ワーキングメモリメンテナンスによる状態不安の軽減

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Summary

このプロトコールは、Sternbergワーキングメモリのパラダイム中に不安を増強した驚愕を測定する方法を示しています。

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Balderston, N. L., Hsiung, A., Liu, J., Ernst, M., Grillon, C. Reducing State Anxiety Using Working Memory Maintenance. J. Vis. Exp. (125), e55727, doi:10.3791/55727 (2017).

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Abstract

このプロトコルの目的は、Sternbergワーキングメモリ(WM)とショックパラダイムの脅威を組み合わせることによって、ワーキングメモリプロセスと不安の関係を調べる方法を説明することです。スターンバーグWMのパラダイムでは、被験者はWM内の一連の文字を短い間隔で維持し、シリーズ内の特定の文字の位置が数値プロンプトに一致するかどうかを識別することによって応答する必要があります。ショックパラダイムの脅威では、被験者は、予期せぬ軽度の電気ショックを受ける危険性があるか、またはショックから安全である交互のブロックに曝される。脅威のもとで増強される音響驚愕反射を使用して、安全および脅威ブロック全体にわたって不安が探究される(不安 - 刺激性驚愕(APS))。ショックの脅威の中でSternberg WMパラダイムを実施し、WM維持期間または試行間隔の間に驚愕反応をプロービングすることによって、dWM保守のAPSへの影響を決定する。

Introduction

注意制御理論(ACT)によれば、不安は限られたワーキングメモリ(WM)リソースへのアクセスを競合することによって、認知処理に干渉します1 。しかし、ACTは、この関係の逆数( すなわち 、不安に対する認知処理の効果)に対処していない。ショックパラダイムの脅威を使用して、認知作業時の不安を操作することによって、認知に不安の効果および不安2、3、4、5に認知の効果の両方を評価することが可能です。このプロトコルの目的は、ショック・パラダイムの脅威の中でSternberg WMパラダイムを管理して不安とWM維持の間の双方向関係を探る方法を示すことです。

衝撃パラダイムの脅威は、状態不安を操作するために実験室で広く使用されているF "> 6、7、8、9、10、11とは、健常者2、3、4、5及び患者12、13、14、同様に15で実現することができる(ブラッドフォード例えば16参照)。パラダイムは、脅威と安全17のブロックを交互に構成されている。被験者は脅威ブロック間予測不可能な電気的刺激を受ける危険性がある、ではない安全なブロックの間である。被験者の不安は、音響驚愕反射18、19使用して、定期的にプローブすることができる。被験者典型的にはshOWより大きい安全なブロックに比べ脅威ブロック中の驚愕反応、及びこの不安増強驚愕(APS)は、試験17、18の間に継続的な不安の変化の周辺指標として用いることができます。ショック・パラダイムの脅威の驚異的な驚きは、NIMH(National Institute of Mental Health)によって、研究領域基準マトリックス20の不安の生理学的指標として認識されている20 。しかし、自己報告型リッカート型スケールを用いて個人の不安を調査することも可能である。ショックの脅威は受動的なパラダイムであるため、他の認知課題も同時に実施することができる21 。衝撃の脅威とSternbergのWMタスクを組み合わせることで、WMのメンテナンス中に不安を突き止めることができます3

Sternberg WMパラダイムの間、被験者はWMの一連の文字をエンコードし、FTER短い間隔3、22。より複雑なWMタスク( 例えば、Nバックタスク)4、5、23とは異なり、スターンバーグタスクはWM 3、22の情報の操作を必要としません。さらに、被験者は、明確な間隔でアイテムを符号化し、維持し、応答する。これらの機能を組み合わせることで、WMのメンテナンスを他のより複雑なコグニティブプロセスから切り離すことが可能になります24 。 WM維持期間中にAPSをプロービングすることにより、不安に対するWM維持の効果を決定することが可能である。同様に、脅威ブロックと安全ブロックとの間のWM精度と反応時間(RT)とを比較することによって、WM維持に対する不安の影響を判定することが可能である。このプロトコルは、Sternberg WMパラダイムdを実行するのに必要な手続き的なステップ衝撃の脅威、ならびにタスク中のAPS、精度、および反応時間を評価するために必要な分析ステップを含む。

