חקירת התנהגות הימנעות הקשורה לכאב באמצעות פרדיגמה רובוטית להגיע לזרוע

Summary

הימנעות היא מרכזית נכות כאב כרונית, עדיין פרדיגמות נאותות לבדיקת הימנעות הקשורות לכאב חסרים. לכן, פיתחנו פרדיגמה המאפשרת לחקור כיצד נלמדת התנהגות הימנעות הקשורה לכאב (רכישה), מתפשטת לגירויים אחרים (הכללה), ניתן למתן (הכחדה), וכיצד היא עשויה לצוץ מחדש לאחר מכן (התאוששות ספונטנית).

Abstract

התנהגות הימנעות היא תורם מרכזי למעבר מכאב חריף לנכות כאב כרונית. עם זאת, היה מחסור בפרדיגמות תקפות מבחינה אקולוגית כדי לחקור באופן ניסיוני הימנעות הקשורה לכאב. כדי למלא את הפער הזה, פיתחנו פרדיגמה (הפרדיגמה הרובוטית להגעה לזרוע) כדי לחקור את המנגנונים שבבסיס ההתפתחות של התנהגות הימנעות הקשורה לכאב. פרדיגמות ההימנעות הקיימות (בעיקר בהקשר של מחקר חרדה) הפכו לעתים קרובות הימנעות מבצעית כתגובה מונחית ניסוי, בעלות נמוכה, על גבי גירויים הקשורים לאיום במהלך הליך מיזוג פחד פבלובי. לעומת זאת, השיטה הנוכחית מציעה תוקף אקולוגי מוגבר במונחים של למידה אינסטרומנטלית (רכישה) של הימנעות, ועל ידי הוספת עלות לתגובת ההימנעות. בפרדיגמה, המשתתפים מבצעים תנועות מרחיקות לכת מנקודת התחלה למטרה באמצעות זרוע רובוטית, ובוחרים בחופשיות בין שלושה מסלולי תנועה שונים לעשות זאת. מסלולי התנועה שונים בהסתברות להיות מזווגים עם גירוי התחשמלי כואב, ובמאמץ הנדרש במונחים של סטייה והתנגדות. באופן ספציפי, הגירוי הכואב יכול להימנע (בחלקו) במחיר של ביצוע תנועות הדורשות מאמץ מוגבר. התנהגות ההימנעות מתפקדת כחריגה המקסימלית מהמסלול הקצר ביותר בכל משפט. בנוסף להסבר כיצד הפרדיגמה החדשה יכולה לעזור להבין את רכישת ההימנעות, אנו מתארים התאמות של הפרדיגמה הרובוטית המגיעה לזרוע עבור (1) בחינת התפשטות ההימנעות לגירויים אחרים (הכללה), (2) מידול טיפול קליני במעבדה (הכחדת הימנעות באמצעות מניעת תגובה), כמו גם (3) הישנות דוגמנות, וחזרה של הימנעות לאחר הכחדה (התאוששות ספונטנית). בהינתן התוקף האקולוגי המוגבר, ואפשרויות רבות להרחבות ו/או התאמות, הפרדיגמה הרובוטית המגיעה לזרועות מציעה כלי מבטיח להקל על חקירת התנהגות ההימנעות ולקדם את הבנתנו את התהליכים העומדים בבסיסה.

Introduction

הימנעות היא תגובה מסתגלת לכאב איתות איום גופני. עם זאת, כאשר הכאב הופך כרוני, כאב והימנעות הקשורות לכאב מאבדים את מטרת ההסתגלות שלהם. בקנה אחד עם זה, מודל הפחד הימנעות של כאב כרוני^{1,2,3,4,5,6,7,8} מניח כי פרשנויות שגויות של כאב כמו קטסטרופלי, לעורר עליות בפחד מכאב, אשר מניעים התנהגות הימנעות. הימנעות מופרזת יכולה להוביל להתפתחות ותחזוקה של נכות כאב כרונית, עקב שימוש פיזי וירידה במעורבות בפעילויות היומיומיות ושאיפות^1,2,3,4,5,9. יתר על כן, בהתחשב בכך היעדר כאב יכול להיות misattributed הימנעות ולא התאוששות, מחזור עצמי מתמשך של פחד הקשורות לכאב והימנעות ניתן להקים¹⁰.

