Name: Un nouveau paradigme pavlovien de conditionnement de la peur pour étudier le gel et le comportement de vol (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-01-05T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 26 s
Description: Découvrez un paradigme de conditionnement classique pour étudier les comportements défensifs chez les rongeurs. Cette méthode permet d'analyser les transitions entre le gel et la fuite, offrant des perspectives pour la recherche sur l'anxiété et les troubles de stress post-traumatique.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ce travail a été soutenu par le Louisiana Board of Regents par l’intermédiaire du Board of Regents support fund (LEQSF(2018-21)-RD-A-17) et du National Institute of Mental Health des National Institutes of Health sous le numéro de prix R01MH122561. Le contenu est uniquement de la responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les vues officielles des Instituts nationaux de la santé.

Les étapes/procédures suivantes ont été menées conformément aux lignes directrices institutionnelles après approbation du Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux de l’Université de Tulane.
1. Préparation de souris
<ol><li>Utilisez des souris adultes mâles et/ou femelles âgées de 3 à 5 mois. Dans la présente étude, nous avons utilisé des souris mâles C57BL/6J obtenues auprès de Jackson Laboratory, mais toute souche de souris provenant d’un fournisseur réputé peut être utilisée.</li>
	<li>Au moins une semaine avant l’expérience, abritez toutes les souris individuellement sur un cycle lumière/obscurité de 12:12 h tout au long de l’étude. Fournir aux souris ad libitum l’accès à la nourriture et à l’eau.</li>
	<li>Effectuez toutes les expériences comportementales pendant le cycle de lumière. Effectuez toutes les séances à la même heure de la journée au sein d’une cohorte individuelle. Par exemple, si vous démarrez l’expérience à 9 h le jour 1, continuez à partir de ce moment-là jusqu’à ce que l’expérience soit terminée.</li>
</ol>2. Préparation du matériel d’étude
<ol><li>Contextes d’étude<ol>
<li>Choisissez deux contextes différents pour effectuer les expériences.</li>
		<li>Utilisez une chambre cylindrique composée de plexiglas clairs (diamètre 30 cm) comme contexte A, avec un plancher en plexiglas lisse. La hauteur de la chambre doit être suffisante pour empêcher l’évasion (au moins 30 cm de haut).</li>
		<li>Pour le contexte B, utilisez une enceinte rectangulaire (25 cm x 30 cm) avec un plancher de réseau électrique utilisé pour fournir des contreforts de courant alternatifs. La hauteur de cette chambre est très importante et devrait être d’au moins 35 cm de haut. Vous pouvez également utiliser un toit transparent (assurez-vous que la vidéo peut être enregistrée à travers ce matériel). REMARQUE : Utilisez une chambre avec des surfaces murales lisses qui peuvent être facilement nettoyées.</li>
		<li>Utilisez une solution de nettoyage différente pour nettoyer les contextes. Par exemple, contexte propre A avec 1% d’acide acétique et contexte B avec 70% d’éthanol. Nettoyez les contextes avant de commencer la première session, entre tester des souris individuelles et après la fin des sessions de la journée. Ceci est essentiel pour enlever les indices olfactifs des souris précédentes. Un nettoyage en profondeur aidera également à prévenir l’échelle de l’urine sur la grille de choc, ce qui compromettra les séances de conditionnement. REMARQUE : Les solutions de nettoyage servent également de signal olfactif, donc utiliser le même liquide nettoyant pour un contexte particulier.</li>
		<li>Placer le contexte A ou le contexte B dans une boîte atténuante pendant les sessions d’étude respectives.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Générateur audio<ol>
<li>Montez un haut-parleur au-dessus des contextes pour fournir des stimuli auditifs à 75 dB.</li>
		<li>Utilisez un générateur audio programmable pour générer des stimuli auditifs sur un calendrier prédéfini. Le ton pur de 7,5 kHz est un son avec une forme d’onde sinusoïde, tandis que le bruit blanc est un signal aléatoire ayant une intensité égale à différentes fréquences, allant de 1-20.000 Hz.</li>
		<li>Utilisez des impulsions TTL pour délivrer des stimuli auditifs et des signaux de choc avec une précision temporelle. REMARQUE : Avant de commencer les expériences, mesurez la sortie d’intensité sonore du haut-parleur monté dans chaque chambre à l’aide d’un compteur dB.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Shocker: Connectez le shocker avec le plancher du réseau électrique qui est utilisé pour fournir le choc AC de 0,9 mA. Définissez la fréquence, l’apparition et la durée des chocs dans un programme informatique. Offrez chaque stimulus de choc à la fin de chaque SCS pour une durée de 1 s, totalisant cinq paires SCS-choc par séance de conditionnement.</li>
</ol>3. Préparation d’un programme informatique et d’un suivi vidéo
<ol><li>Générer des protocoles comportementaux à l’aide du codage dans un logiciel.</li>
	<li>Dans le programme, définissez le SCS de stimulus composé en série. Ce stimulus est une présentation en série d’un ton pur de 10 s (chaque pip est présenté pour 500 ms, à une fréquence de 7,5 kHz et taux de 1 Hz) et 10 s de bruit blanc (500 ms pips à 1 Hz).</li>
	<li>Définissez les intervalles inter-essais (ITI) présentés après chaque essai, pseudorandomly.</li>
	<li>Au cours de l’étude, enregistrez tous les comportements de la souris à la vidéo pour analyse ultérieure. REMARQUE : Les boîtes de conditionnement de la peur disponibles dans le commerce ne peuvent pas être installées pour enregistrer les comportements à l’intermédiaire de la caméra montée en haut. Ceci est très important puisque la vidéo enregistrée est utilisée pour calculer le mouvement horizontal, la vitesse et la distance totale parcourue par l’animal.</li>
	<li>Pour définir le suivi logiciel, placez une souris de test dans chaque contexte pertinent, ajustez la sensibilité au suivi du contour et définissez le centre de gravité. Cela permettra d’assurer l’acquisition de données fiables sur la position relative. En outre, définissez l’ensemble du contexte accessible au sujet. REMARQUE : L’ajustement de la taille du contour pour les deux contextes est important car le changement de luminosité dans différents contextes changera la taille du contour.</li>
	<li>Déterminez un coefficient d’étalonnage à l’aide des tailles connues des chambres et des dimensions pixel de la caméra qui peuvent être utilisées pour calculer la vitesse (cm/s).</li>
