Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

الإنسان تكييف الخوف التي أجريت في واقع كامل الأبعاد 3 - الغمر الظاهري

doi: 10.3791/1993 Published: August 9, 2010

ERRATUM NOTICE

Summary

وقد تم تكييف هواء الخوف النموذج الكلاسيكي للمشاركين في إعداد الإنسان حقيقة واقعة تماما الظاهري غامرة. تم قياسها باستخدام نموذج التمييز ، مكيفة الخوف ، جديلة والسياق الاحتفاظ الذاكرة ، وانقراض مع استجابة الجلد للتصرف الثعابين والعناكب دينامية الظاهري (للمحفزات مشروطة) في الإطارين الظاهري متميزة.

Abstract

تكييف الخوف هو نموذج يستخدم على نطاق واسع في مجال البحوث الحيوانية غير البشرية للتحقيق في الآليات العصبية الكامنة وراء الخوف والقلق. ويتمثل التحدي الرئيسي في إجراء دراسات تكييف في البشر هو القدرة على التلاعب بقوة أو محاكاة السياقات البيئية التي ترتبط مع السلوكيات العاطفية مكيفة. في هذا الصدد ، الواقع الافتراضي (VR) التكنولوجيا هي أداة واعدة. حتى الآن ، وتكييف هذه التكنولوجيا لتلبية القيود التجريبية تتطلب مساكن خاصة. هنا نتناول قضايا المنهجية عند إجراء تكييف الخوف في بيئة تماما غامرة VR 6 من جانب وتقديم بيانات تكييف الخوف.

في العالم الحقيقي ، والأحداث المؤلمة تحدث في البيئات المعقدة التي تتكون من العديد من الاشارات ، وإشراك جميع طرائق عملنا الحسية. على سبيل المثال ، العظة التي تشكل التكوين البيئي تشمل ليس فقط العناصر البصرية والسمعية ولكن ، حاسة الشم ، واللمس حتى. في دراسات القوارض من الحيوانات في ظروف الخوف ومغمورة تماما في سياق غني مع اشارات الرواية ، واللمس والشم البصرية. ومع ذلك ، عادة ما تجري اختبارات معملية في ظروف قياسية من الخوف في البشر في غرفة لا يوصف أمام شاشة الكمبيوتر أو شقة 2D و لا تعقيد تكرار تجارب العالم الحقيقي. من ناحية أخرى ، وجود قيود كبيرة من الدراسات السريرية التي تهدف إلى الحد من (إطفاء) الخوف ومنع الانتكاس في اضطرابات القلق هو أن تحدث بعد العلاج المشاركين قد حصلت على الخوف في سياق غير المنضبط وغير معروفة الى حد كبير. وبالتالي يتم ترك دون المجربون من المعلومات حول مدة التعرض ، والطبيعة الحقيقية للتحفيز ، والعظة الخلفية المرتبطة بها في البيئة 1. في غياب هذه المعلومات يمكن أن يكون من الصعب إطفاء حقا الخوف في آن معا جديلة والتي تعتمد على السياق. بيئات الواقع الافتراضي معالجة هذه القضايا من خلال توفير تعقيد العالم الحقيقي ، وفي الوقت نفسه السماح للمجربين لتقييد تكييف الخوف والمعلمات إلى الانقراض العائد البيانات التجريبية التي يمكن أن تشير إلى خيارات أفضل علاج و / أو تحليل الفرضيات الآلي.

طورنا من أجل اختبار الفرضية التي قد تكون غنية ترميز تكييف الخوف ومحددة السياق عندما أجريت في بيئة غامرة تماما ، الواقع الافتراضي متميزة 3 - D السياقات التي شهدت المشاركين تكييف الخوف من الثعابين الظاهري أو العناكب. الاشارات السمعية شارك في حدث مع CS من أجل إثارة المزيد من ردود توجيه وشعور "الوجود" في المواد 2. خدم الجلد استجابة تصرف يعتمد كمقياس للاحتفاظ الخوف اقتناء الذاكرة ، والانقراض.

Protocol

المحفزات ألف وتصميم العمل

1. التصميم العام.

