Questa ricerca è stata sostenuta da una sovvenzione Vidi dell'Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (NWO), paesi Bassi (id sovvenzione 452-17-002) e da una borsa di ricerca senior della Fondazione per la ricerca delle Fiandre (FWO-Vlaanderen), Belgio (ID sovvenzione: 12E3717N) concessa ad Ann Meulders. Il contributo di Johan Vlaeyen è stato sostenuto dai fondi strutturali a lungo termine "Asthenes" sovvenzione Methusalem da parte del governo fiammingo( Belgio).
Gli autori desiderano ringraziare Jacco Ronner e Richard Benning dell'Università di Maastricht, per aver programmato i compiti sperimentali e per aver progettato e creato la grafica per gli esperimenti descritti.

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Dato il ruolo chiave dell'elusione nella disabilità del dolorecronico 1,2,3,4,5 e lelimitazioniaffrontate dai paradigmi dievitamento tradizionali 19, è necessario che i metodi indaghino sul comportamento di prevenzione (legato al dolore). Il paradigma robotico di portata del braccio qui presentato affronta una serie di queste limitazi...

Evitare è una risposta adattiva alla minaccia corporea che segnala il dolore. Tuttavia, quando il dolore diventa cronico, il dolore e l'elusione legata al dolore perdono il loro scopo adattivo. In linea con questo, il modello di prevenzione della paura del dolorecronico 1,2,3,4,5,6,7,8 postula che interpretazioni erronee del dolore come catastrofiche, innescano aumenti della paura del dolore, che motivano il comportamento di elusione. L'eccessivo evitamento può portare allo sviluppo e al mantenimento della disabilità del dolore cronico, a causa del disuso fisico e delladiminuzione dell'impegnonelle attività e nelle aspirazioni quotidiane1,2,3,4,5,9. Inoltre, dato che l'assenza di dolore può essere erroneamente attribuita all'elusione piuttosto che al recupero, è possibile stabilire un ciclo autosufficiente di paura ed elusionelegate al dolore 10.
Nonostante il recente interesse per evitare la letteraturasull'ansia 11,12, la ricerca sull'elusione nel settore del dolore è ancora agli inizi. La precedente ricerca sull'ansia, guidata dall'influente teoria dei due fattori13, ha generalmente assunto la paura di guidare l'elusione. Di conseguenza, i paradigmi dievitamento tradizionali 12 comportano due fasi sperimentali, ognuna corrispondente a un fattore: la prima per stabilire la paura (condizionamento pavloviano14 fase), e la seconda per esaminare l'elusione(fase strumentale 15). Durante il condizionamento pavloviano differenziale, uno stimolo neutro (stimolo condizionato, CS+; ad esempio, un cerchio) è accoppiato con uno stimolo intrinsecamente avverso (stimolo incondizionato, USA; ad esempio, una scossa elettrica), che produce naturalmente risposte non condizionate (UR, ad esempio, paura). Un secondo stimolo di controllo non è mai accoppiato con gli Stati Uniti (CS-; ad esempio, un triangolo). A seguito degli accoppiamenti dei CS con gli Stati Uniti, il CS+ susctiverà la paura in sé (risposte condizionate, RC) in assenza degli Stati Uniti. Il CS- arriva alla sicurezza del segnale e non attiverà i RC. Successivamente, durante il condizionamento strumentale, i partecipanti apprendono che le proprie azioni (risposte, R; ad esempio, pressione dei pulsanti) portano a determinate conseguenze (risultati; O, ad esempio, l'omissione di shock)15,16. Se la risposta impedisce un esito negativo, aumenta la possibilità che tale risposta si ripeta; questo è indicato come rinforzo negativo15. Così, nella fase pavloviana dei paradigmi di evitamento tradizionali, i partecipanti imparano per la prima volta l'associazione CS-US. Successivamente, nella fase strumentale, viene introdotta una risposta di evitamento istruita da sperimentatori (R), annullando gli Stati Uniti se eseguita durante la presentazione cs, stabilendo un'associazione R-O. Pertanto, il CS diventa uno stimolo discriminante (SD), indicando il momento appropriato per e motivando le prestazioni del condizionato R15. A parte alcuni esperimenti che mostrano il condizionamento strumentale dei rapportisul dolore 17 e le espressioni faccialicorrelate al dolore 18, le indagini sui meccanismi di apprendimento strumentale del dolore, in generale, sono limitate.
