Abstract
Страх определенной угрозы и тревоги о неопределенной угрозы являются разными эмоциями с уникальной поведенческой, когнитивно-к вниманию, и нейроанатомические компоненты. Оба тревога и страх могут быть изучены в лаборатории путем измерения потенцирование рефлекса испуга. Испуга рефлекс оборонительный рефлекс, который усиливается, когда организм находится под угрозой и необходимость обороны высока. Рефлекса испуга оценивается с помощью электромиографии (ЭМГ) в круговой глазного мышцы, вызванной короткими, интенсивными, взрывами акустического белого шума (то есть, "испуга зондов"). Испуга потенциация рассчитывается как увеличение испуга величины отклика во время презентации наборов визуальных сигналов угроз, которые сигнализируют доставку мягким электрическим током по отношению к наборам соответствующих сигналов, которые указывают на отсутствие шока (нет-угроз киев). В Угроза вероятностей задачи, страх измеряется с помощью испуга потенцирования к высокой вероятностью (100% биток контингент ударной; certaiп) угроз сигналы, тогда как тревоги измеряется с помощью испуга потенцирования к низкой вероятностью (20% кия-контингент шок; неопределенных) угроз киев. Измерение испуга потенцирования во время угрозы вероятностей задачи обеспечивает объективное и легко реализован альтернативу оценки из негативное влияние через самоотчета или другими способами (например, нейровизуализации), которые могут быть неуместным или нецелесообразным для некоторых исследователей. Испуга потенциация изучалась строго в обоих животных (например,., Грызунов, приматов) и людей, которые облегчает животных к человеку трансляционные исследования. Испуга потенциация в течение определенного и неопределенного угрозы предоставляет объективную меру отрицательного аффективных и различных эмоциональных состояний (страх, тревога) для использования в исследованиях по психопатологии, наркозависимости / злоупотребления и в целом в аффективной науки. Как таковая, она широко используется клиническими ученых, заинтересованных в психопатологии этиологии и аффективных ученых, заинтересованных в Indiviдвойные различия в эмоции.
Introduction
Общая цель Угроза вероятностей задача экспериментально отделить выражение тревоги в ответ на низкой вероятностью (т.е. неопределенным) угрозы от страха в ответ на высокой вероятностью (т.е. определенных) угроз. Неопределенность возникает, когда некоторые аспекты угрозы плохо определен. В то время как тревога может быть описана во многих отношениях, усугубляется ответов на малой вероятностью или иным неопределенные негативные события является отличительной клинический симптом в тревожных расстройств 1,2. Кроме того, повышенная тревожность, связанные физиологические отвечать во время неопределенной угрозы шока против страха физиологических отвечать во время некой угрозе шока в лабораторных задач может обеспечить физиологическую маркер для тревожных расстройств 3. Увлажнение тревоги к неопределенных угроз специально может быть критическим компонентом стрессовой реакции амортизирующих свойств препаратов таких как алкоголь 4-7. Повышенная тревожность во время UNCertain угроза может пометить нейроадаптация в стресс схемы мозга следующий хронического употребления наркотиков 4,8. Таким образом, угроза Вероятность Задача предоставляет объективную меру отрицательного аффективных и различных эмоциональных состояний (тревоги, страха) для использования в исследованиях по психопатологии, употребления наркотических веществ / злоупотребления и аффективного науки. Как таковой, он может стать мощным инструментом для использования клинических и аффективных ученых, заинтересованных в психопатологии этиологии и индивидуальных различий в эмоциях.
Традиционные методы, используемые для изучения эмоций у человека
Эмоциональные ученые использовали целый ряд мер и парадигмы для изучения человеческих эмоций 9, но большинство из них не обеспечивают необходимую точность, найденный в Угроза вероятностей задачи для разбора беспокойство от других негативных эмоций, таких как страх. Например, самоотчета обычно используется, но она может страдать от характеристик спроса и других форм ошибки в ответах. Участники не может быть ABLе точно различать тревоги и страха, и подключение их докладе основных нейробиологических механизмов дистально в лучшем случае. Кроме того, сами сообщают о часто должны проводиться ретроспективно, так как процесс самоанализа и отчета в противном случае могли изменить опыт участников из аффективных стимулов. Конечно, ретроспективный отчет страдает от помех и ухудшения памяти. Психофизиологов часто измеряют эмоции во время аффекта манипуляции, которая включает презентацию эмоционально ярких фотографий 10. Эта картина просмотра задача хорошо проверенных, менее подвержен влиянию недостатков самоотчета, и привело во многих важных идей, касающихся индивидуальных различий в аффективной реакции и их вклад в психопатологии 11,12. Тем не менее, только широкая негативный аффект измеряется в этот просмотра изображений задачи, которая не позволяет для изучения различных отрицательных эмоций, таких как тревога и страх whicч может быть измерена с угрозой вероятностей задачи. Эмоциональные неврологи часто измерять функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) во время задач, которые вызывают негативные эмоции, но эти подходы могут быть слишком дорогими для многих исследователей. Кроме того, пространственные и временные постановления методов МРТ настоящее время ограничены, что затрудняет для МРТ расхлебывать неврологические структуры полагают, связаны с тревогой в сравнении с другими эмоциями. Что еще более важно, четко определенная МРТ индекс любого типа негативный аффект до сих пор не установлено.
