防御性行为反应取决于威胁的强度、接近程度以及暴露的情境。基于这些因素，我们建立了一种经典条件反射范式，可在单个受试个体内引发条件性僵直与逃跑行为之间的明显转换。该模型对于理解焦虑症、恐慌症及创伤后应激障碍相关病理机制至关重要。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
恐惧和焦虑相关行为对生物体的生存具有重要意义。然而，对感知威胁产生过度的防御反应是多种焦虑障碍的典型特征，而这类障碍是美国最普遍的精神疾病形式。揭示介导防御行为的神经生物学机制，将有助于开发新型治疗干预手段。经典条件性恐惧训练是一种广泛使用的实验室范式，用于研究与恐惧相关的学习与记忆过程。传统经典条件性恐惧训练范式的一个主要局限在于，仅监测一种防御行为——僵直反应（freezing）。我们近期开发了一种改良的经典条件性恐惧训练范式，可在同一受试个体中同时研究条件性僵直和逃跑（亦称逃避）行为。该模型采用强度更高的足底电击，并增加条件刺激与非条件刺激之间的配对次数。此外，该条件性逃跑范式使用纯音和白噪声听觉刺激按序列呈现作为条件刺激。在此范式中完成条件训练后，小鼠在听到纯音刺激时表现出僵直行为，而在白噪声期间则出现逃跑反应。该条件化模型可用于研究为生存所必需的行为反应之间快速而灵活转换的机制。
引言
恐惧是对即时威胁的一种在进化上保守的适应性反应1,2。尽管生物体对威胁具有先天的防御反应，但通过学习形成的关联对于引发针对预示危险的刺激产生适当的防御反应至关重要3。调控防御反应的脑回路功能失调可能导致与多种致残性焦虑障碍相关的适应不良反应，例如创伤后应激障碍（PTSD）、惊恐障碍4和特定恐惧症5,6。在美国，焦虑障碍在成年人中的患病率为19.1%，在青少年中为31.9%7,8。这些疾病对个体的日常生活造成极大负担，并对其生活质量产生负面影响。
在过去的几十年中，经典条件化恐惧训练作为一种强大的模型系统，极大地增进了人们对恐惧相关学习与记忆背后神经机制的理解9,10,11。经典条件化恐惧训练包括将条件刺激（CS，例如听觉刺激）与厌恶的非条件刺激（US....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
以下步骤/操作均在获得机构动物护理和使用委员会批准后，依照机构指南进行。 &杜兰大学动物使用委员会
1. 小鼠的准备
- 使用3至5个月大的成年雄性和/或雌性小鼠。本研究中使用了来自杰克逊实验室（Jackson Laboratory）的雄性C57BL/6J小鼠，但也可选用其他可靠供应商提供的任何小鼠品系。
- 至少在实验开始前一周，将所有小鼠单独饲养，并在整个研究期间保持12小时光照/12小时黑暗的循环周期。为小鼠提供 随意摄取 食物和水的获取
- 在光照周期内进行所有行为学实验。同一实验组的所有实验环节应在每天的相同时间进行。例如，若第1天的实验于上午9点开始，则此后应持续在该时间开始实验，直至实验结束。
2. 研究材料的准备
- 实验环境
- 选择两种不同的环境进行实验。
- 使用一个由透明有机玻璃制成的圆柱形实验箱作为环境A（直径30 cm），底部为光滑的有机玻璃平面。实验箱的高度应足够防止动物逃脱（至少30 cm高）。
- 环境B使用一个矩形围栏（25 cm × 30 cm），底部为通电网格，用于传递交流电足底电击。该实验箱的高度非常关键，应至少为35 cm。或者可使用透明顶盖（需确保视频可透过该材料正常记录）。
注意：应使用壁面光滑的实验....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
如图所示（图1A实验流程包括预暴露（第1天），随后进行恐惧条件化（第2天和第3天），接着进行消退或提取测试（第4天）。
在暴露前（第1天）阶段，条件性刺激（SCS）的呈现未引发小鼠的逃跑或僵直反应（图2A-2B）。条件化阶段（第2天和第3天）的行为分析显示，与SCS前相比，SCS中的声音成分显著增强了小鼠的僵直反应（图2B,2E）。各阶段间的逃跑评分发生显著变化（第1天至第3天，n = 20；图2A）。小鼠对白噪声提示表现出更高的运动速度和更多的跳跃行为，因此其逃跑评分高于对声音提示的反应（图2C-2D）。小鼠表现出明显的防御行为转变——在声音提示期间逃跑评分较低，而在白噪声提示期间逃跑.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
所述的声音和电击参数是本方案的重要组成部分。因此，在开始实验之前，必须对电击幅度和声压级进行测试。恐惧条件化研究通常采用70-80 dB的声压级和0.1-1 mA的电击强度18；因此，所描述的参数处于传统恐惧条件化范式的范围内。在之前一项仅使用条件刺激（无足底电击）的对照实验中，我们未观察到小鼠出现逃跑或僵直反应，表明当按照所述方式呈现时，听觉刺激本身并不具有厌恶性15。将白噪声的dB水平提高至80 dB以上可能会引发先天性厌恶反应。然而，以75 dB强度呈现的噪声刺激不会引起小鼠行为活动受抑制形式的应激反应19。
构成序列条件刺激（SCS）的听觉刺激必须经过仔细选择。在我们之前的研究中，我们发现与纯音刺激相比，使用白噪声进行单次条件刺激能诱导出更高的飞行得分15。这说明了刺激显著性在本实验方案中的重要性20。然而，最近一项研究表明，当采用相反顺.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本工作由路易斯安那州校董会通过校董会支持基金（LEQSF(2018-21)-RD-A-17）资助 美国国家心理健康研究所 美国国立卫生研究院资助项目编号R01MH122561。本内容仅由作者负责，不代表美国国立卫生研究院的官方观点。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 中性环境 | Plexiglass 圆柱体 30 X 30 cm | ||
| 恐惧条件反射箱 | Med Associates, Inc. | VFC-008 | 尺寸为 25 X 30 X 35 cm |
| 音频发生器 | Med Associates, Inc. | ANL-926 | |
| 电击装置 | Med Associates Inc. | ENV-414S | 不锈钢栅格 |
| 扬声器 | Med Associates, Inc. | ENV-224AM | 适用于纯音和白噪声 |
| C57/BL6J 小鼠 | Jackson 实验室，美国 | 664 | 年龄为 3–5 个月 |
| Cineplex 软件（Editor/Studio） | Plexon | CinePlex Studio v3.8.0 | 用于视频追踪和行为评分分析 |
| MedPC 软件 V | Med Associates, Inc. | SOF-736 | |
| Neuroexplorer | Plexon | 用于提取在 PlexonEditor 中评分的僵直数据 | |
| GraphPad Prism 8 | GraphPad Software, Inc. | 版本 8 | 统计分析软件 |
参考文献
- Gross, C. T., Canteras, N. S. The many paths to fear. Nature Reviews Neuroscience. 13 (9), 651-658 (2012).
- LeDoux, J. Rethinking the Emotional Brain. Neuron. , (2012).
- Maren, S.
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