Sebbene il paradigma di elusione standard, descritto sopra, abbia chiarito molti dei processi sottostanti l'elusione, ha anche diverselimitazioni 5,19. In primo luogo, non consente di esaminare l'apprendimento, o l'acquisizione, dell'elusione stessa, perché lo sperimentatore istruisce la risposta di elusione. Facendo in modo che i partecipanti scelgano liberamente tra più traiettorie e, quindi, apprendi quali risposte sono dolorose / sicure e quali traiettorie evitare / non evitare, modella più accuratamente la vita reale, dove l'elusione emerge come una risposta naturale al dolore9. In secondo luogo, nei paradigmi di evitamento tradizionali, la risposta di elusione della pressione dei pulsanti non ha alcun costo. Tuttavia, nella vita reale, evitare può diventare estremamente costoso per l'individuo. In effetti, evitare costi elevati disturba in particolare il funzionamento quotidiano5. Ad esempio, evitare il dolore cronico può limitare gravemente la vita sociale e lavorativa delle persone9. In terzo luogo, anche le risposte dicotomous come premere / non premere un pulsante non rappresentano molto bene la vita reale, dove si verificano diversi gradi di elusione. Nelle sezioni seguenti, descriviamo come il paradigma robotico di raggiungere il braccio20 affronta queste limitazioni e come il paradigma di base può essere esteso a più nuove domande di ricerca.
Acquisizione di elusione Nel paradigma, i partecipanti usano un braccio robotico per eseguire movimenti di braccio da un punto di partenza a un bersaglio. I movimenti sono impiegati come risposta strumentale perché assomigliano molto a stimoli specifici del dolore e che evocano la paura. Una palla rappresenta virtualmente i movimenti dei partecipanti sullo schermo (Figura 1), consentendo ai partecipanti di seguire i propri movimenti in tempo reale. Durante ogni prova, i partecipanti scelgono liberamente tra tre traiettorie di movimento, rappresentate sullo schermo da tre archi (T1-T3), che differiscono l'una dall'altra in termini di sforzo e con la probabilità che siano abbinate a un doloroso stimolo folgorato (cioè, stimolo del dolore). Lo sforzo viene manipolato come deviazione dalla traiettoria più breve possibile e aumenta la resistenza dal braccio robotico. In particolare, il robot è programmato in modo tale che la resistenza aumenti linearmente con la deviazione, il che significa che più partecipanti deviano, più forza devono esercitare sul robot. Inoltre, la somministrazione del dolore è programmata in modo tale che la traiettoria più breve e semplice (T1) sia sempre abbinata allo stimolo del dolore (dolore al 100% / nessuna deviazione o resistenza). Una traiettoria centrale (T2) è abbinata a una probabilità del 50% di ricevere lo stimolo del dolore, ma è necessario uno sforzo maggiore (deviazione moderata e resistenza). La traiettoria più lunga e più sforzosa (T3) non è mai abbinata allo stimolo del dolore ma richiede il massimo sforzo per raggiungere il bersaglio (0% di dolore / deviazione più grande, resistenza più forte). Il comportamento di evitamento è operativo come deviazione massima dalla traiettoria più breve (T1) per prova, che è una misura più continua di elusione, rispetto ad esempio, premendo o non premendo un pulsante. Inoltre, la risposta all'elusione va a costo di un maggiore sforzo. Inoltre, dato che i partecipanti scelgono liberamente tra le traiettorie di movimento e non sono esplicitamente informati sulle contingenze sperimentali R-O (traiettoria di movimento-dolore), il comportamento di evitamento viene acquisito strumentalmente. La paura auto-segnalata online del dolore legato al movimento e dell'aspettativa di dolore sono state raccolte come misure di paura condizionata verso le diverse traiettorie di movimento. L'aspettativa di dolore è anche un indice di consapevolezza di contingenza e valutazione delleminacce 21. Questa combinazione di variabili consente di esaminare l'interazione tra paura, valutazioni delle minacce e comportamento di prevenzione. Utilizzando questo paradigma, abbiamo costantemente dimostrato l'acquisizione sperimentale di avoidance20,22,23,24.
