Reduzindo a Ansiedade do Estado Usando a Manutenção da Memória de Trabalho

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Summary

Este protocolo demonstra como medir o estímulo potencializado pela ansiedade durante o paradigma da Sternberg Working Memory.

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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

O propósito deste protocolo é explicar como examinar a relação entre processos de memória de trabalho e ansiedade ao combinar a Sternberg Working Memory (WM) e a ameaça de paradigmas de choque. No paradigma Sternberg WM, os sujeitos são necessários para manter uma série de letras no WM por um breve intervalo e responder, identificando se a posição de uma determinada letra na série corresponde a um prompt numérico. Na ameaça do paradigma de choque, os sujeitos são expostos a blocos alternados onde correm o risco de receber apresentações imprevisíveis de choque elétrico leve ou estão a salvo do choque. A ansiedade é avaliada ao longo dos blocos seguros e de ameaça usando o reflexo de assalto acústico, que é potencializado sob ameaça (Ansiedade-Potenciado Startle (APS)). Ao conduzir o paradigma Sternberg WM durante a ameaça de choque e sondar a resposta de assalto durante o intervalo de manutenção de WM ou o intervalo intertrial, é possível dEtermine o efeito da manutenção do WM no APS.

Introduction

De acordo com a Teoria do Controle de Atenção (ACT), a ansiedade interfere no processamento cognitivo ao competir pelo acesso a recursos de Memória de Trabalho (WM) limitados 1 . No entanto, o ACT não aborda o inverso desta relação ( ou seja, o efeito do processamento cognitivo na ansiedade). Ao manipular a ansiedade durante as tarefas cognitivas utilizando a ameaça do paradigma de choque, é possível avaliar o efeito da ansiedade sobre a cognição e o efeito da cognição na ansiedade 2 , 3 , 4 , 5 . O objetivo deste protocolo é demonstrar como administrar o paradigma Sternberg WM durante o paradigma de ameaça de choque para investigar a relação bidirecional entre ansiedade e manutenção de WM.

A ameaça do paradigma de choque é amplamente utilizada no laboratório para manipular a ansiedade do estadof "> 6, 7, 8, 9, 10, 11 e pode ser implementado em indivíduos saudáveis, 2, 3, 4, 5 e pacientes 12, 13, 14, 15 da mesma forma (ver Bradford et al. 16, para um exemplo). O paradigma consiste em blocos alternativos de ameaça e segurança 17. Os indivíduos correm o risco de receber estimulações elétricas imprevisíveis durante os blocos de ameaça, mas não durante os blocos seguros. A ansiedade dos indivíduos pode ser avaliada periodicamente usando o reflexo acústico de espirito 18 , 19 . Tipicamente shMais respostas de assalto maiores durante os blocos de ameaça em comparação com os blocos seguros, e este Ansil-Potentiated Startle (APS) pode ser usado como um índice periférico de mudança na ansiedade em curso durante o teste 17 , 18 . O Instituto Nacional de Saúde Mental (NIMH) é reconhecido como um índice fisiológico de ansiedade em sua matriz de Critérios de Domínio de Pesquisa 20. O assalto potenciado no paradigma da ameaça de choque é reconhecido. No entanto, também é possível investigar a ansiedade de um indivíduo usando um auto-relato de escala de tipo Likert. Como a ameaça de choque é um paradigma passivo, outras tarefas cognitivas podem ser realizadas simultaneamente 21 . Ao combinar a ameaça de choque com a tarefa Sternberg WM, é possível testar a ansiedade durante a manutenção do WM 3 .

Durante o paradigma Sternberg WM, os sujeitos são necessários para codificar uma série de letras no WM e responder aPor um breve intervalo 3 , 22 . Ao contrário de tarefas WM mais complexas ( por exemplo, a tarefa N-back) 4 , 5 , 23 , a tarefa Sternberg não requer a manipulação de informações no WM 3 , 22 . Além disso, os sujeitos codificam, mantêm e respondem itens durante intervalos distintos. Juntos, esses recursos permitem dissociar a manutenção do WM de outros processos cognitivos mais complexos 24 . Ao testar APS durante o intervalo de manutenção WM, é possível determinar o efeito da manutenção de WM na ansiedade. Da mesma forma, ao comparar a precisão do WM e o Tempo de Reação (RT) entre a ameaça e blocos seguros, é possível determinar o efeito da ansiedade na manutenção do WM. Este protocolo detalhará as etapas processuais necessárias para conduzir o paradigma Sternberg WM dProvocando ameaças de choque, bem como as etapas analíticas necessárias para avaliar APS, precisão e tempo de reação durante a tarefa.