درسنا التأثيرات السياقية على اكتساب الخوف والاحتفاظ الذاكرة على مدى يومين. هذا التصميم هو بالتوازي مع دراسات القوارض التي تشكل عمليات الدمج العصبية الحيوية من تكوين الذاكرة طويلة المدى (3) والحالات الطارئة في العالم الحقيقي الذي يتم تعلمه الخوف على مسافة زمنية من العلاج والخبرات إعادة التعرض. ووجهت محفزات مشروطة الحيوي (CS) (الثعابين والعناكب تتحرك) في بيئة افتراضية تماما غامرة المعروف باسم البيئة ديوك غامرة الظاهري (دايف) ، وكانت تقرن مشروط مع تقديم التحفيز الكهربائي المعصم. وكان يعمل في ظروف الخوف الداخلي الفرق باستخدام الجلد استجابة تصرف (SCR) كتدبير تعتمد على الخوف. هنا نظهر الخوف مكيفة واللاحقة الاحتفاظ الذاكرة التي تم اختبارها على مدى يومين في الغوص في المشاركين صحية 26 من الذكور والإناث ، تتراوح أعمارهم بين 18-30 عاما من العمر في جامعة ديوك. وتمت الموافقة على هذا البروتوكول وفقا لمعايير الاتحاد الدولي للرجبي جامعة ديوك.

2. تعيين مشارك حتى في الغوص.

الغوص هو مغلق تماما ، وستة من جانب و3M 3M خ خ 3M ، مرة أخرى ، من المتوقع حقيقة افتراضية (VR) البيئة. يقع الغوص في المكعب بناؤه خصيصا 30ft (غرفة التحكم (VisRoom) ، الشكل 1) في مركز للهندسة التخصصات ، والطب والعلوم التطبيقية في جامعة ديوك. أجري تكييف الخوف في الغطسة كما هو موضح أعلاه.

وكان يجلس المشاركون في مركز الغوص تواجه الأمام مع رئيس تعقب على النظارات 3 - D. يتم أخذ المشاركون على المشي "ثابت ظاهري من خلال البيئة المعينة في كل مرحلة تعليمية حيث واجه الظاهري الثعابين والعناكب. وقد جاءت هذه القيود وضعي لتجنب الدوخة ، وحساب التباين في الارتفاع ، والسيطرة على كمية من سياقها والتعرض بين التحفيز المشاركين ، وضمان أن يتم تحديث واقعية عن حركة العرض البصري وفقا للمشاركين من خلال السيناريو.

3. التمييز هواء الداخلي.

كان يعمل إجراء تمييز ، والذي عزز جزئيا عرض CS البصرية واحد (40 ٪ معدل التعزيز) عن طريق تحفيز التعاون إنهاء الكهربائية ، ودون شروط التحفيز (الولايات المتحدة) خلال مرحلة الاستحواذ. وكلف المشاركون إلى واحد من الشروط 2 : اقتناء الخوف من الثعابين أو العناكب الظاهري الظاهري. ويشار إلى أن المحفزات عززت المقترنة مع الولايات المتحدة على أنها "CS + في حين أن غيرها من التحفيز البصري" CS - "هي المفردة بشكل صريح كعنصر تحكم ، و+ CS - CS وعشوائيا وازنت بين كافة المجموعات.

4. المحفزات مكيفة.

كانت المحفزات الحيوية الثعابين والعناكب التي تظهر منفردة في الوسط ووسط الشاشة أمام الغوص لمدة 4 ثوانى. حدث هذا التعاون مع التحفيز السمعي مما يشير الى ظهور الثعابين أو العنكبوت لتنبيه المشاركين إلى وجود حافز الرواية في البيئة (أو صوت حشرجة التنصت على التوالي). تم إنشاء المشهد الظاهري مع الثعابين والعناكب الإعلانية باستخدام MAYA برامج الرسوم المتحركة والبرامج المستوردة إلى Virtools (Virtool SA ، الشركة سلوك ، باريس ، فرنسا) للعرض في الغوص.

5. المحفزات دون شروط.

تم تعديل التحفيز الكهربائي قبل بدء التجربة وفقا لمستوى التسامح في كل موضوع بغية تسهيل المقارنات المجموعة والقضاء على التأثيرات المربكة من مجمل الخلافات مستوى الاستثارة عبر المجموعات 4 و 5. وقد تم اختيار مستوى التحفيز من كل مشارك أن يكون له أو لها تصور مزعج للغاية "ولكنها مؤلمة لا تستخدم إجراء الدرج الصاعد. الجهد كان من المقرر في البداية على مستوى منخفض من 30 الخامس وزيادة في العلاوات من 5 وحتى الخامس من المشاركين أشار إلى أن وقد وصلت الى مستوى التسامح دون التسبب في الألم كانت تدار تحفيز (200 ميللي ثانية مدتها ألقاها في 30-50 هرتز) transcutaneously على العصب المتوسط ​​في الرسغ المشاركين المهيمن من قبل القطب سطح تحفيز ثنائي القطب (21 ملم تباعد القطب : غراس - Telefactor وقد تم تأمين نموذج FE 10S2 ، وست وارويك ، ري) ، ويؤدي الكهربائي بواسطة رباط المطاط وكانت تعلق على العشب - 9 - SD Telefactor منشط يؤدي عبر الكابلات المحورية التي كانت محمية وترتكز من خلال مرشح الترددات الراديوية. هلام المالحة ومقرها كما تم استخدام موصل بالكهرباء (انظر الشكل 2) وقال المشاركون انه سيتم تسليم جميع البقول في نفس الكثافة : (باركر مختبرات ، فيرفيلد ، نيو جيرسي سيغما جل).

