Apprendimento associativo ed esperienze infantili avverse: un protocollo multi-sistema

Sommario

Questo protocollo descrive una batteria integrata di 60 minuti — condizionamento pavloviano-operante del timore con evitamento, acquisizione–estinzione–riacquisizione del timore con stimoli sociali e apprendimento probabilistico della ricompensa — che registra simultaneamente la conduttanza cutanea, il comportamento e valutazioni fase-per-fase al fine di ricavare indici individuali di apprendimento della minaccia e della ricompensa negli adulti.

Abstract

Le esperienze avverse nell'infanzia (ACEs) sono fattori di rischio transdiagnostici ben documentati per l'ansia e la depressione nell'età adulta, tuttavia i meccanismi neurocognitivi che collegano le avversità precoci ai sintomi rimangono poco chiari all'interno di un quadro unificato. Questo protocollo presenta una batteria sperimentale integrata e multilivello che valuta la discriminazione della minaccia, l'apprendimento della sicurezza e la sensibilità alla ricompensa all'interno di una singola sessione di laboratorio. Trentotto adulti sani hanno completato tre paradigmi comportamentali — condizionamento pavesiano-operante al timore con evitamento (Esperimento 1), acquisizione-estinzione-riacquisizione del timore con stimoli sociali (Esperimento 2) e apprendimento probabilistico della ricompensa (Esperimento 3) — insieme a questionari validati sulle esperienze avverse nell'infanzia (CTQ-SF), sulle esperienze positive nell'infanzia (BCE), sulla depressione (PHQ-9) e sull'ansia (GAD-7, STAI). Sono stati raccolti contemporaneamente dati multicanale: la risposta cutanea galvanica (SCR) come indice fisiologico dell'attivazione autonoma, le risposte di evitamento tramite pulsante e le scelte probabilistiche come indici comportamentali, e valutazioni soggettive fase per fase di aspettativa, minaccia e sollievo. Ogni paradigma ha prodotto l'effetto canonico previsto: discriminazione pavesiana sulla SCR (p = 0,009, ηp² = 0,12), sull'aspettativa (p < 0,001, ηp² = 0,58) e sulle valutazioni di minaccia (p < 0,001, ηp² = 0,35); il sollievo operante ha discriminato tra minaccia evitabile e inevitabile (p < 0,001, d = 0,86); una differenziazione della risposta autonoma presente durante l'acquisizione ma non durante l'estinzione nell'Esperimento 2 (acquisizione p = 0,008; estinzione p = 0,168), coesistente con una conoscenza dichiarativa persistente della contingenza (p < 0,001, d = 3,08); e un apprendimento probabilistico della ricompensa superiore al caso nell'Esperimento 3 (M = 73%, p < 0,001, d = 1,97). Il disegno multilivello ha rivelato dissociazioni che un singolo canale avrebbe trascurato, in particolare una ridotta risposta autonoma accompagnata da una percezione soggettiva persistente della minaccia. Gli indici calcolati per ogni partecipante, derivati dal protocollo, si sono dimostrati sensibili alle differenze individuali relative alle esperienze infantili, con analisi illustrative di moderazione riportate nel materiale supplementare. Il protocollo fornisce un quadro portatile e scalabile per valutare come le avversità precoci ricalibrino l'elaborazione della minaccia e della ricompensa nell'età adulta.

Introduzione

Le Esperienze Avverse nell'Infanzia (ACE), che comprendono abusi, trascuratezza e disfunzioni familiari, sono ampiamente diffuse a livello globale, con tassi superiori al 60% in molte popolazioni¹. Sintesi della ricerca indicano che la maggior parte dei bambini è esposta ad almeno un evento avverso durante lo sviluppo². Le ACE sono fattori di rischio transdiagnostici ben documentati per la psicopatologia adulta³, contribuendo a circa il 30% dei disturbi d'ansia e al 40% dei casi di depressione¹. Nonostante questa forte associazione, le valutazioni cliniche comunemente utilizzate si basano su diagnosi categoriali e su auto-report retrospettivi, che sono soggetti a bias di memoria e non riescono a cogliere i processi neurocognitivi in tempo reale⁴.

Per superare questi limiti, si sta ponendo un'attenzione crescente su approcci transdiagnostici che mirano a meccanismi sottostanti, in particolare l'apprendimento associativo. L'apprendimento associativo, che comprende sia il condizionamento classico che quello operante, fornisce un quadro concettuale per comprendere come gli individui codifichino le relazioni tra stimoli ambientali, comportamenti e risultati al fine di guidare il processo decisionale^4,5. All'interno di questo quadro, la teoria della vulnerabilità latente sostiene che le avversità precoci inducono adattamenti neurobiologici, come una maggiore vigilanza, che inizialmente risultano adattivi in ambienti imprevedibili ma possono diventare maladattivi in contesti successivi e più sicuri^6,7.

Delle evidenze suggeriscono che gli ACE influenzano sia i processi di apprendimento legati alla minaccia sia quelli legati alla ricompensa. Gli individui con una storia di avversità mostrano spesso una ridotta capacità di discriminazione tra stimoli condizionati di pericolo (CS+) e di sicurezza (CS−), indicativa di un apprendimento della minaccia alterato⁸. Parallelamente, l'avversità precoce è stata associata a una sensibilità ridotta alla ricompensa, riscontrabile in un'accuratezza minore e in un apprendimento più lento delle contingenze di ricompensa⁸. In condizioni di incertezza, questi individui possono inoltre mostrare una maggiore variabilità nelle scelte e una tendenza a presumere una distribuzione casuale delle ricompense, coerentemente con un'esposizione precoce a ambienti volatili^5,9.

Questi schemi di apprendimento sono ulteriormente modellati da fattori protettivi e dipendenti dallo stato. Le Esperienze Positive nell'Infanzia (BCE) possono attenuare gli effetti dell'avversità sui sistemi di apprendimento¹⁰, mentre gli attuali stati affettivi, come l'ansia, possono modulare i processi di condizionamento¹¹. Misure fisiologiche dell'attivazione autonoma, tra cui la Risposta Elettrodermica (SCR), forniscono indici oggettivi di questi processi e sono ampiamente utilizzate nei paradigmi di condizionamento¹².

Una limitazione importante della letteratura attuale è l'uso di compiti isolati che valutano separatamente l'apprendimento di minacce o ricompense, limitando la capacità di cogliere il funzionamento neurocognitivo integrato¹. Il presente protocollo affronta questa lacuna fornendo un quadro standardizzato che combina misure comportamentali e fisiologiche in diversi domini dell'apprendimento. In particolare, il protocollo comprende tre componenti sperimentali: (1) un paradigma che valuta la transizione dal condizionamento classico a quello operante, (2) un compito di estinzione della paura sociale e (3) un compito di apprendimento della ricompensa probabilistica⁸.

La giustificazione per questa particolare combinazione di paradigmi non risiede nel fatto che uno qualsiasi di questi tre compiti, preso isolatamente, sia più sensibile alle avversità precoci rispetto ai numerosi altri paradigmi consolidati disponibili; si tratta invece di una logica di misurazione. Nella loro revisione sistematica di 81 studi (38 sul timore, 43 sulla ricompensa), Ruge et al.¹ hanno dimostrato che la letteratura che collega le esperienze avverse nell'infanzia (ACEs) all'apprendimento associativo rimane eterogenea e, in aspetti fondamentali, inconcludente proprio perché gli studi solitamente impiegano un singolo compito, registrano un unico canale di risposta e operazionalizzano l'avversità in modi non armonizzati. Ad esempio, metà degli studi comportamentali sull'apprendimento per ricompensa riportano un apprendimento attenuato, mentre l'altra metà riporta risultati nulli; la scarsa letteratura sull'estinzione è dominata da risultati nulli e da relazioni che omettono la fase iniziale di acquisizione; inoltre, nessuna misura di esito si è affermata come universalmente più affidabile, pertanto i diversi canali di risposta non sono intercambiabili tra loro. La loro raccomandazione esplicita è di adottare protocolli all'interno dello stesso soggetto, multidominio e multicanale, in grado di produrre indici a livello individuale. La presente triade segue tale raccomandazione poiché i suoi tre compiti coprono tre richieste computazionalmente distinte che nessun singolo paradigma riesce a includere, e che la teoria della vulnerabilità latente⁷ prevede debbano essere modellate in modi differenti dall'avversità: (i) discriminazione tra minaccia e sicurezza combinata con controllabilità strumentale, con il sollievo come rinforzo presunto dell'evitamento¹³; (ii) apprendimento inibitorio (della sicurezza) e ritorno della paura, esplorato mediante stimoli di volti sociali¹¹, dominio di stimoli ecologicamente rilevante per le maltrattamenti interpersonali; e (iii) apprendimento per rinforzo in condizioni di incertezza probabilistica, che produce parametri computazionali specifici per ogni partecipante (tasso di apprendimento alfa, temperatura inversa beta)⁸. Poiché tutti e tre i compiti vengono somministrati allo stesso partecipante, il disegno sperimentale permette di verificare se le alterazioni legate alle ACE siano generali per dominio — una ricalibrazione globale dell'apprendimento associativo, come proposto da Hanson et al.⁸ e previsto da un modello neurocomputazionale di vulnerabilità latente⁶ — oppure specifiche per valenza, limitate cioè alla minaccia. Uno studio basato su un singolo compito non può, per costruzione, discriminare tra queste ipotesi contrastanti.

La batteria è stata progettata per testare un insieme di previsioni esplicite e direzionali, che il campione attuale non ha la potenza statistica per valutare e che vengono qui indicate come obiettivi per studi adeguatamente potenziati. In linea con il modello di apprendimento attenuato descritto da Ruge et al.¹, si prevede che un carico maggiore di ACE sia associato a: (i) una ridotta discriminazione tra CS+ e CS− nell'Esperimento 1, determinata da una risposta attenuata al CS+ e che dovrebbe risultare più marcata nel canale autonomo (SCR) rispetto all'aspettativa dichiarativa, che potrebbe rimanere intatta; (ii) una maggiore risposta di evitamento e un maggiore sollievo soggettivo in risposta al CS+ evitabile, in accordo con l'evitamento rinforzato dal sollievo¹³; (iii) un'estinzione più lenta e un ritorno più rapido e intenso della paura durante la riacquisizione nell'Esperimento 2, un effetto che si prevede venga amplificato dagli stimoli sociali (facciali), dotati di rilevanza ecologica per le avversità interpersonali¹¹; e (iv) una minore accuratezza nelle scelte, un tasso di apprendimento più basso (alpha) e una maggiore variabilità delle scelte (beta più basso) nell'Esperimento 3⁸. In modo cruciale, i tre compiti forniscono insieme informazioni su una quinta previsione discriminante: se l'alterazione legata all'ACE è generalizzata a diversi domini, l'attenuazione dovrebbe manifestarsi in tutti e tre i compiti; se invece è specifica per la valenza emotiva, dovrebbe essere limitata ai due paradigmi di minaccia e assente nell'apprendimento probabilistico della ricompensa. Poiché i canali di risposta vengono registrati contemporaneamente, è possibile verificare un'ulteriore previsione: che gli effetti dell'ACE siano dipendenti dal canale piuttosto che uniformi, in modo tale che conclusioni tratte da un singolo canale non possano essere generalizzate agli altri.

L'esperimento 1 adatta il paradigma di condizionamento pavesiano-operante del timore con evitamento e valutazioni di sollievo trial-by-trial sviluppato da San Martín et al.¹³, in cui due stimoli condizionati positivi (CS+, uno evitabile e uno inevitabile) e uno stimolo condizionato negativo (CS−) vengono utilizzati per dissociare la discriminazione pavesiana dal controllo strumentale sull'esito avversivo. Nel paradigma originale, le valutazioni dell'aspettativa dello stimolo incondizionato (US) durante la fase di acquisizione pavesiana venivano misurate retrospettivamente alla fine della fase da parte dell'esperimentatore, piuttosto che trial-by-trial. Nella presente adattazione, le valutazioni soggettive di aspettativa, minaccia e sollievo sono state raccolte in modo contemporaneo durante tutta la procedura, fase per fase, mediante scale analogiche visive, consentendo un monitoraggio continuo della dinamica di apprendimento attraverso le diverse fasi.