Поступательное исследование с животными с использованием реакции испуга
Угроза Вероятность Задача моделируется после фундаментальных исследований с животными, которые представили первый пример точности, необходимой для распутать беспокойство от страха. Неврологи используется тщательно контролируемых исследований поражения с грызунами моделировать тревоги и страха с помощью дифференциальных ответов на неопределенной и Certaв лузу угрозы поражения электрическим током. Эта работа выяснены важные различия в тревожности связаны ответов на малой вероятностью, неоднозначно определенной, дистального или иным неопределенной шока против страха, связанных с ответов на высокой вероятностью, четко определенного, неизбежного определенного шока 13. Неопределенные угрозы вызвать замораживание и гипер бдительность в животных, в то время как определенные угрозы вызывают активное избегание, оборонительные атаки, или как 14. Неизбежный, определенные угрозы сосредоточить внимание на самой угрозы, в то время как дистальные, временно неопределенные угрозы поощряют распределены внимание к общим условиям 15 - 17. Ответ на временно неопределенных угроз, кажется, быть устойчивым, в то время как реакция на некоторые угрозы является фазовое и время автоподстройки на угрозу 13. В соответствующей работе, поражение исследования показали, что ответ на неопределенных угроз избирательно посредничестве факторов и норадреналина путей кортикотропин-рилизинг через боковоеподразделения центрального ядра миндалевидного тела и кровати ядра терминальной полоски 18. Большая часть этой работы использует потенцирование ответ акустического испуга в качестве первичного зависимой меры 13 что то же самое зависит мера используется в Угроза вероятностей задачи. Нейробиологические субстраты цепи старт-рефлекса были широко изучены с открытием четких связей в структурах мозга активных в ответах на неопределенных и определенных угроз 19,20. Реакция испуга может быть оценена в многочисленных видов, которая обеспечивает мощный поступательное инструмент для изучения эмоций. Реакция испуга у человека возникает рефлекторно в ответ на внезапные и напряженные звуковой раздражитель. Испуга чаще всего измеряется в людях путем размещения электромиографии (ЭМГ) электродов на круговой OCULI (закрытии крышки) мышцы глаза. Впечатлите связанных ЭМГ-активность усиливается, когда организм представлены угрожающей Стимулнам, например, надвигающегося поражения электрическим током по отношению к не угрожает стимулов 19.
Нет-шок, Предсказуемый-шок, Непредсказуемый-шок (НПУ) задача и угроза неопределенность
Угроза Вероятность Задача была вдохновлена Гриллон и коллегами, когда эти исследователи ввели использование испуга потенцирования учиться тревогу и страх у людей с No-шок, Предсказуемый-шок, Непредсказуемый-шок (НПУ) задачи 21. В Предсказуемость условии задачи НПУ, ударов 100 процентов биток контингент и происходят с постоянной, известный времени (конец краткой презентации кия). В Непредсказуемая условии задачи НПУ, ударов полностью непредсказуем. Пациенты с посттравматическим стрессовым и панических расстройств проявляют избирательно увеличился испуга потенцирование во непредсказуемой, но не предсказуемой шока в задаче НПУ 22,23. В другой работе, лекарства, предписанные для лечения тревоги имеют большее влияние на испуга potentiatiво время непредсказуемого шока, чем во время предсказуемой шока в задаче НПУ 24. В исследовании на анксиолитических воздействию алкоголя, Moberg и Кертин 4 используется задачу НПУ продемонстрировать, что умеренное доза алкоголя избирательно уменьшает поразить потенцирование во угрозой непредсказуемой, но не предсказуемой шока. Неопределенность многогранна и потрясения в непредсказуемом состоянии задачи НПУ не уверены в отношении обоих, если они происходят (вероятность неопределенности) и когда они происходят (временную неопределенность). Многие теории предполагают, что КОГДА измерение неопределенности имеет решающее значение в производстве беспокойство 19. Тем не менее, данные Curtin и соавт. 5 показывает, общий механизм для беспокойства процессе индукции через различные типы неопределенности. Задача Угроза Вероятность описано здесь манипулирует неуверенность ЕСЛИ шок произойдет, удерживая все другие аспекты неопределенности постоянным, таким образом дав понять,какой аспект неопределенности отвечает за эффекты задача представляет. Задачи, которые используют испуга потенцирование в лузу угрозы являются гибкими, а также могут быть изменены аффективных ученых манипулировать неопределенность о том, где шоки будет происходить 25 и, как плохо они будут 7,26. Из всех этих задач, угроз Вероятность Задача является одним из самых простых в интерпретации в связи с его акцентом на одном измерении неопределенности и наиболее прост в реализации, благодаря его включение только двух вариантов неопределенности угроза (низкая вероятность и высокая вероятность ударных).
Угроза Вероятность Целевая
В Угроза вероятностей задачи, участник сидит примерно 1,5 м от электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) монитора. Угроза сигналы отображаются на мониторе в течение 5 сек каждой с переменным ITI длительности (диапазон = 15-20 сек). Угроза сигналы делятся на наборов из двух условиях ударных угроз и одном условии не-угроз (см
Задача Угроза Вероятность был использован, чтобы продемонстрировать, что низкая вероятность (неопределенным) в одиночку шок достаточно, чтобы вызвать беспокойство и позволяют оценку анксиолитических воздействию алкоголя
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Местным комитетом по этике одобрил следующую процедуру, и все участники, принимавшие участие в этой процедуре дали информированное согласие. За дополнительной детализации психофизиологического презентации измерения и стимулирования см 30,27.
1 электромиографии (ЭМГ) Подготовка Запись
- Попросите участника умываться с мылом, уделяя особое внимание на расположения датчиков целевых, которые расположены ниже один глаз и в середине лба участника (рисунок 2).
- Сиденье участника в удобном вертикальном кресле в экспериментальной камере.
- Подготовьте кожу участника для измерения ЭМГ.
- Очистите места целевой датчика с спиртовым тампоном.
- Очистите же местах с песчаным отслаивается гель с помощью небольшой марлевый тампон для дальнейшего удаления грязи или омертвевшие клетки, которые могут препятствовать измерения урое электромиографического деятельности.
- Подготовьте и приложите ЭМГ электроды.
- Заполните все хлорид-серебряные (Ag-AgCl) датчик чашки с проводящим гелем, используя шприц и тупую иглу.
- Прикрепите большой (например, 8 мм) датчик Хлорсеребряные к центру лба участника, используя клейкую воротник.
