يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

الخوف الرصدي كنموذج للتعاطف العاطفي في الفئران

1.8K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/67130

⸱

نوفمبر 22, 2024

 ,  ,  ,  , 
1Center for Cognition and Sociality, Institute for Basic Science (IBS), 2Department of Bio and Brain Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

في هذه المقالة

ملخص

يقيم نموذج الخوف الرصدي التجميد غير المباشر في القوارض كنموذج للتعاطف العاطفي. يستلزم هذا الإجراء تعريض القوارض المراقبة لمتظاهرين محددين يتلقون صدمات كرهة في القدم لاستنباط استجابات تجميد تعاطفية. من خلال استخدام فحوصات الخوف القائمة على الملاحظة ، يمكن للباحثين التحقيق في الآليات العصبية الكامنة وراء التعاطف العاطفي.

الملخص

التعاطف ، الذي يتميز بالقدرة على التعرف على مشاعر الآخرين ومشاركتها ، يلعب دورا أساسيا في تشكيل التفاعلات الاجتماعية. يسمح للأفراد بالاستجابة للحالات العاطفية للآخرين ، وتعزيز السلوكيات الاجتماعية الإيجابية والترابط الاجتماعي. الخوف من الملاحظة هو جانب أساسي من جوانب التعاطف العاطفي ، حيث يشهد المراقب متظاهرا يمر بتجارب بغيضة وبالتالي يظهر سلوكيات الخوف. تعتبر استجابة التجميد غير المباشرة المستحثة اجتماعيا لدى المراقبين ، والمعروفة باسم العدوى العاطفية أو المشاركة المؤثرة ، مؤشرا على سمات شبيهة بالتعاطف في القوارض. هنا ، نقدم بروتوكولا يحدد تقييم استجابات التجميد غير المباشرة لدى المراقبين المعرضين لمتظاهرين محددين يتلقون صدمات بغيضة في القدم. أصبح استخدام فحوصات الخوف القائمة على الملاحظة في القوارض طريقة معتمدة على نطاق واسع لدراسة الآليات العصبية الكامنة وراء التعاطف العاطفي. نظرا لعالمية الخوف من الملاحظة عبر الثدييات ، تساهم هذه المنهجية بشكل أكبر في تعزيز فهمنا للركائز العصبية للتعاطف لدى البشر.

المقدمة

التعاطف - القدرة على التعرف على مشاعر الآخرين ومشاركتها - أمر بالغ الأهمية لتفاعلاتنا العاطفية والاجتماعية< فئة الدعم = "xref">1. يهدف هذا البروتوكول إلى التحقيق في التعاطف العاطفي في القوارض من خلال مقايسة تكييف الخوف الرصدية ، المصممة لتقييم استجابات الخوف غير المباشرة في القوارض المراقبة. القدرة التعاطفية لها أسس بيولوجية عصبية عميقة ، مع استمرارية تطورية من القوارض إلى البشر < فئة الدعم = "xref" >2. تظهر خطوط الأدلة المتقاربة أن القوارض تظهر حساسية عاطفية كبيرة للحالات العاطفية لنظرائهم الاجتماعيين3 وتظهر سلوكيات متعلقة بالتعاطف ، بما في ذلك الخوف من الملاحظة ، والاحتراق الشبيه بالعزاء ، والعدوى العاطفية للألم ، وسلوكيات المساعدة الاجتماعية الإيجابية< فئة الدعم = "xref">4،5،6،7,8،< فئة الدعم = "xref">9. هذه الاستمرارية لها آثار مهمة ، لأنها تمكن من استخدام النماذج الحيوانية لاكتساب رؤى أعمق حول الآليات العصبية الحيوية الكامنة وراء التعاطف البشري < sup class = "xref" >10.

يعمل الخوف الرصدي ، على وجه الخصوص ، كنموذج سلوكي قيم لتقييم استجابات الخوف التعاطفي ، حيث يمكن للقوارض تجربة الخوف بشكل غير مباشر من خلال ملاحظة الأنواع المحددة التي تتلقى محفزات مكروهة< فئة الدعم = "xref">4. أظهرت الدراسات أن استجابات الخوف غير المباشرة الأقوى ترتبط بشكل إيجابي بمقاييس سمات التعاطف لدى البشر والرئيسيات < sup class = "xref" > 11 ، < sup class = "xref" >12 ، مما يشير إلى أن الخوف من الملاحظة قد يمثل بالفعل سمة أساسية للتعاطف العاطفي < sup class = "xref" >2. بالمقارنة مع فحوصات التعاطف الأخرى< فئة الدعم = "xref">1،2،4،10 ، فإن تكييف الخوف الرصدي مفيد لأنه يسمح بقياس العدوى العاطفية دون إخضاع المراقب لمحفزات مكروهة مباشرة. يوفر هذا مقياسا أقل توغلا ولكنه موثوق به للتعاطف العاطفي ، مما يجعله مناسبا للتدابير المتكررة والدراسات المتعمقة حول الدوائر العصبية المتعلقة بالتعاطف.

