Denne protokollen demonstrerer hvordan man måler angstpotensiert startle under Sternberg Working Memory-paradigmet.
Formålet med denne protokollen er å forklare hvordan man undersøker forholdet mellom arbeidsminneprosesser og angst ved å kombinere Sternberg Working Memory (WM) og trusselen om sjokkparadigger. I Sternberg WM-paradigmet krever fag å opprettholde en rekke bokstaver i WM for et kort intervall og svare ved å identifisere hvorvidt posisjonen til et gitt brev i serien samsvarer med en numerisk melding. I trusselen om sjokkparadigma blir emner utsatt for alternerende blokker hvor de enten er i fare for å motta uforutsigbare presentasjoner av et mildt elektrisk støt eller er trygge fra sjokket. Angst er undersøkt gjennom sikkerhets- og trusselblokkene ved hjelp av den akustiske startrefleksen, som potenseres under trussel (Angst-Potensiert Startle (APS)). Ved å gjennomføre Sternberg WM-paradigmet under trusselen om sjokk og undersøke opprørssvaret under enten WM-vedlikeholdsintervallet eller intertrialintervallet, er det mulig å dEtermin effekten av WM vedlikehold på APS.
I følge Attention Control Theory (ACT), angriper angst med kognitiv behandling ved å konkurrere om tilgang til begrensede arbeidsmessige ressurser (WM) 1 . AKTEN tar imidlertid ikke imot det motsatte av dette forholdet ( dvs. effekten av kognitiv behandling på angst). Ved å manipulere angst under kognitive oppgaver ved hjelp av trusselen om sjokkparadigm, er det mulig å vurdere både effekten av angst på kognisjon og effekten av kognisjon på angst 2 , 3 , 4 , 5 . Formålet med denne protokollen er å demonstrere hvordan man administrerer Sternberg WM-paradigmet under trussel om sjokkparadigm for å undersøke toveisforholdet mellom angst og WM-vedlikehold.
Trusselen om sjokkparadigm er mye brukt i laboratoriet for å manipulere statlig angstF "> 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 og kan implementeres hos friske personer 2 , 3 , 4 , 5 og pasienter 12 , 13 , 14 , 15 (se Bradford et al. 16 for et eksempel). Paradigmet består av vekslende blokker av trussel og sikkerhet 17. Emner risikerer å motta uforutsigbare elektriske stimuleringer under trusselblokkene, men ikke i de sikre blokkene. Emnenees angst kan periodisk undersøkes ved hjelp av akustisk startrefleks 18 , 19. Emner Vanligvis shOw større brutale svar under trusselblokkene i forhold til de sikre blokkene, og denne angstpotensierte startle (APS) kan brukes som en perifert indeks for endring i den pågående angsten under testen 17 , 18 . Potensiert skudd i trusselen om sjokkparadigm er anerkjent av Nasjonalt institutt for psykisk helse (NIMH) som en fysiologisk indeks for angst i deres forskningsdomenekriterier matrise 20 . Det er imidlertid også mulig å teste en persons angst ved hjelp av en selvrapporterende Likert-skala. Fordi trussel om sjokk er et passivt paradigme, kan andre kognitive oppgaver gjennomføres samtidig 21 . Ved å kombinere trusselen om sjokk med Sternberg WM-oppgaven, er det mulig å undersøke angst under WM-vedlikehold 3 .
Under Sternberg WM-paradigmet er det nødvendig med fag å kode en rekke bokstaver i WM og svare på aFter et kort intervall 3 , 22 . I motsetning til mer komplekse WM-oppgaver ( f.eks. N-back-oppgaven) 4 , 5 , 23 , krever Sternberg-oppgaven ikke manipulering av informasjon i WM 3 , 22 . I tillegg kodes, vedlikeholder og svarer på emner under forskjellige intervaller. Sammen gir disse funksjonene mulighet til å dissociere WM vedlikehold fra andre, mer komplekse kognitive prosesser 24 . Ved å undersøke APS under WM vedlikeholdsintervallet, er det mulig å bestemme effekten av WM vedlikehold på angst. På samme måte, ved å sammenligne WM-nøyaktighet og reaksjonstid (RT) mellom trusselen og sikre blokker, er det mulig å bestemme effekten av angst på WM-vedlikehold. Denne protokollen vil detaljere prosedyre trinnene som er nødvendige for å gjennomføre Sternberg WM-paradigmet dUring trussel om sjokk, samt de analytiske trinnene som er nødvendige for å vurdere APS, nøyaktighet og reaksjonstid under oppgaven.
