Name: human fear conditioning conducted in full immersion 3-dimensional virtual reality
Uploaded: 2010-08-09T17:00:00
Duration: 10 min 38 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality at JoVE.com

Vi tackar Holton Thompson för hennes arbete med att skapa den Virtools 3-D världar i Maya och Eric Monson för schematiska ritningar. Forskningen sponsrades delvis av postdoktoral NIH F32 MH078471 till NCH, och Nida RO1 DA027802 till KSL. The Dive har finansierats av NSF BCS-0.420.632.

A. stimuli och Task Design 1. Allmänt Design. Vi undersökte kontextuella influenser på rädsla förvärv och minne lagring under två dagar. Denna design är parallellt med studier på gnagare som står för neurobiologiska konsolidering processer för långtidsminnet bildandet 3 och verkliga oförutsedda värld där rädslan är inlärd på ett tidsmässigt avstånd från terapi och återexponering upplevelser. Dynamisk betingade stimuli (CS) (flyttar ormar och spindlar) påträffades i en helt omslutande virtuell miljö som kallas Dukes omslutande virtuell miljö (DIVE) och var villkorligt paras med en presentation av elektrisk handleden stimulering. En differentiell rädsla luftkonditionering förfarandet var sysselsatt med svar huden konduktansen (SCR) som beroende mått på rädsla. Här visar vi betingad rädsla och efterföljande minne lagring som testades under två dagar i DIVE i 26 friska manliga och kvinnliga deltagare i åldrarna 18-30 år gamla vid Duke University. Detta protokoll har godkänts i enlighet med Duke University IRK-standarder. 2. Deltagare inrättades DIVE. The Dive är en helt sluten, sex-sidiga, 3m x 3m x 3m, bakprojicerade virtuell verklighet (VR) miljö. The Dive ligger i en specialbyggd 30ft kub (Control Room (VisRoom), figur 1) i Centrum för tvärvetenskaplig teknik, medicin och tillämpad vetenskap vid Duke University. Rädsla luftkonditionering i DIVE utfördes enligt ovan. Deltagarna satt i mitten av dyket vänd framåt med huvudet spårning på 3-D-glasögon. Deltagarna fattas om en fast &quot;virtuell promenad genom de utsedda miljön under varje lärande fas där den virtuella ormar och spindlar påträffas. Dessa postural begränsningar gjordes för att undvika yrsel, står för variationer i höjd, kontroll för mängden sammanhang och stimulans exponering mellan deltagare, och se till att den visuella displayen realistiskt uppdateras enligt deltagarnas rörelse genom scenariot. 3. Diskriminering Conditioning arbetsordningen. En diskriminering förfarande var anställd, i vilket uppvisande av ett visuellt CS delvis förstärks (40% förstärkning rate) med en co-slutar elektriska impulser, den obetingat stimulus (US) under förvärvet fas. Deltagarna tilldelades en av två villkor: rädsla förvärv till virtuella ormar eller virtuella spindlar. Den förstärkta stimuli paras ihop med USA kallas &quot;CS + medan den andra visuella stimulans&quot; CS-&quot;är uttryckligen oparade som en kontroll. CS + och CS-randomiserades och balanseras mellan grupper. 4. Konditionerat stimuli. De stimuli var dynamiska ormar och spindlar som individuellt visas i mitten och mitten av den främre skärmen av dyket för en löptid på 4 sek. Detta samarbete skedde med en auditiv stimulans signalering utseendet på en orm eller spindel att varna deltagaren att närvaron av en ny stimulans i miljön (skallra eller knacka ljud, respektive). Den virtuella scenen tillsammans med ormarna annonsen spindlar skapades med hjälp av Maya animation programvara och importeras till Virtools programvara (Virtool SA, beteendet Company, Paris, Frankrike) för visning i dyket. 5. Obetingad stimuli. Elektrisk stimulering justerades före starten av försöket enligt varje personens toleransnivå för att underlätta grupp jämförelser och eliminera störande influenser av övergripande skillnader upphetsning nivå mellan grupperna 4, 5. Den stimulans nivå valdes av varje deltagare att vara hans eller hennes uppfattning av &quot;mycket irriterande, men inte smärtsamt med en stigande trappa förfarande. Sattes på en låg nivå på 30 V och ökade i steg om 5 V tills deltagarna visade Spänning att deras toleransnivå hade uppnåtts utan att inducera smärtstimulering (200 ms varaktighet levereras vid 30-50 Hz) gavs transcutaneously över medianusnerven av deltagarnas dominerande handleden av en bipolär yta-stimulerande elektrod (21 mm elektrod avstånd:. Grass-Telefactor Modell FE 10S2, West Warwick, RI). Elektroden leder säkrades genom ett gummiband och var knuten till en Grass-Telefactor SD-9 stimulator via koaxialkabel leder som var skärmad och jordad via en radiofrekvens filter. En saltlösning-baserad gel (Sigma Gel: Parker Laboratories, Fairfield, NJ) användes som en elektrolyt ledare (se figur 2) Deltagarna fick veta att alla pulser skulle levereras vid samma intensitet.. 