6. التدريب مراحل.

ووصف التجربة هنا أجريت في جلستين مع تأخير 24 ساعة. خلال التنوبر الدورة ، وتألفت لفترة أولية مدتها 4 التعود التجارب من كل نوع CS عرضها في خلفية رمادية في 3 - D الانغماس الكامل ولكن دون تقديم التعزيز أو العالم الافتراضي في التدريب أو الاختبار الذي حدث. هذه المرحلة يسمح للتأقلم مع البيئة التجريبية في الغوص والحد من توجيه الردود على محفزات مشروطة. مباشرة بعد مرحلة التعود ، وتألفت في مرحلة اكتساب الخوف من المحاكمات 16 اختلط من كل نوع CS ، الذي CS - يرد وحده و 5 من المحاكمات 16 + CS عززت هي. ما يقرب من 24 ساعة في وقت لاحق ، وقعت اختبار للاحتفاظ الذاكرة وتدريب الانقراض. وتتألف هذه المرحلة من 16 تجربة من كل نوع CS مع عدم وجود الولايات المتحدة ، في سياق الظاهري الذي كان إما نفس أو مختلفة من الخوف سياق اقتناء (وازنت بين المشاركين). كان واحدا سياق بيئة داخلية (داخل سياق مفروشة ، شقة A) والسياق الآخر هو بيئة في الهواء الطلق (المسرح الحي ، وباء السياق). الموضوعات عشوائيا إلى مجموعة تجريبية ، والتي تحدد ترتيب عرض السياق على أيام 1 و 2. تم تعيين إما لأنها في حالة السياق نفسه (AA أو BB) أو شرط التحول السياق (AB أو بكالوريوس). وتمت مطابقة طول المسار وبالطبع من أجل التناسق بين العوالم الافتراضية ، وكذلك عدد من الكائنات والتنسيب / المحفزات ضمن بيئات مختلفة.

7. التجريبية معلمات.

وكان الفاصل الزمني بين محاكمة 14 ± 2 ثانية. وكان تسلسل CSS المزيف ، رهنا القيد الذي لا يزيد عن 2 محاكمات CS يحدث نفس التوالي (لتجنب الخلط بين الحث حالة قلق والمتوقع المعرفية). تم استخدام التعزيز الجزئي (40 ٪) من + CS تأخير الانقراض السريع الذي يحدث عادة في البشر المشاركين التالية التعزيز + 100 ٪ CS 6،7. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر التعزيز الجزئي للطوارئ في ظروف أكثر واقعية إلى حد أن الأحداث مكره لا تحدث دائما بعد التحفيز يخشى.

8. تعليمات مهمة.

قبل كل مرحلة تجريبية ، وأبلغ المشاركين حول ميزات التصميم التالية : التي قد يتعرضون لها الثعابين والعناكب المتحركة في بيئة افتراضية ، وسوف يتم يهتدون من خلال المشي في بيئة افتراضية على طول مسار ثابت ، وأنها قد تحصل على التحفيز الكهربائي المعصم على المستوى الذي تم تعيينه قبل تكييف في أي وقت خلال الدراسة. وصدرت تعليمات لهم مواجهة مباشرة إلى الأمام ، ويحضر إلى صور الثعابين والعناكب التي قدمت في وسط الشاشة الأمامية ، وذكروا أنهم لم يكن لديه أي سيطرة على حركتها الخاصة عبر العالم أو حدوث التحفيز الكهربائي. كما أبلغ بأنهم يمكن أن ينهي الدراسة في أي وقت وبدون عقوبة لهم.

قياسات باء Psychophysiological

1. جمع البيانات.

واستخدمت كمقياس SCR تعتمد على الخوف ، كما هو موضح سابقا 4 ، 6. وقد سجلت SCR عبر نظام الرصد psychophysiological (BIOPAC الأنظمة ، وسانتا باربرا ، كاليفورنيا). تم رصد SCR من الفضة والفضة كلوريد مسرى الأقراص التي توليها الأشرطة فيلكرو إلى السلاميات المتوسطة من الأرقام 1 و 2 من جهة غير المهيمنة. وقد استخدم جل المالحة على أساس (سيغما جل) بوصفها موصل بالكهرباء. وصدرت تعليمات للحفاظ على موضوعات لا تزال أيديهم لتجنب الآثار الحركة في القطب تسجيل SCR. يؤدي وصل BIOPAC نظام تسجيل الفسيولوجية التي تقع خارج الغوص في غرفة التحكم. نظام BIOPAC يتزامن مع عرض الحوافز تشغيل الكمبيوتر Virtools البرمجيات. الشكل 1 يوضح أحد المشاركين في الغوص ، ومنغمسة في السياق ألف والتقني إعداد للكمبيوتر التحكم (Virtools وتوليد النصي) ، موضحة BIOPAC (SCR) ، ومحفز كهربائي في الشكل 2.

