Gonadal hormones such as estrogen modulate memory formation in a number of experimental paradigms including fear extinction memory. This protocol describes a set of methods for investigating the influence of gonadal hormones specifically during extinction in naturally cycling females, including estrous cycle monitoring and exogenous estrogen administration.
Extinction de la peur conditionnée a été largement étudiée chez les rongeurs mâles. Récemment, il ya eu un nombre croissant d'études indiquant que les mécanismes neuronaux pour certaines tâches comportementales et les comportements de réponse sont différents chez les femelles et les mâles. Utilisation de femelles dans les études de recherche peut représenter un défi en raison de la variation des hormones gonadiques au cours de leur cycle oestral. Ce protocole décrit les procédures bien établies qui sont utiles dans les enquêtes sur le rôle des œstrogènes dans la peur consolidation de la mémoire d'extinction chez les rats femelles. Phase du cycle oestral et de l'administration de l'oestrogène exogène avant la formation d'extinction peut influencer le rappel d'extinction 24 h plus tard. La technique de lubrification vaginale pour l'identification de phase oestrus décrit ici facilite l'examen et la manipulation de vélo naturellement hormones gonadiques. L'utilisation de ce modèle de rongeur de base peut en outre définir les mécanismes par lesquels les œstrogènes peut moduler la mémoire d'extinction de la peur dansfemelles.
Différences entre les sexes sont inhérentes observées dans divers comportements cognitifs et des paradigmes d'apprentissage chez les humains et les rongeurs. Par exemple, il a été rapporté que les femmes ont généralement des capacités verbales et le souci du détail plus fortes, alors que les hommes ont de meilleures aptitudes spatiales 1-3. Ces différences entre les sexes peuvent être dues en partie à l'influence des hormones gonadiques. Des niveaux élevés d'estradiol améliorer les performances sur des tâches où les femmes sont mieux, mais aggravent la performance sur les tâches que les hommes font généralement bien 4-6. Bien que cette preuve est incontestable, la capacité limitée de contrôler complètement les environnements expérimentaux dans les études humaines, il est difficile de déterminer si ces effets sur le comportement peuvent être attribués spécifiquement aux hormones. Les études animales, en revanche, permettent de circonstances totalement contrôlées.
Bien que les mécanismes neuronaux de base de la peur extinction ont été identifiés et sont bien étudiés chez les hommes, il est difficile de savoir sices systèmes sont les mêmes chez les femelles ou leur évolution au cours du cycle œstral. Conditionnement de la peur et l'extinction sont largement utilisés paradigmes comportementaux chez les rongeurs et les humains de mener des études liées à des troubles de l'anxiété. Étant donné que les femmes ont un risque plus élevé pour les troubles anxieux ainsi que la durée des symptômes et la gravité supérieur 7-13, il est essentiel de comprendre les femmes dans ces études. La sous-représentation des femmes dans cette recherche peut être attribuée aux défis de la surveillance de phase oestrus et comptable pour les effets sur le comportement des hormones sexuelles. Les laboratoires qui ne examinent les femmes à cet égard des questions de rencontre qui vont souvent non déclarée ou ne sont pas décrits dans les méthodes de leurs études.
De nouvelles preuves chez les rongeurs suggèrent que les différences sexuelles dans la peur extinction sont modulés par les hormones gonadiques 14-18. Dans conditionnement de la peur, les animaux sont formés à craindre un stimulus particulier. Après un certain nombre de présentations non renforcés dele stimulus, les animaux apprennent pas à craindre la queue, un processus appelé extinction. Comment bien l'animal apprend et consolide la mémoire de l'apprentissage de cette tâche peut être observé lors d'un test de rappel de disparaître étant donné un certain temps après la formation d'extinction. Moins expression de la peur pendant le rappel d'extinction démontre une bonne consolidation de la mémoire d'extinction. Les résultats récents de notre laboratoire suggèrent que l'oestrogène peut moduler la consolidation de la mémoire de l'extinction de la peur et améliorer le rappel d'extinction. Plus précisément, les rats femelles qui sont éteints dans proestrus, la phase du cycle œstral durant laquelle taux d'estrogènes circulants pic, présentent meilleure rétention de la mémoire d'extinction. En revanche, les femmes qui sont éteints dans le bas-oestrogène affichage des phases de metestrus relativement pauvre de rappel d'extinction, qui peuvent être améliorées avec l'administration de l'estradiol exogène avant ou immédiatement après la formation d'extinction 15,16. Les mécanismes neuronaux de l'extinction consolidation de la mémoire (de inclCOMPRIS le rôle des hormones gonadiques) chez les femmes ne sont pas claires.
