צמצום חרדת המדינה באמצעות עבודה זיכרון תחזוקה
19 ביולי 2017
פרוטוקול זה מדגים כיצד למדוד חרדה- potentiated בהלה במהלך Sternberg זיכרון עבודה פרדיגמה.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לבחון את הקשר בין תהליכי זיכרון עבודה לבין חרדה, על ידי שילוב של פרדיגמת זיכרון העבודה של סטרנברג (Sternberg) ופרדיגמת האיום בשוק חשמלי. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בנוגע לקשר בין חרדה לקוגניציה. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שניתן להתאימה למגוון רחב של משימות קוגניטיביות אחרות.
התחילו בליווי המשתתף לחדר הבדיקה. לפני הצבת האלקטרודות על גוף המשתתף, נקו את אזור העור. הניחו שתי אלקטרודות חד-פעמיות של כסף-כלוריד כסף בקוטר 11 מילימטר על כף יד שמאל, במרחק של כשני סנטימטרים זו מזו, לצורך ניטור מוליכות העור.
בשלב הבא, הניחו שתי אלקטרודות חד-פעמיות של כסף/כסוף-כלוריד בגודל 11 מילימטר על החלק הפנימי של שורש כף היד השמאלית, במרחק של כ-שלושה סנטימטרים זו מזו, כדי להעניק את הגירוי החשמלי. לאחר מכן, הניחו אלקטרודה חד-פעמית אחת של כסף/כסוף-כלוריד בגודל 11 מילימטר בחלק הפנימי של הזרוע השמאלית, מעל המרפק, ואלקטרודה חד-פעמית אחת מתחת לבריח ימין, כדי לנטר את קצב הלב. חברו שתי אלקטרודות כוס של כסף/כסוף-כלוריד בגודל ארבעה מילימטר לחלק התחתון של שריר ה-orbicularis oculi השמאלי, כדי למדוד את תגובת ההבהלה.
לאחר מכן, קבעו את כל האלקטרודות באמצעות סרט דביק ביו-רפואי. בשלב הבא, חברו מוליכים לאלקטרודות בכף היד, וחברו אותם לערוץ ה-EDA של חומרת הניטור הפסיכופיזיולוגית. חברו מוליכים לאלקטרודות בפרק כף היד, וחברו אותם למכשיר ההלם.
לאחר מכן, חברו מוליכים לאלקטרודות על הזרוע והבריח, וחברו אותם לערוץ ה-ECG של חומרת הניטור הפסיכופיזיולוגית. חברו את אלקטרודות הכוס, המחוברות לשריר orbicularis oculi, לערוץ האלקטרומיוגרפיה, או ערוץ ה-EMG, של חומרת הניטור הפסיכופיזיולוגית. בדקו את העכבה של אלקטרודות ה-EMG, וודאו שהיא נמוכה מ-10 kilohms.
לבסוף, הגישו תשעה גששים של רעש לבן ללא איתות דרך האוזניות, כדי לאפשר הסתגלות (habituation) של תגובת ההבהלה. התחילו את הליך כיול השוק על ידי בקשה מהמשתתף לדרג סדרה של גירויים חשמליים לדוגמה בני 100 מילישנייה, כדי לזהות רמת עוצמה שאינה נעימה ומstCause אי-נוחות, אך אינה כואבת. לאחר מכן, השתמשו בתוכנה הניסויית כדי להגיש סדרה של הצגות של גירוי השוק בן 100 מילישנייה לשורש כף היד.
לאחר כל הצגה, בקשו מהמשתתף לדרג בעל פה כל הצגה בסולם שבין אחת, כלל לא לא נוח, לעשר, לא נוח, אך לא מכאיב. לאחר מכן, השתמשו בסולם המיליאמפר במכשיר ההלם כדי להגביר בהדרגה את עוצמת ההלם, והמשיכו בסדרת הגירויים, עד שהנבדק ידרג את הגירוי כ-10. לבסוף, רשמו ערך עוצמה זה כדי להשתמש בו במהלך הפרוצדורה הניסויית.
בשלב הבא, בתוך התוכנה הניסויית, הזן את מספר הזיהוי של המשתתף, את תנאי האיזון (counterbalance condition) ואת מספר הריצה בתיבת הריצה. לאחר מכן, לחץ על התחל בבדיקה של ניטור הפסיכופיזיולוגיה. לאחר מכן, מקם את המסך כך שיהיה מול המשתתף.
לחצו על מקש enter בתיבת ההקפצה של תוכנת הניסוי כדי להתחיל את הניסוי. הנחו מהנבדק להשלים ארבעה סבבים של הניסוי, במהלכם עליו לבחור במקש החץ ימינה או שמאלה אם האות ומספר המיקום תואמים או אינם תואמים לרצף הניסוי, בהתאמה. לאחר כל סבב, בקשו מהנבדק לדרג בעל פה את רמת החרדה שלו בסולם שבין 0, שפירושו לא חרד, ל-10, שפירושו חרד מאוד, במהלך בלוקי הבטוח (safe) והאיום (threat) של הסבב שזה עתה השלים.
