Warunkowanie lęku u ludzi przeprowadzone w pełnej imersji w trójwymiarowej rzeczywistości wirtualnej

Niniejszy film prezentuje wykorzystanie immersyjnego środowiska wirtualnego Duke'a (DIVE) do generowania realistycznych danych dotyczących warunkowania lękowego u ludzi. Światy wirtualne są tworzone za pomocą oprogramowania wirtualnego, a kod jest generowany w celu wywołania bodźców. Prezentacje. U uczestnika instaluje się elektrody do pomiaru przewodnictwa skóry i stymulacji nadgarstka, a także przygotowuje przyciski do naciskania w środowisku rzeczywistości wirtualnej.

Następnie gromadzi się dane dotyczące reakcji przewodnictwa skóry oraz naciśnięć przycisków podczas prezentacji bodźców dynamicznych w DIVE, a dane fizjologiczne i miary oczekiwań są analizowane w celu wykazania nabywania lęku, wygaszania lęku oraz retencji pamięci lękowej w odniesieniu do bodźców warunkujących lub kontekstu. Cześć, jestem Kevin Lebar. Jestem profesorem w Centrum Neuronauki Poznawczej na Uniwersytecie Duke.

Jestem Rachel Brady, dyrektorką Duke Immersive Virtual Environment. Cześć, nazywam się Nicole Huff. Jestem pracownikiem postdoktorskim w laboratorium dr. Lamara.

Witajcie, nazywam się David Zelensky z Grupy Technologii Wizualizacji. Dzisiaj zaprezentujemy procedurę przeprowadzania eksperymentów dotyczących warunkowania lęku u ludzi z wykorzystaniem pełnej imersji w trójwymiarowej rzeczywistości wirtualnej. Procedury tej używamy do badania wpływów kontekstowych na nabywanie lęku oraz retencję pamięci.

Zacznijmy zatem. Aby zbadać wpływ kontekstu na nabywanie lęku i pamięć, uczestnicy (ludzie) są poddawani działaniu dynamicznych bodźców warunkujących w pełni imersyjnym środowisku wirtualnym, znanym jako Duke's Immersive virtual environment. System dive składa się z pomieszczenia o wymiarach trzech na trzech na trzy metry, w którym wszystkie cztery ściany, sufit oraz podłoga wyświetlają stereograficzne obrazy komputerowe za pomocą projekcji tylnej.

Każda ściana posiada własny projektor DLP, który z kolei jest sterowany przez dedykowany komputer. Jedna ze ścian przesuwa się, aby umożliwić wejście i wyjście z systemu DIVE; dostępny jest system śledzenia, który dostarcza informacji o lokalizacji 3D i orientacji pozycji głowy oraz dłoni uczestnika. Aktywna wizja stereoskopowa jest zapewniana za pomocą okularów z migawką ciekłokrystaliczną noszonych przez uczestników.

Sześć komputerów dedykowanych ścianom jest sterowanych przez komputer główny, który komunikuje się z systemem śledzenia, steruje systemem dźwiękowym oraz systemem wstrząsów elektrycznych, wykorzystywanym do warunkowania kształtującego. Siedem komputerów jest synchronizowanych na granicach klatek obrazu poprzez funkcję genlock ich kart graficznych NVIDIA. Nawigacja w środowisku wirtualnym jest ograniczona do stałej ścieżki, która jest identyczna we wszystkich światach wirtualnych. Ruch.

Ścieżka ta jest kontrolowana za pomocą wirtualnego systemu oprogramowania. System VIR komunikuje się z systemem śledzenia poprzez sieć peryferyjną wirtualnej rzeczywistości i bibliotekę open source. VRPM rejestruje położenie i orientację głowy oraz dłoni uczestnika, a także informacje o naciśnięciach przycisków.

System OLS wykorzystuje informacje o śledzeniu głowy do renderowania sceny 3D pod odpowiednim kątem dla uczestnika. Przejdźmy teraz do konfiguracji uczestnika w eksperymencie warunkowania sprawiedliwego w systemie DIVE. Podczas eksperymentów warunkowania sprawiedliwego uczestnicy wewnątrz systemu DIVE napotykali dynamiczne bodźce warunkujące, składające się z węży i pająków, sparowane z elektryczną stymulacją nadgarstka; przed rozpoczęciem procedury warunkowania każdego uczestnika należy najpierw losowo przypisać do konkretnego stanu, gdzie termin bodziec CS plus oznacza bodziec składający się z obrazów węży lub obrazów pająków dla wszystkich uczestników.

Bodziec bezwarunkowy, który ma zostać sparowany z bodźcem CS plus, polega na stymulacji elektrycznej nadgarstka każdego uczestnika. Bodziec, który nie został wybrany jako CS plus, służy jako kontrola i jest określany mianem bodźca CS minus. Następnie losowo przypisz uczestnikowi konkretny kontekst wirtualny, w którym będzie on lub ona oglądać bodźce.

Jeden z możliwych kontekstów rzeczywistości wirtualnej obejmuje środowisko wewnątrzpomieszczeniowe, a drugi środowisko zewnętrzne, aby ustawić stymulację elektryczną, która zostanie sparowana z bodźcem CS plus. Nanieś niewielką ilość żelu przewodzącego na elektrody, a następnie zamocuj bipolarną elektrodę stymulacji powierzchniowej nad nerwem pośrodkowym w obrębie nadgarstka dominującej ręki uczestnika; zabezpiecz przewody elektrod gumowym paskiem i podłącz je do stymulatora grass tele factor SD nine. Aby teraz znaleźć odpowiednie napięcie stymulacji, zacznij od niskiego poziomu napięcia wynoszącego 30 volt i stymuluj przez 200 milliseconds.