وكان تصرف عينات الجلد عند 200 هرتز ، وتضخيمها ، والمخزنة حاليا للتحليل باستخدام البرمجيات AcqKnowledge (BIOPAC الأنظمة ، وسانتا باربرا ، كاليفورنيا). Virtools برنامج يتحكم في عرض الحوافز والمثيرات مولد الصدمة عن طريق الصكوك الوطنية DIO - 24 بطاقة الحصول على البيانات (أوستن ، تكساس). وlowpass تصفية الموجات المسجلة باستخدام إطار بلاكمان (تردد قطع = 31 هرتز) وتلطيف ما يزيد على 3 نقاط البيانات المتتالية. وكانت استجابة الجلد سعة تصرف وقتا لتأمين بداية كل CS النسبية والولايات المتحدة إلى خط ما قبل حافزا للاشتقاق قياس تعتمد على الخوف ومكيفة دون شروط ، على التوالي 4-6 و 8. لإدراجها في تحليل البيانات ، وضعت المعايير التالية : الكمون = 1 -- 4 ثانية ، ومدة = 0،5-5 ثانية ، والسعة الحد الأدنى = 0.02 سيمنز الدقيقة (ميكرو ثانية). وسجل الاستجابات التي لا تستوفي هذه المعايير على أنه صفر.

2. Analysوقرار مجلس الأمن.

لأنه عادة ما تميل باتجاه الصفر SCR البيانات ، والبيانات الجذر التربيعي حولت قبل التحليل الإحصائي للوصول الى التوزيع العادي. وقد انهارت البيانات من كل نوع CS (الثعابين الظاهري أو العناكب) في "مطلع" و "الراحل" كتل محاكمة كل مرحلة ، كما تعلم تختلف عادة عبر الزمن في كل مرحلة التعلم. واستخدمت المتكررة التدابير تحليلات التباين (ANOVA) لحساب بالفروق في تكييف ردود تصرف الجلد بوصفها وظيفة من التعلم المرحلة ونوع CS كما ضمن الموضوعات المتغيرات (اقتناء المتأخرة (CS + ، CS -) ، وانقراض المبكر أو المتأخر (CS + ، CS --) وتعيين السياق (نفس أو Shift) حيث تم تطبيع بين الموضوعات - متغير بيانات بقسمة قيم استجابة مشروطة كل محاكمة من قبل كل المشاركين بها الولايات المتحدة ردا على أقصى قدر من التحفيز المعصم (على أي محاكمة) لمراعاة الاختلافات الفردية. في الاستجابة واستبعاد غير المستجيبين حسبت (الأفراد الذين يظهرون SCRs ضئيلة أو معدومة) ، وللتصور البيانات في الشكل 3 الفرق عشرات SCR بمثابة مؤشر للتعلم من خلال طرح الردود على كتل محاكمة CS - من تلك CS + عبر. وفقا لهذا الاجراء ، وعشرات الفرق من الصفر تعكس عدم التعلم ، في حين أن عشرات الفرق فوق الصفر تعكس تعلم استجابة الخوف ، ولكن لتحديد إحصائيا الاحتفاظ الخوف السياقية كما هو مبين في الشكل (3) وتحسب للطالب اختبار t على القيم SCR ل و+ CS و CS - في. الانقراض في وقت مبكر يوم 2 بوصفها وظيفة من التلاعب السياق (مقابل نفس السياق سياق التحول بمثابة تحليل بين مجموعات)

جيم وصف أجهزة النظام

ويستند الغوص جامعة ديوك النظام على الواقع الافتراضي المتوقع تصميم "كهف" 9. نظام دايف هو 3 متر x 3 متر م 3 غرفة فيها كل 6 "الجدران" (4 الجدران والسقف والأرضية) وتظهر الصور الكمبيوتر المجسامي بواسطة الإسقاط الخلفي. كل جدار وجهاز عرض DLP (S كريستي الرقمية ميراج +2 K ، التي تعمل في 1056x1056 @ 110 هرتز 10) والذي بدوره يسيطر عليها جهاز كمبيوتر مخصص تقديم (ويندوز XP المزدوج الأساسية 2.0 غيغاهرتز مع quadro بطاقات الرسومات نفيديا 3000FX - G). جدار واحد الشرائح مفتوحة للسماح بالوصول إلى والخروج من الغوص.

