Trace Angst Conditioning in Muizen
Summary
In het volgende experiment beschrijven we een protocol voor het trace vreesconditionering bij muizen. Deze vorm van associatief geheugen omvat een spoor periode dat de neutrale stimulus en de ongeconditioneerde stimulus scheidt.
Abstract
In dit experiment presenteren wij een techniek te leren en geheugen te meten. In het spoor vreesconditionering protocol hier gepresenteerde er vijf paringen tussen een neutrale stimulus en een ongeconditioneerde stimulus. Er is een 20 sec spoor periode dat elke conditionering proces scheidt. Op de volgende dag bevriezing wordt gemeten tijdens de presentatie van de geconditioneerde stimulus (CS) en trace periode. Op de derde dag is er een 8 min test om contextueel geheugen meten. De representatieve resultaten zijn van muizen die werden gepresenteerd met de aversieve ongeconditioneerde stimulus (schok) in vergelijking met muizen die de toon presentaties ontvangen zonder de ongeconditioneerde stimulus. Trace angst conditionering is met succes gebruikt om subtiele leren en geheugen tekorten en verbeteringen te detecteren in muizen die niet zijn gevonden met andere angst conditionering methoden. Dit soort angst conditionering wordt aangenomen afhankelijk van verbindingen tussen de mediale prefrontale cortex en de hippocampus. Een van de huidige controverse is de vraag of deze methode wordt verondersteld om amygdala-onafhankelijk zijn. Daarom wordt andere vreesconditionering tests nodig zijn om amygdala-afhankelijk leren en geheugen effecten, zoals door de delay angst conditionering te onderzoeken.
Introduction
In vreesconditionering een neutrale stimulus (NS) is gekoppeld aan een aversieve ongeconditioneerde stimulus (US). De NS is normaal gesproken een toon en wordt een geconditioneerde stimulus (CS) door herhaalde paringen met de VS. De CS kan dan uitlokken een geconditioneerde respons (CR), zoals bevriezing, bij afwezigheid van de aversieve VS. Een veelgebruikt vreesconditionering protocol is vertraging conditionering. In dit protocol het begin van de NS en VS grenst of met een overlap stimulus. Ook al vertraging angst conditionering is een van de meest gebruikte vormen van tijdelijke associatieve conditionering, zijn er verschillende andere vormen van associatieve conditionering tijdelijke regelingen: gelijktijdige conditioning, achteruit conditionering en trace conditionering 1. In trace vreesconditionering er een-stimulus interval tussen de NS en de VS van enkele seconden resulteert in een "trace"-periode.
Verschillende studies hebben gemeld tekorts in sporenhoeveelheden vreesconditionering als neurotoxische laesies worden in de structuren die ingang in de hippocampus 2-5 of als farmacologische middelen worden gebruikt om receptorfunctie blokkeren de hippocampus. Letsel aan de hippocampus leidt tot tekorten in trace conditionering en contextuele conditionering, maar heeft vertraging vreesconditionering 8 niet aantasten. Zijn er verschillende voordelen aan het gebruik van spoor angst conditionering. De angst conditionering protocol kan worden bereikt over een drie-daagse testperiode en zorgt voor hippocampus-afhankelijke geheugen dat niet ruimtelijk afhankelijk. Trace vreesconditionering kan worden gebruikt als een aanvullend test om de Morris water maze, nieuw objectherkenning test, of andere doolhof tests onderzoeken hippocampus-afhankelijk geheugen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Er zijn verschillende studies die de neurale circuits die trace angst conditionering ten grondslag hebben opgehelderd geweest. Trace vreesconditionering wordt verondersteld om de CA1 van de hippocampus 12-14 betrekken. Er zijn ook aanwijzingen dat de mediale prefrontale cortex (mPFC) speelt een grote rol bij het spoor in het oog knipperen conditioning 15, en de mPFC is gevonden om te worden betrokken bij spoor angst conditionering. Een studie wees uit dat mPFC neuronen bieden aanhoudende acti…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk wordt ondersteund door een subsidie Baylor University Research Council en uit een onderzoek subsidie van de Stichting Epilepsie.