- Прикрепите два дополнительных небольших (например, 4 мм) Хлорсеребряные датчиков ниже глаз участника с помощью клейкой воротники. Поместите первый из этих маленьких датчиков в соответствии с учеником в прямом взглядом и второй датчик 1-2 см латеральнее к первому (рис.2; смотри также 27). Не дайте клею воротники перекрываться, так как это может увеличить движение артефакт. Предотвращение переполнения гель, чтобы избежать формирования геля мост между двумя датчиками ниже глаза, так как это приведет к току течь через мост и ухудшают измерение ЭМГ активности.
- Запустите программу приобретения ЭМГ на тон физиологии компьютер и попросить участника мигать несколько раз, чтобы убедиться, что ответ EMG записывается правильно и что глазные мигает можно наблюдать на дисплее программного обеспечения сбора данных (рисунок 3A для примера ЭМГ активности, связанной с мигать).
- Проверьте сопротивление для каждого датчика.
ПРИМЕЧАНИЕ: Многие лаборатории требуют сопротивления ниже 10 кОм (или более консервативно, 5 кОм), но фактические допустимые пороговые значения для измеряемых уровней сопротивления зависит от многих факторов, таких как экспериментального проектирования схемы усилителя, и практических ограничений по времени, необходимых для сокращения сопротивления и участник населения. В любом случае, высокие сопротивления увеличить восприимчивость сигнала ЭМГ в электрическую артефакт, который может быть проблематичным (60 Гц шума, см Фигура 3В). - Поместите наушники на голове участника.
2 Базовый Измерение GenEral испуга реактивность
ПРИМЕЧАНИЕ: Эта оценка также служит для дальнейшего приучить реакции испуга до трех привыкания зондов, поставляемых как раз перед задачей начать 31. В том числе общий испуга реактивность как ковариата в статистическом анализе испуга потенцирования увеличивает статистики выявить внутри и между эффектами участников. Генеральный испуга реактивность может также отражать интересный индивидуальные различия меру 12,32.
- Попросите участников, чтобы освоиться перед началом базового задачи и оставаться как можно более неподвижно в течение всего задачи с их ступни на полу. Движение Участник может представить артефакт в сигнал ЭМГ (рисунок 3C).
- Напомнить участника, что они могут прекратить свое участие в любой момент во время эксперимента. Монитор участника с помощью видео и аудио-канал от экспериментальной камере во время обоихбазовая оценка и главная задача.
- Сохранить сигнал EMG с программным обеспечением сбора на физиологии компьютера и запустить стимул презентации программного обеспечения на контрольной стимулом компьютере.
- Представить участника с серией разноцветных квадратиков, которые будут использоваться в основной задачей, но еще не были в паре с электрическим током. Присутствует испуга зондов в течение некоторых из этих сигналов и интервал между сигналов. Временные параметры для продолжительности кия, интервал между репликами, и испуг зонды должны иметь одинаковые параметры от главной задачи. Надежного измерения общего испуга реакционной требует представления по меньшей мере, 4 зондов. Этот базовый задача занимает около 5 минут, чтобы закончить.
- Средний вместе пик EMG испуга ответ участника друг поразить зонд в процедуре базового производить одно значение, которое будет выступать в качестве общего испуга реактивности этого участника (см шаги 6.1-6.6 для того, как обрабатывать данные ЭМГ). ВключитеВообще испуга реактивность в качестве добавки или интерактивной ковариаты в статистических моделей с испуга потенцирование (см шаг 6,8).
3 Shock Оценка Толерантность Порог
- Прикрепите две ударные электроды с стандартной медицинской лентой, чтобы стороны участника (например, дистальных фаланг индексных и безымянного пальцев кисти) 33 - 35.
- Представить участника с серией все более интенсивных электрическим током. После каждого шок вводят, просим участника оценить, насколько неприятны они нашли шок по шкале 100-балльной. Попросите их использовать рейтинг 0, если они не могут чувствовать себя шок на всех, рейтинг 50 для первого уровня шока, что они считают, чтобы быть неудобным, и рейтинг 100 для самого высокого уровня шоке, что они могут терпеть.
- Поручить участника, что важно, чтобы точно сообщить наибольшее потрясение они могут терпеть. Участник не должен бэ сообщили, что их доклад будет влиять фактические потрясений, которые они получают, так как это может привести к предвзятости в своем докладе.
- Остановите оценку ударопрочности раз участник оценивает шок как 100. Record уровня шок и управлять потрясений на этом уровне в Угроза вероятностей задача по обузданию компенсировать индивидуальные различия в чувствительности ударной.
ПРИМЕЧАНИЕ: Электрический шок вводят субъективного максимального порога шок толерантности каждого участника. Тем не менее, более низкие интенсивности ударов также используются 21. В любом случае, важно, чтобы интенсивность ударной выбран достаточно, чтобы вызвать устойчивую отрицательную эмоциональную реакцию испуга и связанного с потенцирование от всех участников.
4 Угроза Вероятность Целевая
- Обеспечивает Участника легенду, которая поощряет внимание всей задачи.
ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые участники могут найти трудно поддерживать внимание throughoут угроза вероятностей задачу. Примером легенду, что исследователи могут сказать участникам в целях поощрения внимание в решении этой задачи является рассказать участника, что исследователи заинтересованы в измерении способность участника обратить внимание в течение долгого времени во время простого, повторяющегося визуальной задачи, аналогичной задаче требуется авиадиспетчеров. - Обеспечить участника с общей информацией задач и конкретных биток ударных непредвиденных для каждого условия.
- Поручить участника, что задача длится около 20 мин.
- Поручить участника, что задача включает сигналы, которые длятся 5 секунд каждый, разделенные на 15-20 сек в среднем.
- Сообщить участника, что сигналы организованы в наборы с каждого набора прочного 2-3 мин каждый.
- Поручить участника, что есть три типа наборов, 20% комплектов ударных, 100 комплектов% ударные и не ударные наборы.
- Поручить участника, что они будут получать удары вконец примерно 1 из каждых 5 киев в 20% наборов ударных и 5 из каждых 5 киев в 100% комплектов ударных.