	<li>Synchronisez les événements de l’ordinateur d’acquisition de données en temps réel avec leurs occurrences en temps réel.</li>
</ol>4. Expérience comportementale
<ol><li>Allumez tout l’équipement : ordinateurs, contrôleur de boîte de conditionnement de peur, shocker, et logiciel d’enregistrement vidéo et de timestamp. Assurez-vous que les instruments sont allumés dans l’ordre approprié.</li>
	<li>Vérifiez toutes les fonctions, y compris le ton, le bruit blanc et la livraison de choc, et configurez le système pour l’acquisition de données.</li>
	<li>Transportez les animaux de leur salle de stockage à la salle de conditionnement. Laissez-leur s’y acclimater pendant au moins 10 min.</li>
	<li>Sortez l’animal de la cage de la maison, placez-le doucement dans le contexte respectif, puis activez immédiatement les programmes informatiques. REMARQUE : L’initialisation du système de conditionnement de la peur et du logiciel de collecte de données (timestamps, suivi de souris et enregistrement vidéo) à la fois peut être synchronisée à l’aide d’activations pulsées TTL.</li>
	<li>Pré-conditionnement/pré-exposition<ol>
<li>Le jour 1, placez le sujet dans le contexte A (contexte neutre). Laissez-le s’acclimater à la chambre pendant 3 min (la période de référence), puis exposez-le à 4 essais d’un SCS de 20 s de durée totale (figure 1A-1B).</li>
		<li>Maintenir une ITI pseudorandom moyenne de 90 s (plage 80-100 s). La durée totale de chaque séance de pré-exposition est de 590 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Conditionnement de la peur<ol>
<li>Le jour 2 et le jour 3, placez le sujet dans le contexte B. Après une période de référence de 3 min, exposez le sujet à cinq appariements de la co-terminaison SCS avec un 1 s, 0,9 mA ac footshock.</li>
		<li>Maintenir une ITI pseudorandom moyenne de 120 s (plage 90-150 s). Avoir chaque séance de conditionnement durer pendant 820 s au total (Figure 1A).</li>
		<li>Selon l’objectif de l’expérience, soumettre les souris le jour 4 à un test de rappel (voir étape 4.7) ou craindre l’extinction (voir l’étape 4.8).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rappel de la peur (pour tester la dépendance au contexte)<ol>
<li>Le jour 4, placez le sujet dans le contexte A. Après la période de référence de 3 min, présentez-le avec 4 essais du SCS sans réplique, plus de 590 s.</li>
		<li>Maintenir une ITI pseudorandom moyenne de 90 s (plage 80-100 s).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Peur de l’extinction<ol>
<li>Le jour 4, placez le sujet dans le contexte B. Après la période de référence de 3 min, présenter 16 essais du SCS sans réplique, plus de 1910 s.</li>
		<li>Maintenir une ITI pseudorandom moyenne de 90 s (plage 60-120 s).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Retournez l’animal dans sa cage et répétez la procédure pour tous les animaux.</li>
</ol>5. Quantification du comportement
<ol><li>Avoir un observateur aveugle à l’expérience marquer les vidéos enregistrées pour le comportement de congélation à l’aide de seuil de détecteur de congélation automatique suivie d’une analyse image par image des changements de pixels. REMARQUE : D’autres logiciels peuvent également être utilisés pour calculer automatiquement le gel à l’aide d’un système de 2 caméras. Il est également possible pour un observateur de marquer manuellement le comportement de congélation.</li>
	<li>Définissez le gel comme une cessation complète des mouvements corporels, à l’exception de ceux requis pour la respiration, pour un minimum de 1 s.</li>
	<li>Score saute lorsque les 4 pattes quittent le sol, ce qui entraîne un mouvement vertical et / ou horizontal.</li>
	<li>Exportez le fichier marqué avec des marqueurs de congélation, de saut et d’événement.</li>
	<li>Extraire les événements pertinents (gel et sauts) des périodes définies (p. ex., durée de 10 s de pré-SCS, ton et bruit blanc, pour chaque essai).</li>
	<li>À l’aide des durées d’arrêt de démarrage extraites des événements dans un fichier de feuille de calcul, calculer la durée du gel (en s) en soustrayant l’heure de début de l’heure de fin, à partir des périodes d’essai respectives.</li>
	<li>Représenter ces données du point de vue de l’essai ou du jour, en résumant la durée de gel de tous les essais. REMARQUE : Selon le but de l’étude, les comportements de vol ou de congélation peuvent être notés et calculés à partir de n’importe quel essai/durée de la session d’étude.</li>
	<li>Résumez le nombre total de sauts d’une durée d’essai particulière.</li>
	<li>Extraire le fichier généré par les coordonnées de suivi de la souris à partir du mouvement de l’axe X-Y image par image du centre de gravité de la souris et calculer la vitesse de la souris (cm/s). REMARQUE : Les données de vitesse peuvent être présentes dans le format cm/s ou pixel/s. Convertissez l’unité pixel/s en cm/s en utilisant la valeur de pouce ou cm/pixel définie dans la vidéo pour ce contexte de test (veuillez voir la section 3.6).</li>
	<li>Après avoir extrait des données de vitesse pour le mouvement image par image de l’animal, en fonction de la fréquence d’image de la vidéo (de préférence 30 images/s), calculer la vitesse moyenne de l’animal dans un support de nombre d’images spécifique (multiplier les heures de début et de fin en s par 30 pour obtenir le numéro d’image de début et de fin).</li>
	<li>Calculez les scores de vol en divisant la vitesse moyenne pendant chaque SCS par la vitesse moyenne pendant le 10 s pré-SCS (ligne de base, BL) puis en ajoutant 1 point pour chaque saut d’échappement (speedCS/speedBL + # de sauts). Un score de vol de 1 n’indique donc aucun changement dans le comportement de vol par rapport à la période pré-SCS.</li>
	<li>En option, marquer des vidéos manuellement pour d’autres comportements tels que l’élevage et le toilettage.</li>
</ol>6. Analyse statistique
<ol><li>Analyser les données pour la signification statistique à l’aide d’un logiciel d’analyse statistique. Pour tous les tests, la définition de la signification statistique est P<0.05.</li>
	<li>Vérifiez les données pour une distribution normale à l’aide du test de normalité Shapiro-Wilk (α=0,05).</li>
	<li>Pour tester l’effet des indices, effectuez les comparaisons dans le sens pair à l’aide du test paramétrique approprié (t-test apparié) ou non paramétrique (test de rang signé Wilcoxon).</li>
	<li>Pour évaluer l’interaction à deux entre les facteurs (essai cue X), effectuez un ANOVA à deux, suivi de tests post-hoc (p. ex., le test de comparaison multiple de Bonferroni/test de Tukey).</li>
</ol>