לבסוף, בקש מהמשתתף לדרג באופן מילולי את עוצמת השוקים שהוצגו במהלך ההרצה הקודמת, באותו קנה מידה של 0 עד 10 ששימש בהליך הכיול הראשוני. התחל בפתיחת התוכנה לניתוח פסיכופיזיולוגי והכנה של נתוני ה-EMG הגולמיים לניתוח. בחר ב-transform, digital filters, FIR, ולאחר מכן ב-band pass כדי להחיל מסנן פס מעביר דיגיטלי של 30 עד 300 hertz, והחלKה החלקה (smooth) על ערוץ ה-EMG הגולמי.
בשלב הבא, בחרו ב-analysis, electromyography, וב-derived average rectified EMG כדי לבצע יישור (rectify) לאות ה-EMG המחליק, תוך שימוש בממוצע חלון זמן של 20 milliseconds. לאחר מכן, בחרו ב-analysis, Stim-Response, וב-Digital Input to Stim events כדי לסמן את אירועי הגירוי התואמים לקלטים הדיגיטליים עבור כל סוג ניסוי. כדי לחלץ את עוצמת המצמוץ סביב כל אירוע גירוי, בחרו ב-analysis, Stim-Response, Stim-Response Analysis, והגדירו את ה-mean of channel כדי לחלץ את פעילות הבסיס הממוצעת בחלון קבוע של 50- עד 0 milliseconds לפני תחילת הרעש הלבן.
לאחר מכן, בחרו ב-analysis, Stim-Response, Stim-Response Analysis, והגדירו את הערוץ המקסימלי כדי לזהות את תחילת המצמוץ והשיא בחלון קבוע של 20 עד 100 מילישניות, לאחר תחילת הרעש הלבן. לבסוף, בחנו את עקומת ה-EMG לאיתור ארטיפקטים המתרחשים סביב אירועי הגירוי, ופסלו ניסויים עם ארטיפקטים. פרוטוקול זה מניב שלושה סוגי נתונים עיקריים: דיוק, זמן תגובה (RT), וה⚛️startle מוגבר עקב חרדה (APS).
בכל הנוגע לדיוק, משתתפים נוטים להיות מדויקים יותר בניסיונות עם עומס נמוך מאשר בניסיונות עם עומס גבוה. עם זאת, הביצועים אינם נוטים להשתנות כפונקציה של איום בהלם. עבור זמן תגובה (RT), משתתפים מראים בדרך כלל זמני תגובה מהירים יותר במהלך ניסיונות עם עומס נמוך מאשר במהלך ניסיונות עם עומס גבוה, וזמני תגובה מהירים יותר במהלך בלוקים של איום מאשר במהלך בלוקים בטוחים.
לבסוף, קיימות שתי מניפולציות ניסיוניות עבור APS: עומס ותזמון ההבהלה. משתתפים מראים בדרך כלל APS גדול באופן מובהק במהלך ניסיונות בעומס נמוך לעומת ניסיונות בעומס גבוה, אך ורק כאשר גירוי ההבהלה ניתן במהלך מרווח התחזוקה. עם זאת, אפקט זה אינו נשמר כאשר ההבהלה נבדקת במהלך ה-ITI.
לאחר רכישת המיומנות, ניתן להשלים ניסוי זה בשתי שעות, במידה ובוצע כראוי. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור לנקות ולאבטח את האלקטרודות כראוי. בעקבות פרוצדורה זו, ניתן להתאים משימות קוגניטיביות אחרות כדי לענות על שאלות נוספות, כגון כיצד השפעת הלם משפיעה על קשב מתמשך, זיכרון וקידוד.
סקירה כללית
פרוטוקול זה מדגים כיצד למדוד תגובת בהלה מוגברת עקב חרדה במהלך פרדיגמת זיכרון העבודה של סטנברג (Sternberg Working Memory paradigm). מטרתו היא לבחון את הקשר בין תהליכי זיכרון עבודה לבין חרדה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- פסיכופיזיולוגיה
- פסיכולוגיה קוגניטיבית
רקע
- המחקר משלב פרדיגמות של זיכרון עבודה ואיום בהלם חשמלי.
- הוא עוסק בשאלות מפתח בנוגע לחרדה ולקוגניציה.
- ניתן להתאים שיטה זו למגוון של מטלות קוגניטיביות.
- נעשה שימוש במדדים אלקטרופיזיולוגיים להערכת התגובות.
מטרת המחקר
- לבחינת השפעת החרדה על הביצועים הקוגניטיביים.
- למדידת תגובת ההבהלה תחת עומסים קוגניטיביים שונים.
- לחקירת האופן שבו חרדה משפיעה על משימות של זיכרון עבודה.
שיטות שהשתמשו בהן
- המשתתפים עוברים ניטור של מוליכות העור וקצב הלב.
- אלקטרודות ממוקמות למדידת תגובות בהלה.
- מתבצע כיול של השוק כדי לקבוע את רמות אי-הנוחות.
- המשתתפים מבצעים משימות בזמן שתגובותיהם הפיזיולוגיות נרשמות.
