研究冻结和飞行行为的新型帕夫洛夫恐惧调理范式
Summary
防御行为反应取决于威胁强度、接近程度和暴露背景。基于这些因素，我们开发了一个经典的调理范式，在单个受试者中引起有条件的冻结和飞行行为之间的明显过渡。这个模型对于理解焦虑、恐慌和创伤后应激障碍的病理学至关重要。
Abstract
与恐惧和焦虑有关的行为显著有助于生物体的生存。然而，对感知到的威胁的夸张防御反应是各种焦虑症的特点，而焦虑症是美国最常见的精神疾病形式。发现负责防御行为的神经生物学机制将有助于开发新的治疗干预措施。帕夫洛维安恐惧调理是研究与恐惧相关的学习和记忆的实验室范式。传统的巴甫洛夫恐惧调理模式的一个主要局限性是，冻结是唯一被监视的防御行为。我们最近开发出一种经过修改的帕夫洛夫恐惧调理范式，使我们能够研究个别受试者体内的有条件冻结和飞行（也称为逃生）行为。这种模式采用更高的强度脚震和更多的配对之间的条件刺激和无条件的刺激。此外，这种有条件的飞行模式利用纯音和白噪声听觉刺激的连续呈现作为条件刺激。在这种模式下进行调理后，小鼠表现出冻结行为，以响应语气刺激和白噪声期间的飞行反应。这种调理模型可用于研究生存所需的行为反应之间的快速和灵活过渡。
Introduction
恐惧是一种进化保存的适应性反应，对眼前的威胁1，2。虽然生物体对威胁具有与生俱来的防御反应，但学会的关联对于对危险3的刺激预测做出适当的防御反应至关重要。控制防御性反应的大脑回路调节不良可能导致与多重衰弱焦虑症相关的不适应反应，如创伤后应激障碍（PTSD）、恐慌障碍4和特定恐惧症5、6。美国成人焦虑症的患病率为19.1%，7、8岁的青少年为31.9%。这些疾病对个人日常生活的负担极高，对他们的生活质量产生负面影响。
在过去的几十年里，帕夫洛维安恐惧调理一直是一个强大的模型系统，以获得巨大的洞察神经机制背后的恐惧相关的学习和记忆9，10，11。帕夫洛夫人担心，调理需要将有条件的刺激（CS，如听觉刺激）与逆向无条件刺激（例如，电脚休克）配对。由于冻结是标准巴甫洛夫调理范式中唤起和测量的主要行为，因此逃逸/逃跑反应等主动防御行为形式的神经控制机制基本上尚未探索。先前的研究表明，不同形式的防御行为，如飞行，是根据威胁强度，接近和上下文13，14引起。研究大脑如何控制不同类型的防御行为可能显著有助于理解在恐惧和焦虑障碍中调节不良的神经元过程。
为了解决这一迫切需要，我们开发了一个修改的帕夫洛夫调理范式，除了冻结15，引起飞行和逃生跳跃。在这个范式中，小鼠被一个序列复合刺激（SCS）所制约，由纯色调和白噪声组成。经过两天的配对SCS与强烈的电脚休克，老鼠表现出冻结，以回应音色成分和飞行期间的白噪声。有条件的冻结和飞行行为之间的行为切换是快速和一致的。有趣的是，只有当白噪声 CS 与之前传递的脚部休克（调理上下文）处于同一上下文中，而不是在中性上下文中出现时，小鼠才会表现出飞行行为。相反，冻结响应在此中性环境中占主导地位，与音调相比，对白噪声的反应冻结程度要高得多。这与上下文在调节防御性反应强度方面的作用一致，也符合背景信息在传统威胁调理范式16、17中与恐惧相关的学习和记忆中的调节作用。此模型允许以特定于上下文的方式对多个防御行为进行直接、主题内比较。
Protocol
Representative Results
Discussion
所述的声音和冲击参数是此协议的重要元素。因此，在开始实验之前测试冲击振幅和声压水平至关重要。恐惧调理研究通常使用 70-80 dB 声压水平和 0.1-1 mA 冲击强度18：因此，所述参数在传统恐惧调理范式的范围内。在以前的CS-唯一（无脚震）控制实验中，我们没有观察到小鼠的飞行或冻结反应，这表明听觉刺激在如描述的15时并不具有逆向性。将 80 dB 以上的白…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了路易斯安那州摄政委员会通过摄政委员会支助基金（LEQSF（2018-21）-RD-A-17）和国家 卫生研究院国家精神卫生研究所 （R01MH122561）的支持。内容完全由作者负责，不一定代表国家卫生研究院的官方意见。
Materials
| Neutral context | Plexiglass cylinder 30 X 30 cm | ||
| Fear conditioning box | Med Associates, Inc. | VFC-008 | 25 X 30 X 35 cm dimentions |
| Audio generator | Med Associates, Inc. | ANL-926 | |
| Shocker | Med Associates Inc. | ENV-414S | Stainless steel grid |
| Speaker | Med Associates, Inc. | ENV-224AM | Suitable for pure tone and white noise |
| C57/BL6J mice | Jackson laboratory, USA | 664 | Aged 3-5 month |
| Cineplex software (Editor/ studio) | Plexon | CinePlex Studio v3.8.0 | For video tracking and behavioral scoring analysis |
| MedPC software V | Med Associates, Inc. | SOF-736 | |
| Neuroexplorer | Plexon | Used to extract the freezing data scored in PlexonEditor | |
| GraphPad Prism 8 | GraphPad Software, Inc. | Version 8 | Statistical analysis software |
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