Protocol

すべての参加者は、国立精神衛生研究所(NIMH)の統合神経科学研究所審査委員会(IRB)によって承認された書面によるインフォームドコンセントを提出し、参加のために補償された。

1.機器のセットアップ

注記:以下に説明するように装置をセットアップします( 図1Aを参照) 。3

  1. コントロールルームでは、実験を管理するコンピュータと生理学的データを記録するコンピュータの2台をセットアップします。
  2. 対象ルームでは、液晶ディスプレイモニタとキーボード(またはボタンボックス)に標準19を設定して、参加者に刺激を表示し、参加者の応答を記録します。
  3. 精神生理を記録するには、イーサネットからUSBアダプタを使用して、録音コンピュータを心理生理学モニタリングハードウェアに接続します。
  4. トランジスター - トランジスタ・ロジック(TTL)信号を記録とリラックスケーブルを使用して実験コンピュータのパラレルポートをブレイクアウトボックスに接続します。
  5. 心理生理学的監視ハードウェアにTTL信号を渡すには、リボンケーブルを使用してブレイクアウトボックスをハードウェアに接続します。
  6. 刺激供給ハードウェアにTTLパルスを渡すには、Bayonet Neill-Concelman(BNC)ケーブルを使用してブレークアウトボックスを信号発生器に接続します。
  7. ショックデバイスの制御信号を生成するには、BNCケーブルを使用して信号発生器をショックデバイスに接続します。
  8. 信号発生器と衝撃装置を100ms、200Hzの衝撃を与えるように設定します。すべての設定については、 図1BおよびCを参照してください。

2.使用可能なソフトウェアを使用して実験をプログラムする

注:神経行動システムソフトウェア(ここでは実験ソフトウェアと呼ばれ、 表の表を参照)が使用された。その他の相当品ソフトウェアを使用することができます。

  1. 下記のパラメータと付属の補助コードファイルを使用して、4つのテストフェーズをプログラムします(詳細については、補足コードを参照してください)。
    1. 各段階について、プログラム26試行。
    2. 試験を脅威と安全性の4つの交互ブロックに分割し、ブロックごとに6回の試行を行います。
    3. 各試行の始めに、それぞれ2,000ミリ秒間にいくつの手紙が提示されるかを示す手がかりを提示する。
    4. 合図の後、2,500±1,000msのエンコーディング・レター・シーケンスを提示する。
    5. 低負荷試行では、5つの文字が順番に1つずつ表示されます。
    6. 高負荷試行では、順番に8文字ずつ順に表示します。
    7. エンコードフェーズに続くメンテナンス期間を9,000±1,000ミリ秒間プログラムします。
    8. メンテナンス期間の終わりに、2,000ミリ秒の応答プロンプトを表示します。
    9. 応答プロンプトをプログラムして、左側に文字を表示し、numエンコーディングシーケンスからの文字を表す文字と、シーケンス内の位置を参照する数字とをモニタの右側に表示する。
    10. 文字と数字の下に、「一致/不一致」という単語を表示します。文字が位置番号に一致するか不一致かを示します。
    11. 試行の半分が一致し、半分が不一致になるように実験をプログラムします。
    12. 応答を記録するには、キーボードまたはボタンボックスを使用します。
    13. 各試行が23秒であるような試行内イベントのタイミングに依存する可変期間の試行間隔(ITI)によって試行を分けてください。
    14. 各期間の天井と床の値の間のランダムな期間(ミリ秒)を選択することで、エンジニアリング、メンテナンス、およびITI期間の試行期間を変更します。
    15. カウンターバランスは参加者の半分を安全なブロックで開始し、参加者の半分が脅威ブロックから開始するようにする実験です。
    16. 各実行において、各脅威ブロック中に0回から2回までの擬似ランダムショックの間に存在し、1回の実行につき合計3回のショックプレゼンテーションを行う。安全と脅威のブロックに同数の試行が含まれていることを確認するために、各ショックに対して余分な(ダミー)試行を必ず含めるようにしてください。
    17. 各走行の開始時に、驚愕反応を熟知するために、ヘッドフォン上に103dBの白色雑音(ほぼ瞬間的な立上り/立下り時間)の5つの40msバーストを提示する。
    18. 各ランの間に、驚愕反応( 図3参照)を調べるための以下の条件の間、ホワイトノイズの3つのプレゼンテーションを提示する:安全対脅威、低負荷対高負荷、および維持期間対ITI。
    19. 驚愕反応の短期間の習慣化を避けるために、少なくとも17秒の最小相互プローブ間隔でそれらが生じるようにプローブを離してください。
    20. メンテナンス期間の試行では、文字シリーズのオフセット後1秒以上の現在のプローブ。
    21. ITI triの場合応答プロンプトのオフセット後も4秒以上経過していなければなりません。
    22. 製造元の指示に従って、関連するソフトウェアパッケージを使用して生理学的監視のための装置をセットアップする。