في تكييف الخوف الرصدي ، يتم تكييف الفأر (المراقب) بشكل غير مباشر للخوف المعتمد على السياق من خلال مشاهدة فأر آخر (متظاهر) يتلقى صدمات متكررة في القدم ، دون التعرض لمحفزات مكروهة مباشرة. يستخدم مقايسة تكييف الخوف الرصدية جهاز تكييف الخوف ثنائي المقصورة ، والذي يتم تقسيمه بواسطة مقسم زجاجي شفاف < فئة sup = "xref" >13. يسمح هذا الإعداد للمراقب في غرفة واحدة برؤية الماوس المتظاهر بوضوح في الغرفة المقابلة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تنتقل الروائح والأصوات بين الغرف من خلال أرضية القضيب. في إحدى المقصورات ، يتم وضع الفأر المتظاهر ، الذي سيتلقى الحافز البغيض لصدمة القدم ، بينما في المقصورة الأخرى ، يقع الفأر المراقب ليشهد ضائقة الفأر المتظاهر من خلال القسم الأوسط الشفاف. يتكون هذا النموذج من جلستين: تعود لمدة 5 دقائق تليها فترة تكييف مدتها 4 دقائق. يحدث سلوك التجميد الذي يظهره الفأر المراقب عندما يظهر المتظاهر استجابات نموذجية لصدمات القدم المكروهة ، بما في ذلك الصرير الناجم عن الألم ، والقفز ، والجري ، والتجميد ، خلال فترة التكييف. تعتبر استجابة التجميد غير المباشرة التي أثارتها اجتماعيا لدى المراقبين مقياسا للعدوى العاطفية ، وهو شكل أساسي من أشكال التعاطف العاطفي في القوارض. مكن تطوير اختبار الخوف الرصدي في القوارض الباحثين من التحقيق في الدوائر العصبية والأسس الجينية التي تتوسط التعاطف العاطفي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

تمت الموافقة على جميع الإجراءات التي تستخدم الحية الموضحة هنا من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه (IACUC) التابعة لمعهد العلوم الأساسية (IBS). تم إيواء ذكور أو إناث الفئران C57BL / 6J (المراقبون والمتظاهرون) ، الذين تتراوح أعمارهم بين 10 و 12 أسبوعا ، بشكل منفصل. تم إيواء الفئران 2-5 لكل قفص وتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة ثابتة تتراوح من 23 إلى 25 درجة مئوية مع دورة ضوء / ظلام مدتها 12 ساعة. تم تزويد الفئران بفأر الطعام والماء الإعلاني. لم يتم إجراء أي معالجة قبل الاختبار. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

