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

Korku Kuluçka Fareler için Genişletilmiş Fear-Klima Protokolü kullanma

Published: August 22, 2020
doi:
10.3791/60537
, , , , , , , ,
1School of Psychology,Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2Animal Behavior Laboratory,Fundación Universitaria Konrad Lorenz, 3Department of Psychology,Universidad de Los Andes, 4School of Veterinary Medicine, Animal Health Department,Universidad Nacional de Colombia, 5Department of Psychology,Troy University, 6Department of Neurobiology,University of Alabama at Birmingham

Summary

Biz farelerde aşırı eğitim ve korku kuluçka üreten genişletilmiş bir korku klima protokolü açıklar. Bu protokol, 25 ton-şok eşleşmeleri (yani, aşırı eğitim) ve bağlam ve işaret testleri sırasında koşullu donma yanıtlarının eğitimden sonra 48 saat (kısa süreli) ve 6 hafta (uzun süreli) karşılaştırılması ile tek bir eğitim seansı gerektirir.

Abstract

Duygusal bellek öncelikle korku-klima paradigmaları ile çalışılmıştır. Korku koşullandırması, bireylerin aversive olaylar ve başka bir şekilde nötr uyaranlar arasındaki ilişkileri öğrendikleri bir öğrenme biçimidir. Duygusal anıları incelemek için en yaygın olarak kullanılan prosedürler farelerde korku klima gerektirir. Bu görevlerde, koşulsuz uyarıcı (ABD) tek veya birkaç seans boyunca bir veya birkaç kez sunulan bir ayak şokudur ve koşullu yanıt (CR) donuyor. Bu prosedürlerin bir sürümünde, cued korku klima denilen, bir sesi (şartlı uyarıcı, CS) eğitim aşamasında ayak şokları (ABD) ile eşlenir. İlk test sırasında hayvanlar eğitimin gerçekleştiği bağlamın aynısına maruz kalır lar ve ayak şoku ve tonları (yani bağlam testi) yokluğunda donma yanıtları test edilir. İkinci test sırasında, bağlam değiştirildiğinde (örneğin, deney odasının kokusu ve duvarları manipüle edilerek) donma ölçülür ve ayak şoku (yani bir işaret testi) yokluğunda tonu sunulur. En cued korku klima prosedürleri birkaç ton-şok eşleşmeleri (örneğin, tek bir oturumda 1-3 deneme) gerektirir. Korku kuluçka (yani, korku tepkileri daha fazla maruz kalmadan zaman içinde artış) denilen uzun süreli etkisi ile ilgili eşleştirmeler (yani, aşırı eğitim) geniş bir sayı içeren daha az yaygın sürümleri artan bir ilgi vardır. Korku-koşullandırma görevleri, korku kuluçkasının diğer psikolojik fenomenlerle (örneğin travma sonrası stres bozukluğu) ilişkisi de dahil olmak üzere davranışsal ve nörobiyolojik yönlerini anlamanın anahtarı olmuştur. Burada, farelerde aşırı eğitim ve korku kuluçka üreten uzun bir korku koşullandırma protokolünü tanımlıyoruz. Bu protokol, 25 ton-şok eşleşmeleri (yani, aşırı eğitim) ve bağlam ve işaret testleri sırasında koşullu donma yanıtlarının eğitimden sonra 48 saat (kısa süreli) ve 6 hafta (uzun süreli) karşılaştırılması ile tek bir eğitim seansı gerektirir.

Introduction

Bellek farklı aşamaları kapsayan psikolojik bir süreçtir: bilgi edinimi, konsolidasyon (elde edilen bilgilerin istikrarı için izin verir) ve alma (konsolidasyon süreci için kanıt)1. Konsolidasyon aşamasında, yeni sinaptik bağlantıların kurulması ve önceden varolan bağlantıların değiştirilmesi gerçekleşir. Bu, bu değişikliklerden sorumlu moleküler ve fizyolojik olayların meydana geldiği bir süre için gerekliliği göstermektedir1,2. Bu fizyolojik veya moleküler değişiklikler, alınan olayların duygusal olarak yüklü olup olmadığını (yani duygusal hafıza) değiştirir. Örneğin, araştırma lateral çekirdek ve bazolateral amigdala kompleksi özellikle duygusalbellek3,4,5ilgili olduğunu göstermiştir .

