Summary
I det følgende eksperiment beskriver vi en protokol for spor frygt condition i mus. Denne type af associativ hukommelse omfatter et spor periode, adskiller neutral stimulus og ubetinget stimulus.
Abstract
I dette forsøg viser vi en teknik til at måle indlæring og hukommelse. I spor frygt condition-protokol, der præsenteres her er der fem parringer mellem en neutral stimulus og en ubetinget stimulus. Der er en 20 sek spor periode, der adskiller hver konditionering retssag. På den følgende dag frysning måles under præsentationen af den betinget stimulus (CS) og spor periode. På den tredje dag er der en 8 min test til måling af kontekstuelle hukommelse. De repræsentative resultater er fra mus, der blev præsenteret med den afskrækningsmiddel ubetinget stimulus (chok) sammenlignet med mus, der modtog tone præsentationer uden ubetinget stimulus. Trace frygt condition held har været anvendt til at opdage subtile indlæring og hukommelse underskud og forbedringer i mus, der ikke findes med andre frygt condition metoder. Denne type af frygt conditioning menes at være afhængig af forbindelser mellem den mediale præfrontale cortex og hippocampus. Et aktuelt polemik, om denne metode menes at være amygdala-uafhængig. Derfor er en anden konditionering test frygt er nødvendig for at undersøge amygdala-afhængige indlæring og hukommelse effekter, såsom gennem forsinkelsen frygt condition.
Introduction
I frygt condition en neutral stimulus (NS) er parret med et afskrækningsmiddel ubetinget stimulus (US). NS er normalt en tone og bliver en betinget stimulus (CS) ved gentagne parringer med USA. CS kan derefter fremkalde en betinget respons (CR), såsom frysning, i fravær af aversiv USA. Et almindeligt brugt frygt condition protokollen er forsinkelse condition. I denne protokol debut af NS og USA er sammenhængende eller med en vis overlapning i stimulus præsentation. Selvom forsinkelse frygt condition er en af de mest almindeligt anvendte typer af tidsmæssige associative condition, er der flere andre typer af associative conditioning tidsmæssige arrangementer: simultan condition, tilbagestående condition, and trace conditioning 1. I spor frygt condition er en stimulus-fri interval mellem NS og USA på flere sekunder resulterer i en "trace" periode.
Flere studier har rapporteret underskudsi spor frygt condition når neurotoksiske læsioner er produceret i de strukturer, der input til hippocampus 2-5 eller når farmakologiske midler anvendes til at blokere receptor funktion i hippocampus. Læsion til hippocampus resultater i underskud i spor condition og kontekstuelle condition, men ikke forhindrer forsinkelse frygt condition 8. Der er flere fordele ved at bruge spor frygt condition. Frygten condition protokol kan nås i løbet af en tre-dages testperiode og giver mulighed for hippocampus-afhængig hukommelse, der er ikke er rumligt afhængig. Trace frygt conditioning kan anvendes som en supplerende test af Morris water maze, nye testobjektet anerkendelse eller andre maze test i undersøge hippocampus-afhængig hukommelse.
Protocol
Representative Results
Discussion
Der har været flere undersøgelser, der har belyst de neurale kredsløb, der ligger til grund for spor frygt condition. Trace frygt condition menes at involvere CA1 af hippocampus 12-14. Der er også tegn på, at den mediale præfrontale cortex (mPFC) spiller en stor rolle i spor eye-blink condition 15 og mPFC har vist sig at være involveret i spor frygt condition. En undersøgelse viste, at mPFC neuroner give vedvarende aktivitet i spor periode, hvilket giver en struktur, der kan opretholde huko…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde er støttet af en bevilling Baylor University Forskningsråd og fra en forskningsbevilling fra Epilepsi 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 |
Referências
- 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).
