Trace rädsla Conditioning i möss
Summary
I följande experiment beskriver vi ett protokoll för spår rädsla konditionering i möss. Denna typ av associativt minne innefattar ett svepperioden som separerar neutrala stimulit och det obetingade stimulans.
Abstract
I detta experiment presenterar vi en teknik för att mäta inlärning och minne. I spår rädsla konditione protokoll presenteras här finns fem ihopkopplingar mellan en neutral stimulus och ett obetingat stimulus. Det finns en 20 sek spår period som separerar varje konditione rättegång. På följande dag frysning mäts under presentationen av betingad stimulus (CS) och spårperioden. På tredje dagen finns det en 8 min test för att mäta kontextuella minnet. De representativa resultaten är från möss som presenterades med aversiva obetingat stimulus (chock) jämfört med möss som fick tonen presentationer utan obetingat stimulus. Trace rädsla konditione har framgångsrikt använts för att upptäcka subtila inlärning och minne underskott och förbättringar i möss som inte finns med andra metoder rädsla konditionering. Denna typ av rädsla konditione tros vara beroende av förbindelser mellan den mediala prefrontala cortex och hippocampus. En aktuell kontrovers är om denna metod tros vara amygdala oberoende. Därför behövs andra rädsla konditione tester för att undersöka amygdala beroende inlärning och minneseffekter, t.ex. genom fördröjnings rädsla konditionering.
Introduction
I rädsla konditione ett neutralt stimulus (NS) paras med en aversiv obetingat stimulus (US). NS är normalt en ton och blir en betingad stimulus (CS) genom upprepade parningar med USA. CS kan då framkalla en betingad respons (CR), såsom frysning, i frånvaro av den bitter USA. En vanlig rädsla konditione protokollet är fördröjningskonditionering. I detta protokoll starten av NS och USA är sammanhängande eller med viss överlappning i stimulus-presentation. Även om fördröjnings rädsla konditionering är en av de vanligaste typerna av tids associativa conditioning, finns det flera andra typer av associativa konditionetidsmässiga arrangemang: samtidig konditione, bakåtkonditione och spåranläggningar 1. I spår rädsla konditione finns en stimulans fritt intervall mellan NS och USA i flera sekunder resulterar i ett "spår" period.
Flera studier har rapporterat underskottsi trace rädsla konditione när neurotoxiska skador produceras i de strukturer som inmatas i hippocampus 2-5 eller när farmakologiska medel som används för att blockera receptor-funktionen i hippocampus. Lesion på hippocampus leder till underskott i spårkonditionering och kontextuell konditionering, men försämrar inte fördröjnings rädsla konditione 8. Det finns flera fördelar med att använda spår rädsla konditionering. Rädslan Konditione protokollet kan uppnås över en tre-dagars testperiod och möjliggör hippocampus-beroende minne som inte är rumsligt beroende. Trace rädsla konditionering kan användas som ett kompletterande prov till Morris vattenlabyrint, testa nya objektigenkänning, eller andra maze test i att undersöka hippocampus-beroende minne.
Protocol
Representative Results
Discussion
There have been several studies that have elucidated the neural circuitry that underlies trace fear conditioning. Trace fear conditioning is believed to involve the CA1 of the hippocampus12-14. There is also evidence that the medial prefrontal cortex (mPFC) plays a large role in trace eye-blink conditioning15, and the mPFC has been found to be involved in trace fear conditioning. One study found that mPFC neurons provide sustained activity during the trace period, thus providing a structure that can…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a Baylor University Research Council grant and from a research grant from the Epilepsy Foundation.
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).