6. Utbildning faser. Experimentet som beskrivs här genomfördes i två sessioner med en 24 timmars fördröjning. Under granarnaT session bestod den inledande tillvänjning period av 4 försök av varje CS typ visas i en grå bakgrund i 3-D full nedsänkning, men presenteras utan armering eller den virtuella världen där utbildning eller testning inträffade. Denna fas tillåtet för acklimatisering till den experimentella miljön i DIVE och minskning av orientera svar på betingade stimuli. Omedelbart efter tillvänjning fasen bestod rädslan förvärvet fasen av 16 blandade prövningar av varje CS typ, där CS-presenteras ensam och 5 av de 16 CS + prövningar är förstärkta. Ungefär 24 timmar senare inträffade tester för minne lagring och utplåning utbildning. Denna fas bestod av 16 försök på varje CS typ utan USA, i en virtuell sammanhang som var antingen samma som eller olika från fruktan förvärvet sammanhanget (uppvägs över deltagare). Ett sammanhang var en inomhusmiljö (insidan av en möblerad lägenhet, Sammanhang A) och den andra sammanhang var en utomhusmiljö (grannskap scenen Kontext B). Kvinnorna lottades till en experimentell grupp, som bestämt ordningen på sammanhanget presentation på dag 1 och 2. De var antingen tilldelas samma sammanhang tillstånd (AA eller BB) eller en kontext Skift tillstånd (AB eller BA). Stigen längd och naturligtvis var matchade på överensstämmelsen mellan virtuella världar, liksom antalet och placering av objekt / stimuli i olika miljöer. 7. Experimentella parametrar. Inter-rättegången intervallet 14 ± 2 sek. Sekvensen av CSS var pseudoslumptal, dock med den begränsningen att högst två prövningar av samma CS inträffar i följd (för att undvika confounding induktioner av statliga ångest och kognitiva förväntad). Partiell förstärkning (40%) av CS + användes för att fördröja snabba utrotningen som normalt uppstår i mänskliga deltagare efter 100% CS + förstärkning 6,7. Dessutom ger partiell förstärkning en mer realistisk konditionering beredskapsplaner i den omfattning som aversiva händelser inte alltid uppstår efter en fruktad stimulans. 8. Uppgift instruktioner. Inför varje experimentella fas fick deltagarna information om följande egenskaper: de skulle stöta på animerade ormar och spindlar i den virtuella miljön, de skulle bli guidad genom den miljö i en virtuell promenad längs en fast väg, och de kan få elektrisk stimulering på handleden på den nivå som sattes före konditionering när som helst under hela studien. De var instruerade att möta direkt framåt och sköta orm och spindlar bilder som presenteras i mitten av den främre skärmen, och påminnas om att de inte hade någon kontroll över sina egna rörelser genom världen eller förekomsten av elektrisk stimulering. De informerades också om att de kunde avbryta studien när som helst utan påföljd för dem. B. psykofysiologiska mätningar 1. Datainsamling. SCR användes som beroende mått av rädsla, som beskrivits tidigare 4, 6. SCR spelades in via en psykofysiologisk övervakningssystem (BIOPAC Systems, Santa Barbara, CA). SCR övervakades från silver-silver diskar klorid elektrod fäst med kardborreband till mitten falanger på 1 och 2 siffror för den icke-dominanta handen. En saltlösning-gel (Sigma Gel) användes som en ledande elektrolyt. Försökspersonerna instruerades att hålla sin hand stilla för att undvika rörelse artefakter i SCR inspelningen elektroden. Leder nått BIOPAC fysiologiska inspelningen system som ligger strax utanför dyka i kontrollrummet. Det BIOPAC systemet synkroniseras med stimulans presentationen dator som kör Virtools programvara. Figur 1 visar en deltagare i dyket nedsänkt i sammanhang A. Den tekniska uppbyggnaden av kontrollen datorn (Virtools och manus generationen), är BIOPAC (SCR), och elektriska stimulatorn illustreras i figur 2. Hud konduktans var samplas med 200 Hz, förstärks och lagras för offline-analys med AcqKnowledge programvara (BIOPAC Systems, Santa Barbara, CA). Virtools programvara styr stimulus presentation och utlöser chock generatorn via National Instruments DIO-24 datainsamling kort (Austin, TX). De inspelade vågformer lågpass filtreras med ett Blackman fönster (gränsfrekvensen = 31 Hz) och slätade över 3 på varandra följande datapunkter. Hud konduktans svar amplituder var tid låst till uppkomsten av varje CS och US i förhållande till pre-stimulans baslinjen för att få fram ett beroende mått av betingade och obetingade rädsla, respektive 4-6, 8. För att ingå i dataanalysen, har följande kriterier: latens = 1 - 4 s, längd = 0,5 till 5 sekunder, och den minsta amplitud = 0,02 mikro Siemens (uS). Svar som inte uppfyller dessa kriterier poängsätts som noll. 2. Analysär av SCR. Eftersom SCR data är typiskt skev mot noll, har uppgifterna roten omvandlas före statistisk analys för att uppnå