Login processing...

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

Neuroscience

मानव भय पूर्ण विसर्जन 3 आयामी आभासी वास्तविकता में आयोजित कंडीशनिंग

doi: 10.3791/1993 Published: August 9, 2010

ERRATUM NOTICE

Summary

शास्त्रीय डर कंडीशनिंग प्रतिमान एक पूरी तरह से immersive आभासी वास्तविकता सेटिंग में मानव प्रतिभागियों के लिए अनुकूलित किया गया था. एक भेदभाव प्रतिमान का प्रयोग, वातानुकूलित डर क्यू, और संदर्भ स्मृति प्रतिधारण, और विलुप्त होने गतिशील आभासी दो अलग आभासी संदर्भों में सांप और मकड़ियों (वातानुकूलित उत्तेजनाओं) के लिए त्वचा प्रवाहकत्त्व प्रतिक्रिया के साथ मापा गया था.

Protocol

ए उत्तेजनाओं और टास्क डिजाइन

1. सामान्य डिजाइन.

हम भय और दो दिनों में स्मृति प्रतिधारण अधिग्रहण पर प्रासंगिक प्रभावों की जांच की. इस डिजाइन कृंतक दीर्घकालिक स्मृति में 3 गठन और असली दुनिया आकस्मिकताओं में जो डर एक अस्थायी दूरी पर चिकित्सा और फिर से जोखिम के अनुभवों से सीखा है के neurobiological समेकन प्रक्रियाओं के लिए कि खाते अध्ययन के साथ समानांतर में है. गतिशील वातानुकूलित (सीएस) उत्तेजनाओं (चलती सांप और मकड़ियों) एक पूरी तरह से immersive आभासी ड्यूक Immersive आभासी पर्यावरण (गोता) के रूप में जाना जाता है वातावरण में सामना करना पड़ा थे, और थे सशर्त बिजली कलाई उत्तेजना की प्रस्तुति के साथ जोड़ा. एक अंतर है डर कंडीशनिंग प्रक्रिया भय के एक आश्रित उपाय के रूप में त्वचा प्रवाहकत्त्व प्रतिक्रिया (SCR) का उपयोग कर नियोजित किया गया था. यहाँ हम वातानुकूलित भय और बाद में स्मृति प्रतिधारण है कि दो दिनों में 26 स्वस्थ पुरुष और महिला प्रतिभागियों, 18-30 yrs के ड्यूक विश्वविद्यालय में पुराने उम्र में गोता में परीक्षण किया गया था प्रदर्शित करता है. इस प्रोटोकॉल और ड्यूक विश्वविद्यालय आईआरबी मानकों के अनुसार में अनुमोदित किया गया था.

2. प्रतिभागी गोता में निर्धारित किया है.

गोता एक पूरी तरह से बंद, छह पक्षीय, पर्यावरण 3m एक्स एक्स 3m 3m वापस अनुमान आभासी वास्तविकता (VR) है. गोता अंतःविषय इंजीनियरिंग, चिकित्सा और एप्लाइड साइंस के लिए केंद्र में एक विशेष रूप से निर्मित 30ft (नियंत्रण कक्ष (VisRoom), चित्रा 1) ड्यूक विश्वविद्यालय में घन में स्थित है. गोता में डर कंडीशनिंग ऊपर वर्णित के रूप में आयोजित किया गया.

प्रतिभागियों को गोता सिर 3 - डी आँख चश्मे पर नज़र रखने के साथ आगे का सामना के केंद्र में बैठे थे. प्रतिभागियों को एक निश्चित "जहां आभासी सांप और मकड़ियों का सामना कर रहे हैं प्रत्येक सीखने चरण के दौरान नामित वातावरण के माध्यम से आभासी चलना पर लिया जाता है इन postural की कमी के परिवर्तनशीलता के लिए ऊंचाई में चक्कर आना, खाते, संदर्भ और उत्तेजना के बीच जोखिम की राशि के लिए नियंत्रण से बचने के किए गए थे. प्रतिभागियों, और करने के लिए सुनिश्चित करें कि दृश्य प्रदर्शन वास्तविक परिदृश्य के माध्यम से 'प्रतिभागियों आंदोलन के अनुसार अद्यतन किया जाता है.

3. भेदभाव कंडीशनिंग प्रक्रिया.

एक भेदभाव प्रक्रिया नियोजित थी, जिसमें एक दृश्य सीएस की प्रस्तुति आंशिक रूप से मजबूत बनाया है एक सह समाप्त बिजली उत्तेजना, अधिग्रहण चरण के दौरान असुविधाजनक उत्तेजना (यूएस) द्वारा (40% सुदृढीकरण दर). प्रतिभागियों को 2 शर्तों के सौंपा गया: डर अधिग्रहण आभासी सांप या आभासी मकड़ियों के लिए. अमेरिका के साथ बनती प्रबलित उत्तेजनाओं के रूप में संदर्भित कर रहे हैं "सीएस + जबकि अन्य दृश्य प्रोत्साहन" सीएस "स्पष्ट रूप से एक नियंत्रण के रूप में unpaired है. सीएस + और सीएस थे बेतरतीब ढंग से और सौंपा समूहों में counterbalanced.

