Регулирование когнитивных эмоций не проходит стресс-тест

Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 10 сентября; 110 (37): 15139–15144.

Психологические и когнитивные науки

Кэндис М. Райо

^a Департамент психологии и

Темидайо А. Оредеру

^b Департамент психологии, Хантер-колледж, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10065;

Лаура Палаццоло

^c Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка, Бруклин, Нью-Йорк, 11203;

Эшли А.Шурик

^д Департамент психологии, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 94305; и

Элизабет А. Фелпс

^a Психологический факультет и

^e Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 10003;

^f Emotional Brain Institute, Nathan Kline Institute for Psychiatric Research, Orangeburg, NY, 10962

^a Psychology Department и

^e Center for Neural Science, New York University, New York, NY, 10003;

^b Психологический факультет Хантер-колледжа, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10065;

^c Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка, Бруклин, Нью-Йорк, 11203;

^d Психологический факультет Стэнфордского университета, Стэнфорд, Калифорния, 94305; и

^f Институт эмоционального мозга, Институт психиатрических исследований Натана Клайна, Оранжбург, штат Нью-Йорк, 10962

Под редакцией Брюса С.McEwen, Университет Рокфеллера, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, и утвердил 9 июля 2013 г. (получено на рассмотрение 29 марта 2013 г.)

C.M.R., A.A.S. и E.A.P. спланированное исследование; C.M.R., T.A.O. и L.P. проводили исследования; C.M.R., T.A.O. и L.P. проанализировали данные; и C.M.R. и E.A.P. написал газету.

Дополнительные материалы

Вспомогательная информация

GUID: 50547F76-69D5-4D38-A24E-C5D7848F9856

GUID: BEDA332F-FDDE-4A84-883D-211943CFBD2F

Abstract

Когнитивная регуляция эмоций, как было широко показано в лаборатории, является эффективным способом изменения характера эмоциональных реакций.Однако, несмотря на успех в экспериментальных контекстах, мы часто не можем использовать эти стратегии в повседневной жизни, где стресс является повсеместным. Успешное выполнение когнитивной регуляции зависит от неповрежденного исполнительного функционирования и задействования префронтальной коры, которые быстро нарушаются пагубным воздействием стресса. Поскольку именно в стрессовых условиях мы можем получить наибольшую пользу от таких преднамеренных форм регулирования эмоций, мы проверили эффективность когнитивной регуляции после воздействия стресса.Сначала участники проходили условное обозначение страха, когда они узнали, что один стимул (CS +) предсказал отрицательный результат, а другой — нейтральный результат (CS-). Тренировки по когнитивной регуляции непосредственно следовали за тем, где участников учили регулировать реакции страха на отталкивающий стимул. На следующий день участники подверглись острой индукции стресса или контрольному заданию, прежде чем повторить задание по условию страха, используя эти недавно приобретенные навыки регулирования. Кожная проводимость служила показателем возбуждения страха, а концентрация α-амилазы и кортизола в слюне определялась как нейроэндокринные маркеры стрессовой реакции.Хотя группы не показали различий в возбуждении страха во время начального обучения страху, участники, не подвергавшиеся стрессу, продемонстрировали устойчивое снижение страха после тренировки регулирования, тогда как участники стресса не показали такого снижения. Наши результаты показывают, что стресс заметно ухудшает когнитивную регуляцию эмоций, и подчеркивает критические ограничения этого метода контроля аффективных реакций при стрессе.

Неважно, опаздываем ли мы на встречу, активно спорим с любимым человеком или у нас тяжелый день на работе, контролировать свои эмоции, когда обстоятельства становятся стрессовыми, может оказаться сложной задачей.Хотя обширная работа в лаборатории продемонстрировала, что мы можем когнитивно изменять эмоциональные реакции, чтобы способствовать более адаптивному поведению (1–3), в реальных эмоциональных контекстах нам часто не удается этого сделать. Одной из возможных причин этого сбоя регулирования может быть то, что повсеместное присутствие стресса в повседневной жизни ставит под угрозу нашу способность эффективно регулировать эмоции. Действительно, уже давно предполагается, что отрицательный аффект играет ключевую роль в неспособности осуществлять саморегулирующий контроль над нашими мыслями и поведением (4, 5).Однако до сих пор не исследовалась прямая связь между физиологической реакцией на стресс и когнитивным контролем эмоций. Здесь мы стремились изучить, как на когнитивную регуляцию эмоций влияет индукция острого стресса.

Большой объем работ показал, что реакции на эмоционально значимые стимулы могут гибко изменяться и контролироваться посредством когнитивной регуляции эмоций (для обзора см. Ссылки 1–3 и 6). Ориентируясь на то, что было описано как начальная оценка значимого сигнала или события (7, 8), когнитивная регуляция позволяет человеку изменять релевантность и значение стимула, впоследствии формируя его эмоциональную реакцию (2, 3).Использование когнитивных стратегий для преднамеренного изменения способа оценки стимула, либо путем переосмысления (т. 10, 11) и нервные компоненты (3, 9, 11, 12) эмоционального возбуждения.

Когнитивная регуляция эмоций, однако, как правило, представляет собой сложный и целенаправленный процесс, который зависит от ряда более высоких когнитивных функций, таких как внимание, когнитивная гибкость, мотивация и рабочая память, которые способствуют сохранению информации в режиме онлайн. необходим для преодоления начальных аффективных реакций (2, 3, 13, 14).Эта регуляторная способность имеет решающее значение для психического (15) и физического (16) здоровья, и ее нарушение строго предсказывает уязвимость к целому ряду аффективных расстройств (17, 18). Важно отметить, что принципы, лежащие в основе когнитивной регуляции, также составляют основу когнитивно-поведенческой терапии (КПТ), инструмента, широко используемого в клинике для лечения аффективной психопатологии. Подобно когнитивной регуляции, КПТ основывается на тесной взаимосвязи между мыслями и эмоциями и способствует исправлению иррациональных или искаженных когнитивных оценок, чтобы вызвать более адаптивные эмоциональные реакции (19).Хотя когнитивная регуляция превратилась в высокоэффективный метод управления эмоциональными реакциями, ее успех зависит от наличия когнитивных ресурсов и неизменной исполнительной функции (3–5, 7, 13, 14). Важно отметить, что растущий объем работ показал, что воздействие острого стресса ухудшает многие из этих высших когнитивных процессов (20–22), включая когнитивную гибкость (23, 24), целенаправленное поведение (25), рабочую память (26–30). ) и самоконтроль (5). Считается, что эти быстрые когнитивные эффекты стресса опосредованы нейроэндокринными ответами на острое воздействие стресса, которое влияет на функциональную целостность префронтальной коры (ПФК) (20, 21), которая поддерживает эти процессы (31, 32).Важно отметить, что эффекты острого стресса, по-видимому, преимущественно нацелены на дорсолатеральный ПФК (20, 21, 33, 34), который неизменно считается играющим ключевую роль в успешном выполнении когнитивной регуляции эмоций (3, 6, 12).

Эти данные указывают на важный, но неисследованный парадокс: в стрессовых ситуациях, в которых мы могли бы получить наибольшую пользу от преднамеренных активных форм эмоционального контроля, механизмы, необходимые для поддержки такой когнитивной регуляции, могут быть нарушены.Таким образом, когнитивная регуляция может быть неэффективной при контроле эмоциональных реакций именно тогда, когда такой контроль необходим больше всего. Здесь мы проверяем, влияет ли острый стресс на способность использовать когнитивную регуляцию для уменьшения условных реакций страха. Учитывая повсеместный характер стресса в повседневной жизни, характеристика того, как стресс влияет на нашу способность изменять эмоциональную реакцию, имеет решающее значение для понимания границ, в которых существующие методы регулирования эффективны, и дает представление о вариантах лечения для тех, кто страдает психологическими расстройствами, связанными со стрессом. .

Мы исследовали влияние стресса на когнитивную регуляцию эмоций, используя двухмерный протокол. В день 1 (учебная сессия) участники прошли парадигму кондиционирования страха, используя визуальные подсказки в качестве условных стимулов (CS) и легкий электрический шок запястья в качестве безусловного стимула (US). Реакция проводимости кожи (SCR) служила показателем возбуждения физиологического страха. Одно изображение (CS +) было сопряжено с шоком в подгруппе испытаний, но другое (CS-) никогда не было связано с шоком и служило базовой мерой возбуждения.Непосредственно после создания условий страха участники сообщили о трех эмоциях, которые они связывали с каждой CS, и оценили интенсивность этих эмоций по шкале от 1 (наименее интенсивная) до 10 (наиболее интенсивная). Затем участников обучали использовать стратегию когнитивной регуляции, которая включала элементы переоценки и основывалась на принципах КПТ. Эта стратегия регулирования, как было показано в предыдущей работе, приводит к стойкому ослаблению условного страха по сравнению с устойчивым страхом, наблюдаемым у тех участников, которые прошли контрольную задачу (10) (методы , ).После тренинга по когнитивной регуляции (CRT) участники восстановили интенсивность своих самоотчетных эмоций, и их попросили вернуться на следующий день, чтобы выполнить ту же задачу по кондиционированию страха, используя недавно приобретенные методы регулирования.

На 2 день (тренировочная сессия) участники, которые продемонстрировали адекватное обучение страху накануне (метод , ), были случайным образом распределены в группу стресса или контрольную группу. Важно то, что мы манипулировали уровнями стресса, заставляя участников выполнять либо задание холодного пресса (КП) (35), либо индукцию острого стресса, при которой участники погружали руки в ледяную воду на 3 минуты, либо контрольное задание с использованием комнатной температуры. воды перед повторением сеанса обусловливания страха.Чтобы убедиться, что наши стрессовые манипуляции вызывают активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA), что является признаком острой стрессовой реакции, мы измеряли концентрацию кортизола в слюне участников на протяжении всего эксперимента. Активация оси HPA запускает высвобождение гормонов стресса, пик которого достигается примерно через 10–20 минут после воздействия стрессора (20, 36–39). Таким образом, мы собрали образцы слюны на исходном уровне (непосредственно перед контрольной задачей / КП), снова через 10 минут (после контрольной задачи / контрольной задачи, но перед задачей по условию страха) и, наконец, через 20 минут после контрольной задачи / КП. (сразу после задания по условию страха) (см. схему экспериментального протокола).Высвобождению кортизола предшествует и запускает более ранняя волна катехоламинов (например, норадреналин), которая отражает возбуждение вегетативной нервной системы и быстро высвобождается после стрессора, чтобы облегчить подготовительные реакции на стресс (20, 21, 39). Чтобы измерить этот ответ, мы также проанализировали α-амилазу, фермент слюны, который служит показателем норадренергической активности (40–42) в каждом из этих образцов. Участники сообщили о субъективных уровнях стресса после выполнения КП / контрольного задания по шкале от 1 (наименьший стресс) до 10 (наиболее стрессовый).Самостоятельно сообщаемые эмоции и рейтинги интенсивности были собраны на 2-й день после манипуляции CP / контроля, но до того, как участники повторили задание по условию страха. Мы предположили, что после прохождения CRT нестрессированные участники будут успешно регулировать страх перед CS + на 2-й день (10), тогда как реакции страха у стрессированных участников будут сохраняться.

Хронология экспериментов. Схема экспериментальной процедуры и график нейроэндокринных оценок как для 1-го дня (обучение), так и для 2-го дня (регулирование).

Результаты

Ответы физиологического страха.

Чтобы мы могли измерить влияние стресса на регуляцию страха на следующий день, были включены только участники, которые продемонстрировали доказательство выработки условной реакции страха (CS +> CS- на 0,1 мкСм) (подробные критерии исключения см. В Методиках . ). Чтобы подтвердить, что приобретение страха в день 1 не различается между условиями, мы провели ANOVA с повторными измерениями с использованием внутрисубъектного фактора CS (CS +, CS-) и межсубъектного фактора состояния, используя средние значения SCR из сеанс кондиционирования страха.Как и ожидалось, учитывая наши критерии исключения, мы обнаружили значительный основной эффект CS [ F _{(1, 78)} = 190,20, P <0,000001]. Важно отметить, что не было никакого эффекта состояния и никакого взаимодействия. Независимые тесты t подтвердили, что участники в обеих группах показали более высокие средние значения SCR для CS +, чем CS- [стресс: t ₍₃₅₎ = 9,24, P <0,000001; контроль: т ₍₄₃₎ = 10,24, P <0.0000001] и что реакции страха не различались между группами для CS [CS +: t ₍₇₈₎ = -0,28, P = 0,78; CS-: т ₍₇₈₎ = 0,62 P = 0,54].

Наш основной интерес представлял анализ того, как реакции страха на CS + уменьшались между сессиями для каждого состояния. Мы провели ANOVA с повторными измерениями, используя условие (стресс, контроль) в качестве фактора между субъектом и сессию (день 1, день 2) в качестве фактора внутри субъекта.Мы наблюдали основной эффект сеанса [ F _{(1, 78)} = 8,45, P = 0,005], отсутствие эффекта условия [ F _{(1, 78)} = 1,32, P = 0,25], и значимое взаимодействие условий X сеанса [ F _{(1, 78)} = 4,55, P = 0,03]. Испытания парных образцов t- подтвердили, что контрольная группа показала значительное снижение SCR до CS + через сеансы [ t ₍₄₃₎ = 3,65, P = 0.001], тогда как в группе стресса такого снижения не наблюдалось [ t ₍₃₅₎ = 0,546, P = 0,59]. Среднее значение SCR для CS + не различалось между группами в день 1 [ t ₍₇₈₎ = -0,28, P = 0,78, односторонний]; однако на 2-й день участники, подвергшиеся стрессу, показали значительно более сильную SCR для CS +, чем в контрольной группе, несмотря на то, что обе группы проходили нормативную тренировку [ t ₍₇₈₎ = -1,76, P = 0,04, односторонний] ().Дополнительный анализ нашего базового стимула (CS-) не выявил взаимодействия или групповых различий между сессиями (рис. S1 и результаты SI ).

Условная реакция страха для каждой группы. Средняя SCR для CS + для каждой группы по сеансам. В день 1 группы продемонстрировали эквивалентные уровни SCR. На 2-й день возбуждение страха перед CS + было успешно уменьшено только в контрольной группе; в группе стресса такого снижения не наблюдалось. * P <0,05; ** P <0.01; планки погрешностей обозначают SEM.

Самооценка страха.

