Tam Daldırma 3-Boyutlu Sanal Gerçeklik Yapılan İnsan Fear İklimlendirme
9 Ağustos 2010
Klasik korku klima paradigma tamamen sürükleyici sanal gerçeklik ayarı insan katılımcılar için uyarlanmıştır. Klimalı, ayrımcılık paradigması kullanarak korku, işaret ve bağlam bellek tutma ve yok deri iletkenlik tepki ile iki ayrı sanal bağlamlarda dinamik sanal yılanlar ve örümcekler (koşullanmış uyaran) ölçüldü.
Bu video, insanlarda gerçekçi korku koşullanma verileri üretmek için Duke'un sürükleyici sanal ortamı olan DIVE'ın kullanımını göstermektedir. Sanal dünyalar, sanal yazılımlarla oluşturulur ve uyaranların sunulması için kodlar üretilir. Katılımcıya, deri iletkenliği kaydı ve el bileği stimülasyonu için elektrotların yanı sıra sanal gerçeklik ortamında buton basımları için kurulum yapılır.
DIVE'da dinamik uyaranlar sunulurken deri iletkenliği yanıtı ve düğme basma verileri toplanır; ardından korku kazanımı, korku sönmesi ve koşullu uyaranlara veya bağlama yönelik korku belleği tutulumunu göstermek için fizyolojik veriler ve beklenti ölçümleri analiz edilir. Merhaba, ben Kevin Lebar. Duke Üniversitesi Bilişsel Nörobilim Merkezi'nde profesörüm.
Ben Rachel Brady, Duke Immersive Virtual Environment direktörüyüm. Merhaba, benim adım Nicole Huff. Dr. Lamar'ın Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacıyım.
Merhaba, ben Görselleştirme Teknoloji Grubu'ndan David Zelensky. Bugün size, tamamen sürükleyici üç boyutlu sanal gerçeklik kullanarak insan korku koşullandırma deneyleri gerçekleştirme prosedürünü göstereceğiz. Bu prosedürü, korku edinimi ve bellek tutulumu üzerindeki bağlamsal etkileri incelemek için kullanıyoruz.
Öyleyse başlayalım. Korku edinimi ve belleği üzerindeki bağlamsal etkileri incelemek için, insan katılımcılara Duke'un Sürükleyici Sanal Ortamı (Duke's Immersive virtual environment) olarak bilinen, tamamen sürükleyici bir sanal ortamda dinamik koşul uyaranları sunulur. Dalış sistemi; dört duvarın, tavanın ve tabanın arka projeksiyon yöntemiyle stereografik bilgisayar görüntüleri yansıttığı üç metreye üç metreye üç metrelik bir odadan oluşur.
Her duvar, sırasıyla özel bir bilgisayar tarafından kontrol edilen kendi DLP projektörüne sahiptir. Duvarlardan biri, DIVE sistemine giriş ve çıkışa izin verecek şekilde yana kayar; katılımcının baş ve el konumları için 3 boyutlu konum ve yönelim bilgisi sağlayan bir takip sistemi bulunmaktadır. Aktif stereo görüş, katılımcılar tarafından takılan sıvı kristal panjurlu gözlükler aracılığıyla sağlanır.
Duvarlara ayrılmış altı bilgisayar; takip sistemiyle iletişim kuran, ses sistemini yöneten ve adil koşullandırma için kullanılan bir elektrik şoku sistemini kontrol eden bir ana bilgisayar tarafından yönetilir. Yedi bilgisayar, NVIDIA grafik kartlarının genlock özelliği aracılığıyla görüntü karesi sınırlarında senkronize edilir. Sanal ortamdaki navigasyon, tüm sanal dünyalarda aynı olan sabit bir yolla sınırlandırılmıştır. Hareket.