Protocol

Todos os participantes deram o consentimento informado por escrito aprovado pelo Conselho Nacional de Revisão Institucional (IRB) do Instituto Nacional de Saúde Mental (NIMH) e foram compensados ​​por participar.

1. Configurar o equipamento

NOTA: Configure o equipamento conforme descrito abaixo (veja a Figura 1A ) 3 .

  1. Na sala de controle, configure dois computadores, um para administrar o experimento e outro para registrar os dados fisiológicos.
  2. Na sala de assuntos, configure um monitor de monitor de cristal líquido padrão 19 e um teclado (ou caixa de botão) para exibir estímulos para o participante e para registrar as respostas dos participantes, respectivamente.
  3. Para gravar a psicofisiologia, conecte o computador de gravação ao hardware de monitoramento de psicofisiologia usando um adaptador Ethernet para USB.
  4. Para dividir os sinais de Transistor-Transistor Logic (TTL) entre a gravação eHardware de entrega de estímulo, conecte a porta paralela do computador experiente à caixa de fuga usando um cabo de fita.
  5. Para passar os sinais TTL para o hardware de monitoramento de psiquiatria, conecte a caixa de interrupção ao hardware usando um cabo de fita.
  6. Para passar os impulsos TTL para o hardware de entrega de estímulo, conecte a caixa de fuga ao gerador de sinal usando um cabo Bayonet Neill-Concelman (BNC).
  7. Para gerar um sinal de controle para o dispositivo de choque, conecte o gerador de sinal ao dispositivo de choque usando um cabo BNC.
  8. Defina o gerador de sinal e o dispositivo de choque para fornecer um choque de 100 ms, 200 Hz. Veja a Figura 1B e C para todas as configurações.

2. Programe a experiência usando o software disponível

NOTA: Foi utilizado um software de sistemas neurocomportamentais (aqui referido como o software experimental, veja a Tabela de Materiais ). Outro equivalenteO software pode ser usado.

  1. Programe quatro fases de teste usando os parâmetros descritos abaixo e os arquivos de código suplementares fornecidos (consulte o código suplementar para obter detalhes).
    1. Para cada fase, programe 26 testes.
    2. Divida os testes em 4 blocos alternativos de ameaça e segurança, com 6 ensaios por bloco.
    3. No início de cada teste, apresente uma sugestão indicando quantas letras serão apresentadas por 2.000 ms cada.
    4. Após a sugestão, apresente a seqüência de letras de codificação para 2.500 ± 1.000 ms.
    5. Em testes de baixa carga, apresentam 5 letras sequencialmente, uma após a outra.
    6. Em testes de alta carga, apresentam 8 letras sequencialmente, uma após a outra.
    7. Programe um período de manutenção após a fase de codificação para 9.000 ± 1.000 ms.
    8. No final do período de manutenção, apresente um prompt de resposta para 2.000 ms.
    9. Programe o prompt de resposta para exibir uma letra no lado esquerdo e um númeroNo lado direito do monitor, com a letra que representa uma letra da seqüência de codificação e o número que se refere a uma posição na seqüência.
    10. Debaixo da letra e do número, exiba as palavras "match / mismatch", referindo se a letra correspondia ou incompatível com o número da posição.
    11. Programe o experimento para que a metade dos ensaios coincida e não consiga coincidir.
    12. Use uma caixa de teclado ou botão para registrar as respostas.
    13. Separar os ensaios por um intervalo intertrial de duração variável (ITI) que depende do momento dos eventos dentro do teste, de modo que cada teste tenha 23 s de duração.
    14. Varie as durações dos períodos de codificação, manutenção e ITI em todos os ensaios, selecionando uma duração aleatória (em ms) entre os valores do teto e do chão para cada período.
    15. Contrabalancear os experimentos para que a metade dos participantes comece em um bloco seguro ea metade dos participantes começa em um bloco de ameaça.
    16. Em cada corrida,Presente entre 0 e 2 choques pseudo-aleatórios durante cada um dos blocos de ameaça para um total de 3 apresentações de choque por corrida. Certifique-se de incluir um teste extra (fofo) para cada choque para garantir que o mesmo número de testes esteja incluído nos blocos seguros e de ameaça.
    17. No início de cada corrida, apresentam cinco rajadas de 40 ms de 103 dB de ruído branco (tempos de aumento / queda quase instantâneos) nos fones de ouvido para habituar a resposta de assalto.
    18. Durante cada corrida, apresentam 3 apresentações do ruído branco nas seguintes condições para sondar a resposta de assalto (ver Figura 3 ): seguro versus ameaça, carga baixa versus alta carga e período de manutenção versus ITI.
    19. Espacie as sondas para que elas ocorram com um intervalo interprobe mínimo de pelo menos 17 s para evitar a habituação a curto prazo da resposta de startle.
    20. Para ensaios de período de manutenção, as sondas presentes não inferiores a 1 s após o deslocamento da série de letras.
    21. Para ITI triAlém disso, sondas atuais não menos de 4 s após o deslocamento do prompt de resposta.
    22. Configure o equipamento para monitoramento fisiológico usando o pacote de software associado, de acordo com as instruções do fabricante.