4. वातानुकूलित उत्तेजनाओं.

उत्तेजनाओं गतिशील सांप और मकड़ियों है कि व्यक्तिगत रूप से और 4 सेकंड के एक अवधि के लिए गोता के सामने स्क्रीन के बीच केंद्र में दिखाई देते थे. यह एक श्रवण प्रोत्साहन एक साँप या मकड़ी की उपस्थिति का संकेत के वातावरण में एक उपन्यास प्रोत्साहन (खड़खड़ या ध्वनि दोहन, क्रमशः) की उपस्थिति के लिए भागीदार चेतावनी के साथ सह हुई. सांप विज्ञापन मकड़ियों के साथ साथ आभासी दृश्य माया एनीमेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर बनाया गया था और गोता में देखने के लिए Virtools सॉफ्टवेयर (Virtool एसए, व्यवहार कंपनी, पेरिस, फ्रांस) में आयातित.

5. असुविधाजनक उत्तेजनाओं.

बिजली उत्तेजना का प्रयोग शुरू करने के लिए पहले प्रत्येक विषय सहिष्णुता स्तर के लिए अनुसार समायोजित किया गया था, क्रम में करने के लिए समूह की तुलना की सुविधा और 4 समूहों, 5 भर में समग्र arousal के स्तर पर मतभेद के confounding प्रभावों को खत्म करने. उत्तेजना स्तर प्रत्येक भागीदार द्वारा चुना गया था "अत्यधिक कष्टप्रद है, लेकिन नहीं दर्दनाक एक आरोही सीढ़ी प्रक्रिया का उपयोग कर अपने या उसकी धारणा वोल्ट शुरू में 30 वी के एक कम स्तर पर स्थापित किया गया था और 5 वी के वेतन वृद्धि में वृद्धि हुई है जब तक प्रतिभागियों है कि उनके दर्द उत्प्रेरण बिना सहनशीलता स्तर तक पहुँच गया था उत्तेजना (200 मिसे अवधि 30-50 हर्ट्ज पर दिया) transcutaneously 'प्रतिभागियों के प्रमुख कलाई की औसत तंत्रिका पर एक द्विध्रुवी सतह उत्तेजक इलेक्ट्रोड के द्वारा प्रशासित किया गया था (21 मिमी इलेक्ट्रोड रिक्ति:. घास Telefactor मॉडल FE 10S2, पश्चिम वारविक, आरआई) इलेक्ट्रोड सुराग एक रबर का पट्टा द्वारा सुरक्षित थे और समाक्षीय केबल जाता है कि परिरक्षित थे और एक रेडियोफ्रीक्वेंसी फिल्टर के माध्यम से जमीन के माध्यम से एक घास - Telefactor SD-9 उत्तेजक औधधि से जुड़ी एक जेल खारा आधारित. (सिग्मा जेल पार्कर प्रयोगशालाओं, Fairfield, NJ) एक इलेक्ट्रोलाइट कंडक्टर (देखें चित्र 2) के रूप में इस्तेमाल किया गया था प्रतिभागियों को बताया गया है कि सभी दालों एक ही तीव्रता में दिया जाएगा.

6. प्रशिक्षण चरणों.

प्रयोग यहाँ बताया कि एक 24 घंटे की देरी से दो सत्रों में आयोजित किया गया था. प्राथमिकी के दौरानटी सत्र, प्रारंभिक habituation अवधि 3 - डी पूर्ण विसर्जन में एक ग्रे पृष्ठभूमि में देखा है लेकिन सुदृढीकरण या आभासी दुनिया में जो प्रशिक्षण या परीक्षण हुई बिना प्रस्तुत प्रत्येक सीएस प्रकार की 4 परीक्षण के शामिल. इस चरण में गोता की कमी और वातानुकूलित stimuli करने के लिए प्रतिक्रियाओं orienting में प्रयोगात्मक वातावरण acclimation के लिए अनुमति दी. आदी होना चरण के तुरंत बाद, भय अधिग्रहण चरण 16 के शामिल प्रत्येक सीएस प्रकार, जिसमें सीएस अकेला और 5 सीएस 16 + परीक्षणों के प्रस्तुत कर रहे हैं प्रबलित के परीक्षणों intermixed. लगभग 24 बजे बाद, स्मृति प्रतिधारण और विलुप्त होने के प्रशिक्षण के लिए परीक्षण हुआ. इस चरण में कोई अमेरिका के साथ प्रत्येक सीएस प्रकार के 16 परीक्षणों के एक आभासी संदर्भ है कि या तो के रूप में एक ही है या डर अधिग्रहण संदर्भ (प्रतिभागियों भर counterbalanced) से अलग था शामिल थे. एक संदर्भ एक इनडोर (एक सुसज्जित अपार्टमेंट, एक प्रसंग के इंटीरियर) पर्यावरण और अन्य संदर्भ (पड़ोस दृश्य, प्रसंग बी) एक बाहरी वातावरण था. विषय को बेतरतीब ढंग से एक प्रयोगात्मक समूह है, जो दिन 1 और 2 पर संदर्भ प्रस्तुति के क्रम निर्धारित करने के लिए सौंपा गया. वे या तो समान प्रसंग (ए.ए. या बी बी) शर्त या एक प्रसंग शिफ्ट हालत (एबी या बीए) को सौंपा गया. पथ लंबाई और पाठ्यक्रम आभासी दुनिया के बीच स्थिरता के लिए मिलान किया गया, के रूप में और अलग वातावरण के भीतर वस्तुओं / उत्तेजनाओं की संख्या और स्थान थे.