3.実験を実行する

  1. 参加者を研究室に護衛する。
  2. インフォームドコンセントを管理する。
  3. 事前に記入するために、参加者にステート・トラスト不安インベントリY-1(STAI-Y1) 25 、ベック不安インベントリ(BAI) 26 、ベック・うつ病インベントリ(BDI) 27 、および不安感覚指数(ASI) 28タスクの指示とセットアップを行います。
  4. 参加者に2種類の試行を見て、以下の詳細に基づいて試行に反応することを知らせる。
  5. 低負荷試行中に、参加者に一連の5文字を​​記憶させ、それらは提示されます。
  6. 高負荷試行中に、参加者に提示された順番に8文字の連続した文字を記憶させるよう指示する。
  7. 参加者に、遅れた後に、手紙とシーケンス内の位置を示す数字を入力するよう促す。
  8. 参加者に左矢印キーまたは右矢印キーを使用して、文字と位置番号がトライアルシーケンスと一致するか不一致であるかを指示するように指示します。
  9. 参加者に、安全性の期間および脅威の期間中に、予期せぬ軽度の電気ショックを手首に与えるリスクがあるときに試行が行われることを知らせる。
  10. 参加者に、実験中ずっと安全な状態と脅威状態の両方で、驚愕の驚愕プローブが聞こえることを知らせる。
  11. 図2の図に基づいて電極を清掃して各参加者に取り付けます
    1. 場所t皮膚コンダクタンスをモニターするために、約2cm離れた左手の手のひらに11mmの銀 - 塩化銀(Ag-AgCl)電極を使い捨てする。
    2. 電気刺激を投与するために、2つの使い捨て11mm Ag-AgCl電極を左手の内側の手首に約3cm離して置く。
    3. 左腕の内側、ひじ​​の真上に1つの使い捨て11 mm Ag-AgCl電極を置き、右鎖骨のすぐ下に1つの使い捨て電極を置いて心拍数を監視する。
    4. 驚愕反応を測定するために、2mmのAg-AgClカップ電極を2本の左眼窩筋肉の下側に取り付ける。
  12. すべての電極を生体医用テープで固定する。
  13. リード線を手のひらの電極に接続し、心理生理学監視ハードウェアのEDAチャンネルに接続します。
  14. リード線を手首の電極に接続し、ショックデバイスに差し込みます。
  15. リードを腕の電極と鎖骨に取り付け、それらを差し込みます精神生理学的監視ハードウェアのECGチャネルに送信する。
  16. 眼窩眼筋に付着したカップ電極を心理生理学監視ハードウェアの筋電図(EMG)チャネルに差し込みます。
  17. ショック校正。
    1. 実験の開始前に、不快で不快であるが苦痛ではない強度レベルを特定するために、参加者に一連の100msサンプル電気刺激を評価させる。
      1. 実験ソフトウェアパッケージ( 補足コードファイル表を参照)を使用して、手首への100 ms衝撃刺激のシリーズプレゼンテーション(〜5-10)を管理します
      2. 各プレゼンテーションの後、参加者に各プレゼンテーションを1(不快ではない)から10(苦痛ではないが苦痛ではない)の尺度で口頭で評価させる。
      3. ショックデバイスのmAスケールを使用して、ショックの強度を徐々に増加させ、被験者が刺激を「10」と評価するまでの刺激の過誤。
      4. 参加者詳細パケットに強度値を記録します。
        注:研究中に、決定された強度でショックを提示する。
  18. 実験を開始するには、実験ソフトウェアの指示に従って、参加者ID番号、平衡状態、および実行番号を実行ボックスに入力します。
    注:2つの平衡状態を作成します。最初のカウンターバランスは脅威ブロックで実験を開始し、2番目のカウンターバランスは安全なブロックで実験を開始します。セクション2を参照してください。
  19. 精神生理学モニタリング記録で「開始」をクリックします。
  20. 実験ソフトウェアのプロンプトボックスで "enter"を押すと、実験が開始されます。
  21. 被験者に4回の実験を完了させる。レターとポジション番号がトライアルと一致または不一致の場合、参加者に左または右の矢印キーを選択させる(ステップ3.7および3.8)。
    注記:各ランレングスを6〜7分持続するようにプログラムします。ショックが0〜2回/ランの間で疑似ランダムに送達されるようにプログラムする。セクション2を参照してください。
  22. 各回の実行後、被験者に、直前に実行した安全および脅威のブロック中に0(不安ではない)〜10(非常に不安)のスケールで不安レベルを口頭で評価させる。
  23. 被験者に、前回実行中に提示されたショックの強度を、初期較正手順(セクション3.17)で使用されたのと同じ0~10スケールで口頭で評価させる。