- Заверить участника, что они не получат потрясений в любое время в течение не шок наборов или в течение времени между презентациями киев (ITI) в любой из наборов.
- Разрешить участник задавать вопросы о задаче в конце инструкции. После этого, викторины участника, чтобы убедиться, что они полностью понимают ударные непредвиденные. Напомнить участника, что они могут прекратить свое участие в любой момент во время эксперимента.
- Сохранить сигнал EMG с программным обеспечением сбора на физиологии компьютер и запустите стимула ПО для презентаций на контрольной стимулом компьютере, который будет контролировать стимулы задач.
- Тщательно следить за участника для произвольных движений, закрывая глаз, или чрезмерного дискомфорта.
5 Сообщение-эксперимент
- После подают реплики задачи угрозы, Администрирование вопросник для участника проверить, что условные угроз были хорошо поняты во время задачи. Попросите участников оценить, насколько озабочены или боятся они были, когда они увидели, каждый угрозы кий на 5 балльной шкале от 1 (совсем не хотелось / страх) до 5 (очень хотелось / страх).
ПРИМЕЧАНИЕ:. Результаты Брэдфорд др 7,25 использующие две отдельные задачи неопределенности угроза показали образец приводит к самооценке тревоги, тесно подобранных что из испуга потенцирования. - Проанализируйте игру участника, компенсировать их за время, и уволить их.
- Очистите и продезинфицируйте все датчики.
6 Обработка данных, сокращения, и анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: Исследователи могут выполнить обработку данных и сокращение с различными программными пакетами. EEGLAB 36 является свободным, открытым инструментов источником для анализа психофизиологических данных в Matlab <вир> 37. Для шаблона EEGLAB сценария обработки данных и мер по сокращению обратитесь к дополнительный материал. Переработка и сокращение данных общим требованиям 27. Для отображения нескольких секунд необработанного (сырого) непрерывного сигнала ЭМГ окружающей один испуга зонд см рисунок 4А.
- Нанесите вперед-назад фильтр высоких частот (4-го порядка 28 Гц фильтра Баттерворта) в сырую непрерывного ЭМГ (см рисунок 4А, Б).
- Устраните отфильтрованный непрерывный ГРП (рисунок 4C).
- Гладкая выпрямленного сигнала EMG использовании вперед-назад 4-го порядка 30 Гц Баттерворта фильтр низких частот (рисунок 4D).
- Epoch сглаженный непрерывный сигнал, сохраняя -50 до 250 мс, окружающие начало акустический испуг датчика и "базовый правильной» epoched сигнал путем вычитания среднее значение базовой линии до зонда (от -50 до 0 мс) от весь epoched сignal (рис 4д).
- Оценка испуга ответ от каждой эпохи как максимальной реакции между 20 и 100 мс начала пост-зонда (рисунок 4F).
- Отклонить испытания с чрезмерной артефакта (например, чрезмерным отклонений в исходных предварительно зонда; рисунок 5).
ПРИМЕЧАНИЕ: Сигналы, которые содержат больше 40 мкВ отклонения в базовой предварительно зонда могут быть идентифицированы как артефакт. - Время ответа на испуг для эпох в пределах каждого условия задачи (не-шок, 20% шок, 100% шок) (см рис 6А).
- Рассчитать испуга потенцирование на неопределенный шока, как разница между средней реакции испуга не спугнуть зонды в течение 20% ударных киев против не-ударные реплики (рис 6В). ПРИМЕЧАНИЕ: старт-рефлекс, чтобы ITI зондов в 20% состояния также могут быть измерены для изучения последствий ожидании и устойчивый испуга потенцирование соответствующие некоторому Conceptualizations тревоги 6,21.
- Рассчитать испуга потенцирование для определенного шока, как разница между средней реакции испуга не поразить зондов при 100% по сравнению с ударным сигналы не-ударные сигналы (см фиг.6В).
- Анализ испуга потенцирование помощью общей линейной модели с повторными измерениями при условии задач и вообще испуга реактивности (рассчитывается в шаге 2.5) в качестве добавки или интерактивной ковариаты 32.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Угроза Вероятность Задача производит надежную испуга потенцирование как во время 100% (определенной) вероятности и 20% (неопределенных) вероятность угроз киев (рис 6В). Предыдущие результаты, используя эту задачу шоу испуга потенцирование течение неопределенного (20%) состояние угроз, которые будут значительно увеличилось выше испуга потенцирования во высокой вероятностью (100%) условие (наверняка) угроза. Острая администрация Умеренные алкоголя (цель концентрации алкоголя в крови 0,08%) производит выборочно большее снижение испуга потенцирования при 20% (неопределенный) угрозы против 100% (определенной) угрозы (рисунок 7) в организме человека. Это подтверждает "классический" реакцию на стресс угнетающее действие алкоголя на тревоги 38,39. Точно так же, краткосрочная (3 день) лишение марихуаны среди тяжелых ежедневных курильщиков марихуаны производит выборочный большее увеличение испуга потенцирования во 20% (неопределенный) угрозы против 100% (CERтайн) угроза для человека (рисунок 8). Этот результат согласуется с текущей грызунов неврологии доказательств того, что подразумевает выборочное "стресс нейроадаптация" в мозговых цепей, ответственных за тревожность во время неопределенных угроз или других факторов стресса 8,13.
Рисунок 1. Реплики в Угроза вероятностей задачи делятся на два угрозы шока (ударам, отображаемые с желтыми молниями) вероятностные условиях 100% вероятностью и 20% вероятностью. Потрясения происходят 4,5 сек в раз кий презентационных в угрозы блоков. Испуга потенциация в киев угроз рассчитывается от испуга к наборам не-угроз киев. Каждый тип кий отображается другим цветом для облегчения понимания текущего состояния. Акустические испуга зонды (отображаемыекак черный звездочками) представлены 4 сек в раз кий презентации. Акустические испуга зонды также представлены на 13 или 15 сек в периоды ITI между репликами.
