Вымирание обучение в течение Обратное уплотнение окон невозможным восстановление страха

Резюме

Условные страх может быть уменьшена через тормозной процесс называется вымирания, но может возродиться в таких условиях, как с течением времени или воздействия стресса. Наш протокол представляет собой новый способ предотвращения страха восстановления путем введения вымирание в течение уплотнение окна (повторное хранения фазу реактивации памяти).

Аннотация

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents the return of fear. Pavlovian fear-conditioning paradigms are commonly employed to create a controlled, novel fear association in the laboratory. After pairing an innocuous stimulus (conditioned stimulus, CS) with an aversive outcome (unconditioned stimulus, US) we can elicit a fear response (conditioned response, or CR) by presenting just the stimulus alone^1,2 . Once fear is acquired, it can be diminished using extinction training, whereby the conditioned stimulus is repeatedly presented without the aversive outcome until fear is no longer expressed³. This inhibitory learning creates a new, safe representation for the CS, which competes for expression with the original fear memory⁴. Although extinction is effective at inhibiting fear, it is not permanent. Fear can spontaneously recover with the passage of time. Exposure to stress or returning to the context of initial learning can also cause fear to resurface^3,4.

Our protocol addresses the transient nature of extinction by targeting the reconsolidation window to modify emotional memory in a more permanent manner. Ample evidence suggests that reactivating a consolidated memory returns it to a labile state, during which the memory is again susceptible to interference^5-9. This window of opportunity appears to open shortly after reactivation and close approximately 6hrs later^5,11,16, although this may vary depending on the strength and age of the memory¹⁵. By allowing new information to incorporate into the original memory trace, this memory may be updated as it reconsolidates^10,11. Studies involving non-human animals have successfully blocked the expression of fear memory by introducing pharmacological manipulations within the reconsolidation window, however, most agents used are either toxic to humans or show equivocal effects when used in human studies^12-14. Our protocol addresses these challenges by offering an effective, yet non-invasive, behavioral manipulation that is safe for humans.

By prompting fear memory retrieval prior to extinction, we essentially trigger the reconsolidation process, allowing new safety information (i.e., extinction) to be incorporated while the fear memory is still susceptible to interference. A recent study employing this behavioral manipulation in rats has successfully blocked fear memory using these temporal parameters¹¹. Additional studies in humans have demonstrated that introducing new information after the retrieval of previously consolidated motor¹⁶, episodic¹⁷, or declarative¹⁸ memories leads to interference with the original memory trace¹⁴. We outline below a novel protocol used to block fear recovery in humans.

протокол

Обзор

Исследование мы описываем в этом протоколе проводится в течение трех дней подряд, с между-предметного дизайна из трех экспериментальных групп. На 1-й день, все предметы проходят страх кондиционирования, где они учатся различать две реплики, которая предсказывает шок, а другой нет. На 2-й день, все участники проходят обучение вымирания, но различаются по тому, что происходит заранее: Две группы получают напоминания кия возобновить страха памяти до исчезновения обучения в то время как третья группа не получает такую ​​реплику. Одна группа получает напоминание кий за 10 мин до исчезновения, таким образом, они проходят исчезновения в то время как страх памяти reconsolidating. Другая группа получает напоминание кия 6 ч до исчезновения, таким образом, они проходят после исчезновения этого окна предположительно закрыты. Третья группа не получает напоминание кия перед прохождением исчезновения, таким образом, они проходят стандартную подготовку исчезновения. На 3-й день, все предметы гeturn еще вымирания сессии. Их уровень страха, когда они впервые увидели условный кием в день 3 указывает, является ли страх память остается. Все три дня, проведенные в той же экспериментальной установки, которая является звук ослабленных, с контролируемой температурой комнаты. Условные раздражители являются цветные квадраты представлены на экране компьютера. Мы вызывают страх и измерять с мягким электрическим током и проводимость кожи, соответственно, с использованием модуля Biopac системы (см. Таблицу 1). Настольный компьютер используется для запуска программы AcqKnowledge программное обеспечение, которое позволяет для записи и мониторинга SCR в то время как отдельный компьютер используется для запуска и представит экспериментальный сценарий к этой теме. Субъекты пройти все три этапа примерно в то же время дня.