תוצאות עיקריות
- המשתתפים מראים רמות דיוק וזמני תגובה משתנים בהתבסס על העומס הקוגניטיבי.
- רמות החרדה משפיעות על הביצועים במהלך המשימות.
- תגובות ההבהלה גדולות יותר בתנאי עומס נמוך.
- סוגי הנתונים כוללים דיוק, זמן תגובה והבהלה המועצמת על ידי חרדה.
מסקנות
- הפרוטוקול מודד ביעילות את יחסי הגומלין בין חרדה לקוגניציה.
- הממצאים יכולים להנחות מחקרים עתידיים על משימות קוגניטיביות וחרדה.
- התאמות של שיטה זו יכולות לבחון שאלות קוגניטיביות נוספות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסמך ניהולי
פרוטוקול זה מאפשר בחינה מכניסטית של השפעות עומס קוגניטיבי על פיזיולוגיה של חרדה, ובכך תומך בתיקוף מטרות בתהליכי גילוי תרופות נוירופסיכיאטריות. באמצעות כימות תגובת בהלה המועצמת על ידי חרדה תחת דרישות מבוקרות של זיכרון עבודה, הוא מספק ביומרקר תרגומי להפחתת סיכונים של תרכובות המכוונות למערכת העצבים המרכזית (CNS). גישה זו מגבירה את הביטחון החזוי בשלבי הגילוי המוקדמים על ידי קישור בין מודולציה קוגניטיבית למדדים של מצב רגשי.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: בוחן היפותזות טיפוליות בנוגע לאינטראקציות בין זיכרון עבודה לחרדה במודלים של מחלות.
- ערך תפעולי: מאפשר הפחתת סיכונים ביולוגיים של מטרות באמצעות מודולציה מדידה של תגובת בהלה.
- ערך ניבוי: תומך במיון תיקי פיתוח על ידי זיהוי תרכובות המנרמלות מעגלים קוגניטיביים-אפקטיביים.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מוכנות הבדיקה: הכנת מערכות פסיכופיזיולוגיות שעברו תיקוף לצורך סריקת תרכובות בהמשך התהליך.
- תוצרים כמותיים: אספקת מדידות סטנדרטיות של דיוק, זמן תגובה ועוצמת תגובת בהלה.
- יכולת הרחבה של הפלטפורמה: תמיכה בהתאמה למשימות קוגניטיביות מגוונות לצורך שימוש חוזר ונרחב בבדיקה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- רלוונטיות למחלה: מודלים של פנוטיפים של חרדה במערכות עם ליקויי זיכרון עבודה.
- המשכיות תרגומית: מקשר בין ממצאי גילוי לתיקוף פרה-קליני של מועמדים לתרופות חרדתיות (anxiolytic).
- החלטות מותאמות סיכון: מספק מידע לצורך קידום על בסיס נורמליזציה של תגובת ההבהלה תחת עומס.
אינטגרציה של תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)
מציג את השיטה ככלי לביולוגיה של גילוי, המסייע בזיהוי מולקולות מובילות (leads) באמצעות הפחתת סיכונים מכניסטית של מטרות הקשורות לחרדה.
- ביולוגיה של הגילוי: בוחן כיצד עומס קוגניטיבי משפיע על פנוטיפים של חרדה כדי להבהיר את המעורבות של מסלולים ביולוגיים.
- סריקה: מבטיחה את השחזוריות של הבדיקה באמצעות מדדים פיזיולוגיים סטנדרטיים תחת תנאים קוגניטיביים שונים.
- אנליטיקה: מספקת מדדי זמן תגובה ושיאי בהלה להשוואת השפעות של תרכובות על עיבוד קוגניטיבי-רגשי.
- מחקר תרגומי: תומך בהתאמת סממנים ביולוגיים על ידי קישור בין שימור זיכרון עבודה לבין תגובת בהלה המועצמת על ידי חרדה.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה פסיכופיזיולוגית לשימוש חוזר לצורך פיתוח בדיקות קוגניטיביות-רגשיות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מפחית עמימות מכניסטית במודלים של חרדה באמצעות מניפולציה של עומס קוגניטיבי.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של ניטור אלקטרופיזיולוגי להבטחת הדירות בין אתרים שונים.
- ערך אסטרטגי: משפר החלטות go/no-go באמצעות כימות של מעורבות המטרה במעגלים קוגניטיביים-אפקטיביים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף מותאם סיכון של תרכובות המווסתות חרדה התלויה בזיכרון עבודה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בהקלטה פסיכופיזיולוגית ובתכנון מטלה קוגניטיבית.
- תלוי בתשתית EMG, ECG ו-EDA עם כיול להעברת שוקים חשמליים.
- מצריך סטנדרטיזציה בין-צוותית של תזמון גירוי ההבהלה (startle probe) ושל פרמטרי העומס הקוגניטיבי.
- כולל שיקולי התאמה עבור מטלות שונות של זיכרון עבודה ושיטות שונות להשראת חרדה.
- מוגבל על ידי הצורך בסינון קפדני של ארטיפקטים בנתוני EMG במהלך ניתוח תלוי-גירוי (stimulus-locked analysis).