Субъективные сообщения об эмоциональных переживаниях также соответствовали нашим физиологическим данным. Мы изучили влияние стресса на самооценку страха, оценив долю эмоций, связанных со страхом, которые участники отнесли к CS + в разных сессиях (методы , ). ANOVA с повторными измерениями условия сеанса X выявил основной эффект сеанса [день 1, день 2; F _{(1, 78)} = 28.53, P = 0,0000002], незначительно значимый основной эффект состояния [стресс, контроль; F _{(1, 78)} = 3,94, P = 0 . 050], и тенденция к взаимодействию [ F _{(1, 78)} = 2,57, P = 0,11]. Запланированные сравнения подтвердили, что доля связанных со страхом слов, присвоенных CS +, была эквивалентной после кондиционирования страха в день 1 [ t ₍₇₈₎ = -0,372, P = 0,71], подтверждая, что обе группы первоначально считали CS + одинаково страшен.На 2-й день, хотя обе группы назвали меньше слов, связанных со страхом, в целом для CS + [ударение: t ₍₃₅₎ = 2,38, P = 0,02; контроль: t ₍₄₃₎ = 5,44, P = 0,00001], участники стресса сообщили о большем количестве эмоций, связанных со страхом для CS +, чем контрольная группа [ t ₍₇₈₎ = −2,57, P = 0,01], что указывает на то, что стресс влиял на самооценку страха в дополнение к физиологическому возбуждению страха ().Стресс-группа не только присвоила CS + значительно больше эмоций, связанных со страхом, на 2-й день, но и средняя оценка интенсивности этих эмоций страха, о которых сообщают сами, также была немного выше (рис. S2 и результаты SI ).

Средняя доля связанных со страхом слов, назначенных CS + в разных сеансах. Группы не различались в день 1 до нормативной тренировки; однако после манипуляции CP / контролем на 2 день стрессовые участники сообщили о более высокой доле слов, связанных со страхом, для CS +, чем участники контрольной группы.Обе группы значительно сократили долю слов, связанных со страхом, сообщаемых во время сеансов. * P <0,05, ** P <0,00001; планки погрешностей обозначают SEM.

Анализ напряжений.

Самостоятельный стресс.

Как и ожидалось, участники стресса оценили задачу КП как значительно более высокий уровень дискомфорта, чем те участники, которые подверглись контрольной манипуляции [ t ₍₇₆₎ = 10,42, P <0,00001, двусторонний] (рис.S3). Чтобы оценить, повлияли ли эти субъективные оценки на большее повышение уровня кортизола после контрольной задачи / КП, мы провели корреляционный анализ между повышением уровня кортизола по сравнению с исходным уровнем и оценками стресса, о которых сообщают сами пациенты. Мы обнаружили положительную корреляцию между повышением уровня кортизола и рейтингов стресса как через 10 минут ( r = 0,43, P = 0,0002), так и через 20 минут ( r = 0,48, P = 0,00001) после КП / контроль. задача. (Рис. S4). Эта взаимосвязь не проявлялась между повышением α-амилазы и рейтингом стресса в любой момент времени (+10 мин: r = 0.13, P = 0,28; +20 мин: r = 0,04, P = 0,68). Не было обнаружено никакой связи между этими рейтингами и последующими реакциями возбуждения страха (т. Е. SCR) ни на CS + ( r = 0,14; P = 0,20), ни на CS- ( r = -0,04, P ). = 0,72).

Нейроэндокринные реакции.

Наши два нейроэндокринных показателя стрессовой реакции включали кортизол, надежный показатель активности оси HPA, и α-амилазу, которая отражает норадренергический ответ.Группы не различались по концентрации α-амилазы или кортизола в день 1 (результаты SI ). На второй день мы изучили, как концентрация кортизола различалась между группами, чтобы подтвердить эффективность наших манипуляций со стрессом. (Любые образцы, содержащие недостаточное количество слюны, не могли быть проанализированы и были исключены из этого анализа.) ANOVA с повторными измерениями с фактором состояния между субъектами (стресс, контроль) и фактором времени внутри субъекта (исходный уровень, +10 мин. , +20 мин) выявил главный эффект времени [ F _{(2, 134)} = 5.16, P = 0,007] и условие [ F _{(1, 67)} = 16,36, P = 0,0001], а также взаимодействие условий X времени [ F _{(2, 134)} = 13,23, P = 0,000005]. Независимые образцы t тесты подтвердили, что уровни кортизола различались между группами в каждый момент времени, измеренный после CP / контрольной задачи [+10 мин: t ₍₆₉₎ = -4,19, P = 0,00008; +20 мин: т ₍₇₂₎ = −4.74, P = 0,00001], но не на исходном уровне. Только группа стресса показала значительно более высокий уровень кортизола по сравнению с исходным уровнем через 10 минут [ t ₍₃₄₎ = -3,69, P = 0,001] и 20 минут [ t ₍₃₄₎ = -3,04, P = 0,005] после стрессора. Участники контрольного состояния не показали изменения уровня кортизола через 10 минут после контрольного задания [ t ₍₃₄₎ = 1,62, P = 0,11] и продемонстрировали значительное снижение уровня кортизола по сравнению с исходным уровнем через 20 минут после выполнения задания [ т ₍₃₇₎ = 5.93, P = 0,0000007] (). Аналогичный анализ с использованием концентраций альфа-амилазы не выявил групповых различий или взаимодействия (результаты SI ).

Средние уровни кортизола на исходном уровне, а также через 10 и 20 минут после контрольной / КП. * P <0,01; ** P <0,001; планки погрешностей обозначают SEM.

Нейроэндокринные реакции и регуляция страха.

Чтобы выяснить, влияет ли повышение уровня глюкокортикоидов на регуляцию страха на 2-й день, мы провели линейную регрессию, используя средний уровень кортизола участников через 10 и 20 минут после задания КП / контроль в качестве независимых переменных и физиологического возбуждения страха у CS + (т.е., SCR) в качестве нашей зависимой переменной. Мы не обнаружили связи между повышением кортизола и реакциями возбуждения страха у участников ни через 10 минут (β = -0,03, P = 0,77), ни через 20 минут (β = 0,09, P = 0,43) после манипуляции CP / контроля. .

Затем мы исследовали, связаны ли уровни α-амилазы, указывающие на норадренергическую активность, с реакциями регуляции страха у участников, используя средний уровень α-амилазы участников после манипуляции CP / контроль. Поскольку для α-амилазы характерно быстрое начало и она проявляет эффекты быстрее, чем кортизол (36–38), мы предположили, что только образцы α-амилазы, взятые через 10 минут после контрольной задачи / CP (но не через 20 минут), потенциально могут влияют на возбуждение страха.Мы провели линейную регрессию, используя средний уровень α-амилазы участников как через 10, так и через 20 минут после задания CP / контроль по среднему SCR во время сеанса регулирования. Уровни α-амилазы, оцененные через 10 минут после контрольного задания, предсказывали реакции возбуждения страха у участников (β = 0,25, P = 0,03) (). Однако для уровней α-амилазы через 20 минут после задания CP / контроль эта корреляция была только тенденцией (β = 0,17, P = 0,13).

α-Амилаза предсказывает регулируемое возбуждение страха.Средняя реакция возбуждения страха на CS + во время сеанса регуляции как функция уровней α-амилазы через 10 минут после манипуляции с CP / контролем.

Обсуждение

Эти результаты предполагают, что острый стресс ухудшает способность задействовать когнитивную регуляцию для управления реакциями страха на отталкивающие сигналы. Хотя обе группы прошли CRT после первоначального приобретения страха, только группа без стресса смогла успешно использовать эти методы регулирования, чтобы уменьшить возбуждение страха в последующем тесте.Напротив, реакции страха в группе стресса были сопоставимы с реакциями во время первоначального приобретения страха перед тренировкой по регулированию.

Хотя наши данные не могут говорить о точных нейронных механизмах, лежащих в основе этих нарушений регуляции страха, мы можем воспользоваться нашим пониманием нейробиологии стрессовой реакции, чтобы предположить, почему эти эффекты могут возникать. Регулируемые реакции страха на 2-й день коррелировали с α-амилазой слюны, маркером норадренергической активности.Это открытие предполагает, что ранние катехоламиновые реакции, вызванные возбуждением симпатической нервной системы, могут быть одним из механизмов, посредством которого когнитивный контроль над реакциями страха нарушается. Это открытие согласуется с работой как на животных (20, 21, 29), так и на людях (23, 27, 29, 30, 33, 43), показывающей, что повышенные уровни норадреналина во время стресса приводят к быстрым изменениям в исполнительном функционировании и ухудшают ПФК. Действительно, недавнее фармакологическое исследование, проведенное на людях, показало, что экзогенное введение норадренергического антагониста снижает нервную реакцию и взаимосвязь, связанные со стрессом, тогда как антагонист кортизола не оказывает такого эффекта (35).Этот результат также согласуется с клиническими исследованиями, показывающими успешное лечение симптомов посттравматического стрессового расстройства после введения празозина, который блокирует активность α-1-адренорецепторов, усиливая префронтальное функционирование и подавляя активность миндалины (44, 45).

Мы не наблюдали подобной корреляции между кортизолом и реакциями страха во время регуляции. Повышение уровня кортизола, которое мы демонстрируем, указывает на активность оси HPA и, как широко известно, способствует восстановлению организма от стрессора, но кортизол также может влиять на префронтальную функцию, усиливая более раннее высвобождение катехоламинов (20, 29, 46).Было высказано предположение, что кортизол может сохранять или преувеличивать эффекты катехоламинов, ингибируя их выведение из ПФУ, тем самым изменяя их концентрацию в мозге (20, 29, 33, 46). Хотя только уровни α-амилазы коррелировали с возбуждением страха через 10 минут после воздействия стрессора, возможно, что длительные повышенные реакции кортизола в группе стресса усугубляли влияние этих норадренергических входов в мозг, позволяя их влиянию на функцию ПФК сохраняться даже после обнаруживаемые дифференциальные уровни альфа-амилазы в слюне между рассеиваемыми группами.Следовательно, возможно, что и норадренергическая, и глюкокортикоидная реакции на стресс, а также взаимодействие, которое они оказывают друг на друга в мозге, служат потенциальным механизмом воздействия стресса на когнитивный контроль страха. Тем не менее, более четкое понимание нейронных механизмов, лежащих в основе этого вызванного стрессом нарушения когнитивной регуляции, требует дальнейшего изучения.

Хотя предварительные данные показали, что люди с высокой тревожностью нарушены в регулировании эмоций (47), это исследование уникально тем, что явно манипулирует уровнями стресса у здоровых людей во время задачи когнитивной регуляции эмоций, именно тогда, когда эта способность может быть нарушена.Описанный здесь регуляторный дефицит согласуется с растущим количеством доказательств того, что стресс ухудшает когнитивный контроль и гибкость, предположительно, нарушая функционирование префронтальной коры (20, 21). Это также согласуется с теориями сбоя саморегуляции, в первую очередь с теориями Баумейстера и Хизертона и др. (4, 5), которые описывают возможности саморегуляции как ограниченный ресурс, который может стать слабым и истощенным либо со временем (48), либо под воздействием негативных эмоций (4, 5).Эта влиятельная модель саморегуляции утверждает, что регуляторные возможности зависят от префронтального контроля сверху вниз и могут быть самыми слабыми, когда нарушена ПФК или когда усилены подкорковые области, участвующие в автоматическом эмоциональном ответном поведении (5). Наши результаты согласуются с этой моделью в более широком контексте сбоя саморегуляции и представляют собой уникальную демонстрацию одной из основных причин, по которой такой сбой саморегуляции может быть обычным явлением в повседневной жизни.

Учитывая, что ситуации, требующие таких преднамеренных усилий для контроля эмоций, обычно характеризуются стрессом, настоящие результаты подчеркивают важные ограничения использования когнитивных стратегий для изменения эмоциональных реакций, предполагая, что такие стратегии могут быть в значительной степени неэффективными перед лицом стресса. .

Утверждение контроля над нашими эмоциональными реакциями на последующее изменение поведения представляет значительный интерес для ряда исследовательских областей. Выявленные здесь стрессовые нарушения подчеркивают значительные ограничения в реальном применении когнитивной регуляции в областях обработки вознаграждения (4, 5, 49, 50), принятия решений (51–53), а также изменения межгруппового отношения и предвзятости. (54, 55), все из которых эффективно использовали когнитивную регуляцию для изменения или влияния на поведение в лаборатории.

Тот факт, что методы когнитивной регуляции эмоций становятся неэффективными в условиях стресса, имеет большое значение для эффективности когнитивной регуляции в изменении поведения в повседневной жизни. Важно отметить, что эти результаты дают представление о том, почему стратегии, преподаваемые в клинике, не всегда могут быть обобщены на реальный мир, где воздействие стресса является повсеместным. Альтернативные формы регуляции эмоций, которые в меньшей степени зависят от PFC, могут быть более подходящими для изменения эмоциональных реакций в условиях стресса (6).Кроме того, при более длительной тренировке или практике набор стратегий когнитивной регуляции может стать более легким и привычным, таким образом, меньше полагаясь на нисходящий когнитивный контроль и исполнительное функционирование, которые подвергаются риску из-за стресса (56). Расширение нашего понимания того, как нарушения регуляции эмоций при стрессе могут привести к более эффективным вмешательствам, которые способствуют сопротивлению регуляторным нарушениям, вызванным стрессом, и предлагают лучшие варианты лечения для клинических групп населения.

Методы

Участники.

Участницы не соответствовали критериям участия в исследовании, если они были беременны, имели в прошлом проблемы с сердцем или артериальным давлением или принимали какие-либо антидепрессанты или успокаивающие препараты. Все участники подписали форму согласия, утвержденную Комитетом Нью-Йоркского университета по деятельности с участием людей, и получили компенсацию в размере 30 долларов за свое участие. Участникам было предложено либо два изображения пауков, либо два изображения змей в качестве CS + и CS-.Чтобы убедиться, что участники не испытывают фобии к этим стимулам, они заполнили анкету по змеефобии (SNAQ) и опроснику по поводу фобии пауков (SPQ) (57) в режиме онлайн, прежде чем участвовать в исследовании. Те, кто набрал больше 15 баллов по любому из этих вопросников (диапазон баллов от 0 до 31; более высокий балл указывает на повышенный страх), считались «фобичными» и, таким образом, не имели права участвовать. Это пороговое значение меньше того, которое было определено для людей с фобией (SNAQ: M = 24,44, SD = 2,95; SPQ: M = 23.76; SD = 3,8) (58). Категория стимула с более высоким баллом использовалась для того, чтобы стимулы были эмоционально возбуждающими. Участники, включенные в наш окончательный анализ, имели средний балл по SNAQ и SPQ 8,4 (SD = 6,68) и 6,95 (SD = 5,44), соответственно, оба из которых сопоставимы с показателями здорового населения (57).