Bu yol boyunca kontrol, sanal yazılım sistemi aracılığıyla sağlanır. VIR'ler, sanal gerçeklik çevre birimleri ağı ve açık kaynak kütüphanesi üzerinden takip sistemiyle iletişim kurar. VRPM, katılımcının baş ve el konumu ile yöneliminin yanı sıra düğme basma bilgilerini kaydeder.
OLS, katılımcı için 3D sahneyi doğru perspektifte oluşturmak amacıyla baş izleme bilgilerini kullanır. Şimdi, DIVE sistemi içerisinde adil bir koşullandırma deneyi için katılımcının nasıl hazırlanacağını görelim. Adil koşullandırma deneyleri sırasında DIVE içindeki katılımcılar, koşullandırma prosedürüne başlamadan önce, elektrikli bilek stimülasyonu ile eşleştirilmiş yılan ve örümceklerden oluşan dinamik koşullandırma uyaranlarıyla karşılaştılar; önce her katılımcıyı rastgele belirli bir koşula atayın, tüm katılımcılar için ya yılan görüntüleri ya da örümcek görüntülerinden oluşan uyaran terimi CS artı uyaran olsun.
CS artı uyaranı ile eşleştirilecek koşulsuz uyaran, her katılımcı için bileğin elektriksel stimülasyonundan oluşmaktadır. CS artı olarak seçilmeyen uyaran ise kontrol görevi görür ve CS eksi uyaranı olarak adlandırılır. Şimdi, katılımcıya uyaranları görüntüleyeceği belirli bir sanal bağlamı rastgele atayın.
Bir olası sanal gerçeklik bağlamı kapalı bir ortamdan, diğer bağlam ise CS plus uyaranı ile eşleştirilecek olan elektriksel stimülasyonu kurmak için açık bir ortamdan oluşur. Elektrotların üzerine az miktarda iletken jel sürün, ardından katılımcının baskın el bileğindeki median sinir üzerine bipolar bir yüzey stimülasyon elektrodu sabitleyin, elektrot kablolarını kauçuk bir bantla sabitleyin ve bunları bir grass tele factor SD dokuz stimülatörüne bağlayın. Uygun stimülasyon voltajını bulmak için, voltajı 30 volt gibi düşük bir seviyeye ayarlayarak başlayın ve 200 milisaniye boyunca stimülasyon uygulayın.
30 ila 50 hertzte, katılımcı ağrı oluşmadan tolerans seviyesine ulaştığını belirtene kadar voltaj beş voltluk artışlarla yükseltilir. Amaç, oldukça rahatsız edici ancak ağrılı olmayan bir ayar bulmaktır. Bu deney sırasında insan katılımcılarda korkunun bağımlı ölçümü, deri iletkenliği tepkisidir.
Katılımcılar, öncelikle ellerini yıkayıp kurulamalı ve binanın sıcaklığına uyum sağlamak için en az 10 dakika beklemelidir. SCR elektrotlarını takmadan önce, baskın olmayan elin birinci ve ikinci parmaklarının orta falanjlarını yeni bir prep ile eksfoliye edin, kurulayın ve ardından elektrodun içine az miktarda Cigna iletken jel uygulayın. SCR ölçümü yapmak için, baskın olmayan elin birinci ve ikinci parmaklarının orta falanjlarına gümüş-gümüş klorür elektrot disklerini takın.
Kablolar, kontrol odasında DIVE'ın hemen dışında bulunan bir BioPack fizyolojik kayıt sistemine ulaşır. Biyo sistem, elektrik stimülasyonu ve SCR elektrot kurulumuyla birlikte T'S yazılımını çalıştıran bilgisayar ve stimulus sunumuyla senkronize edilir. Katılımcı, DIVE'ın merkezinde karşıya bakacak şekilde konumlandırılır; 3D gözlüklerdeki kafa takibi aktif hale getirilir ve baskın olan ele, katılımcı bir yılan veya örümcekle karşılaştığında düğme basma yanıtlarını kaydedecek olan cihaz yerleştirilir.