< p class = "jove_title" >1. التحضير لتكييف الخوف الرصدي

  1. ظروف السكن: منزل الأشقاء معا (2-3 فئران / قفص) بعد الفطام. ضع الفئران غير الأشقاء في أقفاص منفصلة < sup class = "xref" >13. بالنسبة للتجارب التي تنطوي على أزواج التزاوج ، قم بإعداد أقفاص التزاوج مع ذكر واحد واثنين من أنثى الفئران. شارك في إيواء الذكور والإناث لمدة 10 أسابيع على الأقل.
  2. التعود على الغرفة: انقل في أقفاص منازلها إلى منطقة الانتظار قبل 30 دقيقة على الأقل من بدء الاختبار السلوكي للسماح للفئران بالتأقلم مع بيئة الاختبار.
    ملاحظة: حافظ على شدة الضوء في الغرفة التجريبية عند حوالي 90 لوكس وفي منطقة الانتظار للتعود عند 35 لوكس.
  3. إعداد تكييف الخوف القائم على الملاحظة
    1. تكوين الجهاز: قم بتجميع الجهاز لتكييف الخوف الرصدي ، بقياس 32.7 سم في الارتفاع ، وعرضه 19.1 سم ، وطوله 37.8 سم (<فئة قوية = "xfig" >الشكل 1 أ).
      1. قم بتضمين غرفتين مقسمة بواسطة مسامية (ستة ثقوب نصف قطرها 3 مم) ، مقسم زجاجي شفاف (بعرض 18 سم × طول 32.2 سم) في المنتصف. ضع شبكة تتكون من قضبان فولاذية متعددة على أرضية الغرفة لإدارة صدمات القدم الكهربائية.
    2. تأكد من أن بروتوكول تكييف الخوف الرصدي يتكون من فترتين: فترة اعتياد مدتها 5 دقائق تليها فترة تكييف مدتها 4 دقائق ، يتم خلالها تسليم صدمة قدمية 2 ثانية (1 مللي أمبير) كل 10 ثوان إلى الفأر المتظاهر. قم ببرمجة هذا البروتوكول باستخدام برنامج FreezeFrame.
      ملاحظة: كما هو موضح سابقا < sup class = "xref" >14 ، تأكد من شدة صدمة القدم البالغة 1 مللي أمبير للحث بشكل موثوق على مجموعة كاملة من الاستجابات السلوكية في المتظاهرة ، بما في ذلك الجري والنطق والقفز. تجنب تقليل هذه الشدة، لأنها قد تؤدي إلى استجابات غير متسقة لدى كل من المتظاهرين والمراقبين. ومع ذلك ، ضع في اعتبارك استخدام شدة صدمة أقل أو عدد أقل من عمليات تسليم الصدمة إذا كان من الممكن تحفيز مجموعة كاملة من الاستجابات السلوكية من المتظاهر في ظل إعدادات تجريبية محددة.
  4. تسجيل الفيديو: قم بتشغيل كاميرا الفيديو وتأكد من أن غرفة الاختبار مرئية بالكامل داخل الإطار للتحليل اللاحق.
    ملاحظة: قم بتثبيت كاميرا الفيديو داخل حجرة تخفيف الصوت ، ووضعها مباشرة فوق لضمان تسجيل واضح لسلوك.
< p class = "jove_title" >2. إجراء تكييف الخوف الرصدي

  1. فترة التعود
    1. قم بتعيين واحد كمراقب والآخر كمتظاهر ، اعتمادا على الذي سيتعرض لصدمات البغيضة في القدم.
    2. ضع الفأر المتظاهر في الغرفة حيث سيتم إعطاء صدمة القدم أولا ، ثم ضع الفأر المراقب في الغرفة المقابلة ، مفصولة بمقسم زجاجي شفاف.
    3. قم بتشغيل البروتوكول المبرمج باستخدام البرنامج مباشرة بعد إغلاق باب الغرفة.
      ملاحظة: أدخل بروتوكولا كاملا في برنامج FreezeFrame يتضمن فترة التعود (بدون صدمات القدم) متبوعة بمرحلة تكييف توفر صدمة قدمية لمدة 2 ثانية للماوس المتظاهر كل 10 ثوان مع السماح للكاميرا بالتسجيل طوال الإجراء بأكمله.
    4. اسمح للفئران المراقب والمتظاهر بالتحرك والاستكشاف بحرية في الغرفة لمدة 5 دقائق أثناء جلسة التعود.
  2. فترة التكييف
    1. قم بتوصيل صدمات القدم الكهربائية تلقائيا إلى الماوس المتظاهر لمدة 4 دقائق بعد فترة التعود.
    2. تأكد من أن الفأر المراقب يشهد استجابات الألم للفأر المتظاهر خلال فترة التكييف.
      ملاحظة: تم حجب المسكنات للحفاظ على استجابات المتظاهر للألم للصدمة الكهربائية ، وهي إشارات اجتماعية أساسية لإحداث تغييرات في الحالة العاطفية في الفئران المراقبة.
    3. بعد كل جلسة، ضع المتظاهرين والمراقبين في أقفاص احتجاز منفصلة. عند الانتهاء من الاختبار ، أعد كل إلى قفص منزله.
    4. نظف الجهاز والشبكة على الأرض باستخدام 70٪ من الإيثانول والمناديل الورقية.
      ملاحظة: نظف الجهاز جيدا بالمطهر بين التجارب المتكررة للتخلص من أي إشارات شمية متبقية من الأشخاص السابقين والحفاظ على الاتساق عبر التجارب. بالإضافة إلى ذلك ، امسح بنسبة 70٪ من الإيثانول بعد اكتمال جميع التجارب.
< p class = "jove_title" >3. تحليل استجابات التجميد غير المباشر

  1. تحليل السلوك المسجل للمراقب خلال كل من فترات التعود والتكييف< فئة sup = "xref">15.
  2. قم بتشغيل البرنامج للكشف تلقائيا عن نوبات الماوس المراقب التي تدوم أكثر من 0.75 ثانية ، والتي تعتبر مجمدة.
    ملاحظة: قم بإجراء التحليل إما يدويا أو تلقائيا لتسجيل استجابات التجميد< sup class = "xref">15.