en normalfördelning. Uppgifterna från varje CS typ (virtuella ormar eller spindlar) har kollapsat till &quot;tidig&quot; och &quot;sent&quot; block prövning av varje fas, som lärandet vanligtvis varierar över tiden inom varje inlärningsfasen. Upprepade mätningar Analyser av variansanalys (ANOVA) användes för att beräkna gruppens skillnader i förutsättning svar huden konduktans som funktion av inlärningsfasen och CS typ som inom ämnen variabler (sent Acquisition (CS +, CS-), tidig eller sen Extinction (CS +, CS -) och Sammanhang uppdrag (Samma eller Shift) som mellan-ämnena variabeldata normaliserades genom att dividera betingad respons värden för varje försöksperson som varje deltagarnas egna maximalt amerikanska svar på handleden stimulering (om någon rättegång) att ta hänsyn till individuella variationer. att svara och att utesluta icke-responders (personer som visar liten eller ingen SRC). För data visualisering i Figur 3 differential SCR-poäng har beräknats som ett index för lärande genom att subtrahera svar på CS-sig från CS + hela rättegången block. Enligt detta mått skillnad betyg för noll reflekterar ingen inlärning, medan skillnaden poäng över noll återspeglar inlärning av en rädsla svar. Men statistiskt avgöra lagring av kontextuella rädsla som visas i Figur 3 ett Student t-test beräknades på SCR värden CS + och CS-i tidiga Extinction dag 2 som en funktion av sammanhanget manipulation (samma sammanhang kontra kontext Shift som en mellan-grupper analys). C. maskinvarusystem Beskrivning Det Duke University DIVE Systemet är baserat på den beräknade virtual reality &quot;grotta&quot; designen 9. The Dive Systemet är 3 mx 3 mx 3 m rum där alla 6 &quot;väggar&quot; (4 väggar, tak och golv) visar stereografisk datorbilder med bakprojektion. Varje vägg har en DLP-projektor (Christie Digital Mirage S 2 K, som arbetar på 1056x1056 @ 110 Hz 10) som i sin tur styrs av en särskild gör datorn (Windows XP Dual Core 2,0 GHz med NVIDIA Quadro 3000FX-G grafikkort). En vägg diabilder öppen för att tillåta åtkomst till och från dyket. Den 6 göra datorerna styrs av en huvuddator som kommunicerar med spårningssystem (Intersense IS-900 11), styr ljudanläggning, och skickar en puls via parallellporten till elektriska stötar systemet. Uppföljningssystemet ger 3D-läge och orientering information för deltagarens huvud och positioner hand. Aktiv stereografisk Visionen tillhandahålls genom flytande kristallglas slutare (CrystalEyes 3 12). De sju datorerna (6 rendera datorer och huvuddator) är synkroniserade på gränser bildramen genom genlock (G-sync) förmåga av NVIDIA grafikkort. D. Programvara Beskrivning Rädslan konditionering och lagring sammanhang tester för detta experiment består av två olika virtuella världar där deltagarna fått en guidad tur. Den virtuella världar har modellerats med hjälp av 3D-modellering paketet Maya 13. Navigation är begränsad till en fast väg som är identisk i alla virtuella världar. Rörelse längs denna väg styrs via Virtools 14 programvarusystem. Virtools är en spelmotor främst avsedd för en stationär eller webbaserad erfarenhet. Genom VRPack förlängning av Virtools, är virtuella världar som förutses i dyket. Virtools kommunicerar med spårningssystem genom Virtual Reality Peripheral Network (VRPN 15), ett open source bibliotek. VRPN registrerar deltagarna huvudet och handen läge och orientering samt knapptryckning information. Virtools använder huvudet spårning för att rendera 3D-scenen i rätt perspektiv för deltagaren. <img src="/files/ftp_upload/1993/1993fig1.jpg" alt="Figur 1" /> Figur 1. Schematisk i kontrollrummet (VisRoom) och DIVE kub med ett mänskligt deltagare tittar på en virtuell scen. <img src="/files/ftp_upload/1993/1993fig2.jpg" alt="Figur 2" /> Figur 2. Diagram över en deltagare med elektroder huden konduktans på vänster mäta tonic och phasic reaktioner på stimuli. Elektrisk stimulator elektroder på höger handled. BIOPAC samlar in fysiologiska uppgifter via Kvittera programvara på bärbara dator. Koder skickas via OSC från stationär dator där Virtools programvara genererar virtual reality skript som förutses i dyket. <img src="/files/ftp_upload/1993/1993fig3.jpg" alt="Figur 3" /> Figur 3. Jämförelse av skräck Förvärv och utrotning i dyk och Laboratory. Differential Skin Konduktans Response (SCR) + / - SEM i deltagarnas konditioneras och testas 24 timmar senare på arbetsmarknadenatory eller Virtual Reality (DIVE). Grafisk illustrerar motsvarande rädsla förvärv och utrotning i deltagare i DIVE-och laboratorieundersökningar. Sammanhang (n = 12) testa på dag 2 i DIVE ger mer robusta behålla rädsla minne i förhållande till Skiftade sammanhang (n = 14) mätt med SCR till CS +, i vår DIVE deltagare men inte i vårt laboratorium deltagare, * p = 0,05 .

