Protocolo de estudio de una investigación del error de atención y predicción como mecanismos de acción para la inhibición latente del miedo dental en humanos.

BMC Psychology volumen 11, Número de artículo: 23 (2023) Citar este artículo

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La evidencia sugiere que la ansiedad y la fobia dental son frecuentemente el resultado del condicionamiento asociativo directo del miedo, pero que la exposición previa a estímulos dentales antes del condicionamiento da como resultado una inhibición latente del aprendizaje del miedo. Sin embargo, los mecanismos que subyacen al efecto previo a la exposición en humanos no se conocen bien. Además, la sensibilidad al dolor se ha relacionado con el condicionamiento del miedo al dentista en investigaciones correlacionales y la teoría sugiere que puede moderar el efecto de inhibición latente, pero esta hipótesis no se ha probado directamente. Estas lagunas en nuestra comprensión son una barrera para el desarrollo de esfuerzos de prevención de la fobia dental basados ​​en evidencia.

Se inscribirán voluntarios sanos de entre 6 y 35 años en dos sitios. Los participantes completarán una tarea de acondicionamiento en un novedoso entorno de realidad virtual, que permitirá controlar la preexposición y examinar el comportamiento. Un sobresalto dental (una breve bocanada de aire a presión en un diente) servirá como estímulo incondicionado. Utilizando un diseño experimental dentro de los sujetos, los participantes experimentarán un estímulo condicionado preexpuesto, un estímulo condicionado no preexpuesto y un estímulo de control neutral. Se espera que dos mecanismos hipotéticos, los cambios en los errores de predicción y la atención, midan la asociación entre la condición del estímulo y la adquisición, el recuerdo y la retención del miedo. Para determinar la participación de la sensibilidad al dolor, este constructo se medirá mediante el autoinforme y la tarea de presión fría.

La fobia dental afecta negativamente la salud dental y la salud general de las personas. Este estudio tiene como objetivo determinar los mecanismos a través de los cuales la preexposición retarda la adquisición, el recuerdo y la retención del miedo dental condicionado. Se utilizará un ensayo de control aleatorio para identificar estos mecanismos de modo que puedan orientarse con precisión y participar al máximo en los esfuerzos preventivos.

En los Estados Unidos, el miedo y la ansiedad dental son problemas frecuentes que afectan la salud bucal de entre 40 y 50 millones de estadounidenses [1]. Además, las poblaciones hispana y afroamericana se ven afectadas de manera desproporcionada por una mala salud bucal [2, 3], siendo el miedo al dentista una razón común para evitar las visitas al dentista en estas poblaciones [4]. Un factor etiológico importante para el miedo dental es el condicionamiento asociativo directo [5], pero los estudios de historia natural sugieren que la exposición previa a estímulos dentales antes de un evento de condicionamiento del miedo puede resultar en una inhibición latente (LI), el retraso del condicionamiento asociativo como resultado de aprendizaje previo [6, 7]. Estos hallazgos sugieren la exposición previa a estímulos dentales como un método mediante el cual se podría prevenir el desarrollo del miedo y la fobia al dentista. Sin embargo, el efecto causal de la LI sobre el miedo al dentista no se ha establecido mediante métodos experimentales.

Además, para aprovechar eficazmente el potencial de la LI para prevenir el miedo al dentista, se deben comprender mejor los mecanismos subyacentes. Hall y Rodríguez ([8], ver Fig. 1) han propuesto un modelo de LI que comienza con el hallazgo bien establecido de que un estímulo novedoso atrae una atención significativa debido a su potencial para servir como señal de un evento relevante [9]. . El modelo sugiere que si el estímulo no va seguido de un evento relevante en las presentaciones tempranas, se aprende un estímulo → ninguna asociación de evento. Con el tiempo, se espera que los errores de predicción (es decir, estímulo → evento) disminuyan debido a este aprendizaje, lo que a su vez resulta en una disminución de la atención a medida que se aprende la falta de relevancia del estímulo. Si un estímulo preexpuesto se combina posteriormente con un resultado relevante (es decir, un estímulo incondicionado, UCS), esta falta de atención hace que el estímulo esté menos disponible para asociarse con el UCS, retardando el aprendizaje. Por lo tanto, los cambios en los errores de predicción (es decir, una disminución en la predicción de que un estímulo será seguido por un evento) y la consiguiente disminución de la atención al estímulo preexpuesto pueden ser los mecanismos a través de los cuales la preexposición da como resultado el efecto LI.