Поскольку SCR служили нашим индексом возбуждения страха, участники, которые не смогли показать измеримый электродермальный сигнал на шок (УЗИ) или в> 75% неусиленных испытаний CS +, были классифицированы как неответчики и исключены перед вторым сеансом ( n = 25).Участники, которые не смогли продемонстрировать адекватное дифференциальное кондиционирование (среднее CS +> среднее CS- по крайней мере на 0,1 мкСм) в течение сеанса сбора данных, были классифицированы как не приобретающие навыки и исключены перед вторым сеансом ( n = 44). Этот критерий был необходим, потому что мы не могли оценить регуляцию страха без предварительного подтверждения того, что участники приобрели дифференциальный страх по отношению к CS + и CS-; аналогичные критерии использовались в предыдущих исследованиях обусловливания страха (10, 59). Четыре участника были исключены из-за технических ошибок в программном обеспечении для сбора данных, а двое были исключены из-за несоблюдения экспериментальных инструкций.Кроме того, четыре участника из стрессовой группы не смогли выполнить задачу КП и поэтому были исключены. Два последних участника были исключены из стрессовой группы перед анализом, потому что их исходная концентрация кортизола была больше чем на 3 SD от среднего. Наш окончательный анализ включал в общей сложности 78 здоровых участников (39 женщин) со средним возрастом 23,2 года (SD = 8,18; диапазон = 18–54).

Формирование страха.

Использовалась отсрочка, дискриминационная процедура кондиционирования страха с частичным подкреплением.CS были либо двумя отдельными изображениями змей, либо двумя отдельными изображениями пауков (рис. S5). Присвоение категории CS (например, змеи против пауков) было уравновешено участниками, равно как и присвоение изображений в каждой категории как CS + или CS-. Эти «подготовленные стимулы» использовались, потому что они эмоционально вовлекают, не вызывая страха, что подтверждается SNAQ и SPQ. Использовались два различных псевдослучайных судебных приказа, так что одно и то же судебное разбирательство не проводилось более двух раз подряд; эти судебные приказы также были уравновешены участниками.

Легкий электрический разряд запястья (200 мс) послужил США. Одно изображение (CS +) совпадает с УЗИ в подмножестве испытаний, тогда как другое изображение (CS-) никогда не было сопряжено с шоком (всего 42 испытания; 17 CS +, 17 CS-, 8 пар CS-US). Частичное подкрепление (~ 33%) использовалось для того, чтобы можно было проанализировать не подкрепленные испытания на предмет упреждающего возбуждения страха без загрязнения со стороны США. В каждом испытании CS представляли в течение 4 с, после чего следовали 8–12-секундные интервалы между испытаниями, во время которых крестик фиксации отображался в центре экрана.Участников проинструктировали обратить внимание на взаимосвязь между изображением и шоком, и что эта взаимосвязь будет обсуждена с экспериментатором позже. Этот протокол кондиционирования страха был повторен на 2-й день (фаза регулирования) с инструкциями по использованию CRT с предыдущего дня.

Психофизиологическая стимуляция и оценка.

Легкие электрические разряды (50 импульсов в секунду) подавались через стержневой электрод (Biopac Systems), прикрепленный ремнем на липучке к запястью участников.Лунки для электродов вручную заполняли гелем электролита NaCl для повышения проводимости и присоединяли к импульсному стимулятору прямоугольной формы SD9 (Grass Technologies). Чтобы определить уровень разряда каждого человека, вручную запускались легкие разряды, которые увеличивались с шагом 5 В до тех пор, пока участник не сообщил, что разряды были неудобными, но безболезненными, или пока не было достигнуто 60 В. Нашим индексом возбуждения страха был SCR, анализ возбуждения симпатической нервной системы, который отражает изменения в дискретных интервалах, согласующиеся с характеристикой вегетативного возбуждения, характерной для страха (12, 60).Для регистрации СКВ экранированные электроды Ag-AgCl, заполненные стандартным электролитным гелем NaCl, сначала прикладывались между первой и второй фалангами указательного и среднего пальцев левой руки участника. SCR отбирали с частотой 200 Гц и записывали с помощью модуля сбора данных MP100 (Biopac Systems), подключенного к компьютеру Apple. Необработанные амплитуды SCR преобразовывались в квадратный корень для уменьшения перекоса и впоследствии делились на индивидуальные средние УЗ-ответы для учета индивидуальных различий в реактивности шока (61).Мы оценивали обусловленную реакцию в автономном режиме с помощью программного обеспечения AcqKnowledge (Biopac Systems), анализируя только испытания без подкрепления. Уровень проводимости кожи оценивался в каждом испытании путем измерения максимальной амплитуды отклика формы волны от основания к пику (в микросименсах, мкСм) в интервале 0,5–4,5 с после начала действия стимула. Ответы ниже заданного критерия 0,02 мкСм записывались как ноль. Данные SCR каждого человека были предварительно обработаны с использованием программного обеспечения AcqKnowledge (Biopac Systems) перед анализом с помощью фильтрации нижних частот (частота отсечки 25 Гц) и сглаживания среднего значения с использованием окна с тремя выборками.

Сессия CRT.

Сеанс CRT включал элементы переоценки (1–3) и CBT и, как было показано ранее, постоянно ослабляет условные реакции страха (10) (см. Методы SI и рисунки S6 – S8 для получения подробной информации об этом протоколе). Основная цель сеанса CRT заключалась в том, чтобы проиллюстрировать, как мысли напрямую влияют на эмоциональные реакции. Участники были обучены распознавать эти отношения, а также когнитивные ошибки, которые люди обычно допускают при работе с эмоционально заряженными стимулами или событиями (т.е., катастрофическая). Затем участников проинструктировали переоценить CS + как менее опасный, создав альтернативные, более позитивные способы, которыми они могли бы думать об образе и сеансе кондиционирования страха в целом. После этого тренинга участники повторно оценили интенсивность эмоций, которые ранее были связаны с CS +. Все участники были проинформированы, что они вернутся через 24 часа, чтобы пройти тот же протокол кондиционирования страха, во время которого они должны рассмотреть и попытаться внедрить стратегии, рассмотренные во время сеанса CRT.

Манипуляции со стрессом.

На 2-й день (фаза регулирования) участников случайным образом распределили в стрессовую группу или контрольную группу. Участники стрессовой группы выполняли задание КП, во время которого они погружали правую руку до локтя в ванну с ледяной водой при температуре 0–4 ° C на 3 мин. Задача CP широко используется в лаборатории для моделирования эффектов острого стресса от легкой до умеренной, с которым участники могут столкнуться в повседневной жизни (35–37), и было показано, что она надежно активирует симпатическую нервную систему и возбуждение оси HPA, что измеряется увеличением физиологических показателей. , эндокринный (т.э., кортизол) и субъективные уровни стресса (35–38). Если участник не мог держать руку в воде, эксперимент прекращали ( n = 4; см. участников ). Участники контрольной группы погружали правые руки в воду комнатной температуры на 3 мин. Чтобы оценить субъективные уровни стресса после выполнения задания, все участники оценили, насколько стрессовым они считали стрессовое или контрольное задание по шкале от 1 (без стресса) до 10 (наиболее стрессовый) ( SI Results ).Участники подождали 10 минут после задания ЦП / контроля, прежде чем повторить задание по кондиционированию страха на 2 день, чтобы дать время для повышения уровня кортизола и убедиться, что руки участников в состоянии ЦП не были холодными перед сеансом кондиционирования страха. Уровни шока были перекалиброваны, чтобы участники по-прежнему считали США неудобными, но не болезненными.

Нейроэндокринный анализ.

Уровни кортизола измерялись с помощью мазка из полости рта, который участники помещали под язык на 2 мин.Базовый образец собирали через 10 минут после прибытия участников каждый день, чтобы обеспечить контекстуальную акклиматизацию лаборатории. В день 1 образцы также были собраны непосредственно после сеанса кондиционирования страха и сеанса ЭЛТ. На 2-й день образцы собирали через 10 минут после манипуляции CP / контроль (+10 минут) и непосредственно после сеанса кондиционирования страха (+20 минут). Все образцы немедленно хранили в стерильной пробирке в морозильной камере, установленной на -20 ° C для хранения. Образцы были проанализированы с использованием Salimetrics Testing Services (State College, PA).Образцы доводили до комнатной температуры и центрифугировали при ∼1500 × g в течение 15 мин перед тестированием.

Страх перед самим собой.

Эмоции и рейтинги интенсивности, о которых сообщают пациенты, были собраны на 1-й день после создания условий страха. Чтобы подтвердить, что тренировка по регулированию снижает интенсивность этих эмоций, участники повторяли каждую эмоцию после сеанса ЭЛТ. На второй день, после манипуляции с CP / контролем, все участники заполнили рабочий лист, в котором анализировался сеанс CRT за предыдущий день.Здесь участники снова сообщили и оценили интенсивность трех эмоций, связанных с каждой CS. Затем участники скорректировали любые остаточные эмоции или мысли, связанные со страхом, на более позитивные и адаптивные, которые были сформированы во время сеанса CRT накануне. Эмоции, о которых сообщают пациенты, были разделены на одну из шести основных аффективных категорий (например, страх, отвращение, печаль, гнев, удивление, счастье) или как нейтральные (10). Поскольку нашей целью было изучить, как стресс влияет на регуляцию страха, были проанализированы только эмоции, отнесенные к категории «страх».Доля описанных эмоций, отнесенных к категории страха, использовалась для подтверждения того, что участники находили CS + субъективно пугающими. Оценки интенсивности этих слов, связанных со страхом, были усреднены среди участников и служили оценкой интенсивности субъективного страха.

Анкеты.

Участники заполнили анкеты самоотчета в начале первого дня, которые включали опросник состояния и тревожности (STAI-S, STAI-T) (62), шкалу нетерпимости к неопределенности (IUS) (63), потребность в Шкала закрытия (NFCS) (64), опросник эмоциональной регуляции (ERQ) (65) и шкала катастрофической боли (PCS) (66).На 2 день участники повторили STAI-S, IUS и PCS. Ни один из этих вопросников не выявил каких-либо групповых различий в любой день ( результатов SI ).

Благодарности

Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения R01 AG039283, MH080756 и MH097085 (для E.A.P.) и стипендией Генри М. Маккракена (для C.M.R.).

Ссылки

Регулирование когнитивных эмоций не проходит стресс-тест

Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 10 сентября; 110 (37): 15139–15144.

Психологические и когнитивные науки

Кэндис М. Райо

^a Департамент психологии и

Темидайо А. Оредеру

^b Департамент психологии, Хантер-колледж, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10065;

Лаура Палаццоло

^c Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка, Бруклин, Нью-Йорк, 11203;

Эшли А. Шурик

^д Департамент психологии, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 94305; и

Элизабет А.Phelps

^a Психологический факультет и

^e Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 10003;

^f Emotional Brain Institute, Nathan Kline Institute for Psychiatric Research, Orangeburg, NY, 10962

^a Psychology Department и

^e Center for Neural Science, New York University, New York, NY, 10003;

^b Психологический факультет Хантер-колледжа, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10065;

^c Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка, Бруклин, Нью-Йорк, 11203;

^d Психологический факультет Стэнфордского университета, Стэнфорд, Калифорния, 94305; и

^f Институт эмоционального мозга, Институт психиатрических исследований Натана Клайна, Оранжбург, штат Нью-Йорк, 10962

Под редакцией Брюса С.McEwen, Университет Рокфеллера, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, и утвердил 9 июля 2013 г. (получено на рассмотрение 29 марта 2013 г.)

C.M.R., A.A.S. и E.A.P. спланированное исследование; C.M.R., T.A.O. и L.P. проводили исследования; C.M.R., T.A.O. и L.P. проанализировали данные; и C.M.R. и E.A.P. написал газету.

Дополнительные материалы

Вспомогательная информация

GUID: 50547F76-69D5-4D38-A24E-C5D7848F9856

GUID: BEDA332F-FDDE-4A84-883D-211943CFBD2F

Abstract

Когнитивная регуляция эмоций, как было широко показано в лаборатории, является эффективным способом изменения характера эмоциональных реакций.Однако, несмотря на успех в экспериментальных контекстах, мы часто не можем использовать эти стратегии в повседневной жизни, где стресс является повсеместным. Успешное выполнение когнитивной регуляции зависит от неповрежденного исполнительного функционирования и задействования префронтальной коры, которые быстро нарушаются пагубным воздействием стресса. Поскольку именно в стрессовых условиях мы можем получить наибольшую пользу от таких преднамеренных форм регулирования эмоций, мы проверили эффективность когнитивной регуляции после воздействия стресса.Сначала участники проходили условное обозначение страха, когда они узнали, что один стимул (CS +) предсказал отрицательный результат, а другой — нейтральный результат (CS-). Тренировки по когнитивной регуляции непосредственно следовали за тем, где участников учили регулировать реакции страха на отталкивающий стимул. На следующий день участники подверглись острой индукции стресса или контрольному заданию, прежде чем повторить задание по условию страха, используя эти недавно приобретенные навыки регулирования. Кожная проводимость служила показателем возбуждения страха, а концентрация α-амилазы и кортизола в слюне определялась как нейроэндокринные маркеры стрессовой реакции.Хотя группы не показали различий в возбуждении страха во время начального обучения страху, участники, не подвергавшиеся стрессу, продемонстрировали устойчивое снижение страха после тренировки регулирования, тогда как участники стресса не показали такого снижения. Наши результаты показывают, что стресс заметно ухудшает когнитивную регуляцию эмоций, и подчеркивает критические ограничения этого метода контроля аффективных реакций при стрессе.

Неважно, опаздываем ли мы на встречу, активно спорим с любимым человеком или у нас тяжелый день на работе, контролировать свои эмоции, когда обстоятельства становятся стрессовыми, может оказаться сложной задачей.Хотя обширная работа в лаборатории продемонстрировала, что мы можем когнитивно изменять эмоциональные реакции, чтобы способствовать более адаптивному поведению (1–3), в реальных эмоциональных контекстах нам часто не удается этого сделать. Одной из возможных причин этого сбоя регулирования может быть то, что повсеместное присутствие стресса в повседневной жизни ставит под угрозу нашу способность эффективно регулировать эмоции. Действительно, уже давно предполагается, что отрицательный аффект играет ключевую роль в неспособности осуществлять саморегулирующий контроль над нашими мыслями и поведением (4, 5).Однако до сих пор не исследовалась прямая связь между физиологической реакцией на стресс и когнитивным контролем эмоций. Здесь мы стремились изучить, как на когнитивную регуляцию эмоций влияет индукция острого стресса.

Большой объем работ показал, что реакции на эмоционально значимые стимулы могут гибко изменяться и контролироваться посредством когнитивной регуляции эмоций (для обзора см. Ссылки 1–3 и 6). Ориентируясь на то, что было описано как начальная оценка значимого сигнала или события (7, 8), когнитивная регуляция позволяет человеку изменять релевантность и значение стимула, впоследствии формируя его эмоциональную реакцию (2, 3).Использование когнитивных стратегий для преднамеренного изменения способа оценки стимула, либо путем переосмысления (т. 10, 11) и нервные компоненты (3, 9, 11, 12) эмоционального возбуждения.