<ol><li>Gross, C. T., Canteras, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+many+paths+to+fear%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The many paths to fear.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (9), 651-658 (2012).</li>
<li>LeDoux, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rethinking+the+Emotional+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Rethinking the Emotional Brain.</a> Neuron. , (2012).</li>
<li>Maren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobiology+of+Pavlovian+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neurobiology of Pavlovian fear conditioning.</a> Annual Review of Neuroscience. 24, 897-931 (2001).</li>
<li>Johnson, P. L., Truitt, W. A., Fitz, S. D., Lowry, C. A., Shekhar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+pathways+underlying+lactate-induced+panic%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Neural pathways underlying lactate-induced panic.</a> Neuropsychopharmacology. 33 (9), 2093-2107 (2008).</li>
<li>Mobbs, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+threat+to+fear%3A+The+neural+organization+of+defensive+fear+systems+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">From threat to fear: The neural organization of defensive fear systems in humans.</a> Journal of Neuroscience. 29 (39), 12236-12243 (2009).</li>
<li>Münsterkötter, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spider+or+no+spider%3F+neural+correlates+of+sustained+and+phasic+fear+in+spider+phobia%5BTitle%5D)+AND+%22Depression+and+Anxiety%22%5BJournal%5D)">Spider or no spider? neural correlates of sustained and phasic fear in spider phobia.</a> Depression and Anxiety. 32 (9), 656-663 (2015).</li>
<li>Kessler, R. C., Wai, T. C., Demler, O., Walters, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence%2C+severity%2C+and+comorbidity+of+12-month+DSM-IV+disorders+in+the+National+Comorbidity+Survey+Replication%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+General+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Prevalence, severity, and comorbidity of 12-month DSM-IV disorders in the National Comorbidity Survey Replication.</a> Archives of General Psychiatry. 62 (6), 617-627 (2005).</li>
<li>National Institute of Mental Health. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generalized+anxiety+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22National+Institute+of+Mental+Health%22%5BJournal%5D)">Generalized anxiety disorder.</a> National Institute of Mental Health. , 3-8 (2017).</li>
<li>Herry, C., Johansen, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encoding+of+fear+learning+and+memory+in+distributed+neuronal+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Encoding of fear learning and memory in distributed neuronal circuits.</a> Nature Neuroscience. 17 (12), 1644-1654 (2014).</li>
<li>Janak, P. H., Tye, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+circuits+to+behaviour+in+the+amygdala%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">From circuits to behaviour in the amygdala.</a> Nature. 517 (7534), 284-292 (2015).</li>
<li>Tovote, P., Fadok, J. P., Lüthi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+circuits+for+fear+and+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neuronal circuits for fear and anxiety.</a> Nature Reviews Neuroscience. 16 (6), 317-331 (2015).</li>
<li>Seidenbecher, T., Laxmi, T. R., Stork, O., Pape, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amygdalar+and+hippocampal+theta+rhythm+synchronization+during+fear+memory+retrieval%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Amygdalar and hippocampal theta rhythm synchronization during fear memory retrieval.</a> Science. 301 (5634), 846-850 (2003).</li>
<li>Blanchard, D. C., Blanchard, R. J. Defensive behaviors, fear, and anxiety. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBlanchard%2C+DC+%22Handbook+of+Anxiety+and+Fear.+Handbook+of+behavioral+neuroscience%22">Handbook of Anxiety and Fear. Handbook of behavioral neuroscience</a>. Blanchard, D. C. , Elsevier Academic Press. 63-79 (2008).</li>
<li>Perusini, J. N., Fanselow, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobehavioral+perspectives+on+the+distinction+between+fear+and+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Neurobehavioral perspectives on the distinction between fear and anxiety.</a> Learning and Memory. 22 (9), 417-425 (2015).</li>
<li>Fadok, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+competitive+inhibitory+circuit+for+selection+of+active+and+passive+fear+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A competitive inhibitory circuit for selection of active and passive fear responses.</a> Nature. 542 (7639), 96-99 (2017).</li>
<li>Maren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurotoxic+or+electrolytic+lesions+of+the+ventral+subiculum+produce+deficits+in+the+acquisition+and+expression+of+Pavlovian+fear+conditioning+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neurotoxic or electrolytic lesions of the ventral subiculum produce deficits in the acquisition and expression of Pavlovian fear conditioning in rats.</a> Behavioral Neuroscience. 113 (2), 283-290 (1999).</li>
<li>Xu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+hippocampal+pathways+mediate+dissociable+roles+of+context+in+memory+retrieval%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Distinct hippocampal pathways mediate dissociable roles of context in memory retrieval.</a> Cell. 167 (4), 961-972 (2016).</li>
<li>Curzon, P., Rustay, N. R. Chapter 2: Cued and contextual fear conditioning for rodents. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCurzon%2C+P+%22Methods+of+Behavior+Analysis+in+Neuroscience.+2nd+edition%22">Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. 2nd edition</a>. , CRC Press/Taylor & Francis. Boca Raton (FL). (2009).</li>
<li>Mollenauer, S., Bryson, R., Robison, M., Phillips, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noise+avoidance+in+the+C57BL%2F6J+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Learning+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Noise avoidance in the C57BL/6J mouse.</a> Animal Learning & Behavior. 20 (1), 25-32 (1992).</li>
<li>Hersman, S., Allen, D., Hashimoto, M., Brito, S. I., Anthony, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus+salience+determines+defensive+behaviors+elicited+by+aversively+conditioned+serial+compound+auditory+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Stimulus salience determines defensive behaviors elicited by aversively conditioned serial compound auditory stimuli.</a> eLife. 9, (2020).</li>
<li>Dong, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+cortico-intrathalamic+circuit+for+flight+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A novel cortico-intrathalamic circuit for flight behavior.</a> Nature Neuroscience. 22 (6), 941-949 (2019).</li>
<li>Borkar, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+differences+in+behavioral+responses+during+a+conditioned+flight+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Sex differences in behavioral responses during a conditioned flight paradigm.</a> Behavioural Brain Research. 389, 112623(2020).</li>
<li>Fadok, J. P., Markovic, M., Tovote, P., Lüthi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+perspectives+on+central+amygdala+function%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">New perspectives on central amygdala function.</a> Current Opinion in Neurobiology. 49, 141-147 (2018).</li>
<li>Pitman, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+studies+of+post-traumatic+stress+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Biological studies of post-traumatic stress disorder.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (11), 769-787 (2012).</li>
<li>Canteras, N. S., Graeff, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Executive+and+modulatory+neural+circuits+of+defensive+reactions%3A+Implications+for+panic+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Executive and modulatory neural circuits of defensive reactions: Implications for panic disorder.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. , (2014).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les paramètres sonores et de choc décrits sont des éléments importants de ce protocole. Il est donc essentiel de tester l’amplitude de choc et le niveau de pression sonore avant de commencer les expériences. Les études sur le conditionnement de la peur utilisent généralement des niveaux de pression sonore de 70 à 80 dB et une intensité de choc de 0,1 à 1 mA18; ainsi, les paramètres décrits sont dans les limites des paradigmes traditionnels de conditionnement de la peur. Dans une expérience précéde...