3. Execute a Experiência

  1. Acompanhe os participantes na sala de estudo.
  2. Administrar o consentimento informado.
  3. Dê aos participantes o Inventário de Ansiedade de Traço de Estado Y-1 (STAI-Y1) 25 , o Inventário de Ansiedade Beck (BAI) 26 , o Inventário de Depressão de Beck (BDI) 27 e o Índice de Sensibilidade de Ansiedade (ASI) 28 para preencher antes Para instruções de tarefa e configuração.
  4. Informe os participantes que verão 2 tipos de ensaios e responderão a esses ensaios com base nos seguintes detalhes.
  5. Durante os testes de baixa carga, instrua os participantes a manter uma série de 5 letras na memória na ordem emQue são apresentados.
  6. Durante os testes de alta carga, instrua os participantes a manter uma série de 8 letras na memória na ordem em que são apresentadas.
  7. Informe aos participantes que, após um atraso, serão solicitados com uma letra e um número que se refere à posição na seqüência.
  8. Instrua os participantes para indicar se a letra e o número da posição correspondem ou não coincidem com a seqüência de teste usando a tecla de seta esquerda ou direita, respectivamente.
  9. Informe os participantes que os ensaios ocorrerão durante períodos de segurança e períodos de ameaça, quando correm o risco de receber choques elétricos suaves imprevisíveis no pulso.
  10. Informe os participantes que ouvirão sondas acústicas durante a experiência, tanto nas condições de segurança como de ameaça.
  11. Limpe e prenda eletrodos a cada participante, com base no diagrama na Figura 2 .
    1. Lugar tOs eletrodos descartáveis ​​de cloreto de prata e prata de 11 mm (Ag-AgCl) na palma da mão esquerda, a cerca de 2 cm de distância, para monitorar a condutância da pele.
    2. Coloque dois eletrodos Ag-AgCl de 11 mm descartáveis ​​no pulso interno da mão esquerda, a cerca de 3 cm de distância, para administrar a estimulação elétrica.
    3. Coloque um eletro Ag-AgCl descartável de 11 mm no interior do braço esquerdo, logo acima do cotovelo, e um eletrodo descartable logo abaixo da clavícula direita para monitorar a freqüência cardíaca.
    4. Anexe dois eletrodos de copo de Ag-AgCl de 4 mm no lado inferior do músculo orbicular do oculo esquerdo para medir a resposta de sorvete.
  12. Proteja todos os eletrodos com fita biomédica.
  13. Anexe os cabos aos eletrodos na palma e conecte-os ao canal EDA do hardware de monitoramento de psiquiatria.
  14. Anexe os cabos aos eletrodos no pulso e conecte-os ao dispositivo de choque.
  15. Anexe os condutores aos eletrodos no braço e na clavícula e conecte-os iNo canal de ECG do hardware de monitoramento de psiquiatria.
  16. Conecte os eletrodos do copo anexados ao músculo orbicularis oculi no canal de eletromiografia (EMG) do hardware de monitoramento de psicofisiologia.
  17. Calibração de choque.
    1. Antes do início do experimento, os participantes avaliem uma série de estimulações elétricas de amostra de 100 ms para identificar um nível de intensidade que é desagradável e desconfortável, mas não doloroso.
      1. Administre uma apresentação em série (~ 5-10) do estímulo de choque de 100 ms ao pulso usando o pacote de software experimental (consulte arquivos de código suplementares e a Tabela de Materiais ).