Когнитивная регуляция эмоций, однако, как правило, представляет собой сложный и целенаправленный процесс, который зависит от ряда более высоких когнитивных функций, таких как внимание, когнитивная гибкость, мотивация и рабочая память, которые способствуют сохранению информации в режиме онлайн. необходим для преодоления начальных аффективных реакций (2, 3, 13, 14).Эта регуляторная способность имеет решающее значение для психического (15) и физического (16) здоровья, и ее нарушение строго предсказывает уязвимость к целому ряду аффективных расстройств (17, 18). Важно отметить, что принципы, лежащие в основе когнитивной регуляции, также составляют основу когнитивно-поведенческой терапии (КПТ), инструмента, широко используемого в клинике для лечения аффективной психопатологии. Подобно когнитивной регуляции, КПТ основывается на тесной взаимосвязи между мыслями и эмоциями и способствует исправлению иррациональных или искаженных когнитивных оценок, чтобы вызвать более адаптивные эмоциональные реакции (19).Хотя когнитивная регуляция превратилась в высокоэффективный метод управления эмоциональными реакциями, ее успех зависит от наличия когнитивных ресурсов и неизменной исполнительной функции (3–5, 7, 13, 14). Важно отметить, что растущий объем работ показал, что воздействие острого стресса ухудшает многие из этих высших когнитивных процессов (20–22), включая когнитивную гибкость (23, 24), целенаправленное поведение (25), рабочую память (26–30). ) и самоконтроль (5). Считается, что эти быстрые когнитивные эффекты стресса опосредованы нейроэндокринными ответами на острое воздействие стресса, которое влияет на функциональную целостность префронтальной коры (ПФК) (20, 21), которая поддерживает эти процессы (31, 32).Важно отметить, что эффекты острого стресса, по-видимому, преимущественно нацелены на дорсолатеральный ПФК (20, 21, 33, 34), который неизменно считается играющим ключевую роль в успешном выполнении когнитивной регуляции эмоций (3, 6, 12).

Эти данные указывают на важный, но неисследованный парадокс: в стрессовых ситуациях, в которых мы могли бы получить наибольшую пользу от преднамеренных активных форм эмоционального контроля, механизмы, необходимые для поддержки такой когнитивной регуляции, могут быть нарушены.Таким образом, когнитивная регуляция может быть неэффективной при контроле эмоциональных реакций именно тогда, когда такой контроль необходим больше всего. Здесь мы проверяем, влияет ли острый стресс на способность использовать когнитивную регуляцию для уменьшения условных реакций страха. Учитывая повсеместный характер стресса в повседневной жизни, характеристика того, как стресс влияет на нашу способность изменять эмоциональную реакцию, имеет решающее значение для понимания границ, в которых существующие методы регулирования эффективны, и дает представление о вариантах лечения для тех, кто страдает психологическими расстройствами, связанными со стрессом. .

Мы исследовали влияние стресса на когнитивную регуляцию эмоций, используя двухмерный протокол. В день 1 (учебная сессия) участники прошли парадигму кондиционирования страха, используя визуальные подсказки в качестве условных стимулов (CS) и легкий электрический шок запястья в качестве безусловного стимула (US). Реакция проводимости кожи (SCR) служила показателем возбуждения физиологического страха. Одно изображение (CS +) было сопряжено с шоком в подгруппе испытаний, но другое (CS-) никогда не было связано с шоком и служило базовой мерой возбуждения.Непосредственно после создания условий страха участники сообщили о трех эмоциях, которые они связывали с каждой CS, и оценили интенсивность этих эмоций по шкале от 1 (наименее интенсивная) до 10 (наиболее интенсивная). Затем участников обучали использовать стратегию когнитивной регуляции, которая включала элементы переоценки и основывалась на принципах КПТ. Эта стратегия регулирования, как было показано в предыдущей работе, приводит к стойкому ослаблению условного страха по сравнению с устойчивым страхом, наблюдаемым у тех участников, которые прошли контрольную задачу (10) (методы , ).После тренинга по когнитивной регуляции (CRT) участники восстановили интенсивность своих самоотчетных эмоций, и их попросили вернуться на следующий день, чтобы выполнить ту же задачу по кондиционированию страха, используя недавно приобретенные методы регулирования.

На 2 день (тренировочная сессия) участники, которые продемонстрировали адекватное обучение страху накануне (метод , ), были случайным образом распределены в группу стресса или контрольную группу. Важно то, что мы манипулировали уровнями стресса, заставляя участников выполнять либо задание холодного пресса (КП) (35), либо индукцию острого стресса, при которой участники погружали руки в ледяную воду на 3 минуты, либо контрольное задание с использованием комнатной температуры. воды перед повторением сеанса обусловливания страха.Чтобы убедиться, что наши стрессовые манипуляции вызывают активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA), что является признаком острой стрессовой реакции, мы измеряли концентрацию кортизола в слюне участников на протяжении всего эксперимента. Активация оси HPA запускает высвобождение гормонов стресса, пик которого достигается примерно через 10–20 минут после воздействия стрессора (20, 36–39). Таким образом, мы собрали образцы слюны на исходном уровне (непосредственно перед контрольной задачей / КП), снова через 10 минут (после контрольной задачи / контрольной задачи, но перед задачей по условию страха) и, наконец, через 20 минут после контрольной задачи / КП. (сразу после задания по условию страха) (см. схему экспериментального протокола).Высвобождению кортизола предшествует и запускает более ранняя волна катехоламинов (например, норадреналин), которая отражает возбуждение вегетативной нервной системы и быстро высвобождается после стрессора, чтобы облегчить подготовительные реакции на стресс (20, 21, 39). Чтобы измерить этот ответ, мы также проанализировали α-амилазу, фермент слюны, который служит показателем норадренергической активности (40–42) в каждом из этих образцов. Участники сообщили о субъективных уровнях стресса после выполнения КП / контрольного задания по шкале от 1 (наименьший стресс) до 10 (наиболее стрессовый).Самостоятельно сообщаемые эмоции и рейтинги интенсивности были собраны на 2-й день после манипуляции CP / контроля, но до того, как участники повторили задание по условию страха. Мы предположили, что после прохождения CRT нестрессированные участники будут успешно регулировать страх перед CS + на 2-й день (10), тогда как реакции страха у стрессированных участников будут сохраняться.

Хронология экспериментов. Схема экспериментальной процедуры и график нейроэндокринных оценок как для 1-го дня (обучение), так и для 2-го дня (регулирование).

Результаты

Ответы физиологического страха.

Чтобы мы могли измерить влияние стресса на регуляцию страха на следующий день, были включены только участники, которые продемонстрировали доказательство выработки условной реакции страха (CS +> CS- на 0,1 мкСм) (подробные критерии исключения см. В Методиках . ). Чтобы подтвердить, что приобретение страха в день 1 не различается между условиями, мы провели ANOVA с повторными измерениями с использованием внутрисубъектного фактора CS (CS +, CS-) и межсубъектного фактора состояния, используя средние значения SCR из сеанс кондиционирования страха.Как и ожидалось, учитывая наши критерии исключения, мы обнаружили значительный основной эффект CS [ F _{(1, 78)} = 190,20, P <0,000001]. Важно отметить, что не было никакого эффекта состояния и никакого взаимодействия. Независимые тесты t подтвердили, что участники в обеих группах показали более высокие средние значения SCR для CS +, чем CS- [стресс: t ₍₃₅₎ = 9,24, P <0,000001; контроль: т ₍₄₃₎ = 10,24, P <0.0000001] и что реакции страха не различались между группами для CS [CS +: t ₍₇₈₎ = -0,28, P = 0,78; CS-: т ₍₇₈₎ = 0,62 P = 0,54].

Наш основной интерес представлял анализ того, как реакции страха на CS + уменьшались между сессиями для каждого состояния. Мы провели ANOVA с повторными измерениями, используя условие (стресс, контроль) в качестве фактора между субъектом и сессию (день 1, день 2) в качестве фактора внутри субъекта.Мы наблюдали основной эффект сеанса [ F _{(1, 78)} = 8,45, P = 0,005], отсутствие эффекта условия [ F _{(1, 78)} = 1,32, P = 0,25], и значимое взаимодействие условий X сеанса [ F _{(1, 78)} = 4,55, P = 0,03]. Испытания парных образцов t- подтвердили, что контрольная группа показала значительное снижение SCR до CS + через сеансы [ t ₍₄₃₎ = 3,65, P = 0.001], тогда как в группе стресса такого снижения не наблюдалось [ t ₍₃₅₎ = 0,546, P = 0,59]. Среднее значение SCR для CS + не различалось между группами в день 1 [ t ₍₇₈₎ = -0,28, P = 0,78, односторонний]; однако на 2-й день участники, подвергшиеся стрессу, показали значительно более сильную SCR для CS +, чем в контрольной группе, несмотря на то, что обе группы проходили нормативную тренировку [ t ₍₇₈₎ = -1,76, P = 0,04, односторонний] ().Дополнительный анализ нашего базового стимула (CS-) не выявил взаимодействия или групповых различий между сессиями (рис. S1 и результаты SI ).

Условная реакция страха для каждой группы. Средняя SCR для CS + для каждой группы по сеансам. В день 1 группы продемонстрировали эквивалентные уровни SCR. На 2-й день возбуждение страха перед CS + было успешно уменьшено только в контрольной группе; в группе стресса такого снижения не наблюдалось. * P <0,05; ** P <0.01; планки погрешностей обозначают SEM.

Самооценка страха.

Субъективные сообщения об эмоциональных переживаниях также соответствовали нашим физиологическим данным. Мы изучили влияние стресса на самооценку страха, оценив долю эмоций, связанных со страхом, которые участники отнесли к CS + в разных сессиях (методы , ). ANOVA с повторными измерениями условия сеанса X выявил основной эффект сеанса [день 1, день 2; F _{(1, 78)} = 28.53, P = 0,0000002], незначительно значимый основной эффект состояния [стресс, контроль; F _{(1, 78)} = 3,94, P = 0 . 050], и тенденция к взаимодействию [ F _{(1, 78)} = 2,57, P = 0,11]. Запланированные сравнения подтвердили, что доля связанных со страхом слов, присвоенных CS +, была эквивалентной после кондиционирования страха в день 1 [ t ₍₇₈₎ = -0,372, P = 0,71], подтверждая, что обе группы первоначально считали CS + одинаково страшен.На 2-й день, хотя обе группы назвали меньше слов, связанных со страхом, в целом для CS + [ударение: t ₍₃₅₎ = 2,38, P = 0,02; контроль: t ₍₄₃₎ = 5,44, P = 0,00001], участники стресса сообщили о большем количестве эмоций, связанных со страхом для CS +, чем контрольная группа [ t ₍₇₈₎ = −2,57, P = 0,01], что указывает на то, что стресс влиял на самооценку страха в дополнение к физиологическому возбуждению страха ().Стресс-группа не только присвоила CS + значительно больше эмоций, связанных со страхом, на 2-й день, но и средняя оценка интенсивности этих эмоций страха, о которых сообщают сами, также была немного выше (рис. S2 и результаты SI ).

Средняя доля связанных со страхом слов, назначенных CS + в разных сеансах. Группы не различались в день 1 до нормативной тренировки; однако после манипуляции CP / контролем на 2 день стрессовые участники сообщили о более высокой доле слов, связанных со страхом, для CS +, чем участники контрольной группы.Обе группы значительно сократили долю слов, связанных со страхом, сообщаемых во время сеансов. * P <0,05, ** P <0,00001; планки погрешностей обозначают SEM.

Анализ напряжений.

Самостоятельный стресс.

Как и ожидалось, участники стресса оценили задачу КП как значительно более высокий уровень дискомфорта, чем те участники, которые подверглись контрольной манипуляции [ t ₍₇₆₎ = 10,42, P <0,00001, двусторонний] (рис.S3). Чтобы оценить, повлияли ли эти субъективные оценки на большее повышение уровня кортизола после контрольной задачи / КП, мы провели корреляционный анализ между повышением уровня кортизола по сравнению с исходным уровнем и оценками стресса, о которых сообщают сами пациенты. Мы обнаружили положительную корреляцию между повышением уровня кортизола и рейтингов стресса как через 10 минут ( r = 0,43, P = 0,0002), так и через 20 минут ( r = 0,48, P = 0,00001) после КП / контроль. задача. (Рис. S4). Эта взаимосвязь не проявлялась между повышением α-амилазы и рейтингом стресса в любой момент времени (+10 мин: r = 0.13, P = 0,28; +20 мин: r = 0,04, P = 0,68). Не было обнаружено никакой связи между этими рейтингами и последующими реакциями возбуждения страха (т. Е. SCR) ни на CS + ( r = 0,14; P = 0,20), ни на CS- ( r = -0,04, P ). = 0,72).

Нейроэндокринные реакции.

Наши два нейроэндокринных показателя стрессовой реакции включали кортизол, надежный показатель активности оси HPA, и α-амилазу, которая отражает норадренергический ответ.Группы не различались по концентрации α-амилазы или кортизола в день 1 (результаты SI ). На второй день мы изучили, как концентрация кортизола различалась между группами, чтобы подтвердить эффективность наших манипуляций со стрессом. (Любые образцы, содержащие недостаточное количество слюны, не могли быть проанализированы и были исключены из этого анализа.) ANOVA с повторными измерениями с фактором состояния между субъектами (стресс, контроль) и фактором времени внутри субъекта (исходный уровень, +10 мин. , +20 мин) выявил главный эффект времени [ F _{(2, 134)} = 5.16, P = 0,007] и условие [ F _{(1, 67)} = 16,36, P = 0,0001], а также взаимодействие условий X времени [ F _{(2, 134)} = 13,23, P = 0,000005]. Независимые образцы t тесты подтвердили, что уровни кортизола различались между группами в каждый момент времени, измеренный после CP / контрольной задачи [+10 мин: t ₍₆₉₎ = -4,19, P = 0,00008; +20 мин: т ₍₇₂₎ = −4.74, P = 0,00001], но не на исходном уровне. Только группа стресса показала значительно более высокий уровень кортизола по сравнению с исходным уровнем через 10 минут [ t ₍₃₄₎ = -3,69, P = 0,001] и 20 минут [ t ₍₃₄₎ = -3,04, P = 0,005] после стрессора. Участники контрольного состояния не показали изменения уровня кортизола через 10 минут после контрольного задания [ t ₍₃₄₎ = 1,62, P = 0,11] и продемонстрировали значительное снижение уровня кортизола по сравнению с исходным уровнем через 20 минут после выполнения задания [ т ₍₃₇₎ = 5.93, P = 0,0000007] (). Аналогичный анализ с использованием концентраций альфа-амилазы не выявил групповых различий или взаимодействия (результаты SI ).

Средние уровни кортизола на исходном уровне, а также через 10 и 20 минут после контрольной / КП. * P <0,01; ** P <0,001; планки погрешностей обозначают SEM.

Нейроэндокринные реакции и регуляция страха.

