マウリシオ・R・デルガド、ステファニー・R・ポッツ、ウィリアム・Tに感謝します。 マッカディ代表データの取得は、国立薬物乱用研究所からMRDへの資金提供によって支えられた(R01DA027764)

1. CPAW作成
注: CPAW は、コンポーネントと構造に汎用性があります。このプロトコルは作成者が採用したアプローチを表しますが、別の方法が可能です。
<ol><li>2~3個のベルクロ(それぞれ約4 x 1)をゴムセメントを使用して2つのゲルパック(6 x 12サイズ)に貼り付け、等間隔にします。24時間乾燥します。</li>
	<li>厚い生地の部分を約12インチx16インチのサイズで、縦半分に折りたたんで取得します。ゲルパックの例6 x 12は、折り畳まれた生地の内側半分に沿って縦方向に走ります。</li>
	<li>各ベルクロピースの相補面(ステップ1.1から)を布地の内側に貼り付け、ゲルパック上のベルクロの配置に合わせるように間隔をあけます。ゴムセメントまたは針および糸が使用されてもよい。これにより、ゲルパックを簡単に取り外して洗浄し、保管のために再び取り付けできます。</li>
	<li>ベルクロの2つの大きな部分を得る(約2 x 10インチ)。分ける。一方の側を元のサイズの約4分の1にカットし(残りを捨て)、もう一方の側を元の2 x 10のサイズに保ちます。</li>
	<li>ベルクロの小片を、布地の外側の外側の部分の前面と背面に同じ側に貼り付けます。最後に、ベルクロの長い部分を、布の反対側の外側の部分の類似の位置に貼り付けます。これが完了したら、前腕と手の周りに布を包み、ベルクロストラップを使用して所定の位置に固定することが可能でなければなりません。</li>
</ol>2. CPAWの使用と安全上の注意
<ol><li>CPAWを使用する研究の参加者に、同意中およびCPAW投与前に、いつでも自由に手続きを撤回して終了することを通知する。3つの個別の引き出しステートメントをお勧めします。さらに、参加者が苦しんだ場合に手順を終了する準備をしてください。</li>
	<li>教育テキストの例: "この研究では、冷たいゲルパックで作られたアームラップを一定期間、腕に置くストレス手順に参加するようお願いすることがあります。ラップはストレスを感じるように設計されているため、非常に不快になります。アームラップが現在あなたの腕の上にあるかどうかにかかわらず、何らかの理由でいつでも手順と実験を終了することがあなたの権利であることを理解することが重要です。MRIで一度これを行うには、口頭で私に言うことができます、あなたは激しくあなたの足を蹴るかもしれない、または必要に応じて、あなたは私たちがあなたに与える緊急スクイーズボールを使用することができます。分かりますか。あなたは続ける気がありますか?".その後、MRIスキャンの前に参加者にさらに2回思い出させるとお勧めします。</li>
	<li>CPAWを注意深く監視された温度で冷凍庫に保管してください。冷凍庫を特定の温度(例えば0~5°C)に設定できず、0°C未満の場合は、CPAWが保管場所から取り出した後、安全な温度(0°C以上)まで温める時間を確保してください。それ以外の場合は、参加者が冷熱火傷を経験する可能性があります。</li>
	<li>CPAWを採用する前に、ゲルパックと参加者の皮膚との間の直接接触を避けるために、プラスチックシートの層でゲルパックをカバーしてください。安全な温度を確保するために、その長さに沿って2〜3の場所で赤外線温度計を使用して、各ゲルパック(プラスチックシートで覆われている)の表面温度を測定します。温度が低すぎる場合は、追加の時間を経過させ、再度測定してください。</li>
	<li>希望の温度に達したら、参加者の前腕の周りにCPAWを包み、前述のベルクロストラップで所定の位置に貼り付けます。CPAW は、所望の期間 (2 分が推奨) の場所に残します。参加者の要求に応じて、またはその時間が経過した後に、すぐに削除します。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sinha, R., Garcia, M., Paliwal, P., Kreek, M. J., Rounsaville, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress-Induced+Cocaine+Craving+and+Hypothalamic-Pituitary-Adrenal+Responses+Are+Predictive+of+Cocaine+Relapse+Outcomes.">Stress-Induced Cocaine Craving and Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Responses Are Predictive of Cocaine Relapse Outcomes.</a> Arch. Gen. Psychiatry. 63 (3), 324-331 (2006).</li><li>Dias-Ferreira, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+stress+causes+frontostriatal+reorganization+and+affects+decision-making.">Chronic stress causes frontostriatal reorganization and affects decision-making.</a> Science. 325, 621-625 (2009).</li><li>Schwabe, L., Wolf, O. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+regulation+of+endocrine+and+autonomic+stress+responses.">Neural regulation of endocrine and autonomic stress responses.</a> Nat. Rev. Neurosci. 10, 397-409 (2009).</li><li>Cannon, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bodily changes in pain, hunger, fear, and rage: An account of recent researches into the function of emotional excitement. , (1915).</li><li>Lupien, S. J., Maheu, F., Tu, M., Fiocco, A., Schramek, T. 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W., Tranel, D., Adolphs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+memory+retrieval+correlates+with+individual+differences+in+cortisol+response+but+not+autonomic+response.">Impaired memory retrieval correlates with individual differences in cortisol response but not autonomic response.</a> Learn. Mem. 13, 382-387 (2006).</li><li>Duncko, R., Johnson, L., Merikangas, K., Grillon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Working+memory+performance+after+acute+exposure+to+the+cold+pressor+stress+in+healthy+volunteers.">Working memory performance after acute exposure to the cold pressor stress in healthy volunteers.</a> Neurobiol. Learn. 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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+'Trier+Social+Stress+Test'--a+tool+for+investigating+psychobiological+stress+responses+in+a+laboratory+setting.">The 'Trier Social Stress Test'--a tool for investigating psychobiological stress responses in a laboratory setting.</a> Neuropsychobiology. 28, 76-81 (1993).</li><li>Kudielka, B. M., Hellhammer, D. H., Kirschbaum, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Social neuroscience: Integrating biological and psychological explanations of social behavior. , 56-83 (2007).</li><li>Dickerson, S. S., Kemeny, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+stressors+and+cortisol+responses:+a+theoretical+integration+and+synthesis+of+laboratory+research.">Acute stressors and cortisol responses: a theoretical integration and synthesis of laboratory research.</a> Psychol. Bull. 130, 355-391 (2004).</li><li>Schwabe, L., Haddad, L., Schachinger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HPA+axis+activation+by+a+socially+evaluated+cold-pressor+test.">HPA axis activation by a socially evaluated cold-pressor test.</a> Psychoneuroendocrinology. 33, 890-895 (2008).</li><li>Smeets, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introducing+the+Maastricht+Acute+Stress+Test+(MAST):+a+quick+and+noninvasive+approach+to+elicit+robust+autonomic+and+glucocorticoid+stress+responses.">Introducing the Maastricht Acute Stress Test (MAST): a quick and noninvasive approach to elicit robust autonomic and glucocorticoid stress responses.</a> Psychoneuroendocrinology. 37, 1998-2008 (2012).</li><li>Huettel, S. A., Song, A. 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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Techniques in Psychophysiology.. , 597-628 (1980).</li><li>Mitchell, L. A., MacDonald, R. A., Brodie, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+and+the+cold+pressor+test.">Temperature and the cold pressor test.</a> J. Pain. 5, 233-237 (2004).</li></ol>