يتم التحكم في أجهزة الكمبيوتر التي تجعل 6 كمبيوتر الرئيسي الذي يتواصل لنظام التتبع (IS - 900 Intersense 11) ، ويتحكم في نظام الصوت ، ويرسل نبضة من خلال المنفذ المتوازي إلى نظام الصدمة الكهربائية. ويتيح نظام تعقب الموقع والمعلومات 3D التوجه للرئيس المشارك وظائف اليد. وتقدم رؤية المجسامي النشط من خلال الكريستال السائل نظارات المصراع (CrystalEyes 3 12). تتم مزامنة أجهزة الكمبيوتر سبعة (تقديم أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر الرئيسي 6) على حدود إطار الصورة من خلال القدرة (G - مزامنة) genlock من بطاقات الرسومات NVIDIA.

D. برامج الوصف

تكييف الخوف والسياقات اختبار الاحتفاظ لهذه التجربة يتكون من العالمين الظاهرية المختلفة التي يتم من خلالها اتخاذ المشاركين في جولة برفقة مرشدين. وعلى غرار العوالم الافتراضية باستخدام حزمة النمذجة 3D مايا 13. ويقتصر التنقل إلى مسار ثابت مشابه في جميع العوالم الافتراضية. وتسيطر الحركة على طول هذا المسار من خلال برنامج Virtools النظام 14. Virtools هو محرك اللعبة مصممة أساسا لسطح المكتب أو الخبرة المستندة إلى الويب. من خلال التمديد للVRPack Virtools ، ومن المتوقع أن العوالم الافتراضية في الغوص.

Virtools يتصل مع نظام لتتبع واقع من خلال الشبكة الطرفية الظاهرية (VRPN 15) ، ومكتبة مفتوحة المصدر. VRPN تسجيلات موقع الرأس واليد وتوجيه المشاركين وكذلك زر معلومات صحافية. Virtools يستخدم المعلومات رئيس تتبع لجعل المشهد 3D في المنظور الصحيح للمشارك.

الشكل 1
الشكل 1. التخطيطي من غرفة التحكم (VisRoom) ودايف مكعب مع أحد المشاركين الإنسان يعاينون المشهد الظاهري.

الشكل 2
الشكل 2. رسم تخطيطي للمشترك مع أقطاب تصرف الجلد على اليد اليسرى قياس الاستجابات ومنشط للمؤثرات طورية. الأقطاب الكهربائية هي محفز على المعصم الأيمن. BIOPAC بجمع البيانات عن طريق الاعتراف الفسيولوجية البرنامج على جهاز كمبيوتر محمول. يتم إرسالها عبر رموز OSC من جهاز الكمبيوتر المكتبي حيث يولد Virtools البرامج النصية الواقع الافتراضي المتوقع في الغوص.

الشكل 3
الشكل 3. مقارنة تملك الخوف والانقراض في الغوص ومختبر. استجابة الفرق المواصلة بالبشرة (SCR) + / -- SEM المشاركين في المكيفة واختبارها على مدار 24 ساعة في وقت لاحق في العملatory أو الواقع الافتراضي (دايف). ويوضح الرسم يعادل اكتساب الخوف والانقراض في المشاركين في الغوص والدراسات المختبرية. السياق نفسه (ن = 12) في يوم الاختبار 2 في غلة دايف أكثر قوة الذاكرة الاحتفاظ الخوف مع تغيير نسبي في سياق (ن = 14) تقاس SCR إلى + CS ، في عدد المشتركين لدينا دايف ولكن ليس في مختبرنا المشاركين ، * ع = 0.05 .

Discussion

1. النتائج

تم العثور على اقتناء ما يعادل الخوف داخل الدورة والانقراض عبر مجموعات (الشكل 3). هذه البيانات تشير إلى أنه لا يمكن أن يؤديها دراسات موثوق بها ومفيدة في ظروف الخوف ضمن قيود وقدرات بيئة غامرة تماما. وعلاوة على ذلك نحن أيضا قوية تثبت الذاكرة السياقية الخوف في نفس السياق المشاركين الاحتفاظ الخوف في الغطس (المشاركين الذين بقوا في السياق نفسه لأيام 1 و 2 ، نسبة إلى أولئك الذين شهدوا تحولا السياق). الإبقاء على الخوف هو أقوى في الغوص مما لوحظ في أحد المختبرات التقليدية المتطابقة نموذج 16 (انظر الشكل 3). مع الإعداد VR غامرة ، لا يستطيع المرء أن يدرس والتلاعب بيئات غنية المحتوى لبحث عمليات الذاكرة التقريرية في البشر ، وخلافا لما ورد في المختبر حيث الإعداد واقعية التلاعب السياق المتعدد الوسائط يصعب تحقيقه. أخيرا ، يمكن بسهولة أن العالمين VR استدار لاستخدامها بالاقتران مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) باستخدام نظارات مجسمة VR لإجراء تحليل الدماغ التنشيط خلال الترميز أو استرجاع اكتساب الخوف ، والانقراض ، والانتكاس. ويمكن استخدام هذه المنهجية لجسر القوارض والنتائج السريرية في الخوف والقلق.

