古典的な恐怖条件付けパラダイムが完全に没入型バーチャルリアリティ設定で人間の参加者のために適応されました。差別のパラダイムを使用して、条件性恐怖、キューと、コンテキストメモリの保持、および絶滅は2つの独立した仮想コンテキストの動的な仮想ヘビやクモ(条件刺激)に皮膚伝導反応を用いて測定した。
恐怖条件付けは恐怖と不安の根底にある神経機構を調査する非ヒト動物の研究で広く使用されているパラダイムである。ヒトにおけるコンディショニングの研究を行う際の大きな課題は、強く条件情動行動に関連付けられている環境のコンテキストを操作したり、シミュレートする機能です。この点では、バーチャルリアリティ(VR)技術は、有望なツールです。まだ、実験的な制約を満たすために、この技術を適応させる特別な対応が必要になります。ここでは、完全に没入型6面VR環境と現在の恐怖条件付けのデータに恐怖条件付けを行う際に関係する方法論的問題に対処する。
現実の世界では、外傷性のイベントでは、我々の感覚モダリティのすべてを魅力的な、多くの手がかりで構成される複雑な環境で発生する。例えば、環境設定を形成する手がかりが視覚的な要素だけでなくが含まれていますが、聴覚、嗅覚、さらには触覚。恐怖条件付け動物の齧歯類の研究では完全に小説の視覚、触覚や嗅覚手がかりと豊富なコンテキストに浸漬されています。しかし、人間の恐怖条件付けの標準的な臨床検査は、通常、フラットまたは2次元のコンピュータ画面の前で何の変哲もない部屋で行われており、現実世界の経験の複雑さを複製しません。一方、(消火)恐怖を軽減し、不安障害の再発防止を目的とした臨床試験の主な制限は、参加者が制御されていないとほとんど知られていないコンテキストで恐怖を取得した後にその治療が発生です。したがって、実験者は、環境1の曝露期間、刺激の真の性質、および関連するバックグラウンドのキューに関する情報がなく、放置されています。この情報がない場合にはそれが本当にキューおよびコンテキスト依存の両方である恐怖を消すために困難になる可能性があります。仮想現実環境では、現実世界の複雑さを提供することにより、これらの問題に対処すると同時に、実験者がより良い治療の選択肢と/を提案したり、機構仮説を分析することができます実証的データを得るために恐怖条件付けと絶滅のパラメータを制約することができます。
完全に没入型環境で実施するときに恐怖条件付けが豊かにエンコードして、コンテキスト固有の可能性がありますという仮説をテストするために、我々は、異なるバーチャルリアリティ、3次元の参加者が仮想ヘビやクモに恐怖条件付けを経験しているコンテキストを開発した。聴覚信号は、さらに配向させる反応と被験者2の"プレゼンス"の感覚を喚起するために、CSと同じ場所に発生。皮膚コンダクタンス反応は、恐怖の取得、メモリの保持と絶滅の依存尺度として役立った。
1。結果
グループ間で恐怖の取得と消滅が判明した(図3) – セッション内で同等。これらのデータは信頼性と有益な恐怖条件付け試験は完全に没入型環境の制約と能力の範囲内で実行できることを示している。さらに我々はまた、DIVE(コンテキストのシフトを経験した人からの相対日数1と2は同じコンテキスト、に残った参加者)で、同じコンテキストの恐怖の保持の参加者で堅牢な文脈恐怖記憶を示しています。恐怖の保持は、(図3を参照)パラダイム16マッチした従来の実験で観察されるよりDIVEに強いです。没入型VRの設定を使うと、1つはまた現実的なmultimodelコンテキストの操作が実現することは困難な実験室の設定とは異なり、ヒトでの宣言的記憶過程を調べるために豊富なコンテキストの環境を調べたり操作することができます。最後に、VRの世界を簡単に恐怖の買収、絶滅、そして再発の符号化や検索時に脳の活性化の解析を行うために立体VRのゴーグルを使用して機能的磁気共鳴画像(fMRI)と組み合わせて使用するために移植することができます。この方法論は、ブリッジの齧歯類と恐怖と不安の臨床所見に利用することができます。
2。バーチャルリアリティの文脈と刺激の露出を制御する。
実験的な使用のためにVRを活用すると大きな問題はその強さです。具体的には、完全に没入型VRは複雑、混乱させる、そして現実の世界の自由を提供します。例えば、実際の生活の中で、トラウマの犠牲者は時間の未知の量のためのコンテキストで嫌悪刺激を経験する。出席されたコンテキストの暴露、特定の機能や他の感覚入力は、未知の、または確認できるではありません。我々は参加者が自由に仮想環境を探索できるようにした場合、同じトークンによって、我々はコンテキストまたは刺激露光時間や期間を考慮することができないだろう。例えば、ある参加者は非常に速く歩くこと、および4 CS +プレゼンテーションのうち3つのミス。もう一つは、仮想アパートの1室のみを探索することがあります。同様に、刺激提示が画面の中央に指定されていない場合、視線は、起動前に指示されている場所、参加者は、CSのプレゼンテーションを回避するか欠場する。これらの潜在的な混乱させるに当社のソリューションは、特定の刺激間隔(ISI)と刺激の持続時間のためにできるような速度でそれぞれの環境の着席、ガイドツアーに参加者を取ることでした。我々は、すべての参加者間の特定の時点や特定の場所(例えば、CS +、米国、およびCS -刺激に対する応答)から同等のSCRのデータを抽出することもできます。この決定を行った後に遭遇する困難は、パスの形状、長さ、および参加者に吐き気や固有受容不協和音を引き起こし、そしてまだ小説環境を通じて自然な歩行を模倣するための適切な感じはない動きの速度を見つける含まれています。
3。 VRシステムに標準の恐怖条件付けのパラメータを実装。