Materials
| FreezeFrame | Coulbourn | ||
| 30% Isopropanol | Purchase 90% isopropanol and dilute it down to 30% | ||
| 70% Ethanol | |||
| Amp-meter | Med-Associates | ENV-420 | Windows XP, Vista, and 7 Compatible (32-bit only) |
| Digital Sound Level Meter | 33-2055 | ||
| Vanilla Extract | McCormick Pure Vanilla Extract | ||
| Sticky Notes | Post-it | 3X3 inch |
Referenzen
- Powell, R. A., Honey, P. L., Symbaluk, D. G. . Introduction to learning and behavior. , .
- Tsaltas, E., Preston, G. C., Gray, J. A. The effects of dorsal bundle lesions on serial and trace conditioning. Behav. Brain Res. 10, 361-374 (1983).
- McAlonan, G. M., Dawson, G. R., Wilkinson, L. O., Robbins, T. W., Everitt, B. J. The effects of AMPA-induced lesions of the medial septum and vertical limb nucleus of the diagonal band of Broca on spatial delayed non-matching to sample and spatial learning in the water maze. Eur. J. Neurosci. 7, 1034-1049 (1995).
- Chowdhury, N., Quinn, J. J., Fanselow, M. S. Dorsal hippocampus involvement in trace fear conditioning with long, but not short, trace intervals in mice. Behav. Neurosci. 119, 1396-1402 (2005).
- Quinn, J. J., Oommen, S. S., Morrison, G. E., Fanselow, M. S. Post-training excitotoxic lesions of the dorsal hippocampus attenuate forward trace, backward trace, and delay fear conditioning in a temporally specific manner. Hippocampus. 12, 495-504 (2002).
- Misane, I., et al. Time-dependent involvement of the dorsal hippocampus in trace fear conditioning in mice. Hippocampus. 15, 418-426 (2005).
- Quinn, J. J., Loya, F., Ma, Q. D., Fanselow, M. S. Dorsal hippocampus NMDA receptors differentially mediate trace and contextual fear conditioning. Hippocampus. 15, 665-674 (2005).
- McEchron, M. D., Bouwmeester, H., Tseng, W., Weiss, C., Disterhoft, J. F. Hippocampectomy disrupts auditory trace fear conditioning and contextual fear conditioning in the rat. Hippocampus. 8, 638-646 (1998).
- Wiltgen, B. J., Sanders, M. J., Ferguson, C., Homanics, G. E., Fanselow, M. S. Trace fear conditioning is enhanced in mice lacking the delta subunit of the GABAA receptor. Learn. Mem. 12, 327-333 (2005).
- Davis, R. R., et al. Genetic basis for susceptibility to noise-induced hearing loss in mice. Hear. Res. 155, 82-90 (2001).
- Zheng, Q. Y., Johnson, K. R., Erway, L. C. Assessment of hearing in 80 inbred strains of mice by ABR threshold analyses. Hear. Res. 130, 94-107 (1999).
- Moyer, J. R., Thompson, L. T., Disterhoft, J. F. Trace eyeblink conditioning increases CA1 excitability in a transient and learning-specific manner. 16, 5536-5546 (1996).
- Leuner, B., Falduto, J., Shors, T. J. Associative memory formation increases the observation of dendritic spines in the hippocampus. J. Neurosci. 23, 659-665 (2003).
- McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Hippocampal encoding of non-spatial trace conditioning. Hippocampus. 9, 385-396 (1999).
- McLaughlin, J., Skaggs, H., Churchwell, J., Powell, D. A. Medial prefrontal cortex and pavlovian conditioning: trace versus delay conditioning. Behav. Neurosci. 116, 37-47 (2002).
- Runyan, J. D., Moore, A. N., Dash, P. K. A role for prefrontal cortex in memory storage for trace fear conditioning. J. Neurosci. 24, 1288-1295 (2004).