למרות העניין האחרון בהימנעות בספרות החרדה^11,12, מחקר על הימנעות בתחום הכאב עדיין בחיתוליו. מחקר חרדה קודם, בהדרכת התיאוריה הדו-גורמית המשפיעה¹³, הניח בדרך כלל פחד כדי להניע הימנעות. בהתאמה, פרדיגמות הימנעות מסורתיות¹² כרוכות בשני שלבים ניסיוניים, כל אחד מתאים לגורם אחד: הראשון לבסס פחד (מיזוג פבלובי¹⁴ שלב), והשני לבחון הימנעות (שלב אינסטרומנטלי^15). במהלך מיזוג פבלובי דיפרנציאלי, גירוי ניטרלי (גירוי מותנה, CS +; למשל, מעגל) מזווג עם גירוי מרתיע מהותית (גירוי ללא תנאים, ארה"ב; למשל, הלם חשמלי), אשר באופן טבעי מייצר תגובות ללא תנאים (URs, למשל, פחד). גירוי בקרה שני לעולם אינו מזווג עם ארה"ב (CS-; למשל, משולש). בעקבות זיווגים של CSS עם ארה"ב, CS + יעורר פחד בפני עצמו (תגובות מותנות, CRs) בהיעדר ארה"ב. CS- מגיע בטיחות האות ולא יפעיל CRs. לאחר מכן, במהלך מיזוג אינסטרומנטלי, המשתתפים לומדים כי הפעולות שלהם (תגובות, R; למשל, לחיצה על כפתור) להוביל לתוצאות מסוימות (תוצאות; O, למשל, השמטת ההלם)^15,16. אם התגובה מונעת תוצאה שלילית, הסיכוי שהתגובה תשוב עולה; זה נקרא חיזוק שלילי¹⁵. לכן, בשלב פבלובית של פרדיגמות הימנעות מסורתיות, המשתתפים לומדים תחילה את האגודה CS-US. לאחר מכן, בשלב האינסטרומנטלי, מוצגת תגובת הימנעות מונחית ניסויים (R), המבטלת את ארה"ב אם היא מבוצעת במהלך מצגת CS, ומקימה עמותת R-O. לכן, CS הופך גירוי מפלה (S^D), המציין את הרגע המתאים, ומניע את הביצועים של, R^{מותנה 15}. מלבד כמה ניסויים המראים התניה אינסטרומנטלית של דיווחי כאב¹⁷ והבעות פנים הקשורות לכאב¹⁸, חקירות למנגנוני הלמידה האינסטרומנטליים של הכאב, באופן כללי, מוגבלות.

למרות פרדיגמת ההימנעות הסטנדרטית, שתוארה לעיל, הבהירה רבים מהתהליכים הבסיסיים הימנעות, יש לה גם כמה מגבלות^5,19. ראשית, היא אינה מאפשרת לבחון את הלמידה, או הרכישה, של ההימנעות עצמה, משום שהנסיון מורה על תגובת ההימנעות. לאחר המשתתפים לבחור בחופשיות בין מסלולים מרובים, ולכן, ללמוד אילו תגובות כואבות / בטוחות ואיזה מסלולים להימנע / לא להימנע, מודלים מדויקים יותר בחיים האמיתיים, שבו הימנעות מתגלה כתגובה טבעית לכאב⁹. שנית, בפרדיגמות מסורתיות של הימנעות, תגובת ההימנעות מלחיצה על כפתורים מגיעה ללא עלות. עם זאת, בחיים האמיתיים, הימנעות יכולה להיות יקרה מאוד עבור הפרט. ואכן, הימנעות בעלות גבוהה במיוחד משבשת את התפקוד היומיומי⁵. לדוגמה, הימנעות מכאב כרוני יכולה להגביל קשות את חייהם החברתיים והעובדים של אנשים⁹. שלישית, תגובות דיכוטומיות כגון לחיצה/ לא לחיצה על כפתור גם אינן מייצגות היטב את החיים האמיתיים, שבהם מתרחשות דרגות שונות של הימנעות. בסעיפים הבאים, אנו מתארים כיצד הפרדיגמה הרובוטית המגיעה לזרוע²⁰ מטפלת במגבלות אלה, וכיצד ניתן להרחיב את הפרדיגמה הבסיסית לשאלות מחקר חדשות מרובות.

רכישת הימנעות
בפרדיגמה, המשתתפים משתמשים בזרוע רובוטית כדי לבצע תנועות מושיטות ידיים מנקודת התחלה למטרה. תנועות משמשות כתגובה אינסטרומנטלית משום שהן דומות מאוד לגירויים ספציפיים לכאב ומעוררי פחד. כדור מייצג למעשה את תנועות המשתתפים על המסך (איור 1), ומאפשר למשתתפים לעקוב אחר תנועותיהם בזמן אמת. במהלך כל משפט, המשתתפים בוחרים בחופשיות בין שלושה מסלולי תנועה, המיוצגים על המסך על ידי שלוש קשתות (T1-T3), השונים זה מזה מבחינת המאמץ שלהם, ובסבירות שהם מזווגים עם גירוי התחשמלותי כואב (כלומר, גירוי כאב). מאמץ הוא מניפולציה כמו סטייה מהמסלול הקצר ביותר האפשרי והתנגדות מוגברת מהזרוע הרובוטית. באופן ספציפי, הרובוט מתוכנת כך שההתנגדות גדלה באופן ליניארי עם סטייה, כלומר ככל שיותר משתתפים חורגים, כך הם צריכים להפעיל יותר כוח על הרובוט. יתר על כן, מתן כאב מתוכנת כך המסלול הקצר והקלה ביותר (T1) תמיד מזווג עם גירוי הכאב (100% כאב / ללא סטייה או התנגדות). מסלול אמצעי (T2) מזווג עם סיכוי של 50% לקבל את גירוי הכאב, אך נדרש מאמץ רב יותר (סטייה מתונה והתנגדות). המסלול הארוך והממאמץ ביותר (T3) לעולם אינו מזווג עם גירוי הכאב, אך דורש את המאמץ הרב ביותר כדי להגיע ליעד (0% כאב / סטייה הגדולה ביותר, ההתנגדות החזקה ביותר). התנהגות הימנעות מופעלת כחריגה המרבית מהמסלול הקצר ביותר (T1) לניסוי, שהוא מדד מתמשך יותר של הימנעות, מאשר למשל לחיצה או לא לחיצה על כפתור. יתר על כן, תגובת ההימנעות באה במחיר של מאמץ מוגבר. יתר על כן, בהתחשב בכך שהמשתתפים בוחרים בחופשיות בין מסלולי התנועה, ואינם מקבלים הודעה מפורשת על מצבי R-O (כאב מסלול תנועה) הניסיוניים, התנהגות ההימנעות נרכשת באופן אינסטרומנטלי. באינטרנט דיווח עצמי פחד של כאב הקשורים לתנועה ותוחלת כאב נאספו כאמצעי של פחד מותנה כלפי מסלולי התנועה השונים. תוחלת כאב היא גם מדד של מודעות לשעת חירום ושמאות^{איום 21}. שילוב זה של משתנים מאפשר לבחון את יחסי הגומלין בין פחד, הערכות איום והתנהגות הימנעות. באמצעות פרדיגמה זו, הדגמנו באופן עקבי את הרכישה הניסיונית של הימנעות^20,22,23,24.