Duygusal bellek fenomenleri öncelikle korku koşullandırma paradigmaları ile incelenmiştir5,6. Korku koşullandırma, bireylerin aversive olaylar ve aksi takdirde nötr uyaranlar arasındaki ilişkileri öğrenmek hangi öğrenme şeklidir7. Korku koşullandırma paradigmaları amigdalamoleküler, hücresel ve yapısal değişiklikler üretir. Buna ek olarak, korku klima duygusal bellek konsolidasyon ve alma süreçleri sırasında hipokampus bağlantısını değiştirir.

Korku anılarını incelemek için en sık kullanılan yöntemlerden biri sıçanlarda klasik (Pavlovian) klima. Bu prosedür genellikle bir veya birkaç seans boyunca bir veya birkaç kez teslim edilir aversive uyarıcı olarak footshock (ABD) kullanır. Bu prosedüre maruz kalan sıçanların koşullu tepkisi (CR) donma (yani, “hayvanların iskelet kaslarının solunumda kullanılan kaslar dışında genelleştirilmiş bir tonik tepkisinden kaynaklanan yaygın hareketsizlik”7). Bu yanıt iki tür testte değerlendirilebilir: bağlam ve işaret testleri. Bağlam testi için, konu eğitim oturumu sırasında belirli sayıda ayak şokundan geçer ve daha sonra belirli bir süre için deneysel odadan çıkarılır. Test sırasında, konu eğitimin gerçekleştiği bağlamına geri döndürülür ve ayak şoku (örneğin, donma ataklarının süresi, yüzdesi veya sıklığı) yokluğunda ve eğitim aşamasında belirlenen temel düzeylerle karşılaştırıldığında farklı donma önlemleri toplanır. Test, işaret testi, bir uyarıcı (genellikle bir ton) ikinci tip için eğitim aşamasında ayak şokları ile eşleştirilmiş (yani, koşullu uyarıcı, CS). Eğitim tamamlandıktan sonra, hayvan belirli bir süre için eğitim bağlamından çıkarılır ve daha sonra değiştirilmiş bir bağlamda yerleştirilir (örneğin, farklı şekillerde duvarlar ait ve farklı kokuya sahip farklı bir deneysel oda). Daha sonra işaret belirli bir sayıda sunulur ve işarete verilen donma yanıtları ölçülür ve eğitim sırasında toplanan temel düzeylere göre karşılaştırılır. Bu paradigmanın en yaygın sürümü, tek bir eğitim oturumu sırasında 1 ila 3 ton-şok eşleşmeleri kullanır, ardından bağlam ve işaret testleri birkaç saat veya birkaç gün sonra yapılır.

Diğer daha az sıklıkta uygulanan korku klima prosedürleri şok-isteka eşleşmeleri geniş bir sayı içerir (örneğin, denemeler), genellikle aşırı eğitimprosedürleri8 çağrıldı . Bu görevlerde artan bir ilgi korku kuluçka denilen uzun ömürlü ve artan bellek etkileri ile ilgilidir (yani, önsezif olaylar veya koşullu uyaranlara daha fazla maruz kalma yokluğunda zaman içinde şartlı korku tepkileri artış)9,10,11. Bu tür aşırı eğitim prosedürleri bir örnek 10 oturumlar arasında dağıtılan 100 ton-şok eşleştirmeleri bir eğitim aşaması gerektirir, bağlam ve işaret testleri 48 h ve 30 gün sonra11,12yapılan izledi . Birkaç gün boyunca yaygın eğitim önlemek için, Maren (1998) aşırı eğitim kurulmuş ve 25 eşleşmeleri8ile tek bir oturumda optimize olabileceğini bildirdi. Kuluçka etkisi, eğitimden 31 gün sonra test edilen sıçanlarda önemli ölçüde daha yüksek oranda şartlı korku yla kanıtlanmıştır, çünkü 48 saat sonra test edilen sıçanlara kıyasla. Genişletilmiş korku-klima görevleri diğer psikolojik olaylar (örneğin, gecikmiş başlangıçlı travma sonrası stres bozukluğu)11,12,13ile ilişkisi de dahil olmak üzere, korku kuluçka altında yatan davranışsal ve nörobiyolojik yönlerini anlamak için anahtar olmuştur.

Burada, farelerde aşırı eğitim ve korku kuluçka neden uzun bir korku klima protokolü açıklar. Eğitim birkaç gün gerektiren diğer paradigmalar farklı11,mevcut protokol tek bir eğitim oturumu8odaklanmıştır. Biz bağlam ve işaret testleri sırasında daha yüksek koşullu dondurma yanıtları üretmek için 25 ton-şok eşleşmeleri kullanılan eğitimden sonra 6 hafta yapılan, testler 48 saat sonra yapılan karşılaştırıldığında.

