Name: ラットの拡張恐怖調節プロトコルを用いた恐怖インキュベーション (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 38 s
Description: 学ぶ拡張恐怖条件づけプロトコルを用いたラットの恐怖インキュベーションと感情記憶の長期変化。この方法は、過度学習が恐怖反応に与える影響を神経科学と行動心理学の観点から評価します。

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この研究のための財政的支援は、フンダシオン大学コンラート・ローレンツによって提供されました - 助成金番号9IN15151。著者らは、コンラッド・ローレンツ大学の通信部に、ビデオの録画と編集、特にナタリア・リベラとアンドレス・セラーノ(プロデューサー)の助けに感謝したいと考えています。また、原稿に関するコメントについてはニコール・ファラー=サドフスキーとルチア・メディナ、コーポラシオン・ウニバーシタリア・イベロアメリカーナの学部長ヨハンナ・バレロは、制度的コラボレーションのために。著者には利益相反はありません。

著者らは開示するものは何もない。

現在の拡張された恐怖調節プロトコルは、短い(48時間)および長期期間(6週間)にわたる感情的記憶を評価するための効率的かつ有効なアプローチである。したがって、プロトコルは、ラットの過剰トレーニングおよび恐怖インキュベーション現象を研究することができます。このプロトコルの異なる利点の中には、以下のものがあります。コンテキストとキュー操作で 2 つの遅延 (48 時間と 6 週間) の差の影響を識別できる 2 種類のメモリ テスト、つまりコンテキストとキューを提供します。第二に、このタスクは1回の28分トレーニングセッションを伴い、数週間延長する長期的な効果を生み出します。この利点は、拡張された恐怖コンディショニングのいくつかのバージョンがトレーニング11の10セッションにわたって少なくとも100のショックを必要とすることを考えると、顕著である。第三に、プロトコルは、自動的に計算されるいくつかの測定代替手段を提供しています。さらに、感情的記憶現象15、16,16を評価するための...

メモリは、情報の取得、統合(取得した情報の安定性を可能にする)、検索(統合プロセスの証拠)など、さまざまな段階を含む心理的プロセスである。統合フェーズでは、新しいシナプス接続の確立と既存の接続の変更が行われます。これは、これらの変化を引き起こす分子および生理学的事象が11,22に起こる期間の必要性を示唆している。これらの生理学的または分子的変化は、取り出された事象が感情的に充電されるかどうか(すなわち、感情的記憶)によって異なる。例えば、研究は、横核およびバソラショナル扁桃体複合体が感情的記憶33、4、54,5に特に関連していることを示している。
感情記憶現象は、主に恐怖調節パラダイム55,66で研究されてきた。恐怖のコンディショニングは、個人が回避的な出来事とそれ以外の中立的な刺激の関係を学ぶ学習の一形態である7.恐怖調節パラダイムは扁桃体の分子、細胞、構造変化を生み出します。さらに、恐怖コンディショニングは、感情的な記憶の統合および検索プロセス中に海馬の接続性を変更します。
恐怖の記憶を研究するための最も一般的に使用される手順の1つは、ラットの古典的な(パブロビアン)コンディショニングです。この手順は、通常、1つまたは複数のセッションで1回または数回配信される回避刺激としてフットショック(US)を使用します。この処置に曝されたラットの条件応答(CR)は凍結している(すなわち、「呼吸に用いられる筋肉を除いた動物の骨格筋の一般化された筋膜応答によって引き起こされる一般化不動性」7)。 この応答は、コンテキストテストとキューテストの 2 種類のテストで評価できます。コンテキストテストでは、被験者はトレーニングセッション中に所定の数のフットショックを受け、その後、定義された時間だけ実験室から取り除かれます。試験中、被験者は、トレーニングが行われたのと同じコンテキストに戻され、異なる凍結対策がフットショックがない場合に収集され(例えば、継続時間、凍結エピソードの割合または頻度)、およびトレーニング段階で確立されたベースラインレベルと比較される。第2のタイプのテストでは、キューテスト、刺激(通常はトーン)がトレーニング段階(すなわち、条件付き刺激、CS)の間にフットショックと対になっている。トレーニングが完了すると、動物は定義された時間のトレーニングコンテキストから取り除かれ、その後、変更されたコンテキスト(例えば、壁の異なる形状と異なる匂いを持つ別の実験室)に置かれます。キューは指定された回数表示され、キューに対する凍結応答が測定され、トレーニング中に収集されたベースライン レベルと比較されます。このパラダイムの最も一般的なバージョンでは、1回のトレーニングセッション中に1~3トーンショックのペアリングを使用し、その後、数時間または数日後にコンテキストテストとキューテストを行います。
他のあまり頻繁に実装されていない恐怖条件付け手順は、多くの場合、オーバートレーニング手順8と呼ばれているショックキューペアリング(すなわち、試験)の広範な数を含みます。これらのタスクへの関心の高まりは、恐怖インキュベーションと呼ばれる長期的で記憶効果の増加に関連しています(すなわち、回避的な事象または条件付き刺激へのさらなる暴露がない場合には、時間の経過とともに恐怖応答を調整すると増加します)9,,10,,11.このような過剰トレーニング手順の例では、10 セッションに分散された 100 トーンショックの組み合わせのトレーニング フェーズが必要であり、その後に 48 時間と 30 日後に11,,12を実行したコンテキストテストとキュー テストが続きます。大規模な訓練が数日間にわたって広がることを避けるために、Maren(1998)は、25組の組み合わせ8を持つ単一のセッションでオーバートレーニングを確立し、最適化することができると報告しました。インキュベーション効果は、48時間後に試験されたラットと比較して、トレーニングの31日後に試験されたラットにおける有意に高いレベルの状態の恐怖で証明される。拡張された恐怖調節タスクは、他の心理現象(例えば、遅発性心的外傷後ストレス障害)11、12、13,12,13との関係を含む、恐怖インキュベーションの根底にある行動および神経生物学的側面の理解のための鍵となっている。
ここでは、ラットにおける過剰訓練および恐怖インキュベーションを誘発する拡張された恐怖調節プロトコルについて述べる。トレーニング11の数日を必要とする他のパラダイムとは異なり、現在のプロトコルは、単一のトレーニング セッション8に焦点を当てています。25回のトーンショックの組み合わせを使用して、48時間後に行われたテストと比較して、トレーニング後6週間に行われたコンテキストおよびキューテスト中に、より高い条件付き凍結応答を生成しました。