Рисунок 2 ЭМГ Размещение электродов. Два маленьких (4 мм) электропроводящего заполненным гелем ЭМГ Ag-AgCl электроды расположены над нижней части круговой глазного мышцы. Один большой (8 мм) Ag-AgCl заземляющий электрод помещается на не-координационного сайта, такие как лоб участника.
Рисунок 3 сигналы сырье ЭМГ. Панель отображает 2 сек сигнала ЭМГ окружающей презентация испуга зонда (серая вертикальная пунктирная линия). Панель Bотображает аналогичный период сигнала ЭМГ, что загрязнена высокой степенью электрических помех вследствие высоких импедансов. Панель С отображает аналогичного периода сигнала ЭМГ, испачканный движения артефакт. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 4 Снижение данных для старт-рефлекс. Панели AF отображения исходного сигнала EMG, принимаемых в рамках каждого этапа обработки, описанного в протоколе. Возникновение испуга зонда обозначается вертикальной серой пунктирной линией) панели отображает необработанный сигнал EMG. Панель B выводит сигнал EMG, который был высоких частот фильтруют для удаления низких частот артефакт. Панель С отображает тот же сигнал EMG после выпрямления. Панель D отображает и тот же сигнал EMG после того, как сглаживается фильтром нижних частот. Панель Е отображает тот же самый сигнал EMG после того, как он был epoched и базовый исправлены. Панель F отображает тот же самый сигнал, что ГРП панели E с серой полосе, представляющей 20 мс до 100 мс окне выигрыше для пиковой реакции испуга (помеченных вертикальной люка марки). Нажмите сюда, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 5 Чрезмерное артефакт в предварительно зонда базовой линии. Полностью обработанный сигнал ЭМГ с чрезмерным предварительно зонда базовой деятельности. В этом случае участник перемещены или моргнул непосредственно перед презентацией испуга зонда акустического (серая вертикальная пунктирная линия).05fig5highres.jpg "целевых =" _blank "> Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 6 Trial уровня испуга и означает испуга потенцирование условием. Группа показывает один полностью обработаны индивидуальное испытание от каждой из трех условий (20% шок [в синий], 100% шок [в красный], Нет Shock [зеленым] ) накладываются друг на друга. Представление испуга зонда обозначается вертикальной серой пунктирной линией. Серый группа представляет 20 мс до 100 мс окне выигрыше для пиковой реакции испуга. Пик набрал реакции испуга обозначается вертикальной линией штриховки. Панель B показывает среднее испуга потенцирование после вычитания среднее забил ответ через 6 отдельных исследований в состоянии Нет-Shock от среднее забил ответ через 8 индивидуальных испытаний для каждого SHOCк состояние. Средний испуга потенцирование к 100% ударные и 20% Условия ударные отображаются в красный и синий, соответственно. Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 7 испуга потенциация группой напитки и вероятности угрозы. Среднее испуга потенциация для 20% шоковом состоянии отображается с синей линии. Средний испуга потенцирование для 100% шок состояние отображается с красной линии. Стандартная ошибка среднего из точечных оценок прогнозируемого испуга потенцирования в общей линейной модели отображаются с ошибками 6. Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версиюиз этой фигуры.
Рисунок 8 испуга потенциация марихуаной группы и вероятности угрозы. Среднее испуга потенциация для 20% шоковом состоянии отображается с синей линии. Средний испуга потенцирование для 100% шок состояние отображается с красной линии. Стандартная ошибка среднего из точечных оценок прогнозируемого испуга потенцирования в общей линейной модели отображаются с ошибками 29. Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Справочная Рисунок 1. Принципиальная схема для пользовательских ударной коробке, используемой в Джона Куртина 'с Наркомания научно-исследовательская лаборатория.
Справочная таблица 1. полностью уравновешивается ряд испытаний для Угроза вероятностей задачи. Несколько заказов следует использовать по участникам, чтобы уменьшить эффект порядка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Угроза Вероятность Задача может быть использован для изучения экспрессии тревоги и страха, оценивая испуга потенцирование малой вероятности (неопределенный) и высокой вероятностью (определенной) угрозы поражения электрическим током. Основные зависимые мера и угроз условные, используемые в решении этой задачи может быть использован с грызунами, приматов и человека, таким образом, обеспечивая превосходный поступательное инструмент для изучения экспрессии негативное влияние 13,18,40. Испуга потенциация угрозе поражения электрическим током имеет четкие подключения к активации оборонительной системы, устойчив к волевому контролю, и имеет четко определенные нейробиологические субстраты. Это в отличие от самоотчетов мер влияет, что может быть чрезмерным влиянием характеристик спроса и дистальнее известной нейробиологии. Угроза Вероятность Задача предлагает точность для разбора различные формы негативного аффекта на контрастах в других общих психофизиологических методов, таких как эмоциональная просмотра изображений задачи.Угроза Вероятность Задача проста в реализации и легко анализировать, в отличие от других, более дорогостоящих и технических методов, таких как МРТ.
Угроза Вероятность Задача является одним из примеров более широкого класса задач угроз, которые манипулируют неопределенность угрозы с помощью промотана электрическим током, как угроза и испуга потенцирование качестве зависимой меры. Таким образом, существует значительная гибкость в Кий-ударных обстоятельств и ударных характеристик, которые могут поддержать программу исследований с сильными концептуальных репликаций. Например, угроза Вероятность Задача является производным от ранее утвержденной No-Shock, предсказуемой Shock, непредсказуемый ударной задачи 21. Задача НПУ манипулирует неопределенность в отношении как IF (шок вероятности), и когда (шок времени) потрясения произойдут. Задача НПУ был использован для изучения введения препарата и лишений воздействие на отрицательной аффективной реакции 4,34 и этиологические механизмы настроения и тревогинарушения 22 - 24,41 - 43. В другом исследовании, Кертин и коллеги также разработали варианты этих Cued задач угроз, что именно манипулировать угрозы неопределенности о том, когда (ударной времени) 5,29,44; ГДЕ (администрация расположение на теле для шока) 25; и, как плохо (интенсивность шок) 7. . Пока Кертин др 'ы Использование этих задач до сих пор сосредоточены на последствиях введения препарата и изъятия у здоровых участников; все эти задачи могут быть использованы для изучения тревоги и страха ответов у пациентов с тревогой и других психических расстройств 2,45.