2. السيطرة على السياق ، والتعرض التحفيز في الواقع الافتراضي.

وهناك قضية رئيسية مع استغلال VR للاستخدام التجريبي هو أيضا قوتها. تحديدا ، تماما غامرة VR يوفر التعقيد ، ويفند ، والحرية في العالم الحقيقي. على سبيل المثال ، في الحياة الحقيقية ، وضحايا الصدمات التجربة حافزا مكره في سياق مقابل مبلغ غير معروف من الوقت. تعرض السياقية ، ملامح محددة ومدخلات الحسية الأخرى التي حضرها أيضا غير معروف ، أو confirmable لا. وعلى نفس المنوال ، إذا كان لنا أن تسمح للمشاركين لاستكشاف بحرية في البيئات الافتراضية ونحن لن تكون قادرة على حساب السياق أو التحفيز وقت التعرض أو مدتها. على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن المشاركين المشي بسرعة كبيرة ، وسيغيب 3 من أصل 4 عروض + CS. آخر قد استكشاف سوى غرفة واحدة في الشقة الظاهري. وبالمثل ، إذا لم يتم تحديد عرض الحوافز في وسط الشاشة ، حيث يتم توجيه أنظار قبل البدء ، وسوف يغيب عن المشاركين تجنب أو العروض CS. وكان لدينا الحل لهذه يفند المحتملة لنقل المشاركين في جولة ، ويجلس كل بيئة من الاسترشاد بسعر تسمح فاصل زمني محدد interstimulus (ISI) ومدة التحفيز. يمكننا ثم استخراج بيانات قابلة للمقارنة SCR من نقاط زمنية محددة وأماكن معينة عبر جميع المشاركين (على سبيل المثال ، والاستجابات ل+ CS ، الولايات المتحدة ، والمحفزات CS -). واجهت صعوبات بعد اتخاذ هذا القرار وشملت ايجاد شكل المسار ، وطولها ، ومعدل الحركة التي لن يسبب الغثيان أو التنافر المخصوص للمشارك ، ويشعرون بعد التمشي المناسب لتقليد البيئة الطبيعية من خلال الرواية.

3. تنفيذ المعيار المعلمات تكييف الخوف إلى نظام VR.

لمحاكاة واقعية مشروطة المحفزات الثعابين والعناكب وصممت بعد الحياة البرية الصور. وعلى غرار لأول مرة الثعابين والعناكب في المايا ، والنمذجة الحاسوبية 3D الرسومات والصور المتحركة حزمة برامج ومن ثم استيرادها إلى نظام VR. فعلنا ذلك لأن التأليف Virtools هو الواقع الافتراضي النظام ، وليس تطبيق النمذجة. ولذلك فإنه يفضل استخدامه لتشغيل نظام VR وإضافة إلى التفاعل والملاحة مشهد. على وجه التحديد ، في MAYA أنشئت أربعة الحركات مختلفة لكل نوع CS (مثل الأفعى الملتفة ، عنكبوت يمر عبر الكلمة ، والأفعى الإندفاع إلى الأمام مع فتح الفم) ثم استيرادها إلى Virtools.