4. إجراءات المتابعة

  1. بعد التجارب ، راقب سلوك وصحة جميع للتأكد من تعافيها تماما من أي ضغوط.
  2. توفير السكن والرعاية المناسبة للحيوانات ، بما في ذلك الطعام والماء ، فور الانتهاء من الاختبار.
  3. سجل أي تغييرات في السلوك أثناء التجارب وبعدها لتقييم تأثير إجراءات التكييف.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

كما هو موضح في المخطط السلوكي (الشكل 1A)، تبدأ الجلسة بمرحلة التعود (5 min)، تليها فترة إشراط الخوف بالملاحظة (4 min). في هذه التجربة، تعرضت الفئران المُظهِرة في مجموعة الخوف بالملاحظة (OF) لصدمات كهربائية منفرة في القدم أثناء فترة الإشراط، بينما لم تتلقَ الفئران في مجموعة الضبط (Con) أي صدمات كهربائية. وقد شهد الفأر الملاحظ في مجموعة OF فقط استجابات الضيق لفأر مُظهر يتلقى صدمات كهربائية متكررة في القدم. وأظهرت الفئران في مجموعة OF مستوى مرتفعاً بشكل ملحوظ من التجمد غير المباشر خلال فترة الإ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

يتم استخدام اختبار تكييف الخوف القائم بالملاحظة (OFC) ، الموصوف في هذا البروتوكول السلوكي ، لدراسة التعاطف العاطفي في الفئران4،16. لتنفيذ هذا النموذج بنجاح ، يجب إيلاء اهتمام دقيق للظروف التجريبية والتفاصيل العملية ، لا سيما العوامل التي تؤثر على الاستجابات العاطفية للموضوعات ، بما في ذلك الألفة والعزلة الاجتماعية والتسلسل الهرمي الاجتماعي وتجربة الصدمة السابقة وقوة صدمات القدم التي تم تسليمها للمتظاهرين4،17

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من قبل معهد العلوم الأساسية (IBS) ، ومركز الإدراك والتواصل الاجتماعي (IBS-R001-D2) ، وبرنامج البحث الأساسي للمعهد الكوري لأبحاث الدماغ (KBRI) من خلال KBRI ، بتمويل من وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات والتخطيط المستقبلي (23-BR-03-04).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
صدمة حيوانية دقيقةكولبورنH13-15
أرضية شبكيةأدوات كولبورنH13-15
كابل الشريط للشبكات أدواتكولبورنH93-01-25
FreezeFrameACTIMETRICSACT-100A
FreezeView برنامجمحفز ACTIMETRICS
ACTIMETRICSACT-712
غرفة الخوف الرصديةكولبورن الارتفاع32.7 سم & مرات العرض 19.1 سم & الأوقات الطول 37.8 سم & nbsp ؛
نظام تسجيل الفيديوACTIMETRICS
مقصورة
70٪ الإيثانولمتوفرة على نطاق واسع.
المطهرمتاح على نطاق واسع.
منشفةورقية متوفرة على نطاق واسع.
مقسم زجاجيمخصصN / Aالعرض 18 سم & مرات الطول 32.2 سم & nbsp ؛
GraphPad Prism 8GraphPad Software Inc.
أدوات تخفيف الصوت