Кертин и коллеги использовали все вышеупомянутые классов Cued задач угроз в программе исследований, которые зондируют граничным условиям анксиолитических эффектов алкоголя на тревоги, выраженной во время неопределенной угрозы, в широком смысле. Во всех этих задач, спирт имел значительственно большее сдерживающее влияние стрессовой реакции на испуг потенцирования во неопределенными, чем некой угрозе. Закономерность результатов подтверждает справедливость неопределенности угроза конструкции и использование всей этом классе задач манипулировать эту конструкцию. Животные модели неврологии наркомания предположить, что нейроадаптация в ответ на неопределенных угроз и других стрессовых факторов при условии неоднократного, хронического употребления наркотиков предоставляет один важный механизм в этиологии алкоголя и других наркомании 8. Исследования, проведенные в нашей лаборатории с помощью этих Cued задачи угроз предоставила предварительную поддержку для этой этиологической механизма у людей 29,34,44.
Хотя испуга потенциация обеспечивает привлекательный поступательное меру оборонительной реактивности неприятным событиям в Threat вероятностей задачи, перекрестная проверка с другими конкретных мер негативного аффекта отвечая снизит опасения по поводу альтернативных объяснений, которые могли быбыть специфическими для этой зависимой меры. На самом деле, угроза Вероятность Задача может легко разместиться другие зависимые меры. Например, события, связанные потенциалы, предымпульс ингибирование испуга, и поведенческие реакции могут быть рассмотрены в Угроза вероятностей задачи, чтобы позволить исследователям зондировать различия в для повышенного внимания функции во время тревоги против страха 15,17,46. Исследователи, заинтересованные в тревоге и приобретения страха, а не выражение, можно изменять инструкции и параметры стимулирования в Угроза вероятностей задачи, чтобы лучше обслуживать своих исследовательских вопросов. Как отмечалось ранее, ретроспективный самоотчета тревожности / страха после каждого набора или в конце задачи могут быть легко получены 7. Интернет измерение воспринимается ударной вероятности могут быть также получены с помощью клавиатуры нажмите или записи голоса для того, чтобы участники поддерживать внимание и понимание инструкций по всей задачи (для примера см 47). Будущая работа с угрозой вероятВозможность задания и аналогичные Cued задачи угроз можно объединить другие методы при использовании клинических групп пациентов, чтобы увеличить внешнюю валидность задачи и дальнейшего определения тревогу и страх. Например, можно соотнести индивидуальные различия в реагировании во время угрозы вероятностей задачи с реагирования на угрозы и других стрессовых факторов в «реальном мире», что оцениваются с помощью экологической мгновенной оценки (EMA). Кроме того, участник отвечая во время угрозы вероятностей задачи могут быть использованы в качестве суррогатного конечной точки 48 - 50, чтобы изучить эффекты фармакологических и / или поведенческих вмешательств для лечения настроения и тревожных расстройств и расстройств токсикомании.
Угроза Вероятность Задача также может разместить, кроме поражения электрическим током, а также других испуга методов измерения угроз. Например, потенцирование реакции ока испуга была подтверждена в ответ на АВЕРСив взрыв воздуха направлены на горле 51 и отвращение громкий шум 52. Реакция испуга может быть усилена путем темноте в организме человека, что обеспечивает четкое поступательное моста до светло-потенцирует испуга у грызунов (13 ночных видов). Реакция испуга мгновение ока может быть вызвана зондов в других сенсорных модальностей включая визуального 27 и тактильной 53. Очевидно, измерение испуга потенцирования в Угроза вероятностей задачи и связанные Cued задачи угроз обеспечивает гибкий инструмент для аффективных ученых, заинтересованных в нормативной и патологической отрицательной аффективной реакции.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amplifier | Numerous options | See Curtin, Lorenzo, and Allen (2007) for a list of vendors. | |
| Small Ag/AgCl EMG Sensors |  Discount Disposables |
TDE-023-Y-ZZ-S | 4 mm, and 48 in lead length |
| Large Ag/AgCl EMG sensor | Discount Disposables |
TDE-022-Y-ZZ-S | 8 mm, and 48 in lead length |
| Small electrode collars | Discount Disposables |
TD-23 | 5 mm |
| Large electrode collars | Discount Disposables |
TD-22 | 8 mm |
| Shock box | Custom | Custom | See supplemental material for a circuit diagram for the custom shock box used by the Curtin laboratory. An example of a commerical shock box can be found at: http://www.psychlab.com/stim_SHK_shockers.html. |
| Alcohol pads | Fisher Scientific |
06-669-72 | |
| Exfoliant gel | Weaver and Company |
NuPrep | |
| Conductive Gel | Electro-Cap International |
ECA E9 | |
| Gauze pads | Neuromedical Supplies |
95000025 | |
| Blunt Needle | Electro-Cap International |
E8B | |
| Medical tape | Neuromedical Supplies |
95000032 | |
| Electrode Sterilizing Solution | Emergency Medical Products: |
MX-2800 | Gloves should be warn when handling metricide. |
| Headphones | Sennheiser |
4974 | Head phones should be capable of repeatedly delivering startle probe’s at the level chosen by experimenters (e.g.102 dB). |
| Participant monitoring camera | PolarisUSA |
BC-660B | Infrared capable camera so participant can be monitored while lights are off in experiment room. |
| Infrared panel | PolarisUSA | IR-TILE | http://www.polaris.com/en-us/home.aspx |
| Video monitor for participant monitoring | Marshall Electronics |
M-Pro CCTV 19 | |
| Stimulus Computer | Dell |
Dell Optiplex3010 | Most modern computers appropriate |
| Sound card (Stimulus computer) | Creative |
70SB127000002 | The sound card delivers the startle probes. An example of a stand alone noise generator can be found at: http://www.psychlab.com/stim_TG_WN_sound.html#. |
| I/O card (Stimulus computer) | Measurement Computing |
PCI-DIO24 | I/O card allows control of shock box and communication of event markers (e.g. for startle probe occurrence) to data collection computer. |
| Stimulus control software | Psychtoolbox |
Open source (free) toolbox based in Matlab. | |
| Computational platform for stimulus control and data reduction | MathWorks |
Required to use Psychtoolbox and EEGLAB (below). | |
| Data collection computer | Dell |
Dell Optiplex3010 | Most modern computers are appropriate |
| Psychophysiology acquisition software | Numerous options | See Curtin, Lorenzo, and Allen (2007) for a list of vendors. | |
| Stimulus Monitor | Acer |
Acer AL1916W | |
| Data Collection Monitor | Acer |
Acer AL1916W | |
| Participant CRT monitor | ViewSonic |
P810 | |
| Data processing software | EEGLAB |
Open source (free) software package based in Matlab. |
References
- Barlow, D. H. Unraveling the mysteries of anxiety and its disorders from the perspective of emotion theory. The American psychologist. 55 (11), 1247-1263 (2000).