<ol>
	<li>Mineka, S., Zinbarg, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+contemporary+learning+theory+perspective+on+the+etiology+of+anxiety+disorders:+It's+not+what+you+thought+it+was.">A contemporary learning theory perspective on the etiology of anxiety disorders: It's not what you thought it was.</a> Amer. Psychol. 61, 10-26 (2006).</li><li>Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+presence+to+consciousness+through+virtual+reality.">From presence to consciousness through virtual reality.</a> Nat. Rev. Neurosci. 6, 332-339 (2005).</li><li>McGaugh, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory---+a+century+of+consolidation.">Memory--- a century of consolidation.</a> Science. 287, 248-251 (2000).</li><li>LaBar, K. S., Cook, C. A., Torpey, D. C., Welsh-Bohmer, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+healthy+aging+on+awareness+and+fear+conditioning.">Impact of healthy aging on awareness and fear conditioning.</a> Behav Neurosci. 118, 905-915 (2004).</li><li>LaBar, K. S., Phelps, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reinstatement+of+conditioned+fear+in+humans+in+context+dependent+and+impaired+in+amnesia.">Reinstatement of conditioned fear in humans in context dependent and impaired in amnesia.</a> Behav Neurosci. 119, 677-686 (2005).</li><li>LaBar, K. S., Gatenby, J. C., Gore, J. C., LeDoux, J. E., Phelps, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+amygdala+activation+during+conditioned+fear+acquisition+and+extinctions:+a+mixed+trial+fMRI+study.">Human amygdala activation during conditioned fear acquisition and extinctions: a mixed trial fMRI study.</a> Neuron. 20, 937-945 (1998).</li><li>Phelps, E. A., Delgado, M. R., Nearing, K. I., LeDoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extinction+learning+in+humans:+role+of+the+amygdala+and+mPFC.">Extinction learning in humans: role of the amygdala and mPFC.</a> Neuron. 43, 897-905 (2004).</li><li>Zorawski, M., Cook, C. A., Kuhn, C. M., LaBar, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex,+stress,+and+fear:+individual+differences+in+conditioned+learning.">Sex, stress, and fear: individual differences in conditioned learning.</a> Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 5, 191-201 (2005).</li><li>Cruz-Neira, C., Sandin, D., DeFanti, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surround-screen+projection-based+virtual+reality:+The+design+and+implementation+of+the+CAVE.">Surround-screen projection-based virtual reality: The design and implementation of the CAVE.</a> Acm. Siggraph. Proc. 93, 135-142 (1993).</li><li>Huff, N. C., Hernandez, J. A., Blanding, N. Q., LaBar, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+extinction+attenuates+fear+renewal+and+spontaneous+recovery+in+humans.">Delayed extinction attenuates fear renewal and spontaneous recovery in humans.</a> Behav. Neurosci. 123, 834-843 (2009).</li></ol>