- Gilmartin, M. R., McEchron, M. D. Single neurons in the medial prefrontal cortex of the rat exhibit tonic and phasic coding during trace fear conditioning. Behav. Neurosci. 119, 1496-1510 (2005).
- Crow, T., Xue-Bian, J. J., Siddiqi, V., Kang, Y., Neary, J. T. Phosphorylation of mitogen-activated protein kinase by one-trial and multi-trial classical conditioning. J. Neurosci. 18, 3480-3487 (1998).
- Martin, K. C., et al. MAP kinase translocates into the nucleus of the presynaptic cell and is required for long-term facilitation in Aplysia. Neuron. 18, 899-912 (1997).
- Crestani, F., et al. Trace fear conditioning involves hippocampal alpha5 GABA(A) receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 8980-8985 (2002).
- Crestani, F., et al. Decreased GABAA-receptor clustering results in enhanced anxiety and a bias for threat cues. Nat. Neurosci. 2, 833-839 (1999).
- Moore, M. D., et al. Trace and contextual fear conditioning is enhanced in mice lacking the alpha4 subunit of the GABA(A) receptor. Neurobiol. Learn. Mem. 93, 383-387 (2010).
- Cushman, J. D., Moore, M. D., Jacobs, N. S., Olsen, R. W., Fanselow, M. S. Behavioral pharmacogenetic analysis on the role of the alpha4 GABA(A) receptor subunit in the ethanol-mediated impairment of hippocampus-dependent contextual learning. Alcohol Clin. Exp. Res. 35, 1948-1959 (2011).
- Raybuck, J. D., Lattal, K. M. Double dissociation of amygdala and hippocampal contributions to trace and delay fear conditioning. PLoS ONE. 6, (2011).
- Kwapis, J. L., Jarome, T. J., Schiff, J. C., Helmstetter, F. J. Memory consolidation in both trace and delay fear conditioning is disrupted by intra-amygdala infusion of the protein synthesis inhibitor anisomycin. Learn. Mem. 18, 728-732 (2011).
- Gilmartin, M. R., Kwapis, J. L., Helmstetter, F. J. Trace and contextual fear conditioning are impaired following unilateral microinjection of muscimol in the ventral hippocampus or amygdala, but not the medial prefrontal cortex. Neurobiol. Learn. Mem. 97, 452-464 (2012).
- Baysinger, A. N., Kent, B. A., Brown, T. H. Muscarinic receptors in amygdala control trace fear conditioning. PLoS ONE. 7, (2012).
- Wanisch, K., Tang, J., Mederer, A., Wotjak, C. T. Trace fear conditioning depends on NMDA receptor activation and protein synthesis within the dorsal hippocampus of mice. Behav. Brain. 157, 63-69 (2005).
- Smith, D. R., Gallagher, M., Stanton, M. E. Genetic background differences and nonassociative effects in mouse trace fear conditioning. Learn. Mem. 14, 597-605 (2007).
- Rudy, J. W., O’Reilly, R. C. Contextual fear conditioning, conjunctive representations, pattern completion, and the hippocampus. Behav. Neurosci. 113, 867-880 (1999).
- Wiltgen, B. J., Sanders, M. J., Anagnostaras, S. G., Sage, J. R., Fanselow, M. S. Context fear learning in the absence of the hippocampus. J. Neurosci. 26, 5484-5491 (2006).
- Reijmers, L. G., Perkins, B. L., Matsuo, N., Mayford, M. Localization of a stable neural correlate of associative memory. Science. 317, 1230-1233 (2007).
- Huerta, P. T., Sun, L. D., Wilson, M. A., Tonegawa, S. Formation of temporal memory requires NMDA receptors within CA1 pyramidal neurons. Neuron. 25, 473-480 (2000).
- Jacobs, N. S., Cushman, J. D., Fanselow, M. S. The accurate measurement of fear memory in Pavlovian conditioning: Resolving the baseline issue. J. Neurosci. Methods. 190, 235-239 (2010).