L'esperimento 2 adatta il protocollo di acquisizione–estinzione del timore con stimoli sociali (facciali) di Dibbets e Evers⁹, estendendolo con un breve test di ri-acquisizione per valutare la rapida riemergenza della risposta condizionata (effetto di risparmio).

L'esperimento 3 adatta il compito di apprendimento probabilistico della ricompensa introdotto da Hanson et al.⁸ per lo studio delle differenze nell'apprendimento correlate all'avversità precoce, con due condizioni di ricompensa (80/20 e 70/30) che permettono la stima dei parametri di apprendimento per rinforzo specifici per ciascun partecipante (Q-learning Alpha e Beta). Integrando questi tre paradigmi all'interno di una singola sessione di laboratorio, il presente protocollo consente un confronto diretto intra-partecipante dei processi di apprendimento legati alla minaccia e alla ricompensa, che solitamente vengono studiati in isolamento. Oltre all'accuratezza per prova e ai parametri del Q-learning, la pipeline di analisi produce anche le pendenze individuali delle traiettorie di apprendimento ottenute da un modello lineare misto, disponibili per l'uso in campioni più ampi.

È necessario distinguere due obiettivi distinti, poiché non sono equivalenti. Il primo consiste nel dimostrare che una batteria di questo tipo può essere eseguita come una singola sessione integrata della durata di 60 minuti e che ciascuno dei suoi componenti produce l'effetto canonico per cui è stato progettato; la riproduzione di effetti canonici costituisce una prova sufficiente per questo primo obiettivo. Il secondo obiettivo è dimostrare che gli indici risultanti sono sensibili e specifici rispetto alle conseguenze delle avversità in età infantile; la riproduzione di effetti canonici non è una prova sufficiente a tal fine, e il campione attuale non è dimensionato per fornirla. L'obiettivo primario di questo rapporto è quindi la fattibilità tecnica e metodologica della batteria integrata: stabilire se l'acquisizione del timore, l'evitamento strumentale con sollievo, l'estinzione e la ricomparsa della paura con stimoli sociali, e l'apprendimento probabilistico della ricompensa possano essere acquisiti contemporaneamente attraverso canali autonomi, comportamentali e auto-riferiti all'interno di una singola sessione, e se la procedura produca indici stabili e riutilizzabili per ciascun partecipante (contrasti differenziali di SCR, contrasto operante del sollievo, parametri alfa e beta del Q-learning e pendenze individuali delle traiettorie di apprendimento). La valutazione delle alterazioni legate all'ACE nell'apprendimento costituisce un obiettivo secondario, esplorativo ed esemplificativo: le analisi sulle differenze individuali qui riportate hanno lo scopo di dimostrare la capacità di misurazione del protocollo e di rendere disponibili i suoi indici proposti per lavori futuri, senza mirare specificamente a testare i percorsi tra trauma e apprendimento. Il protocollo fornisce quindi indici proposti; se questi possiedano la sensibilità e la specificità necessarie per caratterizzare le conseguenze neurocognitive delle avversità in età infantile dovrà essere stabilito in campioni più ampi, idealmente arricchiti con gruppi estremi e preregistrati^1,14.

Protocollo

Il presente protocollo descrive le procedure e gli strumenti utilizzati per misurare la risposta elettrodermica cutanea (SCR) in partecipanti sani di età pari o superiore a 18 anni, nel rispetto dei requisiti del comitato etico. Prima di partecipare allo studio, tutti i partecipanti hanno firmato un modulo di consenso informato che includeva anche la possibilità di essere contattati nuovamente dopo sei mesi per una valutazione di follow-up. Tutte le procedure descritte in questo documento sono state approvate dal Comitato Etico Scientifico dell'Universidad de los Andes (ID: CEC2025023).

NOTA: Questo protocollo fornisce una descrizione dettagliata dell'intero flusso di lavoro sperimentale (Figura 1), inclusa la pianificazione dei partecipanti, la preparazione del laboratorio, l'acquisizione dei segnali fisiologici, l'organizzazione dei dati e la gestione dei dati successiva all'esperimento. Inoltre, illustra la procedura di formazione del personale attuata per garantire che le registrazioni di SCR vengano raccolte in modo coerente, standardizzato e affidabile in tutte le sessioni sperimentali.

Figura 1: Schematizzazione generale del disegno dello studio. Ogni partecipante ha completato una singola sessione di laboratorio comprendente tre paradigmi comportamentali sequenziali: condizionamento pavesiano-operante del timore con evitamento (Esperimento 1), acquisizione–estinzione–riacquisizione del timore con stimoli sociali (Esperimento 2) e apprendimento probabilistico della ricompensa (Esperimento 3). Sono stati inoltre raccolti dati auto-riferiti relativi ad avversità infantili (CTQ-SF), esperienze infantili positive (BCE) e sintomi attuali (PHQ-9, GAD-7, STAI). Sono stati registrati contemporaneamente dati multicanale — risposta elettrodermica, comportamento (evitamento, scelte probabilistiche) e valutazioni soggettive (aspettativa, minaccia, sollievo). Gli indici calcolati per ogni partecipante sono stati inseriti in analisi delle differenze individuali (vedi File Supplementare 2). Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

1. Formazione del personale

1. Formare ogni membro del team in tre fasi progressive per garantire una misurazione dei dati standardizzata e accurata.
   1. Eseguire prove interne in cui ciascun membro del personale preleva campioni ed esegue tutti e tre gli esperimenti secondo i rispettivi protocolli, in modo che il tirocinante acquisisca familiarità con l'attrezzatura e con la gestione dei partecipanti.
   2. Successivamente, far prelevare a ciascun tirocinante campioni da partecipanti reali sotto la supervisione di almeno uno dei ricercatori principali, al fine di verificarne la capacità di eseguire il protocollo e correggere eventuali errori.
   3. Autorizzare l'assistente a prelevare campioni in modo autonomo e a programmare nuovi partecipanti solo dopo che l'intero protocollo sia stato applicato correttamente sotto supervisione.

2. Pianificazione

1. Reclutare e programmare i partecipanti attraverso i social media, fornendo gli obiettivi generali della ricerca e i criteri di partecipazione.
   1. Creare un manifesto digitale e diffonderlo attraverso i canali di reclutamento per raggiungere il maggior numero possibile di potenziali partecipanti.
   2. Indicare ai candidati interessati di contattare il team di ricerca tramite posta elettronica e concordare una sessione in un giorno comodo per il partecipante.
   3. Inviare al partecipante un link al questionario online, intitolato "Le Tracce Invisibili: Il Ruolo dell'Apprendimento Associativo nella Relazione tra Esperienze Avverse nell'Infanzia e Salute Mentale nell'Età Adulta."
   4. Iniziare il questionario con un modulo di consenso informato, richiedendo al partecipante di leggerlo e accettarlo prima che vengano presentati ulteriori elementi.
   5. Includere nel questionario una sezione socio-demografica e le seguenti scale psicometriche validate: Patient Health Questionnaire-9 (PHQ-9)¹⁵, Generalized Anxiety Disorder Screener (GAD-7)¹⁶, State-Trait Anxiety Inventory (STAI)¹⁷, Childhood Trauma Questionnaire—Short Form (CTQ-SF)¹⁸ e Benevolent Childhood Experiences (BCEs)¹⁰.

3. Preparazioni

1. Assicurarsi che almeno un membro del personale sia presente in laboratorio prima dell'arrivo del partecipante. Preparare l'ambiente sperimentale, verificare il corretto funzionamento delle apparecchiature e confermare che tutti i requisiti del protocollo siano soddisfatti prima dell'inizio della sessione:
   1. Accendere il computer del laboratorio e verificare che il sistema operativo, il software sperimentale e tutte le periferiche funzionino correttamente.
   2. Confermare che i file sperimentali e il sistema di acquisizione dati siano pronti per l'uso.
   3. Aprire e rivedere il file di esecuzione giornaliero prima che il partecipante entri in laboratorio.
   4. Identificare il codice di identificazione (ID) corrispondente assegnato al partecipante in arrivo.
   5. Verificare l'ordine di esecuzione delle condizioni sperimentali in base al controbilanciamento predeterminato.
   6. Assicurarsi che il partecipante sia assegnato all'ordine sperimentale corretto prima di iniziare qualsiasi acquisizione dati.
      NOTA: Il file di esecuzione giornaliero contiene tutte le informazioni necessarie per assegnare l'ID del partecipante e determinare l'ordine di esecuzione dell'esperimento, mantenendo il controbilanciamento richiesto tra tutte le condizioni sperimentali. Ad esempio, a un partecipante potrebbe essere assegnato l'ID "015".
   7. Organizzare l'archiviazione dei dati sul computer del laboratorio secondo la struttura gerarchica standard richiesta dalla pipeline di elaborazione automatizzata: una cartella principale per ogni esperimento, una sottocartella per ogni condizione di controbilanciamento e una cartella per ogni ID del partecipante, oltre a due cartelle globali destinate ai dati elaborati e ai database consolidati (vedere Supplementary File 1).
   8. Creare la cartella del partecipante corrispondente all'ID e alla condizione di controbilanciamento indicati nel file di esecuzione giornaliero prima di iniziare l'acquisizione dati, e seguire le convenzioni di denominazione delle cartelle e dei file specificate in Supplementary File 1 per tutta la durata della sessione, poiché gli script di pre-elaborazione e di gestione del database individuano i file in base al percorso e al nome.
      NOTA: L'albero delle directory, le etichette delle sottocartelle di controbilanciamento, le convenzioni di denominazione dei file e un esempio pratico sono riportati in Supplementary File 1. Deviare da queste convenzioni impedisce alla pipeline automatizzata di localizzare i file del partecipante.
   9. Verificare che il tavolo sperimentale sia completamente privo di oggetti esterni o di disturbo. Consentire sulla scrivania soltanto il sistema di acquisizione dati e le periferiche del computer necessarie per l'esperimento.
   10. Fare entrare il partecipante nella stanza in modo calmo e professionale.
   11. Chiedere al partecipante di lasciare tutti gli effetti personali nell'area designata.
   12. Chiedere al partecipante di impostare il proprio dispositivo mobile in modalità silenziosa per evitare interruzioni o distrazioni durante la sessione sperimentale.
   13. Chiedere al partecipante di rimuovere tutti gli accessori dalla mano non dominante, in particolare anelli, braccialetti o qualsiasi oggetto posizionato sulle dita mediale e anulare, poiché potrebbero interferire con le misurazioni.
   14. Guidare il partecipante ad accomodarsi comodamente sulla sedia posizionata di fronte al computer del laboratorio.
   15. Fornire al partecipante una copia cartacea stampata del modulo di consenso informato.
   16. Concedere al partecipante tempo sufficiente per leggere il documento e porre domande, se necessario.
   17. Confermare che il modulo di consenso informato sia stato firmato correttamente prima di iniziare qualsiasi procedura sperimentale.
       NOTA: La procedura di consenso informato viene ripetuta in formato cartaceo in conformità ai requisiti stabiliti dal comitato etico e al fine di conservare una copia fisica di backup della documentazione del consenso del partecipante.

4. Impostazione sperimentale

NOTA: Il setup sperimentale deve seguire un protocollo rigoroso e standardizzato per garantire che tutte le misurazioni fisiologiche siano acquisite in condizioni controllate identiche tra i partecipanti.