1. Страх оценке, проводимость кожи реагирования (SCR) - Применение электродов и запись

1. Эксперимент номер в идеале должно быть теплым (мы установили наши номера где-то betweeN 70 и 75 градусов), чтобы облегчить надежный и измеримые SCR. Очистите правой или левой рукой предмет с помощью Q-Tip смоченную дистиллированной воды; мы не рекомендуем абразивных cleansors так как они могут сушит кожу, нарушая пота ответов. Убедитесь пальцев полностью высохнуть до наложения электродов.
2. Применить высокой проводимостью электролита гель для обоих электродов (здесь мы используем "Signa Гель" Паркер Laboratories, Inc, и электроды подключены к MP100 Система сбора данных сделаны Системы Biopac). Разрешить гель подняться чуть выше электрода SCR хорошо, и убедиться в отсутствии пузырьков воздуха в гель, так как это может interefere с сигналом SCR.
3. Приложите электроды к первому и с пальцами рук между первым и с фаланги, где электродермальной сигнал более выражен. Убедитесь, что электрод липучке ремни надежно закреплены и спросить предметом сообщать ли они чувствовать пульсирующий в их руках. Этот пульсирующий ИндийскиеАТС ремни были применены слишком сильно, что может interefere с сигналом SCR.
4. Как только электроды проводимости кожи обеспечены, начать запись образцов проводимость кожи в течение приблизительно 5 минут, чтобы проверить электродермальной сигнал субъекта. Здесь мы используем AcqKnowledge 3,9 программное обеспечение (от Biopac Systems, Inc) и SCR записи сигналов на компьютере MAC рабочего стола. Мы используем частотой дискретизации 200 Гц, уровень подходит для сигнала так медленно, как SCR, однако более высокие ставки могут быть использованы. Запись экрана должно быть отдельно от компьютера представляет экспериментальный сценарий и скрылся из виду субъекта. Убедитесь, что объект имеет надежные ответы SCR, направляя их принять и провести глубокий вдох, это должно приводить к значительному росту SCR (см. рисунок 1 для примера такой ответ).

2. Страх Индукционные с легкой электрической стимуляции Shock - приложения электродов и работы-до процедуры

1. На запястье противоположномСайт руку с электродами SCR, приложите стимулятор бар. Здесь мы используем бар электродов (код продукта EL350 с Biopac Systems, Inc), подключенных к SD9 прямоугольные импульсы стимулятора (производства Grass Technologies, группа Atro-Med, Inc) с борта проводимости гель применяется к каждому электрода головы.
2. Ударного триггера должен быть отключен от стимулятора окна во время работы-до процедуры. Установите панель на внутреннем запястье, по обе стороны от palmaris сухожилия мышцы и закрепить ремень нейлона на липучке для того, чтобы держать его на месте во время эксперимента, но и обеспечить ремень не на слишком туго.
3. Сообщите предмет, который они будут получать вручную доставлены потрясений. Начало на низком уровне (мы рекомендуем 20 В), и работают до уровня, который они определяют это неудобно, но не больно. Мы рекомендуем шок продолжительность должна быть установлена ​​на 200 мс, 50 имп / сек, стандартного уровня, используемых в массиве прошлом страх кондиционирования исследованиях ^21,24, хотя другиеиспользовать несколько различных длительностей, чтобы вызвать те же ощущения ^25,26.
4. Вручную вызвать потрясения, начиная с 20 вольт. Продолжить запуск одиночных ударных нагрузок, постепенно увеличивая интенсивность в 5v шагом, пока объект указывает, что потрясения неудобно, но не больно. Там должен быть большой SCR к потрясениям (см. Рисунок 2 для примера ответ на шок). Запишите окончательный уровень шока и поддерживать этот уровень напряжения на оставшуюся часть эксперимента.