La peur est une réponse adaptative conservée de façon évolutionnelle à une menaceimmédiate 1,2. Alors que les organismes possèdent des réponses défensives innées à une menace, les associations savantes sont cruciales pour obtenir des réponses défensives appropriées aux stimuli prédictifs du danger3. La dysrégulation dans les circuits cérébraux contrôlant les réponses défensives est susceptible de contribuer aux réactions inadaptées associées à de multiples troubles anxieux débilitants, tels que le syndrome de stress post-traumatique(SSPT),le trouble panique 4 et les phobiesspécifiques 5,6. Le taux de prévalence aux États-Unis pour les troubles anxieux est de 19,1 % chez les adultes et de 31,9 % chez les adolescentsde 7à8 ans. Le fardeau de ces maladies est extrêmement élevé sur la routine quotidienne des individus et a des répercussions négatives sur leur qualité de vie.
Au cours des dernières décennies, le conditionnement de la peur pavlovienne a servi de système modèle puissant pour obtenir un aperçu énorme des mécanismes neuronaux sous-jacents à l’apprentissage et à lamémoire liés à la peur 9,10,11. Le conditionnement pavlovien de crainte implique l’appariement d’un stimulus conditionné (CS, tel qu’un stimulus auditif) avec un stimulus aversif non conditionné (ETATS-UNIS ; par exemple, un choc électrique de pied)12. Parce que le gel est le comportement dominant évoqué et mesuré dans les paradigmes de conditionnement pavloviens standard, les mécanismes de contrôle neuronal des formes actives de comportement défensif tels que les réponses d’évasion/vol restent largement inexplorés. Des études antérieures montrent que différentes formes de comportement défensif, comme le vol, sont évoquées en fonction de l’intensité de la menace, de la proximité et ducontexte 13,14. L’étude de la façon dont le cerveau contrôle différents types de comportement défensif peut contribuer de manière significative à la compréhension des processus neuronaux qui sont dysregulated dans les troubles de la peur et de l’anxiété.
Pour répondre à ce besoin critique, nous avons développé un paradigme de conditionnement pavlovien modifié qui suscite des sauts de vol et d’évasion, en plus degeler 15. Dans ce paradigme, les souris sont conditionnées par un stimulus composé en série (SCS) composé d’un ton pur suivi d’un bruit blanc. Après deux jours d’appariement du SCS avec un fort choc électrique, les souris présentent un gel en réponse au composant de tonalité et au vol pendant le bruit blanc. Les commutateurs comportementaux entre le gel conditionné et le comportement de vol sont rapides et cohérents. Fait intéressant, les souris présentent un comportement de vol seulement lorsque le bruit blanc CS est présenté dans le même contexte qu’un choc de pied précédemment livré (le contexte de conditionnement) mais pas dans un contexte neutre. Au lieu de cela, les réponses de congélation dominent dans ce contexte neutre, avec des niveaux significativement plus élevés de gel en réponse au bruit blanc par rapport au ton. Cela est conforme au rôle du contexte dans la modulation de l’intensité de la réponse défensive et au rôle réglementaire de l’information contextuelle dans l’apprentissage et la mémoire liés à la peur que l’on retrouve dans les paradigmes traditionnels de conditionnementdes menaces 16,17. Ce modèle permet des comparaisons directes, à l’intérieur du sujet, de multiples comportements défensifs d’une manière spécifique au contexte.