1. Accendere il sistema di acquisizione e verificare che il dispositivo sia correttamente collegato al computer del laboratorio e riconosciuto dal software del sistema di acquisizione (vedere Figura 2A–E).
2. Confermare nuovamente che tutti i moduli e le periferiche necessari funzionino correttamente prima di procedere con la preparazione del partecipante.
3. Prendere due elettrodi per l'attività elettrodermica (EDA) (vedere Figura 2F).
4. Applicare una piccola quantità di gel conduttivo sulla superficie di contatto di ciascun elettrodo (vedere Figura 2G,H).
5. Assicurarsi che il gel conduttivo sia distribuito uniformemente sulla superficie dell'elettrodo per migliorare il contatto elettrico con la pelle del partecipante e ottimizzare la qualità del segnale.
   NOTA: Se non si applica il gel conduttivo agli elettrodi, il segnale registrato potrebbe contenere un rumore eccessivo e la qualità della misurazione della risposta conduttiva cutanea (SCR) potrebbe risultare gravemente compromessa.
6. Posizionare gli elettrodi sulla mano non dominante del partecipante.
7. Applicare un elettrodo sulla prima falange del dito medio (terzo dito) e il secondo elettrodo sulla prima falange dell'anulare (quarto dito) (vedere Figura 2I).
8. Verificare che entrambi gli elettrodi siano saldamente fissati e mantengano un contatto stabile con la pelle senza causare disagio al partecipante.
9. Posizionare il cinturino da polso sul polso del partecipante.
10. Lasciare gli elettrodi EDA scollegati dal cinturino da polso durante la fase di calibrazione (vedere Figura 2J).
11. Accendere il cinturino da polso per stabilire la comunicazione wireless con il sistema di acquisizione fisiologica.
12. Confermare che il dispositivo sia stato rilevato correttamente.
    NOTA: È necessario prestare particolare attenzione al cinturino da polso per tutta la durata della sessione sperimentale. Il personale deve verificare continuamente che il dispositivo rimanga acceso e connesso prima di avviare l'esperimento, poiché eventuali interruzioni della comunicazione potrebbero compromettere la registrazione fisiologica.
13. Avviare il processo di acquisizione nel software di acquisizione.
14. Attendere la comparsa automatica della finestra di calibrazione sullo schermo all'inizio dell'acquisizione.
15. Eseguire la procedura di calibrazione mantenendo gli elettrodi scollegati dal cinturino da polso.
16. Seguire le istruzioni di calibrazione fornite dal software fino al completamento della procedura.
17. Al termine della calibrazione, collegare gli elettrodi EDA al cinturino da polso (vedere Figura 2K).
18. Verificare tramite il software che il segnale della risposta conduttiva cutanea (SCR) venga acquisito correttamente.
19. Chiedere al partecipante di mantenere la mano non dominante completamente ferma per tutta la durata dell'esperimento.
20. Spiegare che movimenti non necessari, contrazioni delle dita o cambiamenti di postura potrebbero introdurre rumore nel segnale SCR.
21. Chiedere al partecipante di mantenere una postura comoda e rilassata durante la sessione.
22. Fornire al partecipante delle cuffie prima di iniziare la procedura sperimentale.
23. Verificare che le cuffie funzionino correttamente e che il partecipante percepisca chiaramente gli stimoli uditivi presentati durante l'esperimento.
24. Avviare la procedura sperimentale in PsychoPy¹⁹.
25. Quando si apre l'interfaccia di PsychoPy, inserire il nome del partecipante nella finestra aggiuntiva che lo richiede.
26. Inserire l'ID assegnato al partecipante esattamente come specificato nel file di esecuzione giornaliero prima di avviare l'esperimento.
    NOTA: Seguendo l'esempio precedente, l'ID del partecipante inserito in PsychoPy dovrebbe essere "015".

Figura 2: Sistema di acquisizione, materiali e posizionamento degli elettrodi per la registrazione della conduttanza cutanea. (A) Unità principale Biopac MP200. (B) Modulo di acquisizione del segnale fisiologico (PPG/EDA). (C) Modulo connettore per i sensori. (D) Modulo di ingresso analogico. (E) Modulo TTL per la comunicazione tra PsychoPy e AcqKnowledge. (F) Elettrodi monouso (EL507A). (G) Gel isotonico (GEL101A) per migliorare il contatto con la pelle. (H) Applicazione del gel sull'elettrodo. (I) Posizionamento degli elettrodi sulla prima falange del terzo e quarto dito della mano non dominante. (J) Posizionamento del cinturino da polso sulla mano non dominante per la misurazione della risposta cutanea (SCR). (K) Elettrodi collegati dopo il processo di calibrazione. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

5. Inizio dell'esperimento

1. Prima di iniziare la procedura sperimentale, spiegare al partecipante in modo dettagliato come rispondere alle domande presentate durante l'esperimento.
2. Assicurarsi che il partecipante comprenda chiaramente: (i) il metodo di risposta da utilizzare durante la procedura, (ii) il significato delle istruzioni visualizzate sullo schermo e (iii) l'importanza di rimanere attento e di ridurre al minimo i movimenti non necessari per tutta la durata dell'esperimento.
3. Rispondere a eventuali domande rimanenti del partecipante prima di iniziare la sessione di registrazione.
4. Eseguire una verifica finale dell'intero apparato sperimentale per accertarsi che tutti i sistemi funzionino correttamente secondo il protocollo stabilito, inclusi: la comunicazione con il sistema di acquisizione fisiologica, il collegamento del braccialetto per il polso, la qualità del segnale di risposta cutanea (SCR), l'esecuzione di PsychoPy, la presentazione audio attraverso le cuffie e la corretta registrazione dell'ID del partecipante.
5. Una volta verificati tutti i sistemi e ottenuta la conferma del partecipante riguardo alla propria disponibilità a iniziare, avviare la procedura sperimentale.
6. Uscire dalla stanza sperimentale non appena inizia la procedura, al fine di ridurre al minimo influenze esterne e distrazioni durante l'acquisizione dei dati.
7. Rimanere nelle vicinanze ed essere disponibili nel caso siano necessari supporto tecnico o assistenza al partecipante, e attendere fino al completamento della sessione da parte del partecipante.

6. Tra un esperimento e l'altro

1. Rientrare nella stanza sperimentale una volta che il partecipante ha terminato il compito e interrompere la registrazione fisiologica nel software di acquisizione.
2. Salvare la registrazione fisiologica nella cartella del partecipante come file di acquisizione, quindi esportare la stessa registrazione in formato MATLAB con gli eventi, in modo che il file esportato contenga i marcatori dello stimolo generati da PsychoPy tramite il modulo TTL; questa esportazione produce inoltre un file di marcatori separato.
   NOTA: Le informazioni sugli eventi e sui marcatori sono necessarie per la pipeline di pre-elaborazione (Sezione 8) per suddividere il segnale per prova e per tipo di stimolo.
3. Salvare il foglio elettronico di output di PsychoPy generato al termine del compito nella stessa cartella del partecipante. Utilizzare la convenzione standardizzata per la denominazione dei file descritta in File Supplementare 1 per tutti e quattro i file.
   NOTA: Al termine di ogni esperimento, la cartella del partecipante deve contenere il file di acquisizione, il file MATLAB esportato, il file dei marcatori e il foglio elettronico di PsychoPy. Nomi esatti, percorsi ed un esempio pratico sono forniti in File Supplementare 1.
4. Staccare con attenzione gli elettrodi EDA dal partecipante, assicurandosi che durante la rimozione non si verifichino movimenti eccessivi o disagio.
5. Aprire il successivo compito sperimentale di PsychoPy e riavviare il software di acquisizione in preparazione per l'esperimento successivo.
6. Ripetere l'intera procedura di preparazione e acquisizione a partire dal passaggio 4.1.
   NOTA: La sessione sperimentale completa è costituita da tre esperimenti indipendenti. Pertanto, una volta terminato il secondo esperimento, la stessa procedura sopra descritta deve essere ripetuta per il terzo esperimento.
7. Al termine dell'intera sessione sperimentale, verificare che il partecipante abbia tre sottocartelle, una per ogni compito sperimentale, ciascuna contenente tutti i file precedentemente menzionati.
   NOTA: La durata approssimativa di ciascun compito sperimentale è stata stimata in precedenza al fine di consentire ai membri del personale di monitorare il partecipante e verificare il corretto funzionamento del sistema di acquisizione durante la sessione. La durata stimata di ciascun esperimento è la seguente:
   Experiment_1: circa 24 min.
   Experiment_2: circa 17 min.
   Experiment_3: circa 8 min.
   Considerando la preparazione, la calibrazione, i periodi di transizione tra gli esperimenti e la procedura di conclusione, l'intera sessione sperimentale ha una durata approssimativa di 60 min.

7. Fine degli esperimenti

1. Chiudere la sessione di registrazione fisiologica una volta completati tutti e tre i compiti sperimentali.
2. Interrompere il processo di acquisizione nel software di acquisizione, se non è già stato fermato.
3. Scollegare gli elettrodi EDA dal cinturino da polso e rimuovere il cinturino dal polso del partecipante.
4. Permettere al partecipante di rimuovere personalmente gli elettrodi EDA per minimizzare il disagio e garantire una rimozione sicura dalla pelle.
5. Verificare che tutti i file sperimentali e le registrazioni fisiologiche siano stati correttamente salvati prima di concludere la sessione.
6. Ringraziare il partecipante per la collaborazione e offrire uno spuntino leggero come segno di apprezzamento al termine della procedura sperimentale.
   NOTA: Se si verificano problemi durante la registrazione fisiologica a causa di inconvenienti tecnici, inclusi ma non limitati a: perdita di comunicazione tra il cinturino da polso e il modulo del sistema di acquisizione fisiologica, spegnimento imprevisto del cinturino da polso, elettrodi allentati o parzialmente staccati, o interruzioni temporanee del segnale o rumore eccessivo causato da problemi di connessione, l'esperimento deve proseguire come previsto e il partecipante non deve ripetere la sessione sperimentale.

8. Pre-elaborazione dei dati

NOTA: una volta completata la sessione sperimentale e archiviate correttamente tutte le registrazioni fisiologiche, i dati SCR devono essere sottoposti a una procedura standardizzata di pre-elaborazione prima dell'analisi.