著者らは利益相反を宣言しない。

この記事では、従来のコールドプレッサーテストの代替が実証されました - コールドプレッサーアームラップ。CPAWは、CPTに匹敵する精神生理学的および神経内分泌ストレス応答を産生する手順であるが、具体的には、HPAのSAM(すなわち交感神経ANS)活性化および軽度から中等度の増加(すなわちコルチゾール)活性の強い増加が観察された。CPAWは、一般的に見られるコンポーネントの範囲から作成することができ、従来の(水ベースの)CPTに代わる実行可能な代替手段として機能します。
前述のように、CPAWはCPTに関連するものを超える追加の安全対策を必要とします。排他的基準(主にCPTによって共有される)には、風邪性蕁異動、レイノー病、動脈瘤、妊娠、心血管疾患の既往歴、糖尿病、慢性リウマチ性疾患、および未治療の血圧異常が含まれる必要があります。CPAWは液体水より低い安全でない温度まで冷却できる可能性があることを考えると、塗布前の厳密な温度測定は参加者の怪我のリスクを避けるために重要です。装置は参加者の腕に物理的に留められているので、彼らが彼らの要求でいつでもプロシージャを終了することができることをいくつかの点で明らかにすることが重要です。さらに、実験者は、参加者が苦しんだ場合に手順を終了する準備をしなければならない。したがって、この手順では、研究者が複数の面で警戒する必要があります。
CPAW の使用にはいくつかの制限があります。例えば、MRI研究の文脈では、参加者の腕にCPAWを留めるので短孔MRIが長孔MRIでは不可能である可能性があるため、短孔MRIが必要である可能性がある。とはいえ、足や脚での使用にCPAWを適応させることは実現可能であり、長いボアのセットアップと互換性があります。CPAW温度を高精度の温度に滴定することも困難である。研究は、2°Cの偏差が許容時間と疼痛評価の変動に関連していることを示しています31.これを避けるために、特定の温度に冷却することができる冷凍庫の使用をお勧めします。さらに、デバイスが連続して複数回使用される場合(所望の温度を超えて暖められるのを避けるために)2番目のCPAWを利用できるようにすることをお勧めします。代表的な結果では、CPAWの使用は頭部運動の増加と関連していなかったが、研究者はfMRI設定の頭部の動きに特別な注意を払うべきである- 特にCPAWがfMRIスキャン中に(以前ではなく)適用されている場合。主観的ストレス評価、HPA、およびSAM活性化は、CPAWが従来のCPTに匹敵する効果的なストレッサーであることを示唆しているが、将来の研究では、HPAおよびSAM活性の範囲と、従来のCPTによって誘発される活性と他の生理学的指数(心拍数および血圧)を慎重に比較することに焦点を当てるべきである。