Modelo Hall y Rodríguez.

El modelo de Hall y Rodríguez [10] también sugiere que las diferencias individuales y las manipulaciones que aumentan la atención durante la preexposición deberían dar como resultado un mejor aprendizaje del estímulo → ninguna asociación de eventos y, a su vez, mayores efectos de LI. De hecho, esta predicción se ha confirmado en estudios con animales (por ejemplo, [11]). En los seres humanos, la sensibilidad al dolor es una característica que podría funcionar para aumentar la atención a posibles predictores de dolor y, por lo tanto, una mayor LI con preexposición. Sin embargo, esta hipótesis aún no se ha probado experimentalmente en humanos.

Utilizando un diseño experimental, el estudio actual determinará si la preexposición retarda el condicionamiento a un estímulo oral nocivo e impide el recuerdo y la retención de este aprendizaje a través de una disminución de los errores de predicción y la atención. También examinaremos si las diferencias individuales en la sensibilidad al dolor están asociadas con la LI de adquisición, recuerdo y retención del miedo condicionado a través de una mayor participación de estos mecanismos hipotéticos.

Hipótesis 1: (a) La exposición previa a un estímulo conducirá a una disminución de los errores de predicción en el resultado del estímulo preexpuesto y a una disminución de la atención al estímulo objetivo y (b) a una disminución en la adquisición, el recuerdo y la retención del miedo.

Hipótesis 2: Los cambios en los errores de predicción y la atención mediarán los efectos de la preexposición en la adquisición, el recuerdo y la retención del miedo.

Hipótesis 3: Una mayor sensibilidad al dolor se correlacionará con una mayor participación de los mecanismos objetivo y, por lo tanto, un mayor LI de adquisición, recuerdo y retención del miedo.

La inscripción de participantes se realizará en dos sitios universitarios: uno en el noroeste de Ohio y otro en el sur de Texas. Con base en un análisis de poder, nuestro objetivo es reclutar a 100 participantes de la comunidad general, con edades comprendidas entre 6 y 35 años. Los requisitos de elegibilidad completos se presentan en la Tabla 1. Los participantes completarán dos visitas de estudio en persona y recibirán una tarjeta de regalo de $50 en cada visita completada.

Se harán esfuerzos especiales para incluir participantes hispanos y afroamericanos dada la evidencia de que estas poblaciones tienen un mayor riesgo de tener miedo al dentista. El sitio de reclutamiento de Ohio incluirá participantes de Toledo, Ohio y Detroit, Michigan. Juntas, estas ciudades y las comunidades circundantes tienen una población de aproximadamente 5 millones, y aproximadamente el 22% de la población está compuesta por individuos afroamericanos [12]. El sitio de Texas incluye una población de 1,4 millones, y el 89% de la población está compuesta por individuos hispanos [13].

Las variables del estudio incluyen una variable del sujeto medida (sensibilidad al dolor) y dos variables manipuladas dentro de los sujetos [tipo de estímulo: estímulo condicionado preexpuesto (CS+P), estímulo condicionado no preexpuesto (CSNP+), y un estímulo nunca condicionado (CS−)] y tiempo [número de prueba].