Чтобы выяснить, влияет ли повышение уровня глюкокортикоидов на регуляцию страха на 2-й день, мы провели линейную регрессию, используя средний уровень кортизола участников через 10 и 20 минут после задания КП / контроль в качестве независимых переменных и физиологического возбуждения страха у CS + (т.е., SCR) в качестве нашей зависимой переменной. Мы не обнаружили связи между повышением кортизола и реакциями возбуждения страха у участников ни через 10 минут (β = -0,03, P = 0,77), ни через 20 минут (β = 0,09, P = 0,43) после манипуляции CP / контроля. .

Затем мы исследовали, связаны ли уровни α-амилазы, указывающие на норадренергическую активность, с реакциями регуляции страха у участников, используя средний уровень α-амилазы участников после манипуляции CP / контроль. Поскольку для α-амилазы характерно быстрое начало и она проявляет эффекты быстрее, чем кортизол (36–38), мы предположили, что только образцы α-амилазы, взятые через 10 минут после контрольной задачи / CP (но не через 20 минут), потенциально могут влияют на возбуждение страха.Мы провели линейную регрессию, используя средний уровень α-амилазы участников как через 10, так и через 20 минут после задания CP / контроль по среднему SCR во время сеанса регулирования. Уровни α-амилазы, оцененные через 10 минут после контрольного задания, предсказывали реакции возбуждения страха у участников (β = 0,25, P = 0,03) (). Однако для уровней α-амилазы через 20 минут после задания CP / контроль эта корреляция была только тенденцией (β = 0,17, P = 0,13).

α-Амилаза предсказывает регулируемое возбуждение страха.Средняя реакция возбуждения страха на CS + во время сеанса регуляции как функция уровней α-амилазы через 10 минут после манипуляции с CP / контролем.

Обсуждение

Эти результаты предполагают, что острый стресс ухудшает способность задействовать когнитивную регуляцию для управления реакциями страха на отталкивающие сигналы. Хотя обе группы прошли CRT после первоначального приобретения страха, только группа без стресса смогла успешно использовать эти методы регулирования, чтобы уменьшить возбуждение страха в последующем тесте.Напротив, реакции страха в группе стресса были сопоставимы с реакциями во время первоначального приобретения страха перед тренировкой по регулированию.

Хотя наши данные не могут говорить о точных нейронных механизмах, лежащих в основе этих нарушений регуляции страха, мы можем воспользоваться нашим пониманием нейробиологии стрессовой реакции, чтобы предположить, почему эти эффекты могут возникать. Регулируемые реакции страха на 2-й день коррелировали с α-амилазой слюны, маркером норадренергической активности.Это открытие предполагает, что ранние катехоламиновые реакции, вызванные возбуждением симпатической нервной системы, могут быть одним из механизмов, посредством которого когнитивный контроль над реакциями страха нарушается. Это открытие согласуется с работой как на животных (20, 21, 29), так и на людях (23, 27, 29, 30, 33, 43), показывающей, что повышенные уровни норадреналина во время стресса приводят к быстрым изменениям в исполнительном функционировании и ухудшают ПФК. Действительно, недавнее фармакологическое исследование, проведенное на людях, показало, что экзогенное введение норадренергического антагониста снижает нервную реакцию и взаимосвязь, связанные со стрессом, тогда как антагонист кортизола не оказывает такого эффекта (35).Этот результат также согласуется с клиническими исследованиями, показывающими успешное лечение симптомов посттравматического стрессового расстройства после введения празозина, который блокирует активность α-1-адренорецепторов, усиливая префронтальное функционирование и подавляя активность миндалины (44, 45).

Мы не наблюдали подобной корреляции между кортизолом и реакциями страха во время регуляции. Повышение уровня кортизола, которое мы демонстрируем, указывает на активность оси HPA и, как широко известно, способствует восстановлению организма от стрессора, но кортизол также может влиять на префронтальную функцию, усиливая более раннее высвобождение катехоламинов (20, 29, 46).Было высказано предположение, что кортизол может сохранять или преувеличивать эффекты катехоламинов, ингибируя их выведение из ПФУ, тем самым изменяя их концентрацию в мозге (20, 29, 33, 46). Хотя только уровни α-амилазы коррелировали с возбуждением страха через 10 минут после воздействия стрессора, возможно, что длительные повышенные реакции кортизола в группе стресса усугубляли влияние этих норадренергических входов в мозг, позволяя их влиянию на функцию ПФК сохраняться даже после обнаруживаемые дифференциальные уровни альфа-амилазы в слюне между рассеиваемыми группами.Следовательно, возможно, что и норадренергическая, и глюкокортикоидная реакции на стресс, а также взаимодействие, которое они оказывают друг на друга в мозге, служат потенциальным механизмом воздействия стресса на когнитивный контроль страха. Тем не менее, более четкое понимание нейронных механизмов, лежащих в основе этого вызванного стрессом нарушения когнитивной регуляции, требует дальнейшего изучения.

Хотя предварительные данные показали, что люди с высокой тревожностью нарушены в регулировании эмоций (47), это исследование уникально тем, что явно манипулирует уровнями стресса у здоровых людей во время задачи когнитивной регуляции эмоций, именно тогда, когда эта способность может быть нарушена.Описанный здесь регуляторный дефицит согласуется с растущим количеством доказательств того, что стресс ухудшает когнитивный контроль и гибкость, предположительно, нарушая функционирование префронтальной коры (20, 21). Это также согласуется с теориями сбоя саморегуляции, в первую очередь с теориями Баумейстера и Хизертона и др. (4, 5), которые описывают возможности саморегуляции как ограниченный ресурс, который может стать слабым и истощенным либо со временем (48), либо под воздействием негативных эмоций (4, 5).Эта влиятельная модель саморегуляции утверждает, что регуляторные возможности зависят от префронтального контроля сверху вниз и могут быть самыми слабыми, когда нарушена ПФК или когда усилены подкорковые области, участвующие в автоматическом эмоциональном ответном поведении (5). Наши результаты согласуются с этой моделью в более широком контексте сбоя саморегуляции и представляют собой уникальную демонстрацию одной из основных причин, по которой такой сбой саморегуляции может быть обычным явлением в повседневной жизни.

Учитывая, что ситуации, требующие таких преднамеренных усилий для контроля эмоций, обычно характеризуются стрессом, настоящие результаты подчеркивают важные ограничения использования когнитивных стратегий для изменения эмоциональных реакций, предполагая, что такие стратегии могут быть в значительной степени неэффективными перед лицом стресса. .

Утверждение контроля над нашими эмоциональными реакциями на последующее изменение поведения представляет значительный интерес для ряда исследовательских областей. Выявленные здесь стрессовые нарушения подчеркивают значительные ограничения в реальном применении когнитивной регуляции в областях обработки вознаграждения (4, 5, 49, 50), принятия решений (51–53), а также изменения межгруппового отношения и предвзятости. (54, 55), все из которых эффективно использовали когнитивную регуляцию для изменения или влияния на поведение в лаборатории.

Тот факт, что методы когнитивной регуляции эмоций становятся неэффективными в условиях стресса, имеет большое значение для эффективности когнитивной регуляции в изменении поведения в повседневной жизни. Важно отметить, что эти результаты дают представление о том, почему стратегии, преподаваемые в клинике, не всегда могут быть обобщены на реальный мир, где воздействие стресса является повсеместным. Альтернативные формы регуляции эмоций, которые в меньшей степени зависят от PFC, могут быть более подходящими для изменения эмоциональных реакций в условиях стресса (6).Кроме того, при более длительной тренировке или практике набор стратегий когнитивной регуляции может стать более легким и привычным, таким образом, меньше полагаясь на нисходящий когнитивный контроль и исполнительное функционирование, которые подвергаются риску из-за стресса (56). Расширение нашего понимания того, как нарушения регуляции эмоций при стрессе могут привести к более эффективным вмешательствам, которые способствуют сопротивлению регуляторным нарушениям, вызванным стрессом, и предлагают лучшие варианты лечения для клинических групп населения.

Методы

Участники.

Участницы не соответствовали критериям участия в исследовании, если они были беременны, имели в прошлом проблемы с сердцем или артериальным давлением или принимали какие-либо антидепрессанты или успокаивающие препараты. Все участники подписали форму согласия, утвержденную Комитетом Нью-Йоркского университета по деятельности с участием людей, и получили компенсацию в размере 30 долларов за свое участие. Участникам было предложено либо два изображения пауков, либо два изображения змей в качестве CS + и CS-.Чтобы убедиться, что участники не испытывают фобии к этим стимулам, они заполнили анкету по змеефобии (SNAQ) и опроснику по поводу фобии пауков (SPQ) (57) в режиме онлайн, прежде чем участвовать в исследовании. Те, кто набрал больше 15 баллов по любому из этих вопросников (диапазон баллов от 0 до 31; более высокий балл указывает на повышенный страх), считались «фобичными» и, таким образом, не имели права участвовать. Это пороговое значение меньше того, которое было определено для людей с фобией (SNAQ: M = 24,44, SD = 2,95; SPQ: M = 23.76; SD = 3,8) (58). Категория стимула с более высоким баллом использовалась для того, чтобы стимулы были эмоционально возбуждающими. Участники, включенные в наш окончательный анализ, имели средний балл по SNAQ и SPQ 8,4 (SD = 6,68) и 6,95 (SD = 5,44), соответственно, оба из которых сопоставимы с показателями здорового населения (57).

Поскольку SCR служили нашим индексом возбуждения страха, участники, которые не смогли показать измеримый электродермальный сигнал на шок (УЗИ) или в> 75% неусиленных испытаний CS +, были классифицированы как неответчики и исключены перед вторым сеансом ( n = 25).Участники, которые не смогли продемонстрировать адекватное дифференциальное кондиционирование (среднее CS +> среднее CS- по крайней мере на 0,1 мкСм) в течение сеанса сбора данных, были классифицированы как не приобретающие навыки и исключены перед вторым сеансом ( n = 44). Этот критерий был необходим, потому что мы не могли оценить регуляцию страха без предварительного подтверждения того, что участники приобрели дифференциальный страх по отношению к CS + и CS-; аналогичные критерии использовались в предыдущих исследованиях обусловливания страха (10, 59). Четыре участника были исключены из-за технических ошибок в программном обеспечении для сбора данных, а двое были исключены из-за несоблюдения экспериментальных инструкций.Кроме того, четыре участника из стрессовой группы не смогли выполнить задачу КП и поэтому были исключены. Два последних участника были исключены из стрессовой группы перед анализом, потому что их исходная концентрация кортизола была больше чем на 3 SD от среднего. Наш окончательный анализ включал в общей сложности 78 здоровых участников (39 женщин) со средним возрастом 23,2 года (SD = 8,18; диапазон = 18–54).

Формирование страха.

Использовалась отсрочка, дискриминационная процедура кондиционирования страха с частичным подкреплением.CS были либо двумя отдельными изображениями змей, либо двумя отдельными изображениями пауков (рис. S5). Присвоение категории CS (например, змеи против пауков) было уравновешено участниками, равно как и присвоение изображений в каждой категории как CS + или CS-. Эти «подготовленные стимулы» использовались, потому что они эмоционально вовлекают, не вызывая страха, что подтверждается SNAQ и SPQ. Использовались два различных псевдослучайных судебных приказа, так что одно и то же судебное разбирательство не проводилось более двух раз подряд; эти судебные приказы также были уравновешены участниками.

Легкий электрический разряд запястья (200 мс) послужил США. Одно изображение (CS +) совпадает с УЗИ в подмножестве испытаний, тогда как другое изображение (CS-) никогда не было сопряжено с шоком (всего 42 испытания; 17 CS +, 17 CS-, 8 пар CS-US). Частичное подкрепление (~ 33%) использовалось для того, чтобы можно было проанализировать не подкрепленные испытания на предмет упреждающего возбуждения страха без загрязнения со стороны США. В каждом испытании CS представляли в течение 4 с, после чего следовали 8–12-секундные интервалы между испытаниями, во время которых крестик фиксации отображался в центре экрана.Участников проинструктировали обратить внимание на взаимосвязь между изображением и шоком, и что эта взаимосвязь будет обсуждена с экспериментатором позже. Этот протокол кондиционирования страха был повторен на 2-й день (фаза регулирования) с инструкциями по использованию CRT с предыдущего дня.

Психофизиологическая стимуляция и оценка.

Легкие электрические разряды (50 импульсов в секунду) подавались через стержневой электрод (Biopac Systems), прикрепленный ремнем на липучке к запястью участников.Лунки для электродов вручную заполняли гелем электролита NaCl для повышения проводимости и присоединяли к импульсному стимулятору прямоугольной формы SD9 (Grass Technologies). Чтобы определить уровень разряда каждого человека, вручную запускались легкие разряды, которые увеличивались с шагом 5 В до тех пор, пока участник не сообщил, что разряды были неудобными, но безболезненными, или пока не было достигнуто 60 В. Нашим индексом возбуждения страха был SCR, анализ возбуждения симпатической нервной системы, который отражает изменения в дискретных интервалах, согласующиеся с характеристикой вегетативного возбуждения, характерной для страха (12, 60).Для регистрации СКВ экранированные электроды Ag-AgCl, заполненные стандартным электролитным гелем NaCl, сначала прикладывались между первой и второй фалангами указательного и среднего пальцев левой руки участника. SCR отбирали с частотой 200 Гц и записывали с помощью модуля сбора данных MP100 (Biopac Systems), подключенного к компьютеру Apple. Необработанные амплитуды SCR преобразовывались в квадратный корень для уменьшения перекоса и впоследствии делились на индивидуальные средние УЗ-ответы для учета индивидуальных различий в реактивности шока (61).Мы оценивали обусловленную реакцию в автономном режиме с помощью программного обеспечения AcqKnowledge (Biopac Systems), анализируя только испытания без подкрепления. Уровень проводимости кожи оценивался в каждом испытании путем измерения максимальной амплитуды отклика формы волны от основания к пику (в микросименсах, мкСм) в интервале 0,5–4,5 с после начала действия стимула. Ответы ниже заданного критерия 0,02 мкСм записывались как ноль. Данные SCR каждого человека были предварительно обработаны с использованием программного обеспечения AcqKnowledge (Biopac Systems) перед анализом с помощью фильтрации нижних частот (частота отсечки 25 Гц) и сглаживания среднего значения с использованием окна с тремя выборками.

Сессия CRT.

Сеанс CRT включал элементы переоценки (1–3) и CBT и, как было показано ранее, постоянно ослабляет условные реакции страха (10) (см. Методы SI и рисунки S6 – S8 для получения подробной информации об этом протоколе). Основная цель сеанса CRT заключалась в том, чтобы проиллюстрировать, как мысли напрямую влияют на эмоциональные реакции. Участники были обучены распознавать эти отношения, а также когнитивные ошибки, которые люди обычно допускают при работе с эмоционально заряженными стимулами или событиями (т.е., катастрофическая). Затем участников проинструктировали переоценить CS + как менее опасный, создав альтернативные, более позитивные способы, которыми они могли бы думать об образе и сеансе кондиционирования страха в целом. После этого тренинга участники повторно оценили интенсивность эмоций, которые ранее были связаны с CS +. Все участники были проинформированы, что они вернутся через 24 часа, чтобы пройти тот же протокол кондиционирования страха, во время которого они должны рассмотреть и попытаться внедрить стратегии, рассмотренные во время сеанса CRT.