ストレス暴露は、視床下部下垂体副腎(HPA)および交感副腎(SAM)軸5の2つのストレス応答性生物学的システムの活性化に関連する。ストレスが生物の恒保性バランスを乱すのに十分な強度である場合、SAMは自律神経系(ANS)の交感神経枝での活動の増加を迅速に引き起こす。これはカテコールアミンの放出に関連しています (例えば. アドレナリンとノルアドレナリン;CA)副腎髄質および交感神経末端から。これらの興奮性化学物質の増加したレベルは、古典的な「戦いまたは飛行」応答を特徴づける心拍数と血圧の上昇に関連しています6.副交感ANSのその後の活性化は最終的にこの興奮を阻害するが、脳幹構造と交付される上昇CAニューロンは、視床下部および最終的なグルココルチコイド(ヒトにおけるコルチゾール)副腎皮質からの放出を介して遅いHPA活性化に寄与する。ストレスモダリティとストレス応答自体の具体的なダイナミクスとの関係を理解することは、様々な心理的プロセス(例えば記憶、学習、意思決定)のストレスと神経相関の関係に関する研究が進むにつれて重要である。
実験室研究で使用するために、複数の応力誘導タスクが開発されています。一般的に、これらは全身的(すなわち恒食状態のバランスに対する直接的な脅威に対する反射的応答を表す)またはプロセス/心因性(すなわち、ストレス応答の関与前に前脳処理および評価を必要とする)として分類することができる8。特に、SAMとHPAの活性化の差分パターンに関連するこれら2つの異なるストレスモダリティ運賃。冷間圧器試験(CPT)は、一定期間氷水(典型的には0〜5°Cの間)に個人の支配的な手の浸漬を伴う全身的ストレスを誘発する一般的かつ十分に検証された手段である4,9,10。CPTは、メモリ11-13、学習14、および意思決定15-17に対するストレスの影響を調べる幅広い研究に使用されています。ストレス誘導の手段としてCPTを用いた研究は、しかし、コルチゾール反応性の点で混合結果をもたらした。全体的に軽度から中等度のコルチゾールの増加は、ポストCPT13,18,19が観察されているが、SAM活性化は堅牢で信頼性の高い4,20である。対照的に、トリーア社会ストレスタスク(TSST)21,22のようなプロセス的な実験室ストレス源は、参加者が5分のスピーチを与え、その間に5分の暗算を行い、その後、5分の暗算を行い、ビデオ撮影されながら、コルチゾール23の2〜3倍の増加に関連している。
SAMとHPAの活性化を最大限に引き出すために、一部の研究者は、TSSTに存在するものと同様の社会的評価成分とCPTを組み合わせるアプローチをとっています。例えば、社会的に評価された冷間圧器テスト(SECPT)の参加者は、ビデオテーピングされ、実験者24によって見られながら、従来のCPTを実行するように求められる。同様に、マーストリヒト急性ストレステストは、TSST25のパブリックスピーキングおよび暗算コンポーネントとSECPTを統合します。これらのアプローチはストレス研究における重要な前進を表していますが、SAMとHPA活性化が行動、認知、感情の神経相関に及ぼす特定の、そして潜在的に解離可能な影響を調べることは依然として重要です。残念ながら、水を含むCPTは、MRI自体に入る前に完了しない限り、磁気共鳴画像法(MRI)を含む研究で実行することはしばしば実用的ではありません。例えば、流出した水は、敏感で高価なMRI機器(例えばヘッドコイル)に対する脅威となり、その高い陽子密度26によるMRI信号を妨害する可能性がある。したがって、CPTを含む研究が神経イメージングの使用に向けて拡大するにつれて、従来のCPT手順への変更が必要である。そのために、コールドプレッサーアームラップ(CPAW)の代替案が提案されています。
CPAWは、氷冷水に手を浸すのではなく、従来のCPTと同様の温度に冷却されたMRIセーフゲルパックで構成されたアームラップを含みます。さらに、CPAWは、一般的なコンポーネントの単純なコレクションからその組成に汎用性があります。CPAWの使用には、液体水よりもはるかに低い温度まで冷却される可能性があるため、追加の安全上の懸念が存在することに注意することが重要です。しかし、これらは研究者側の最小限の努力で説明することができます。CPAWの適切なストレージと使用は、安全プロトコルに特別な注意を払って実証されます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:216px;">2 Cryo-Max Cold Packs (6 in x 12 in)</td>
			<td style="width:71px;">Modular Thermal Technologies</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td style="width:167px;">This is an example gelpac &#8211; others of a similar size would serve as well.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Infrared Thermometer</td>
			<td style="width:71px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">02-401-1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Biopac MP150 Data Acquisition System</td>
			<td style="width:71px;">Biopac Systems, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">MP150</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Biopac GSR EDA Galvanic Skin Response Amplifier</td>
			<td style="width:71px;">Biopac Systems, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">GSR100C</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">2 Biopac Unshielded Leads</td>
			<td style="width:71px;">Biopac Systems, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">LEAD110A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">2 Biopac disposable Electrodermal Electrodes</td>
			<td style="width:71px;">Biopac Systems, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">EL507</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:216px;">Salivary Cortisol Enzyme Immunoassay Kit</td>
			<td style="width:71px;">Salimetrics, LLC.</td>
			<td style="width:119px;">I-3002</td>
			<td style="width:167px;">If assaying will not be conducted in-house, only collection supplies below are needed.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Salimetrics Oral Swab</td>
			<td style="width:71px;">Salimetrics, LLC.</td>
			<td style="width:119px;">5001.02</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Swab Storage Tube</td>
			<td style="width:71px;">Salimetrics, LLC.</td>
			<td style="width:119px;">5001.05</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an alternative to the traditional cold pressor test: the cold pressor arm wrap