4.パフォーマンスを分析する

注記:以下の手順を使用して、単一の参加者のパフォーマンスデータを分析します。

  1. 実験ソフトウェアから作成した出力ファイルを開きます。
    1. さまざまな条件で正しい応答を平均化するには、まずデータを安全対脅威と低負荷応答データの4つのユニークな条件を生成するために高負荷になります。
    2. 4つの条件のそれぞれについて正しい試行回数を数え、この数を各条件における試行の総数で割る。
    3. 異なる条件で反応時間を平均するには、手順4.1.1のようにデータを分離します。
    4. 各条件のすべての反応時間を合計し、この数を各条件の試行回数で割ります。
      注:実験ソフトウェアの出力に示されているようにショック提示を含む試行を省略します。
  2. グループレベルで、行動性能及び反応時間29における差異を識別するために、対象を横切ってANOVAを2(安全な脅威対)×2(高負荷対低負荷)を行います。

5.驚きを分析する

  1. 精神生理学解析ソフトウェア30を使用して、分析のための生のEMGデータを準備する。 図4Aを参照のこと。
    1. 精神生理学解析ソフトウェアから "Transform" >> Digital Filters >> FIR >> Bandpassを選択して、デジタルバンドパスフィルタ(30〜300Hz通過帯域)を適用し、生のEMGチャネルを平滑化します( 図4B参照)。
  2. Analysis >> Electromyographyを選択します。精神生理学解析ソフトウェアから平均整流されたEMGを派生させて、20 msの時間ウィンドウ平均を使用して平滑化されたEMG信号を修正します図4C参照)。
  3. 精神生理学解析ソフトウェアからAnalysis >> Stim-Response >> Stim Eventsへのデジタル入力を選択して、各試行タイプのデジタル入力に対応する刺激事象にラベルを付けます。
    注:たとえば、試用型には、安全対脅威、低負荷対高負荷、および保守期間とITI期間が含まれます。
  4. 各刺激イベント30のまわりのまばたきの大きさを抽出する
    1. Analysis >> Stim-Response >> Stim-Response Analysisを選択し、精神生理学解析ソフトウェアからチャンネル平均( すなわち、処理されたEMGに対応するチャンネル番号)を指定して、平均ウィンドウアクティビティを-50〜白色雑音の開始に先行する0ms。
    2. Analysis >> Stim-Response >> Stim-Response Analysisを選択し、精神生理学解析ソフトウェアからチャネルの最大値( すなわち、処理されたEMGに対応するチャネル番号)を指定して、20〜白色雑音の開始後100ms。
  5. EMGチャンネル30で過度のノイズの試行を除外します。
    注意:驚異的な驚愕反応は、過剰なバックグラウンドのEMG活動または他の汚染源( 例えば、人工物またはvol聴覚プローブの直前の奇数および自発的な点滅; 図4D参照)。
  6. 標準スプレッドシートソフトウェアを使用して、試行ごとの点滅反応を分析します。
    1. 点滅の大きさをzスコアに正規化する(オプション)。
    2. さらなる分析のためにzスコアをtスコアに変換する(t = 10x + 50;オプション)。
    3. 各試行タイプの試行間のt-スコアおよび/または生スコアを平均し、各条件( 例えば、低負荷対高負荷および維持期間対ITI期間)のAPS(脅威対安全)を計算する。
    4. グループレベルでは、APSに対するWM保守の影響を特定するために、被験者間で2(安全対脅威)×2(ITIに対するメンテナンス期間)のANOVAを実行します。