7. प्रायोगिक पैरामीटर.

अंतर - परीक्षण अंतराल 14 ± 2 सेकंड था. सीएसएस के अनुक्रम pseudorandom, बाधा है कि एक ही सीएस से अधिक नहीं 2 परीक्षणों लगातार होते हैं (करने के लिए राज्य की चिंता और संज्ञानात्मक प्रत्याशा के confounding inductions से बचने के) के अधीन था. सीएस + की आंशिक सुदृढीकरण (40%) है कि सामान्य रूप से 100% सीएस + 6,7 सुदृढीकरण के बाद मानव प्रतिभागियों में होता है के लिए तेजी से विलुप्त होने में देरी के लिए इस्तेमाल किया गया था. इसके अलावा, आंशिक सुदृढीकरण हद तक है कि aversive घटनाओं हमेशा एक आशंका उत्तेजना के बाद नहीं होती है एक और अधिक यथार्थवादी कंडीशनिंग आकस्मिक प्रदान करता है.

8. टास्क निर्देश.

प्रत्येक प्रायोगिक चरण के लिए पहले, प्रतिभागियों निम्न डिजाइन सुविधाओं के बारे में सूचित किया गया: वे आभासी वातावरण में एनिमेटेड सांप और मकड़ियों मुठभेड़ होती है, वे एक निश्चित मार्ग के किनारे एक आभासी चलना में पर्यावरण के माध्यम से निर्देशित होगा, और वे पर बिजली की उत्तेजना को प्राप्त हो सकता है स्तर पर कलाई कि कंडीशनिंग के लिए पहले अध्ययन के दौरान किसी भी समय पर सेट किया गया था. वे सीधे आगे का सामना करना है और साँप और मकड़ियों सामने स्क्रीन के केंद्र में प्रस्तुत छवियों में भाग लेने के निर्देश दिए थे, और याद दिलाया कि वे दुनिया की घटना या बिजली की उत्तेजना के माध्यम से अपने आंदोलन पर कोई नियंत्रण नहीं था. उन्होंने यह भी सूचित किया गया कि वे उनके लिए दंड के बिना किसी भी समय पर अध्ययन समाप्त कर सकता है.

बी Psychophysiological माप

1. डेटा संग्रह.

SCR डर के मारे निर्भर उपाय के रूप में इस्तेमाल किया गया था, के रूप में 4 पहले से वर्णित, 6. SCR एक psychophysiological निगरानी प्रणाली (BIOPAC सिस्टम्स, सांता बारबरा, CA) के माध्यम से दर्ज की गई थी. SCR चांदी चांदी क्लोराइड इलेक्ट्रोड वेल्क्रो पट्टियाँ द्वारा गैर प्रमुख हाथ के 1 और 2 अंकों के बीच phalanges जुड़े डिस्क से नजर रखी थी. एक खारा आधारित जेल (सिग्मा जेल) एक प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इस्तेमाल किया गया था. विषय अभी भी SCR रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड में आंदोलन कलाकृतियों से बचने के लिए अपने हाथ रखने के निर्देश दिए थे. बिक्रीसूत्र BIOPAC शारीरिक रिकॉर्डिंग प्रणाली है जो नियंत्रण कक्ष में डुबकी के बस के बाहर स्थित है पर पहुंच गया. BIOPAC प्रणाली उत्तेजना Virtools सॉफ्टवेयर प्रस्तुति चलाने वाले कंप्यूटर के साथ सिंक्रनाइज़ है. चित्रा 1 गोता में एक भागीदार, प्रसंग ए में डूबे नियंत्रण कंप्यूटर (Virtools और स्क्रिप्ट पीढ़ी) के तकनीकी, BIOPAC (SCR), और बिजली के उत्तेजक औधधि चित्रा 2 में सचित्र हैं दिखाता है.