Манипуляции со стрессом.

На 2-й день (фаза регулирования) участников случайным образом распределили в стрессовую группу или контрольную группу. Участники стрессовой группы выполняли задание КП, во время которого они погружали правую руку до локтя в ванну с ледяной водой при температуре 0–4 ° C на 3 мин. Задача CP широко используется в лаборатории для моделирования эффектов острого стресса от легкой до умеренной, с которым участники могут столкнуться в повседневной жизни (35–37), и было показано, что она надежно активирует симпатическую нервную систему и возбуждение оси HPA, что измеряется увеличением физиологических показателей. , эндокринный (т.э., кортизол) и субъективные уровни стресса (35–38). Если участник не мог держать руку в воде, эксперимент прекращали ( n = 4; см. участников ). Участники контрольной группы погружали правые руки в воду комнатной температуры на 3 мин. Чтобы оценить субъективные уровни стресса после выполнения задания, все участники оценили, насколько стрессовым они считали стрессовое или контрольное задание по шкале от 1 (без стресса) до 10 (наиболее стрессовый) ( SI Results ).Участники подождали 10 минут после задания ЦП / контроля, прежде чем повторить задание по кондиционированию страха на 2 день, чтобы дать время для повышения уровня кортизола и убедиться, что руки участников в состоянии ЦП не были холодными перед сеансом кондиционирования страха. Уровни шока были перекалиброваны, чтобы участники по-прежнему считали США неудобными, но не болезненными.

Нейроэндокринный анализ.

Уровни кортизола измерялись с помощью мазка из полости рта, который участники помещали под язык на 2 мин.Базовый образец собирали через 10 минут после прибытия участников каждый день, чтобы обеспечить контекстуальную акклиматизацию лаборатории. В день 1 образцы также были собраны непосредственно после сеанса кондиционирования страха и сеанса ЭЛТ. На 2-й день образцы собирали через 10 минут после манипуляции CP / контроль (+10 минут) и непосредственно после сеанса кондиционирования страха (+20 минут). Все образцы немедленно хранили в стерильной пробирке в морозильной камере, установленной на -20 ° C для хранения. Образцы были проанализированы с использованием Salimetrics Testing Services (State College, PA).Образцы доводили до комнатной температуры и центрифугировали при ∼1500 × g в течение 15 мин перед тестированием.

Страх перед самим собой.

Эмоции и рейтинги интенсивности, о которых сообщают пациенты, были собраны на 1-й день после создания условий страха. Чтобы подтвердить, что тренировка по регулированию снижает интенсивность этих эмоций, участники повторяли каждую эмоцию после сеанса ЭЛТ. На второй день, после манипуляции с CP / контролем, все участники заполнили рабочий лист, в котором анализировался сеанс CRT за предыдущий день.Здесь участники снова сообщили и оценили интенсивность трех эмоций, связанных с каждой CS. Затем участники скорректировали любые остаточные эмоции или мысли, связанные со страхом, на более позитивные и адаптивные, которые были сформированы во время сеанса CRT накануне. Эмоции, о которых сообщают пациенты, были разделены на одну из шести основных аффективных категорий (например, страх, отвращение, печаль, гнев, удивление, счастье) или как нейтральные (10). Поскольку нашей целью было изучить, как стресс влияет на регуляцию страха, были проанализированы только эмоции, отнесенные к категории «страх».Доля описанных эмоций, отнесенных к категории страха, использовалась для подтверждения того, что участники находили CS + субъективно пугающими. Оценки интенсивности этих слов, связанных со страхом, были усреднены среди участников и служили оценкой интенсивности субъективного страха.

Анкеты.

Участники заполнили анкеты самоотчета в начале первого дня, которые включали опросник состояния и тревожности (STAI-S, STAI-T) (62), шкалу нетерпимости к неопределенности (IUS) (63), потребность в Шкала закрытия (NFCS) (64), опросник эмоциональной регуляции (ERQ) (65) и шкала катастрофической боли (PCS) (66).На 2 день участники повторили STAI-S, IUS и PCS. Ни один из этих вопросников не выявил каких-либо групповых различий в любой день ( результатов SI ).

Благодарности

Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения R01 AG039283, MH080756 и MH097085 (для E.A.P.) и стипендией Генри М. Маккракена (для C.M.R.).

Ссылки

Регулирование когнитивных эмоций не проходит стресс-тест

Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 10 сентября; 110 (37): 15139–15144.

Психологические и когнитивные науки

Кэндис М. Райо

^a Департамент психологии и

Темидайо А. Оредеру

^b Департамент психологии, Хантер-колледж, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10065;

Лаура Палаццоло

^c Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка, Бруклин, Нью-Йорк, 11203;

Эшли А. Шурик

^д Департамент психологии, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 94305; и

Элизабет А.Phelps

^a Психологический факультет и

^e Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 10003;

^f Emotional Brain Institute, Nathan Kline Institute for Psychiatric Research, Orangeburg, NY, 10962

^a Psychology Department и

^e Center for Neural Science, New York University, New York, NY, 10003;

^b Психологический факультет Хантер-колледжа, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10065;

^c Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка, Бруклин, Нью-Йорк, 11203;

^d Психологический факультет Стэнфордского университета, Стэнфорд, Калифорния, 94305; и

^f Институт эмоционального мозга, Институт психиатрических исследований Натана Клайна, Оранжбург, штат Нью-Йорк, 10962

Под редакцией Брюса С.McEwen, Университет Рокфеллера, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, и утвердил 9 июля 2013 г. (получено на рассмотрение 29 марта 2013 г.)

C.M.R., A.A.S. и E.A.P. спланированное исследование; C.M.R., T.A.O. и L.P. проводили исследования; C.M.R., T.A.O. и L.P. проанализировали данные; и C.M.R. и E.A.P. написал газету.

Дополнительные материалы

Вспомогательная информация

GUID: 50547F76-69D5-4D38-A24E-C5D7848F9856

GUID: BEDA332F-FDDE-4A84-883D-211943CFBD2F

Abstract

Когнитивная регуляция эмоций, как было широко показано в лаборатории, является эффективным способом изменения характера эмоциональных реакций.Однако, несмотря на успех в экспериментальных контекстах, мы часто не можем использовать эти стратегии в повседневной жизни, где стресс является повсеместным. Успешное выполнение когнитивной регуляции зависит от неповрежденного исполнительного функционирования и задействования префронтальной коры, которые быстро нарушаются пагубным воздействием стресса. Поскольку именно в стрессовых условиях мы можем получить наибольшую пользу от таких преднамеренных форм регулирования эмоций, мы проверили эффективность когнитивной регуляции после воздействия стресса.Сначала участники проходили условное обозначение страха, когда они узнали, что один стимул (CS +) предсказал отрицательный результат, а другой — нейтральный результат (CS-). Тренировки по когнитивной регуляции непосредственно следовали за тем, где участников учили регулировать реакции страха на отталкивающий стимул. На следующий день участники подверглись острой индукции стресса или контрольному заданию, прежде чем повторить задание по условию страха, используя эти недавно приобретенные навыки регулирования. Кожная проводимость служила показателем возбуждения страха, а концентрация α-амилазы и кортизола в слюне определялась как нейроэндокринные маркеры стрессовой реакции.Хотя группы не показали различий в возбуждении страха во время начального обучения страху, участники, не подвергавшиеся стрессу, продемонстрировали устойчивое снижение страха после тренировки регулирования, тогда как участники стресса не показали такого снижения. Наши результаты показывают, что стресс заметно ухудшает когнитивную регуляцию эмоций, и подчеркивает критические ограничения этого метода контроля аффективных реакций при стрессе.

Неважно, опаздываем ли мы на встречу, активно спорим с любимым человеком или у нас тяжелый день на работе, контролировать свои эмоции, когда обстоятельства становятся стрессовыми, может оказаться сложной задачей.Хотя обширная работа в лаборатории продемонстрировала, что мы можем когнитивно изменять эмоциональные реакции, чтобы способствовать более адаптивному поведению (1–3), в реальных эмоциональных контекстах нам часто не удается этого сделать. Одной из возможных причин этого сбоя регулирования может быть то, что повсеместное присутствие стресса в повседневной жизни ставит под угрозу нашу способность эффективно регулировать эмоции. Действительно, уже давно предполагается, что отрицательный аффект играет ключевую роль в неспособности осуществлять саморегулирующий контроль над нашими мыслями и поведением (4, 5).Однако до сих пор не исследовалась прямая связь между физиологической реакцией на стресс и когнитивным контролем эмоций. Здесь мы стремились изучить, как на когнитивную регуляцию эмоций влияет индукция острого стресса.

Большой объем работ показал, что реакции на эмоционально значимые стимулы могут гибко изменяться и контролироваться посредством когнитивной регуляции эмоций (для обзора см. Ссылки 1–3 и 6). Ориентируясь на то, что было описано как начальная оценка значимого сигнала или события (7, 8), когнитивная регуляция позволяет человеку изменять релевантность и значение стимула, впоследствии формируя его эмоциональную реакцию (2, 3).Использование когнитивных стратегий для преднамеренного изменения способа оценки стимула, либо путем переосмысления (т. 10, 11) и нервные компоненты (3, 9, 11, 12) эмоционального возбуждения.

Когнитивная регуляция эмоций, однако, как правило, представляет собой сложный и целенаправленный процесс, который зависит от ряда более высоких когнитивных функций, таких как внимание, когнитивная гибкость, мотивация и рабочая память, которые способствуют сохранению информации в режиме онлайн. необходим для преодоления начальных аффективных реакций (2, 3, 13, 14).Эта регуляторная способность имеет решающее значение для психического (15) и физического (16) здоровья, и ее нарушение строго предсказывает уязвимость к целому ряду аффективных расстройств (17, 18). Важно отметить, что принципы, лежащие в основе когнитивной регуляции, также составляют основу когнитивно-поведенческой терапии (КПТ), инструмента, широко используемого в клинике для лечения аффективной психопатологии. Подобно когнитивной регуляции, КПТ основывается на тесной взаимосвязи между мыслями и эмоциями и способствует исправлению иррациональных или искаженных когнитивных оценок, чтобы вызвать более адаптивные эмоциональные реакции (19).Хотя когнитивная регуляция превратилась в высокоэффективный метод управления эмоциональными реакциями, ее успех зависит от наличия когнитивных ресурсов и неизменной исполнительной функции (3–5, 7, 13, 14). Важно отметить, что растущий объем работ показал, что воздействие острого стресса ухудшает многие из этих высших когнитивных процессов (20–22), включая когнитивную гибкость (23, 24), целенаправленное поведение (25), рабочую память (26–30). ) и самоконтроль (5). Считается, что эти быстрые когнитивные эффекты стресса опосредованы нейроэндокринными ответами на острое воздействие стресса, которое влияет на функциональную целостность префронтальной коры (ПФК) (20, 21), которая поддерживает эти процессы (31, 32).Важно отметить, что эффекты острого стресса, по-видимому, преимущественно нацелены на дорсолатеральный ПФК (20, 21, 33, 34), который неизменно считается играющим ключевую роль в успешном выполнении когнитивной регуляции эмоций (3, 6, 12).

Эти данные указывают на важный, но неисследованный парадокс: в стрессовых ситуациях, в которых мы могли бы получить наибольшую пользу от преднамеренных активных форм эмоционального контроля, механизмы, необходимые для поддержки такой когнитивной регуляции, могут быть нарушены.Таким образом, когнитивная регуляция может быть неэффективной при контроле эмоциональных реакций именно тогда, когда такой контроль необходим больше всего. Здесь мы проверяем, влияет ли острый стресс на способность использовать когнитивную регуляцию для уменьшения условных реакций страха. Учитывая повсеместный характер стресса в повседневной жизни, характеристика того, как стресс влияет на нашу способность изменять эмоциональную реакцию, имеет решающее значение для понимания границ, в которых существующие методы регулирования эффективны, и дает представление о вариантах лечения для тех, кто страдает психологическими расстройствами, связанными со стрессом. .

Мы исследовали влияние стресса на когнитивную регуляцию эмоций, используя двухмерный протокол. В день 1 (учебная сессия) участники прошли парадигму кондиционирования страха, используя визуальные подсказки в качестве условных стимулов (CS) и легкий электрический шок запястья в качестве безусловного стимула (US). Реакция проводимости кожи (SCR) служила показателем возбуждения физиологического страха. Одно изображение (CS +) было сопряжено с шоком в подгруппе испытаний, но другое (CS-) никогда не было связано с шоком и служило базовой мерой возбуждения.Непосредственно после создания условий страха участники сообщили о трех эмоциях, которые они связывали с каждой CS, и оценили интенсивность этих эмоций по шкале от 1 (наименее интенсивная) до 10 (наиболее интенсивная). Затем участников обучали использовать стратегию когнитивной регуляции, которая включала элементы переоценки и основывалась на принципах КПТ. Эта стратегия регулирования, как было показано в предыдущей работе, приводит к стойкому ослаблению условного страха по сравнению с устойчивым страхом, наблюдаемым у тех участников, которые прошли контрольную задачу (10) (методы , ).После тренинга по когнитивной регуляции (CRT) участники восстановили интенсивность своих самоотчетных эмоций, и их попросили вернуться на следующий день, чтобы выполнить ту же задачу по кондиционированию страха, используя недавно приобретенные методы регулирования.

На 2 день (тренировочная сессия) участники, которые продемонстрировали адекватное обучение страху накануне (метод , ), были случайным образом распределены в группу стресса или контрольную группу. Важно то, что мы манипулировали уровнями стресса, заставляя участников выполнять либо задание холодного пресса (КП) (35), либо индукцию острого стресса, при которой участники погружали руки в ледяную воду на 3 минуты, либо контрольное задание с использованием комнатной температуры. воды перед повторением сеанса обусловливания страха.Чтобы убедиться, что наши стрессовые манипуляции вызывают активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA), что является признаком острой стрессовой реакции, мы измеряли концентрацию кортизола в слюне участников на протяжении всего эксперимента. Активация оси HPA запускает высвобождение гормонов стресса, пик которого достигается примерно через 10–20 минут после воздействия стрессора (20, 36–39). Таким образом, мы собрали образцы слюны на исходном уровне (непосредственно перед контрольной задачей / КП), снова через 10 минут (после контрольной задачи / контрольной задачи, но перед задачей по условию страха) и, наконец, через 20 минут после контрольной задачи / КП. (сразу после задания по условию страха) (см. схему экспериментального протокола).Высвобождению кортизола предшествует и запускает более ранняя волна катехоламинов (например, норадреналин), которая отражает возбуждение вегетативной нервной системы и быстро высвобождается после стрессора, чтобы облегчить подготовительные реакции на стресс (20, 21, 39). Чтобы измерить этот ответ, мы также проанализировали α-амилазу, фермент слюны, который служит показателем норадренергической активности (40–42) в каждом из этих образцов. Участники сообщили о субъективных уровнях стресса после выполнения КП / контрольного задания по шкале от 1 (наименьший стресс) до 10 (наиболее стрессовый).Самостоятельно сообщаемые эмоции и рейтинги интенсивности были собраны на 2-й день после манипуляции CP / контроля, но до того, как участники повторили задание по условию страха. Мы предположили, что после прохождения CRT нестрессированные участники будут успешно регулировать страх перед CS + на 2-й день (10), тогда как реакции страха у стрессированных участников будут сохраняться.