      2. Após cada apresentação, peça aos participantes que avaliem verbalmente cada apresentação em uma escala de 1 (não desconfortável) até 10 (desconfortável, mas não doloroso).
      3. Usando a escala de mA no dispositivo de choque, aumenta gradualmente a intensidade do choque e continua o sEritas de estimulações até o sujeito classificar a estimulação como um "10."
      4. Registre o valor da intensidade no pacote detalhado do participante.
        NOTA: Durante o estudo, apresentar os choques na intensidade determinada.
  18. Para iniciar o experimento, insira o número de ID do participante, a condição de contrapeso e o número da execução na caixa de execução, conforme solicitado pelo software da experiência.
    NOTA: Crie duas condições de contrabalançamento. O primeiro contrapeso iniciará o experimento em um bloco de ameaça e o segundo contrabalanço iniciará a experiência em um bloco seguro. Veja a seção 2.
  19. Clique em "iniciar" na gravação de monitoramento de psiquiatria.
  20. Pressione "enter" na caixa de prompt de software experimental para iniciar a experiência.
  21. Permitir que o assunto complete 4 execuções da experiência. Peça ao participante que selecione a tecla de seta para a esquerda ou para a direita se a letra e o número da posição combinarem ou incompatindo o testeSequência, respectivamente (passos 3.7 e 3.8).
    NOTA: Programe cada comprimento de execução para durar entre 6 e 7 min. Programe os choques a serem entregues pseudo-aleatoriamente entre 0-2 vezes / corrida. Veja a seção 2.
  22. Depois de cada corrida, peça ao sujeito que avalie verbalmente seu nível de ansiedade em uma escala de 0 (não ansiosa) - 10 (extremamente ansiosa) durante os blocos de segurança e ameaça da corrida que acabaram de completar.
  23. Peça aos sujeitos que avaliem verbalmente a intensidade dos choques apresentados durante a corrida anterior na mesma escala 0-10 utilizada no procedimento de calibração inicial (seção 3.17).

4. Analise o desempenho

NOTA: analise os dados de desempenho para um único participante, usando as seguintes instruções.

  1. Abra o arquivo de saída criado a partir do software da experiência.
    1. Para medir as respostas corretas nas diferentes condições, primeiro separe os dados em versões de segurança versus ameaça e baixa cargaUS alta carga para produzir 4 condições únicas de dados de resposta.
    2. Conte os ensaios corretos para cada uma das 4 condições e divide esse número pelo número total de testes em cada condição.
    3. Para medir o tempo de reação nas diferentes condições, separe os dados como no passo 4.1.1.
    4. Sume todos os tempos de reação para cada condição e divida esse número pelo número de testes em cada condição.
      NOTA: Omita ensaios que incluam uma apresentação de choque, conforme indicado na saída de software experimental.
  2. Ao nível do grupo, execute uma ANOVA 2 (segura versus ameaça) x 2 (carga baixa versus alta carga) em todos os indivíduos para identificar diferenças no desempenho comportamental e nos tempos de reação 29 .