قبل استيراد النماذج الحية الديناميكية والعنكبوت في Virtools من المايا ، تم إنشاء مسار في Virtools لتوجيه المشاركين حول البيئة في أزياء تعميما على نحو سلس بحيث يسمح لأخذ عينات من البيئة على مدار ال 32 عروضا مشروطة خلال التحفيز الخوف تكييف. شكل المسار هو نفسه لكل من العوالم الثلاثة لدينا الظاهري. تم إنشاء الطريق إلى وقف لمدة أربع ثوان لكل عرض الحوافز ، وكان الفاصل الزمني interstimulus 11 + / -- 4 ثوان خلالها هذا الموضوع كان يتحرك ببطء (الاسترشاد) من خلال البيئة. وتم تحديد هذا الفاصل الزمني من وجهة نظرنا السابقة الخوف تكييف التجارب في المختبر 8 ، 16 لأنه يسمح للانتعاش من الجلد استجابة تصرف بين العروض التحفيزية. ثم وضعت على طريق المحفزات في النقاط المحددة من قبل المعلمات التوقيت. خلق هذا الإعداد التحفيز محددة والعطف السياق (على سبيل المثال ، ثعبان الانزلاق على طاولة غرفة الطعام ، عنكبوت يتجول في الساق صوفا) ، والتي يمكن بحثها في وقت لاحق يمكن للذاكرة صريحة. وكانت المحفزات مباراة شبه عشوائية من خلال النصوص. وبدا جميع العروض التحفيزية في منتصفأمام الشاشة لمنع المشاركين من الحاجة إلى البحث عن التحفيز. قدم لنا هذا مع قدر من الوقت للرقابة التعرض التحفيز ، وموقعا سياق محدد. واحد الحد من وجهة النظر إلى الأمام هو أنها لا تستفيد من كامل قدرات النظام غامرة (على سبيل المثال ، والثعابين لا يمكن أن يدخل الغرفة من وراء مشارك). بالإضافة إلى ذلك ، وضعت بعناية المحفزات خارج مربع حول موقع الحدود المشاركين بحيث الثعابين والعناكب أبدا مستلبة الفضاء المشاركين الشخصية.

4. وجهة نظر وتتبع الرأس.

تم تعيين زاوية الغوص حتى من وضع الجلوس المشترك كان الزاوية الصحيحة التي تواجه الأمام. الخاضعة للرقابة لهذا التفاوت في الارتفاع بين المشاركين ، والتقليل من الآثار على الحركة لدينا تسجيلات الفسيولوجية. وصدرت تعليمات للمشاركين لمواجهة التحرك إلى الأمام ، وأقل قدر ممكن ، وهذا أيضا لرقابة المشاركين كانوا يبحثون فيها ، وبالتالي الحفاظ على التحفيز والتعرض سياق متسق بين المشاركين. اخترنا لتشغيل جهاز تتبع رئيس في نظارات 3D يرتديها المشاركين لضمان انهم يعاينون المشهد مع المنظور الصحيح. إذا لم تتبع رئيس ينتخب لحركة الرأس إلى اليسار أو اليمين وتسد بشكل صحيح ليس كيف ظهرت الكائنات في العالم (على ما يبدو مصممة على شاشات مثل الكائنات في الغطسة كمشاركين مشى من خلال). تتبع مع رئيس ينتخب ل، يمكننا التأكد من أن الميزات في بيئة احتفظت نسبها الطبيعية وضعت بشكل صحيح وعلى كل من جدران ستة من الغوص لمدة التجربة.

5. جمع البيانات.

لدينا مختبر في الإصدار القياسي من تكييف الخوف 8 ، 16 كان يسيطر عرض الحوافز التي النصي الكمبيوتر المبرمجة في عرض حزمة البرامج. نحن المستوردة من أجل الحفاظ على التناسق بين المختبر والبيئة الافتراضية ، لدينا معيار الخوف اقتناء والانقراض النصية في شكل رمز لمراقبة جهاز الكمبيوتر في غرفة التحكم الذي يستضيف المكعب الغطس (انظر الشكل 1). تم تعيين رمز المنفذ المتوازي لإرسال قائمة ولدت من الرموز الرقمية للإشارة إلى أحداث مميزة ، مثل العروض من الثعابين والعناكب ، وonsets التحفيز الكهربائي. في التصميم لدينا ، Virtools يرسل التحكم في الصوت فتح الرسالة (OSC 17) OSC / UDP رسالة إلى العرف برنامج C + + الذي يحدد قيمة المنفذ المتوازي. لدينا برنامج C + + يستخدم OSCpack 18 مكتبة.

يرتبط إدخال BIOPAC الرقمية إلى الكمبيوتر المنفذ المتوازي. يتم جمع البيانات SCR على جهاز الكمبيوتر المحمول من BIOPAC عبر المنفذ المتوازي ، ثم تطبيع ، ويراد بها CS + / CS - onsets والولايات المتحدة ضمن معايير محددة (انظر أعلاه للحصول على التفاصيل). بالإضافة إلى تقديم المشهد ، والسيطرة على الملاحة ، ويستخدم أيضا Virtools لتسجيل أحداث المستخدم (تضغط على زر). باختصار ، خلال التجربة ، ويتم إرسال الرسائل من الكمبيوتر الرئيسي إلى نظام BIOPAC من خلال المنفذ المتوازي. لأن Virtools لا يستطيعون التواصل مع المنفذ المتوازي على الكمبيوتر مباشرة صغير برنامج C + + يستمع لرسالة من OSC Virtools ثم يحيله إلى المنفذ المتوازي.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgments

نشكر هولتون تومسون لعملها في خلق Virtools 3 - D في العالمين مايا مونسون واريك لرسومات تخطيطية. وقد رعت البحث في جزء من المعاهد الوطنية للصحة إلى ما بعد الدكتوراه F32 MH078471 NCH ، والنداء RO1 DA027802 إلى كسل. ومولت من قبل الغوص NSF BCS - 0420632.