Protocol

Aşağıdaki protokol Fundación Universitaria Konrad Lorenz (IACUC-KL) Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır. İsviçre’nin Cenevre kentinde ki Uluslararası Hayvan Hakları Birliği (1989) tarafından yayınlanan evrensel hayvan hakları bildirgesi ve ICLAS tarafından çıkarılan hayvanlarla yapılan deneylerin etik ilkelerine saygı gösterilmiştir. 1. Konu hazırlığı Erkek yetişkin Wistar sıçanları seçin (n = 12). Eğitim ve test pro…

Representative Results

Eğitim oturumunun farklı aşamalarında donma süresi yüzdesi ndeki değişimler bağımlı t testi kullanılarak tüm denekler için analiz edildi (n = 12)(Tablo 1). Hayvanlar aktifti ve eğitim oturumunun ilk üç dakikası (protokolün ilk günü), hiçbir tonu veya şokun (yani baseline-BL) teslim edildiği zaman boyunca deneysel odayı araştırdılar. Şekil 2A’dagösterildiği gibi, sonraki 25 ton-şok eşleşmeleri sırasında…

Discussion

Mevcut genişletilmiş korku-koşullandırma protokolü kısa (48 saat) ve uzun süreli (6 hafta) duygusal belleği değerlendirmek için etkili ve geçerli bir yaklaşımdır. Böylece protokol, farelerde aşırı eğitim ve korku kuluçka fenomenlerinin incelenmesine olanak sağlar. Bu protokolün farklı avantajları arasında şunlar yer alıyor. Bağlam ve işaret manipülasyonları arasında iki gecikmenin (48 saat ve 6 hafta) diferansiyel etkisini belirlemeye olanak tanıyan iki tür bellek testi, yani bağlam ve …

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu araştırma için mali destek Fundación Universitaria Konrad Lorenz tarafından sağlanmıştır – hibe numarası 9IN15151. Yazarlar, özellikle Natalia Rivera ve Andrés Serrano (Yapımcılar) olmak üzere videonun kaydedilmesi ve düzenlenmesindeki yardımları için Konrad Lorenz Üniversitesi İletişim Bölümü’ne teşekkür etmek isterler. Ayrıca, Nicole Pfaller-Sadovsky ve Lucia Medina el yazması kendi yorumları için, ve Johanna Barrero, Corporacion Universitaria Iberoamericana dekan, kurumsal işbirliği için. Yazarların çıkar çatışması yok.

Materials

Acetic acid (ethanoic acid) https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/acetic_acid
Aversive Stimulation Current Package MED Associates Inc ENV-420 https://www.med-associates.com/product/aversive-stimulation-current-test-package/
Contextual test protocol.pro https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
Cue test protocol.pro https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
Curved Wall Insert MED Associates Inc VFC-008-CWI https://www.med-associates.com/product/curved-wall-insert/
Data processing.zip https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
NIR/White Light Control Box MED Associates Inc NIR-100
Pellets BioServ F0165 http://www.bio-serv.com/pdf/F0165.pdf
Quick Change Floor/Pan Unit for Mouse MED Associates Inc ENV-005FPU-M https://www.med-associates.com/product/quick-change-floorpan-unit-for-mouse/
Small Tabletop Cabinet and Power Supply MED Associates Inc SG-6080D https://www.med-associates.com/product/small-tabletop-cabinet-and-power-supply-120v-60-hz/
Standalone Aversive Stimulator/Scrambler (115 V / 60 Hz) MED Associates Inc ENV-414S https://www.med-associates.com/product/standalone-aversive-stimulatorscrambler-115-v-ac-60-hz/
Standard Fear Conditioning Chamber MED Associates Inc VFC-008 https://www.med-associates.com/product/standard-fear-conditioning-chamber/
Training protocol VFC.pro https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
Video Fear Conditioning Package for Rat MED Associates Inc MED-VFC-SCT-R https://www.med-associates.com/product/nir-video-fear-conditioning-system-for-rat/
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referenzen