הכללה של הימנעות
הרחבנו את הפרדיגמה כדי לחקור הכללה של הימנעות²³– מנגנון אפשרי המוביל להימנעות מוגזמת. הכללת פחד פבלובית מתייחסת להתפשטות הפחד לגירויים או למצבים (גירויי הכללה, GSS) הדומים ל- CS+ המקורי, כאשר הפחד יורד עם דמיון יורד ל- CS + (שיפוע הכללה)^25,26,27,28. הכללת הפחד ממזערת את הצורך ללמוד יחסים בין גירויים מחדש, ומאפשרת זיהוי מהיר של איומים חדשים בסביבות המשתנות ללא הרף^25,26,27,28. עם זאת, הכללה מוגזמת מובילה לפחד מגירויים בטוחים (GSS בדומה ל- CS-), ובכך גורמת למצוקה מיותרת^28,29. בקנה אחד עם זה, מחקרים באמצעות הכללת פחד פבלובית מראים באופן עקבי כי חולי כאב כרוני להכליל יתר על המידה פחד הקשורות לכאב^{30,31,32,33,34}, ואילו פקדים בריאים מראים הכללת פחד סלקטיבית. עם זאת, כאשר פחד מוגזם גורם לאי נוחות, הימנעות מוגזמת יכולה להגיע לשיאה בנכות תפקודית, עקב הימנעות מתנועות ופעילויות בטוחות, והתנתקות פעילות יומית מוגברת^1,2,3,4,9. למרות תפקידה העיקרי בנכות כאב כרונית, מחקר על הכללת הימנעות הוא נדיר. בפרדיגמה המותאמת ללימוד הכללה של הימנעות, המשתתפים רוכשים תחילה הימנעות, בעקבות ההליך המתואר לעיל²⁰. בשלב הכללה עוקב, שלושה מסלולי תנועה חדשניים מוצגים בהיעדר גירוי הכאב. מסלולי הכללה אלה (G1-G3) שוכנים על אותו רצף כמו מסלולי הרכישה, הדומים לכל אחד ממסלולים אלה, בהתאמה. באופן ספציפי, מסלול הכללה G1 ממוקם בין T1 ו T2, G2 בין T2 ו T3, ו G3 מימין T3. בדרך זו, הכללה של הימנעות מסלולים בטוחים הרומן ניתן לבחון. במחקר קודם, הראינו הכללה של דוחות עצמיים, אך לא הימנעות, אולי מציע תהליכים בסיסיים שונים עבור הפחד הקשורים לכאב- והימנעות הכללה²³.

הכחדת הימנעות עם מניעת תגובה
השיטה העיקרית לטיפול בפחד גבוה מתנועה בכאבי שרירים ושלד כרוניים היא טיפול בחשיפה³⁵– המקבילה הקלינית להכחדה פבלובית³⁶, כלומר, הפחתת CRs באמצעות ניסיון חוזר ונשנה עם CS + בהיעדר ארה"ב³⁶. במהלך החשיפה לכאב כרוני, המטופלים מבצעים פעילויות או תנועות חשש על מנת לזלזל באמונות קטסטרופליות וציפיות לפגיעה^34,37. מאז אמונות אלה אינן נוגעות בהכרח כאב כשלעצמו, אלא פתולוגיה הבסיסית, תנועות לא תמיד מתבצעות ללא כאבים במרפאה³⁴. על פי תיאוריית למידה מעכבת^38,39, למידה הכחדה אינה מוחקת את זיכרון הפחד המקורי (למשל, מסלול תנועה- כאב); במקום זאת, הוא יוצר זיכרון הכחדה מעכבות רומן (למשל, מסלול תנועה- אין כאב), אשר מתחרה עם זיכרון הפחד המקורי לאחזור^40,41. הזיכרון המעכב הרומן תלוי יותר הקשר מאשר זיכרון הפחד המקורי⁴⁰, רואה את זיכרון הפחד כבוי רגישים להופעה מחדש (החזרת הפחד)^40,41,42. חולים נמנעים לעתים קרובות מביצוע אפילו התנהגויות הימנעות עדינות במהלך טיפול בחשיפה (הכחדה עם מניעת תגובה, RPE), כדי להקים הכחדת פחד אמיתית על ידי מניעת חלוקה שגויה של בטיחות להימנעות^10,43.