Хронология экспериментов. Схема экспериментальной процедуры и график нейроэндокринных оценок как для 1-го дня (обучение), так и для 2-го дня (регулирование).

Результаты

Ответы физиологического страха.

Чтобы мы могли измерить влияние стресса на регуляцию страха на следующий день, были включены только участники, которые продемонстрировали доказательство выработки условной реакции страха (CS +> CS- на 0,1 мкСм) (подробные критерии исключения см. В Методиках . ). Чтобы подтвердить, что приобретение страха в день 1 не различается между условиями, мы провели ANOVA с повторными измерениями с использованием внутрисубъектного фактора CS (CS +, CS-) и межсубъектного фактора состояния, используя средние значения SCR из сеанс кондиционирования страха.Как и ожидалось, учитывая наши критерии исключения, мы обнаружили значительный основной эффект CS [ F _{(1, 78)} = 190,20, P <0,000001]. Важно отметить, что не было никакого эффекта состояния и никакого взаимодействия. Независимые тесты t подтвердили, что участники в обеих группах показали более высокие средние значения SCR для CS +, чем CS- [стресс: t ₍₃₅₎ = 9,24, P <0,000001; контроль: т ₍₄₃₎ = 10,24, P <0.0000001] и что реакции страха не различались между группами для CS [CS +: t ₍₇₈₎ = -0,28, P = 0,78; CS-: т ₍₇₈₎ = 0,62 P = 0,54].

Наш основной интерес представлял анализ того, как реакции страха на CS + уменьшались между сессиями для каждого состояния. Мы провели ANOVA с повторными измерениями, используя условие (стресс, контроль) в качестве фактора между субъектом и сессию (день 1, день 2) в качестве фактора внутри субъекта.Мы наблюдали основной эффект сеанса [ F _{(1, 78)} = 8,45, P = 0,005], отсутствие эффекта условия [ F _{(1, 78)} = 1,32, P = 0,25], и значимое взаимодействие условий X сеанса [ F _{(1, 78)} = 4,55, P = 0,03]. Испытания парных образцов t- подтвердили, что контрольная группа показала значительное снижение SCR до CS + через сеансы [ t ₍₄₃₎ = 3,65, P = 0.001], тогда как в группе стресса такого снижения не наблюдалось [ t ₍₃₅₎ = 0,546, P = 0,59]. Среднее значение SCR для CS + не различалось между группами в день 1 [ t ₍₇₈₎ = -0,28, P = 0,78, односторонний]; однако на 2-й день участники, подвергшиеся стрессу, показали значительно более сильную SCR для CS +, чем в контрольной группе, несмотря на то, что обе группы проходили нормативную тренировку [ t ₍₇₈₎ = -1,76, P = 0,04, односторонний] ().Дополнительный анализ нашего базового стимула (CS-) не выявил взаимодействия или групповых различий между сессиями (рис. S1 и результаты SI ).

Условная реакция страха для каждой группы. Средняя SCR для CS + для каждой группы по сеансам. В день 1 группы продемонстрировали эквивалентные уровни SCR. На 2-й день возбуждение страха перед CS + было успешно уменьшено только в контрольной группе; в группе стресса такого снижения не наблюдалось. * P <0,05; ** P <0.01; планки погрешностей обозначают SEM.

Самооценка страха.

Субъективные сообщения об эмоциональных переживаниях также соответствовали нашим физиологическим данным. Мы изучили влияние стресса на самооценку страха, оценив долю эмоций, связанных со страхом, которые участники отнесли к CS + в разных сессиях (методы , ). ANOVA с повторными измерениями условия сеанса X выявил основной эффект сеанса [день 1, день 2; F _{(1, 78)} = 28.53, P = 0,0000002], незначительно значимый основной эффект состояния [стресс, контроль; F _{(1, 78)} = 3,94, P = 0 . 050], и тенденция к взаимодействию [ F _{(1, 78)} = 2,57, P = 0,11]. Запланированные сравнения подтвердили, что доля связанных со страхом слов, присвоенных CS +, была эквивалентной после кондиционирования страха в день 1 [ t ₍₇₈₎ = -0,372, P = 0,71], подтверждая, что обе группы первоначально считали CS + одинаково страшен.На 2-й день, хотя обе группы назвали меньше слов, связанных со страхом, в целом для CS + [ударение: t ₍₃₅₎ = 2,38, P = 0,02; контроль: t ₍₄₃₎ = 5,44, P = 0,00001], участники стресса сообщили о большем количестве эмоций, связанных со страхом для CS +, чем контрольная группа [ t ₍₇₈₎ = −2,57, P = 0,01], что указывает на то, что стресс влиял на самооценку страха в дополнение к физиологическому возбуждению страха ().Стресс-группа не только присвоила CS + значительно больше эмоций, связанных со страхом, на 2-й день, но и средняя оценка интенсивности этих эмоций страха, о которых сообщают сами, также была немного выше (рис. S2 и результаты SI ).

Средняя доля связанных со страхом слов, назначенных CS + в разных сеансах. Группы не различались в день 1 до нормативной тренировки; однако после манипуляции CP / контролем на 2 день стрессовые участники сообщили о более высокой доле слов, связанных со страхом, для CS +, чем участники контрольной группы.Обе группы значительно сократили долю слов, связанных со страхом, сообщаемых во время сеансов. * P <0,05, ** P <0,00001; планки погрешностей обозначают SEM.

Анализ напряжений.

Самостоятельный стресс.

Как и ожидалось, участники стресса оценили задачу КП как значительно более высокий уровень дискомфорта, чем те участники, которые подверглись контрольной манипуляции [ t ₍₇₆₎ = 10,42, P <0,00001, двусторонний] (рис.S3). Чтобы оценить, повлияли ли эти субъективные оценки на большее повышение уровня кортизола после контрольной задачи / КП, мы провели корреляционный анализ между повышением уровня кортизола по сравнению с исходным уровнем и оценками стресса, о которых сообщают сами пациенты. Мы обнаружили положительную корреляцию между повышением уровня кортизола и рейтингов стресса как через 10 минут ( r = 0,43, P = 0,0002), так и через 20 минут ( r = 0,48, P = 0,00001) после КП / контроль. задача. (Рис. S4). Эта взаимосвязь не проявлялась между повышением α-амилазы и рейтингом стресса в любой момент времени (+10 мин: r = 0.13, P = 0,28; +20 мин: r = 0,04, P = 0,68). Не было обнаружено никакой связи между этими рейтингами и последующими реакциями возбуждения страха (т. Е. SCR) ни на CS + ( r = 0,14; P = 0,20), ни на CS- ( r = -0,04, P ). = 0,72).

Нейроэндокринные реакции.

Наши два нейроэндокринных показателя стрессовой реакции включали кортизол, надежный показатель активности оси HPA, и α-амилазу, которая отражает норадренергический ответ.Группы не различались по концентрации α-амилазы или кортизола в день 1 (результаты SI ). На второй день мы изучили, как концентрация кортизола различалась между группами, чтобы подтвердить эффективность наших манипуляций со стрессом. (Любые образцы, содержащие недостаточное количество слюны, не могли быть проанализированы и были исключены из этого анализа.) ANOVA с повторными измерениями с фактором состояния между субъектами (стресс, контроль) и фактором времени внутри субъекта (исходный уровень, +10 мин. , +20 мин) выявил главный эффект времени [ F _{(2, 134)} = 5.16, P = 0,007] и условие [ F _{(1, 67)} = 16,36, P = 0,0001], а также взаимодействие условий X времени [ F _{(2, 134)} = 13,23, P = 0,000005]. Независимые образцы t тесты подтвердили, что уровни кортизола различались между группами в каждый момент времени, измеренный после CP / контрольной задачи [+10 мин: t ₍₆₉₎ = -4,19, P = 0,00008; +20 мин: т ₍₇₂₎ = −4.74, P = 0,00001], но не на исходном уровне. Только группа стресса показала значительно более высокий уровень кортизола по сравнению с исходным уровнем через 10 минут [ t ₍₃₄₎ = -3,69, P = 0,001] и 20 минут [ t ₍₃₄₎ = -3,04, P = 0,005] после стрессора. Участники контрольного состояния не показали изменения уровня кортизола через 10 минут после контрольного задания [ t ₍₃₄₎ = 1,62, P = 0,11] и продемонстрировали значительное снижение уровня кортизола по сравнению с исходным уровнем через 20 минут после выполнения задания [ т ₍₃₇₎ = 5.93, P = 0,0000007] (). Аналогичный анализ с использованием концентраций альфа-амилазы не выявил групповых различий или взаимодействия (результаты SI ).

Средние уровни кортизола на исходном уровне, а также через 10 и 20 минут после контрольной / КП. * P <0,01; ** P <0,001; планки погрешностей обозначают SEM.

Нейроэндокринные реакции и регуляция страха.

Чтобы выяснить, влияет ли повышение уровня глюкокортикоидов на регуляцию страха на 2-й день, мы провели линейную регрессию, используя средний уровень кортизола участников через 10 и 20 минут после задания КП / контроль в качестве независимых переменных и физиологического возбуждения страха у CS + (т.е., SCR) в качестве нашей зависимой переменной. Мы не обнаружили связи между повышением кортизола и реакциями возбуждения страха у участников ни через 10 минут (β = -0,03, P = 0,77), ни через 20 минут (β = 0,09, P = 0,43) после манипуляции CP / контроля. .

Затем мы исследовали, связаны ли уровни α-амилазы, указывающие на норадренергическую активность, с реакциями регуляции страха у участников, используя средний уровень α-амилазы участников после манипуляции CP / контроль. Поскольку для α-амилазы характерно быстрое начало и она проявляет эффекты быстрее, чем кортизол (36–38), мы предположили, что только образцы α-амилазы, взятые через 10 минут после контрольной задачи / CP (но не через 20 минут), потенциально могут влияют на возбуждение страха.Мы провели линейную регрессию, используя средний уровень α-амилазы участников как через 10, так и через 20 минут после задания CP / контроль по среднему SCR во время сеанса регулирования. Уровни α-амилазы, оцененные через 10 минут после контрольного задания, предсказывали реакции возбуждения страха у участников (β = 0,25, P = 0,03) (). Однако для уровней α-амилазы через 20 минут после задания CP / контроль эта корреляция была только тенденцией (β = 0,17, P = 0,13).

α-Амилаза предсказывает регулируемое возбуждение страха.Средняя реакция возбуждения страха на CS + во время сеанса регуляции как функция уровней α-амилазы через 10 минут после манипуляции с CP / контролем.

Обсуждение

Эти результаты предполагают, что острый стресс ухудшает способность задействовать когнитивную регуляцию для управления реакциями страха на отталкивающие сигналы. Хотя обе группы прошли CRT после первоначального приобретения страха, только группа без стресса смогла успешно использовать эти методы регулирования, чтобы уменьшить возбуждение страха в последующем тесте.Напротив, реакции страха в группе стресса были сопоставимы с реакциями во время первоначального приобретения страха перед тренировкой по регулированию.

Хотя наши данные не могут говорить о точных нейронных механизмах, лежащих в основе этих нарушений регуляции страха, мы можем воспользоваться нашим пониманием нейробиологии стрессовой реакции, чтобы предположить, почему эти эффекты могут возникать. Регулируемые реакции страха на 2-й день коррелировали с α-амилазой слюны, маркером норадренергической активности.Это открытие предполагает, что ранние катехоламиновые реакции, вызванные возбуждением симпатической нервной системы, могут быть одним из механизмов, посредством которого когнитивный контроль над реакциями страха нарушается. Это открытие согласуется с работой как на животных (20, 21, 29), так и на людях (23, 27, 29, 30, 33, 43), показывающей, что повышенные уровни норадреналина во время стресса приводят к быстрым изменениям в исполнительном функционировании и ухудшают ПФК. Действительно, недавнее фармакологическое исследование, проведенное на людях, показало, что экзогенное введение норадренергического антагониста снижает нервную реакцию и взаимосвязь, связанные со стрессом, тогда как антагонист кортизола не оказывает такого эффекта (35).Этот результат также согласуется с клиническими исследованиями, показывающими успешное лечение симптомов посттравматического стрессового расстройства после введения празозина, который блокирует активность α-1-адренорецепторов, усиливая префронтальное функционирование и подавляя активность миндалины (44, 45).

Мы не наблюдали подобной корреляции между кортизолом и реакциями страха во время регуляции. Повышение уровня кортизола, которое мы демонстрируем, указывает на активность оси HPA и, как широко известно, способствует восстановлению организма от стрессора, но кортизол также может влиять на префронтальную функцию, усиливая более раннее высвобождение катехоламинов (20, 29, 46).Было высказано предположение, что кортизол может сохранять или преувеличивать эффекты катехоламинов, ингибируя их выведение из ПФУ, тем самым изменяя их концентрацию в мозге (20, 29, 33, 46). Хотя только уровни α-амилазы коррелировали с возбуждением страха через 10 минут после воздействия стрессора, возможно, что длительные повышенные реакции кортизола в группе стресса усугубляли эффекты этих норадренергических входов в мозг, позволяя их влиянию на функцию ПФК сохраняться даже после обнаруживаемые дифференциальные уровни альфа-амилазы в слюне между рассеиваемыми группами.Следовательно, возможно, что и норадренергическая, и глюкокортикоидная реакции на стресс, а также взаимодействие, которое они оказывают друг на друга в мозге, служат потенциальным механизмом воздействия стресса на когнитивный контроль страха. Тем не менее, более четкое понимание нейронных механизмов, лежащих в основе этого вызванного стрессом нарушения когнитивной регуляции, требует дальнейшего изучения.