Generalizzazione dell'elusione Abbiamo esteso il paradigma per indagare la generalizzazione dell'elusione23, un possibile meccanismo che porta a un'eccessiva elusione. La generalizzazione della paura pavloviana si riferisce alla diffusione della paura a stimoli o situazioni (stimoli di generalizzazione, GS) simili al CS+ originale, con la paura che diminuisce con la diminuzione della somiglianza con il CS+ (gradiente di generalizzazione)25,26,27,28. La generalizzazione della paura riduce al minimo la necessità di apprendere di nuovo le relazioni tra gli stimoli, consentendo una rapida individuazione di nuove minacce in ambienti incontinua evoluzione 25,26,27,28. Tuttavia, un'eccessiva generalizzazione porta alla paura di stimoli sicuri (GS simili a CS-), causando così inutili disagi28,29. In linea con ciò, gli studi che utilizzano la generalizzazione della paura pavloviana mostrano costantemente che i pazienti con dolore cronico generalizzano eccessivamente la paura legata al dolore30,31,32,33,34, mentre controlli sani mostrano una generalizzazione selettiva della paura. Tuttavia, laddove l'eccessiva paura causa disagio, l'eccessivo evitamento può culminare nella disabilità funzionale, a causa dell'evitare movimenti e attività sicuri e dell'aumento del disimpegno quotidiano1,2,3,4,9. Nonostante il suo ruolo chiave nella disabilità del dolore cronico, la ricerca sulla generalizzazione dell'elusione è scarsa. Nel paradigma adattato per studiare la generalizzazione dell'elusione, i partecipanti acquisiscono prima l'elusione, seguendo la procedura descrittasopra 20. In una successiva fase di generalizzazione, vengono introdotte tre nuove traiettorie di movimento in assenza dello stimolo del dolore. Queste traiettorie di generalizzazione (G1-G3) si trovano sullo stesso continuum delle traiettorie di acquisizione, simili a ciascuna di queste traiettorie, rispettivamente. In particolare, la traiettoria di generalizzazione G1 si trova tra T1 e T2, G2 tra T2 e T3 e G3 a destra di T3. In questo modo, è possibile esaminare la generalizzazione dell'elusione a nuove traiettorie sicure. In uno studio precedente, abbiamo mostrato la generalizzazione degli auto-rapporti, ma non l'elusione, probabilmente suggerendo diversi processi sottostanti per la generalizzazione della paura e dell'elusione legata al dolore23.
Estinzione dell'elusione con prevenzione della risposta Il metodo principale per trattare l'alta paura del movimento nel dolore muscoloscheletricho cronico è la terapiadell'esposizione 35- la controparte clinica dell'estinzione pavloviana36, cioè la riduzione delle RC attraverso ripetute esperienze con il CS + in assenza degli US36. Durante l'esposizione per dolore cronico, i pazienti svolgono attività o movimenti temuti al fine di sconfermare credenzecatastrofiche e aspettative di danno 34,37. Poiché queste credenze non riguardano necessariamente il dolore di per sé, ma piuttosto la patologia sottostante, i movimenti non vengono sempre eseguiti indolori nella clinica34. Secondo la teoria dell'apprendimento inibitorio38,39, l'apprendimento dell'estinzione non cancella la memoria della paura originale (ad esempio, traiettoria-dolore del movimento); piuttosto, crea una nuova memoria di estinzione inibitoria (ad esempio, traiettoria di movimento- nessun dolore), che compete con la memoria paura originale per ilrecupero 40,41. La nuova memoria inibitoria è più dipendente dal contesto rispetto alla memoria della pauraoriginale 40,ritenendo la memoria della paura estinta suscettibile al riemergere (ritorno della paura)40,41,42. Ai pazienti viene spesso impedito di eseguire comportamenti di evitamento anche sottili durante il trattamento dell'esposizione (estinzione con prevenzione della risposta, RPE), per stabilire una vera e propria estinzione della paura prevenendo l'attribuzione errata dellasicurezza all'elusione 10,43.
Ritorno all'elusione La ricaduta in termini di ritorno all'elusione è ancora comune nelle popolazioni cliniche, anche dopol'estinzione della paura 43,44,45,46. Sebbene siano stati trovati più meccanismi che hanno come risultato il ritorno della paura47, si sa poco di quelli relativi all'elusione22. In questo manoscritto descriviamo specificamente il recupero spontaneo, cioè il ritorno della paura e dell'elusione dovuto alpassare del tempo 40,47. Il paradigma robotico del braccio è stato implementato in un protocollo di 2 giorni per indagare il ritorno dell'elusione. Durante il primo giorno, i partecipanti ricevono per la prima volta una formazione di acquisizione nel paradigma, come descrittosopra 20. In una successiva fase RPE, ai partecipanti viene impedito di eseguire la risposta di elusione, cioè possono eseguire solo la traiettoria associata al dolore (T1) sotto estinzione. Durante il secondo giorno, per testare il recupero spontaneo, tutte le traiettorie sono di nuovo disponibili, ma in assenza di stimoli al dolore. Usando questo paradigma, abbiamo dimostrato che, un giorno dopo l'estinzione riuscita, l'elusione ètornata 22.