5. Analise Startle

  1. Prepare os dados de EMG em bruto para análise usando o software de análise de psicofisiologia 30 . Veja a Figura 4A .
    1. Selecione "Transformar" >> Filtros digitais >> FIR >> Bandpass do software de análise de psicofisiologia para aplicar um filtro passa-banda digital (banda passante de 30-300 Hz), suavizando o canal EMG bruto (veja a Figura 4B ).
  2. Selecione Análise >> Electromiografia >> Derive Average Rectified EMG do software de análise de psicofisiologia para corrigir o sinal EMG suavizado usando uma média de janela de tempo de 20 ms (ver Figura 4C ).
  3. Selecione Análise >> Stim-Response >> Entrada digital para Stim Eventos do software de análise de psicofisiologia para rotular os eventos de estímulo que correspondem às entradas digitais para cada tipo de teste.
    NOTA: Por exemplo, os tipos de teste incluem segurança versus ameaça, carga baixa versus alta carga e período de manutenção versus período ITI.
  4. Extraia a magnitude do piscar em torno de cada evento de estímulo 30.
    1. Selecione Análise >> Stim-Response >> Stim-Response Analysis e especifique o Mean of Channel ( ou seja, o número do canal correspondente ao EMG processado) do software de análise de psicofisiologia para extrair a atividade de linha de base média em uma janela fixa de -50 a 0 ms antes do início do ruído branco.
    2. Selecione Análise >> Stim-Response >> Stim-Response Analysis e especifique o Max of Channel ( ou seja, o número do canal correspondente ao EMG processado) do software de análise de psicofisiologia para identificar o início do piscar e o pico em uma janela fixa de 20 a 100 ms após o início do ruído branco.
  5. Excluir ensaios com ruído excessivo no canal 30 de EMG.
    NOTA: As respostas de assalto acústico devem ser distinguidas de forma confiável de atividade de EMG de fundo excessivo ou outras fontes de contaminação ( por exemplo, artefatos de movimento ou volPiscarão desumana e espontânea imediatamente anterior às sondas auditivas; Veja a Figura 4D ).
  6. Analise as respostas intermitentes de teste por teste usando um software de planilha padrão.
    1. Normalize as magnitudes de piscar em escores z (opcional).
    2. Converta os escores z em t-scores para posterior análise (t = 10x + 50, opcional).
    3. Faça a média das pontuações t e / ou das pontuações brutas entre os ensaios para cada tipo de teste e calcule o APS (ameaça versus segurança) para cada condição ( por exemplo, carga baixa versus alta carga e período de manutenção versus período ITI).
    4. Ao nível do grupo, execute um ANOVA 2 (seguro versus ameaça) x 2 (período de manutenção versus ITI) em todos os assuntos para identificar o efeito da manutenção do WM no APS.

6. Analise os dados de auto-relato

  1. Média as classificações de ansiedade em corridas para as condições de segurança e ameaça.
  2. Ao nível do grupo, execute um threaT versus teste t seguro para determinar a eficácia da manipulação da ameaça.

Representative Results

Este protocolo produz três tipos principais de dados: precisão, RT e APS. Para precisão e RT, este protocolo envolve duas manipulações experimentais, ameaças e carga. Para a precisão, os resultados típicos mostram um efeito principal da carga, mas nenhum efeito principal da ameaça e nenhuma interação carga-por-ameaça (ensaios (F (1,18) = 84,34; p <0,01; veja a Figura 5 ). Os indivíduos são tipicamente mais Precisão na carga baixa do que os ensaios de alta carga. Para a RT, os resultados típicos mostram um efeito principal da carga (F (1,18) = 19,49; p <0,01) e ameaça (F (1,18) = 8,03 ; P = 0,01), mas sem interação de carga por ameaça (ver Figura 6 ). Os indivíduos geralmente apresentam RTs mais rápidos durante ensaios de baixa carga do que durante ensaios de alta carga e RTs mais rápidos durante blocos de ameaça do que durante blocos seguros.