最近、ストレスと認知、感情、行動の関係に関する研究が大幅に増加しています。これらの進歩は、中毒1 に対するストレスの影響の性質から、意思決定における変化に伴う神経変化におけるストレスの役割に至るまで、重要な疑問に関する洞察を生み出した。しかし、現場で検討されているトピックが進化するにつれて、関連する方法論も必要です。この記事では、古典的な応力誘導技術、コールドプレッサーテスト(CPT)に実用的かつ効果的な代替手段が提示されている:コールドプレッサーアームラップ(CPAW)。CPTは通常、参加者の支配的な手を氷冷水中に4時間浸漬することを含む。この技術は、交感神経-アドレナリン性髄質(SAM)軸(およびカテコールアミンの放出; 例えばアドレナリンおよびノルアドレナリンの放出)および関連するグルココルチコイド(例えば、コルチゾール)放出と視床下部下垂体副腎(HPA)軸の軽度から中等度の活性化の強い活性化に関連している。CPTは幅広い研究で使用されてきましたが、一部の研究環境では適用するのが現実的ではありません。例えば、磁気共鳴画像(MRI)が敏感で高価な機器を損傷したり、MRI信号の取得を妨害したりする可能性を、以前ではなく、水中で使用します。CPAWは、従来のCPTに代わる実用的かつ効果的な代替物であり、安価で容易に取得できる部品の汎用性の高いリストで構成され、CPAWは実際の水ではなくCPTと同様の温度に冷却されたMRI安全ゲルパックを使用します。重要なことに、CPAWはCPTに匹敵するSAMおよびHPA活性化のレベルに関連しており、さまざまな研究コンテキストで容易に適用することができる。この手法を使用する際は、特定の安全プロトコルを維持することが重要ですが、計画されている場合は簡単に実装できます。CPAWの作成と使用について議論する。