1. Resultat Motsvarande inom sammanträdesperiod rädsla förvärv och utrotning mellan grupper påträffades (Figur 3). Dessa data visar att pålitliga och informativa rädsla konditionering studier kan utföras inom de ramar och resurser av en helt uppslukande miljö. Dessutom visar vi också robusta kontextuella rädsla minne i samma retentionstid Context rädsla deltagare i dyket (deltagare som stannade kvar i samma sammanhang för dag 1 och 2, i förhållande till de som upplevde ett sammanhang skift). Bevarandet av rädsla är starkare i DIVE än hos en konventionell laboratorium matchas paradigm 16 (se figur 3). Med den uppslukande VR-setup, kan man också undersöka och manipulera rika kontextuella miljöer att söka deklarativa minnet processer hos människor, till skillnad från i laboratoriemiljö där realistiska multimodel sammanhang manipulationer är svåra att åstadkomma. Slutligen kan VR världarna lätt att portas för användning tillsammans med funktionell magnetkamera (fMRI) med stereoskopisk VR glasögon för att genomföra analyser hjärnan aktiveras under kodningen eller hämtning av rädsla förvärv, utdöende, och återfall. Denna metod kan användas för att överbrygga gnagare och kliniska fynd i rädsla och ångest. 2. Styra sammanhang och stimulans exponering i virtuell verklighet. Ett stort problem med att utnyttja VR för experimentell användning är också dess styrka. Specifikt helt omslutande VR ger komplexitet, förvirrar och frihet i den verkliga världen. Till exempel i verkliga livet, trauma offren upplever en aversiva stimulans i ett sammanhang för en okänd tid. Den kontextuella exponeringen, specifika funktioner och andra sinnesintryck som deltagit är också okända eller inte confirmable. På samma sätt, om vi skulle ge deltagarna möjlighet att fritt utforska den virtuella miljöer vi inte skulle kunna redogöra för sammanhanget eller påverkan exponeringstid eller varaktighet. Till exempel kan en deltagare gå mycket snabbt, och missa tre av fyra CS + presentationer. En annan kan utforska bara ett rum i den virtuella lägenheten. Likaså om stimulus presentation inte specificeras i mitten av skärmen, där blicken riktas före start kommer deltagarna att undvika eller missar CS presentationer. Vår lösning till dessa potentiella blandar ihop var att ta deltagarna på en sittande, guidad tur i varje miljö i en takt som skulle möjliggöra för en specifik interstimulus intervall (ISI) och stimulans varaktighet. Vi kunde sedan ta fram jämförbara SCR data från specifika tidpunkter och specifika platser i alla deltagare (t.ex. svar till CS +, USA, och CS-stimuli). Problem som uppstått efter att ha gjort detta beslut ingick att hitta en väg form, längd och rörelse takt som inte skulle orsaka illamående eller proprioceptiva dissonans till deltagaren och ändå känna sig lämplig för att efterlikna naturliga förflyttningar genom en ny miljö. 3. Implementera standardparametrar rädsla konditionering till ett VR-system. För att simulera realistiska betingade stimuli ormar och spindlar var utformade efter djurliv bilder. De ormar och spindlar var först modelleras i Maya, en datorgrafik 3D-modellering och animering programpaket och sedan importeras in i VR-systemet. Vi gjorde detta eftersom Virtools är en virtuell verklighet författande system, inte en modellering applikation. Därför är det bäst att köra ett VR-system och lägger till interaktion och navigering till en scen. Närmare bestämt i Maya fyra olika animationer för varje CS typ skapades (till exempel en hoprullad orm, en spindel springer över golvet, en orm utfall framåt med öppen mun) och sedan importeras till Virtools. Innan importera dynamiska ormen och modeller spindel i Virtools från Maya, var en bana som skapats i Virtools att vägleda deltagaren kring miljön i en slät rund sätt så att provtagning av miljön under loppet av 32 betingad stimulus presentationer under skräck