त्वचा प्रवाहकत्त्व 200 हर्ट्ज पर नमूना था, प्रवर्धित, और ऑफ़लाइन विश्लेषण का उपयोग AcqKnowledge सॉफ्टवेयर (BIOPAC सिस्टम्स, सांता बारबरा, CA) के लिए भंडारित किया. Virtools सॉफ्टवेयर उत्तेजना प्रस्तुति नियंत्रण और नेशनल इंस्ट्रूमेंट्स DIO 24 डाटा अधिग्रहण कार्ड (ऑस्टिन, TX) के माध्यम से सदमे जनरेटर चलाता है. दर्ज waveforms Lowpass Blackman विंडो (cutoff आवृत्ति = 31 हर्ट्ज) का उपयोग फ़िल्टर्ड रहे हैं और 3 लगातार डेटा बिंदुओं से अधिक smoothed. त्वचा प्रवाहकत्त्व प्रतिक्रिया आयाम थे पूर्व प्रोत्साहन आधारभूत के लिए प्रत्येक सीएस और अमेरिका के रिश्तेदार की शुरुआत के लिए समय बंद वातानुकूलित और असुविधाजनक डर के एक आश्रित उपाय निकाले जाते हैं, क्रमशः 4-6 , 8. डेटा विश्लेषण में शामिल करने के लिए, निम्नलिखित मानदंड स्थापित किए गए थे: विलंबता = 1 - एस 4, अवधि = 0,5 - 5 एस, और न्यूनतम आयाम = 0.02 सूक्ष्म सीमेंस (μS). प्रतिक्रियाएँ कि इन मानदंडों को पूरा नहीं करते शून्य के रूप में रन बनाए हैं.

2. AnalysSCR की है.

क्योंकि SCR डेटा आम तौर पर शून्य की ओर विषम है, डेटा थे वर्ग जड़ सांख्यिकीय विश्लेषण करने से पहले तब्दील करने के लिए एक सामान्य वितरण प्राप्त है. प्रत्येक सीएस प्रकार (आभासी सांप या मकड़ियों) से डेटा 'जल्दी' और 'देर' प्रत्येक चरण का परीक्षण ब्लॉक, के रूप में सीखने आमतौर पर प्रत्येक सीखने चरण के भीतर समय के पार बदलता में ढह गया. दोहराया वेरिएंस (ANOVA) के उपाय विश्लेषण करने के लिए वातानुकूलित त्वचा प्रवाहकत्त्व प्रतिक्रियाओं में विषयों चर के भीतर के रूप में चरण और सीएस प्रकार सीखने (स्वर्गीय अधिग्रहण के कार्य के रूप में समूह मतभेद की गणना इस्तेमाल किया गया (सीएस +, - सीएस), जल्दी या देर से विलुप्त होने (सीएस + सीएस, -) और के रूप में विषयों के बीच चर डेटा एक 'प्रतिभागियों को अपनी अधिकतम अमेरिकी कलाई व्यक्तिगत भिन्नताओं के लिए खाते में उत्तेजना (किसी भी परीक्षण पर) करने के लिए प्रतिक्रिया द्वारा प्रत्येक परीक्षण पर वातानुकूलित प्रतिक्रिया मानों को विभाजित करके सामान्यीकृत किया गया प्रसंग असाइनमेंट (समान या Shift). जवाब देने में और बाहर शासन गैर responders चित्रा 3 अंतर SCR स्कोर में डेटा दृश्य के लिए (जो कम या कोई SCRs दिखाने व्यक्तियों). सीएस से भर सीएस के उन + परीक्षण ब्लॉकों के लिए प्रतिक्रियाओं subtracting द्वारा सीखने का एक सूचकांक के रूप में गणना की गई. इस उपाय के अनुसार, शून्य के अंतर स्कोर नहीं सीखने को प्रतिबिंबित, जबकि शून्य से ऊपर अंतर स्कोर एक डर प्रतिक्रिया के सीखने प्रतिबिंबित हालांकि, सांख्यिकीय प्रासंगिक डर की अवधारण का निर्धारण करने के लिए के रूप में 3 चित्र में दिखाया गया है एक छात्र के टी - परीक्षण SCR मूल्यों पर करने के लिए अभिकलन किया गया था. सीएस + और सीएस पर संदर्भ हेरफेर (समान बनाम समूहों के बीच विश्लेषण के रूप में प्रसंग शिफ्ट प्रसंग) के एक समारोह के रूप में 2 दिवस पर प्रारंभिक विलुप्त होने.