CPAWは、参加者が機能的MRIスキャン27を受けた間、神経報酬処理に対する急性ストレスの影響を調べる以前に発表された研究で使用されてきた。参加者32名(女性16名、男性16名、平均年齢=23.41歳、SD年=4.07歳)は、被験者間で無作為にCPAWまたはストレスコントロール群(室温でタオルで構成されるアームラップ)に無作為に割り当てられた。ベースライン唾液コルチゾールサンプルは、プロトコルの開始時に取得され、その後2分間のCPAW(またはストレス制御なし)アプリケーションが行われ、その後10分間の行動タスクが行われた。最初の行動タスクの後、このパターンが繰り返されました - 2番目の唾液サンプルが取得され、続いて2分間のCPAW(またはストレスコントロールなし)、2番目の10分の行動タスクが続きます。第2の行動タスクの後に3番目の唾液サンプルが取得された。実験後のアンケートでは、アームラップがどのように感じさせるか(良いから悪い)、7ポイントのLikertスケールでの経験がどれほどストレス(高いから低い)であったかを含む、知覚されたストレスの主観的な評価を報告するように求められました。
ストレス集団なしと比較して、CPAWを経験した参加者は、アームラップが有意にストレスを感じていると報告し、t(30)=3.46、p<0.01、d=1.22、および有意に悪い感じとして、t(30)=4.42、p<0.001、d= 1.56。 3人の参加者は唾液性コルチゾール分析から除外され、1人はサンプルの破損、2人は実験中にサンプルを採取できないことが原因である。したがって、32人の参加者のうち29人に対して最終的なコルチゾール分析を行った(13ストレスコントロールなし、16 CPAW)。増加に関する曲線下面積(AUCI)は、両群の台形法を用いて計算した(nmol/Lでの実験群による各試料の平均唾液コルチゾールについては表1を参照)。ストレス制御なしとCPAW群AUC Iとの間の片テール独立t検定は、CPAW群に対する唾液コルチゾールの有意な増加を示し、t(27)=1.78、p<0.05、d=0.69(図1参照)。 参加者が1つのボクセル(すなわち3mm)を超える頭部運動を示したのは2人だけだったが、どちらもストレス集団に含めなかった。参加者はCPAW暴露のために研究から撤退しなかった。追加データセットの予備分析は、SAM活性化(すなわち皮膚伝導性)29の観点からCPAWの有効性に対する収束的なサポートを提供する。参加者28名(女性14名、男性14名、平均年齢=21.18歳、SD年=2.97歳)は、ストレスコントロールアームラップなし(上記)を2分間(上記)、続いて15分間の行動作業を行った。この後、彼らは2分間CPAWを実行し、続いて2番目の15分の行動タスク(すべての被験者内)を行った。皮膚コンダクタンスレベル(SCL)は、BIOPACモジュールを用いて各アームラップ露光(ストレスコントロールなしCPAW)の間に測定し、AcqKnowledgeソフトウェアを使用して分析した。各2分アームラップの平均SCL波形を計算し(マイクロシーメンス、μs)、平方根変換30を使用して正規化した。ペアのt検定は、ストレス制御なし、t(27)=5.49、p<.001、d=.65を上回るCPAW暴露の間に有意に上昇したSCLを示した(図2を参照)。 
<img alt="Table 1" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50849/50849table1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50849/50849table1.jpg" width="500px"> 表 1.ベースラインでのnmol/L、タスク実行1後、タスク後にCPAWおよびストレスコントロール群なしの2を実行した後の平均唾液コルチゾールレベル(平均±SEM)。ポルチェリらから適応許可付き27。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50849/50849table1highres.jpg" target="_blank">ここをクリックすると、より大きな画像を表示</a>できます。 
<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50849/50849fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50849/50849fig1.jpg" width="500px"> 図 1.CPAWおよびストレスコントロール群を有さないために増加する(AUCI)に関して曲線下の唾液コルチゾール領域。陰性AUCI値は、唾液コルチゾールの正味減少を示し、「減少の指標」28として保持した。ポルチェリらから適応許可付き27。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50849/50849fig1highres.jpg" target="_blank">ここをクリックすると、より大きな画像を表示</a>できます。
<img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50849/50849fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50849/50849fig2.jpg" width="500px"> 図 2.平方根変換は、CPAW中の皮膚コンダクタンスレベル(マイクロシーメンス;μs)またはストレスコントロールアームラップなしを意味します。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50849/50849fig2highres.jpg" target="_blank">ここをクリックすると、より大きな画像を表示</a>できます。

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An Alternative to the Traditional Cold Pressor Test: The Cold Pressor Arm Wrap

冷間圧器テストは、ストレスと認知、感情、行動の関係を調べる幅広い研究で使用される古典的なストレス誘導タスクです。この記事では、従来のコールドプレッサーテストに代わる実用的で汎用性の高い代替手段であるコールドプレッサーアームラップを紹介します。

従来のコールドプレッサーテストの代替:コールドプレッサーアームラップ

Recently research on the relationship between stress and cognition, emotion, and behavior has greatly increased. These advances have yielded insights into ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

14.3K ビュー.  Marquette University. 冷間圧器テストは、ストレスと認知、感情、行動の関係を調べる幅広い研究で使用される古典的なストレス誘導タスクです。この記事では、従来のコールドプレッサーテストに代わる実用的で汎用性の高い代替手段であるコールドプレッサーアームラップを紹介します。

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Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food deprivation, and may introduce scent cue confounds. The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs. Specifically, subjects are required to avoid the arms previously used for escape during each testing day (working memory) as well as avoid the fixed arms, which never contain escape platforms (reference memory). Re-entries into arms that have already been used for escape during a testing session (and thus the escape platform has been removed) and re-entries into reference memory arms are indicative of working memory deficits. Alternatively, first entries into reference memory arms are indicative of reference memory deficits. We used this maze to compare performance of rats with neonatal brain injury and sham controls following induction of hypoxia-ischemia and show significant deficits in both working and reference memory after eleven days of testing. This protocol could be easily modified to examine many other models of learning impairment.

The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs.

