Страх, стресс расширение обучения, надежную модель грызунов посттравматического стрессового расстройства
Summary
Здесь мы описываем подробная методология, необходимые для проведения стресс расширение страх обучения (Самореактивных) эксперименты, доклинические модель посттравматического стрессового расстройства, у крыс и мышей. Модель использует аспекты Pavlovian страх кондиционирования и замораживания как индекс расширения страх в грызунов.
Abstract
Страх расширения функциональности имеют важное значение для выживания, но непропорционально высокий уровень страха может увеличить уязвимость для развития психических расстройств, таких как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). Чтобы понять биологические механизмы регуляции страха в ПТСР, важно начать с действительным животной модели расстройства. Этот протокол описывает методологии, необходимые для проведения стресс расширение страх обучения (Самореактивных) эксперименты, доклинические модель ПТСР, у крыс и мышей. Самореактивных была разработана для пилки критических аспектов ПТСР, включая долгосрочные просветительские обучения страха, вызванного острого стресса. Самореактивных использует аспекты Pavlovian страх принадлежности, но производит четкие и надежные сенсибилизированных страх ответ гораздо больше, чем нормальный условного страх ответы. Травма процедура включает в себя размещение грызунов в камере принадлежности и управляющие 15 несигнальное потрясений, случайным образом распределены более 90 минут (для крыса экспериментов; для мыши экспериментов, 10 несигнальное используются потрясений, случайным образом распределены более чем 60 минут) . На 2 день грызуны помещаются в романе кондиционирования контексте где они получают один шок; затем на день 3 они помещаются обратно в том же контексте на 2 день и испытаны для изменения в замораживание уровней. Грызуны, которые ранее получали травмы дисплей повысить уровень замораживания на день тестирования по сравнению с теми, которые получили без потрясений в первый день. Таким образом с этой моделью, один очень стрессовые опыт (травма) производит крайних страх стимулов, связанных с травматическим событием.
Introduction
Страх — это критический поведение для выживания, позволяя людям распознавать и реагировать на угрозы. Однако преувеличенные опасения ответы могут способствовать развитию психических расстройств, таких как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). ПТСР характерно преувеличенные ответ на мягкий стресс, особенно те из них, которые напоминают оригинальной травмы и тенденция к развитию новых страхи1,2. В лаборатории страх часто измеряется путем замораживания поведение, которое является надежной и этологических допустимый индекс страх в людей и грызуны3,4. В то время, как известно, ПТСР включает dysregulation страха и выражение расширенной страх, отсутствует надежный животных моделей ПТСР, которые надежно захватить этот дополненной страх ответ относительно безобидных раздражитель.
Этот протокол обеспечивает подробной методики, необходимые для проведения стресс расширение страх обучения (Самореактивных) эксперименты, надежные и достоверные доклинических модель ПТСР, у крыс и мышей. Самореактивных использует аспекты Pavlovian страх кондиционирования, но он производит различные ответы от нормальной страх кондиционирования и резюмирует расширенной страх, следующие травматического стресса наблюдается в ПТСР пациентов5,6. В этой модели один очень стрессовые опыт (упоминаемый здесь как травма) приводит к прочному поведенческие изменения, включая экстремальные страх раздражителей связанных с травматическим событием, повышенная возбудимость, увеличение реактивности старт-рефлекс и изменены глюкокортикоидный сигнализации7,8. Главной особенностью Самореактивных это что следующее воздействие травматического стресса (серия несигнальное потрясений) в различных условиях, животных показывают преувеличенные страх ответ на мягкий стресс (например., один удар) в другом контексте. Важно отметить, что эффект Самореактивных не обусловлен обобщения из контекста травма Роман контекста или увеличение шок чувствительности5. В нашей модели мы целенаправленно использовать процедуры, способствующие сокращению какие-либо обобщения Роман контекст таких как собственный транспорт, запах и сетки слово шаблон. Таким образом в отличие от обычных страх кондиционирования, Самореактивных является не Ассоциативный процесс, который приводит к новым обучения страх, что непропорционально связано с экологические сигналы, непосредственно не связанных с травматическим опытом. Обширная работа показывает, что одного 90-минутной сессии, содержащий 15 непредсказуемых потрясений в крыс (или один 60-минутной сессии, содержащий 10 непредсказуемых потрясений в мышах) индуцирует сенсибилизация длительный страх кондиционирования, а также повышенная возбудимость и регуляции в суточный ритм базальной кортикостерона. В отличие от предварительного воздействия на один footshock не производят Самореактивных9. Кроме того Самореактивных может использоваться надежно крыс и мышей.
Следовательно модель Самореактивных ПТСР является мощным инструментом для исследования биологических механизмов, участвующих в патофизиологии ПТСР. С помощью Самореактивных, исследователи можно изучить как воздействия травмы может повлиять на обучение будущих страх. Кроме того эта модель может быть полезна для расследования конкретных клеточном и молекулярном механизмов, которые могут быть вовлечены в регулировании выражение расширенной страх, как отмечено в ПТСР.
Protocol
Representative Results
Discussion
Самореактивных является надежная модель поведения ПТСР, которые могут быть сведены воедино в крыс и мышей и могут быть использованы для изучения сенсибилизированных страх ответы, которые характеризуют ПТСР. После травматического стресса грызуны показывают увеличение страх ответ в с?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа финансировалась путем национального института из здравоохранения R01AA026530 (MSF), центр Staglin для мозга и поведенческих здоровья (MSF), НРСА-F32 MH10721201A1 и NARSAD 26612 (AKR) и NSF DGE-1650604 (SG).