Después de brindar su consentimiento verbal, los participantes potencialesNota a pie de página 1 completarán una pantalla telefónica para evaluar la elegibilidad. Los participantes interesados ​​que cumplan con los criterios participarán en dos visitas de estudio, aproximadamente con una semana de diferencia (min = 7 días). Cada visita tendrá una duración aproximada de 90 min.

La visita 1 comenzará con la finalización del proceso de consentimiento y asentimiento (si corresponde) y la confirmación de elegibilidad. Luego, los participantes completarán las medidas y tareas de comportamiento que se describen a continuación, así como la tarea experimental. Durante la tarea experimental, se administrará la intervención previa a la exposición y se realizarán procedimientos de acondicionamiento del miedo. Inmediatamente después, se evaluará el recuerdo condicionado del miedo; un mínimo de 7 días después, se evaluará la retención del miedo en la Visita 2.

La tarea experimental se presentará en realidad virtual, a través de los auriculares HTC Vive Pro [14] con programación realizada en Vizard [15]. El uso de un entorno inmersivo novedoso en realidad virtual permite el control de la preexposición (es decir, novedad del estímulo) y la evaluación del comportamiento de aproximación/evitación. La tarea se presentará como un juego en el que el participante queda abandonado en un planeta desconocido (ver Fig. 2). El objetivo del juego es recolectar suficiente combustible para regresar a casa. A los participantes se les dirá que este planeta funciona de manera diferente a la Tierra, que las experiencias que tengan en el planeta y con sus habitantes pueden no seguir las mismas reglas, y que algunas de las interacciones en el planeta pueden resultar algo incómodas. Estas instrucciones están destinadas a activar esquemas relacionados con la sensibilidad al dolor, paralelas a las experiencias de una visita al dentista, y también proporcionan una justificación de la boquilla que usa el participante durante la tarea experimental.

Escena de ejemplo de una tarea de realidad virtual

Tres nuevos extraterrestres actuarán como CSP+, CSNP+ y CS-. Los alienígenas fueron creados para el proyecto para garantizar la novedad y fueron seleccionados basándose en pilotajes con niños, adolescentes y adultos que demostraron que eran percibidos de manera similar y relativamente neutrales; no obstante, se utilizarán procedimientos de contrapeso para descartar cualquier efecto específico del estímulo.

El UCS será una bocanada de aire de 100 ms y 60 psi entregada a través de una boquilla ajustada, construida con masilla Express de vinil polisiloxano 3 M™ STD, conectada a un compresor de aire con tanque de acero California Air Tools 8010 a través de un dispositivo AIRSTIM (San Diego Instruments, San Diego , California, EE. UU.) (ver Fig. 3). Se les dirá a los participantes que el micrófono les ayudará a experimentar sensaciones comunes en el planeta.

Equipo de sobresalto dental

Aunque el participante experimentará el “juego” sin problemas, la tarea se divide en cuatro fases: fases de preexposición, acondicionamiento y recuerdo, administradas durante la Visita 1, y una fase de retención, administrada durante la Visita 2. Cada fase puede continuar dividido en una serie de ensayos, que describimos a continuación.

La fase de preexposición consta de 12 ensayos. Cada prueba comienza con un mínimo de seis segundos en los que el participante es libre de recorrer el planeta utilizando los controladores HTC Vive Pro para recolectar combustible escondido en el entorno. Al finalizar esta fase de la prueba, se configura un algoritmo para entregar el CS+P, acompañado de un bidón de combustible, en la primera oportunidad. Nota a pie de página 2 El CS+P y el bidón de combustible aparecerán a una distancia fija del participante . El CS+P permanece durante los últimos seis segundos de la prueba. Durante la preexposición, el CS+P nunca va acompañado del UCS.

La fase de acondicionamiento se compone de 36 ensayos (12 ensayos CSP+, 12 ensayos CS+NP y 12 ensayos CS-) presentados en orden pseudoaleatorio. Estos ensayos siguen la misma estructura que los de la fase de preexposición con la excepción de que el 75% de los ensayos CS+P y el 75% de los CS+NP van acompañados de un sobresalto dental (descrito a continuación). Más específicamente, el sobresalto dental se producirá durante los últimos 100 ms de la prueba, con el sobresalto y el extraterrestre coterminando. El CS- nunca se presenta con el sobresalto dental.