luftkonditionering. Formen på väg är det samma för alla våra tre virtuella världar. Vägen skapades för att stanna i fyra sekunder för varje stimulus presentation var interstimulus intervallet 11 + / - 4 sekunder under vilka ämnet var sakta röra (som guidade) via miljön. Detta intervall bestämdes från våra tidigare experiment rädsla konditionering i laboratoriet 8, 16 eftersom den tillåter för återvinning av huden konduktans svar mellan stimulus presentationer. Stimuli placerades därefter på vägen vid punkter anges av tidpunkten parametrar. Denna setup skapat särskilda stimulans och konjunktioner sammanhang (t ex en orm slingrande på matbordet, en spindel promenerar runt i soffan benet), som senare kan sonderas för explicita minnet. Stimuli framträdanden var pseudo-randomiserades via skript. Alla stimulans presentationer dök upp i mitten avframför skärmen för att hindra deltagaren från att behöva söka efter stimulans. Detta gav oss en kontrollerad mängd stimulans exponeringstid, och ett definierat sammanhang plats. En begränsning av framåt uppfattning är att den inte dra nytta av den fulla kapaciteten hos den uppslukande systemet (t.ex. kan ormar inte komma in i rummet bakom deltagare). Dessutom var stimuli noggrant placeras utanför en gräns ruta runt deltagare plats så att ormar och spindlar aldrig inkräktat på deltagarnas personliga utrymme. 4. Synpunkt och huvud spårning. Vinkeln på dyket var inställd så att från sittande ställning deltagaren hade en riktig framåtvänd vinkel. Detta kontrolleras för variationer i höjd mellan deltagarna, och minimerade rörelse artefakter på vår fysiologiska inspelningar. Deltagarna instruerades att möta framåt och röra sig så lite som möjligt, detta kontrollerade även där deltagarna var ute, och därför upprätthållas konsekvent stimulans och sammanhang exponering mellan deltagarna. Vi valde att sätta på ett huvud-tracking enhet i 3D-glasögon som bärs av deltagarna så att de tittade på scenen med rätt perspektiv. Om huvudet spårning inte hade valts för, huvudrörelse åt vänster eller höger inte riktigt täppa hur föremålen visades i världen (t.ex. föremål som tycks böjd på skärmar i DIVE som deltagare gick igenom). Med huvudet spårning väljas för, kan vi vara säkra på att funktioner i miljön behöll sina normala proportioner och ritade korrekt på alla de sex väggarna i DIVE under hela experimentet. 5. Datainsamling. I vårt standard laboratorium version av rädsla konditionering 8, var 16 stimulus presentation som styrs av datorer skript programmeras i Presentation programpaketet. För att bibehålla överensstämmelse mellan labbet och den virtuella miljön, importerade vi vår standard rädsla förvärv och utrotning skript i koden format till kontrollen datorn i kontrollrummet som är värd för DIVE kub (se figur 1). Parallellporten koden var inställd på att skicka en genererad lista med numeriska koder för att signalera olika händelser, såsom presentationer av orm, spindel, och elektrisk ansats stimulering. I vår design, skickar Virtools ett öppet meddelande ljudkontroll (OSC 17) OSC / UDP-meddelande till en egen C + +-program som sätter parallellporten värde. Vår C + +-programmet använder OSCpack 18 bibliotek. Den BIOPAC digitala ingången är ansluten till datorn parallellporten. SCR data samlas in på den bärbara datorn från BIOPAC via parallellport, därefter normaliserats och beräknas till CS + / CS-och USA-ansats inom specifika parametrar (se ovan för detaljer). Förutom att göra scenen och kontrollera navigering, Virtools också används för att logga användaren händelser (knapptryckningar). Sammanfattningsvis, under ett experiment, skickas meddelanden från huvuddatorn till BIOPAC systemet via parallellporten. Eftersom Virtools inte kan kommunicera med parallellporten på datorn direkt ett litet C + +-program lyssnar efter en OSC meddelande från Virtools och sedan överför den till parallellporten.