المراجع

  1. De Waal, F. B. M., Preston, S. D. Mammalian empathy: Behavioural manifestations and neural basis. Nat Rev Neurosci. 18 (8), 498-509 (2017).
  2. Panksepp, J., Panksepp, J. B. Toward a cross-species understanding of empathy. Trends Neurosci. 36 (8), 489-496 (2013).
  3. Decety, J. Dissecting the neural mechanisms mediating empathy. Emotion Rev. 3 (1), 92-108 (2011).
  4. Jeon, D., et al. Observational fear learning involves affective pain system and Cav1.2 Ca2+ channels in ACC. Nat Neurosci. 13 (4), 482-488 (2010).
  5. Langford, D. J., et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).
  6. Burkett, J. P., et al. Oxytocin-dependent consolation behavior in rodents. Science. 351 (6271), 375-378 (2016).
  7. Zhang, M., Wu, Y. E., Jiang, M., Hong, W. Cortical regulation of helping behaviour towards others in pain. Nature. 626 (7997), 136-144 (2024).
  8. Wu, Y. E., et al. Neural control of affiliative touch in prosocial interaction. Nature. 599 (7884), 262-267 (2021).
  9. Bartal, I. B. A., Decety, J., Mason, P. Empathy and prosocial behavior in rats. Science. 334 (6061), 1427-1430 (2011).
  10. Haaker, J., Golkar, A., Selbing, I., Olsson, A. Assessment of social transmission of threats in humans using observational fear conditioning. Nat Protoc. 12 (7), 1378-1386 (2017).
  11. Olsson, A., Nearing, K. I., Phelps, E. A. Learning fears by observing others: The neural systems of social fear transmission. Soc Cogn and Affect Neurosci. 2 (1), 3-11 (2007).
  12. Kleberg, J. L., Selbing, I., Lundqvist, D., Hofvander, B., Olsson, A. Spontaneous eye movements and trait empathy predict vicarious learning of fear. Int J Psychophysiol. 98 (3), 577-583 (2015).
  13. Jeon, D., Shin, H. S. A mouse model for observational fear learning and the empathetic response. Curr Protoc in Neurosci. 57 (1), 8.27.1-8.27.9 (2011).
  14. Keum, S., et al. Variability in empathic fear response among 11 inbred strains of mice. Genes Brain Behav. 15 (2), 231-242 (2016).
  15. Keum, S., et al. A missense variant at the Nrxn3 locus enhances empathy fear in the mouse. Neuron. 98 (3), 588-601.e5 (2018).
  16. Keum, S., Shin, H. S. Neural basis of observational fear learning: A potential model of affective empathy. Neuron. 104 (1), 78-86 (2019).
  17. Gonzalez-Liencres, C., Juckel, G., Tas, C., Friebe, A., Brüne, M. Emotional contagion in mice: The role of familiarity. Behav Brain Res. 263, 16-21 (2014).
  18. Yusufishaq, S., Rosenkranz, J. A. Post-weaning social isolation impairs observational fear conditioning. Behav Brain Res. 242 (1), 142-149 (2013).
  19. Keum, S., Shin, H. S. Rodent models for studying empathy. Neurobiol Learn and Mem. 135, 22-26 (2016).
  20. Sakaguchi, T., Iwasaki, S., Okada, M., Okamoto, K., Ikegaya, Y. Ethanol facilitates socially evoked memory recall in mice by recruiting pain-sensitive anterior cingulate cortical neurons. Nature Commun. 9 (1), 1-10 (2018).
  21. Park, J., Ha, S., Shin, H. S., Jeong, J. Experience of a hierarchical relationship between a pair of mice specifically influences their affective empathy toward each other. Genes Brain Behav. 21 (5), e12810(2022).
  22. Panksepp, J. B., Lahvis, G. P. Differential influence of social versus isolate housing on vicarious fear learning in adolescent mice. Behav Neurosci. 130 (2), 206-211 (2016).
  23. Chen, Q. L., Panksepp, J. B., Lahvis, G. P. Empathy is moderated by genetic background in mice. PLOS One. 4 (2), e4387(2009).
  24. Keysers, C., Knapska, E., Moita, M. A., Gazzola, V. Emotional contagion and prosocial behavior in rodents. Trends Cogn Sci. 26 (8), 688-706 (2022).
  25. Carrillo, M., et al. Emotional mirror neurons in the rat's anterior cingulate cortex. Curr Biol. 29 (8), 1301-1312.e6 (2019).
  26. Silverstein, S. E., et al. A distinct cortical code for socially learned threat. Nature. 626 (8001), 1066-1072 (2024).
  27. Allsop, S. A., et al. Corticoamygdala transfer of socially derived information gates observational learning. Cell. 173 (6), 1329-1342.e18 (2018).
  28. Terranova, J. I., et al. Hippocampal-amygdala memory circuits govern experience-dependent observational fear. Neuron. 110 (8), 1416-1431.e13 (2022).
  29. Choi, J., et al. ARNT2 controls prefrontal somatostatin interneurons mediating affective empathy. Cell Rep. 43 (9), 114659(2024).
  30. Pisansky, M. T., Hanson, L. R., Gottesman, I. I., Gewirtz, J. C. Oxytocin enhances observational fear in mice. Nature Commun. 8 (1), 2102(2017).
  31. Panksepp, J. B., Lahvis, G. P. Sociability versus empathy in adolescent mice: Different or distinctive. Learn Motiv. 83, 101892(2023).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

التجمد البديلالعدوى العاطفيةالقشرة الحزامية الأماميةنموذج التعاطف في القوارضتكييف الصدمة الكهربائية للقدمالدوائر العصبية للتعاطفالعصبونات البينية للسوماتوستاتينالمشاركة العاطفية
الخوف الرصدي كنموذج للتعاطف العاطفي في الفئران
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.