Este protocolo também envolve duas manipulações experimentais para APS: carregar e começar Le timing. Os resultados típicos mostram uma interação de carga por temporização (F (1,18) = 16,63; p <0,01; veja a Figura 7 ). Os sujeitos tipicamente apresentam APS significativamente maiores durante ensaios de baixa carga vs. alta carga, mas somente quando a sonda de startle é entregue durante o intervalo de manutenção (MNT; período de manutenção: t (18) = 3,92; p <0,01; ITI: p> 0,05; D = 0,72). Deve-se notar que, porque as estatísticas inferenciais podem variar de estudo para estudo, é importante replicar esses efeitos. Após esta experiência, foi encontrada uma diminuição consistente no APS em função da dificuldade da tarefa. Este achado foi observado em uma tarefa de N-back verbal (3-back> 0-back d (25) = 2.2) 4 , o paradigma de Sternberg WM (veja acima, d (18) = 0,72; para replicação, veja Experimento 1 em Balderston et al., 2016 3 , carga elevada> baixa carga, d (18) = 0,44) e uma tarefa complexa de reconhecimento de imagem (recuperação> codificação, d (21) = 0,47)Ef "> 2. No entanto, deve notar-se que o resultado final pode ser conduzido em parte pela habituação.

Embora seja difícil determinar o estado afetivo subjetivo de um indivíduo durante cada teste, os dados de auto-relato podem ser usados ​​para determinar a eficácia da manipulação da ansiedade e como uma medida de diferença individual. Portanto, é importante avaliar o estado afetivo do sujeito antes do experimento usando questionários padronizados e estimular a ansiedade do sujeito durante o experimento. Os resultados típicos mostram classificações de ansiedade significativamente maiores durante os blocos de ameaça do que durante os blocos seguros; T (18) = 8,85; P <0,001.

figura 1
Figura 1: Esquema de uma configuração típica do equipamento. ( A ) Use computador separado Para administrar a tarefa e registrar sinais fisiológicos do assunto. Sincronize eventos com o hardware de monitoramento de psicofisiologia e o dispositivo de choque através da porta paralela do computador do experimento. Relé os sinais fisiológicos do hardware de monitoramento de psicofisiologia para o computador de aquisição através do cabo Ethernet. Entregue o choque ao sujeito usando o dispositivo de choque, que é controlado por um gerador de sinal e desencadeado pelo computador da tarefa. Entregue o ruído branco ao sujeito através da placa de som do computador da tarefa e grave o rastreamento usando o hardware de monitoramento de psiquiatria. ( B ) Configurações necessárias para o gerador de sinal. ( C ) Configurações necessárias para o dispositivo de choque. Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

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Figura 2: Esquema de uma Configuração Típica do Assunto. Anexe eletrodos para entregar o choque ao pulso não dominante do sujeito. Anexe eletrodos para medir a condutância da pele na palma não-dominante do sujeito. Anexe eletrodos para medir a eletromiografia abaixo do olho direito, sobre o músculo orbicular do oculo. Anexe eletrodos para medir o eletrocardiograma no bíceps esquerdo do assunto e clavícula direita. Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

Figura 3
Figura 3: Esquema do Projeto Experimental Típico. Presente os assuntos com uma série de letras, seguido de um breve período de manutenção e um prompt de resposta. Durante o baile de resposta Pt, apresentar os assuntos com uma letra (da série) e um número. Instrua os assuntos para indicar se o número corresponde à posição da letra alvo na série anterior. Sondas de sobresaltes atuais durante cada teste, tanto durante o período de manutenção quanto no intervalo intertrial (ITI). Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

Figura 4
Figura 4: Exemplo de traços EMG após uma sonda de ruído branco. ( A ) Raw EMG trace. ( B ) faixa de rastreamento EMG filtrada a 30 a 500 Hz. ( C ) rastreamento EMG que foi filtrado e retificado usando uma constante de 20 ms. ( D ) Traço EMG bruto de um experimento contaminado por ruído de linha de base.Iles / ftp_upload / 55727 / 55727fig4large.jpg "target =" _ blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5
Figura 5: Resultados típicos do tempo de reação (RT). Os sujeitos geralmente são mais rápidos durante os ensaios de baixa carga do que nos ensaios de alta carga. Os indivíduos também são tipicamente mais rápidos sob ameaça de choque. As barras representam a média ± SEM. Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