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

investigating pain-related avoidance behavior using a robotic arm-reaching paradigm

Il comportamento di elusione è un fattore chiave per la transizione dal dolore acuto alla disabilità del dolore cronico. Tuttavia, ci è stata una mancanza di paradigmi ecologicamente validi per indagare sperimentalmente l'elusione legata al dolore. Per colmare questa lacuna, abbiamo sviluppato un paradigma (il paradigma robotico di portata del braccio) per indagare i meccanismi alla base dello sviluppo di comportamenti di elusione legati al dolore. I paradigmi di evitamento esistenti (principalmente nel contesto della ricerca sull'ansia) hanno spesso operativo l'elusione come risposta a basso costo istruita da sperimentatori, sovrapposta agli stimoli associati alla minaccia durante una procedura pavloviana di condizionamento della paura. Al contrario, il metodo attuale offre una maggiore validità ecologica in termini di apprendimento strumentale (acquisizione) di elusione e aggiungendo un costo alla risposta di elusione. Nel paradigma, i partecipanti eseguono movimenti di braccio da un punto di partenza a un bersaglio utilizzando un braccio robotico e scelgono liberamente tra tre diverse traiettorie di movimento per farlo. Le traiettorie di movimento differiscono nella probabilità di essere accoppiate con un doloroso stimolo elettrocutaneo e nello sforzo richiesto in termini di deviazione e resistenza. In particolare, lo stimolo doloroso può essere (parzialmente) evitato a costo di eseguire movimenti che richiedono un maggiore sforzo. Il comportamento di elusione è operativo come deviazione massima dalla traiettoria più breve in ogni prova. Oltre a spiegare come il nuovo paradigma può aiutare a comprendere l'acquisizione dell'elusione, descriviamo gli adattamenti del paradigma robotico di raggiungere il braccio per (1) esaminare la diffusione dell'elusione ad altri stimoli (generalizzazione), (2) modellare il trattamento clinico in laboratorio (estinzione dell'elusione usando la prevenzione della risposta), nonché (3) modellare la ricaduta e il ritorno dell'elusione dopo l'estinzione (recupero spontaneo). Data la maggiore validità ecologica e le numerose possibilità di estensioni e/ o adattamenti, il paradigma robotico di portata del braccio offre uno strumento promettente per facilitare l'indagine sul comportamento di elusione e per promuovere la nostra comprensione dei suoi processi sottostanti.