שובו של הימנעות
נסיגה במונחים של חזרה של הימנעות עדיין נפוץ באוכלוסיות קליניות, גם לאחר הכחדת הפחד^43,44,45,46. למרות מנגנונים מרובים נמצאו לגרום להחזרת הפחד⁴⁷, מעט ידוע על אלה הקשורים הימנעות²². בכתב יד זה אנו מתארים באופן ספציפי התאוששות ספונטנית, כלומר, חזרה של פחד והימנעות עקב חלוף הזמן^40,47. הפרדיגמה הרובוטית להשגת זרועות יושמה בפרוטוקול בן יומיים כדי לחקור את חזרת ההימנעות. במהלך היום הראשון, המשתתפים מקבלים לראשונה אימון רכישה בפרדיגמה, כמתואר לעיל²⁰. בשלב RPE עוקב, המשתתפים מנועים מביצוע תגובת ההימנעות, כלומר, הם יכולים לבצע רק את המסלול הקשור לכאב (T1) תחת הכחדה. במהלך היום השני, כדי לבדוק התאוששות ספונטנית, כל המסלולים זמינים שוב, אבל בהיעדר גירויים לכאב. באמצעות פרדיגמה זו, הראינו כי, יום אחד לאחר הכחדה מוצלחת, הימנעות חזר²².

Protocol

הפרוטוקולים המוצגים כאן עומדים בדרישות ועדת האתיקה החברתית והחברתית של KU Leuven (מספר רישום: S-56505), והוועדה לבדיקת אתיקה פסיכולוגיה ומדעי המוח של אוניברסיטת מאסטריכט (מספרי רישום: 185_09_11_2017_S1 185_09_11_2017_S2_A1).

1. הכנת המעבדה לבדיקה

1. לפני הבחינה: שלח למשתתף הודעת דואר אלקטרוני המודיעה לו על מתן גירויים לכאב, על המתווה הכללי של הניסוי ועל קריטריוני ההחרגה. קריטריוני הדרה למשתתפים בריאים כוללים: להיות מתחת לגיל 18; כאב כרוני; אנא לפבטיזם או דיסלקציה מאובחנת; הריון; שמאליות; זרם/היסטוריה של מחלות לב וכלי דם, מחלה נשימתית כרונית או חריפה (למשל, אסטמה, ברונכיטיס), מחלות נוירולוגיות (למשל, אפילפסיה), ו/או הפרעה פסיכיאטרית (למשל, דיכאון קליני, הפרעת פאניקה/חרדה); בעיות שלא תוקנו בשמיעה או בראייה; לאחר כאבים ביד הדומיננטית, פרק כף היד, המרפק או הכתף שעלולים לעכב את ביצוע המשימה להגיע; נוכחות של מכשירים רפואיים אלקטרוניים מושתלים (למשל, קוצב לב); ונוכחות של מצבים רפואיים חמורים אחרים.
2. בשל אמצעי זהירות של COVID-19, בקשו מהמשתתף לשטוף/לחטא את ידיו עם ההגעה למעבדה, עשו זאת בעצמכם. יש ללבוש מסכת פנים חד פעמית לאורך כל תקופת הבחינה, וכפפות לטקס בכל פעם שנדרש מגע פיזי עם המשתתף.
3. השתמש בשני חדרים או מקטעים נפרדים עבור ההגדרה הניסיונית: אחד עבור המשתתף והשני עבור הנסיין.
4. השתמש במחשב אחד עם שני מסכים נפרדים: מסך מחשב אחד עבור הנסיין ומסך טלוויזיה גדול יותר עבור המשתתף.
5. כדי להפעיל את הזרוע הרובוטית (למשל, HapticMaster), לחץ על מתג ההפעלה בחלק הקדמי של הרובוט (ספציפי לרובוט זה). לאחר מכן, הפעל את מתג החירום, אשר עשוי לשמש מאוחר יותר כדי לכבות את הרובוט במידת הצורך.
6. כייל מחדש את הזרוע הרובוטית לפני כל יום מבחן. זה נעשה באמצעות חיבור ישיר של ממשק תכנות יישומים (API) עם הזרוע הרובוטית, וצריך להיעשות רק פעם אחת, בתחילת יום הבדיקה.
   1. כדי ליצור את חיבור ה- API, פתח דפדפן אינטרנט במחשב והקלד את כתובת ה- API הספציפית של הזרוע הרובוטית.
   2. בדף האינטרנט, בחר מצב תחת הפטימסטר. לאחר מכן, לחץ על לחצן התחל לצד Init (לאתחול).
      הערה: זהו הליך הכיול הסטנדרטי עבור רובוט זה. רובוטים שונים עשויים לדרוש הליכי כיול שונים.
7. השתמש בגירוי זרם קבוע, המחובר למחשב (ראה שלב 1.4). במהלך הניסוי, גירוי הכאב מועבר באמצעות התסריט הניסיוני, אשר פועל במחשב. הניסוי מתוכנת באמצעות מנוע משחק חוצה פלטפורמות (ראה טבלת חומרים).
   1. מטעמי בטיחות, השבת את פלט הממריץ הנוכחי הקבוע על-ידי החלפת המתג הכתום בפינה הימנית העליונה של לוח הבקרה הקדמי של הממריץ.
   2. השתמש בבורר המחליף הכתום באמצע לוח הבקרה הקדמי כדי להגדיר את טווח הפלט ל- x 10 mA.
   3. השתמש בידית הסיבובית השחורה בפינה השמאלית העליונה של לוח הבקרה הקדמי כדי להגדיר את משך הדופק ל- 2 אלפיות השנייה (2000 μs).
   4. כדי להפעיל את הממריץ הנוכחי הקבוע, לחץ על לחצן ההפעלה בפינה הימנית התחתונה של לוח הבקרה הקדמי.