1. Eseguire lo script MATLAB Ledalab_Format per riorganizzare la struttura dei dati della registrazione fisiologica esportata dal software di acquisizione, in modo che sia compatibile con Ledalab, una toolbox basata su MATLAB progettata per l'analisi dei segnali EDA.
   NOTA: Nel codice Ledalab_Format.mat, definire il percorso del file {Identification_Code}.mat come variabile di input. Questo consente di convertire il file della registrazione fisiologica esportata in un formato che può essere correttamente letto ed elaborato da Ledalab. Una volta completata la conversione, generare e salvare un nuovo file MATLAB all'interno della cartella corrispondente al partecipante utilizzando la seguente convenzione di denominazione: Ledalab_{Identification_Code}.mat. Seguendo l'esempio precedente, se i dati dell'Esperimento_1 vengono convertiti per il partecipante "015", il file risultante dovrà chiamarsi: Ledalab_015.mat.
2. Aprire Ledalab, nella barra del menu in alto a sinistra, selezionare File > Importa dati > File Matlab (*.mat). Successivamente, caricare il file di dati appena generato corrispondente alla condizione sperimentale del partecipante.
3. Inserire i parametri di campionamento nella finestra di configurazione che Ledalab visualizza una volta caricato il file.
4. La frequenza di acquisizione originale del segnale SCR è di 2000 Hz. Per ridurre il carico computazionale, sottocampionare il segnale a 10 Hz utilizzando i seguenti parametri: frequenza di campionamento target: 10 Hz, fattore di sottocampionamento: 200, metodo di risampling: Steps.
5. Dopo aver completato la procedura di sottocampionamento, eseguire un'analisi di decomposizione continua (CDA)²⁰ all'interno di Ledalab per scomporre il segnale EDA nelle sue componenti tonica e fasica.
6. Nella barra del menu, selezionare Analisi > Analisi di Decomposizione Continua (Estrazione dell'Attività Fasica/Tonica Continua).
7. Attendere che la finestra di configurazione appaia sullo schermo.
8. In questa finestra, selezionare l'opzione Ottimizza per regolare automaticamente i parametri di analisi.
9. Una volta completato il processo di ottimizzazione, fare clic su Applica per avviare l'analisi CDA.
10. Una volta completata l'analisi CDA, selezionare Risultati > Analisi relazionata agli eventi, e una finestra di configurazione apparirà sullo schermo.
11. Impostare la soglia minima di ampiezza al valore predefinito di Ledalab di 0,01 µS e lasciare deselezionata l'opzione scala-z. I marcatori di evento esportati dal software di acquisizione contrassegnano separatamente l'inizio dello stimolo condizionato e l'inizio dello stimolo incondizionato, quindi l'analisi relazionata agli eventi restituisce una risposta per ciascuno. Impostare la finestra di risposta come segue:
    1. Per l'Esperimento 1, utilizzare da 0 s a 9 s dopo il marcatore di evento.
    2. Per l'Esperimento 2, utilizzare da 0 s a 6 s dopo il marcatore di evento.
12. Esportare il risultato come file foglio elettronico. Ledalab genera un foglio elettronico contenente le informazioni fisiologiche e relative agli eventi rilevanti estratte dal segnale SCR.
    NOTA: La finestra di risposta corrisponde alla durata completa dello stimolo condizionato in ciascun compito (Tabella Supplementare 1: 9 s nell'Esperimento 1 e 6 s nell'Esperimento 2), in modo che la risposta evocata dal CS copra l'intero intervallo CS-US e non sia contaminata dalla risposta incondizionata, che viene valutata separatamente sul proprio marcatore di evento. Le risposte al di sotto della soglia di 0,01 µS vengono registrate come zero da Ledalab e mantenute nell'analisi come zeri; non eliminarle, poiché la loro rimozione aumenterebbe artificialmente la risposta media dei partecipanti con bassa reattività.
13. Ripetere l'intera procedura di pre-elaborazione, sottocampionamento e CDA per l'Esperimento 2 (vedere la NOTA seguente per l'Esperimento 3, che segue una procedura diversa e non richiede l'output della CDA).
    ​NOTA: Al termine della fase di pre-elaborazione, ogni cartella sperimentale deve contenere un ulteriore file foglio elettronico corrispondente ai risultati dell'analisi CDA generati da Ledalab. Questo file dovrà successivamente essere convertito in formato .xlsx per archiviazione, organizzazione e ulteriori analisi. L'Esperimento 3 segue una procedura di pre-elaborazione diversa. Per questo esperimento, deve essere utilizzato soltanto lo script MATLAB, che non richiede l'output della CDA, ma solo i valori alpha e beta. Quando lo script viene eseguito per "Experiment_3", estrae automaticamente i valori alpha e beta, li unisce alle informazioni comportamentali e salva il foglio elettronico risultante in Global_Data/Exp_3.
14. Eseguire il controllo di qualità del segnale, identificare i non rispondenti e gestire gli artefatti.
    1. Prima di qualsiasi analisi statistica, visualizzare l'intero tracciato di conduttanza cutanea sottocampionato di ciascun partecipante in Ledalab ed esaminarlo visivamente dal primo all'ultimo marcatore di evento. Eseguire questo controllo per ogni partecipante e per ogni compito separatamente, poiché la qualità del segnale è specifica per canale e per compito.
    2. Scartare l'intero tracciato e trattare il canale SCR di quel compito come mancante per quel partecipante se si osserva una delle seguenti condizioni: (i) un segnale piatto o assente durante il compito, indicante perdita di comunicazione wireless con il cinturino, cinturino spento o elettrodo staccato; (ii) un livello tonico di conduttanza cutanea inferiore a 0,05 µS mantenuto per tutto il compito, indicante un contatto inadeguato tra elettrodo e pelle piuttosto che una bassa eccitazione; (iii) deriva ininterpretabile o un improvviso e sostenuto aumento di ampiezza non sincronizzato con alcun evento; oppure (iv) saturazione del range dell'amplificatore.
       ​NOTA: Non ripetere la sessione e non escludere il partecipante dagli altri compiti o dai canali comportamentali e di autovalutazione.
    3. Definire un partecipante come non rispondente per un determinato compito se nessuna risposta fasica raggiunge o supera la soglia di 0,01 µS in alcun evento di quel compito, inclusi gli eventi dello stimolo incondizionato nei trial rinforzati — ovvero, se il partecipante non produce alcuna risposta elettrodermica misurabile nemmeno all'esito avversivo stesso.
       1. Escludere un non rispondente da tutti i canali di quel compito — conduttanza cutanea, comportamento e valutazioni soggettive — poiché l'assenza di qualsiasi risposta elettrodermica anche allo stimolo incondizionato indica che il sistema elettrodermico non era misurabile in quella sessione e pone dubbi sul fatto che il partecipante abbia effettivamente interagito con la contingenza.
       2. Mantenere quel partecipante nei due compiti rimanenti. Distinguere questo caso dalla perdita tecnica del segnale (elettrodo staccato o cinturino con comunicazione wireless persa), in cui il partecipante ha risposto ma il segnale non è stato registrato: in tal caso, trattare il canale SCR di quel compito come mancante e mantenere i dati comportamentali e soggettivi di quel compito, che non sono influenzati dalla qualità del segnale elettrodermico.
       3. Segnalare separatamente per ogni compito il tasso di non rispondenti e il tasso di perdita tecnica.
    4. Identificare gli artefatti da movimento sul tracciato come: (i) transitori di aumento brusco non sincronizzati con alcun marcatore di evento, oppure (ii) offset a gradino nel livello tonico prodotti da contrazione delle dita, cambio di postura o sfregamento degli elettrodi contro la sedia o la scrivania.
    5. Contrassegnare ogni prova contenente un tale artefatto all'interno della sua finestra di valutazione ed escluderla a livello di prova; non escludere il partecipante.
    6. Escludere un partecipante da tutti i canali di un compito, e non solo dall'analisi SCR, se più del 25% delle prove di quel compito viene contrassegnato come contaminato da artefatti: le prove rimanenti non supportano più una stima stabile per partecipante, e le condizioni di registrazione di quella sessione non sono adeguate per alcun canale. Mantenere quel partecipante nei due compiti rimanenti.
    7. Trasformare le ampiezze a livello di prova con log(SCR + 1) prima della media, al fine di normalizzare la distribuzione positivamente asimmetrica delle ampiezze elettrodermiche; impostare a zero eventuali valori CDA negativi, una rara conseguenza della deriva della baseline, prima della trasformazione.
    8. Raggruppare le prove trasformate per ottenere un valore per partecipante, per fase e per stimolo.
    9. Indicare l'analitic n separatamente per ogni canale (SCR, comportamento, valutazioni) e per ogni compito, poiché la perdita specifica per canale fa divergere questi valori.
    10. Registrare ogni decisione presa nei passaggi 8.14.1–8.14.9 in un registro di qualità per partecipante contenente: ID del partecipante, compito, condizione di controbilanciamento, tracciato accettato o scartato (con motivazione), intervallo del livello tonico, numero e identità delle prove escluse per artefatti, percentuale di prove escluse per artefatti, stato di non rispondente e contributo finale all'analitic n per ogni canale.
    11. Archiviare il registro di qualità insieme ai database consolidati in modo che la perdita di dati specifica per canale sia verificabile e riproducibile.
        NOTA: Nel campione attuale, nessun partecipante ha soddisfatto il criterio di non rispondente del passaggio 8.14.3, e nessun partecipante ha superato la soglia del 25% di artefatti del passaggio 8.14.6; di conseguenza, nessun partecipante è stato escluso da tutti i canali di un compito. Le divergenze nell'analitic n sono di due tipi indipendenti: perdita tecnica del canale elettrodermico, che lascia intatti i record comportamentali e soggettivi di quel compito, e record comportamentali o di autovalutazione incompleti (un compito non completato o risposte su scala analogica visiva mancanti), che sono indipendenti dalla qualità del segnale elettrodermico. L'analitic n esatto per ogni canale e ogni compito è riportato nel paragrafo del campione analitico dei Risultati Rappresentativi. L'Esperimento 3 non include un canale SCR, quindi il suo n riflette perdite di dati comportamentali piuttosto che elettrodermici. La segnalazione esplicita di questi criteri affronta la mancanza di armonizzazione nell'operazionalizzazione e nella segnalazione degli esiti elettrodermici evidenziata da Ruge et al.¹.

9. Database

1. Eseguire lo script Python Data_Bases.py per unire, per ogni partecipante, le misurazioni fisiologiche ottenute dalle registrazioni SCR con le risposte raccolte durante il compito sperimentale.
   NOTA: Lo script integra le informazioni ottenute dalle registrazioni fisiologiche elaborate tramite Ledalab, gli output dell'analisi CDA e i fogli elettronici delle risposte di PsychoPy generati durante l'esperimento.
2. Dopo aver eseguito correttamente lo script, verificare che venga generato e salvato nella cartella Global_Data un foglio elettronico consolidato contenente sia le informazioni fisiologiche che comportamentali relative a un singolo partecipante.
   NOTA: Seguendo l'esempio precedente, se si seleziona Experiment_1 per l'analisi, lo script Python attraverserà automaticamente le cartelle di tutti i partecipanti associati a quell'esperimento, unirà gli output CDA con i corrispondenti dati comportamentali per ogni partecipante e genererà un file di foglio elettronico individuale per ciascun partecipante all'interno della cartella Global_Data/Exp_1.
3. Dopo aver generato i database individuali per ciascun partecipante, utilizzare lo script Python Completed_Bases_Per_Experiment.py per unire i dati di tutti i partecipanti per ogni compito sperimentale.
   NOTA: Lo script combina le informazioni provenienti da tutte le cartelle dei partecipanti in un database unificato per ciascun esperimento, facilitando le successive analisi statistiche ed elaborazioni dei dati. Se la procedura viene completata con successo, verranno generati tre fogli elettronici finali, ciascuno corrispondente a uno dei tre esperimenti:
   Un foglio elettronico per Experiment_1
   Un foglio elettronico per Experiment_2
   Un foglio elettronico per Experiment_3
4. Salvare i database completi risultanti nella cartella Complete_Data_Bases.

Risultati

Campione analitico

Un totale di 38 adulti sani ha completato l'intera sessione sperimentale e il questionario auto-somministrato (CTQ-SF, BCE, PHQ-9, GAD-7, STAI). Le dimensioni campionarie per ciascuna analisi sono leggermente variate a causa della perdita di dati specifica per canale, e non per ritiro dei partecipanti. Dimensioni campionarie per analisi: Esperimento 1 — ANOVA per SCR e valutazioni (fasi pavloviana e operante), n = 37; ANOVA per la pressione del pulsante operante, n = 38. Esperimento 2 — analisi delle valutazioni (acquisizione, estinzione, ri-acquisizione) e SCR durante l'acquisizione, n = 36; SCR durante l'estinzione e ART-ANOVA SCR Fase × Stimolo, n = 35. Esperimento 3 — tutte le analisi, n = 37. Le correlazioni che coinvolgevano esclusivamente misure auto-riferite (CTQ, BCE, sintomi) sono state calcolate sull'intero campione (N = 38).

Esperimento 1: Condizionamento classico e operante con evitamento

Fase pavloviana: le ANOVA a misure ripetute tra i tre CS (CS+ evitabile, CS+ inevitabile, CS−) hanno confermato una differenziazione condizionata su entrambe le misure esplicite: valutazioni di aspettativa, F(2, 72) = 50,45, p < 0,001, ηp²= 0,584, e valutazioni di minaccia, F(2, 72) = 19,54, p < 0,001, ηp² = 0,352. Entrambi i tipi di CS+ sono stati giudicati più predittivi dell'US (evitabile: M = 72,84; inevitabile: M = 70,97) e più minacciosi (52,45 e 50,75) rispetto al CS− (16,14 e 18,80; tutti i p corretti con Bonferroni < 0,001, d_zs = 0,67–1,49), senza differenze significative tra loro (p = 1,00). La misura autonoma ha mostrato la stessa direzione ma un effetto più debole: la SCR variava tra i diversi stimoli, F(2, 72) = 5,09, p = 0,009, ηp² = 0,124 (Greenhouse-Geisser p = 0,018), determinata principalmente dal CS+ inevitabile (M = 0,014, SD = 0,012) rispetto al CS− (M = 0,010, SD = 0,008), anche se questo confronto a coppie non ha superato la correzione di Bonferroni (p = 0,052, d_z = 0,41). Raggruppando i due CS+ in un singolo indice si è ottenuta una differenziazione significativa tra CS+ e CS− per la SCR, t(36) = 2,29, p = 0,028, d_z = 0,38. Questa dissociazione tra una differenziazione dichiarativa robusta e una differenziazione autonoma più debole e meno precisa è coerente con studi precedenti che indicano come le valutazioni esplicite della minaccia e la conduttanza cutanea riflettano canali di condizionamento parzialmente separati²¹ (Figura 3, Tabella 1).