Şimdi katılımcıya, görevlerinin bir yılan veya örümcek ile karşılaştıklarında elektrik stimülasyonu alma olasılıklarının ne kadar yüksek olduğunu asa üzerindeki bir düğmeye basarak belirtmek olduğunu bildirin; düğmeler soldan sağa doğru sıralanmıştır ve en soldaki düğme stimülasyon alma olasılığının en düşük olduğunu temsil eder. Düğmeye basmanın elektrik stimülasyonunun gerçekleşmesini etkilemediğini onlara hatırlatın. Şimdi adil koşullandırma deneylerini inceleyelim.
Korku koşullanma deneyi, aralarında 24 saat olan iki oturumda gerçekleştirilir. İlk oturum, hemen ardından korku kazanım aşamasının geldiği bir başlangıç alıştırma döneminden oluşur. İkinci oturum ise başlangıç alıştırma dönemi sırasında bellek, tutma, test ve sönme eğitiminden oluşur.
Katılımcıya, 3D tam daldırma ile gri bir arka plan üzerinde her bir CS tipinden dört deneme sunun; ancak her denemede pekiştireç veya eğitimin ya da testin gerçekleşeceği sanal dünya olmamalıdır, uyaran dört saniye boyunca görünür ve bir yılan veya örümceğin ortaya çıktığını belirtmek için bir çıngırak veya tıklama sesiyle eş zamanlı olarak ortaya çıkar. Bu aşama, DIVE'daki deneysel ortama alışmaya ve koşullandırıcı uyaranlara verilen yönelim tepkilerinin azaltılmasına olanak tanır. Alıştırma evresinin hemen ardından, korku edinme evresine başlayın.
Her bir CS türü için, CS minus'ın tek başına sunulduğu ve 16 CS plus denemesinden beşinin yaklaşık 24 saat sonra elektriksel stimülasyon ile pekiştirildiği 16 karma deneme sunun. İkinci oturuma başlayın. Bu aşamada, katılımcıya, başlangıçta atandığı gruba bağlı olarak, korku edinimi bağlamıyla aynı veya farklı olan sanal bir bağlamda, elektriksel stimülasyon uygulanmayan 16 H Cs türü denemesi sunun.
Katılımcıya verilen görev ve talimatlar, ikinci oturumdakilerle aynıdır. Şimdi, DIVE eşdeğeri içindeki korku koşullandırma deneylerinden bazı sonuçları göstereceğiz. Gruplar arası korku edinimi ve sönümlenmesi, tamamen sürükleyici bir ortamın kısıtlamaları ve yetenekleri dahilinde güvenilir ve bilgilendirici korku koşullandırma çalışmalarının yürütülebileceğini göstermiştir. Ayrıca, deneylerin birinci ve ikinci günlerinde aynı bağlamda kalan katılımcılarda, bağlam değişikliği yaşayanlara kıyasla güçlü bir bağlamsal korku belleği görülmüştür.
Korkunun kalıcılığı, DIVE'da geleneksel laboratuvar eşleşmeli paradigmaya göre daha güçlüdür. Tam daldırmalı sanal gerçeklik kullanarak insan korku koşullanma deneylerinin nasıl yürütüleceğini az önce gösterdik. Bu teknoloji, korku belleği üzerindeki bağlamsal etkileri incelemek için faydalıdır.
Ve unutmayın, bu deneyleri yürütürken, yorumlanabilir veriler üretebilmek için sanal gerçekliğin olanaklarını sınırlandırmak önemlidir. Örneğin, katılımcının ne kadar hareket edeceğinin yanı sıra uyaranların yerleşimini ve süresini kontrol etmek istersiniz. İşte hepsi bu.
İzlediğiniz için teşekkür eder, deneylerinizde başarılar dileriz.