2. סינון קריטריוני אי-הכללה וקבלת הסכמה מדעת

1. מקמו את המשתתף כ-2.5 מ' ממסך הטלוויזיה (ראו שלב 1.4), במרחק נוח (כ-15 ס"מ) מהידית (חיישן) של הזרוע הרובוטית, בכיסא עם משענת זרוע (איור 1).
2. סנן את המשתתף לקבלת קריטריוני אי-הכללה באמצעות דיווח עצמי (ראה שלב 1.1 לקבלת קריטריוני אי-הכללה).
3. הודע למשתתף על מתן גירויים לכאב ועל קווי המתאר הכלליים של הניסוי. כמו כן, להודיע לו / לה כי הוא / היא חופשיים לסגת השתתפות בכל נקודה במהלך הניסוי, ללא כל השלכות. השג הסכמה מדעת בכתב.
4. כדי למזער את המגע הפיזי עם המשתתף, ודאו שמדור המשתתפים במעבדה כולל טבלה שעליה טפסי אי-הכללה והסכמה מדעת, וכן טאבלט לשאלונים (ראו שלב 6.2) לפני הגעתו של המשתתף. המשתתף אמור להיות מסוגל לגשת לטפסים ולחתום עליהם באופן עצמאי באמצעות טבלה זו.

3. הצמדת אלקטרודות הגירוי

הערה: גירוי הכאב הוא גירוי חשמלי 2 ms גל מרובע מועבר עורית באמצעות שתי אלקטרודות גירוי מוט נירוסטה (קוטר אלקטרודה 8 מ"מ, מרחק interelectrode 30 מ"מ).

1. אם המשתתף לובש שרוולים ארוכים, בקשו ממנו להפשיל שרוול על זרועו הימנית לפחות 10 ס"מ מעל המרפק.
2. מלאו את מרכז אלקטרודות הגירוי בג'ל אלקטרוליטים מוליך וחברו את כבלי האלקטרודה למתג החירום, המחובר לגירוי הנוכחי הקבוע בחלק הנסייני של המעבדה.
3. חבר את אלקטרודות הגירוי מעל גיד התלת ראשי של זרועו הימנית של המשתתף באמצעות רצועה. ודא הרצועה היא לא הדוק מדי ולא רופף מדי. לאחר שהאלקטרודות חוברו, אמור למשתתף להרפות את זרועו.

4. כיול גירוי הכאב

1. הסבר את הליך כיול הכאב ואת קנה המידה המתאים על ידי הצגתו על מסך הטלוויזיה (ראה שלב 1.4).
   1. להבהיר למשתתף כי הוא רשאי לבחור את הגירוי שיקבל במהלך הניסוי, אך להסביר כי בשלמות הנתונים הוא מתבקש לבחור גירוי שהוא יתאר כ"כואב באופן משמעותי ודורש מאמץ מסוים לסבול".
   2. בקש מהמשתתף לדרג כל גירוי בסולם המספרי המוצג על מסך הטלוויזיה, החל מ- 0-10, כאשר 0 מסומן כ" אני לא מרגיש כלום"; 1 כמו "אני מרגיש משהו, אבל זה לא לא נעים; זה רק תחושה" (כלומר, סף זיהוי), 2 כמו "הגירוי הוא עדיין לא כואב, אבל מתחיל להיות לא נעים"; 3 כמו "הגירוי מתחיל להיות כואב" (כלומר סף כאב); ו -10 כמו "זה הכאב הגרוע ביותר שאני יכול לדמיין".
2. אפשר את פלט הממריץ הנוכחי הקבוע על-ידי החלפת המתג הכתום הדו-מצבי (ראה שלב 1.7.1).
3. במהלך הליך כיול הכאב, מגבירים ידנית את עוצמת גירויי הכאב באמצעות הידית הסיבובית בלוח הבקרה הקדמי של הממריץ הנוכחי הקבוע. עוצמת גירוי הכאב ניתן לראות מעל ידית זו.
   1. התחל בעוצמה של 1 mA, ובהדרגה להגדיל את האינטנסיביות באופן צעד, עם עליות של 1, 2, 3, ו 4 מ"ל במרווחים. השתמש בסדר הבא של מצגות גירוי ב mA: 1, 2, 4, 6, 8, 11, 14, 17, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, וכו '.
4. כדי לספק את גירויי הכאב גירוי אחד בכל פעם, באופן ידני להפעיל את הממריץ הנוכחי קבוע על ידי לחיצה על כפתור ההדק הכתום בלוח הבקרה הקדמי.
   1. הכרז על כל גירוי למשתתף לפני הפעלת הממריץ הנוכחי הקבוע.
5. לסיים את הליך הכיול ברגע שהמשתתף מגיע לרמת עוצמת כאב שהוא מתאר כ"כואבת באופן משמעותי ודורשת מאמץ מסוים לסבול". באופן אידיאלי, זה צריך להתאים 7-8 בסולם דירוג כיול הכאב.
6. לתעד את עוצמת הכאב הסופית של המשתתף ב- mA ואת דירוג עוצמת הכאב שלו (0-10) ולשמור על אינטנסיביות זו למשך שארית הניסוי.