3. День 1 - Приобретение

1. Прямая предметом держать свои глаза на экране все время, найти удобное положение, что не будет требовать движения и дышать естественно, так как резкие изменения дыхания может повлиять на SCR. Обе руки должны быть помещены в расслабленной позе с запястьями на стол / стол перед предмете или на гербе удобное кресло. Скажите предмет, который они увидят визуальные стимулы на экранеи получать случайные потрясения. Поручить подлежат следить за отношениями между стимулами они видят и когда ударная получил.
2. Подключите триггера обратно в стимулятор и изменить триггер на установку AcqKnowledge от OFF к внешнему. Как только субъект готов начать, поместите напряжение обратно до записанного уровне, и инициировать как файл AcqKnowledge и экспериментальных сценарий. Здесь мы используем E-премьер-версия программного обеспечения 2.0 от психологии Software Tools, Inc
3. Во время приобретения сессии, один условный раздражитель (в данном случае желтый квадрат) совместно завершается с результатом отвращение (здесь мягкий шок) на подмножестве (38%) испытаний, мы называем это наша + CS. Другой условный раздражитель (в данном случае синий квадрат) никогда в паре с США, мы называем это наша CS-. Мы используем частичное подкрепление, чтобы замедлить обучение, так как предыдущие работы показали, что 100% результата арматуры в быстрое вымирание раз субъекты понимают связь междуCS + и США изменилась ^21. Частичная парадигмы подкрепление также позволяет ограничить наш анализ неармированного CS + испытаний, таким образом, исключая CS + связанными тиристоров, которые потенциально загрязненных физиологические реакции на шок (см. Рисунок 3 Примеры условных и безусловных тиристоров для каждого типа CS).
4. Условные раздражители (CS) представлены на 4 сек. Существует 10-12 сек случайная величина между судом интервала (ITI), в течение которого субъекты просмотра черный экран с белым крестом фиксацией в центре. Каждая сессия начинается с экрана указывает эксперимент вот-вот начнется (* READY *) и заканчивается с экрана о том, что они успешно завершили эту часть эксперимента (* Вы закончили эту часть эксперимента *). Во время приобретения, общее число из 10 неармированных испытаний CS + испытаниях и 10 CS-исследования представлены в дополнение к 6 CS + испытаниях, которые подкрепляются шок.
5. Продукция двух различных псевдо-Randomized заказы на весь эксперимент такой, что никакого суда-типа (CS + CS-или CS + США) повторяет более чем в два раза. В рамках каждого заказа, противовес цветов станций. Это должно привести к 4 орденами, назначение которого является рандомизированное между индивидами внутри каждой группы. Мы рекомендуем в том числе по крайней мере один случай последовательных усиленные CS + испытаний США по предотвращению предметы из предполагая, что они никогда не будут получать consecutives потрясений (см. Таблицу 2 для примера пробный заказ).

4. День 2 - Возобновление и вымирание обучения

Тема разбивкой:

Случайно разделить все предметы, которые продемонстрировали достаточный приобретение бояться день 1 (см. Критерии исключения ниже) на три группы:

Группа 1 (реактивация-10 мин): получает исчезновения обучение через 10 минут после извлечения в уплотнение окна

Группа2 (реактивация-6 ч): получает исчезновения подготовка 6 часов после извлечения пределами уплотнение окна

Группа 3 (не-реактивации): получает стандартное обучение исчезновения без поиска

1. Прибыв на место, каждый предмет должен быть установлен в соответствии с шагами 1 - 2,2, с тем же набором уровня ударного День 1 (без работы до не требуется). Есть никаких новых инструкций. Расскажите предмет, чтобы сидеть удобно и обратить внимание на раздражители представлены, так же, как в предыдущий день.
2. Субъекты в реактивации групп (как 10 мин и 6 ч) пройти одну, неармированные презентации CS + (без ударных) с последующим 10-минутным перерыва. Субъекты в не-реактивации группы проходят процедуру настройки, а затем перейти непосредственно к перерыва без возобновления сессии. Во время перерыва, остановить запись AcqKnowledge из SCR, включить стимулятор напряжение на ноль внимания и прямого субъектов на отдельный экран, который имеетпредварительно выбранного ТВ-шоу (например, здесь, мы использовали случайно выбранных ~ 10 мин часть "Симпсоны" эпизод). Субъекты будут смотреть его в течение 10 минут, а все электроды остаются прилагается.
3. После перерыва реактивации-10 мин группа продолжает исчезновения обучения. Предметы в возобновлении-6 ч группу возвращение на вымирание обучения 6 часов позже. Для не-реактивации предметов, половина немедленно пройти обучение исчезновения, и половина возвращение 6 часов позже для обучения. Эта группа управляет за напоминание кия, а также различные упущения времени между реактивации и вымирание обучения в каждой группе напоминание. Кроме того, поскольку предметы в реактивации-6 Группа час может пройти исчезновения либо во второй половине дня или вечером (чтобы достаточно времени, чтобы пройти после реактивации) важно, чтобы запустить субъектов в реактивации-10 мин и без реактивации группа утра , днем ​​и вечером, чтобы равномерное распределение предметов в каждый момент времени в день.
4. DurING исчезновения, общее число из 10 неармированных CS + испытаниях и 11 CS-исследования представлены в каждой реактивации группы. Так как CS-не представлены на возобновление сессии, дополнительные презентация должна быть добавлена ​​к исчезновению сессии, так что все сотовые представлены равное количество раз в течение дня 2. Не-реактивации группа должна получить 11 неармированных представления каждого CS.
5. В исчезновения сессии, возобновить файл AcqKnowledge запись и вернуться стимулятор напряжения на заданном уровне. Поручить предметом для участия в экспериментальном экране, где вымирание сценарий ожидает * READY экрана *. Напоминание о направлениях предыдущего дня часто бывает полезно. Резюме с сценарий вымирания обучения, при котором субъект получает повторный презентаций и сотовыми без шока (см. таблицу 2).