Genel Bakış
Bu çalışma, sürükleyici sanal gerçeklik kullanılarak insan katılımcılar için uyarlanmış klasik bir korku koşullandırma paradigmasını göstermektedir. Araştırma; sanal uyarılara verilen fizyolojik tepkiler aracılığıyla koşullandırılmış korku yanıtlarını, bellek tutulumunu ve sönmeyi ölçmektedir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Davranışsal Psikoloji
- Sanal Gerçeklik Uygulamaları
Arka Plan
- Korku koşullanması, çağrışımsal öğrenmeyi incelemek için kullanılan davranışsal bir paradigmadır.
- Sanal gerçeklik, korku tepkilerini ortaya çıkarmak için kontrollü bir ortam sağlar.
- Deri iletkenlik yanıtı, fizyolojik uyarılmanın güvenilir bir ölçüsüdür.
- Bağlamsal etkiler, korku kazanımını ve bellek tutulumunu etkileyebilir.
Çalışmanın Amacı
- Sanal gerçeklik ortamı kullanarak insanlarda korku koşullanmasını incelemek.
- Farklı ortamların korku tepkileri üzerindeki etkisini değerlendirmek.
- Koşullanmış korkunun zaman içindeki kalıcılığını ve sönmesini ölçmek.
Kullanılan Yöntemler
- Katılımcılar dinamik sanal uyaranlara (yılanlar ve örümcekler) maruz bırakıldı.
- Korku uyandırmak amacıyla, koşullu uyaranlarla beraber elektrikli bilek stimülasyonu uygulandı.
- Fizyolojik reaksiyonları ölçmek için deri iletkenlik yanıtları kaydedildi.
- Katılımcılar, tamamen sürükleyici bir sanal ortamda (DIVE) gezindiler.
Temel Sonuçlar
- Katılımcılar, koşullandırılmış uyaranlara karşı anlamlı deri iletkenliği tepkileri göstermiştir.
- Bağlamsal varyasyonlar, korku kazanımı derecesini etkilemiştir.
- Korku tepkilerinin bellek tutulumu zaman içinde gözlemlenmiştir.
- Korku sönmesi, sanal ortamda etkili bir şekilde ölçülmüştür.
Sonuçlar
- Sürükleyici sanal gerçeklik ortamı, korku koşullanmasını çalışmak için etkilidir.
- Bağlam, korku kazanımı ve bellek tutulumunda kritik bir rol oynar.
- Bu yaklaşım, korkuyla ilişkili bozuklukların anlaşılmasını geliştirebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Endüstriyel Uygunluğu
Sürükleyici sanal gerçeklik, insan korku koşullandırma çalışmalarında karmaşık çevresel bağlamlar üzerinde hassas kontrol sağlayarak, preklinik anksiyete modellerinin klinik uygulamalara aktarılmasındaki temel bir sınırlamayı gidermektedir. Deneysel kısıtlamaları korurken ekolojik olarak geçerli, çok duyulu ortamlar sunan bu yaklaşım, korkuyla ilgili hedeflerin mekanistik olarak riskten arındırılmasını desteklemekte ve preklinikteki bulguların klinik geçişindeki öngörü güvenini artırmaktadır. Bu metodoloji, nöropsikiyatrik ilaç keşfi için kritik olan bağlama bağlı korku mekanizmalarını izole ederek hedef doğrulamayı geliştirmektedir.
Biyofarmasötik Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Bağlama bağımlı korku kodlama ve geri çağırma mekanizmalarına ilişkin terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Bilimsel Değer: Çevresel bağlamın korku edinimi ve bellek tutulumu üzerindeki etkisini izole ederek biyolojik risk azaltmayı destekler.
- Bilimsel Değer: Sanal tehdit uyaranlarına verilen ölçülebilir deri iletkenliği yanıtları aracılığıyla fonksiyonel hedef doğrulamasını kolaylaştırır.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Nöropsikiyatrik hedef taramasında aşağı akış analiz standardizasyonu için valide edilmiş, insanla ilişkili biyolojik sistemler hazırlar.