L'acquisizione del comportamento di elusione è dimostrata dai partecipanti evitando di più (mostrando deviazioni massime più grandi dalla traiettoria più breve) al termine di una fase di acquisizione, rispetto all'inizio della fase di acquisizione(Figura 2, indicata da A)20, o rispetto a un gruppo di controllo Yoked (Figura 3)23,48.
L'acquisizione d...

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Investigating Pain-Related Avoidance Behavior using a Robotic Arm-Reaching Paradigm

L'elusione è fondamentale per la disabilità del dolore cronico, ma mancano paradigmi adeguati per esaminare l'elusione legata al dolore. Pertanto, abbiamo sviluppato un paradigma che consente di indagare come il comportamento di evitamento correlato al dolore viene appreso (acquisizione), si diffonde ad altri stimoli (generalizzazione), può essere mitigato (estinzione) e come può successivamente riemergere (recupero spontaneo).

Indagare il comportamento di prevenzione legato al dolore utilizzando un paradigma robotico di raggiungimento del braccio

Avoidance behavior is a key contributor to the transition from acute pain to chronic pain disability. Yet, there has been a lack of ecologically valid ...

investigating-pain-related-avoidance-behavior-using-robotic-arm

Research

JoVE Journal

Behavior

3.8K Views.  Maastricht University. L'elusione è fondamentale per la disabilità del dolore cronico, ma mancano paradigmi adeguati per esaminare l'elusione legata al dolore. Pertanto, abbiamo sviluppato un paradigma che consente di indagare come il comportamento di evitamento correlato al dolore viene appreso (acquisizione), si diffonde ad altri stimoli (generalizzazione), può essere mitigato (estinzione) e come può successivamente riemergere (recupero spontaneo).

Video: Investigating Pain-Related Avoidance Behavior using a Robotic Arm-Reaching Paradigm

The Resident-intruder Paradigm: A Standardized Test for Aggression, Violence and Social Stress

This video publication explains in detail the experimental protocol of the resident-intruder paradigm in rats. This test is a standardized method to measure offensive aggression and defensive behavior in a semi natural setting. The most important behavioral elements performed by the resident and the intruder are demonstrated in the video and illustrated using artistic drawings. The use of the resident intruder paradigm for acute and chronic social stress experiments is explained as well. Finally, some brief tests and criteria are presented to distinguish aggression from its more violent and pathological forms.

This video shows the resident-intruder paradigm in rats. This test is a standardized method to measure offensive aggression, defensive behavior and violence in a semi-natural setting. The use of the paradigm for social stress experiments is explained as well.

Il Paradigma residente-intruso: un test standardizzato per aggressione, di violenza e di stress sociale

This video publication explains in detail the experimental protocol of the resident-intruder paradigm in rats. This test is a standardized method to ...

Ricerca

Comportamento

Examining Recall Memory in Infancy and Early Childhood Using the Elicited Imitation Paradigm

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is commonly assessed using verbal report paradigms in adults, studying the development of this ability in preverbal infants and children proved challenging. Over the past 30 years, researchers have developed a non-verbal means of assessing recall memory known as the elicited or deferred imitation paradigm. In one variant of the procedure, participants are presented with novel three-dimensional stimuli for a brief baseline period before a researcher demonstrates a series of actions that culminate in an end- or goal-state. The participant is allowed to imitate the demonstrated actions immediately, after a delay, or both. Recall performance is then compared to baseline or to performance on novel control sequences presented at the same session; memory can be assessed for the individual target actions and the order in which they were completed. This procedure is an accepted analogue to the verbal report techniques used with adults, and it has served to establish a solid foundation of the nature of recall memory in infancy and early childhood. In addition, the elicited or deferred imitation procedure has been modified and adapted to answer questions relevant to other aspects of cognitive functioning. The broad utility and application of imitation paradigms is discussed, along with limitations of the approach and directions for future research.

The elicited imitation procedure was established to examine the development of recall memory in infancy and early childhood. This procedure has been widely used to establish a solid foundation of the nature of recall memory in infancy and early childhood.

Esaminando Richiamo Memoria in prima e seconda infanzia Utilizzando il suscitato imitazione Paradigma

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is ...