5. День 3 - Спонтанное Анализ восстановления страха

1. Если субъект демонстрирует адекватное обучение исчезновения (см.Критерии исключения ниже), они должны вернуться в лабораторию через 24 часа после их исчезновения сессии. Прибыв на место, они должны быть установлены в соответствии с шагами 1 и 2,2; напряжения установлен на том же уровне, приобретение сессии. Напомним субъектов направлениях от предыдущих дней.
2. Каждый вопрос будет пройти повторное исчезновение сессии, в результате чего они снова получают 10 неармированных презентаций и КО (см. таблицу 2) для того, чтобы оценить степень, в которой реакции страха восстановиться в связи с течением времени. Первый судебный процесс по 3-й день должны быть дополнительно CS-(см. таблицу 3) и не учитывается в связи с ориентировочной реакции в начале сессии. (То же самое может быть сделано в начале 2-й день, однако, поскольку только данные с конца приобретение используется для оценки вымирание обучения (см. Критерии исключения ниже), и, в конечном счете, эта рекомендация не является критическим для 2-й день). Следующее испытание на 3-й день должен быть уравновешен между CS + и CS-. Spontaneous восстановления измеряется путем вычитания SCR в течение первых CS + суде во время повторного исчезновения из последних + CS суда во время исчезновения.
3. В конце сессии предмет опрошены и заплатил $ 40 перед отъездом.

6. Предварительной обработки и подсчета очков SCR данных

1. Анализ данных в автономном режиме использования AcqKnowledge программного обеспечения. Здесь мы установили три измеряемые параметры по нашим данным графике: T (время), Delta-T (время ожидания) и п.п. (пик-пик). Эти измерения записать временной точке, задержки и максимальную амплитуду выбранных SCR. Начать новую графе журнала для записи измерений. Pass сигналов через фильтр нижних частот для того, чтобы снизить высокие данные частоты, выбрав Transform → Цифровые фильтры → FIR → низких частот (мы используем настройки по умолчанию предоставляется в признаем Руководство по программному обеспечению в: отрезать частоты = 25, 32 коэффициентов; фильтр всей волны). Гладкая данные для того, чтобы снизить уровень шума на отборТина Transform → сглаживания → преобразование всей волны (мы используем настройки по умолчанию предусмотрено в Признайте Руководство по программному обеспечению в: среднее сглаживание стоимости; коэффициент сглаживания = 3 пробы; фильтр вся волна, однако, с более высокой частотой дискретизации или повышенного шума, сглаживание фактора может быть увеличивается).
2. Выберите ответ проводимости кожи во время каждого испытания, принимая базы пик разницы для крупнейших сигнала (в микросименс, мкс), который начинается в течение от 0,5 до 4,5 сек окна после появления стимула. Начало SCR должны начать в этом окне, чтобы квалифицироваться как стимул-специфический ответ, но может занять больше времени, чтобы пик. Тиристоры могут быть записаны, пока они не достигают пиковой амплитуды, однако, ответов, которые пика через 5 сек не считают стимул-специфические и должны приниматься во внимание. Именно поэтому усиленные испытания не должно быть записано: SCR, которая все еще пика в конце судебного разбирательства может быть запятнана шок и производить последующее увеличение SCR, которые пOT, связанные с CS себя.
3. Критерием ответа пик 0,02 мкс должны быть использованы; ответах ниже этого критерия, как правило, рассматривается как шум и кодируется как нуль. После выигрыша, все неармированные испытаний по каждому предмету должно быть разделено на средний ответ, что соответствующий предмет в США. Это происходит путем усреднения SCR для всех ударных испытаний по приобретению сессии и составляет индивидуальные различия в шоке реактивности субъекта. Наконец, все испытания должны быть квадратного корня превращаются уменьшить асимметрию.