Chez les animaux de laboratoire, le rôle des hormones peut être étudiée en utilisant des procédures d'éloignement chirurgicales invasives comme la castration et de l'ovariectomie. Après récupération de la chirurgie, les hormones gonadiques sont souvent manipulés de manière exogène pendant l'exécution d'une tâche comportementale 19. Cette approche a fourni des informations essentielles sur les hormones sexuelles et est utile car il permet des manipulations bien contrôlée d'hormones gonadiques (en termes de calendrier et de la dose) 20-23. Cette approche, cependant, ne permet pas d'évaluer l'influence des fluctuations naturelles qui se produisent à travers le cycle oestral, ni ne représentent qu'elles animaux "normaux", ce qui limite le potentiel de translation à des études humaines. Il a été bien documenté que les niveaux d'hormones sexuelles femelles pic et du déclin à des phases spécifiques du cycle oestral, et les changements d'expression du récepteur de l'oestrogène dans le cycle,et après ovariectomie 24. Ainsi, il est nécessaire de mener des études sur les femmes ayant des gonades intactes et d'affiner des modèles expérimentaux pour étudier de manière fiable les effets que les états haut et bas oestrogènes peuvent avoir sur les femmes tout au long de leur durée de vie.
Ce protocole met l'accent sur l'effet des œstrogènes sur les systèmes neurobiologiques impliqués dans la peur extinction. Il décrit comment: 1) de suivre de près le cycle oestral, 2) préparer les doses efficaces d'estradiol pour l'administration systémique, et 3) suivre un paradigme comportemental qui inclut conditionnement de la peur, de l'extinction, et de rappeler dans le cyclisme naturellement les rats femelles. Ce protocole peut être modifié avec d'autres manipulations pharmacologiques et des outils cellulaires et moléculaires à l'aide des études pour mieux comprendre les différences de sexe qui sont observés dans le comportement conditionné craindre d'extinction. A noter que les modes opératoires décrits ci-dessous sont celles utilisées à l'intérieur de notre laboratoire, et il existe un certain nombre de variantes de ces procédures in la littérature.
Peur extinction a été largement étudiée chez les rats mâles avec les mécanismes neuraux conditionné extinction de la peur identifié et évalué en vertu de diverses manipulations. Relativement peu d'études ont examiné les rats femelles ou le rôle des hormones gonadiques dans la peur extinction. Pour étudier spécifiquement les effets des œstrogènes sur la peur extinction, vélo naturellement rats femelles sont soumis à un paradigme comportemental trois jours. Cette procédure consiste à phases accout…
The authors have nothing to disclose.
Mohammed R. Milad is supported by NIMH grant R01 MH097880 and institutional funds from the Department of Psychiatry at MGH.
Name | Company | Catalog number | Comments |
Fear conditioning chamber | Coulbourn Instruments | ||
Graphic State | Coulbourn Instruments | ||
Sound-attenuating box | Med Associates, Inc. | NIR-022MD | |
Estradiol | Sigma-Aldrich | E1024 | In sesame oil for subcutaneous injection |
Sesame oil | Sigma-Aldrich | S3547-250ML | |
Freezescan | Cleversys, Inc. | ||
Dip quick stain | Jorgensen Laboratories, Inc. | J0322A1, J0322A2, J0322A3 | |
Cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 23-400-114 | 6-inch, sterile |
0.9% saline | LabChem, Inc. | LC23460-2 | Sodium chloride w/v |
Selectfrost microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-003 | |
Virex II 256 | Diversey, Inc. | 5019317 | Dilute 1:256 with water |
Luer-Lok Tip 1ml Syringes | Becton Dickinson | 309628 | |
Hypodermic disposable needles | Exelint International, Co. | 26402 | 26-gauge |