تعديل تكييف الخوف للحث على سلوكيات الطيران في الفئران
Summary
لدراسة سلوكيات الطيران في سياق مخيف ، نقدم بروتوكول تكييف الخوف المعدل. يضمن هذا البروتوكول أن الفئران تظهر باستمرار سلوكيات الطيران أثناء عرض الإشارات في تكييف الخوف.
Abstract
المظهر المناسب للسلوك الدفاعي في موقف التهديد أمر بالغ الأهمية للبقاء على قيد الحياة. تشير النظرية السائدة إلى أن السلوك الدفاعي النشط ، مثل القفز أو الاندفاع السريع ، يتم التعبير عنه في ظل تهديد وشيك أو تهديد فعلي ، في حين يتم التعبير عن السلوك الدفاعي السلبي ، مثل التجميد ، عندما يتم التنبؤ بالتهديد ، ولكن التهديد الوشيك منخفض نسبيا. في تكييف الخوف الكلاسيكي ، يظهر الأشخاص عادة التجميد كاستجابة دفاعية مشروطة ، مع القليل من التعبير عن السلوك الدفاعي النشط في معظم الحالات. هنا ، نقدم إجراء تكييف الخوف المعدل للفئران لمراقبة الانتقال من التجمد إلى الطيران والعكس صحيح ، بما في ذلك خمسة أزواج متكررة من المحفزات المكيفة (CS ؛ نغمة مستمرة ، 8 كيلو هرتز ، 95 ديسيبل SPL (مستويات ضغط الصوت)) ومحفزات غير مشروطة (الولايات المتحدة ؛ صدمة القدم ، 0.9 مللي أمبير ، 1.0 ثانية) على مدار يومين. يتطلب إجراء تكييف الخوف المعدل هذا عددا كبيرا نسبيا من جلسات التكييف وأيام التكييف ولكنه لا يتطلب صدمة قدم عالية الكثافة للتعبير المتواضع عن سلوك الطيران. يعد استخدام نفس السياق للتكييف وعروض CS البارزة أمرا ضروريا لاستنباط سلوكيات الطيران. يعد إجراء تكييف الخوف المعدل هذا طريقة موثوقة لمراقبة السلوكيات الدفاعية النشطة في الفئران ، مما يوفر فرصة لتوضيح الآليات والخصائص الدقيقة لمثل هذه السلوكيات في سياق مخيف.
Introduction
الاختيار المناسب للسلوكيات الدفاعية في ظل ظروف مهددة أمر بالغ الأهمية لبقاء جميع. تتحول السلوكيات الدفاعية تدريجيا من واحد إلى آخر بناء على قرب التهديد ، مثل الانتقال بين سلوكيات التجميد والطيران1،2،3. غالبا ما يتم ملاحظة عدم تنظيم هذه السلوكيات في الاضطرابات العقلية المختلفة4. اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD) هو أحد هذه الاضطرابات التي تتميز بسلوكيات دفاعية مبالغ فيها ، مثل استجابات الذعر للمنبهات غير المهددة4.
يشيع استخدام تكييف الخوف الكلاسيكي في القوارض كنموذج لاضطراب ما بعد الصدمة5،6،7 ، لكن القوارض لا تعبر عن سلوكيات الطيران (الشبيهة بالذعر) في هذا النموذج8. وبالتالي ، فإن نموذج تكييف الخوف الكلاسيكي ، الذي يشار إليه غالبا باسم “نموذج اضطراب ما بعد الصدمة للقوارض” ، يفتقر إلى صلاحية الوجه لاضطراب ما بعد الصدمة لدى البشر ، لا سيما في التقاط أعراض الطيران أو الذعر ، والتي لم تتم دراستها جيدا.
في الآونة الأخيرة ، أثبتت العديد من بروتوكولات تكييف الخوف المعدلة بنجاح أن الأشخاص القوارض يظهرون سلوك طيران أثناء هذه الإجراءات. على سبيل المثال ، سمحت الارتباطات المتكررة لمحفز مشروط (CS) ومحفز غير مشروط (الولايات المتحدة) سبع مرات في اليوم لإناث الفئران بإظهار سلوكيات جريئة مشابهة لسلوكيات الطيران9. في تكييفات الخوف لمدة يومين باستخدام محفزات المركبات التسلسلية (SCS ؛ تتكون من نغمة متبوعة بالضوضاء) ، بدأت الفئران في إظهار سلوكيات الطيران أثناء جزء الضوضاء من عروض SCS10،11،12. ويرد الوصف التفصيلي لطريقة SCS في تقرير البروتوكول13. كما عمل تكييف الخوف لمدة ثلاثة أيام مع SCS للفئران للحث على سلوكيات الطيران14. ومع ذلك ، فإن هذه البروتوكولات الجديدة لها بعض القيود. على سبيل المثال ، لا يسمح استخدام عرض الإشارات التسلسلية باستبعاد تأثير تقدير القرب على السلوك الدفاعي. في حالة ارتباط CS-US سبع مرات في الفئران ، لوحظت غالبية استجابات الطيران في الإناث بدلا من الذكور.