Figura 6
Figura 6: Resultados típicos do Startle Potenciado pela Ansiedade (APS). Quando a protuberância é sondada durante o período de manutenção (MNT), os sujeitos tipicamente mostram um poderoso potenteEm baixa carga em comparação com testes de alta carga. No entanto, este efeito não é válido quando a súbita é testada durante o ITI. As barras representam a média ± SEM. Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

Figura 7
Figura 7: Precisão típica (porcentagem (%) correta) Resultados. Os sujeitos geralmente são mais precisos durante ensaios de baixa carga do que os ensaios de alta carga; No entanto, o desempenho não tende a variar em função da ameaça de choque. As barras representam a média ± SEM. Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

Arquivos de código suplementar: Wav fiLe para apresentação de ruído branco (40ms_pt.wav.) Por favor, clique aqui para baixar este arquivo. Código necessário para configurar parâmetros de hardware para software experimental (Sternberg_threat_v5.exp.) Clique aqui para baixar este arquivo. Código necessário para executar o experimento (Sternberg_threat_v5.sce.). Clique aqui para baixar este arquivo.

Discussion

Este artigo demonstra como administrar a tarefa Sternberg WM durante a ameaça de choque. Usando este protocolo, foi possível mostrar que a manutenção de WM é suficiente para reduzir a ansiedade, conforme medido pela potencialização do reflexo de assalto acústico 3 . Estes resultados sugerem que a relação entre a cognição e a ansiedade é bidireccional 3-5 e que os modelos de ansiedade (por exemplo, a teoria de controlo atencional) 1 deve explicar o efeito da cognição em ansiedade, além de o efeito de ansiedade sobre a cognição. Embora o protocolo atual descreva a integração da tarefa Sternberg WM e o paradigma da ameaça de choque, ela também pode servir como uma estrutura para estudar a relação entre cognição e ansiedade em geral 21 .

Ao redesenhar as tarefas cognitivas existentes a serem realizadas durante a alternatinaG períodos de segurança e ameaça, é possível estudar o efeito da ansiedade em processos cognitivos específicos, como WM e atenção sustentada 2 , 31 , 32 . Por exemplo, em trabalhos anteriores, a tarefa de memória de trabalho N-back estava integrada com o paradigma da ameaça de choque, demonstrando que a ansiedade interfere com o WM com uma carga baixa, mas não uma carga alta 4 , 5 . Esses resultados sugerem que a ansiedade interfere no WM, mas também que indivíduos saudáveis ​​são capazes de superar a ansiedade quando as demandas das tarefas são altas. A Tarefa de Atenção Sustentada à Resposta (SART) também foi integrada com a ameaça do paradigma de choque; Os sujeitos tiveram que inibir suas respostas aos estímulos alvo raros. Isto demonstrou que a ameaça de choque aumenta a precisão dos ensaios NoGo durante a tarefa 31 , 32 . Junto comOs estudos de N-back, esses resultados sugerem que a ansiedade pode prejudicar e facilitar o desempenho, e que a direção do efeito depende dos processos cognitivos específicos envolvidos pela tarefa.

Da mesma forma, adicionando sondas de startle precisamente temporizadas a uma tarefa cognitiva existente que foi adaptada ao paradigma da ameaça de choque, é possível estudar o efeito de tarefas cognitivas específicas sobre a ansiedade. A relação entre a carga WM e a ansiedade foi inicialmente observada durante as tarefas N-back WM, onde o aumento do número de itens a serem mantidos reduziu APS 4 , 5 . No entanto, como essa tarefa exige manutenção e manipulação, foi difícil determinar quais componentes WM foram necessários para a redução observada na ansiedade 23 , 33 . Ao acompanhar esses estudos com o paradigma WM mais simples de Sternberg, foi possívelOw que o processamento executivo central não era necessário para a redução da ansiedade 3 .