6.自己申告データを分析する

  1. 安全性と脅威の条件についてラン間の不安評価を平均化する。
  2. グループレベルでは、脅威操作の有効性を判断するための安全t検定との比較。

Representative Results

このプロトコルは、精度、RT、およびAPSの3つの主要データタイプを生成します。精度とRTのために、このプロトコルには脅威と負荷という2つの実験的操作が必要です。正確さのために、典型的な結果は負荷の主な効果を示しているが、脅威の主な影響はなく、脅威との相互作用がない(試験(F(1,18)= 84.34; p <0.01; 図5参照)。 (F(1,18)= 19.49; p <0.01)と脅威(F(1,18)= 8.03)の両方の主な効果を示しています。被験者は、通常、高負荷試行中より低負荷試行中および安全ブロック中よりも脅威ブロック中の速いRTの方が速いRTを示しています図6参照)。

このプロトコルはまた、APSのための2つの実験操作を含む:負荷および開始タイミング。典型的な結果は、タイミングごとの相互作用(F(1,18)= 16.63; p <0.01; 図7参照)を示す 。 (MNT;維持期間:t(18)= 3.92; p <0.01; ITI:p> 0.05;腹腔内投与の場合にのみ、驚愕プローブが送達される場合のみ)。 d = 0.72)。推論統計は研究ごとに異なることがあるので、これらの影響を再現することが重要であることに留意すべきである。この実験の後、タスクの難しさの関数としてのAPSの一貫した減少が見出された。この知見は、口頭Nバックタスク(3-バック> 0バックD(25)= 2.2)4、スターンバーグWMパラダイム(上記参照、D(18)= 0.72で観察された、複製のために、実験1を参照しますBalderston 2016年3;高負荷>低負荷、D(18)= 0.44)、および複雑な画像認識タスク(検索>エンコーディング、D(21)= 0.47)しかし、最終的な結果は、慣れによって部分的に引き起こされる可能性があることに留意すべきである。

各試行の間に個人の主観的情動状態を判定することは困難であるが、自己報告データを用いて不安操作の有効性を判定し、個人差の尺度として用いることができる。したがって、標準化されたアンケートを使用して実験前に被験者の情動状態を評価し、実験中の被験者の不安を探ることが重要である。典型的な結果は、安全ブロックよりも脅威ブロック中に著しく高い不安評価を示す。 t(18)= 8.85; p <0.001。

図1
図1: 標準的な機器セットアップの概略 A )別の計算を使用するタスクを管理し、被験者からの生理学的信号を記録する。実験コンピュータのパラレルポートを介して、精神生理学的監視ハードウェアおよびショックデバイスとイベントを同期させる。心理生理学モニタリングハードウェアから取得した生理信号をイーサネットケーブルを介して取得コンピュータに中継します。信号発生器によって制御され、タスクコンピュータによってトリガされる衝撃装置を使用して、被験者にショックを与える。タスクコンピュータのサウンドカードを介して被験者に白色雑音を供給し、精神生理学的監視ハードウェアを用いて痕跡を記録する。 ( B )信号発生器に必要な設定。 ( C )衝撃装置に必要な設定。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