5. הפעלת המשימה הניסיונית

1. להודיע מילולית למשתתף כי הוא יקבל הוראות על הפרדיגמה הרובוטית המגיעה לזרוע על מסך הטלוויזיה שלפניו, ולאחר מכן הוא יוכל לתרגל את המשימה תחת פיקוחו של הנסיין.
2. ספק למשתתף הוראות סטנדרטיות בכתב של המשימה על המסך.
3. תרגול: באמצעות התסריט הניסיוני, על מסך הטלוויזיה, מציגים שלוש קשתות (T1-T3) הממוקמות באמצע מישור התנועה. תנועת הזרוע הקלה ביותר (T1) מזווגת ללא סטייה או התנגדות, תנועת הזרוע האמצעית (T2) מזווגת עם סטייה והתנגדות מתונות, ותנועת הזרוע הרחוקה ביותר (T3) מזווגת עם החריגה הגדולה ביותר וההתנגדות החזקה ביותר.
   1. הורה למשתתף להשתמש ביד הדומיננטית שלו כדי להפעיל את חיישן הזרוע הרובוטית, המיוצג על ידי כדור ירוק על מסך הטלוויזיה, ולהזיז את הכדור/חיישן מנקודת התחלה בפינה השמאלית התחתונה של מישור התנועה, למטרה בפינה השמאלית העליונה של מישור התנועה.
   2. הורה למשתתף שהוא יכול לבחור בחופשיות איזה ממסלולי התנועה הזמינים לבצע בכל משפט.
4. אין לתת את גירוי הכאב (ראה סעיף 3: הערה ושלב 5.7.6) במהלך שלב התרגול. עם זאת, ודא כי היחסים בין סטייה להתנגדות (ראה שלב 5.3) נמצאים במקום.
5. ספק למשתתף משוב מילולי בזמן שהוא מבצע את שלב התרגול.
   1. ודאו שהמשתתף לא יתחיל לזוז לפני "אותות ההתחלה" החזותיים והשמיעתיים, ושהוא ישחרר את הזרוע הרובוטית מיד עם הצגת "אותות העצירה" החזותיים והשמיעתיים.
      הערה: שני אותות שמיעתיים נפרדים ("צליל התחלה" ו"צליל ניקוד") ושני אותות חזותיים נפרדים (המטרה ו"רמזור" וירטואלי הופכים לירוק ואדום, בהתאמה; איור 1) שימשו כאותות התחלה ועצירה. אותות התחלה שמיעתיים וחזותיים מוצגים בו-זמנית, כמו גם אותות עצירה שמיעתיים וחזותיים.
   2. הורה למשתתף לספק מדדי דיווח עצמי של תוחלת כאב ופחד מכאבים הקשורים לתנועה בסולם דירוג מתמשך, על ידי גלילה שמאלה וימינה בסולם באמצעות שתי דוושות רגל בהתאמה במתג רגל משולש. הורה לו לאשר את תשובתו באמצעות דוושת רגל שלישית.
      הערה: הצג שאלות של דיווח עצמי על ניסויים קבועים שנקבעו מראש, עבור כל מסלול תנועה בנפרד. ודא, באמצעות התסריט הניסיוני, שהזרוע הרובוטית משותקת ונשארת קבועה בזמן שהמשתתף מגיב לשאלות.
6. בסוף שלב התרגול, הגב לשאלות המשתתף. עזבו את החלק / חדר הניסוי ועמעמו את האורות. המשתתף מתחיל את הניסוי בעצמו על ידי לחיצה על דוושת הרגל 'אשר' (ראה שלב 5.5.2).
7. רכישה: במהלך רכישת הימנעות, בדומה לשלב התרגול, אפשר למשתתף לבחור איזה מסלול תנועה (T1-T3) לבצע בכל ניסיון.
   1. במהלך רכישת הימנעות, הכפיף את המשתתף לתנאים הניסיוניים Response-Outcome (מסלול תנועה-כאב), ולעלויות ההימנעות, כלומר לפשרה בין כאב למאמץ, באמצעות התסריט הניסיוני.
   2. באופן ספציפי, אם המשתתף מבצע את מסלול התנועה הקל ביותר (T1), תמיד להציג את גירוי הכאב (100% כאב / אין סטייה או התנגדות).
   3. אם הוא / היא מבצעים את מסלול התנועה האמצעית (T2), להציג את גירוי הכאב עם סיכוי של 50%, אבל להבטיח שהוא / היא יצטרכו להפעיל יותר מאמץ (סטייה מתונה והתנגדות).
   4. אם המשתתף מבצע את מסלול התנועה הרחוק והמאמץ ביותר (T3), אל תציג כלל את גירוי הכאב, אלא תבטיח שהוא יצטרך להתאמץ ביותר כדי להגיע ליעד (0% כאב / סטייה הגדולה ביותר, ההתנגדות החזקה ביותר).
      הערה: אם הדבר ישים לעיצוב, קבוצת Yoked יכולה לשמש כפקד. בהליכים yoked, כל משתתף בקרה מזווג עם משתתף בקבוצת הניסוי, כך שהשניים מקבלים את אותם לוחות זמנים חיזוק⁴⁸. כך, בפרדיגמה הנוכחית, כל משתתף בקבוצת יוקד מקבל גירויי כאב באותם ניסויים כמו עמיתו בקבוצה הניסויית, ללא קשר למסלולים שהוא בוחר. לא צפויה רכישה של התנהגות הימנעות בקבוצת יוקד, לאור היעדר מצבי תגובה-תוצאה מניפולציה (מסלול תנועה-כאב).