Figura 3: Fase pavloviana dell'Esperimento 1: risposta di conduttanza cutanea, aspettativa e valutazioni della minaccia. (A) Risposta di conduttanza cutanea trasformata in logaritmo (log[microsiemens + 1]). (B) Valutazione dell'aspettativa su una scala analogica visiva da 0 a 100. (C) Valutazione della minaccia su una scala analogica visiva da 0 a 100. I boxplot mostrano la mediana (linea centrale), l'intervallo interquartile (box), i baffi estesi fino a 1,5 × IQR e i singoli valori anomali. Le parentesi indicano test t per campioni appaiati a coppie confrontate con correzione di Bonferroni significativi (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001); le coppie non significative non sono mostrate. n = 37. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Misura	CS+ evitabile	CS+ inevitabile	CS-
SCR (log[microsiemens + 1])	0.0109 (0.0086)	0.0140 (0.0123)	0.0100 (0.0075)
Aspettativa (VAS 0–100)	72.84 (23.92)	70.97 (26.25)	16.14 (27.94)
Minaccia (VAS 0–100)	52.45 (27.83)	50.75 (31.67)	18.80 (27.32)

Tabella 1: Statistiche descrittive per la fase classica dell'esperimento 1. Le celle mostrano M (DS). SCR = risposta di conduzione cutanea, trasformata in logaritmo come log(SCR + 1) prima dell'analisi; VAS = scala analogica visiva che varia da 0 a 100. n = 37.

Nella fase operante, una volta introdotta la contingenza di evitamento, le tre misure conversero. I partecipanti premettero il pulsante di risposta più spesso durante lo stimolo condizionato positivo (CS+) rispetto allo stimolo condizionato negativo (CS−), F(2, 74) = 9,51, p < 0.001, ηp² = 0,204 (evitabile: M = 8,53; inevitabile: M = 9,04; CS−: M = 7,26; entrambi Bonferroni) ps ≤ 0,027). Le valutazioni di aspettativa, minaccia e sollievo hanno chiaramente distinto i due CS+ in base alla controllabilità: aspettativa, F(2, 72) = 136,34, p < 0.001, ηp² = 0,791 (inevitabile > evitabile d_z = 1,56); minaccia, F(2, 72) = 61,09, p < 0.001, ηp² = 0,629 (inevitabile > evitabile, d_z = 1,02); e sollievo, F(2, 72) = 14,94, p < 0.001, ηp² = 0,293 (evitabile > inevitabile, d_z = 0,86; tutti i p di Bonferroni < 0,001), a indicare che i partecipanti comprendevano che il pulsante riduceva la probabilità di scossa solo per il CS+ evitabile. La conduttanza cutanea non differiva tra i diversi stimoli durante questa fase, F(2, 72) = 0,78, p = 0.462, ηp² = 0,021, suggerendo che l'attivazione attiva della risposta di evitamento abbia attenuato il segnale autonomo differenziale osservato durante la fase pavloviana²²(Figura 4, Tabella 2).

Figura 4: Fase operante dell'Esperimento 1: risposta di conduttanza cutanea, comportamento di evitamento e valutazioni del sollievo. (A) Risposta di conduttanza cutanea trasformata in logaritmo (log[microsiemens + 1]). (B) Numero di pressioni del pulsante (comportamento di evitamento); premere il pulsante annulla lo stimolo incondizionato solo durante il CS+ evitabile, non durante il CS+ inevitabile. (C) Valutazione del sollievo su una scala analogica visiva da 0 a 100. I boxplot mostrano la mediana, l'intervallo interquartile, i baffi estesi fino a 1,5 × IQR e i singoli valori anomali. Le parentesi indicano test t per campioni appaiati a coppie con correzione di Bonferroni significativi (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001); le coppie non significative non sono mostrate. n = 37-38. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Misura	CS+ evitabile	CS+ inevitabile	CS-
SCR (log[microsiemens + 1])	0.0197 (0.0150)	0.0196 (0.0151)	0.0212 (0.0169)
Pressioni del pulsante (conteggio per CS)	8,53 (3,58)	9,04 (4,01)	7,26 (4,27)
Aspettativa (VAS 0–100)	33,78 (26,97)	83,92 (19,80)	7,54 (14,58)
Minaccia (VAS 0–100)	37,12 (25,41)	70,60 (27,33)	11,60 (20,12)
Sollievo (VAS 0–100)	62,98 (26,36)	29,97 (27,93)	58,75 (36,29)

Tabella 2: Statistiche descrittive per la fase operante dell'Esperimento 1. Le celle mostrano M (DS). SCR = risposta di conduzione cutanea, trasformata in logaritmo come log(SCR + 1); VAS = scala analogica visiva che varia da 0 a 100. Le pressioni del pulsante indicano il numero medio per presentazione del CS. La colonna CS− riporta le pressioni del pulsante, l'aspettativa, la minaccia e il sollievo nei trial in cui l'esito avversivo non poteva verificarsi. n = 37 per SCR e per le valutazioni, e n = 38 per le pressioni del pulsante; il valore di n analitico per canale è riportato nel paragrafo sul campione analitico dei risultati rappresentativi.

Esperimento 2: Acquisizione, estinzione e riacquisizione

È stata utilizzata un'ANOVA a misure ripetute 2 (Fase: acquisizione vs. estinzione) × 2 (Stimolo: CS+ vs. CS−) per verificare formalmente l'estinzione; l'interazione Fase × Stimolo rappresenta il test fondamentale di una riduzione selettiva della risposta al CS+. Data la distribuzione non gaussiana della SCR, la sua ANOVA 2 × 2 è stata calcolata mediante la trasformazione dei ranghi allineati²³. Una SCR differenziale era presente durante l'acquisizione (Wilcoxon p = 0,008) e scomparve durante l'estinzione (p = 0,168); l'ART-ANOVA ha indicato una tendenza non significativa verso una diminuzione generale della risposta autonoma tra le fasi (F(1, 34) = 3,24, p = 0,081), ma nessuna interazione Fase × Stimolo (F(1, 34) = 0,87, p = 0,358). Le valutazioni di aspettativa e minaccia, al contrario, hanno mostrato forti interazioni Fase × Stimolo nell'ANOVA parametrica 2 × 2 (aspettativa: F(1, 35) = 67,71, p < 0,001, ηp² = 0,66; minaccia: F(1, 35) = 5,85, p = 0,021, ηp² = 0,14), confermando l'estinzione selettiva a livello dichiarativo. Nella fase di riacquisizione, per design sperimentale, venne presentato solo il CS+ a livello autonomo; le valutazioni soggettive relative al CS+ mostrarono un significativo rimbalzo, con l'aspettativa che aumentava da M = 25,90 nell'estinzione a M = 55,94 nella riacquisizione (t(35) = 7,95, p < 0,001, d_z = 1,32) e la minaccia che aumentava da M = 31,26 a M = 42,04 (t(35) = 3,61, p < 0,001, d_z = 0,60), mentre la risposta autonoma non mostrò alcun recupero, con la SCR al CS+ pari a M = 0,012 nell'estinzione e M = 0,010 nella riacquisizione (p = 0,568). Questo pattern, caratterizzato da un'estinzione autonoma senza recupero successivo, insieme a una conoscenza dichiarativa persistente e rapidamente riattivata, illustra il valore del protocollo multilivello²¹ (Figura 5, Tabella 3).

Figura 5: Esperimento 2: misure dipendenti nelle tre fasi. (A) Risposta conduttiva cutanea trasformata in logaritmo (log[microsiemens + 1]). (B) Valutazione dell'aspettativa (scala analogica visiva 0–100). (C) Valutazione della minaccia (scala analogica visiva 0–100). Le fasi di acquisizione ed estinzione includevano prove sia con CS+ che con CS-; la fase di riacquisizione, secondo il disegno sperimentale, presentava solo il CS+ a livello autonomo per verificare la rapida riemergenza della risposta condizionata (effetto di risparmio). Le valutazioni soggettive sono state raccolte per entrambi gli stimoli in ogni fase. I boxplot mostrano la mediana, l'intervallo interquartile, i baffi estesi fino a 1,5 × IQR e i singoli valori anomali. Le parentesi nel pannello A indicano i test dei ranghi con segno di Wilcoxon tra CS+ e CS- per ogni fase; le parentesi nei pannelli B e C indicano test t per campioni appaiati tra CS+ e CS- per ogni fase (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001); le coppie non significative non sono mostrate. La fase di riacquisizione non presenta la parentesi per la SCR poiché, secondo il disegno sperimentale, solo il CS+ è stato presentato a livello autonomo. Sebbene la differenza mediana tra CS+ e CS- appaia simile tra acquisizione ed estinzione nel pannello A, la proporzione di partecipanti che mostrava CS+ > CS- era diversa (72% nell'acquisizione rispetto al 60% nell'estinzione), differenza che il test di Wilcoxon rileva come variazione nella coerenza intra-soggetto. n = 35–36. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Misura	Acquisizione CS+	Acquisizione CS-	Estinzione CS+	Estinzione CS-	Riacquisizione CS+	Riacquisizione CS-
SCR (log[microsiemens + 1])	0.0121 (0.0124)	0.0109 (0.0125)	0.0113 (0.0126)	0.0098 (0.0102)	0.0103 (0.0126)	- (per design)
Minaccia (VAS 0-100)	47,64 (27,47)	16,83 (20,71)	31,26 (26,32)	12,99 (17,62)	42,04 (26,71)	12,17 (18,90)
Aspettativa (VAS 0-100)	73,34 (21,31)	11,42 (18,21)	25,90 (24,07)	7,18 (11,65)	55,94 (23,04)	6,53 (10,38)

Tabella 3: Statistiche descrittive per l'esperimento 2 (acquisizione, estinzione, riacquisizione). Le celle mostrano M (DS). SCR = risposta di conduzione cutanea, trasformata in logaritmo come log(SCR + 1); VAS = scala analogica visiva che va da 0 a 100. Nella fase di riacquisizione, per design sperimentale, veniva presentato solo il CS+ a livello autonomo, al fine di verificare la rapida ricomparsa della risposta condizionata dopo l'estinzione (effetto di risparmio); la cella relativa al CS− per l'SCR è quindi lasciata vuota e non rappresenta un dato mancante. Le valutazioni soggettive sono state raccolte sia per il CS+ che per il CS− in tutte e tre le fasi. n = 36 per le valutazioni e per l'SCR di acquisizione; n = 35 per l'SCR di estinzione.

Esperimento 3: Apprendimento della ricompensa probabilistica

I partecipanti hanno appreso in modo affidabile le contingenze probabilistiche. La proporzione media di scelte ad alta probabilità è stata M = 0,734 (SD = 0,119), significativamente superiore al livello del caso, t(36) = 11,97, p < 0,001, d = 1,97. La coppia 80/20 è stata appresa con maggiore accuratezza rispetto alla coppia 70/30, F(1,36) = 29,56, p < 0,001. I parametri di apprendimento per rinforzo, stimati per ogni partecipante, hanno prodotto tassi di apprendimento Q di entità moderata (Alpha: M = 0,42, SD = 0,23) e temperature inverse compatibili con un'esploitation moderata (Beta: M = 4,68, SD = 2,33).