सी. हार्डवेयर सिस्टम विवरण

ड्यूक विश्वविद्यालय गोता प्रणाली अनुमान आभासी वास्तविकता "गुफा" 9 डिजाइन पर आधारित है. गोता प्रणाली 3 एमएक्स 3 एमएक्स 3 मीटर कमरे में, जहां सभी 6 "दीवारों" (4 दीवारों, छत और फर्श) रियर प्रक्षेपण द्वारा stereographic कंप्यूटर छवियों को दिखाने के है. प्रत्येक दीवार एक DLP प्रोजेक्टर (क्रिस्टी डिजिटल एस मिराज 2 कश्मीर, 1056x1056 पर परिचालन @ 110 10 हर्ट्ज) जो बारी में एक समर्पित सौंपनेवाला कंप्यूटर (Windows XP NVIDIA Quadro 3000FX जी ग्राफिक्स कार्ड के साथ दोहरी कोर 2.0 गीगा) के द्वारा नियंत्रित किया जाता है . एक दीवार खुला स्लाइड में और गोता से बाहर का उपयोग की अनुमति.

6 सौंपनेवाला कंप्यूटर कि ट्रैकिंग प्रणाली के लिए संचार (Intersense है 900 11) एक मास्टर कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं, ध्वनि नियंत्रण प्रणाली, और बिजली के झटके की व्यवस्था करने के लिए समानांतर बंदरगाह के माध्यम से एक पल्स भेजता है. ट्रैकिंग प्रणाली 3D अभिविन्यास और भागीदार के सिर और हाथ पदों के लिए जानकारी स्थान प्रदान करता है. सक्रिय stereographic दृष्टि लिक्विड क्रिस्टल शटर चश्मा (3 CrystalEyes 12) के माध्यम से प्रदान की जाती है. सात कंप्यूटर (6 सौंपनेवाला कंप्यूटर और मास्टर कंप्यूटर) छवि फ्रेम सीमाओं पर NVIDIA ग्राफिक्स कार्ड के genlock क्षमता (जी sync) के माध्यम से सिंक्रनाइज़ कर रहे हैं.

डी. सॉफ्टवेयर विवरण

भय और इस प्रयोग के लिए कंडीशनिंग प्रतिधारण परीक्षण संदर्भों दो अलग आभासी दुनिया है जिसके माध्यम से प्रतिभागियों एक निर्देशित दौरे पर लिया जाता है होते हैं. आभासी दुनिया 3D मॉडलिंग पैकेज का उपयोग कर 13 माया modeled थे. नेविगेशन एक निश्चित रास्ता है कि सभी आभासी दुनिया में समान है के लिए सीमित है. इस मार्ग के किनारे आंदोलन Virtools 14 सॉफ्टवेयर प्रणाली के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है. Virtools एक डेस्कटॉप या वेब आधारित अनुभव के लिए मुख्य रूप से डिजाइन एक खेल इंजन है. Virtools के VRPack विस्तार के माध्यम से, आभासी दुनिया गोता में पेश कर रहे हैं.

Virtools आभासी वास्तविकता परिधीय नेटवर्क के माध्यम से ट्रैकिंग प्रणाली (15 VRPN), एक खुला स्रोत पुस्तकालय के साथ संचार . VRPN प्रतिभागियों सिर और हाथ स्थान और रजिस्टर के रूप में अच्छी तरह के रूप में बटन दबाएँ जानकारी अभिविन्यास. Virtools सिर ट्रैकिंग जानकारी का उपयोग करता है भागीदार के लिए सही परिप्रेक्ष्य में 3D दृश्य रेंडर करने के लिए.

चित्रा 1
चित्रा 1. नियंत्रण (VisRoom) कमरा और एक मानव भागीदार के साथ एक आभासी दृश्य को देखने के गोता क्यूब के योजनाबद्ध.

चित्रा 2
चित्रा 2. त्वचा बाएं हाथ पर प्रवाहकत्त्व इलेक्ट्रोड stimuli करने के लिए टॉनिक और phasic प्रतिक्रियाओं को मापने के साथ एक भागीदार के आरेख. इलेक्ट्रिक उत्तेजक औधधि इलेक्ट्रोड सही कलाई पर हैं. BIOPAC लैपटॉप कंप्यूटर पर स्वीकार करते हैं सॉफ्टवेयर के माध्यम से शारीरिक डेटा इकट्ठा. कोड्स डेस्कटॉप कंप्यूटर से OSC जहां Virtools सॉफ्टवेयर आभासी वास्तविकता गोता में अनुमान लिपियों उत्पन्न के माध्यम से भेजा जाता है.