   5. כאשר הדבר ישים, שמור נתונים מכל משתתף בקבוצה ניסיונית במחשב (ראה סעיף 1.4) והשתמש כעיון ללוחות הזמנים של החיזוק של כל משתתף בקבוצת Yoked (בקרה).
      1. אם משתמשים בהליך Yoked (כלומר, כל משתתף בקרה מזווג עם משתתף בקבוצת הניסוי, כך שהשניים מקבלים את אותם לוחות זמנים לחיזוק⁴⁸), להקצות משתתפים לקבוצות באמצעות לוח זמנים אקראי עם הכלל כי המשתתף הראשון חייב להיות בקבוצה ניסיוני. בעקבות זאת, המשתתפים מוקצים לכל קבוצה באופן אקראי, כל עוד, בכל נקודה, מספר המשתתפים בקבוצה ניסיונית עולה על מספר המשתתפים בקבוצת יוקד.
   6. בניסויים עם גירוי כאב, להציג את גירוי הכאב פעם שני שלישים של התנועה בוצעה, כלומר, לאחר המשתתף עבר דרך קשת מסלול. הממריץ הנוכחי הקבוע מופעל באופן אוטומטי באמצעות התסריט הניסיוני.
   7. השלמת ניסיון מוצלחת מסומנת על-ידי הצגת אותות עצירה חזותיים ושמיעתיים. לאחר מכן, ודא, באמצעות התסריט הניסיוני, שהזרוע הרובוטית חוזרת אוטומטית למצב ההתחלה שלה שבו היא נשארת קבועה. לאחר 3,000 אלפיות השנייה, הצג את אותות ההתחלה החזותיים והשמיעתיים, והמשתתף יוכל להתחיל את גירסת הניסיון הבאה.
      הערה: משך הניסיון שונה בין ניסויים למשתתפים, בשל הבדלים במהירויות התנועה. מספר הניסויים לכל שלב ניסיוני יכול להשתנות גם בין ניסויים. אנו ממליצים על מינימום של 2 x 12 ניסויים לרכישה מוצלחת של הימנעות. כולל השלבים שתוארו לעיל, פרוטוקול הרכישה נמשך כ-45 דקות.
8. הכללה: בפרוטוקול הכללה, מבחן הכללה של הימנעות לאחר שלב הרכישה (ראה סעיף 5.7).
   הערה: בעת בדיקה להכללה של הימנעות, קשתות המסלול על המסך מופרדות במהלך הרכישה, כדי להשאיר מקום לקשתות מסלול ההכללה, הממוקמות בין קשתות מסלול הרכישה (ראו איור 1).
   1. על מסך הטלוויזיה, להציג שלושה מסלולי תנועה חדשניים במקום מסלולי הרכישה T1-T3. ודא כי "מסלולי הכללה" אלה (G1-G3) ממוקמים בסמוך למסלולי הרכישה. באופן ספציפי, G1 ממוקם בין T1 ל- T2, G2 בין T2 ל- T3 ו- G3 מימין ל- T3 (ראה איור 1). אין לזווג מסלולי הכללה עם גירוי הכאב.
      הערה: כולל השלבים שתוארו לעיל, עם שלב הכללה של 3 x 12 ניסויים, פרוטוקול הכללת הימנעות נמשך כ 1.5 שעות. קבוצת יוקד⁴⁸ נדרשת לבדיקת הכללת הימנעות (ראו שלב 5.7.5). עם זאת, פקדים שונים יכולים לשמש בהתאם לשאלת המחקר הספציפית (cf. אפנון הקשר של הימנעות בעיצוב בתוך נושאים²⁴).
9. הכחדה עם מניעת תגובה (RPE): בפרוטוקול RPE, לאחר שלב הרכישה (ראה סעיף 5.7), ספק למשתתפים הוראות סטנדרטיות בכתב הקובעות כי בשלב הקרוב הם רשאים לבצע T1 בלבד.
   1. במהלך שלב RPE, באמצעות התסריט הניסיוני, חזותית (למשל, חסימת קשתות המסלול עם שער) ו / או haptically (למשל, לחסום את תנועת הזרוע של משתתף עם קיר haptic) בלוק T2 ו T3, כך רק T1 זמין. T1 אינו מזווג עם גירוי הכאב בשלב זה. כולל השלבים שתוארו לעיל, עם שלב RPE של 4 x 12 ניסויים, הפעלה זו נמשכת כ 60 דקות.
10. מבחן של התאוששות ספונטנית: לבדיקת התאוששות ספונטנית של הימנעות, לנהל פרוטוקול 2 ימים עם 24 שעות ± 3 שעות בין הפגישות. ביום הראשון, נהל את פרוטוקול RPE (ראה סעיף 5.9).
    1. ביום השני, חבר את אלקטרודות הגירוי (ראה סעיף 3). ספק הוראות רענון קצרות על המסך של המשימה. אין לכלול מידע כלשהו לגבי גירויי הכאב.
    2. הצג את שלושת מסלולי הרכישה (T1-T3, שלב הרכישה cf. , ראה סעיף 5.7), בהיעדר גירוי הכאב. כולל השאלון הפוסט-ניסיוני (ראו סעיף 6.2) ושלב התאוששות ספונטני של 4 x 12 ניסויים, מפגש זה נמשך כ-45 דקות.
       הערה: כדי למנוע השבת הפחד (כלומר, חזרה של פחד בעקבות מפגשים בלתי צפויים עם גירוי הכאב⁴²; ראה דיון), לא לכייל מחדש את גירוי הכאב ביום 2.