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be time-intensive and ambiguous to quantify beyond simple success rates. Here, we describe the training procedure for reach-and-pull tasks with ETH Pattus, a robotic platform for automated forelimb reaching training that records pulling and hand rotation movements in rats. Kinematic quantification of the performed pulling attempts reveals the presence of distinct temporal profiles of movement parameters such as pulling velocity, spatial variability of the pulling trajectory, deviation from midline, as well as pulling success. We show how minor adjustments in the training paradigm result in alterations in these parameters, revealing their relation to task difficulty, general motor function or skilled task execution. Combined with electrophysiological, pharmacological and optogenetic techniques, this paradigm can be used to explore the mechanisms underlying motor learning and memory formation, as well as loss and recovery of function (e.g. after stroke).

A paradigm is presented for training and analysis of an automated skilled reaching task in rats. Analysis of pulling attempts reveals distinct subprocesses of motor learning.

Indagare abilità motorie processi di apprendimento con un robot Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be ...

Psychophysically-anchored, Robust Thresholding in Studying Pain-related Lateralization of Oscillatory Prestimulus Activity

In perceptual studies, it is often important to objectively assess the equality of delivered stimulation across participants or to quantify the intra-individual sensation magnitude that is evoked by stimulation over multiple trials. This requires a robust mapping of stimulus magnitude to perceived intensity and is commonly achieved by psychophysical estimation methods such as the staircase procedure. Newer, more efficient procedures like the QUEST algorithm fit a psychophysical function to the data in real time while at the same time maximizing the efficiency of data collection. A robust estimate of the threshold intensity between painful and nonpainful perceptions can then be used to reduce the influence of variations in sensory input in subsequent analyses of oscillatory brain activity. By stimulating at a constant threshold intensity determined by an adaptive estimation procedure, the variance in the ratings can be directly attributed to perceptual processes. Oscillatory activity can then be contrasted between &#34;pain&#34; and &#34;no-pain&#34; trials directly, yielding activity that closely relates to perceptual classification processes in nociception.

Psychophysical methods such as the QUEST estimation procedure can efficiently yield robust estimates of the stimulation intensity at which nonpainful sensations transition into painful sensations. By stimulating repeatedly at the threshold intensity, the variability in rating responses can directly be attributed to perceptual classifications in subsequent analyses.

Psicofisica-ancorato, Thresholding robusta nello studio del dolore legati lateralizzazione delle oscillatorio Prestimulus Activity

In perceptual studies, it is often important to objectively assess the equality of delivered stimulation across participants or to quantify the ...

Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to acquire a conditioned place preference in a drug-paired compartment, and after the post-conditioning test, they perform several sessions to extinguish the established preference. The CPP permits the evaluation of the conditioned rewarding effects of drugs related to environmental cues. Then, the extinguished CPP can be robustly reinstated by the non-contingent administration of a priming dose of the drug, and by exposure to stressful stimuli. Both methods will be explained here. When the animal reinitiates the behavioral response, a reinstatement of the conditioned reward is considered to have taken place.
The main advantages of this protocol are that it is non-invasive, inexpensive, and simple with good validity criteria. In addition, it allows the study of different environmental manipulations, such as stress or diet, which can modulate relapse into drug seeking behaviors. However, one limitation is that if the researcher aims to explore the motivation and primary reinforcing effects of the drug, it should be complemented with self-administration procedures, as they involve operant responses of animals.

This protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse. This procedure permits the measurement of relapse in laboratory animals, considering the impact of drug-associated environmental cues as craving and relapse in abstaining addicts is currently the focus of drug-abuse treatment programs.

Reintegrazione di droga in Cerca nei topi utilizzando il paradigma di Conditioned Place Preference

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to ...