चित्रा 3
चित्रा 3. भय और गोता और प्रयोगशाला में अधिग्रहण विलुप्त होने की तुलना. विभेदकों त्वचा प्रवाहकत्त्व रिस्पांस (SCR) + / - वातानुकूलित और श्रम में 24 घंटे बाद retested प्रतिभागियों में SEMatory या आभासी वास्तविकता (गोता). ग्राफिक बराबर डर और गोता और प्रयोगशाला अध्ययन में प्रतिभागियों में अधिग्रहण विलुप्त होने दिखाता है. गोता पैदावार में समान प्रसंग (n = 12) 2 दिवस के अवसर पर और अधिक मजबूत डर स्मृति शिफ्ट किया गया (n = 14) प्रसंग SCR द्वारा सीएस + करने के लिए मापा जाता है, हमारे गोता प्रतिभागियों में नहीं बल्कि हमारे प्रयोगशाला प्रतिभागियों में, पी * .05 = सापेक्ष प्रतिधारण परीक्षण .

Discussion

1. परिणाम

समतुल्य सत्र के भीतर भय और समूहों में अधिग्रहण विलुप्त होने (चित्रा 3) पाया गया था. इन आंकड़ों से संकेत मिलता है कि विश्वसनीय और जानकारीपूर्ण डर कंडीशनिंग अध्ययन की कमी और एक पूरी तरह से immersive वातावरण की क्षमताओं के भीतर किया जा सकता है है. इसके अलावा हम भी गोता (प्रतिभागियों जो दिन 1 और 2 के लिए इसी संदर्भ, जो एक संदर्भ बदलाव अनुभवी के सापेक्ष में बने रहे) में समान प्रसंग डर प्रतिधारण प्रतिभागियों में मजबूत प्रासंगिक डर स्मृति प्रदर्शित करता है. भय के प्रतिधारण है कि एक पारंपरिक 16 प्रतिमान मिलान प्रयोगशाला में मनाया (चित्रा 3 देखें) की तुलना में गोता में मजबूत है. Immersive वी.आर. सेटअप के साथ, एक भी जांच और अमीर प्रासंगिक वातावरण में हेरफेर करने के लिए प्रयोगशाला स्थापित करने में जहां यथार्थवादी multimodel संदर्भ जोड़तोड़ को पूरा करने के लिए मुश्किल हैं विपरीत मानव में कथात्मक स्मृति प्रक्रियाओं, जांच कर सकते हैं. अंत में, वी.आर. दुनिया आसानी से कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) त्रिविम वी.आर. चश्मे का उपयोग करने के लिए एन्कोडिंग या भय, अधिग्रहण, विलुप्त होने, और डूबने का पुनर्प्राप्ति के दौरान मस्तिष्क सक्रियण विश्लेषण आचरण के साथ संयोजन के रूप में इस्तेमाल के लिए रखी जा सकता है. इस पद्धति को पुल कृंतक और भय और चिंता में नैदानिक ​​निष्कर्षों करने के लिए उपयोग किया जा सकता है.

2. संदर्भ और आभासी वास्तविकता में उत्तेजना जोखिम नियंत्रण.

प्रायोगिक उपयोग के लिए वी.आर. शोषण के साथ एक प्रमुख मुद्दा भी अपनी ताकत है. विशेष रूप से, पूरी तरह से immersive वी.आर. जटिलता, घालमेल कर दिया है, और वास्तविक दुनिया की स्वतंत्रता प्रदान करता है. उदाहरण के लिए, वास्तविक जीवन में, आघात पीड़ितों के समय की एक अज्ञात राशि के लिए एक संदर्भ में एक aversive उत्तेजना का अनुभव है. प्रासंगिक जोखिम, विशिष्ट सुविधाओं और अन्य संवेदी इनपुट है कि भाग लिया भी अज्ञात है, या नहीं confirmable. द्वारा एक ही टोकन, अगर हम प्रतिभागियों आज़ादी आभासी वातावरण का पता लगाने के लिए अनुमति थे हम संदर्भ या प्रोत्साहन जोखिम समय या अवधि के लिए खाते में सक्षम नहीं होगा. उदाहरण के लिए, एक भागीदार बहुत जल्दी चलना, कर सकते हैं और 3 4 सीएस + प्रस्तुतियों के बाहर याद आती है. एक और आभासी अपार्टमेंट में केवल एक कमरे का पता लगाने सकता है. इसी तरह, अगर प्रोत्साहन प्रस्तुति स्क्रीन के केंद्र, जहां टकटकी पहले शुरू करने के लिए निर्देशित है में निर्दिष्ट नहीं है, प्रतिभागियों से बचने या सीएस प्रस्तुतियों याद आएगी. हमारे इन संभावित घालमेल समाधान के लिए एक बैठा है, एक दर है कि एक विशिष्ट interstimulus अंतराल (आईएसआई) और उत्तेजना की अवधि के लिए अनुमति होगी पर प्रत्येक परिवेश के एक निर्देशित दौरे पर प्रतिभागियों लेने के लिए किया गया था. हम तो विशिष्ट समय अंक और सभी प्रतिभागियों भर में विशिष्ट स्थानों (जैसे, सीएस +, अमेरिका, और सीएस उत्तेजनाओं प्रतिक्रियाएं) से तुलनीय SCR डेटा निकालने सकता है. कठिनाइयाँ यह निर्णय एक पथ आकार, लंबाई, और आंदोलन दर है कि मतली या भागीदार proprioceptive मतभेद का कारण नहीं होता ढूँढने शामिल के बाद का सामना करना पड़ा, और अभी तक उचित महसूस करने के लिए एक उपन्यास के वातावरण के माध्यम से प्राकृतिक ambulation नकल.