Dette papiret viser hvordan man administrerer Sternberg WM-oppgaven under trussel om sjokk. Ved hjelp av denne protokollen var det mulig å vise at WM vedlikehold er tilstrekkelig til å redusere angst, målt ved forsterkning av akustisk startrefleks 3 . Disse resultatene tyder på at forholdet mellom kognisjon og angst er toveis 3 – 5 og at modeller av angst ( f.eks. Oppmerksomhetskontrollteori) 1 må forklare effekten av kognisjon på angst i tillegg til effekten av angst på kognisjon. Selv om den nåværende protokollen beskriver integrasjonen av Sternberg WM-oppgaven og trusselen om sjokkparadigmet, kan den også fungere som et rammeverk for å studere forholdet mellom kognisjon og angst generelt 21 .
Ved å omforme eksisterende kognitive oppgaver til å finne sted under alternatørenG perioder med sikkerhet og trussel, er det mulig å studere effekten av angst på bestemte kognitive prosesser, som WM og vedvarende oppmerksomhet 2 , 31 , 32 . For eksempel, i tidligere arbeid, ble N-back-arbeidshukommelsesoppgaven integrert med trusselen om sjokkparadigmet, noe som demonstrerer at angst forstyrrer WM ved lav belastning, men ikke høy belastning 4 , 5 . Disse resultatene tyder på at angst forstyrrer WM, men også at friske personer er i stand til å overvinne angst når oppgavene er høye. Den vedvarende oppmerksomheten til responsoppgave (SART) ble også integrert med trusselen om sjokkparadigm; Individer måtte hemme deres respons på sjeldne målstimuli. Dette viste at trusselen om sjokk øker nøyaktigheten på NoGo-forsøk under oppgaven 31 , 32 . Sammen medN-back-studiene, viser disse resultatene at angst både kan svekke og lette ytelsen, og at retningen av effekten avhenger av de spesifikke kognitive prosessene som er involvert av oppgaven.
Tilsvarende er det mulig å studere effekten av spesifikke kognitive oppgaver på angst ved å legge til nøyaktig tidsbegrensede startprober til en eksisterende kognitiv oppgave som er tilpasset trusselen om sjokkparadigma. Forholdet mellom WM-belastningen og angst ble opprinnelig observert under N-back WM-oppgavene, hvor økningen av antall vedlikeholdte elementer reduserte APS 4 , 5 . Men fordi denne oppgaven krever både vedlikehold og manipulering, var det vanskelig å bestemme hvilke WM-komponenter som var nødvendige for den observerte reduksjonen i angst 23 , 33 . Ved å følge opp disse studiene med det enklere Sternberg WM-paradigmet, var det mulig å shOw at sentralbehandling ikke var nødvendig for angstreduksjon 3 .
Denne teknikken kan brukes til å studere både effekten av angst på kognisjon, samt effekten av kognisjon på angst. Følgelig er det viktig å manipulere både angst og kognitiv belastning i dette paradigmet og å ta pålitelige tiltak av hver. Når du bruker denne metoden til å fortelle kognitive paradigmer, er det viktig å sikre at det kognitive paradigmet har forskjellige vanskelighetsgrader basert på ytelse. Hvis pilotforsøk ikke viser forskjeller i ytelse på tvers av eksperimentelle forhold, må du sjekke for tak / gulv effekter og justere oppgavens vanskeligheter tilsvarende. På samme måte er det viktig å utforme trusselen om sjokk manipulasjon slik at det er mulig å observere APS under forhold med lav kognitiv belastning. Hvis pilottesting ikke viser forskjeller i startle under forhold med lav kognitiv belastning, prøv å sjekke signaletTil-støyforhold i EMG-kanalen.
Det er 3 kritiske skritt for å sikre effektiviteten av denne protokollen. For det første er det viktig å sikre at emnet forstår den kognitive oppgaven som blir implementert. Om nødvendig, utform en øvelsesversjon av oppgaven for å sikre at fagene forstår instruksjonene. For det andre er det viktig å sikre at den elektriske stimuleringen som brukes er av tilstrekkelig intensitet for å indusere angst i faget. Om nødvendig, omkalibrere intensiteten til den elektriske stimuleringen etter hvert løp. For det tredje er det viktig å sikre at signal-støyforholdet til EMG-kanalen er tilstrekkelig til å gjenopprette akustisk startreaksjon. Hvis kanalen er støyende eller impedansen er for høy, rengjør huden grundig under øyet og sett på EMG-elektrodene igjen.