新生児脳損傷後の作業とリファレンス記憶を評価〜8アーム放射状水迷路の使用

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

行動学

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most common method for assessing exercise endurance in mice utilizes forced running on a motorized treadmill equipped with a shock grid. Animals who quit running are pushed by the moving treadmill belt onto a grid that delivers an electric foot shock; to escape the negative stimulus, the mice return to running on the belt. However, avoidance behavior and psychological stress due to use of a shock apparatus can interfere with quantitation of running endurance, as well as confound measurements of postexercise serum hormone and cytokine levels. Here, we demonstrate and validate a refined method to measure running endurance in na&#239;ve C57BL/6 laboratory mice on a motorized treadmill without utilizing a shock grid. When mice are preacclimated to the treadmill, they run voluntarily with gait speeds specific to each mouse. Use of the shock grid is replaced by gentle encouragement by a human operator using a tongue depressor, coupled with sensitivity to the voluntary willingness to run on the part of the mouse. Clear endpoints for quantifying running time-to-exhaustion for each mouse are defined and reflected in behavioral signs of exhaustion such as splayed posture and labored breathing. This method is a humane refinement which also decreases the confounding effects of stress on experimental parameters.

A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.

ショックグリッドを使用することなく、マウスの運動持久力の評価：強制運動への代替

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

The 4 Mountains Test: A Short Test of Spatial Memory with High Sensitivity for the Diagnosis of Pre-dementia Alzheimer's Disease

This protocol describes the administration of the 4 Mountains Test (4MT), a short test of spatial memory, in which memory for the topographical layout of four mountains within a computer-generated landscape is tested using a delayed match-to-sample paradigm. Allocentric spatial memory is assessed by altering the viewpoint, colors and textures between the initially presented and target images.
Allocentric spatial memory is a key function of the hippocampus, one of the earliest brain regions to be affected in Alzheimer&#39;s disease (AD) and impairment of hippocampal function predates the onset of dementia. It was hypothesized that performance on the 4MT would aid the diagnosis of predementia AD, which manifests clinically as Mild Cognitive Impairment (MCI).
The 4MT was applied to patients with MCI, stratified further based on cerebrospinal fluid (CSF) AD biomarker status (10 MCI biomarker positive, 9 MCI biomarker negative), and with mild AD dementia, as well as healthy controls. Comparator tests included tests of episodic memory and attention widely accepted as sensitive measures of early AD. Behavioral data were correlated with quantitative MRI measures of the hippocampus, precuneus and posterior cingulate gyrus.
4MT scores were significantly different between the two MCI groups (p = 0.001), with a test score of &#8804;8/15 associated with 100% sensitivity and 78% specificity for the classification of MCI with positive AD biomarkers, i.e., predementia AD. 4MT test scores correlated with hippocampal volume (r = 0.42) and cortical thickness of the precuneus (r = 0.55).
In conclusion, the 4MT is effective in identifying the early stages of AD. The short duration, easy application and scoring, and favorable psychometric properties of the 4MT fulfil the need for a simple but accurate diagnostic test for predementia AD.

The 4 Mountains Test: A Short Test of Spatial Memory with High Sensitivity for the Diagnosis of Pre-dementia Alzheimer&#039;s Disease

This article describes the 4 Mountains Test (4MT), a hippocampus-dependent test of working allocentric spatial memory. The hippocampus is affected early in Alzheimer's disease (AD) and this article outlines the 4MT methodology and results of patient testing, which demonstrates the value of the 4MT in the diagnosis of pre-dementia AD.

4山脈テスト：プレ認知症、アルツハイマー病の診断のための高感度と空間記憶のショートテスト

This protocol describes the administration of the 4 Mountains Test (4MT), a short test of spatial memory, in which memory for the topographical layout of ...

The Other End of the Leash: An Experimental Test to Analyze How Owners Interact with Their Pet Dogs

It has been suggested that the way in which owners interact with their dogs can largely vary and influence the dog-owner bond, but very few objective studies, so far, have addressed how the owner interacts with the dog. The goal of the present study was to record dog owners&#39; interaction styles by means of objective observation and coding. The experiment included eight standardized situations in which owners of pet dogs were asked to perform specific tasks including both positive (i.e. playing, teaching a new task, showing a preference towards an object in a food searching task, greeting after separation) and potentially distressing tasks (i.e. physical restriction during DNA sampling, putting a T-shirt onto the dog, giving basic obedience commands while the dog was distracted). The video recordings were coded off-line using a specifically designed coding scheme including scores for communication, social support, warmth, enthusiasm, and play style, as well as frequency of behaviors like petting, praising, commands, and attention sounds. Exploratory Factor Analysis of the 20 variables measured revealed 3 factors, labeled as Owner Warmth, Owner Social Support, and Owner Control, which can be viewed as analogues to parenting style dimensions. The experimental procedure introduced here represents the first standardized measure of interaction styles of dog owners. The methodology presented here is a useful tool to investigate individual variation in the interaction style of pet dog owners that can be used to explain differences in the dog-human relationship, dogs&#39; behavioral outcomes, and dogs stress coping strategies, all crucial elements both from a theoretical and applied point of view.