gimg "src =" / files / ftp_upload / 55727 / 55727fig2.jpg "/>
図2:典型的な被験者セットアップの略図。被験者の非支配的な手首に衝撃を与えるために電極を取り付ける。被験者の非支配的な手のひらの皮膚伝導度を測定するために電極を取り付ける。眼窩筋の上の右眼の下の筋電図を測定するために電極を取り付ける。被験者の左上顎と右胸骨の心電図を測定するために電極を取り付ける。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図3
図3:典型的な実験デザインの概略図。被験者に一連の手紙を提示し、その後に短いメンテナンス期間と応答プロンプトを表示する。応答promの間 pt、(シリーズからの)手紙と数字を被験者に提示する。被験者に、その数字が前のシリーズの目標文字の位置と一致するかどうかを指示します。メンテナンス期間または試行間隔(ITI)のいずれかで、各試行中に驚愕プローブを提示する。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図4
図4:白色ノイズプローブに続くEMGトレースの例A )生EMGトレース。 ( B )30〜500HzでフィルタリングされたEMGトレースバンドパス。 ( C )20msの定数を使用してフィルタリングおよび整流されたEMGトレース。 ( D )ベースラインノイズによって汚染された試験からの生のEMGトレース。iles / ftp_upload / 55727 / 55727fig4large.jpg "target =" _ blank ">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図5
図5:典型的な反応時間(RT)の結果被験者は、通常、高負荷試験中よりも低負荷試験中により速い。被験者は、典型的にショックの脅威のもとでより速い。バーは平均±SEMを表す。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図6
図6:典型的な不安強化驚愕(APS)結果。驚愕が維持期間(MNT)中にプローブされると、被験体は典型的に、高負荷試験と比較して低負荷での使用が可能です。しかし、この効果はITIの間に驚愕が探知されたときには保持されない。バーは平均±SEMを表す。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図7
図7:典型的な精度(パーセント(%)正しい)結果。被験者は、通常、高負荷試験よりも低負荷試験でより正確です。しかし、パフォーマンスはショックの脅威の関数として変化する傾向がありません。バーは平均±SEMを表す。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

補足コードファイル: Wav fiホワイトノイズプレゼンテーション(40ms_wn.wav。) ここをクリックしてこのファイルをダウンロードしてください。実験用ソフトウェアのハードウェアパラメータを設定するために必要なコード(Sternberg_threat_v5.exp。) このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。実験に必要なコード(Sternberg_threat_v5.sce。) このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。

Discussion

このペーパーでは、ショックの脅威の中でSternberg WMタスクを管理する方法を示します。このプロトコルを使用すると、驚異的な驚愕反射の増強によって測定されるように、WM維持が不安を軽減するのに十分であることを示すことが可能であった3 。これらの結果は、認知と不安との関係が双方向であることを示唆している3 から5とその不安のモデル( 例えば、集中力理論)認知に対する不安の影響に加えて、不安に認知の効果を説明しなければならない1。現在のプロトコルはSternberg WMタスクとショックパラダイムの脅威の統合を記述しているが、認知と不安の関係をより一般的に研究するフレームワークとしても役立つ21

オルタチンの間に起こる既存の認知課題を再設計することによって安全性と脅威のグラム期間は、WMと持続的注意2、31、32のような特定の認知プロセス、上の不安の効果を研究することが可能です。例えば、以前の研究では、Nバックワーキングメモリタスクは不安が高負荷4、5低負荷時WMと干渉なくことを実証し、ショックパラダイムの脅威と一体化しました。これらの結果は、不安がWMに干渉するが、健常者は仕事の要求が高いときに不安を克服できることを示唆している。 SART(Sustained Attention to Response Task)はショック・パラダイムの脅威と統合されていた。被験者は、まれな標的刺激に対する応答を抑制しなければならなかった。これは、衝撃の脅威は、タスク31、32の間のNogo試験に関する精度を増加させることを実証しました。と共にこれらの結果は、不安がパフォーマンスを損ない容易にすることができ、その効果の方向性は、その課題が関与する特定の認知プロセスに依存することを示唆している。

同様に、ショックパラダイムの脅威に適応された既存の認知課題に正確に時間を合わせた驚愕プローブを加えることによって、不安に対する特定の認知課題の効果を研究することが可能である。 WM負荷と不安との間の関係は、最初に-維持するアイテムの数を増加させることAPS 4,5減少NバックWMタスク、の間に観察されました。このタスクは、メンテナンスや操作の両方を必要とするためしかし、WMコンポーネントが不安23、33で観察された減少のために必要であったかを判断することは困難でした。これらの研究を、より単純なSternberg WMパラダイムで追跡することによって、shなぜなら、不安軽減のためには、中央執行の処理は必要ないからである3