En la fase de recuerdo del miedo se presentan 12 ensayos (4 ensayos CS+P, 4 ensayos CS+NP y 4 ensayos CS−). Nuevamente, estos ensayos siguen la estructura descrita en las fases de preexposición y acondicionamiento; sin embargo, a ninguno de los extraterrestres se le presenta el UCS.

La retención del miedo se evaluará en la fase de retención: una repetición de la fase de recuerdo administrada un mínimo de 7 días después.

Los errores de predicción se medirán mediante las calificaciones de los participantes sobre la probabilidad de que ocurra un evento negativo; Estas clasificaciones se seleccionarán en la pantalla mediante el uso del controlador y se realizarán después del inicio de CS+P, CS+NP o CS− pero antes del inicio de UCS.

La atención se medirá utilizando datos de seguimiento ocular (es decir, tiempo de permanencia).

Se evaluarán datos sobre indicadores subjetivos, conductuales y físicos del aprendizaje del miedo. Los participantes proporcionan calificaciones de su estado de relajación/ansiedad cuando están en presencia de CS+P, CS+NP y CS- periódicamente durante la tarea experimental. Además, el comportamiento de aproximación se cuantificará de dos formas; la distancia más corta entre el participante y el CS+P, CS+NP y CS− se registrará en cada prueba, al igual que los datos sobre si el participante recogió o no la “celda de combustible” cerca del CS+P, CS+ NP y CS-. Finalmente, la respuesta de conductancia de la piel a las presentaciones CS+P, CS+NP y CS− se registrará utilizando dos electrodos de conductancia electrodérmica Ag-AgCl con gel isotónico colocado en las falanges medias del dedo anular y meñique de la mano no dominante. Los datos de los electrodos se registrarán utilizando Biopac MP160 con un módulo transmisor BioNomadix inalámbrico (Biopac Systems, California, EE. UU.), con una frecuencia de muestreo de 2000 Hz, utilizando el software Acknowledge 5.0 de Biopac (Biopac Systems, California, EE. UU.). Los datos de conductancia de la piel se analizarán en función de trabajos anteriores [16].

La sensibilidad al dolor se medirá mediante una tarea conductual: la prueba de presión fría y una medida de autoinforme: el Cuestionario de miedo al dolor III [17] en participantes de 18 años o más y el Cuestionario de miedo al dolor, informe infantil en los participantes. hasta los 17 años [18].

Se utilizará el software SPSS para abordar la primera y tercera hipótesis que se describen a continuación; Se utilizará el software Mplus para abordar la segunda hipótesis.

Hipótesis 1a: La exposición previa a un estímulo conducirá a una disminución de los errores de predicción en el resultado del estímulo preexpuesto y a una disminución de la atención al estímulo objetivo.

Los cambios esperados en los candidatos a mediadores deben observarse primero durante la fase de preexposición. Para probar los efectos de la hipótesis 1a durante esta fase, se ejecutarán dos ANOVA de medidas repetidas unidireccionales (con ensayos durante la fase previa a la exposición como factor), uno con la atención durante la preexposición como variable dependiente y el segundo con los errores de predicción durante la preexposición sirven como variable dependiente. Para describir el cambio entre los ensayos, examinaremos un gráfico de las respuestas medias entre los ensayos y probaremos el cambio medio desde el primero hasta el último ensayo en el que se evalúan los mediadores. El ajuste de Greenhouse-Geisser se utilizará para abordar posibles violaciones del supuesto de esfericidad.