- Boswell, J. F., Thompson-Hollands, J., Farchione, T. J., Barlow, D. H. Intolerance of uncertainty: A common factor in the treatment of emotional disorders. Journal of Clinical Psychology. 69 (6), 630-645 (2013).
- Grillon, C. Models and mechanisms of anxiety: evidence from startle studies. Psychopharmacology. 199 (3), 421-437 (2008).
- Moberg, C. A., Curtin, J. J. Alcohol selectively reduces anxiety but not fear: startle response during unpredictable vs. predictable threat. Journal of Abnormal Psychology. 118 (2), 335-347 (2009).
- Hefner, K. R., Moberg, C. A., Hachiya, L. Y., Curtin, J. J. Alcohol stress response dampening during imminent versus distal, uncertain threat. Journal of abnormal psychology. 122 (3), 756-769 (2013).
- Hefner, K. R., Curtin, J. J. Alcohol stress response dampening: Selective reduction of anxiety in the face of uncertain threat. Journal of Psychopharmacology (Oxford, England). 26 (2), 232-244 (2012).
- Bradford, D. E., Shapiro, B. L., Curtin, J. J. How bad could it be? Alcohol dampens stress responses to threat of uncertain intensity. Psychological science. 24 (12), 2541-2549 (2013).
- Koob, G. F., Volkow, N. D. Neurocircuitry of addiction. Neuropsychopharmacology Reviews. 35 (1), 217-238 (2010).
- Mauss, I. B., Robinson, M. D. Measures of emotion: A review. Cognition & emotion. 23 (2), 209-237 (2009).
- Lang, P. J., Bradley, M. M., Cuthbert, B. N. Emotion, attention, and the startle reflex. Psychological Review. 97 (3), 377-395 (1990).
- Lang, P. J. The emotion probe. Studies of motivation and attention. The American psychologist. 50 (5), 372-385 (1995).
- Vaidyanathan, U., Patrick, C. J., Cuthbert, B. N. Linking dimensional models of internalizing psychopathology to neurobiological systems: Affect-modulated startle as an indicator of fear and distress disorders and affiliated traits. Psychological bulletin. 135 (6), 909-942 (2009).
- Davis, M., Walker, D. L., Miles, L., Grillon, C. Phasic vs sustained fear in rats and humans: Role of the extended amygdala in fear vs anxiety. Neuropsychopharmacology Reviews. 35, 105-135 (2010).
- Blanchard, R. J., Blanchard, D. C. Attack and defense in rodents as ethoexperimental models for the study of emotion. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 13, S3-S14 (1989).
- Cornwell, B. R., Echiverri, A. M., Covington, M. F., Grillon, C. Modality-specific attention under imminent but not remote threat of shock: Evidence from differential prepulse inhibition of startle. Psychological Science. 19 (6), 622-6210 (2008).
- Fanselow, M. S., Lester, L. S. A functional behavioristic approach to aversively motivated behavior: predatory imminence as a determinant of the topography of defensive behavior. Evolution and Learning. , 185-212 (1988).
- Mobbs, D., Petrovic, P., et al. When fear is near: Threat imminence elicits prefrontal-periaqueductal gray shifts in humans. Science. 317 (5841), 1083-1010 (2007).
- Walker, D., Davis, M. Role of the extended amygdala in short-duration versus sustained fear: A tribute to Dr. Lennart Heimer. Brain Structure and Function. 213 (1-2), 29-42 (2008).
- Davis, M. Neural systems involved in fear and anxiety measured with fear-potentiated startle. American Psychologist. 61 (8), 741-756 (2006).
- Alvarez, R. P., Chen, G., Bodurka, J., Kaplan, R., Grillon, C. Phasic and sustained fear in humans elicits distinct patterns of brain activity. NeuroImage. 55 (1), 389-400 (2011).
- Schmitz, A., Grillon, C. Assessing fear and anxiety in humans using the threat of predictable and unpredictable aversive events (the NPU-threat test). Nature Protocols. 7 (3), 527-532 (2012).
- Grillon, C., Lissek, S., Rabin, S., McDowell, D., Dvir, S., Pine, D. S. Increased anxiety during anticipation of unpredictable but not predictable aversive stimuli as a psychophysiologic marker of panic disorder. American Journal of Psychiatry. 165 (7), 898-904 (2008).
- Grillon, C., Pine, D. S., Lissek, S., Rabin, S., Bonne, O., Vythilingam, M. Increased anxiety during anticipation of unpredictable aversive stimuli in posttraumatic stress disorder but not in generalized anxiety disorder. Biological Psychiatry. 66 (1), 47-53 (2009).