この技術は、認知が不安に及ぼす影響と同様に、認知に対する不安の効果の両方を研究するために使用することができる。したがって、このパラダイムにおける不安および認知負荷の両方を操作し、それぞれの信頼できる尺度を取ることが重要である。この方法を新規な認知パラダイムに適用する場合、認知パラダイムが性能に基づいて区別できるレベルの難易度を有することを確実にすることが重要である。パイロットテストで実験条件全体でパフォーマンスの違いが見られない場合は、天井/床の影響をチェックし、それに応じてタスクの難易度を調整します。同様に、認知負荷の低い状態でAPSを観察することができるようにショック操作の脅威を設計することが重要である。パイロット試験が認知負荷の低い状態で驚愕の違いを示さない場合は、信号をチェックしてみてくださいEMGチャネルのノイズ対ノイズ比。

このプロトコルの有効性を保証するための3つの重要なステップがあります。まず、被験者が実施されている認知課題を理解できるようにすることが重要です。必要に応じて、被験者が指示を理解できるように、タスクの練習バージョンを設計します。第2に、使用される電気刺激が被験者に不安を誘発するのに十分な強度であることを確実にすることが重要である。必要に応じて、各実行後に電気刺激の強度を再較正します。第3に、EMGチャンネルの信号対雑音比が音響驚愕反応を回復するのに十分であることを保証することが重要である。チャンネルにノイズが多い場合やインピーダンスが高すぎる場合は、目の下の皮膚を完全にきれいにし、EMG電極を再塗布してください。

このパラダイムにはいくつかの長所がありますが、対応すべき限界もあります。例えば、av敏感な電気ショックは、特に脆弱な集団に対処する際に、一部のIRB間で懸念を引き起こす可能性があります。電気ショック以外に不安を誘発する代替的なアプローチがあることに留意すべきである。これらは、激しい熱刺激35の脅威を利用して長期間(8〜20分) 34 CO 2 (7.5%)の上昇した呼吸を含み、負の評価された画像36を提示することを含む。しかしながら、電気刺激(適切に使用される場合)安全であり、広く使用され、効果的である。このプロトコルは増強驚愕を分析するための標準化アプローチを推奨しているが、生スコアは、10いくつかのケース9内のより信頼性であってもよいです。標準化されたスコアを使用する場合は、生のスコアも調べることをお勧めします。

このプロトコルの強みは、研究者が柔軟に被験者内の状態不安を単一のセッションで操作し、不安と特定の認知プロセスとの関係を試験することができる。このプロトコルの将来の可能性のあるアプリケーションは3つあります。まず、認知システムと感情システムが神経プロセスのレベルでどのように相互作用するかを理解することが重要です。将来の研究では、このパラダイムを用いてBOLD活動を記録しながら、不安とWM維持関連神経活動との関係を調べるべきである。第二に、これらの発見を、持続的な注意および報酬処理などの他の認知プロセスに一般化することが重要です。このプロトコルを使用する今後の研究では、脅威と安全の期間にこれらのプロセスを操作する必要があります。第3に、健常人と患者集団の両方において、認知と不安の関係を理解することが重要です。このプロトコルを用いた今後の研究には、これらの特別集団からの個体が含まれるべきである。

結論として、この仕事は、貨物の負荷と誘発された不安の間の関係を研究するためのプロトコルを提示します。このパラダイムを用いた研究では、不安を軽減するにはWM維持が十分であるが、不安はWM負荷そのものを妨げないことが示されている。ここで提示された知見はSternberg WMパラダイムに固有のものであるが、このプロトコルは一般的に認知と不安との間の双方向関係を研究するために適合させることができる。

Disclosures

著者らは、利害の衝突はないと報告している。

Acknowledgments

この研究の財政的支援は、ZIAMH002798(ClinicalTrial.gov Identifier:NCT00026559:Protocol ID 01-M-0185)という国立精神衛生研究所の教室内研究プログラムによって行われました。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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References

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