في ضوء هذه الاعتبارات ، نقدم بروتوكول تكييف الخوف المعدل للفئران للتحقيق في سلوكيات الطيران في سياق مخيف. تظهر الفئران الذكور باستمرار سلوك الطيران أثناء تكييف الخوف المعدل. في هذا البروتوكول ، يتم استخدام النغمة البارزة ك CS بدلا من SCS. بالإضافة إلى ذلك ، يلزم ما لا يقل عن خمسة أزواج من CS-US في يوم واحد لمدة يومين على الأقل ، إلى جانب تقوية الخوف من خلال السياق المشروط. يوفر البروتوكول خيارا آخر للتحقيق في سلوكيات الطيران ، مكملا للبروتوكولات السابقة ، اعتمادا على الغرض من البحث.
Protocol
Representative Results
Discussion
يعد بروتوكول تكييف الخوف المعدل الذي تم تقديمه في هذه المقالة طريقة مستقرة للتحقيق في سلوكيات الطيران في سياق مخيف. من خلال استخدام هذا البروتوكول ، وجدنا أن سلوكيات الطيران للفئران في السياق المخيف يتم تشغيلها بواسطة محفزات بارزة وتعتمد على السياق. لم يتم التحقيق جيدا في خصائص سلوك الطي?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل KAKENHI Grants JP22K15795 (إلى TF) ، JP22K09734 (إلى NK) ، JP21K07489 (إلى RY) ، جامعة كانازاوا الطبية (C2022-3 ، D2021-4 ، إلى R.Y.) ومؤسسة نايتو (إلى T.F.).
Materials
| Audio speaker | Fostex | FT17H | |
| Amplifier | Sony | TA-F500 | |
| CMOS camera | Sanwa Supply Inc. | CMS-V43BK | |
| Fear conditioning chamber | Panlab S.L.U. | LE116 | |
| Food pellets | Nosan | Labo MR standard | |
| LED | Yamazen | LT-B05N | |
| Microphone | ACO | type 4156N | |
| Scramble shocker | Panlab S.L.U. | LE 100-26 | |
| Sound card | Behringer | UMC202 | |
| Sound software | Syntrillium Software | Cool Edit 2000 | |
| Transducer | Panlab S.L.U. | LE 111 |
References
- Fanselow, M. S., Lester, L. S. . Evolution and learning. , 185-212 (1988).
- Fanselow, M. S. Neural organization of the defensive behavior system responsible for fear. Psychonomic Bulletin & Review. 1 (4), 429-438 (1994).
- Mobbs, D., Headley, D. B., Ding, W., Dayan, P. Space, time, and fear: Survival computations along defensive circuits. Trends in Cognitive Sciences. 24 (3), 228-241 (2020).
- Black, D. W., Grant, J. E. Dsm-5 guidebook: The essential companion to the diagnostic and statistical manual of mental disorders. American Psychiatric Pub. , (2014).
- Bienvenu, T. C., et al. The advent of fear conditioning as an animal model of post-traumatic stress disorder: Learning from the past to shape the future of ptsd research. Neuron. 109 (15), 2380-2397 (2021).
- Johnson, L. R., Mcguire, J., Lazarus, R., Palmer, A. A. Pavlovian fear memory circuits and phenotype models of ptsd. Neuropharmacology. 62 (2), 638-646 (2012).
- Yehuda, R., Ledoux, J. Response variation following trauma: A translational neuroscience approach to understanding ptsd. Neuron. 56 (1), 19-32 (2007).
- Ledoux, J. E. Emotion circuits in the brain. Annual Review of Neuroscience. 23 (1), 155-184 (2000).
- Gruene, T. M., Flick, K., Stefano, A., Shea, S. D., Shansky, R. M. Sexually divergent expression of active and passive conditioned fear responses in rats. Elife. 4, e11352 (2015).
- Fadok, J. P., et al. A competitive inhibitory circuit for selection of active and passive fear responses. Nature. 542 (7639), 96-100 (2017).
- Hersman, S., Allen, D., Hashimoto, M., Brito, S. I., Anthony, T. E. Stimulus salience determines defensive behaviors elicited by aversively conditioned serial compound auditory stimuli. Elife. 9, e53803 (2020).
- Trott, J. M., Hoffman, A. N., Zhuravka, I., Fanselow, M. S. Conditional and unconditional components of aversively motivated freezing, flight and darting in mice. Elife. 11, e75663 (2022).
- Borkar, C. D., Fadok, J. P. A novel pavlovian fear conditioning paradigm to study freezing and flight behavior. Journal of Visualized Experiments. 167, e61536 (2021).
- Totty, M. S., et al. Behavioral and brain mechanisms mediating conditioned flight behavior in rats. Scientific Reports. 11 (1), 8215 (2021).
- Furuyama, T., et al. Multiple factors contribute to flight behaviors during fear conditioning. Scientific Reports. 13 (1), 10402 (2023).
- Cain, C. K. Avoidance problems reconsidered. Current Opinion in Behavioral Sciences. 26, 9-17 (2019).
- Ledoux, J. E., Moscarello, J., Sears, R., Campese, V. The birth, death and resurrection of avoidance: A reconceptualization of a troubled paradigm. Molecular Psychiatry. 22 (1), 24-36 (2017).
- Bouchekioua, Y., et al. Serotonin 5-ht2c receptor knockout in mice attenuates fear responses in contextual or cued but not compound context-cue fear conditioning. Translational Psychiatry. 12 (1), 58 (2022).
- Bouchekioua, Y., Nishitani, N., Ohmura, Y. Conditioned lick suppression: Assessing contextual, cued, and context-cue compound fear responses independently of locomotor activity in mice. Bio-Protocol. 12 (23), e4568 (2022).