- Bilimsel Değer: Sürükleyici bağlamlarda güvenilir bileşik değerlendirmesine olanak tanıyan kantitatif, tekrarlanabilir fizyolojik okumalar (deri iletkenliği) sağlar.
- Bilimsel Değer: Korku, anksiyete ve PTSD ile ilişkili hedef doğrulama kampanyalarında platformun yeniden kullanımını destekler.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Birden fazla duyusal modaliteyi dahil eden, karmaşık ve gerçek dünyaya benzer ortamları simüle ederek hastalık ilgisini artırır.
- Bilimsel Değer: Kemirgen korku koşullanma modellerinden insan deneysel paradigmalarına geçişteki translasyonel sürekliliği geliştirir.
- Bilimsel Değer: 24 saatlik aralıklarla bağlama özgü korku belleği tutulumunu ölçerek riskle uyumlu ilerleme kararlarına olanak tanır.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem; erken hedef doğrulamada hipotez testlerini destekleyerek, tarama kampanyaları için kantitatif analiz geliştirilmesine olanak tanıyarak ve bağlama duyarlı korku belleği ölçümleri aracılığıyla translasyonel kararlara veri sağlayarak keşif sürekliliğine entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Korku kazanımı üzerindeki bağlamsal etkilerin hipotez testlerini ve korkuyla ilgili nöral devrelerdeki yolak aydınlatmasını destekler.
- Tarama: Sanal bağlamlar genelinde tehdit yanıtlarının karşılaştırılmasına olanak tanıyan, analize hazır ve tekrarlanabilir deri iletkenliği çıktıları sağlar.
- Analitikler: Koşullandırma parametrelerinin istatistiksel karşılaştırmasına imkan veren zaman çözünürlüklü fizyolojik ölçümler (korku kazanımı, sönme, tutulma) üretir.
- Translasyonel Araştırma: Korku kodlamasındaki gerçek dünya karmaşıklığını modelleyerek, keşif aşamasındaki bağlam manipülasyonunu preklinik sürekliliğe bağlar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Birden fazla hedef program boyunca tekrarlı korku koşullandırma, sönme ve yeniden canlandırma çalışmaları için yeniden kullanılabilir, sürükleyici bir VR platformu oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Bağlama bağlı korku işlemedeki mekanistik belirsizliği azaltarak öngörü güvenini artırır.
- Operasyonel Değer: Sabit navigasyon yolları, senkronize uyaran sunumu ve kontrollü çevresel parametreler aracılığıyla standartlaşmayı ve tekrarlanabilirliği sağlar.
- Stratejik Değer: Korku belleği üzerindeki bağlam etkilerini nicelleştirerek go/no-go kararlarını iyileştirir ve anksiyete ilaç geliştirme sürecindeki geç aşama biyolojik riskini azaltır.
- Portföy Etkisi: Doğrulanmış bağlama özgü korku fenotiplerine dayalı olarak hedeflerin riske göre ayarlanmış önceliklendirmesini sağlar.
Uygulama Hususları
- Sanal gerçeklik sistemleri, fizyolojik kayıt ve bağlamsal korku koşullanması için deneysel tasarım konularında uzmanlık gerektirir.
- Sürükleyici VR altyapısına (6 taraflı projeksiyon, kafa/el takibi, uyaran senkronizasyonu) ve deri iletkenliği ölçüm sistemlerine bağlıdır.
- Tutarlı bağlam manipülasyonu için nörobilim, VR mühendisliği ve veri analizi grupları arasında ekipler arası standartlaştırma gerektirir.
- Uyaran zamanlaması ve pekiştirme parametrelerini korurken, protokollerin farklı sanal bağlamlar (örneğin, iç mekan ve dış mekan) arasında aktarılmasına yönelik adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Prosedür korumalarında belirtildiği üzere, verilerin yorumlanabilirliğini sağlamak amacıyla katılımcı hareketlerinin ve uyaran süresinin kısıtlanması gerekliliği ile sınırlıdır.