Para examinar los efectos de la preexposición en los mediadores candidatos durante la fase de acondicionamiento, los errores de atención y predicción capturados durante las pruebas de acondicionamiento servirán como variables dependientes en dos ANOVA de medidas repetidas bidireccionales separadas (ensayo de estímulo tipo X). Si en estos análisis se encuentra una interacción significativa entre estímulo y ensayo, se examinarán las diferencias en el tipo de estímulo en cada ensayo (utilizando alfa ajustado por Bonferroni) y examinaremos un gráfico de la respuesta media por tipo de estímulo y ensayo.

En las fases de recuperación y retención, las puntuaciones de cada uno de los mediadores candidatos se promediarán entre las pruebas y se realizará un ANOVA unidireccional dentro de los sujetos, con el tipo de estímulo como factor, por separado para cada resultado. Los efectos significativos serán seguidos con pruebas t de muestras pareadas para evaluar diferencias específicas entre los tipos de estímulo.

Hipótesis 1b: La exposición previa a un estímulo conducirá a una disminución en la adquisición, el recuerdo y la retención del miedo.

Dado que los efectos del aprendizaje no pueden verse hasta la fase de condicionamiento, esta hipótesis se prueba sólo durante las fases de condicionamiento, recuerdo y retención. Para probar la hipótesis 1b, los análisis de la fase de acondicionamiento y de la fase de recuerdo y retención descritos anteriormente se llevarán a cabo con indicadores de aprendizaje del miedo (calificaciones de miedo, comportamiento de aproximación y respuesta de conductancia de la piel) que sirven como variables dependientes. En los casos en los que haya múltiples mediciones (es decir, calificaciones de miedo, conductancia de la piel), las puntuaciones se promediarán dentro de cada fase.

Hipótesis 2: Los cambios en los errores de predicción y la atención mediarán los efectos de la preexposición en la adquisición, el recuerdo y la retención del miedo.

Para probar la segunda hipótesis, se estimarán tres conjuntos de modelos de mediación multinivel [19, 20] para probar la mediación de los efectos de adquisición, recuerdo y retención del miedo. Cada análisis de mediación incluirá el tipo de estímulo (codificado ficticio) y los dos mediadores candidatos: errores de predicción y atención.

Los parámetros se obtendrán mediante estimación de máxima verosimilitud con errores estándar robustos, un procedimiento que es robusto ante violaciones de la normalidad y la heterocedasticidad y obtiene estimaciones óptimas de los parámetros cuando los datos de respuesta están incompletos [21, 22], con efectos indirectos probados mediante una prueba az. Sin embargo, dado que la prueba z puede tener poca potencia, verificaremos los resultados utilizando también la estimación bayesiana, que proporciona una inferencia mejorada a través de intervalos de credibilidad del 95% para efectos indirectos [23, 24].

Hipótesis 3. Una mayor sensibilidad al dolor se asociará con una mayor participación de los mecanismos objetivo y un mayor LI de adquisición, recuerdo y retención del miedo condicionado.

Para probar la tercera hipótesis, las diferencias individuales en la sensibilidad al dolor se incluirán en los análisis anteriores como variable moderadora.

Este protocolo describe el diseño de un estudio para probar hipótesis sobre los mecanismos a través de los cuales las intervenciones previas a la exposición dan como resultado LI de condicionamiento a un estímulo oral nocivo. Además, la capacidad de una variable de diferencia individual relevante, la sensibilidad al dolor, para predecir la magnitud de LI mediante la participación de los mecanismos hipotéticos se probará. Los resultados de este estudio podrían usarse para diseñar programas de prevención de la fobia dental y predecir para quién estos programas serán más efectivos.