Sensibilità alle differenze individuali nell'esperienza infantile

Le analisi riportate in questo sottoparagrafo illustrano la capacità di misurazione del protocollo e non costituiscono test confermativi. Lo studio era dimensionato per rilevare effetti all'interno dello stesso soggetto — ovvero gli effetti paradigmatici canonici riportati in precedenza — e non interazioni tra soggetti; con N = 38, i modelli basati sulle differenze individuali sono esplorativi e vengono presentati unicamente per mostrare che gli indici derivati dalla batteria presentano una varianza interpretabile tra partecipanti. Quattro modelli di moderazione tra CTQ e indice di apprendimento hanno soddisfatto un criterio predeterminato di significatività doppia (una correlazione bivariata significativa tra il sottoscala CTQ e il punteggio sintomatologico, insieme a un termine di interazione significativo). Questi quattro modelli, il diagramma concettuale del modello di moderazione²⁴ e il grafico dell'interazione in evidenza sono riportati integralmente nel Supplementary File 2 (inclusi Supplementary Figure 1 e Supplementary Figure 2), fornito insieme a questo articolo e depositato, unitamente al codice di analisi, nel repository pubblico (https://doi.org/10.5281/zenodo.21365750). Tali risultati devono essere interpretati come una dimostrazione del fatto che gli indici derivati dal protocollo sono sensibili alle differenze individuali, e non come prova di un particolare profilo neurocognitivo specifico dell'avversità infantile; la definizione di tali profili richiede un disegno sperimentale confermativo su un campione notevolmente più ampio.

Le esperienze infantili positive (BCE) e le sottoscale del CTQ erano fortemente e inversamente correlate, con i coefficienti negativi più elevati tra CTQ-EN (trascuratezza emotiva) e BCE-CPF/DPF, rs = -0.68 e -0.67, entrambi ps < 0,001, N = 38. Inoltre, i punteggi BCE erano associati a una maggiore accuratezza nell'apprendimento per rinforzo e a un minore evitamento contingente, un profilo coerente con una firma comportamentale meno difensiva e più esplorativa. Queste associazioni bivariate sono descrittive: documentano che la batteria produce indici con varianza sufficiente tra i partecipanti da covariare con misure dell'esperienza precoce, ma non testano alcun percorso mediativo o causale. La matrice bivariata completa si trova nella Tabella Supplementare 2 e il testo associato nel File Supplementare 3.

Conclusioni dei risultati rappresentativi

Nei tre esperimenti, il protocollo ha prodotto gli effetti canonici previsti per ciascun paradigma: discriminazione pavloviana (robusta a livello dichiarativo e più debole, meno precisa a livello autonomo), evitamento operante con chiare valutazioni di aspettativa, minaccia e sollievo dipendenti dal controllo, estinzione selettiva della risposta dichiarativa insieme a una riduzione non selettiva della risposta autonoma e apprendimento di ricompensa probabilistica superiore al caso. Piuttosto che una convergenza uniforme, la progettazione multicanale ha prodotto una combinazione di convergenza (ad esempio, differenziazione operante sia nei clic dei pulsanti sia nelle valutazioni) e dissociazioni teoricamente informative tra misure fisiologiche, comportamentali e soggettive (ad esempio, risposta conduttiva cutanea pavloviana più debole rispetto alla differenziazione dichiarativa; la risposta autonoma che non riprende durante il riacquisto nonostante un forte recupero a livello dichiarativo), in linea con l'ipotesi che la valutazione esplicita della minaccia e la conduttanza cutanea rappresentino canali di condizionamento parzialmente separabili²¹.

È importante delimitare con precisione ciò che questi risultati dimostrano e ciò che non dimostrano. Quello che è stato dimostrato è che la batteria è tecnicamente fattibile all'interno di una singola sessione della durata di 60 minuti, che ogni paradigma produce l'effetto canonico previsto nella direzione e con l'entità attese, e che la procedura genera un insieme di indici interpretabili per partecipante (contrasti differenziali di SCR, contrasto operante della riduzione della tensione, conteggi di evitamento contingente e parametri alfa e beta del Q-learning) che possono essere riutilizzati in campioni più ampi senza modifiche al protocollo. Quello che non è stato dimostrato è la sensibilità o la specificità di questi indici nel rilevare alterazioni legate a esperienze avverse. Il campione è stato dimensionato per effetti intra-soggetto, non per effetti legati alle differenze individuali; pertanto, le analisi CTQ e BCE riportate sopra illustrano la capacità di misurazione, ma non costituiscono una validazione confermativa di firme neurocognitive associate a esperienze avverse nell'infanzia. Stabilire quali di questi indici, se ve ne sono, discriminino tra gruppi esposti o predicono esiti clinici è compito di studi confermativi adeguatamente potenziati, come delineato nella discussione.

La pipeline di analisi (script in R e Python), il codice per la generazione delle figure e le tabelle riassuntive a livello aggregato che supportano i risultati di questo studio sono disponibili pubblicamente nel repository Zenodo all'indirizzo https://doi.org/10.5281/zenodo.21365750 (DOI: 10.5281/zenodo.21365750). I dati anonimizzati a livello individuale (tracce di conduttanza cutanea e risposte comportamentali) sono disponibili presso l'autore corrispondente previa richiesta motivata, soggetta alla sottoscrizione di un accordo di utilizzo dei dati e all'approvazione da parte del Comitato Etico Scientifico dell'Universidad de los Andes (ID: CEC2025023). Il codice e le tabelle relativi ai modelli di moderazione riportati nel File Supplementare 2 sono inclusi come file supplementari. Lo script di analisi (paper_analyses_R.R; File di Codice Supplementare 1) riproduce ogni statistica riportata nei Risultati Rappresentativi, mentre lo script per la generazione delle figure (paper_figures_R.R; File di Codice Supplementare 2) rigenera direttamente dai file di dati grezzi la Figura 3, la Figura 4 e la Figura 5. I disegni sperimentali dell'Esperimento 1, dell'Esperimento 2 e dell'Esperimento 3 sono forniti rispettivamente nella Tabella Supplementare 3, nella Tabella Supplementare 4 e nella Tabella Supplementare 5.

Misura	M	DS
Proporzione di scelte ad alta probabilità (complessiva)	0.73	0.12
Coppia contingente 80/20	0.79	0.12
Coppia contingente 70/30	0.68	0.14
Tasso di apprendimento Q (Alpha)	0.42	0.23
Temperatura inversa (Beta)	4.68	2.33

Tabella 4: Statistiche descrittive per l'Esperimento 3 (apprendimento della ricompensa probabilistica). Le celle mostrano M (DS). La proporzione di scelte ad alta probabilità indica l'accuratezza attraverso i blocchi sperimentali di scelta (livello casuale = 0,50; vedere Tabella Supplementare 5 per la struttura delle prove): complessiva = 0,73 (0,12); coppia di contingenze 80/20 = 0,79 (0,12); coppia di contingenze 70/30 = 0,68 (0,14). La coppia 80/20 fornisce un feedback più deterministico, mentre la coppia 70/30 è più probabilistica e presenta un rapporto segnale-rumore minore. Test t a un campione dell'accuratezza complessiva rispetto al livello casuale: t(36) = 11,97, p < 0,001, d = 1,97. Confronto intra-soggetto 80/20 vs. 70/30: F(1, 36) = 29,56, p < 0,001. I parametri di apprendimento per rinforzo sono stati stimati per ogni partecipante: tasso di apprendimento Q Alpha = 0,42 (0,23), limitato in [0, 1], che regola l'entità dell'aggiornamento del valore (aggiornamento moderato); inverso della temperatura Beta = 4,68 (2,33), che regola l'equilibrio tra esplorazione e sfruttamento (sfruttamento moderato). n = 37.

Figura supplementare 1: Diagramma concettuale del modello di moderazione. Si ipotizza che il predittore X (una sottoscala del CTQ che indica l'avversità nell'infanzia) influenzi l'esito Y (sintomi di ansia o depressione) direttamente attraverso il coefficiente b1, mentre il moderatore W (un indice di apprendimento specifico per partecipante derivato dal protocollo — ad esempio, contrasto del sollievo operante, SCR residuo durante l'estinzione o valutazione differenziale della minaccia) modula l'intensità della relazione X Y tramite il termine d'interazione b3. Un valore di b3 significativo indica che l'effetto dell'avversità infantile sui sintomi da adulti varia in funzione del profilo di apprendimento, fornendo così il quadro concettuale per i quattro modelli di moderazione riportati nel File supplementare 2. Nel presente manoscritto vengono riportate quattro variabili W specifiche (ciascuna corrispondente a uno dei quattro modelli di moderazione che soddisfano il criterio di significatività doppia): (1) il contrasto del sollievo operante = sollievo soggettivo al CS+ evitabile meno sollievo al CS− (Esperimento 1, fase operante); (2) lo SCR differenziale residuo durante l'estinzione = log-SCR al CS+ meno log-SCR al CS− alla fine della fase di estinzione (Esperimento 2); (3) lo SCR operante al CS+ evitabile = log-SCR al CS+ evitabile meno log-SCR al CS− (Esperimento 1, fase operante); e (4) la valutazione differenziale della minaccia al CS+ inevitabile = valutazione della minaccia al CS+ inevitabile meno valutazione della minaccia al CS− (Esperimento 1, fase operante, scala analogica visiva 0–100).Cliccare qui per scaricare il file.

Figura supplementare 2: Grafico dell'interazione per la moderazione in evidenza. L'effetto della trascuratezza emotiva (CTQ-EN) sui sintomi depressivi (PHQ-9) è rappresentato a tre livelli del moderatore W (contrasto di sollievo operante: sollievo soggettivo verso il CS+ evitabile rispetto al CS-): basso (-1 DS), medio e alto (+1 DS). Le rette di regressione divergenti visualizzano il termine di interazione b3 della Figura supplementare 1: a valori bassi di sollievo operante, la pendenza di CTQ-EN PHQ-9 è positiva (maggiore trascuratezza, più sintomi depressivi), mentre a valori alti la pendenza si appiattisce, illustrando un effetto tampone dell'agency soggettiva sugli esiti avversi (B = -2,05, p = 0,041; modello completo nella File supplementare 2).Clicca qui per scaricare questo file.

Tabella supplementare 1: Parametri dello stimolo negli Esperimenti 1, 2 e 3. Questa tabella riassume i parametri fisici e procedurali degli stimoli utilizzati nei tre esperimenti. Per ciascun esperimento, vengono riportate la natura e la durata dello stimolo condizionato (CS) e dello stimolo incondizionato (US), l'intensità e la contingenza tra CS+ e US, la risposta richiesta ai partecipanti, l'intervallo inter-trial (ITI), le misure dipendenti registrate e lo schema di controbilanciamento. L'Esperimento 1 (evitamento pavloviano/operante) ha utilizzato lampade colorate come CS e un suono avversivo di 95 dB — rumore bianco o suono di forchetta, controbilanciati — come US. L'Esperimento 2 (acquisizione/estinzione/riacquisizione) ha utilizzato volti umani neutri come CS e un urlo maschile di 95 dB abbinato a un volto arrabbiato come US. L'Esperimento 3 (scelta probabilistica) ha utilizzato coppie di immagini astratte con un feedback visivo probabilistico. CS = stimolo condizionato; US = stimolo incondizionato; SCR = risposta di conduttanza cutanea; VAS = scala analogica visiva.Cliccare qui per scaricare il file.