  1. Frankland, P. W., Bontempi, B. The organization of recent and remote memories. Nature Reviews Neuroscience. 6 (2), 119-130 (2005).
  2. Suzuki, A., Mukawa, T., Tsukagoshi, A., Frankland, P. W., Kida, S. Activation of LVGCCs and CB1 receptors required for destabilization of reactivated contextual fear memories. Learning & Memory. 15 (6), 426-433 (2008).
  3. Hermans, E. J., et al. How the amygdala affects emotional memory by altering brain network properties. Neurobiology of Learning and Memory. 112, 2-16 (2014).
  4. Moryś, J., Berdel, B., Jagalska-Majewska, H., ŁUczyńSka, A. The basolateral amygdaloid complex -its development, morphology and functions. Folia Morphologica. 58 (3), 29-46 (1998).
  5. LeDoux, J. E. Emotional memory systems in the brain. Behavioural Brain Research. 58 (1-2), 69-79 (1993).
  6. Labar, K. S. Beyond fear: Emotional memory mechanisms in the human brain. Current Directions in Psychological Science. 16 (4), 173-177 (2007).
  7. Izquierdo, I., Furini, C. R. G., Myskiw, J. C. Fear Memory. Physiological Reviews. 96 (2), 695-750 (2016).
  8. Maren, S. Overtraining Does Not Mitigate Contextual Fear Conditioning Deficits Produced by Neurotoxic Lesions of the Basolateral Amygdala. The Journal of Neuroscience. 18 (8), 3097-3097 (1998).
  9. Pickens, C. L., Golden, S. A., Nair, S. G. Incubation of fear. Current Protocols in Neuroscience. 64, (2013).
  10. Morrow, J. D., Saunders, B. T., Maren, S., Robinson, T. E. Sign-tracking to an appetitive cue predicts incubation of conditioned fear in rats. Behavioural Brain Research. 276, 59-66 (2015).
  11. Pickens, C. L., Golden, S. A., Adams-Deutsch, T., Nair, S. G., Shaham, Y. Long-lasting incubation of conditioned fear in rats. Biological Psychiatry. 65 (10), 881-886 (2009).
  12. Schaap, M. W. H., et al. Nociception and Conditioned Fear in Rats: Strains Matter. PLoS ONE. 8 (12), 83339 (2013).
  13. Shoji, H., Takao, K., Hattori, S., Miyakawa, T. Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice. Journal of Visualized Experiments. (85), e50871 (2014).
  14. Patel, T. P., et al. An open-source toolbox for automated phenotyping of mice in behavioral tasks. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 349 (2014).
  15. Kabra, M., Robie, A. A., Rivera-Alba, M., Branson, S., Branson, K. JAABA: Interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior. Nature Methods. 10 (1), 64-67 (2013).
  16. Anagnostaras, S. G. Automated assessment of Pavlovian conditioned freezing and shock reactivity in mice using the VideoFreeze system. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 4 (58), (2010).
  17. Moyer, J. R., Brown, T. H. Impaired Trace and Contextual Fear Conditioning in Aged Rats. Behavioral Neuroscience. 120 (3), 612-624 (2006).
  18. Schuette, S. R., Hobson, S. Conditioned contextual fear memory to assess natural forgetting and cognitive enhancement in rats. Journal of Biological Methods. 5 (3), 99 (2018).
  19. Chang, C. H., et al. Fear extinction in rodents. Current Protocols in Neuroscience. , (2009).
  20. Pickens, C. L., Golden, S. A., Nair, S. G. Incubation of fear. Current Protocols in Neuroscience. 64, 1-18 (2013).
  21. Izquierdo, I., Furini, C. R. G., Myskiw, J. C. Fear Memory. Physiological Reviews. 96 (2), 695-750 (2016).
  22. Vetere, G., et al. Chemogenetic Interrogation of a Brain-wide Fear Memory Network in Mice Article Chemogenetic Interrogation of a Brain-wide Fear Memory Network in Mice. Neuron. 94 (2), 363-374 (2017).
  23. Koob, G. F., Zimmer, A. Chapter 9 – Animal models of psychiatric disorders. Neurobiology of Psychiatric Disorders. 106, 137-166 (2012).
  24. Bourin, M. Animal models for screening anxiolytic-like drugs: a perspective. Dialogues in clinical neuroscience. 17 (3), 295-303 (2015).
  25. Murray, S. B., et al. Fear as a translational mechanism in the psychopathology of anorexia nervosa. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 95, 383-395 (2018).
  26. Pamplona, F. A., et al. Prolonged fear incubation leads to generalized avoidance behavior in mice. Journal of Psychiatric Research. 45 (3), 354-360 (2011).
  27. Török, B., Sipos, E., Pivac, N., Zelena, D. Modelling posttraumatic stress disorders in animals. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 90, 117-133 (2019).