6. סיום הניסוי

1. לאחר שהמשתתף השלים את הניסוי, נתק את אלקטרודות הגירוי.
2. ספק למשתתף לוח הממוקם על השולחן בחלק של המשתתף במעבדה (ראה סעיף 2.4), לתגובה לשאלון יציאה הבודק את עוצמת ואי הנעימות של גירוי הכאב וההימנעות מעלויות, כמו גם מודעות למקרים הניסיוניים של Response-Outcome (מסלול תנועה-כאב).
3. בעוד המשתתף משלים את שאלוני התכונה הפסיכולוגית, לנקות את ג'ל אלקטרוליטים מן אלקטרודות גירוי.
4. לאחר שהמשתתף יסיים למלא את שאלוני התכונה הפסיכולוגית, ספק לו תחקיר והחזר.
5. לנקות את אלקטרודות גירוי ביסודיות עם פתרון חיטוי המתאים לניקוי מכשירים רפואיים; להסיר את כל הג'ל בתוך ומסביב אלקטרודות. יבש את האלקטרודות עם נייר טישו רך. יש לנקות את חיישן הזרוע הרובוטית באמצעות מגבוני חיטוי או תרסיס.

תוצאות

רכישת התנהגות הימנעות מודגמת על ידי משתתפים שנמנעים יותר (מראים סטיות מקסימליות גדולות יותר מהמסלול הקצר ביותר) בסוף שלב הרכישה, בהשוואה לתחילת שלב הרכישה (איור 2, מצוין על ידי A)²⁰, או בהשוואה לקבוצת ביקורת של Yoked (איור 3)^23,

Discussion

בהתחשב בתפקיד המפתח של הימנעות נכות כאב^{כרונית 1,2,3,4,5}, ואת המגבלות בפני פרדיגמות הימנעות מסורתית¹⁹, יש צורך בשיטות לחקור (הקשורות לכאב) התנהגות הימנעות. הפרדיגמה הרובוטית המגיעה לזרוע המוצ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 computer and computer screen	Intel Corporation	64-bit Intel Core	Running the experimental script
40 inch LCD screen	Samsung Group		Presenting the experimental script
Blender 2.79	Blender Foundation		3D graphics software for programming the graphics of the experiment
C#			Programming language used to program the experimental task
Conductive gel	Reckitt Benckiser	K-Y Gel	Facilitates conduction from the skin to the stimulation electrodes
Constant current stimulator	Digitimer Ltd	DS7A	Generates electrical stimulation
HapticMaster	Motekforce Link		Robotic arm
Matlab	MathWorks		For writing scripts for participant randomization schedule, and for extracting maximum deviation from shortest trajectory per trial
Qualtrics	Qualtrics		Web survey tool for psychological questionnaires
Rstudio	Rstudio Inc.		Statistical analyses
Sekusept Plus	Ecolab		Disinfectant solution for cleaning medical instruments
Stimulation electrodes	Digitimer Ltd	Bar stimulating electrode	Two reusable stainless steel disk electrodes; 8mm diameter with 30mm spacing
Tablet	AsusTek Computer Inc.	ASUS ZenPad 8.0	For providing responses to psychological trait questinnaires
Triple foot switch	Scythe	USB-3FS-2	For providing self-report measures on VAS scale
Unity 2017	Unity Technologies		Cross-platform game engine for writing the experimental script including presentations of electrocutaneous stimuli