Erratum: Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality

human fear conditioning conducted in full immersion 3-dimensional virtual reality

Rädsla luftkonditionering är en allmänt använd paradigm i icke-mänskliga djur forskning för att undersöka neurala mekanismerna bakom rädsla och ångest. En stor utmaning för att bedriva luftkonditionering studier på människa är förmågan att kraftigt manipulera eller simulera miljömässiga sammanhang som är förknippade med konditionerad emotionella beteenden. I detta avseende är virtuell verklighet (VR) ett lovande verktyg. Ändå anpassa denna teknologi för att möta experimentella begränsningar kräver särskilda boenden. Här kan vi ta itu med de metodologiska frågor som när de utför rädsla konditioneringen i en helt omslutande 6-sidig VR-miljö och nu fruktar uppgifter konditionering. I den verkliga världen, traumatiska händelser inträffar i komplexa miljöer som består av många ledtrådar, engagerande alla våra sensoriska modaliteter. Till exempel ledtrådar som bildar miljö konfiguration omfattar inte bara visuella element, men ljudform, lukt, och även taktila. I studier på gnagare av djur rädsla konditionering är helt nedsänkt i ett sammanhang som är rik med nya visuella, taktila och luktsinnet ledtrådar. Dock är standard laboratorietester av rädsla konditionering hos människor vanligtvis bedrivs i ett obestämbart rum framför en platt eller 2D datorskärmen och inte replikera komplexiteten i verkliga världen erfarenheter. Å andra sidan, är en stor begränsning av kliniska studier som syftar till att minska (släckning) rädsla och förebygga återfall i ångest att behandlingen sker efter att deltagarna har fått en rädsla på ett okontrollerat och till stor del okända sammanhang. Således experimentatorerna blir utan information om behandlingstid, den sanna naturen av den stimulans och tillhörande ledtrådar bakgrund i miljön 1. I avsaknad av denna information kan det vara svårt att verkligen släcka en rädsla som är både kö och kontextberoende. Virtuell verklighet miljöer hantera dessa frågor genom att komplexiteten i den verkliga världen, och samtidigt låta praktiker att begränsa rädsla konditionering och parametrar för utrotning ge empiriska data som kan föreslå bättre behandlingsalternativ och / eller analysera mekanistiska hypoteser. För att testa hypotesen att rädslan luftkonditionering rikt kan kodas och sammanhanget specifika när de genomförs i en helt omslutande miljö, har vi utvecklat olika virtual reality 3D-sammanhang där deltagarna upplevde rädsla konditionering till virtuella ormar eller spindlar. Auditiva ledtrådar samarbete skedde med CS för att ytterligare väcka orientera svar och en känsla av &quot;närvaro&quot; i ämnen 2. Hud konduktans svar tjänade som beroende mått av rädsla förvärv, minne lagring och utplåning.