  28. Bhakta, A., Gavini, K., Yang, E., Lyman-Henley, L., Parameshwaran, K. Chronic traumatic stress impairs memory in mice: Potential roles of acetylcholine, neuroinflammation and corticotropin releasing factor expression in the hippocampus. Behavioural Brain Research. 335, 32-40 (2017).
  29. Uniyal, A., et al. Pharmacological rewriting of fear memories: A beacon for post-traumatic stress disorder. European Journal of Pharmacology. , 172824 (2019).
  30. Barad, M. Fear extinction in rodents: basic insight to clinical promise. Current Opinion in Neurobiology. 15 (6), 710-715 (2005).
  31. Haaker, J., et al. Making translation work: Harmonizing cross-species methodology in the behavioural neuroscience of Pavlovian fear conditioning. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 107, 329-345 (2019).
  32. Heroux, N. A., Horgan, C. J., Pinizzotto, C. C., Rosen, J. B., Stanton, M. E. Medial prefrontal and ventral hippocampal contributions to incidental context learning and memory in adolescent rats. Neurobiology of Learning and Memory. 166, 107091 (2019).
  33. Rossi, M. A., Yin, H. H. Methods for Studying Habitual Behavior in Mice. Current Protocols in Neuroscience. 60 (1), 8-29 (2012).
  34. Brady, A. M., Floresco, S. B. Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats. Journal of Visualized Experiments. (96), (2015).
  35. Zoccolan, D., Di Filippo, A. Methodological Approaches to the Behavioural Investigation of Visual Perception in Rodents. Handbook of Behavioral Neuroscience. , (2018).
  36. Lguensat, A., Bentefour, Y., Bennis, M., Ba-M’hamed, S., Garcia, R. Susceptibility and Resilience to PTSD-Like Symptoms in Mice Are Associated with Opposite Dendritic Changes in the Prelimbic and Infralimbic Cortices Following Trauma. Neurowissenschaften. 418, 166-176 (2019).
  37. Li, Q., et al. N-Acetyl Serotonin Protects Neural Progenitor Cells Against Oxidative Stress-Induced Apoptosis and Improves Neurogenesis in Adult Mouse Hippocampus Following Traumatic Brain Injury. Journal of Molecular Neuroscience. 67 (4), 574-588 (2019).
  38. Pantoni, M. M., Carmack, S. A., Hammam, L., Anagnostaras, S. G. Dopamine and norepinephrine transporter inhibition for long-term fear memory enhancement. Behavioural Brain Research. 378 (112266), 112266 (2020).
  39. Smith, K. L., et al. Microglial cell hyper-ramification and neuronal dendritic spine loss in the hippocampus and medial prefrontal cortex in a mouse model of PTSD. Brain, Behavior, and Immunity. 80, 889-899 (2019).
  40. Liu, X., Zheng, X., Liu, Y., Du, X., Chen, Z. Effects of adaptation to handling on the circadian rhythmicity of blood solutes in Mongolian gerbils. Animal Models and Experimental. 2 (2), 127-131 (2019).
  41. Landgraf, D., McCarthy, M. J., Welsh, D. K. The role of the circadian clock in animal models of mood disorders. Behavioral Neuroscience. 128 (3), 344-359 (2014).
  42. Refinetti, R., Kenagy, G. J. Diurnally active rodents for laboratory research. Laboratory annimals. 52 (6), 577-587 (2018).
  43. Hurtado-Parrado, C., et al. Assessing Mongolian gerbil emotional behavior: effects of two shock intensities and response-independent shocks during an extended inhibitory-avoidance task. PeerJ. 5, (2017).
  44. Frey, P., Eng, S., Gavinf, W. Conditioned suppression in the gerbil. Behavior Research Methods & Instrumentation. 4 (5), 245-249 (1972).
  45. Woolley, M. L., Haman, M., Higgins, G. A., Ballard, T. M. Investigating the effect of bilateral amygdala lesions on fear conditioning and social interaction in the male Mongolian gerbil. Brain Research. 1078 (1), 151-158 (2006).
  46. Ballard, T. M., Sänger, S., Higgins, G. a Inhibition of shock-induced foot tapping behaviour in the gerbil by a tachykinin NK1 receptor antagonist. European Journal of Pharmacology. 412 (3), 255-264 (2001).
  47. Luyten, L., Schroyens, N., Hermans, D., Beckers, T. Parameter optimization for automated behavior assessment: plug-and-play or trial-and-error. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (28), (2014).

Tags

Fear ConditioningEmotional MemoryConsolidationFear IncubationPavlovian ConditioningAversive TrainingContextual MemoryCue MemoryWistar Rats

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Diesen Artikel zitieren
Acevedo-Triana, C., Rico, J. L., Ortega, L. A., Cardenas, M. A. N., Cardenas, F. P., Rojas, M. J., Forigua-Vargas, J. C., Cifuentes, J., Hurtado-Parrado, C. Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats. J. Vis. Exp. (162), e60537, doi:10.3791/60537 (2020).
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