3. एक वी.आर. प्रणाली के लिए मानक डर कंडीशनिंग मापदंडों को लागू.

जंगली जीवन छवियों के बाद यथार्थवादी वातानुकूलित उत्तेजनाओं सांप और मकड़ियों का अनुकरण डिजाइन किए गए थे. सांप और मकड़ियों पहले माया, एक कंप्यूटर ग्राफिक्स 3 डी मॉडलिंग और एनीमेशन सॉफ्टवेयर पैकेज और फिर वी.आर. प्रणाली में आयात में modeled थे. हम यह किया है क्योंकि Virtools एक आभासी वास्तविकता संलेखन, एक मॉडलिंग आवेदन नहीं प्रणाली है. इसलिए यह सबसे अच्छा है के लिए एक वी.आर. प्रणाली को चलाने के लिए और बातचीत और एक दृश्य नेविगेशन जोड़ने के लिए इस्तेमाल किया. विशेष रूप से, माया में प्रत्येक सीएस प्रकार के लिए चार अलग एनिमेशन (जैसे, एक coiled साँप, एक मंजिल भर में चल रहा है मकड़ी, खुले मुंह के साथ एक साँप आगे lunging) बनाया गया था और तब से Virtools में आयातित.

माया से Virtools में गतिशील साँप और मकड़ी मॉडल आयात करने से पहले, एक पथ Virtools में बनाया गया था एक चिकनी परिपत्र फैशन में आसपास के माहौल भागीदार गाइड के रूप में 32 वातानुकूलित उत्तेजना प्रस्तुतियों के पाठ्यक्रम पर भय के दौरान पर्यावरण के नमूने की अनुमति कंडीशनिंग. पथ के हमारे तीन आभासी दुनिया में से प्रत्येक के लिए एक ही आकार है. पथ प्रत्येक उत्तेजना प्रस्तुति के लिए चार सेकंड के लिए बंद करने के लिए बनाया गया था, interstimulus अंतराल 11 + / - 4 सेकंड के दौरान जो विषय पर्यावरण के माध्यम से धीरे धीरे आगे बढ़ रहा था (निर्देशित किया जा रहा है). इस अंतराल हमारी प्रयोगशाला 8, 16 में पिछले डर कंडीशनिंग प्रयोगों से निर्धारित किया गया था क्योंकि यह उत्तेजना प्रस्तुतियों के बीच की त्वचा प्रवाहकत्त्व प्रतिक्रिया की वसूली के लिए अनुमति देता है. उत्तेजनाओं तो समय पैरामीटर द्वारा निर्दिष्ट बिंदुओं पर रास्ते पर रखा गया है. इस सेटअप विशिष्ट उत्तेजना और संदर्भ (जैसे, एक भोजन कक्ष मेज, सोफे पैर के चारों ओर घूमना मकड़ी पर slithering साँप) संयोजक, जो बाद में स्पष्ट स्मृति के लिए जांच की जा सकता है बनाया. उत्तेजनाओं दिखावे स्क्रिप्ट के माध्यम से छद्म यादृच्छिक थे. सभी उत्तेजना प्रस्तुतियों के बीच में दिखाईप्रोत्साहन के लिए खोज करने से भागीदार को रोकने के सामने स्क्रीन. यह हमें प्रोत्साहन जोखिम समय की एक नियंत्रित मात्रा, और एक परिभाषित संदर्भ स्थान के साथ प्रदान की है. आगे देखने की एक सीमा है कि यह immersive सिस्टम (जैसे, सांप भागीदार के पीछे से कमरे में प्रवेश नहीं कर सकते हैं) के पूर्ण क्षमताओं का लाभ नहीं ले करता है. इसके अतिरिक्त, उत्तेजनाओं को ध्यान से प्रतिभागियों स्थान के आसपास थे सीमा बॉक्स के बाहर रखा प्रतिभागियों निजी अंतरिक्ष पर इतना है कि कभी सांप और मकड़ियों अतिक्रमण.

4. बिंदु और सिर ट्रैकिंग.