<table><tbody><tr><td>Contexte</td><td></td><td></td> neutre <td>Cylindre en plexiglas 30 X 30 cm&nbsp ;</td></tr><tr><td>Boîte de conditionnement de la peur</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>VFC-008</td><td>25 X 30 X 35 cm Divisions</td></tr><tr><td>Générateur audio&nbsp ;</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>ANL-926&nbsp ;</td><td></td></tr><tr><td>Shocker</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-414S Haut-parleur</td><td>à grille en acier inoxydable</td></tr><tr><td></td><td>Med Associates, Inc.</td><td>ENV-224AM</td><td>Convient pour les tons purs et le bruit blanc&nbsp ;</td></tr><tr><td>souris C57/BL6J</td><td>Jackson laboratory, États-Unis</td><td>664</td><td>Âgé de 3 à 5 mois</td></tr><tr><td>Logiciel Cineplex (Éditeur/ studio)</td><td>Plexon</td><td>CinePlex Studio v3.8.0</td><td>Pour le suivi vidéo et l’analyse de score comportemental</td></tr><tr><td>Logiciel MedPC V</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>SOF-736</td><td></td></tr><tr><td>Neuroexplorer</td><td>Plexon</td><td></td><td>Utilisé pour extraire les données de congélation notées dans PlexonEditor</td></tr><tr><td>GraphPad Prism 8</td><td>GraphPad Software, Inc.</td><td>Version 8</td><td>Logiciel d’analyse statistique</td></tr></tbody></table>

un nouveau paradigme pavlovien de conditionnement de la peur pour étudier le gel et le comportement de vol