The HoneyComb Paradigm for Research on Collective Human Behavior

Collective human behavior such as group movement frequently shows surprising patterns and regularities, such as the emergence of leadership. Recent literature has revealed that these patterns, often visible at the global level of the group, are based on self-organized, individual behaviors that follow several simple local parameters. Understanding the dynamics of human collective behavior can help to improve coordination and leadership in group and crowd scenarios, such as identifying the ideal placement and number of emergency exits in buildings.
In this article, we present the experimental paradigm HoneyComb, which can be used to systematically investigate conditions and effects of human collective behavior. This paradigm uses a computer-based multi-user platform, providing a setting that can be shaped and adapted to various types of research questions. Situational conditions (e.g., cost-benefit ratios for specific behavior, monetary incentives and resources, various degrees of uncertainty) can be set by experimenters, depending on the research question. Each participant's motions are recorded by the server as hexagonal coordinates with timestamps at an accuracy of 50 ms and with individual IDs. Thus, a metric can be defined on the playfield, and movement parameters (e.g., distances, velocity, clustering, etc.) of participants can be measured over time. Movement data can in turn be combined with non-computerized data from questionnaires garnered within the same experiment setup.
The HoneyComb paradigm is paving the way for new types of human movement experiments. We demonstrate here that these experiments can render results with sufficient internal validity to meaningfully deepen our understanding of human collective behavior.

Here, we present the computer-based, multi-agent game HoneyComb, which enables experimental investigations of collective human movement behavior via black-dot-avatars on a virtual 2D hexagonal playfield. Different experimental conditions, like variable&#160;incentives on goal fields or vision radius, can be set, and their effects on human movement behavior can be investigated.

Il paradigma del favo per la ricerca sul comportamento umano collettivo

Collective human behavior such as group movement frequently shows surprising patterns and regularities, such as the emergence of leadership. Recent ...

Assessment of Stress Effects on Cognitive Flexibility using an Operant Strategy Shifting Paradigm

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and duration of the stressor; 2) type of cognitive function under study; and 3) timing of the stressor in relation to learning or executing the cognitive task. Furthermore, sex differences among the effects of stress on cognitive function have been widely documented. Described here is an adaptation of an automated operant strategy shifting paradigm to assess how variations in stress affect cognitive flexibility in male and female Sprague Dawley rats. Specifically, restraint stress is used before or after training in this operant-based task to examine how stress affects cognitive performance in both sexes. Particular brain areas associated with each task in this automated paradigm have been well-established (i.e., the medial prefrontal cortex and orbitofrontal cortex). This allows for targeted manipulations during the experiment or the assessment of particular genes and proteins in these regions upon completion of the paradigm. This paradigm also allows for the detection of different types of performance errors that occur after stress, each of which has defined neural substrates. Also identified are distinct sex differences in perseverative errors after a repeated restraint stress paradigm. The use of these techniques in a preclinical model may reveal how stress affects the brain and impairs cognition in psychiatric disorders, such as post-traumatic stress disorder (PTSD) and major depressive disorder (MDD), which display marked sex differences in prevalence.

Stressful life events impair cognitive function, increasing the risk of psychiatric disorders. This protocol illustrates how stress affects cognitive flexibility using an automated operant strategy shifting paradigm in male and female Sprague Dawley rats. Specific brain areas underlying particular behaviors are discussed, and translational relevance of results are explored.

Valutazione degli effetti dello stress sulla flessibilità cognitiva utilizzando un paradigma di cambiamento della strategia operante

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and ...

A Novel Pavlovian Fear Conditioning Paradigm to Study Freezing and Flight Behavior

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat are characteristic of various anxiety disorders, which are the most prevalent form of mental illness in the United States. Discovering the neurobiological mechanisms responsible for defensive behaviors will aid in the development of novel therapeutic interventions. Pavlovian fear conditioning is a widely used laboratory paradigm to study fear-related learning and memory. A major limitation of traditional Pavlovian fear conditioning paradigms is that freezing is the only defensive behavior monitored. We recently developed a modified Pavlovian fear conditioning paradigm that allows us to study both conditioned freezing and flight (also known as escape) behavior within individual subjects. This model employs higher intensity footshocks and a greater number of pairings between the conditioned stimulus and unconditioned stimulus. Additionally, this conditioned flight paradigm utilizes serial presentation of pure tone and white noise auditory stimuli as the conditioned stimulus. Following conditioning in this paradigm, mice exhibit freezing behavior in response to the tone stimulus, and flight responses during the white noise. This conditioning model can be applied to the study of rapid and flexible transitions between behavioral responses necessary for survival.