References

  1. Mineka, S., Zinbarg, R. A contemporary learning theory perspective on the etiology of anxiety disorders: It's not what you thought it was. Amer. Psychol. 61, 10-26 (2006).
  2. Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. From presence to consciousness through virtual reality. Nat. Rev. Neurosci. 6, 332-339 (2005).
  3. McGaugh, J. L. Memory--- a century of consolidation. Science. 287, 248-251 (2000).
  4. LaBar, K. S., Cook, C. A., Torpey, D. C., Welsh-Bohmer, K. A. Impact of healthy aging on awareness and fear conditioning. Behav Neurosci. 118, 905-915 (2004).
  5. LaBar, K. S., Phelps, E. A. Reinstatement of conditioned fear in humans in context dependent and impaired in amnesia. Behav Neurosci. 119, 677-686 (2005).
  6. LaBar, K. S., Gatenby, J. C., Gore, J. C., LeDoux, J. E., Phelps, E. A. Human amygdala activation during conditioned fear acquisition and extinctions: a mixed trial fMRI study. Neuron. 20, 937-945 (1998).
  7. Phelps, E. A., Delgado, M. R., Nearing, K. I., LeDoux, J. E. Extinction learning in humans: role of the amygdala and mPFC. Neuron. 43, 897-905 (2004).
  8. Zorawski, M., Cook, C. A., Kuhn, C. M., LaBar, K. S. Sex, stress, and fear: individual differences in conditioned learning. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 5, 191-201 (2005).
  9. Cruz-Neira, C., Sandin, D., DeFanti, T. Surround-screen projection-based virtual reality: The design and implementation of the CAVE. Acm. Siggraph. Proc. 93, 135-142 (1993).
  10. Christie: Mirage 2000 - SXGA 2000 Lumen Active Stereoscopic Projector [Internet]. Cypress (CA): Christie Digital Systems . Available from: http://www.christiedigital.com/AMEN/Products/mirage200038DMD02312 (2010).
  11. Intersense: Sensing Every Move [Internet]. InterSense, Inc.; IS-900 Systems. Billerica (MD). Available from: http://www.intersense.com/IS-900_Systems.aspx (2010).
  12. RealD: The New 3D [Internet]. RealD; CrystalEyes 3. Beverly Hills (CA). Available from: http://www.reald.com/Content/contact.aspx (2010).
  13. Wikipedia: The Free Encyclopedia [Internet]. Wikimedia Foundation, Inc.; Autodesk Maya. San Francisco (CA). Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Autodesk_Maya (2010).
  14. Dassault Systemes [Internet]. Dassault Systemes.; 3DVIA Virtools. Velizy-Vilacoublay, France. Available from: http://a2.media.3ds.com/products/3dvia/3dvia-virtools/ (2010).
  15. VRPN 07.26: Virtual Reality Peripheral Network [Internet]. University of North Carolina at Chapel Hill, Department of Computer Science. Chapel Hill (NC). Available from: http://www.cs.unc.edu/Research/vrpn/index.html (2010).
  16. Huff, N. C., Hernandez, J. A., Blanding, N. Q., LaBar, K. S. Delayed extinction attenuates fear renewal and spontaneous recovery in humans. Behav. Neurosci. 123, 834-843 (2009).
  17. Wikipedia: The Free Encyclopedia [Internet]. Wikimedia Foundation, Inc.; Open Sound Control. San Francisco (CA). Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Open_Sound_Control (2010).
  18. Oscpack: A simple C++ Packet Manipulation Library [Internet]. oscpack. Available from: http://www.audiomulch.com/~rossb/code/oscpack/ (2010).

Erratum

Formal Correction: Erratum: Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality
Posted by JoVE Editors on 03/28/2011. Citeable Link.

A correction was made to Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality. There was an error with an author's name. The author's last name had a typo, this was corrected to:

David J. Zielinski

instead of:

David J. Zeilinski.

الإنسان تكييف الخوف التي أجريت في واقع كامل الأبعاد 3 - الغمر الظاهري
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Huff, N. C., Zielinski, D. J., Fecteau, M. E., Brady, R., LaBar, K. S. Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality . J. Vis. Exp. (42), e1993, doi:10.3791/1993 (2010).More

Huff, N. C., Zielinski, D. J., Fecteau, M. E., Brady, R., LaBar, K. S. Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality . J. Vis. Exp. (42), e1993, doi:10.3791/1993 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter