2017年7月19日
このプロトコールは、Sternbergワーキングメモリのパラダイム中に不安を増強した驚愕を測定する方法を示しています。
本プロトコルの総合的な目的は、Sternbergワーキングメモリ課題と電気ショック脅威パラダイムを組み合わせることで、ワーキングメモリのプロセスと不安の関係を検証することです。この手法は、不安と認知の関係に関する重要な疑問を解明するのに役立ちます。この技術の主な利点は、他のさまざまな認知タスクに適応させることができる点にあります。
まず、被験者を測定室へ案内します。被験者に電極を貼付する前に、皮膚領域を清浄にします。皮膚コンダクタンスを測定するため、左手の掌に2つの使い捨て11 millimeter銀・塩化銀電極を、約2 centimeterの間隔をあけて貼付します。
次に、電気刺激を行うため、左手の手首内側に11 mmの使い捨て銀・塩化銀電極を約3 cm間隔で2本配置します。続いて、心拍数をモニタリングするために、左腕の内側(肘のすぐ上)に11 mmの使い捨て銀・塩化銀電極を1本、右鎖骨のすぐ下に使い捨て電極を1本配置します。また、驚愕反応を測定するため、左眼輪筋の下側に4 mmの銀・塩化銀カップ電極を2本取り付けます。
その後、すべての電極を医療用テープで固定します。次に、手のひらの電極にリード線を接続し、精神生理学的モニタリングハードウェアのEDAチャンネルに差し込みます。手首の電極にリード線を接続し、電気ショック装置に差し込みます。
次に、腕と鎖骨の電極にリード線を装着し、精神生理学的モニタリングハードウェアのECGチャンネルに接続します。眼輪筋に装着したカップ電極を、精神生理学的モニタリングハードウェアの筋電図(EMG)チャンネルに接続します。EMG電極のインピーダンスを確認し、10 kilohms以下であることを確認してください。
最後に、ヘッドホンを通じて信号のないホワイトノイズプローブを9回提示し、驚愕反応を慣れさせます。参加者に100 millisecondのサンプル電気刺激を連続して評価してもらい、不快で心地よくないが、痛みはない強度レベルを特定することで、電気ショックの較正手順を開始します。その後、実験用ソフトウェアを使用して、手首に100 millisecondのショック刺激を連続して提示します。
各提示の後、参加者に各提示に対する不快感を、1(全く不快ではない)から10(不快だが痛みはない)までの尺度で口頭で評価させます。次に、電気刺激装置のミリアンペア目盛を使用して、刺激強度を徐々に上げ、被験者が刺激を10と評価するまで一連の刺激を継続します。最後に、この強度値を記録し、実験手順で使用します。
次に、実験用ソフトウェアのランボックスに、参加者ID番号、カウンターバランス条件、およびラン番号を入力します。その後、精神生理学的モニタリング記録の開始ボタンをクリックします。最後に、モニターを参加者の正面に配置します。
実験用ソフトウェアのプロンプトボックスでEnterキーを押し、実験を開始します。参加者に実験を4回(4ラン)行わせます。その際、文字と位置番号が試行シーケンスと一致した場合は右矢印キーを、一致しなかった場合は左矢印キーを選択するように指示します。各ランの終了後、参加者に、直前に完了したランの安全ブロックおよび脅威ブロックにおける不安レベルを、0(不安ではない)から10(非常に不安である)までの尺度で口頭で評価させます。
最後に、参加者に、前のランで提示されたショックの強度を、初回キャリブレーション手順で使用したのと同じ0から10の尺度で口頭で評価するように求めます。まず、精神生理学解析ソフトウェアを開き、生 EMG データを解析に向けて準備します。transform、digital filters、FIR、次に band pass を選択し、30から300 hertz のデジタルバンドパスフィルタを適用して、生 EMG チャネルを平滑化します。
次に、[解析]、[筋電図]、[導出された平均整流EMG]を選択し、20ミリ秒の時間窓平均を用いて、平滑化されたEMG信号を整流します。次に、[解析]、[刺激-反応]、[デジタル入力から刺激イベントへ]を選択し、各試行タイプに対するデジタル入力に対応する刺激イベントにラベルを付けます。各刺激イベント周辺の瞬目強度を抽出するために、[解析]、[刺激-反応]、[刺激-反応解析]を選択し、[チャンネルの平均]を指定して、ホワイトノイズ開始前のマイナス50から0ミリ秒の固定窓における平均ベースライン活動を抽出します。
次に、Analysis(解析)、Stim-Response(刺激反応)、Stim-Response Analysis(刺激反応解析)を選択し、最大振幅チャネルを指定して、ホワイトノイズの開始後20〜100ミリ秒の固定ウィンドウ内で瞬きの開始点とピークを特定します。最後に、刺激イベント周辺に発生したアーチファクトがないかEMGトレースを確認し、アーチファクトのある試行を除外します。このプロトコルにより、正答率、反応時間(RT)、および不安増強驚愕反応(APS)という3つの主要なデータが得られます。
正確性については、通常、参加者は高負荷試行よりも低負荷試行において高い正答率を示します。しかし、パフォーマンスが電気ショックの脅威によって変動する傾向はありません。反応時間(RT)については、通常、参加者は高負荷試行よりも低負荷試行で、また安全ブロックよりも脅威ブロックでより速いRTを示します。
最後に、APSには負荷と驚愕タイミングという2つの実験的操作があります。参加者は通常、高負荷試行よりも低負荷試行において有意に大きなAPSを示しますが、これは驚愕プローブが維持間隔中に提示された場合にのみ見られます。しかし、驚愕プローブがITI中に提示された場合、この効果は認められません。
適切に実施すれば、この実験は習熟後に2時間で完了できます。この手順を行う際は、電極を適切に洗浄し、確実に固定することが重要です。この手順に従うことで、電気ショックの効果が持続的な注意、記憶、およびコーディングにどのように影響するかといった追加の疑問に答えるために、他の認知タスクを適応させることができます。
本プロトコルでは、Sternbergワーキングメモリ課題における不安増強驚愕反応の測定方法について解説します。本手法は、ワーキングメモリのプロセスと不安との関係を探索することを目的としています。
本プロトコルは、認知負荷が不安の生理機能に及ぼす影響のメカニズム解析を可能にし、神経精神疾患治療薬の開発における標的バリデーションを支援します。制御された作業記憶負荷条件下で不安により増強された驚愕反応を定量化することにより、中枢神経系(CNS)標的化化合物のリスク低減のためのトランスレーショナルバイオマーカーを提供します。このアプローチは、認知的な変調を情動状態の指標に結びつけることで、初期創薬における予測の信頼性を向上させます。
本手法を、不安関連ターゲットのメカニズム的なリスク軽減を通じてリード化合物の同定に寄与する、ディスカバリーバイオロジーのツールとして位置づけます。