Materials
| Fear Conditioning Chamber for Low Profile Floors | Med Associates Inc. | VFC-008-LP | Fear conditioning chamber |
| Sound Attenuating Cubicle | Med Associates Inc. | NIR-022SD | Sound-attentuaing cubicle to prevent intrusion of outside noise |
| NIR/White Light Control Box | Med Associates Inc. | NIR-100VR | Light control box capable of delivering white and near-infrared light |
| NIR VFC Light Box | Med Associates Inc. | NIR-100L2 | White overhead houselight |
| Windex Original Glass Cleaner | Windex | Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals | |
| Acetic acid | Fisher Scientific | A38-212 | Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals |
| A-Frame Chamber Insert | Med Associates Inc. | ENV-008-IRT | Black Plexiglas triangular insert to differentiate internal layout of Contexts A and B |
| Curved Wall Insert | Med Associates Inc. | VFC-008-CWI | White plastic sheet to differentiate internal layout of Contexts A and B |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Grid Rods for Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005A | Flat grid floor for mice |
| Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 1/8" & 3/16" Grid Rods Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005-S | Staggered grid floor for mice |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Staggered Grid Rods for Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005A-L | Alternating grid floor for mice |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Grid Rods for Rat | Med Associates Inc. | VFC-005 | Flat grid floor for rats |
| Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 3/16" & 3/8" Grid Rods | Med Associates Inc. | VFC-005-L | Alternating grid floor for rats |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Staggered Grid Rods for Rat | Med Associates Inc. | VFC-005-S | Staggered grid floor for rats |
| Metal pans | Med Associates Inc. | Metal pans to catch droppings underneath grid floors | |
| Standalone Aversive Stimulator/Scrambler | Med Associates Inc. | ENV-414S | Shock generator and scrambler for footshock delivery |
| Multimeter | Fluke | 87-5 | Tool for measuring footshock amplitude |
| VideoFreeze Software | Med Associates Inc. | SOF-843 | VideoFreeze software for controlling shock delivery |
| High Speed Firewire Monochrome Video Camera | Med Associates Inc. | VID-CAM-MONO-4 | Video camera capable of recording in near-infrared light |
Referências
- Bremner, J. D., Krystal, J. H., Southwick, S. M., Charney, D. S. Functional neuroanatomical correlates of the effects of stress on memory. Journal of Traumatic Stress. 8 (4), 527-553 (1995).
- Dykman, R. A., Ackerman, P. T., Newton, J. E. Posttraumatic stress disorder: a sensitization reaction. Integrative Physiological and Behavioral Science. 32 (1), 9-18 (1997).
- Fanselow, M. S., Bolles, R. C. Naloxone and shock-elicited freezing in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (4), 736-744 (1979).
- Fanselow, M. S. What is Conditioned Fear?. Trends in Neurosciences. 7, 460-462 (1984).
- Rau, V., DeCola, J. P., Fanselow, M. S. Stress-induced enhancement of fear learning: an animal model of posttraumatic stress disorder. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (8), 1207-1223 (2005).
- Perusini, J. N., Fanselow, M. S. Neurobehavioral perspectives on the distinction between fear and anxiety. Learning and Memory. 22 (9), 417-425 (2015).
- Poulos, A. M., et al. Sensitization of fear learning to mild unconditional stimuli in male and female rats. Behavioral Neuroscience. 129 (1), 62-67 (2015).
- Perusini, J. N., et al. Induction and Expression of Fear Sensitization Caused by Acute Traumatic Stress. Neuropsychopharmacology. 41 (1), 45-57 (2016).
- Rau, V., Fanselow, M. S. Exposure to a stressor produces a long lasting enhancement of fear learning in rats. Stress. 12 (2), 125-133 (2009).
- Poulos, A. M., et al. Amnesia for early life stress does not preclude the adult development of posttraumatic stress disorder symptoms in rats. Biological Psychiatry. 76 (4), 306-314 (2014).
- Fanselow, M. S., Sigmundi, R. A. Species-specific danger signals, endogenous opioid analgesia, and defensive behavior. Journal of Experimental Psychology: Animal Behavior Processes. 12 (3), 301-309 (1986).
- Jacobs, N. S., Cushman, J. D., Fanselow, M. S. The accurate measurement of fear memory in Pavlovian conditioning: Resolving the baseline issue. Journal of Neuroscience Methods. 190 (2), 235-239 (2010).
- Anagnostaras, S. G., et al. Automated assessment of pavlovian conditioned freezing and shock reactivity in mice using the video freeze system. Frontiers in Behavioral Neuroscience. , (2010).
- Long, V. A., Fanselow, M. S. Stress-enhanced fear learning in rats is resistant to the effects of immediate massed extinction. Stress. 15 (6), 627-636 (2012).
- Craske, M. G., et al. Optimizing inhibitory learning during exposure therapy. Behaviour Research and Therapy. 46 (1), 5-27 (2008).
- Paylor, R., Tracy, R., Wehner, J., Rudy, J. W. DBA/2 and C57BL/6 mice differ in contextual fear but not auditory fear conditioning. Behavioral Neuroscience. 108 (4), 810-817 (1994).
- Graham, L. K., et al. Strain and sex differences in fear conditioning: 22 kHz ultrasonic vocalizations and freezing in rats. Pyschology and Neuroscience. 2 (2), 219-225 (2009).