Watch this Scientific Journal Video about Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality at JoVE.com

Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality

Klassisk skräck luftkonditionering paradigmet var anpassad för mänskliga deltagare i en helt omslutande virtuell verklighet inställning. Med hjälp av en diskriminering paradigm, betingad rädsla, cue och sammanhang minne lagring och utplåning mättes med hud konduktans svar på dynamiska virtuella ormar och spindlar (den betingade stimuli) i två olika virtuella sammanhang.

Mänsklig rädsla Conditioning genomföras i full Immersion 3-dimensionell Virtual Reality

Fear conditioning is a widely used paradigm in non-human animal research to investigate the neural mechanisms underlying fear and anxiety. A major ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

Beteende farmakologi i klassiska Konditionering av SNABEL Extension Response på honungsbin ( Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain

Time-lapse Live avbildning av kloner som är närbesläktade neurala stamceller i utvecklingsländerna Zebrafish framhjärnan

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To ...

Organotypic Culture of Full-thickness Adult Porcine Retina

Organotypic Kultur av full tjocklek vuxna svin Retina

There is a recognized demand for in vitro models that can replace or reduce animal experiments. Porcine retina has a similar neuronal structure to human ...

Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI

Undersöka Neurala mekanismer Aware och omedveten rädsla minne med fMRI

Pavlovian fear conditioning is often used in combination with functional magnetic resonance imaging (fMRI) in humans to investigate the neural substrates ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Extinction utbildning under Återpackning Fönster Förhindrar Återvinning av rädsla

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

Taktil konditionering och rörelse Analys av antenn provtagningsmetoder i honung Bin (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

Ex Vivo Optogenetic Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Ex Vivo Optogenetic Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Ex vivo optogenetic Dissekering av skräck kretsar i hjärnan skivor

Optogenetic approaches are now widely used to study the function of neural populations and circuits by combining targeted expression of light-activated ...

The Use of Trace Eyeblink Classical Conditioning to Assess Hippocampal Dysfunction in a Rat Model of Fetal Alcohol Spectrum Disorders

Användning av Trace Blink klassisk betingning att bedöma Hippocampus dysfunktion i en råtta modell av fetala alkoholeffekter spektrum

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Drosophila Courtship Conditioning som en åtgärd av lärande och minne

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...

In Vivo Three-Dimensional Two-Photon Microscopy to Study Conducted Vascular Responses by Local ATP Ejection Using a Glass Micro-Pipette

In vivo tredimensionell två-Photon mikroskopi att studera genomförda vaskulära svar av lokala ATP utmatning med hjälp av en glas mikro-pipett

Maintenance of normal brain function requires a sufficient and efficient supply of oxygen and nutrition by a complex network of vessels. However, the ...