A Novel Pavlovian Fear Conditioning Paradigm to Study Freezing and Flight Behavior

Les comportements liés à la peur et à l’anxiété contribuent de façon significative à la survie d’un organisme. Cependant, les réponses défensives exagérées à la menace perçue sont caractéristiques de divers troubles anxieux, qui sont la forme la plus répandue de maladie mentale aux États-Unis. La découverte des mécanismes neurobiologiques responsables des comportements défensifs facilitera le développement de nouvelles interventions thérapeutiques. Le conditionnement pavlovien de la peur est un paradigme de laboratoire largement utilisé pour étudier l’apprentissage et la mémoire liés à la peur. Une limitation majeure des paradigmes traditionnels de conditionnement de la peur pavlovienne est que le gel est le seul comportement défensif surveillé. Nous avons récemment développé un paradigme modifié de conditionnement de la peur pavlovienne qui nous permet d’étudier à la fois le gel conditionné et le comportement de vol (également connu sous le nom d’évasion) chez les sujets individuels. Ce modèle utilise des contreforts de plus grande intensité et un plus grand nombre d’appariements entre le stimulus conditionné et le stimulus non conditionné. En outre, ce paradigme de vol conditionné utilise la présentation en série de tonalité pure et de stimuli auditifs de bruit blanc comme stimulus conditionné. Après conditionnement dans ce paradigme, les souris présentent un comportement glacial en réponse au stimulus de tonalité, et les réponses de vol pendant le bruit blanc. Ce modèle de conditionnement peut être appliqué à l’étude des transitions rapides et flexibles entre les réponses comportementales nécessaires à la survie.

Comme décrit dans le diagramme (Figure 1A), la session commence par la pré-exposition (Jour 1), suivie par le conditionnement de la peur (jours 2 et 3), puis soit l’extinction ou la récupération (Jour 4).
Les présentations du SCS lors de la séance de pré-exposition (jour 1) n’ont pas suscité de réaction de vol ou de congélation chez les souris (figure 2A-2B). L’analyse comportementale pendant le conditionnement (jours...

Les réactions comportementales défensives dépendent de l’intensité de la menace, de la proximité et du contexte d’exposition. Sur la base de ces facteurs, nous avons développé un paradigme de conditionnement classique qui suscite des transitions claires entre le gel conditionné et le comportement de vol chez les sujets individuels. Ce modèle est crucial pour comprendre les pathologies impliquées dans l’anxiété, la panique et les troubles de stress post-traumatique.

Un nouveau paradigme pavlovien de conditionnement de la peur pour étudier le gel et le comportement de vol

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat ...