Esta técnica pode ser usada para estudar o efeito da ansiedade sobre a cognição, bem como o efeito da cognição na ansiedade. Conseqüentemente, é importante manipular a ansiedade e a carga cognitiva neste paradigma e tomar medidas confiáveis ​​de cada um. Ao aplicar este método a novos paradigmas cognitivos, é importante garantir que o paradigma cognitivo tenha níveis de dificuldade diferenciados com base no desempenho. Se o teste piloto não mostrar diferenças no desempenho em condições experimentais, verifique os efeitos do teto / piso e ajuste a dificuldade da tarefa em conformidade. Da mesma forma, é importante projetar a ameaça de manipulação de choque de modo que seja possível observar APS durante condições de baixa carga cognitiva. Se o teste piloto não mostrar diferenças de assustamento durante condições de baixa carga cognitiva, tente verificar o sinalRelação ruído no canal EMG.

Existem 3 passos críticos para garantir a eficácia deste protocolo. Primeiro, é importante garantir que o sujeito entenda a tarefa cognitiva que está sendo implementada. Se necessário, crie uma versão prática da tarefa para garantir que os sujeitos compreendam as instruções. Em segundo lugar, é importante garantir que a estimulação elétrica utilizada seja de intensidade suficiente para induzir ansiedade no sujeito. Se necessário, recalibrar a intensidade da estimulação elétrica após cada corrida. Em terceiro lugar, é importante garantir que a relação sinal-ruído do canal EMG seja suficiente para recuperar a resposta de assalto acústica. Se o canal é ruidoso ou a impedância é muito alta, limpe bem a pele debaixo do olho e reaplique os eletrodos EMG.

Embora existam vários pontos fortes para esse paradigma, também há limitações que devem ser abordadas. Por exemplo, o uso de avO choque elétrico ersivo pode suscitar preocupação entre alguns IRBs, especialmente quando se trata de populações vulneráveis. Deve-se notar que existem abordagens alternativas para induzir ansiedade além de usar choque elétrico. Estes incluem a respiração de níveis elevados de CO 2 (7,5%) por períodos prolongados (8-20 min) 34 , usando a ameaça de um estímulo térmico aversivo 35 , apresentando imagens mal avaliadas 36 , etc. No entanto, deve notar-se que os estímulos elétricos São seguros (quando usados ​​corretamente), amplamente utilizados e eficazes. Embora este protocolo recomenda uma abordagem de padronização para analisar a assaltar potenciada, as pontuações brutas podem ser mais confiáveis ​​em alguns casos 9 , 10 . Se forem utilizados escores padronizados, recomenda-se também examinar as pontuações brutas.

A força deste protocolo é que permite ao pesquisador flexivelmenteManipular a ansiedade do estado dentro do assunto em uma única sessão e testar a relação entre ansiedade e processos cognitivos específicos. Existem três possíveis aplicações futuras deste protocolo. Primeiro, é importante entender como os sistemas cognitivos e emocionais interagem ao nível dos processos neurais. Estudos futuros devem examinar a relação entre ansiedade e atividade neural relacionada à manutenção de WM, usando esse paradigma ao gravar a atividade BOLD. Em segundo lugar, é importante generalizar essas descobertas para outros processos cognitivos, como a atenção sustentada e o processamento de recompensas. Futuros estudos usando este protocolo devem manipular esses processos durante períodos de ameaça e segurança. Em terceiro lugar, é importante compreender a relação entre cognição e ansiedade, tanto em indivíduos saudáveis ​​como em populações de pacientes. Estudos futuros usando este protocolo devem incluir indivíduos dessas populações especiais.

Em conclusão, istoO trabalho apresenta um protocolo para estudar a relação entre a carga de WM e a ansiedade induzida. Estudos usando esse paradigma mostraram que a manutenção de WM é suficiente para reduzir a ansiedade, mas que a ansiedade não interfere na própria carga do WM. Embora os achados apresentados aqui sejam específicos do paradigma Sternberg WM, este protocolo pode ser adaptado para estudar a relação bidirecional entre cognição e ansiedade em geral.

Disclosures

Os autores informam que não há conflitos de interesse.

Acknowledgments

O apoio financeiro para este estudo foi fornecido pelo Programa de Pesquisa Intramural do Instituto Nacional de Saúde Mental, ZIAMH002798 (Identificador ClinicalTrial.gov: NCT00026559: Protocolo ID 01-M-0185).

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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