עקוב אחר פחד אוויר בעכברים
Summary
בניסוי הבא אנו מתארים פרוטוקול לאוויר פחד עקבות בעכברים. סוג זה של זיכרון אסוציאטיבי כולל תקופת עקבות שמפרידה בין הגירוי הניטרלי והגירוי הבלתי מותנה.
Abstract
בניסוי זה אנו מציגים טכניקה למדידת למידה וזיכרון. בפרוטוקול אוויר פחד עקבות שהוצג כאן יש חמישה זיווגים בין גירוי ניטראלי וגירוי הבלתי מותנה. יש תקופת עקבות 20 שניות שמפרידה בין כל ניסוי אוויר. על ההקפאה למחרת נמדד במהלך ההצגה של הגירוי המותנה (CS) ותקופת עקבות. ביום השלישי יש מבחן 8 דקות כדי למדוד זיכרון תלוי קשר. תוצאות הנציגים מעכברים שהוצגו עם הגירוי מרתיע הבלתי מותנה (הלם) בהשוואה לעכברים שקיבלו את מצגות הטון ללא הגירוי הבלתי מותנה. עקבות מיזוג פחד שמש בהצלחה כדי לאתר גירעונות למידה וזיכרון עדינים ושיפורים בעכברים שאינם נמצאים בשיטות מיזוג פחד אחרות. סוג זה של מיזוג פחד הוא האמין להיות תלוי בקשרים בין קליפת המוח הקדם חזיתית המדיאלי וההיפוקמפוס. מחלוקת נוכחית אחת היא אם הוא האמין בשיטה זו כדי להיות האמיגדלה עצמאית. לכן, יש צורך בבדיקות אוויר פחד אחרים כדי לבחון השפעות למידה וזיכרון האמיגדלה תלויה, כגון באמצעות פחד עיכוב האוויר.
Introduction
במיזוג פחד גירוי ניטראלי (NS) הוא זיווג עם גירוי מרתיע הבלתי מותנה (US). NS הוא בדרך כלל טון והופך לגירוי מותנה (CS) באמצעות זיווגים חוזרים ונשנים עם ארה"ב. אז CS יכול לעורר תגובה מותנית (CR), כגון הקפאה, בהיעדרה של ארה"ב מרתיעה. פרוטוקול אוויר פחד נפוץ הוא עיכוב אוויר. בפרוטוקול זה תחילתה של NS וארה"ב היא רציפה או עם חפיפה מסוימת בהצגת גירוי. למרות פחד עיכוב אוויר הוא אחד מהסוגים הנפוצים ביותר של אוויר אסוציאטיבי זמני, יש כמה סוגים אחרים של הסדרים זמניים אסוציאטיבי אוויר: אוויר בו זמנית, אוויר לאחור, ועקבות אוויר 1. בעקבת מיזוג פחד יש מרווח ללא גירוי בין NS ובארצות הברית של כמה שניות וכתוצאה מכך תקופת "עקבות".
מחקרים אחדים דיווחו על גירעוןים בעקבת מיזוג פחד כאשר נגעים רעילים מיוצרים במבנים שקלט לתוך ההיפוקמפוס 2-5 או כאשר סוכנים תרופתיים משמשים כדי לחסום את פונקצית קולטן בהיפוקמפוס. נגע לתוצאות היפוקמפוס בגירעונות באוויר עקבות ואוויר קונטקסטואלי, אך אינו מפריע לפחד עיכוב אוויר 8. ישנם מספר יתרונות לשימוש עקבות מיזוג פחד. פרוטוקול אוויר הפחד יכול להיות מושגת על פני תקופה בדיקה של שלושה ימים ומאפשר לזיכרון בהיפוקמפוס תלוי שאינו תלוי במרחב. עקוב אחר מיזוג פחד יכול לשמש כמבחן משלים למבוך מוריס מים, מבחן זיהוי אובייקט רומן, או בדיקות אחרות במבוך חוקר זיכרון בהיפוקמפוס תלוי.
Protocol
Representative Results
Discussion
היו כמה מחקרים שהובהרו מעגלים העצביים העומדים בבסיס עקבות מיזוג פחד. הוא האמין עקבות מיזוג פחד לערב CA1 של 12-14 היפוקמפוס. יש גם ראיות לכך שקליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי (mPFC) משחקת תפקיד גדול באוויר מצמוץ עקבות 15, וmPFC כבר מצא להיות מעורב בשמץ מיזוג פחד. מחקר אח…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענק מועצת המחקר של האוניברסיטה ביילור וממענק מחקר מקרן אפילפסיה.
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 |
References
- 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).