Tabella supplementare 2: Matrice di correlazione di Pearson tra le sottoscale del CTQ. Le correlazioni negative tra il BCE e le scale dei sintomi riflettono il ruolo protettivo atteso delle esperienze positive nell'infanzia. I valori rappresentano i coefficienti di correlazione di Pearson. La sezione superiore riporta le correlazioni tra le sottoscale del CTQ e le scale del BCE; la sezione inferiore riporta le correlazioni tra le sottoscale del CTQ e le scale del BCE con i punteggi attuali dei sintomi. Indicatori di significatività: *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, +p < 0,10. N = 38 (solo misure auto-riferite; campione completo arruolato). Il testo descrittivo accompagnatorio di questa matrice è fornito nel File supplementare 3. EA = abuso emotivo, PA = abuso fisico, SA = abuso sessuale, EN = trascuratezza emotiva, PN = trascuratezza fisica, scale BCE: CPF = cura e protezione da parte della famiglia, DPF = dinamiche familiari positive, BCE-Total = punteggio complessivo delle esperienze benefiche nell'infanzia) e punteggi dei sintomi (PHQ-9 = depressione; GAD-7 = ansia generalizzata; SAI = ansia di stato [STAI-S]; TAI = ansia di tratto [STAI-T]).Cliccare qui per scaricare il file.

Tabella supplementare 3: Disegno sperimentale dell'esperimento 1 (entro soggetto). Questa tabella presenta il disegno entro soggetto dell'esperimento 1, un paradigma di evitamento pavloviano/operante con tre stimoli condizionati: uno CS+ evitabile (A), uno CS+ inevitabile (B) e uno CS− (C). Le righe corrispondono agli stimoli e le colonne alle quattro fasi dell'esperimento (condizionamento pavloviano, test pavloviano, training operante, test operante); le celle indicano il numero di prove e la contingenza nella notazione associativa standard^25,26, dove «+» indica uno stimolo condizionato seguito dallo stimolo incondizionato (US), «−» uno stimolo condizionato presentato senza lo stimolo incondizionato e «R» la risposta di pressione del pulsante. Durante la fase operante, R annulla lo stimolo incondizionato per lo CS+ evitabile, ma è inefficace per lo CS+ inevitabile. L'ultima riga indica le valutazioni VAS (minaccia, aspettativa, sollievo) raccolte dopo le fasi pertinenti. Ogni partecipante ha completato 52 prove.Cliccare qui per scaricare il file.

Tabella supplementare 4: Disegno sperimentale dell'Esperimento 2 (within-subject). Questa tabella presenta il disegno within-subject dell'Esperimento 2, un paradigma standard di acquisizione–estinzione–riacquisizione con due stimoli condizionati: un CS+ (A) e un CS− (B). Le righe corrispondono agli stimoli e le colonne alle sei fasi (acquisizione, test di acquisizione, estinzione, test di estinzione, riacquisizione, test di riacquisizione); le celle indicano il numero di prove e la contingenza, dove «+» indica una prova seguita dall'US e «−» una prova senza l'US. Durante l'acquisizione il CS+ è stato rinforzato nell'80% delle prove (8 su 10). La fase di riacquisizione presenta solo il CS+ per disegno sperimentale — non si tratta di dati mancanti. L'ultima riga indica le valutazioni VAS (aspettativa e minaccia) raccolte dopo le fasi pertinenti. Ogni partecipante ha completato 52 prove.Cliccare qui per scaricare il file.

Tabella supplementare 5: Disegno sperimentale dell'Esperimento 3 (entro soggetto). Questa tabella presenta il disegno entro soggetto dell'Esperimento 3, un compito di apprendimento probabilistico con due coppie di stimoli astratti (A–B e C–D). Dopo una fase di pratica, i partecipanti hanno completato due blocchi di scelta consecutivi; ogni blocco presentava solo una delle due coppie, e il secondo blocco testava sempre la coppia non vista nel primo. Le righe corrispondono ai due ordini controbilanciati tra soggetti per i blocchi di scelta (A–B per primo rispetto a C–D per primo) e le colonne alle fasi dell'esperimento. Le contingenze di rinforzo erano p(A) = 0,80, p(B) = 0,20, p(C) = 0,70 e p(D) = 0,30; il controbilanciamento C1/C2 inverte ulteriormente quale membro di ciascuna coppia ha la probabilità più alta. La scelta è stata codificata come 1 (stimolo ad alta probabilità), 0 (nessuna scelta/omissione) o −1 (stimolo a bassa probabilità). Ogni partecipante ha completato 200 prove.Cliccare qui per scaricare il file.

File supplementare 1: Gestione dei dati, struttura delle directory e convenzioni per la denominazione dei file. Descrizione completa dell'albero delle directory, delle sottocartelle di controbilanciamento, delle cartelle dei partecipanti, delle convenzioni per la denominazione dei file e degli script del database, con un esempio pratico. Cliccare qui per scaricare questo file.

File Supplementare 2: Analisi di moderazione basate sulle differenze individuali. Motivazione e piano analitico per i modelli basati sulle differenze individuali, le quattro interazioni CTQ-per-indice-di-apprendimento che hanno soddisfatto il criterio di significatività doppia, il diagramma concettuale del modello di moderazione (Figura Supplementare 1) e il grafico dell'interazione in evidenza (Figura Supplementare 2). Queste analisi illustrano la capacità di misurazione del protocollo e non costituiscono test confermativi.Cliccare qui per scaricare questo file.

File Supplementare 3: Esperienze infantili positive e firme comportamentali. Correlazioni tra le sottoscale del CTQ, le scale BCE e i punteggi dei sintomi (Tabella Supplementare 2), e i fenotipi comportamentali associati alle esperienze infantili positive.Cliccare qui per scaricare questo file.

File supplementare 4: Raccomandazioni procedurali e risoluzione dei problemi. I sei passaggi che determinano maggiormente se una sessione produce dati analizzabili, le regole per la risoluzione dei problemi in caso di registrazione fisiologica degradata e le modifiche disponibili per laboratori con attrezzature diverse o vincoli di reclutamento. Cliccare qui per scaricare questo file.

File di codice supplementare 1: paper_analyses_R.RCliccare qui per scaricare il file.

File di codice supplementare 2: paper_figures_R.RCliccare qui per scaricare il file.

Discussione

I risultati attuali stabiliscono la fattibilità tecnica e metodologica di una batteria integrata, da svolgere in una singola sessione, che comprende l'acquisizione di minaccia con controllo strumentale, l'apprendimento della sicurezza e la ricomparsa della paura, nonché l'apprendimento probabilistico di ricompensa. In un campione di 35-38 adulti sani (le dimensioni analitiche del campione differivano leggermente tra gli esperimenti a causa della perdita di segnale specifica per canale, non per ritiro dei partecipanti), ogni paradigma ha riprodotto il suo effetto canonico: condizionamento differenziale soggettivo e — in misura minore — autonomo durante la fase pavloviana, evitamento e sollievo dipendenti dalla controllabilità durante la fase operante, estinzione selettiva della minaccia dichiarativa insieme a una riduzione non selettiva della risposta autonoma nell'Esperimento 2, e apprendimento probabilistico significativamente superiore al livello casuale nell'Esperimento 3. È importante chiarire esattamente cosa viene dimostrato e cosa non lo è. Ciò che viene dimostrato è che i tre paradigmi possono essere eseguiti contemporaneamente in una singola sessione di 60 minuti senza interferenze reciproche, che tutti e tre gli effetti canonici resistono alla riduzione del numero di prove imposta da tale sessione, e che la procedura produce un insieme di indici per partecipante che possono essere riutilizzati invariati in altri campioni. Ciò che non viene dimostrato — e che resta da stabilire — è che questi indici siano sensibili e specifici rispetto alle conseguenze delle avversità infantili. La riproduzione degli effetti canonici intra-soggetto è una condizione necessaria ma non sufficiente per sostenere tale affermazione, e il campione attuale ha una potenza statistica insufficiente per test confermativi sulle differenze individuali²⁷. Di conseguenza, i risultati sulle differenze individuali illustrano la capacità di misurazione, non costituiscono evidenza confermativa dei percorsi tra trauma e apprendimento.

Il contributo metodologico risiede meno in un singolo paradigma che nel loro utilizzo congiunto. Come indicato nell'introduzione, i tre compiti coprono tre richieste computazionalmente dissociabili, e il fatto di misurarle nello stesso partecipante permette di rispondere a una domanda che nessuno studio basato su un singolo compito può affrontare per definizione: se le alterazioni associate all'ACE riflettono una ricalibrazione generale dell'apprendimento associativo o una modifica specifica per la valenza, limitata alla minaccia. Una batteria che combini due paradigmi di minaccia o due paradigmi di ricompensa non potrebbe falsificare un'ipotesi rispetto all'altra, mentre la presente triade lo permette. Ulteriori tre caratteristiche la distinguono dai protocolli basati su un singolo compito: l'apprendimento relativo alla minaccia e alla ricompensa viene misurato nella stessa sessione, eliminando la variabilità dello stato tra sessioni; la progettazione multicanale fornisce un insieme riutilizzabile di indici per partecipante; e l'applicazione della scala BCE insieme al CTQ-SF modella il continuum avversità–benevolenza piuttosto che l'avversità da sola, in linea con Narayan et al.¹⁰. La moderata correlazione inversa tra le due scale (|r| ≈ 0,50–0,68; Supplementary File 3) conferma che esse sono distinte ma parzialmente sovrapposte, giustificandone l'inclusione congiunta.

Gli effetti fisiologici deboli e, in alcuni casi, assenti meritano un'analisi approfondita, poiché non rappresentano un semplice corollario delle prestazioni del protocollo, ma probabilmente il risultato più informativo. Si evidenziano tre schemi. Nella fase pavloviana dell'Esperimento 1, la discriminazione dichiarativa era robusta, mentre l'effetto autonomo era debole e non ha superato la correzione per confronti multipli. In modo ancora più evidente, la conduttanza cutanea ha cessato di discriminare tra gli stimoli non appena la risposta di evitamento è stata introdotta nella fase operante, esattamente nel momento in cui le valutazioni di aspettativa, minaccia e sollievo li differenziavano in modo preciso in base alla controllabilità. Nell'Esperimento 2, la risposta autonoma si è estinta e successivamente non è ricomparsa durante la riacquisizione, mentre la risposta dichiarativa è ricomparsa in modo marcato. Le statistiche corrispondenti sono riportate nella sezione dei risultati rappresentativi. Dal punto di vista teorico, il risultato operante non è un errore di misurazione, ma una conseguenza attesa di un controllo strumentale efficace: quando un'azione disponibile annulla in modo affidabile l'esito avversivo, l'attivazione difensiva viene ridotta, anche se l'organismo continua a rappresentare il segnale come pericoloso. Questa è esattamente la ridefinizione dell'evitamento proposta da LeDoux et al.²² e l'effetto classico di controllabilità descritto nella letteratura sull'impotenza appresa²⁸: la risposta strumentale è essa stessa un regolatore dell'attivazione, e la sua introduzione dovrebbe quindi eliminare proprio la differenza autonoma che la precedeva. Lo schema dell'Esperimento 2, a sua volta, rappresenta un caso classico di accoppiamento parziale tra sistemi di risposta documentato da Lonsdorf et al.²¹: la conduttanza cutanea e l'indice di valutazione esplicita sono processi parzialmente separabili, e Dibbets e Evers¹¹ hanno essi stessi riportato un effetto di differenza individuale sulle valutazioni senza un corrispondente effetto sul SCR nel paradigma qui adattato. Questo aspetto è particolarmente rilevante per la ricerca sugli eventi avversi nell'infanzia. Se le avversità precoci ricalibrano in modo preferenziale il canale autonomo lasciando inalterata la valutazione dichiarativa — o viceversa — un protocollo monodirezionale porterebbe a conclusioni opposte a seconda del canale registrato dal ricercatore, e questa è una plausibile fonte dell'eterogeneità che Ruge et al.¹ documentano in una letteratura in cui nessuna misura di esito si è dimostrata universalmente più affidabile. La registrazione multicanale non è quindi ridondante, ma una condizione necessaria per ottenere risultati interpretabili negli studi sulle differenze individuali. Dal punto di vista clinico, la persistenza della minaccia soggettiva dopo l'estinzione autonoma rappresenta l'analogo di laboratorio della valutazione residua della minaccia che sopravvive alla terapia di esposizione e predice la ricaduta, costituendo di per sé un obiettivo terapeutico plausibile. Sottolineiamo comunque l'alternativa spiegazione onesta: effetti SCR attenuati sono anche compatibili con una bassa potenza statistica e una bassa affidabilità del canale autonomo, date le limitazioni nel numero di prove imposte da un protocollo della durata di 60 minuti — poche prove per cella, abituazione attraverso tre compiti consecutivi e la ben nota presenza di non risponditori al SCR. Questa spiegazione non può essere esclusa con i dati attuali, e le due interpretazioni non si escludono a vicenda. Gli studi che mirano a discriminare tra queste ipotesi dovrebbero applicare i criteri di qualità del segnale specificati al punto 8.14 del Protocollo, preregistrare l'esclusione dei non risponditori e prevedere che un protocollo più lungo, con un maggior numero di prove per cella, sia necessario prima che un effetto autonomo assente possa essere interpretato come evidenza di dissociazione piuttosto che di insufficiente precisione della misurazione.