L’objectif global de ce paradigme est d’évaluer le comportement défensif complexe chez les rongeurs. Ce protocole est significatif parce qu’il facilite les enquêtes sur les transitions entre les comportements défensifs, ce qui le rend idéal pour les chercheurs intéressés à étudier les réponses adaptatives complexes à la menace. Ce protocole utilise des stimuli d’état temporairement précis pour susciter la transition entre les réponses défensives, ce qui nous permet d’étudier à la fois, le gel conditionné et les comportements de vol au sein d’un sujet individuel.L’utilisation de ce modèle pour découvrir les mécanismes du comportement défensif peut fournir un aperçu du dysfonctionnement et des troubles paniques liés au SSPT et pourrait aider au développement de nouvelles thérapeutiques. Pour configurer les protocoles comportementaux, dans le programme, définissez le SCS, définissant les stimuli à livrer soit comme un ton pur de dix secondes, soit un bruit blanc de dix secondes, et définissant les intervalles inter-essais à présenter pseudo-aléatoirement après chaque essai. Pour configurer le suivi logiciel, placez une souris de test dans chaque contexte pertinent, définissez le centre de gravité et ajustez la taille du contour.Utilisez la taille des chambres et les dimensions pixel de la caméra pour déterminer le coefficient d’étalonnage. Ensuite, générer le code d’impulsion TTL pour synchroniser les marqueurs d’événements de l’ordinateur central à leurs occurrences en temps réel. Avant de commencer une expérience, allumez le contrôleur de boîte de conditionnement de la peur, le shocker et le logiciel d’enregistrement vidéo.Montez un haut-parleur supérieur au-dessus des contextes pour la livraison des stimuli auditifs à 75 décibels, et réglez un générateur audio programmable pour générer des stimuli auditifs sur un calendrier prédéfini. Après avoir confirmé que le tone et le white noise sont fonctionnels, définissez le système d’acquisition de données et transportez des souris mâles ou femelles de trois à cinq mois vers la salle de conditionnement. Avant de commencer l’essai de préconditionnement, nettoyez un diamètre de 30 centimètres, 30 centimètres de haut clair chambre cylindrique en plexiglas avec 1% d’acide acétique à utiliser comme le contexte A chambre.Pour le préconditionnement, placez la souris dans le contexte A et laissez-la s’acclimater pendant trois minutes avant d’exposer la souris à quatre traînées SCS de 20 secondes avec un intervalle moyen pseudo-aléatoire de 90 secondes entre les essais. Après 10 minutes d’acclimation, transférez une souris dans la chambre Context A et activez immédiatement le système de conditionnement de la peur et les programmes de collecte de données. Avant de commencer une expérience de conditionnement de la peur, nettoyez une enceinte rectangulaire d’au moins 35 centimètres de haut, de 25 à 30 centimètres avec un plancher de réseau électrique avec 70 % d’éthanol à utiliser comme chambre Context B.Ensuite, connectez le amortisseur avec le plancher du réseau électrique de la chambre Context B, et définissez la fréquence, l’apparition et la durée des chocs dans le programme informatique approprié. Lorsque tous les paramètres ont été définis, vérifiez que l’intensité du choc est correctement fournie à partir du choc et du plancher de la grille. Les jours deux et trois, placez la souris dans la chambre context b pendant trois minutes avant d’exposer l’animal à cinq appariements du SCS co-terminaison avec un choc du pied AC d’une seconde et 0,9 milliamp et un intervalle moyen d’inter-essais de 120 secondes.À la fin de la session, remettre la souris dans la cage d’accueil. Selon l’objectif de l’expérience, soumettre les animaux à une séance de rappel, le quatrième jour, placer la souris dans le contexte Une chambre pendant trois minutes avant de présenter à l’animal quatre essais SCS sans choc du pied avec un intervalle moyen pseudo-aléatoire de 90 secondes pendant 590 secondes pour tester la réponse de rappel de peur de l’animal. Ou, pour tester l’extinction de la peur, le quatrième jour, placez la souris dans la chambre context b pendant trois minutes avant de soumettre l’animal à 16 essais de SCS sans choc du pied avec un intervalle moyen pseudo-aléatoire de 90 secondes entre les essais sur une période de 1 910 secondes.Pour quantifier le comportement de la souris, à la fin de l’expérience, avoir un observateur aveugle à l’analyse marquer les vidéos enregistrées pour le comportement de congélation en utilisant le seuil de détecteur de congélation automatique suivie d’une analyse image par image des changements de pixel. Définissez le gel comme une cessation complète des mouvements corporels, à l’exception de ceux requis pour la respiration pendant au moins une seconde. Marquez un saut en exemple lorsque les quatre pattes quittent le sol, ce qui entraîne un mouvement vertical et/ou horizontal.Lorsque l’ensemble du segment a été analysé, exportez le fichier marqué avec des marqueurs de congélation, de saut et d’événement et extrayez les événements pertinents des périodes d’intérêt définies dans une feuille de calcul. Pour calculer la durée du gel, soustrayez l’heure de début à partir de l’heure de fin pour chaque période d’essai respective. Résumez le nombre total de sauts d’une durée d’essai particulière.Pour calculer la vitesse de la souris, suivez les coordonnées à partir du mouvement de l’axe XY image par image du centre de gravité de la souris. Pour calculer les scores de vol, divisez la vitesse moyenne pendant chaque SCS par la vitesse moyenne pendant le pré-SCS de dix secondes, et ajoutez un point pour chaque saut d’évasion. Un score de vol d’un indique aucun changement dans le comportement de vol par rapport à la période pré-SCS.Ensuite, analyser les données pour la signification statistique à l’aide d’un logiciel d’analyse statistique approprié. Les présentations SCS lors de la séance de pré-exposition n’suscitent pas de réactions de vol ou de congélation chez la souris. L’analyse comportementale pendant le conditionnement révèle que le composant Tone du SCS améliore considérablement le gel par rapport au gel pendant le pré-SCS.Les scores de vol ont considérablement changé d’une séance à l’autre, et les souris affichent des vitesses plus élevées et plus de sauts à la queue de bruit blanc par rapport à la queue de tonalité. Les souris montrent une transition claire du comportement défensif, présentant des scores de vol inférieurs pendant le ton et des scores de vol plus élevés pendant le bruit blanc, avec le contraire observé pour les réponses de congélation. Les souris soumises à 16 essais de formation à l’extinction démontrent une extinction rapide du vol conditionné, avec des scores de combat au cours du premier bloc de quatre essais mesurant plus élevé pendant le bruit blanc par rapport à la queue de tonalité.À la fin de la session d’extinction, le comportement de vol n’est plus obtenu par l’un ou l’autre indice. Le gel de la tonalité est significativement plus élevé que le gel au bruit blanc pour le premier bloc de quatre essais pendant l’extinction. Le gel induit par le tonus diminue au cours des 16 essais d’extinction, tandis qu’on observe une augmentation du gel par le bruit blanc.Lors de la séance de rappel, l’exposition au bruit blanc dans un contexte neutre n’obtient pas de vol, car les scores de vol sont inférieurs à un. Au contraire, les présentations white noise dans le contexte neutre suscitent des réponses glaciales qui sont plus élevées que celles obtenues par le Ton. Il est important de nettoyer le contexte tout au long, et il est essentiel de tester l’amplitude de choc et le niveau de pression sonore avant de commencer une expérience.Ce paradigme est actuellement utilisé par des groupes qui sont intéressés à comprendre la complexité du comportement défensif, et peut être utilisé pour améliorer notre compréhension de la sélection des actions défensives.