Selv om det er flere styrker til dette paradigmet, er det også begrensninger som bør tas opp. For eksempel bruk av avErstatning for elektrisk støt kan øke bekymringen blant enkelte IRB, spesielt når det gjelder sårbare befolkninger. Det bør bemerkes at det finnes alternative tilnærminger for å indusere angst i tillegg til bruk av elektrisk støt. Disse inkluderer pusteforhøyede nivåer av CO 2 (7,5%) i lengre perioder (8-20 min) 34 , ved hjelp av trusselen om en aversiv termisk stimulus 35 , presentere negativt validerte bilder 36 , etc. Det skal imidlertid bemerkes at elektriske stimuli Er trygge (når de brukes riktig), mye brukt og effektivt. Selv om denne protokollen anbefaler en standardiseringsmetode for å analysere potensialert oppstart, kan råpoengene være mer pålitelige i noen tilfeller 9 , 10 . Hvis det brukes standardiserte poeng, anbefales det også å undersøke de røde resultatene.
Styrken til denne protokollen er at den lar forskeren fleksibelManipulere tilstandsangst innen emne i en enkelt økt og å teste sammenhengen mellom angst og spesifikke kognitive prosesser. Det er tre potensielle fremtidige applikasjoner av denne protokollen. For det første er det viktig å forstå hvordan kognitive og emosjonelle systemer interagerer på nivået av nevrale prosesser. Fremtidige studier bør undersøke forholdet mellom angst og WM vedlikeholdsrelatert nevraaktivitet ved å bruke dette paradigmet mens du registrerer BOLD-aktivitet. For det andre er det viktig å generalisere disse funnene til andre kognitive prosesser, for eksempel vedvarende oppmerksomhet og belønning behandling. Fremtidige studier ved hjelp av denne protokollen skal manipulere disse prosessene i perioder med trussel og sikkerhet. For det tredje er det viktig å forstå forholdet mellom kognisjon og angst, både hos friske personer og hos pasientpopulasjoner. Fremtidige studier ved hjelp av denne protokollen bør inkludere personer fra disse spesielle populasjonene.
Til slutt, detteArbeid presenterer en protokoll for å studere forholdet mellom WM belastning og indusert angst. Studier som bruker dette paradigmet har vist at WM-vedlikehold er tilstrekkelig til å redusere angst, men at angst ikke forstyrrer WM-belastningen selv. Selv om funnene som presenteres her er spesifikke for Sternberg WM-paradigmet, kan denne protokollen tilpasses for å studere toveisforholdet mellom kognisjon og angst generelt.
The authors have nothing to disclose.
Finansiell støtte til denne studien ble gitt av Intramural Research Programmet ved National Institute of Mental Health, ZIAMH002798 (ClinicalTrial.gov Identifier: NCT00026559: Protokoll ID 01-M-0185).
Biopac System | |||
System | Biopac Systems Inc. | MP150 | 1, Psychophysiology monitoring hardware |
TTL integration | Biopac Systems Inc. | STP100C | 1 |
EDA | Biopac Systems Inc. | EDA100C | 1 |
ECG | Biopac Systems Inc. | ECG100C | 1 |
EMG | Biopac Systems Inc. | EMG100C | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Other Equipment | |||
Breakout box | See Alternatives | Custom | 1 |
Grass Signal Generator | Grass Instruments | SD9 | 1 |
Shock device | Digitimer North America, LLC | DS7A | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alternatives | |||
Alternative to Breakout box | Cortech Solutions | SD-MS-TCPBNC | 1 |
Alternative Grass Signal Generator | Digitimer North America, LLC | DG2A | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Audio Equipment | |||
Headphones | Sennheiser Electronic GMBH & CO | HD-280 | 1 |
Headphone Amplifier | Applied Research and Technology | AMP4 | 1 |
Sound Pressure Level Meter | Hisgadget Inc | MS10 | 1 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Electrodes and Leads from Biopac | |||
EMG | Biopac Systems Inc. | EL254S | 2 |
EMG stickers | Biopac Systems Inc. | ADD204 | 2 |
Gel for EMG | Biopac Systems Inc. | GEL100 | 1 |
ECG | Biopac Systems Inc. | LEAD110 | 2 |
Shock | Biopac Systems Inc. | LEAD110 | 2 |
ECG | Biopac Systems Inc. | LEAD110S-W | 1 |
ECG | Biopac Systems Inc. | LEAD110S-R | 1 |
Disposable electrodes | Biopac Systems Inc. | EL508 | 6 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Presentation | Neurobehavioral Systems | Version 18 | Referred to here as experimental software |
Acknowledge | Biopac Systems Inc. | Version 4.2 | Referred to here as psychophysiology analysis software |