This article presents eight different experimental tasks, mirroring the everyday life of dogs and owners, used to analyze how owners interact with their dogs in a standardized way. The tasks included both positive (e.g. play) and negative (potentially stressful) situations (e.g. physical restriction).

ひものもう一方の端: 所有者が彼らのペットの犬と対話する方法を分析する実験

It has been suggested that the way in which owners interact with their dogs can largely vary and influence the dog-owner bond, but very few objective ...

Testing Animal Anxiety in Rats: Effects of Open Arm Ledges and Closed Arm Wall Transparency in Elevated Plus Maze Test

The elevated plus maze test is a behavioral test for assessing animal anxiety in rodents. Although this test is widely applied in the field of behavioral science, conflicting outcomes are often provided from different laboratories. To identify reasons for the different outcomes, we previously focused on arm features, which differ between laboratories, most notably the presence/absence of ledges at the sides of open arms and the transparency/opaqueness of closed arm walls. In a previous report, we used a custom designed container to compare rat behavior on different combinations of open and closed arm designs under otherwise identical experimental conditions, and showed that differences in arm features interfere with experimental outcomes. In brief, open arm ledges significantly increased anxiety-like behavior in rats, while transparent arms may also have decreased this behavior. Furthermore, we verified a higher detection sensitivity of the effect of an anxiolytic drug in a combination of no-ledged open arm + opaque walled closed arm compared with a combination of ledged open arm + transparent walled closed arm. In this report, we introduce our protocol for the elevated plus maze test, together with discussion of the key results from the previous report and our experimental experience. We believe this report will provide useful information for researchers who have employed or who plan to use the elevated plus maze in their studies.

Rats' anxiety-like behavior tested by the elevated plus maze varies highly depending on the testing environment. Here we show how apparatus settings, especially arm structure, affect behavior on the maze, and we explain a reliable protocol to detect effects of anxiolytic drugs. This report will contribute to anxiety research.

ラットにおける動物の不安をテスト: 腕が開いて棚とクローズド アームの効果壁透明性高架十字迷路試験

The elevated plus maze test is a behavioral test for assessing animal anxiety in rodents. Although this test is widely applied in the field of behavioral ...

An Objective and Child-friendly Assessment of Arm Function by Using a 3-D Sensor

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment of muscle functions is an essential and important, although challenging, prerequisite for successful clinical trials. Current clinical rating scales restrain the movement abnormalities to certain predefined coarse-grained individual items. The Kinect 3-D sensor has emerged as a low-cost and portable motion sensing technology used to capture and track people&#39;s movement in many medical and research fields. A novel approach using this 3-D sensor was developed and a game-like test was designed to objectively measure the upper limb function of patients with SMA. The prototype test targeted joint movement capability. While sitting in a virtual scene, the patient was instructed to extend, flex, and lift the whole arm in order to reach and place some objects. Both kinematic and spatiotemporal characteristics of upper limb movement were extracted and analyzed, e.g., elbow extension and flexion angles, hand velocity, and acceleration. The first study included a small cohort of 18 ambulant SMA patients and 19 age- and gender-matched healthy controls. A comprehensive analysis of arm movement was achieved; however, no significant difference between the groups were found due to the mismatch of patient&#39;s capability and the test difficulty. Based on this experience, a second version of the test consisting of a modified version of the first game with increased difficulties and a second game targeting muscle endurance were designed and implemented. The new test has not been conducted in any patient groups yet. Our work has demonstrated the potential capability of the 3-D sensor in assessing such muscle function and suggested an objective approach to complement the clinical rating scales.

An objective measure of muscle functions is challenging especially in children. Based on a commercially available digital 3-D sensor, a child-friendly gaming test was developed to assess upper limb function for clinical trials.

客観的かつ子供向け 3次元センサーを用いた上肢機能の評価

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment ...