गोता के कोण सेट किया गया था ताकि एक बैठा स्थिति से भागीदार एक सही कोण आगे का सामना करना पड़ रहा था. यह प्रतिभागियों के बीच ऊंचाई में बदलाव के लिए नियंत्रित, और हमारे शारीरिक रिकॉर्डिंग पर आंदोलन कलाकृतियों कम से कम. प्रतिभागियों को आगे का सामना करने के लिए और के रूप में संभव के रूप में में छोटे कदम के निर्देश दिए थे, यह भी जहां प्रतिभागियों देख रहे थे के लिए नियंत्रित, और इसलिए लगातार प्रोत्साहन और प्रतिभागियों के बीच संदर्भ जोखिम को बनाए रखा. हम 3 डी प्रतिभागियों द्वारा पहना वे सही परिप्रेक्ष्य के साथ दृश्य देख रहे थे करने के लिए सुनिश्चित करें चश्मे में एक सिर ट्रैकिंग डिवाइस पर बारी करने का फैसला किया. अगर सिर पर नज़र रखने के लिए, सिर छोड़ दिया है या सही सही ढंग से कैसे वस्तुओं दुनिया में दिखाई नहीं रोक देना चाहते हैं (जैसे वस्तुओं गोता में स्क्रीन पर आमादा प्रकट होता है के रूप में प्रतिभागियों के माध्यम से चला गया है) के लिए आंदोलन नहीं किया गया है निर्वाचित किया गया था. सिर पर नज़र रखने के लिए निर्वाचित के साथ, हमें यकीन है कि वातावरण में सुविधाओं के अपने सामान्य अनुपात को बनाए रखा और तैयार थे सही ढंग से प्रयोग की अवधि के लिए गोता के छह दीवारों के प्रत्येक पर किया जा सकता है.

5. डेटा संग्रह.

हमारे डर 8 कंडीशनिंग के मानक प्रयोगशाला संस्करण में 16, उत्तेजना प्रस्तुति प्रस्तुति सॉफ्टवेयर पैकेज में क्रमादेशित कंप्यूटर स्क्रिप्ट के द्वारा नियंत्रित किया गया था. प्रयोगशाला और आभासी वातावरण के बीच निरंतरता बनाए रखने के लिए आदेश में, हम कोड प्रारूप में हमारे मानक डर के अधिग्रहण और विलुप्त होने लिपियों नियंत्रण कक्ष में नियंत्रण कंप्यूटर है कि गोता क्यूब मेजबान (चित्रा 1 देखें) के लिए आयातित. समानांतर बंदरगाह कोड के लिए सांख्यिक कोड की एक उत्पन्न सूची भेजने के लिए ऐसे सांप, मकड़ी, और बिजली की उत्तेजना onsets की प्रस्तुतियों के रूप में अलग घटनाओं, संकेत करने के लिए स्थापित किया गया था. हमारे डिजाइन में, Virtools एक ओपन ध्वनि नियंत्रण संदेश भेजता है (17 OSC) एक कस्टम सी + + प्रोग्राम है कि समानांतर बंदरगाह मूल्य सेट OSC / UDP संदेश . हमारे सी + + कार्यक्रम OSCpack 18 पुस्तकालय का उपयोग करता है .

BIOPAC डिजिटल इनपुट कंप्यूटर समानांतर बंदरगाह से जुड़ा है. SCR डेटा लैपटॉप कंप्यूटर पर BIOPAC से समानांतर बंदरगाह के माध्यम से एकत्र की है, तो सामान्यीकृत, और सीएस गणना + / सीएस और विशिष्ट मापदंडों के भीतर अमेरिका onsets (विवरण के लिए ऊपर देखें). दृश्य प्रतिपादन और नेविगेशन को नियंत्रित करने के अलावा, Virtools भी उपयोगकर्ता घटनाओं (बटन प्रेस) लॉग इन किया है. सारांश में, एक प्रयोग के दौरान, संदेश मास्टर कंप्यूटर से समानांतर बंदरगाह के माध्यम से BIOPAC प्रणाली को भेजा जाता है. क्योंकि Virtools समानांतर बंदरगाह के साथ कंप्यूटर पर संवाद नहीं कर सकते हैं सीधे एक छोटी सी सी + + कार्यक्रम Virtools से एक OSC संदेश के लिए सुनता है और फिर यह समानांतर बंदरगाह को पहुंचाता है.

Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgments

हम अपने काम के लिए Virtools बनाने के 3 - डी माया और एरिक Monson में योजनाबद्ध चित्र के लिए दुनिया में Holton थॉम्पसन धन्यवाद. अनुसंधान हिस्से में postdoctoral F32 एनआईएच MH078471 द्वारा प्रायोजित किया गया था एनसीएच करने के लिए, और KSL RO1 DA027802 NIDA. गोता BCS 0420632 NSF द्वारा वित्त पोषित किया गया था.

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.

मानव भय पूर्ण विसर्जन 3 आयामी आभासी वास्तविकता में आयोजित कंडीशनिंग
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