immersif. De plus, chez les participants qui sont restés dans le même contexte les jours un et deux de l'expérience, une mémoire de peur contextuelle marquée a été observée par rapport à ceux qui ont subi un changement de contexte.Le maintien de la peur est plus fort dans le DIVE que dans un paradigme de laboratoire conventionnel apparié. Nous venons de vous montrer comment réaliser des expériences de conditionnement de la peur humaine en utilisant la réalité virtuelle entièrement immersive. Cette technologie est utile pour examiner les influences contextuelles sur la mémoire de la peur.Et n'oubliez pas, lors de la réalisation de ces expériences, il est important de limiter les capacités de la réalité virtuelle afin de pouvoir générer des données interprétables. Par exemple, vous souhaitez contrôler l'amplitude des mouvements d'un participant ainsi que la position et la durée des stimuli. Voilà tout.Merci d'avoir regardé et bonne chance avec vos expériences.

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Étudier les mécanismes neuronaux de la mémoire La peur Conscient et inconscient avec l&#39;IRMf

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