現実的な条件刺激のヘビやクモをシミュレートするために、野生の生命の画像の後に設計されています。ヘビやクモが最初に、Mayaでコンピュータグラフィックス、3Dモデリングおよびアニメーションソフトウェアパッケージをモデル化し、VRシステムにインポートされました。 Virtools社は、仮想現実のオーサリングシステムではなく、モデリングアプリケーションであるため、我々はこれをした。したがって、最高のVRシステムを実行し、シーンに相互作用し、ナビゲーションを追加するために使用されます。具体的には、Mayaで各CSのタイプ4種類のアニメーションが作られ(例えば、コイル状のヘビ、床を渡って動作蜘蛛、口をポカンと開けて前方に蛇の突進)してから、Virtoolsのインポート。
MayaからVirtools社に動的なヘビやクモのモデルをインポートする前に、パスが恐怖に32条件刺激のプレゼンテーションの過程で環境のサンプリングを可能にするように滑らかな循環方式で環境周りの参加者を案内するVirtools社で作成されましたコンディショニング。パスの形状は、3つの仮想世界のそれぞれについて、同じです。パスは、各刺激提示のための4秒のために停止するために作成された、刺激間隔が11歳+ / – 対象者が徐々に環境を介して(案内されて)移動した時に4秒。それは刺激のプレゼンテーションの間に皮膚コンダクタンス反応の回復が可能なため、この間隔は、実験室、8、16で私たちの前の恐怖の条件づけ実験から決定された。刺激は、タイミングパラメータで指定されたポイントでパス上に配置された。このセットアップでは、特定の刺激とその後の明示的なメモリをプローブすることができるコンテキストの接続詞(例えば、ダイニングテーブル、ソファの脚の周りに歩いて蜘蛛にslitheringヘビ)、作成。刺激の出現は、スクリプトを介して疑似無作為に割り付けられた。すべての刺激のプレゼンテーションは、の真ん中に登場刺激のために検索することから参加者を防ぐためにフロントスクリーン。これは刺激の露光時間の制御された量、および定義されたコンテキストの場所を提供してくれました。フォワードビューのいずれかの制限は、没入型システム(例えば、ヘビは参加者の後ろから部屋に入ることができない)のフル機能を活用していないことです。ヘビやクモが参加者の個人的な空間によって侵入したことがないよう、また、刺激は慎重に、参加者の場所の周りに境界ボックスの外側に配置された。
4。ポイントとヘッドトラッキングを見る。
ダイビングの角度は、座った位置からの参加者が正しい前方を向いた角度を持っていたように設定した。これは、参加者の間で高さの変動を制御し、そして私たちの生理的なレコーディングに動きのアーチファクトを最小限に抑える。参加者が前方に直面し、できるだけ少ない移動するように指示され、これはまた、参加者が探していた場所のために制御され、したがって、一貫性のある刺激と参加者の間でコンテキストの露出を維持した。我々は、彼らが正しい視点でシーンを表示していた保証するために、参加者が着用している3Dゴーグルでヘッドトラッキングデバイスをオンにすることを選んだ。ヘッドトラッキングがのために選出されていない場合、左または右にヘッドの移動が正しくオブジェクト(例えば、オブジェクトが歩いた参加者としてDIVEの画面上で曲がって表示される)の世界に現れたか塞いではない。のために選出された頭部の追跡で、我々は環境の機能が通常の比率を保持し、実験期間中にダイブの6枚の壁のそれぞれで正しく描画されていることを確認してください可能性があります。
5。データ収集。
恐怖条件付け8の私達の標準的な実験のバージョンでは、16個の刺激提示は、プレゼンテーションのソフトウェアパッケージでプログラムされたコンピュータのスクリプトによって制御されていました。ラボと仮想環境間の一貫性を維持するために、我々は(図1を参照)DIVEのキューブをホストしている制御室で制御用コンピュータへのコードの形式で私たちの標準的な恐怖の取得と絶滅のスクリプトをインポートする。パラレルポートのコードは、ヘビ、クモ、および電気刺激のオンセットのプレゼンテーションなどの個別のイベントを、通知する数値コードの生成されたリストを送信するように設定されていました。私たちの設計では、Virtoolsはパラレルポートの値を設定するカスタムC + +プログラムにオープンサウンドコントロールメッセージ(OSC 17)OSC / UDPメッセージを送信します。私たちのC + +プログラムはOSCpack 18ライブラリを使用しています。
BIOPACのデジタル入力は、コンピュータのパラレルポートに接続されています。 SCRデータは、正規化、パラレルポート経由でBIOPACからラップトップコンピュータ上で収集し、特定のパラメータ(詳細は上記参照)内に、CS + / CS -及び米国オンセットに計算されます。シーンをレンダリングし、ナビゲーションの制御に加えて、Virtools社はまた、ユーザイベント(ボタンの押下)をログに記録するために使用されます。要約すると、実験中に、メッセージはパラレルポートを介してBIOPACシステムにマスタコンピュータから送信されます。 Virtoolsは、直接コンピュータのパラレルポートと通信できないため、小規模なC + +プログラムはVirtoolsからOSCメッセージをリスンし、パラレルポートに送信します。
The authors have nothing to disclose.
我々は、模式図のためにマヤとエリック·モンソンのVirtoolsの3次元の世界を作るに彼女の仕事のためホルトントンプソンに感謝。研究はKSLにNCH、とNIDAにF32 MH078471 RO1 DA027802ポスドクNIHによって部分的に後援した。 DIVEは、NSF BCS – 0420632によって賄われていた。