Oltre a riprodurre gli effetti paradigmatici canonici, gli indici derivati dal protocollo si sono rivelati sufficientemente sensibili da rilevare associazioni teoricamente significative con l’avversità infantile in un campione di dimensioni modeste. Quattro modelli di moderazione CTQ-per-indice di apprendimento hanno soddisfatto un criterio di doppia significatività (una correlazione bivariata significativa e un termine di interazione significativo), e le scale CTQ e BCE hanno mostrato la prevista correlazione inversa moderata. Entrambi i risultati sono riportati come esemplificativi della capacità di misurazione del protocollo, piuttosto che come test confermativi dei percorsi tra trauma e apprendimento; tutti i dettagli statistici completi e l’interpretazione teorica sono forniti nel Supplementary File 2.

Tre fattori determinano la qualità della registrazione elettrodermica e richiedono un'attenzione esplicita durante la raccolta dei dati: un'applicazione uniforme del gel conduttivo su entrambi gli elettrodi, con un contatto fermo ma confortevole sulla prima falange delle dita mediale e anulare della mano non dominante; una connessione wireless continua del cinturino da polso, verificata prima di ogni compito e nuovamente a ogni transizione tra compiti, poiché brevi interruzioni della comunicazione sono silenti dal punto di vista del partecipante ma producono segmenti piatti nel tracciato; e l'immobilità della mano non dominante, poiché le contrazioni delle dita e i cambiamenti posturali generano transitori che la decomposizione fasica automatizzata non riesce a distinguere da risposte genuine. Se la comunicazione viene persa durante un compito, proseguire l'esperimento senza ripetere la sessione: considerare il canale interessato come dato mancante solo per quel compito, mentre il partecipante rimane utilizzabile per gli altri paradigmi e per i canali comportamentali e soggettivi dello stesso compito. Questa regola decisionale spiega perché l'ampiezza campionaria analitica variava tra 35 e 38 tra gli esperimenti. Le ulteriori raccomandazioni operative, i controlli di controbilanciamento e calibrazione, i parametri di Ledalab e la guida completa per la risoluzione dei problemi sono riportati in Supplementary File 4.

Diversi limiti devono essere considerati nell'interpretazione di questi risultati, e insieme definiscono lo stato attuale di questo lavoro come proposta metodologica traslazionale piuttosto che come studio confermativo. Primo, e soprattutto, il campione (n = 35–38, variabile tra gli esperimenti) è adeguato per gli effetti di paradigma within-subject qui riportati, ma ha una potenza insufficiente per analisi confermative sulle differenze individuali. Fritz e MacKinnon²⁴ stimano che sia necessario un N ≥ 71 per rilevare un effetto mediato di media entità, e McClelland e Judd²⁷ mostrano che rilevare un'interazione in un campione comunitario di dimensioni modeste richiede un campione molte volte più grande di quello necessario per un effetto principale. I modelli di moderazione sono quindi presentati come illustrativi della sensibilità di misurazione del protocollo, non come test di percorsi tra trauma e apprendimento, e non viene avanzata alcuna affermazione riguardo a una firma neurocognitiva dell'avversità. La conseguenza diretta è che il valore clinico del protocollo resta da stabilire: gli indici qui derivati dovranno essere sottoposti a una validazione adeguatamente potenziata e preregistrata in campioni più ampi e, idealmente, arricchiti con gruppi estremi o clinici, prima che possano essere considerati marcatori candidati. Secondo, la conduttanza cutanea è intrinsecamente vulnerabile ad artefatti di movimento e a perdite intermittenti della connessione wireless, e la sua resa è variata tra i tre esperimenti nel campione attuale; i canali comportamentale e soggettivo si sono rivelati più robusti, motivo per cui il protocollo li registra contemporaneamente anziché fare affidamento esclusivamente sul canale autonomo. I laboratori che adottano la batteria devono aspettarsi una perdita di dati specifica per canale e devono riportare l'ampiezza campionaria analitica (n) per ogni canale e per ogni compito (vedi passaggio 8.14.9). Terzo, il protocollo è limitato dalla durata di una singola visita in laboratorio (circa 60 minuti, compresa la configurazione), il che limita il numero di prove per paradigma e pone quindi un limite inferiore all'affidabilità within-subject degli indici individuali derivati; protocolli più lunghi o articolati in più sessioni produrrebbero stime individuali più stabili, ma a costo di affaticamento o perdita di controllo all'interno della sessione. Infine, finora la batteria è stata somministrata solo ad adulti sani di età pari o superiore a 18 anni, e la sua applicabilità a minori, adulti più anziani e popolazioni cliniche resta da verificare. Quello che il presente manoscritto contribuisce è l'infrastruttura di misurazione standardizzata e riproducibile — paradigmi, parametri di acquisizione, criteri di qualità e derivazione degli indici — su cui ora possono essere costruite quelle validazioni cliniche confermative.

Da questo protocollo derivano naturalmente tre possibili applicazioni future. In primo luogo, campioni più ampi (n ≥ 71 per rilevare effetti mediati)²⁴ potrebbero supportare test formali di mediazione del percorso avversità precoce -> apprendimento -> sintomi, idealmente con ipotesi preregistrate e celle di moderatore per predittore predefinite. In secondo luogo, una validazione clinica che confronti soggetti sani con gruppi clinici (disturbo da stress post-traumatico, disturbo depressivo maggiore) permetterebbe di identificare quali indici derivati dal protocollo discriminano meglio la diagnosi o predicono la risposta al trattamento. In terzo luogo, la rivalutazione a 6 mesi già inclusa nel consenso informato consentirà di valutare la stabilità intra-individuale e la sensibilità al trattamento degli indici, condizione necessaria per il loro utilizzo come possibili biomarcatori. Raccomandiamo che gli studi sull’impatto psicologico a lungo termine delle avversità infantili adottino protocolli integrati e multicomponente di questo tipo, piuttosto che disegni basati su un singolo compito o esclusivamente su autodichiarazioni.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Software AcqKnowledge	BIOPAC Systems Inc.	ACK100W (Windows) / ACK100M (Mac)	Software per l'acquisizione e l'analisi di segnali fisiologici. RRID:SCR_014279 (verificare con la voce corrente su SciCrunch).
afex (pacchetto R)	Singmann, Bolker, Westfall, Aust & Ben-Shachar	Versione 1.5-1	Pacchetto R per esperimenti fattoriali. Utilizzato per tutte le ANOVA a misure ripetute (Esperimenti 1-3) tramite aov_ez(). RRID:SCR_022761 (verificare con la voce corrente su SciCrunch).
ARTool (pacchetto R)	Wobbrock, Findlater, Gergle & Higgins	Versione 0.11.2	Trasformazione di rango allineato per ANOVA fattoriale non parametrica. Utilizzata per l'ANOVA Fase x Stimolo sulla conduttanza cutanea nell'Esperimento 2, la cui distribuzione non è gaussiana.
Scala delle Esperienze Infantili Positive (BCE)	Narayan, Rivera, Bernstein, Harris & Lieberman (2018)	Strumento di pubblico dominio (10 elementi)	Adattamento spagnolo utilizzato. Nessun RRID assegnato a questo strumento; citare l'articolo originale di validazione.
Braccialetto BioNomadix (Trasmettitore)	BIOPAC Systems Inc.	BN-PPGED-T	Trasmettitore indossabile per segnali EDA e PPG. Utilizzato in coppia con il modulo ricevitore BioNomadix.
Questionario sulle Esperienze Traumatiche dell'Infanzia - Forma Breve (CTQ-SF)	Bernstein et al. (2003)	Autovalutazione retrospettiva validata (28 elementi)	Cinque sottoscale (EA, PA, SA, EN, PN). Nessun RRID; citare l'articolo originale di validazione. Utilizzato adattamento spagnolo.
Gel conduttivo per elettrodi EDA	BIOPAC Systems Inc.	GEL101A	Gel isotono per misurazioni della conduttanza cutanea.
Elettrodi EDA monouso Ag/AgCl	BIOPAC Systems Inc.	EL507A	Elettrodi monouso per la registrazione della conduttanza cutanea.
Scala del Disturbo da Ansia Generalizzata (GAD-7)	Spitzer, Kroenke, Williams & Löwe (2006)	Autovalutazione a 7 elementi	Versione spagnola validata utilizzata. Nessun RRID per lo strumento; citare l'originale.
ggplot2 (pacchetto R)	Wickham	Versione 4.0.3	Sistema di grafica basato sulla grammatica dei grafici. RRID:SCR_014601 (verificare con la voce corrente su SciCrunch).
Cuffie (circumaurali)	HyperX (HP Inc.)	Cloud III	Cuffie cablate chiuse; utilizzate per somministrare lo stimolo condizionato uditivo durante il condizionamento del timore.
Ledalab	Benedek & Kaernbach (2010)	Toolbox MATLAB open-source v3.2.5	Analisi continua di decomposizione (CDA) dei segnali di conduttanza cutanea. RRID non assegnato (citare l'articolo originale).
lme4 (pacchetto R)	Bates, Maechler, Bolker & Walker	Versione 1.1-37	Modelli lineari a effetti misti. Utilizzati per stimare le pendenze delle traiettorie di apprendimento per partecipante nell'Esperimento 3. RRID:SCR_015654 (verificare con la voce corrente su SciCrunch).
MATLAB	MathWorks	R2025a	Utilizzato per eseguire Ledalab e la pipeline di pre-elaborazione SCR. RRID:SCR_001622.
Questionario sulla Salute del Paziente-9 (PHQ-9)	Kroenke, Spitzer & Williams (2001)	Autovalutazione a 9 elementi	Versione spagnola validata utilizzata. Nessun RRID per lo strumento; citare l'originale.
Unità di acquisizione dati fisiologici (PsychoPy)	BIOPAC Systems Inc.	MP200	Unità principale per l'acquisizione di segnali fisiologici. Combinata con il modulo EDA wireless BioNomadix.
Python	Python Software Foundation	Versione 3.12	Utilizzato per la pipeline di pre-elaborazione che unisce l'output di Ledalab con i record comportamentali di PsychoPy (Data_Bases.py, Completed_Bases_Per_Experiment.py). RRID:SCR_008394 (verificare con la voce corrente su SciCrunch).
R (ambiente di calcolo statistico)	R Foundation for Statistical Computing	Versione 4.5.0	Ambiente in cui sono state eseguite tutte le analisi statistiche. I modelli di moderazione sono stati stimati mediante regressione ai minimi quadrati ordinari con la funzione lm() del pacchetto base stats, con predittori standardizzati in z e il termine di interazione calcolato come loro prodotto; non è stato utilizzato alcun pacchetto specializzato per la moderazione. RRID:SCR_001905 (verificare con la voce corrente su SciCrunch).
Inventario dell'Ansia Stato-Trait (STAI)	Spielberger et al. (1983)	Forma Y STAI (40 elementi, SAI + TAI)	Versione spagnola validata utilizzata. Nessun RRID per lo strumento; citare l'originale.
Monitor per la presentazione degli stimoli	Samsung	LS22D300GALXZS (S22D300, LED da 22 pollici)	Display utilizzato per gli stimoli visivi CS+ / CS- e le scale di valutazione.