Przy częstotliwości od 30 do 50 Hz napięcie jest zwiększane w krokach co 5 V, aż uczestnik zasygnalizuje osiągnięcie progu tolerancji bez wywoływania bólu. Celem jest znalezienie ustawienia, które jest postrzegane jako wysoce irytujące, ale nie bolesne. Zmienną zależną mierzącą strach u uczestników podczas tego eksperymentu jest reakcja przewodnictwa skóry.

Uczestnicy powinni najpierw umyć i osuszyć ręce, oczekując co najmniej 10 minut na aklimatyzację do temperatury w budynku. Przed przymocowaniem elektrod SCR należy poddać peelingowi środkowe paliczki palca wskazującego i środkowego niedominującej ręki za pomocą nowego preparatu do przygotowania skóry, wytrzeć je do sucha, a następnie nałożyć niewielką ilość żelu przewodzącego Cigna na elektrodę. Aby zmierzyć SCR, należy przymocować dyski elektrod srebrowo-chlorkowych do środkowych paliczków palca wskazującego i środkowego niedominującej ręki.

Przewody prowadzą do systemu rejestracji fizjologicznej BioPack, znajdującego się tuż za obszarem DIVE w pokoju kontrolnym. System biologiczny jest zsynchronizowany z prezentacją bodźców, komputerem uruchamiającym oprogramowanie T'S oraz zestawem elektrod do stymulacji elektrycznej i SCR. Uczestnik znajduje się w centrum środowiska dive, przodem do przodu, z systemem śledzenia głowy w okularach 3D; w dominującej dłoni trzyma urządzenie, które będzie rejestrować odpowiedzi w formie naciśnięć przycisków w momencie napotkania węża lub pająka.

Następnie poinformuj uczestnika, że jego zadaniem jest wskazanie za pomocą przycisku na kontrolerze, jakie jest według niego prawdopodobieństwo otrzymania stymulacji elektrycznej podczas spotkania z wężem lub pająkiem. Przyciski są rozmieszczone od lewej do prawej, gdzie lewy oznacza najmniejsze prawdopodobieństwo otrzymania stymulacji. Przypomnij uczestnikowi, że naciśnięcie przycisku nie wpływa na wystąpienie stymulacji elektrycznej. Przejdźmy teraz do eksperymentów z warunkowaniem sprawiedliwym.

Eksperyment warunkowania lękowego przeprowadzany jest w dwóch sesjach oddzielonych od siebie przerwą 24 godzin. Pierwsza sesja składa się z wstępnego okresu habituacji, po którym bezpośrednio następuje faza nabywania lęku. Druga sesja obejmuje testowanie retencji pamięci oraz trening wygaszania podczas początkowego okresu habituacji.

Przedstaw uczestnikowi po cztery próby każdego typu CS wyświetlanego na szarym tle w pełnej imersji 3D, jednak bez wzmocnienia ani świata wirtualnego, w którym odbywać się będzie trening lub testowanie; w każdej próbie bodziec pojawia się na cztery sekundy i współwystępuje z dźwiękiem grzechotki lub stukotu, sygnalizującym pojawienie się węża lub pająka. Faza ta pozwala na aklimatyzację do środowiska eksperymentalnego w DIVE oraz redukcję reakcji orientacyjnych na bodźce warunkowe. Bezpośrednio po fazie habituacji należy rozpocząć fazę nabywania lęku.

Przeprowadź 16 prób przeplatających dla każdego typu CS, w których CS minus jest prezentowany samodzielnie, a pięć z 16 prób CS plus jest wzmacnianych stymulacją elektryczną z około 24-godzinnym odstępem czasu. Rozpocznij drugą sesję. W tej fazie przedstaw uczestnikowi 16 prób typu H Cs bez stymulacji elektrycznej w kontekście wirtualnym, który jest taki sam lub inny niż kontekst nabywania lęku, w zależności od grupy, do której uczestnik został początkowo przydzielony.

Zadanie i instrukcje dla uczestnika są takie same jak podczas drugiej sesji. Teraz przedstawimy wyniki eksperymentów dotyczących warunkowania lęku w odpowiedniku DIVE w ramach sesji. Wykazano nabywanie i wygaszanie lęku między grupami, co wskazuje, że wiarygodne i informacyjne badania nad warunkowaniem lęku mogą być prowadzone w ramach ograniczeń i możliwości w pełni imersyjnego środowiska. Co więcej, u uczestników, którzy pozostali w tym samym kontekście w pierwszym i drugim dniu eksperymentów, odnotowano silną kontekstową pamięć lękową w porównaniu do osób, u których nastąpiła zmiana kontekstu.

Utrwalenie lęku jest silniejsze w środowisku DIVE niż w konwencjonalnym, dopasowanym paradygmacie laboratoryjnym. Przedstawiliśmy właśnie sposób przeprowadzania eksperymentów z warunkowaniem lęku u ludzi z wykorzystaniem w pełni imersyjnej rzeczywistości wirtualnej. Technologia ta jest przydatna do badania wpływów kontekstowych na pamięć lękową.

Należy pamiętać, że podczas przeprowadzania tych eksperymentów ważne jest ograniczenie możliwości wirtualnej rzeczywistości, aby możliwe było generowanie interpretowalnych danych. Przykładowo, należy kontrolować zakres ruchu uczestnika, a także rozmieszczenie i czas trwania bodźców. To wszystko.

Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w Państwa eksperymentach.