Синхронизация

День 1

Приготовление: 5-7 минут

Приобретение сценария: ≈ 9 мин

Всего: 15 мин

День 2

Приготовление: 5-7 минут

Возобновление Сценарий: ≈ 30 секунд

Перерыв: 10 мин

Вымирание Сценарий: ≈ 5,5 мин

Всего: 20 мин

День 3

Приготовление: 5-7 минут

Re-Вымирание Сценарий: ≈ 6,5 мин

Всего: 15 мин

7. Представитель результатов для каждой группы

В конце дня, 1 (приобретение), субъекты должны продемонстрировать дифференциальных SCR для сотовых станций, то есть выше отвечая на CS + как по сравнению с CS-(см. Рисунок 4, приобретения, для примера из отдельных предметов). К концу дня 2 (реактивация / исчезновения), это дифференциальная реакция должна уменьшаться, так, что больше нет разницы между CS + и CS-(см. Рисунок 4, вымирание, для примера из отдельных предметов). При рассмотрении спонтанного восстановления на 3-й день, мы ожидали бы увидеть отсутствие страха восстановления в реактивации-10 мин группетак как эта группа получила исчезновения обучение в уплотнение окна, что позволяет оригинальная следа памяти reconsolidate с этой новой информационной безопасности и предотвращения восстановления реакции страха (см. Рисунок 4, верхняя панель, для примера из отдельного субъекта). Мы ожидаем увидеть существенного восстановления страха, однако, CS + (не CS-) в возобновлении-6 ч группе, которая получала исчезновения обучение за пределами уплотнение окна (см. Рисунок 4, средняя панель, для примера из отдельных предмет), а также не-реактивации группе, получавшей стандартное обучение исчезновения (см. рисунок 4, нижняя панель, на примере отдельного субъекта).

Рисунок 1. Пример SCR во электродов создана. Черный, вертикальные стрелки указывают точки, в которой тема поручено принятьглубокий вдох, которая привела к заметному увеличению SCR. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

Рисунок 2. Пример SCR при ударном работы до процедуры. Черные вертикальные стрелки указывают точки, в которой шок вводили. Серые стрелки показывают пик проводимости кожи роста в ответ на шок. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

Рисунок 3 Пример условного рефлекса (CR) с началом CS + сопровождается большим безусловного рефлекса (УР) на поставку ударных (США);. Последующего судебного разбирательства является то, что CS-. Серые стрелки показывают начало CS и смещения, черный индийский стрелкиели поставки в США. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

Рисунок 4 Пример приобретение, исчезновения и спонтанное восстановление в отдельных предмет из каждой экспериментальной условия (верхняя панель: реактивация-10 мин; средней панели: реактивация-6 ч; нижней панели: нет реактивации)..

Таблица 1. Таблица соответствующей продукции и оборудования.

Таблица 2. Протокола Обратное уплотнение и сроки.

Таблица 3. Пример пробный заказ для каждого этапаэксперимент. Обратите внимание на одно дополнительное CS-должна быть добавлена ​​ко Дню 2,2 (вымирания) в обеих группах напоминание для того, чтобы счета для реактивации + CS. Первый CS-суд в День 3 (обозначается серым фоном) не учитывается в связи с ориентировочной реакции в начале сессии.

Экспериментальная установка

Установка включает в себя компьютер с операционной системой E-премьер, Mac работает признать, система MP100 Biopac и ударные коробки. В строке кода программируется в E-премьер-скрипт для связи с Признать программного обеспечения и ударные коробки. Это позволяет E-премьер посылать сигналы подтверждения обозначающий натисков события, и сигналы в шок окно, чтобы вызвать шок администрации. Вывод E-премьер отправляется через порт принтера к системе Biopac, который в свою очередь посылает сигнал о событии к физиологии записи Mac с подтверждением через соединение USB снабжена системой Biopac, а также к ударным окно (см. Таблица 1 для продуктовдукции информации).

Критерии исключения

Субъекты должны быть исключены до завершения всех экспериментальных сессий или из анализа данных, если они демонстрируют любого из следующих действий:

• Отказ показать обнаружении или надежный SCR - при применении и проверке ответов проводимость кожи, предметы могут продемонстрировать плоский SCR. Если это происходит, рекомендуется подождать еще 5 мин, как ответы не сразу появляются, или проверьте пузырьки с проводимостью в гель (в этом случае электроды должны быть удалены, очищается и заполняется). Субъекты, которые имеют плоскую SCR даже после устранения неисправностей этих стратегий должны быть освобождены от эксперимента.
• Неспособность продемонстрировать приобретение реакция страха (на 1 день): дифференциальные SCR в CS + и CS-к концу приобретение сессии (в среднем второй половине приобретения исследований), который находится в неправильном направлении (то есть CS-> CS +) или это слишком мало, чтобы conclудэ обучения произошло (т.е. разница составляет менее 0,1 мкс).
• Неспособность продемонстрировать исчезновения реакция страха (в день 2): дифференциальные SCR для CS + и CS-к концу исчезновения сессии (на последнем суде), что больше, чем 0,1 мкс.

Обсуждение

В протоколе мы представили здесь позволяет создавать простые условная реакция страха на нейтральный стимул в паре с результатом отвращение. Через день мы возобновлена ​​страха памяти для того, чтобы вызвать ее уплотнение. На этом этапе мы индуцированных помех в виде исчезновения обу...