- Grillon, C., Chavis, C., Covington, M. F., Pine, D. S. Two-week treatment with the selective serotonin reuptake inhibitor citalopram reduces contextual anxiety but not cued fear in healthy volunteers: A fear-potentiated startle study. Neuropsychopharmacology. 34 (4), 964-971 (2009).
- Alcohol induced stress neuroadaptation: Cross sectional evidence from startle potentiation and ERPs in healthy drinkers and abstinent alcoholics during uncertain threat. Bradford, D. E., Moberg, C. A., Starr, M. J., Motschman, C. A., Korhumel, R. A., Curtin, J. J. Society for Psychophysiological Research, Abstracts for the Fifty-Third Annual Meeting, Firenze Fiera Congress & Exhibition, Center, Florence, Italy, , (2013).
- Shankman, S. A., Robison-Andrew, E. J., Nelson, B. D., Altman, S. E., Campbell, M. L. Effects of predictability of shock timing and intensity on aversive responses. International Journal of Psychophysiology: Official Journal of the International Organization of Psychophysiology. 80 (2), 112-118 (2011).
- Blumenthal, T. D., Cuthbert, B. N., Filion, D. L., Hackley, S., Lipp, O. V., van Boxtel, A. Committee report: Guidelines for human startle eyeblink electromyographic studies. Psychophysiology. 42 (1), 1-15 (2005).
- Valsamis, B., Schmid, S. Habituation and prepulse inhibition of acoustic startle in rodents. Journal of visualized experiments: JoVE. (55), e3446 (2011).
- Gloria, R. Uncovering a potential biological marker for marijuana withdrawal: Startle potentiation to threat. , University of Wisconsin-Madison. 70 (2011).
- Curtin, J. J., Lozano, D., Allen, J. B. The psychophysiology laboratory. , Oxford University Press. New York. (2007).
- Lane, S. T., Franklin, J. C., Curran, P. J. Clarifying the nature of startle habituation using latent curve modeling. International journal of psychophysiology: official journal of the International Organization of Psychophysiology. 88 (1), 55-63 (2013).
- Bradford, D. E., Kaye, J. T., Curtin, J. J. Not just noise: individual differences in general startle reactivity predict startle response to uncertain and certain threat. Psychophysiology. 51 (5), 407-411 (2014).
- Curtin, J. J., Patrick, C. J., Lang, A. R., Cacioppo, J. T., Birbaumer, N. Alcohol affects emotion through cognition. Psychological Science. 12 (6), 527-531 (2001).
- Hogle, J. M., Kaye, J. T., Curtin, J. J. Nicotine withdrawal increases threat-induced anxiety but not fear: Neuroadaptation in human addiction. Biological Psychiatry. 68 (8), 687-688 (2010).
- Hogle, J. M., Curtin, J. J. Sex differences in negative affective response during nicotine withdrawal. Psychophysiology. 43 (4), 344-356 (2006).
- Delorme, A., Makeig, S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis. Journal of Neuroscience Methods. 134 (1), 9-21 (2004).
- Statistics Toolbox. , The Mathworks Inc.. Natick, Massachusetts. (2013).
- Levenson, R., Sher, K., Grossman, L., Newman, J., Newlin, D. Alcohol and stress response dampening: Pharmacological effects, expectancy, and tension reduction. Journal of Abnormal Psychology. 89 (4), 528-538 (1980).
- Sher, K. J. Stress response dampening. Psychological Theories of Drinking and Alcoholism. , 227-271 (1987).
- Davis, M., Antoniadis, E., Amaral, D., Winslow, J. Acoustic startle reflex in rhesus monkeys: A review. Reviews in the Neurosciences. 19, 171-185 (2008).
- Grillon, C., Baas, J. P., Lissek, S., Smith, K., Milstein, J. Anxious responses to predictable and unpredictable aversive events. Behavioral Neuroscience. 118 (5), 916-924 (2004).
- Grillon, C., Baas, J. M. A review of the modulation of the startle reflex by affective states and its application in psychiatry. Clinical Neurophysiology. 144, 1557-1579 (2003).
- Shankman, S. A., Nelson, B. D., et al. A psychophysiological investigation of threat and reward sensitivity in individuals with panic disorder and/or major depressive disorder. Journal of abnormal psychology. 122 (2), 322-338 (2013).
- Moberg, C. A., Curtin, J. J. Stressing the importance of anxiety in alcoholism. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 36, 60A (2012).
- McTeague, L. M., Lang, P. J. The anxiety spectrum and the reflex physiology of defense: from circumscribed fear to broad distress. Depression and anxiety. 29 (4), 264-281 (2012).
- Mobbs, D., Marchant, J. L., et al. From Threat to Fear: The Neural Organization of Defensive Fear Systems in Humans. The Journal of Neuroscience. 29 (39), 12236-12243 (2009).
- Lissek, S., Bradford, D. E., et al. Neural substrates of classically conditioned fear-generalization in humans: a parametric fMRI study. Social cognitive and affective neuroscience. , (2013).
- Insel, T. Next-generation treatments for mental disorders. Science translational medicine. 4 (155), 155ps19 (2012).
- Baker, T. B., Mermelstein, R., et al. New methods for tobacco dependence treatment research. Annals of Behavioral Medicine: A Publication of the Society of Behavioral Medicine. 41 (2), 192-207 (2011).
- Lerman, C., LeSage, M. G., et al. Translational research in medication development for nicotine dependence. Nature Reviews. Drug Discovery. 6 (9), 746-762 (2007).
- Schmitz, A., Merikangas, K., Swendsen, H., Cui, L., Heaton, L., Grillon, C. Measuring anxious responses to predictable and unpredictable threat in children and adolescents. Journal of experimental child psychology. 110 (2), 159-170 (2011).
- Miller, M. W., Curtin, J. J., Patrick, C. J. A startle probe methodology for investigating the effects of active avoidance on negative emotional reactivity. Biological Psychology. 50, 235-257 (1999).
- Hawk, L. W., Cook, E. W. 3rd Affective modulation of tactile startle. Psychophysiology. 34 (1), 23-31 (1997).