Хотя предварительные данные показали, что люди с высокой тревожностью нарушены в регулировании эмоций (47), это исследование уникально тем, что явно манипулирует уровнями стресса у здоровых людей во время задачи когнитивной регуляции эмоций, именно тогда, когда эта способность может быть нарушена.Описанный здесь регуляторный дефицит согласуется с растущим количеством доказательств того, что стресс ухудшает когнитивный контроль и гибкость, предположительно, нарушая функционирование префронтальной коры (20, 21). Это также согласуется с теориями сбоя саморегуляции, в первую очередь с теориями Баумейстера и Хизертона и др. (4, 5), которые описывают возможности саморегуляции как ограниченный ресурс, который может стать слабым и истощенным либо со временем (48), либо под воздействием негативных эмоций (4, 5).Эта влиятельная модель саморегуляции утверждает, что регуляторные возможности зависят от префронтального контроля сверху вниз и могут быть самыми слабыми, когда нарушена ПФК или когда усилены подкорковые области, участвующие в автоматическом эмоциональном ответном поведении (5). Наши результаты согласуются с этой моделью в более широком контексте сбоя саморегуляции и представляют собой уникальную демонстрацию одной из основных причин, по которой такой сбой саморегуляции может быть обычным явлением в повседневной жизни.

Учитывая, что ситуации, требующие таких преднамеренных усилий для контроля эмоций, обычно характеризуются стрессом, настоящие результаты подчеркивают важные ограничения использования когнитивных стратегий для изменения эмоциональных реакций, предполагая, что такие стратегии могут быть в значительной степени неэффективными перед лицом стресса. .

Утверждение контроля над нашими эмоциональными реакциями на последующее изменение поведения представляет значительный интерес для ряда исследовательских областей. Выявленные здесь стрессовые нарушения подчеркивают значительные ограничения в реальном применении когнитивной регуляции в областях обработки вознаграждения (4, 5, 49, 50), принятия решений (51–53), а также изменения межгруппового отношения и предвзятости. (54, 55), все из которых эффективно использовали когнитивную регуляцию для изменения или влияния на поведение в лаборатории.

Тот факт, что методы когнитивной регуляции эмоций становятся неэффективными в условиях стресса, имеет большое значение для эффективности когнитивной регуляции в изменении поведения в повседневной жизни. Важно отметить, что эти результаты дают представление о том, почему стратегии, преподаваемые в клинике, не всегда могут быть обобщены на реальный мир, где воздействие стресса является повсеместным. Альтернативные формы регуляции эмоций, которые в меньшей степени зависят от PFC, могут быть более подходящими для изменения эмоциональных реакций в условиях стресса (6).Кроме того, при более длительной тренировке или практике набор стратегий когнитивной регуляции может стать более легким и привычным, таким образом, меньше полагаясь на нисходящий когнитивный контроль и исполнительное функционирование, которые подвергаются риску из-за стресса (56). Расширение нашего понимания того, как нарушения регуляции эмоций при стрессе могут привести к более эффективным вмешательствам, которые способствуют сопротивлению регуляторным нарушениям, вызванным стрессом, и предлагают лучшие варианты лечения для клинических групп населения.

Методы

Участники.

Участницы не соответствовали критериям участия в исследовании, если они были беременны, имели в прошлом проблемы с сердцем или артериальным давлением или принимали какие-либо антидепрессанты или успокаивающие препараты. Все участники подписали форму согласия, утвержденную Комитетом Нью-Йоркского университета по деятельности с участием людей, и получили компенсацию в размере 30 долларов за свое участие. Участникам было предложено либо два изображения пауков, либо два изображения змей в качестве CS + и CS-.Чтобы убедиться, что участники не испытывают фобии к этим стимулам, они заполнили анкету по змеефобии (SNAQ) и опроснику по поводу фобии пауков (SPQ) (57) в режиме онлайн, прежде чем участвовать в исследовании. Те, кто набрал больше 15 баллов по любому из этих вопросников (диапазон баллов от 0 до 31; более высокий балл указывает на повышенный страх), считались «фобичными» и, таким образом, не имели права участвовать. Это пороговое значение меньше того, которое было определено для людей с фобией (SNAQ: M = 24,44, SD = 2,95; SPQ: M = 23.76; SD = 3,8) (58). Категория стимула с более высоким баллом использовалась для того, чтобы стимулы были эмоционально возбуждающими. Участники, включенные в наш окончательный анализ, имели средний балл по SNAQ и SPQ 8,4 (SD = 6,68) и 6,95 (SD = 5,44), соответственно, оба из которых сопоставимы с показателями здорового населения (57).

Поскольку SCR служили нашим индексом возбуждения страха, участники, которые не смогли показать измеримый электродермальный сигнал на шок (УЗИ) или в> 75% неусиленных испытаний CS +, были классифицированы как неответчики и исключены перед вторым сеансом ( n = 25).Участники, которые не смогли продемонстрировать адекватное дифференциальное кондиционирование (среднее CS +> среднее CS- по крайней мере на 0,1 мкСм) в течение сеанса сбора данных, были классифицированы как не приобретающие навыки и исключены перед вторым сеансом ( n = 44). Этот критерий был необходим, потому что мы не могли оценить регуляцию страха без предварительного подтверждения того, что участники приобрели дифференциальный страх по отношению к CS + и CS-; аналогичные критерии использовались в предыдущих исследованиях обусловливания страха (10, 59). Четыре участника были исключены из-за технических ошибок в программном обеспечении для сбора данных, а двое были исключены из-за несоблюдения экспериментальных инструкций.Кроме того, четыре участника из стрессовой группы не смогли выполнить задачу КП и поэтому были исключены. Два последних участника были исключены из стрессовой группы перед анализом, потому что их исходная концентрация кортизола была больше чем на 3 SD от среднего. Наш окончательный анализ включал в общей сложности 78 здоровых участников (39 женщин) со средним возрастом 23,2 года (SD = 8,18; диапазон = 18–54).

Формирование страха.

Использовалась отсрочка, дискриминационная процедура кондиционирования страха с частичным подкреплением.CS были либо двумя отдельными изображениями змей, либо двумя отдельными изображениями пауков (рис. S5). Присвоение категории CS (например, змеи против пауков) было уравновешено участниками, равно как и присвоение изображений в каждой категории как CS + или CS-. Эти «подготовленные стимулы» использовались, потому что они эмоционально вовлекают, не вызывая страха, что подтверждается SNAQ и SPQ. Использовались два различных псевдослучайных судебных приказа, так что одно и то же судебное разбирательство не проводилось более двух раз подряд; эти судебные приказы также были уравновешены участниками.

Легкий электрический разряд запястья (200 мс) послужил США. Одно изображение (CS +) совпадает с УЗИ в подмножестве испытаний, тогда как другое изображение (CS-) никогда не было сопряжено с шоком (всего 42 испытания; 17 CS +, 17 CS-, 8 пар CS-US). Частичное подкрепление (~ 33%) использовалось для того, чтобы можно было проанализировать не подкрепленные испытания на предмет упреждающего возбуждения страха без загрязнения со стороны США. В каждом испытании CS представляли в течение 4 с, после чего следовали 8–12-секундные интервалы между испытаниями, во время которых крестик фиксации отображался в центре экрана.Участников проинструктировали обратить внимание на взаимосвязь между изображением и шоком, и что эта взаимосвязь будет обсуждена с экспериментатором позже. Этот протокол кондиционирования страха был повторен на 2-й день (фаза регулирования) с инструкциями по использованию CRT с предыдущего дня.

Психофизиологическая стимуляция и оценка.

Легкие электрические разряды (50 импульсов в секунду) подавались через стержневой электрод (Biopac Systems), прикрепленный ремнем на липучке к запястью участников.Лунки для электродов вручную заполняли гелем электролита NaCl для повышения проводимости и присоединяли к импульсному стимулятору прямоугольной формы SD9 (Grass Technologies). Чтобы определить уровень разряда каждого человека, вручную запускались легкие разряды, которые увеличивались с шагом 5 В до тех пор, пока участник не сообщил, что разряды были неудобными, но безболезненными, или пока не было достигнуто 60 В. Нашим индексом возбуждения страха был SCR, анализ возбуждения симпатической нервной системы, который отражает изменения в дискретных интервалах, согласующиеся с характеристикой вегетативного возбуждения, характерной для страха (12, 60).Для регистрации СКВ экранированные электроды Ag-AgCl, заполненные стандартным электролитным гелем NaCl, сначала прикладывались между первой и второй фалангами указательного и среднего пальцев левой руки участника. SCR отбирали с частотой 200 Гц и записывали с помощью модуля сбора данных MP100 (Biopac Systems), подключенного к компьютеру Apple. Необработанные амплитуды SCR преобразовывались в квадратный корень для уменьшения перекоса и впоследствии делились на индивидуальные средние УЗ-ответы для учета индивидуальных различий в реактивности шока (61).Мы оценивали обусловленную реакцию в автономном режиме с помощью программного обеспечения AcqKnowledge (Biopac Systems), анализируя только испытания без подкрепления. Уровень проводимости кожи оценивался в каждом испытании путем измерения максимальной амплитуды отклика формы волны от основания к пику (в микросименсах, мкСм) в интервале 0,5–4,5 с после начала действия стимула. Ответы ниже заданного критерия 0,02 мкСм записывались как ноль. Данные SCR каждого человека были предварительно обработаны с использованием программного обеспечения AcqKnowledge (Biopac Systems) перед анализом с помощью фильтрации нижних частот (частота отсечки 25 Гц) и сглаживания среднего значения с использованием окна с тремя выборками.

Сессия CRT.

Сеанс CRT включал элементы переоценки (1–3) и CBT и, как было показано ранее, постоянно ослабляет условные реакции страха (10) (см. Методы SI и рисунки S6 – S8 для получения подробной информации об этом протоколе). Основная цель сеанса CRT заключалась в том, чтобы проиллюстрировать, как мысли напрямую влияют на эмоциональные реакции. Участники были обучены распознавать эти отношения, а также когнитивные ошибки, которые люди обычно допускают при работе с эмоционально заряженными стимулами или событиями (т.е., катастрофическая). Затем участников проинструктировали переоценить CS + как менее опасный, создав альтернативные, более позитивные способы, которыми они могли бы думать об образе и сеансе кондиционирования страха в целом. После этого тренинга участники повторно оценили интенсивность эмоций, которые ранее были связаны с CS +. Все участники были проинформированы, что они вернутся через 24 часа, чтобы пройти тот же протокол кондиционирования страха, во время которого они должны рассмотреть и попытаться внедрить стратегии, рассмотренные во время сеанса CRT.

Манипуляции со стрессом.

На 2-й день (фаза регулирования) участников случайным образом распределили в стрессовую группу или контрольную группу. Участники стрессовой группы выполняли задание КП, во время которого они погружали правую руку до локтя в ванну с ледяной водой при температуре 0–4 ° C на 3 мин. Задача CP широко используется в лаборатории для моделирования эффектов острого стресса от легкой до умеренной, с которым участники могут столкнуться в повседневной жизни (35–37), и было показано, что она надежно активирует симпатическую нервную систему и возбуждение оси HPA, что измеряется увеличением физиологических показателей. , эндокринный (т.э., кортизол) и субъективные уровни стресса (35–38). Если участник не мог держать руку в воде, эксперимент прекращали ( n = 4; см. участников ). Участники контрольной группы погружали правые руки в воду комнатной температуры на 3 мин. Чтобы оценить субъективные уровни стресса после выполнения задания, все участники оценили, насколько стрессовым они считали стрессовое или контрольное задание по шкале от 1 (без стресса) до 10 (наиболее стрессовый) ( SI Results ).Участники подождали 10 минут после задания ЦП / контроля, прежде чем повторить задание по кондиционированию страха на 2 день, чтобы дать время для повышения уровня кортизола и убедиться, что руки участников в состоянии ЦП не были холодными перед сеансом кондиционирования страха. Уровни шока были перекалиброваны, чтобы участники по-прежнему считали США неудобными, но не болезненными.

Нейроэндокринный анализ.

Уровни кортизола измерялись с помощью мазка из полости рта, который участники помещали под язык на 2 мин.Базовый образец собирали через 10 минут после прибытия участников каждый день, чтобы обеспечить контекстуальную акклиматизацию лаборатории. В день 1 образцы также были собраны непосредственно после сеанса кондиционирования страха и сеанса ЭЛТ. На 2-й день образцы собирали через 10 минут после манипуляции CP / контроль (+10 минут) и непосредственно после сеанса кондиционирования страха (+20 минут). Все образцы немедленно хранили в стерильной пробирке в морозильной камере, установленной на -20 ° C для хранения. Образцы были проанализированы с использованием Salimetrics Testing Services (State College, PA).Образцы доводили до комнатной температуры и центрифугировали при ∼1500 × g в течение 15 мин перед тестированием.

Страх перед самим собой.

Эмоции и рейтинги интенсивности, о которых сообщают пациенты, были собраны на 1-й день после создания условий страха. Чтобы подтвердить, что тренировка по регулированию снижает интенсивность этих эмоций, участники повторяли каждую эмоцию после сеанса ЭЛТ. На второй день, после манипуляции с CP / контролем, все участники заполнили рабочий лист, в котором анализировался сеанс CRT за предыдущий день.Здесь участники снова сообщили и оценили интенсивность трех эмоций, связанных с каждой CS. Затем участники скорректировали любые остаточные эмоции или мысли, связанные со страхом, на более позитивные и адаптивные, которые были сформированы во время сеанса CRT накануне. Эмоции, о которых сообщают пациенты, были разделены на одну из шести основных аффективных категорий (например, страх, отвращение, печаль, гнев, удивление, счастье) или как нейтральные (10). Поскольку нашей целью было изучить, как стресс влияет на регуляцию страха, были проанализированы только эмоции, отнесенные к категории «страх».Доля описанных эмоций, отнесенных к категории страха, использовалась для подтверждения того, что участники находили CS + субъективно пугающими. Оценки интенсивности этих слов, связанных со страхом, были усреднены среди участников и служили оценкой интенсивности субъективного страха.

Анкеты.

Участники заполнили анкеты самоотчета в начале первого дня, которые включали опросник состояния и тревожности (STAI-S, STAI-T) (62), шкалу нетерпимости к неопределенности (IUS) (63), потребность в Шкала закрытия (NFCS) (64), опросник эмоциональной регуляции (ERQ) (65) и шкала катастрофической боли (PCS) (66).На 2 день участники повторили STAI-S, IUS и PCS. Ни один из этих вопросников не выявил каких-либо групповых различий в любой день ( результатов SI ).

Благодарности

Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения R01 AG039283, MH080756 и MH097085 (для E.A.P.) и стипендией Генри М. Маккракена (для C.M.R.).

Ссылки

Батарея нейропсихологических тестов для оценки эмоций, мотивации, импульсивности и социального познания

Набор нейропсихологических тестов для оценки эмоций, мотивации, импульсивности и социального познания

Набор нейропсихологических тестов для оценки эмоций, мотивации, импульсивности и социального познания

Набор нейропсихологических тестов для оценки эмоций, мотивации, импульсивности и социального познания