Defensive behavioral responses are contingent upon threat intensity, proximity, and context of exposure. Based on these factors, we developed a classical conditioning paradigm that elicits clear transitions between conditioned freezing and flight behavior within individual subjects. This model is crucial for the understanding the pathologies involved in anxiety, panic, and post-traumatic stress disorders.

Un nuovo paradigma pavloviano di condizionamento della paura per studiare il congelamento e il comportamento di volo

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat ...

Using a Murine Model of Psychosocial Stress in Pregnancy as a Translationally Relevant Paradigm for Psychiatric Disorders in Mothers and Infants

The peripartum period is considered a sensitive period where adverse maternal exposures can result in long-term negative consequences for both mother and offspring, including the development of neuropsychiatric disorders. Risk factors linked to the emergence of affective dysregulation in the maternal-infant dyad have been extensively studied. Exposure to psychosocial stress during pregnancy has consistently emerged as one of the strongest predictors. Several rodent models have been created to explore this association; however, these models rely on the use of physical stressors or a limited number of psychosocial stressors presented in a repetitive fashion, which do not accurately capture the type, intensity, and frequency of stressors experienced by women. To overcome these limitations, a chronic psychosocial stress (CGS) paradigm was generated that employs various psychosocial insults of different intensity presented in an unpredictable fashion. The manuscript describes this novel CGS paradigm where pregnant female mice, from gestational day 6.5 to 17.5, are exposed to various stressors during the day and overnight. Day stressors, two per day separated by a 2 h break, range from exposure to foreign objects or predator odor to frequent changes in bedding, removal of bedding, and cage tilting. Overnight stressors include continuous light exposure, changing cage mates, or wetting bedding. We have previously shown that exposure to CGS results in the development of maternal neuroendocrine and behavioral abnormalities, including increased stress reactivity, the emergence of fragmented maternal care patterns, anhedonia, and anxiety-related behaviors, core features of women suffering from perinatal mood and anxiety disorders. This CGS model, therefore, becomes a unique tool that can be used to elucidate molecular defects underlying maternal affective dysregulation, as well as trans-placental mechanisms that impact fetal neurodevelopment and result in negative long-term behavioral consequences in the offspring.

The chronic psychosocial stress (CGS) paradigm employs clinically relevant stressors during pregnancy in mice to model psychiatric disorders of mothers and infants. Here, we provide a step-by-step procedure of applying the CGS paradigm and downstream assessments to validate this model.

Utilizzo di un modello murino di stress psicosociale in gravidanza come paradigma traslazionale rilevante per i disturbi psichiatrici nelle madri e nei neonati

The peripartum period is considered a sensitive period where adverse maternal exposures can result in long-term negative consequences for both mother and ...

Investigating Migraine-Like Behavior Using Light Aversion in Mice

Migraine is a complex neurological disorder characterized by headache and sensory abnormalities, such as hypersensitivity to light, observed as photophobia. Whilst it is impossible to confirm that a mouse is experiencing migraine, light aversion can be used as a behavioral surrogate for the migraine symptom of photophobia. To test for light aversion, we utilize the light/dark assay to measure the time mice freely choose to spend in either a light or dark environment. The assay has been refined by introducing two critical modifications: pre-exposures to the chamber prior to running the test procedure and adjustable chamber lighting, permitting the use of a range of light intensities from 55 lux to 27,000 lux. Because the choice to spend more time in the dark is also indicative of anxiety, we also utilize a light-independent anxiety test, the open field assay, to distinguish anxiety from light-aversive behavior. Here, we describe a modified test paradigm for the light/dark and open field assays. The application of these assays is described for intraperitoneal injection of calcitonin gene-related peptide (CGRP) in two mouse strains and for optogenetic brain stimulation studies.

Rodents are not able to report migraine symptoms. Here, we describe a manageable test paradigm (light/dark and open field assays) to measure light aversion, one of the most common and bothersome symptoms in patients with migraines.