JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Ergebnisse
Discussion
Offenlegungen
Acknowledgements
Materials
Referenzen
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Verhalten

Trace Angstkonditionierung bei Mäusen

Published: March 20, 2014
doi:
10.3791/51180
, ,
1Department of Psychology and Neuroscience,Baylor University, 2Institute of Biomedical Studies,Baylor University

Summary

Im folgenden Experiment beschreiben wir ein Protokoll für die Spurenangstkonditionierung bei Mäusen. Diese Art des assoziativen Speicher eine Spur, die die Zeit und die neutralen Reiz unbedingten Reiz trennt.

Abstract

In diesem Experiment zeigen wir eine Technik zum Lernen und Gedächtnis zu messen. In der hier vorgestellten Spur Angst Anlage Protokoll gibt es fünf Paarungen zwischen einem neutralen Reiz und einem unbedingten Reiz. Es gibt eine 20 Sekunden Zeit, die jede Spur Anlage Studie trennt. Am folgenden Tag Einfrieren während der Präsentation des konditionierten Stimulus (CS) und Spuren Zeitraum gemessen. Am dritten Tag gibt es ein 8-Minuten-Test, um kontextbezogene Speicher messen. Die repräsentativen Ergebnisse von Mäusen, die mit dem aversiven unbedingten Reiz (Schock) präsentiert wurden im Vergleich zu Mäusen, die die Ton-Präsentationen ohne den unbedingten Reiz erhalten. Trace Furchtkonditionierung wurde erfolgreich eingesetzt, um subtile Lern-und Gedächtnisdefizite und Verbesserungen in Mäusen, die nicht mit anderen Angstkonditionierung Methoden gefunden werden, zu erkennen. Diese Art von Angst Anlage wird angenommen, abhängig von Verbindungen zwischen dem medialen präfrontalen Kortex und Hippocampus zu sein. Eine aktuelle Kontroverse ist, ob diese Methode wird angenommen, dass Amygdala-unabhängig sein. Daher ist anderen Angst Testanlage benötigt, um Amygdala-abhängigen Lern-und Gedächtniseffekte, wie durch die Verzögerung Angst Anlage zu prüfen.

Introduction

In Angst Anlage ein neutraler Reiz (NS) mit einem aversiven unkonditionierten Stimulus (US) gepaart. Die NS ist normalerweise ein Ton und wird zu einem bedingten Reiz (CS) durch wiederholte Paarungen mit den USA. Der CS kann dann rufen eine konditionierte Reaktion (CR), wie Einfrieren, in Abwesenheit der aversiven USA. Eine häufig verwendete Protokoll ist Angst Anlage Verzögerung Anlage. In diesem Protokoll der Beginn der NS und der US angrenzt oder mit etwas Überlappung Reizdarbietung. Auch wenn Verzögerung Angst Anlage ist eine der am häufigsten verwendeten Arten von zeitlichen assoziativen Anlage, gibt es mehrere andere Arten von assoziativen Anlage zeitliche Arrangements: Simultananlage, rückwärts Anlage und Spurenanlage ein. In Spur Angst Anlage gibt es einen Reiz freien Intervall zwischen dem NS und den USA von mehreren Sekunden, was zu einer "Spur" Zeitraum.

Mehrere Studien haben berichtet Defizits in der Spurenangstkonditionierung bei neurotoxische Läsionen in den Strukturen hergestellt, dass die Eingabe in die Hippocampus 2-5 oder wenn pharmakologische Mittel werden verwendet, um die Rezeptorfunktion im Hippocampus zu blockieren. Läsion Hippocampus führt zu Defiziten in der Spurenanlage und kontextuellen Anlage, aber keine Angst Verzögerungsanlage 8 beeinträchtigen. Es gibt mehrere Vorteile für die Verwendung Spuren Angst Anlage. Die Angst Anlage Protokoll kann über einen Drei-Tage-Testzeitraum erreicht werden und ermöglicht die Hippocampus-abhängigen Speicher, der nicht ortsabhängig. Trace Furchtkonditionierung kann als ergänzende Prüfung mit den Morris-Wasserlabyrinth, neuartige Objekterkennungstest oder andere Labyrinth-Tests bei der Untersuchung von Hippocampus-abhängigen Speicher verwendet werden.