Evaluating the Anti-depression Effect of Xiaoyaosan on Chronically-stressed Mice

In addition to the standardized use of antidepressant medications and psychotherapy, the usage of traditional Chinese medicine has lead to an overall improvement of patients with major depressive disorder (MDD). Therefore, the purpose of this study was to establish the mouse depressive model, observe the behavior changes associated with chronic unpredictable mild stress (CUMS), and then evaluate the anti-depression effect of Xiaoyaosan. Mice were randomly divided into four groups: a control group, a model group, a treatment group with Xiaoyaosan, and a treatment group with fluoxetine. All mice were individually kept in cages, and depression was induced in the mice by exposing them to several designed manipulations of CUMS for 21 days, as described in the protocol. Mice in the control group and model group received 0.5 mL of distilled water, while mice in the treatment groups received either Xiaoyaosan (0.25 g/kg/day) or fluoxetine (2.6 mg/kg/day). The drugs used in the study were given intragastrically daily during the entire three weeks. To estimate the depressive-like behaviors, a series of parameters including the coat state, body weight, open field test score, and sucrose preference test score were recorded. Data analysis showed that behaviors of model mice were significantly changed compared to behaviors of mice in the control group, which were improved by the treatment of Xiaoyaosan and fluoxetine. The current findings demonstrated the anti-depression effects of Xiaoyaosan on the behaviors of CUMS-induced mice and revealed that compounds from the Xiaoyaosan prescription may be worthwhile for treating depression, considering their beneficial effects on depressive-like behaviors.

Here, we present a protocol to establish the mouse depressive model, observe the behavior changes associated with chronic unpredictable mild stress (CUMS), and evaluate the anti-depression effect of Xiaoyaosan.

慢性的ストレス マウスに Xiaoyaosan の抗うつ効果の評価

In addition to the standardized use of antidepressant medications and psychotherapy, the usage of traditional Chinese medicine has lead to an overall ...

An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, clinicians typically employ the pull test to grade corrective responses to a backward perturbation at the shoulders. However, the pull test is prone to issues with reliability and scaling (score/4). Here, we present an instrumented version of the pull test to more precisely quantify postural responses. Akin to the clinical test, pulls are manually administered except pull force is also recorded. Displacements of the trunk and feet are captured by a semi-portable motion tracking system. Raw data represent distance traveled (in millimeter units), making subsequent interpretation and analysis intuitive. The instrumented pull test also detects variabilities influencing pull test administration, such as pull force, thereby identifying and quantifying potential confounds that can be accounted for by statistical techniques. The instrumented pull test could have application in studies seeking to capture early abnormalities in postural responses, track postural instability over time, and detect responses to therapy.

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is difficult to quantify. Clinical assessments such as the pull test suffer issues with reliability and scaling. Here, we present an instrumented version of the pull test to objectively characterize postural responses.

姿勢反応を特徴付けるインストルメント化されたプル テスト

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, ...

The Use of Traditional Fear Tests to Evaluate Different Emotional Circuits in Cattle

Animal temperament is complex and has implications for productivity and economic profitability. Quantifying an animal&#39;s response to differing stimuli may facilitate breeding selections and identify animals that are better suited to specific management strategies. Multiple tests have been developed to evaluate cattle temperament (e.g., exit velocity, chute score, pen score, open field test, startle test, bovine zero maze), but each of these tests evaluates the animal&#39;s response to different stimuli (e.g., isolation, novel environment, startle, willingness to enter an enclosed area). Cattle temperament has been observed to be relatively stable over time. However, the evaluation of temperament has the potential to be influenced by current conditions, previous experiences, and observer bias. Many of these temperament tests have been improperly categorized as fear tests and have also been criticized for being subjective. This paper provides a framework for standardizing behavioral tests for cattle and suggests that these different evaluations assess different aspects of the animal&#39;s overall temperament.

Here, we present a protocol to conduct a variety of behavioral tests in cattle that have been designed to evaluate emotions. A battery of behavioral tests (open field test, startle test, bovine zero maze, exit velocity, pen score, and chute score) were conducted to evaluate different components of animal temperament.

牛の異なる感情回路を評価するための伝統的な恐怖試験の使用

Animal temperament is complex and has implications for productivity and economic profitability. Quantifying an animal&#39;s response to differing stimuli ...

行動試験を用いたアンジェルマン症候群のマウスモデルの検証

Behavioral Characterization of an Angelman Syndrome Mouse Model

This manuscript describes a battery of behavioral tests available to characterize Angelman syndrome (AS)-like phenotypes in an established murine model of AS. We use the rotarod learning paradigm, detailed gait analysis, and nest building test to detect and characterize animal motor impairments. We test animal emotionality in the open field and elevated plus maze tests, as well as the affect in the tail suspension test. When AS mice are tested in the open field test, the results should be interpreted with care, since motor dysfunctions influence mouse behavior in the maze and alter activity scores.
The reproducibility and effectiveness of the presented behavioral tests has already been validated in several independent Uba3a mouse lines with different knockout variants, establishing this set of tests as an excellent validation tool in AS research. Models with the relevant construct and face validity will warrant further investigations to elucidate the pathophysiology of the disease and grant the development of causal treatments.

著者スポットライト:アンジェルマン症候群マウスモデルを検証するための再現性の高い一連の行動試験 

This manuscript presents a set of highly reproducible behavioral tests to validate an Angelman syndrome mouse model.

アンジェルマン症候群モデルマウスの行動特性

This manuscript describes a battery of behavioral tests available to characterize Angelman syndrome (AS)-like phenotypes in an established murine model of ...