a-novel-pavlovian-fear-conditioning-paradigm-to-study-freezing-flight

Research

Recherche

JoVE Journal

Behavior

Comportement

Peur conditionnée peut être diminuée grâce à un processus appelé inhibiteur de l'extinction, mais peut refaire surface dans des conditions telles que le passage du temps ou de l'exposition au stress. Notre protocole présente une nouvelle façon d'éviter que le recouvrement peur en introduisant l'extinction pendant la fenêtre de reconsolidation (la phase de re-stockage d'une mémoire réactivée).

Formation extinction pendant la fenêtre Reconsolidation empêche la récupération de la peur

Source : Childs, J. E., et al. La stimulation du nerf vague comme outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour l’apprentissage de l’extinction. J. Vis. Exp. (2015)Cette vidéo montre la méthode de stimulation du nerf vague (VNS) dans un modèle de rat pour réduire le comportement de congélation. Les rats conditionnés par la peur reçoivent du VNS lors de la réexposition au son, ce qui réduit la congélation et révèle son potentiel thérapeutique.

Stimulation du nerf vague dans un modèle de rat pour réduire le comportement de congélation

Cet article présente un protocole pour un test de conditionnement peur contextuelle et indicé l'aide d'un système vidéo d'analyse pour évaluer l'apprentissage peur et la mémoire chez la souris.

Contextuelles et Cued conditionnement de la peur de test en utilisant un système d&#39;analyse de la vidéo chez des souris

Dans l'expérience suivante, on décrit un protocole pour la trace conditionnement de peur chez la souris. Ce type de mémoire associative comprend une période de trace qui sépare l'impulsion neutre et le stimulus inconditionnel.

Trace conditionnement de la peur chez la souris

Ce protocole décrit une méthode de bois d’allumage chimique avec pentylènetétrazole et fournit un modèle de souris de l’épilepsie. Ce protocole permet également d’enquêter sur la vulnérabilité à l’induction de la saisie et la pathogenèse après les crises d’épilepsie chez les souris.

Modèle de souris de bois d’allumage induite par le pentylènetétrazole

Nous décrivons ici la méthodologie détaillée requise pour mener des expériences d’apprentissage (SEFL) de peur stress améliorée, un modèle préclinique de trouble de stress post-traumatique, chez les rats et les souris. Le modèle utilise des aspects de la crainte pavlovien climatisation et froid comme un indice de la peur accrue chez les rongeurs.

Peur stress-Enhanced Learning, un modèle robuste rongeur du syndrome de Stress post-traumatique

Nous décrivons un protocole prolongé de conditionnement de la peur qui produit l’incubation de surentraînement et la peur chez les rats. Ce protocole comprend une seule séance d’entraînement avec 25 appariements de choc sonore (c.-à-d. surentraînement) et une comparaison des réponses de congélation conditionnées au cours des tests de contexte et de repère 48 h (à court terme) et 6 semaines (à long terme) après l’entraînement.

Incubation de la peur à l’aide d’un protocole étendu de conditionnement de la peur pour les rats

Pour étudier les comportements de vol dans un contexte de peur, nous introduisons un protocole de conditionnement de peur modifié. Ce protocole garantit que les souris présentent systématiquement des comportements de vol lors de la présentation des signaux dans le conditionnement de la peur.

Conditionnement de peur modifié pour induire des comportements de fuite chez la souris

Le paradigme de la peur observationnelle évalue la congélation par procuration chez les rongeurs comme un modèle d’empathie affective. Cette procédure consiste à exposer des rongeurs observateurs à des démonstrateurs conspécifiques recevant des chocs de pied aversifs pour susciter des réponses de gel empathiques. En utilisant des tests de peur observationnels, les chercheurs peuvent étudier les mécanismes neuronaux sous-jacents à l’empathie affective.

La peur observationnelle comme modèle d’empathie affective chez la souris

Un procédé pour étudier la capacité d'un contexte environnemental d'alcool associé à déclencher le renouvellement du comportement de recherche de l'alcool chez le rat est décrite.

Une procédure pour l&#39;observation de renouvellement induite contexte-de pavlovien conditionné alcool comportement de recherche chez le rat

Découvrez un paradigme de conditionnement classique pour étudier les comportements défensifs chez les rongeurs. Cette méthode permet d'analyser les transitions entre le gel et la fuite, offrant des perspectives pour la recherche sur l'anxiété et les troubles de stress post-traumatique.

Un nouveau paradigme pavlovien de conditionnement de la peur pour étudier le gel et le comportement de vol

Explorer plus de vidéos