Una cuestión práctica que podría afectar la calidad del estudio incluye la posibilidad de que la evaluación de las variables de interés a través de las calificaciones de los participantes pueda facilitar o interferir con el aprendizaje que tiene lugar en la tarea de acondicionamiento y/o la evaluación fisiológica del aprendizaje del miedo. Sin embargo, existe cierta evidencia de que estos efectos pueden minimizarse o eliminarse mediante calificaciones intermitentes (es decir, no en todos los ensayos) y una sincronización cuidadosa de las calificaciones y mediciones fisiológicas [25]; por lo tanto, ese es el enfoque utilizado aquí. Un segundo posible problema es la ejecución confiable de los procedimientos del estudio en los dos sitios del estudio. Dado que la intervención del estudio se automatiza mediante un programa de realidad virtual idéntico en ambos sitios, las preocupaciones aquí se minimizan en gran medida. También se utilizarán procedimientos operativos estándar detallados y requisitos de capacitación para maximizar la fidelidad.

No aplica.

En el caso de niños o adolescentes, la evaluación y el consentimiento de evaluación se realizarán con uno de los padres o tutor legal.

El algoritmo está configurado para mostrar un extraterrestre a los seis segundos de iniciada la prueba; sin embargo, la presentación del extraterrestre se retrasa si el participante se enfrenta a una estructura que no permitiría que el extraterrestre aparezca en la posición correcta, creando un intervalo variable entre pruebas.

Análisis de variación

Estímulo nunca condicionado

Estímulo condicionado no preexpuesto

Estímulo condicionado preexpuesto

Inhibición latente

Milisegundo

Libras por pulgada cuadrada

Estímulo incondicionado

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Los autores desean agradecer a Katelyn Villa por su papel en la supervisión de la coordinación e implementación del estudio.

La investigación presentada en esta publicación fue apoyada por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial de los Institutos Nacionales de Salud con el número de premio R01DE031117. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.

Departamento de Ciencias Psicológicas, Universidad de Texas Rio Grande Valley, Edinburg, TX, 78539, EE. UU.

Laura Seligman

Departamento de Psicología, Universidad de Toledo, Toledo, OH, EE. UU.

Andrew L. Geers, Lauren Kramer y Kelly S. Clemens

Facultad Edson de Enfermería e Innovación en Salud, Universidad Estatal de Arizona, Phoenix, AZ, EE. UU.

Keenan A. Pituch

Departamento de Psicología, Universidad de Sydney, Sydney, Australia

Ben Colagiuri

Departamento de Psiquiatría y Neurociencia del Comportamiento, Facultad de Medicina, Universidad Estatal Wayne, Detroit, MI, EE. UU.

Hilary A. Marusak

Departamento de Práctica de Farmacia, Universidad Estatal de Wayne, Detroit, MI, EE. UU.

Christine A. Rabinak

Departamento de Odontología Pediátrica, Facultad de Medicina y Ciencias de la Vida de la Universidad de Toledo, Toledo, OH, EE. UU.

Natalie Turner y Michael Nedley

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LS, AG, LK, KP escribieron secciones del manuscrito. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Correspondencia a Laura D. Seligman.

Antes de la inscripción de los participantes, la IRB de la Universidad de Texas Rio Grande Valley aprobó la solicitud del IRB, los formularios de consentimiento informado y los materiales de reclutamiento. Se obtendrá el consentimiento informado y el asentimiento (si corresponde). Se mantendrá la confidencialidad de los participantes y solo se divulgarán datos no identificados.

Se obtuvo del voluntario el consentimiento informado por escrito para la publicación de la imagen incluida. Una copia del formulario de consentimiento está disponible para su revisión por parte del editor de esta revista.

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

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Reimpresiones y permisos

Seligman, LD, Geers, AL, Kramer, L. et al. Protocolo de estudio de una investigación del error de atención y predicción como mecanismos de acción para la inhibición latente del miedo dental en humanos. BMC Psychol 11, 23 (2023). https://doi.org/10.1186/s40359-023-01054-0

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Recibido: 22 de diciembre de 2022

Aceptado: 17 de enero de 2023

Publicado: 25 de enero de 2023

DOI: https://doi.org/10.1186/s40359-023-01054-0

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