Difficulty gating threat-related stimuli from working memory in anxious individuals

Mgr. Andrea Bočíncová

Master's thesis

Abstract:

Diplomová práca skúma prítomnosť deficitu v schopnosti filtrovať podnety vyvolávajúce hrozbu z pracovnej pamäti u jednotlivcov s rôznou mierou úzkostnosti a vzťah tejto schopnosti k úzkosti príbuzným konštruktom. Experimentálny dizajn bol vytvorený na základe práce Stouta, Shackmana a Larsonovej (2013), pričom bolo v experimente vykonaných niekoľko zmien. Vo výskume bol použitý overený elektrofyzilogický index obsahu pracovnej pamäti vzťahujúci sa k množstvu zapamätaných položiek. Cieľom výskumu bolo replikovať výsledky Stouta et al. (2013), ktoré naznačili zníženú efektívnosť filtrovania (t.j. schopnosti vylúčiť podnety z pracovnej pamäti) u podnetov vzťahujúcich sa k hrozbe (na rozdiel od podnetov neutrálnych) v skupine jednotlivcov s vysokou mierou rysu úzkostnosti. Participanti vyplnili sadu dotazníkov zameraných na úzkosť a jej príbuzných konštruktov (STAI, IDAS, PSWQ, MEAQ) a absolvovali úlohu zameranú na detekciu zmeny, ktorá obsahovala podnety vo forme emocionálne zafarbených výrazov ľudských tvárí. Počas experimentu bolo snímané EEG každého z participantov. Zo získaných dát bol vypočítaný index obsahu pracovnej pamäti CDA (t.j. 'contralateral delay activity'- evokovaný potenciál aktivity snímanej kontralaterálne voči polovici zorného poľa, v ktorom sa nachádzal podnet, v časovom intervale podržania pamäťovej stopy podnetu), behaviorálny index obsahu pamäti (K) a jednotka kvality výkonu pre všetky z experimentálnych podmienok. Experiment obsahoval nasledovné experimentálne podmienky: jedna podnetová tvár (jednopoložkový set), dve podnetové tváre (dvojpoložkový set), jedna podnetová tvár a jedna tvár predstavujúca distraktor (jednopoložkový set s distraktorom). Distraktorová položka mala dve rôzne varianty emocionálneho výrazu, neutrálny a vystrašený. Pre potvrdenie reliability CDA indexu obsahu pracovnej pamäti bol tento index porovnaný naprieč experimentálnymi podmienkami. Pre zachytenie rozdielnosti v schopnosti filtrovať podnety zobrazujúce tváre s neutrálnym a vystrašeným výrazom bol vypočítaný index efektívnosti filtrovania ako rozdiel medzi priemernou amplitúdou CDA (alebo priemernou hodnotou K) pre dvojpoložkový set a priemernou amplitúdou CDA (alebo priemernou hodnotou K) pre jednopoložkový set s distraktorom. Základnou ideou indexu efektívnosti filtrovania bolo, že výsledkom úspešného vylúčenia distraktoru z pracovnej pamäti t.j. jeho nezapamätanie, bude hodnota priemernej amplitúdy CDA (alebo hodnoty K) približne zhodná s hodnotou pre jednopoložkový set, a zároveň bude štatisticky signifikantne odlišná od tejto hodnoty pre dvojpoložkový set. Výsledky výskumu nereplikujú výsledky publikované Stoutom et al. (2013). Aj napriek tomu, že sa podarilo dokázať neefektívnosť filtrovania distraktorov z pracovnej pamäti, neboli preukázané rozdiely medzi filtrovaním podnetových tvárí s neutrálnym a vystrašeným výrazom, ani vzťah indexu efektívnosti filtrovania tvárí s vystrašeným výrazom a rysu úzkostnosti. Získané dáta taktiež nepotvrdili spoľahlivosť CDA indexu obsahu pracovnej pamäti pre tento výskum, čo znamená, že reliabilita výsledkov je narušená.

Abstract:

This diploma thesis examines the possibility of deficits in the ability of high anxious individuals to gate threat stimuli from working memory. Using an experimental design adapted from Stout, Shackman and Larson (2013) with sequential presentation of stimuli and a well-validated electrophysiological index of working memory storage, we attempted to replicate their results that suggested decreased filtering efficiency (i.e., the ability to effectively prevent stimuli from entering working memory) only for fearful face stimuli in high anxiety but not in low anxiety individuals. Subjects completed a series of questionnaires measuring anxiety and anxiety-related constructs (STAI, IDAS, PSWQ, MEAQ). They performed a change detection task involving emotional face stimuli (fearful and neutral) while EEG was recorded. Contralateral delay activity (CDA) index of working memory storage, behavioral memory storage index (K) and a performance accuracy measure were established for different experimental conditions containing either one or two face stimuli, some involving fearful or neutral face stimuli distractors. CDA working memory storage was compared between conditions involving one target item (set size one condition), two target items (set size two condition) and one target and one distractor item (set size one distractor condition). In order to capture the differences between the ability to exclude fearful and neutral face stimuli distractors, filtering efficiency was computed by subtracting CDA mean amplitude (or K value) of set size one distractor condition from set size two condition separately for fearful and neutral distractor items. The basic idea behind filtering efficiency was that if in set size one distractor condition only the target item was stored and distractor item was efficiently filtered out, the value of CDA mean amplitude (or K value) for this condition would be similar to the set size one condition (one item stored) value and different from set size two condition (two items stored) value. This study failed to replicate the results of Stout et al (2013). Even though the results suggested unnecessary storage of task-irrelevant distractor items, there were no differences found between filtering efficiency of neutral and fearful distractors in high anxiety groups. However, the collected data did not yield a reliable CDA working memory storage index, which compromised the reliability of the results.

Keywords

úzkosť, úzkostnosť, kognitívne procesy, CDA, EEG, evokovaný potenciál, pracovná pamäť, kapacita pracovnej pamäti, anxiety, anxiety disorder, cognition, Contralateral Delay Activity, Event-Related Potential, working memory, working memory capacity

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 29. 5. 2014
• Supervisor: PhDr. Hana Přikrylová Kučerová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Arts

Master programme / field:
Psychology / Psychology