Protocol

Die in dem folgenden Versuch verwendeten Mäuse wurden erzeugt und an der Baylor University untergebracht bei einer Raumtemperatur von 22 ° C, mit einem 14 Stunden Licht und 10 Stunden Dunkelheit (von 20.00 bis 06.00 h) Tagesgang. Die Mäuse wurden ad libitum Zugang zu Futter und Wasser. Alle Eingriffe, die die Mäuse waren in Übereinstimmung mit den National Institutes of Health Leitlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren und das Tier-Protokoll wurde von der Baylor University Animal Care und Ve…

Representative Results

Für die repräsentative Ergebnisse präsentieren wir Daten von Steuer C57BL/6J erwachsenen Mäusen, die den neutralen Reiz-Paarungen mit dem unbedingten Reiz (Schock-Bedingung) im Vergleich zu Mäusen, die den neutralen Reiz erhielt aber nicht den unbedingten Reiz (keine Schockzustand) erhalten erhalten. Es ist wichtig, diesen Zustand zu laufen, wenn erste Einrichtung dieser Verhaltenstest, um festzustellen, ob das Protokoll korrekt durchgeführt wurde. Die Daten in Fig. 1 …

Discussion

Es gibt mehrere Studien, die die neuronalen Schaltkreise, die Spur Angst zugrunde liegt Anlage aufgeklärt haben. Trace Furchtkonditionierung wird angenommen, dass die CA1 des Hippocampus 12-14 beinhalten. Es gibt auch Hinweise, dass die medialen präfrontalen Kortex (mPFC) spielt eine große Rolle in der Spurenaugenblinkanlage 15 und die mPFC wurde festgestellt, in der Spuren Angst Anlage einbezogen werden. Eine Studie ergab, dass mPFC Neuronen bieten anhaltende Aktivität während der Ablaufverfo…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wird durch einen Zuschuss der Baylor University Research Council und von einem Forschungsstipendium von der Epilepsie-Stiftung unterstützt.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referenzen

  1. Powell, R. A., Honey, P. L., Symbaluk, D. G. . Introduction to learning and behavior. , .
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Misane, I., et al. Time-dependent involvement of the dorsal hippocampus in trace fear conditioning in mice. Hippocampus. 15, 418-426 (2005).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Davis, R. R., et al. Genetic basis for susceptibility to noise-induced hearing loss in mice. Hear. Res. 155, 82-90 (2001).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Hippocampal encoding of non-spatial trace conditioning. Hippocampus. 9, 385-396 (1999).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Crestani, F., et al. Trace fear conditioning involves hippocampal alpha5 GABA(A) receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 8980-8985 (2002).
  21. Crestani, F., et al. Decreased GABAA-receptor clustering results in enhanced anxiety and a bias for threat cues. Nat. Neurosci. 2, 833-839 (1999).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Raybuck, J. D., Lattal, K. M. Double dissociation of amygdala and hippocampal contributions to trace and delay fear conditioning. PLoS ONE. 6, (2011).
  25. 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).
  26. 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).
  27. Baysinger, A. N., Kent, B. A., Brown, T. H. Muscarinic receptors in amygdala control trace fear conditioning. PLoS ONE. 7, (2012).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Rudy, J. W., O’Reilly, R. C. Contextual fear conditioning, conjunctive representations, pattern completion, and the hippocampus. Behav. Neurosci. 113, 867-880 (1999).
  31. 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).
  32. Reijmers, L. G., Perkins, B. L., Matsuo, N., Mayford, M. Localization of a stable neural correlate of associative memory. Science. 317, 1230-1233 (2007).
  33. 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).
  34. 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).

Tags

Trace Fear ConditioningLearningMemoryMiceNeutral StimulusUnconditioned StimulusConditioning TrialConditioned StimulusContextual MemoryAversive Unconditioned StimulusShockToneLearning And Memory DeficitsMedial Prefrontal CortexHippocampusAmygdala-independent

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Diesen Artikel zitieren
Lugo, J. N., Smith, G. D., Holley, A. J. Trace Fear Conditioning in Mice. J. Vis. Exp. (85), e51180, doi:10.3791/51180 (2014).
Zitat herunterladen
Nachdrucke und Berechtigungen

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image