<table><tbody><tr><td>酢酸(エタン酸)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/acetic_acid 嫌悪刺激電流パッケージ</td><td>MED Associates Inc</td><td>ENV-420</td><td>https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/</td></tr> <tr><td>コンテクストテスト protocol.pro</td><td></td><td></td><td>http://doi.org/10.17605/OSF.IO/4NKFQ</td></tr><tr><td>キューテスト protocol.pro</td><td></td><td></td><td>http://doi.org/10.17605/OSF.IO/4NKFQ</td></tr><tr><td>湾曲した壁インサート</td><td>MED Associates Inc</td><td>VFC-008-CWI</td><td></td></tr> <tr><td>https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/ Data processing.zip</td><td></td><td></td><td>http://doi.org/10.17605/OSF.IO/4NKFQ</td></tr><tr><td>NIR/白色光制御ボックス</td><td>MED Associates Inc</td><td>NIR-100</td><td></td></tr><tr><td>クイックチェンジマウス用フロア/パンユニット</td><td>MED Associates Inc</td><td>ENV-005FPU-M</td><td>https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/</td></tr> <tr><td>小型卓上キャビネット・電源</td><td>MED Associates Inc</td><td>SG-6080D</td><td>https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/</td></tr> <tr><td>スタンドアロン 嫌悪刺激装置/スクランブラー (115 V / 60 Hz)</td><td>MED Associates Inc</td><td>ENV-414S</td><td>https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/</td></tr> <tr><td>標準的な恐怖のコンディショニングの部屋</td><td>MED Associates Inc</td><td>VFC-008</td><td>https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/</td></tr> ラットの <tr><td></td><td>http://doi.org/10.17605/OSF.IO/4NKFQ</td>ビデオ恐怖のコンディショニング パッケージの訓練のプロトコル VFC.pro <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>MED-VFC-SCT-R</td><td></td></tr></tbody></table> https://www.med-associates.com/product-category/video-fear-packages-for-rat/

ラットの拡張恐怖調節プロトコルを用いた恐怖インキュベーション

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

感情的な記憶は、主に恐怖条件付けパラダイムで研究されてきました。恐怖のコンディショニングは、個人が回避的な出来事とそれ以外の中立的な刺激との関係を学ぶ学習の一形態です。感情的な記憶を研究するための最も広く利用されている手順は、ラットの恐怖のコンディショニングを伴う。これらのタスクでは、無条件刺激(US)は、単一または複数のセッションにわたって1回または数回提示されたフットショックであり、条件付き応答(CR)は凍結している。これらの手順のバージョンでは、キュード・フィア・コンディショニングと呼ばれ、トレーニング段階ではトーン(条件付き刺激、CS)がフットショック(米国)とペアになります。最初のテストでは、動物は訓練が行われたのと同じ文脈にさらされ、凍結応答はフットショックとトーン(すなわち、コンテキストテスト)がない場合にテストされます。第2の試験中、凍結は、コンテキストが変化したときに測定され(例えば、実験室の臭いと壁を操作することによって)、トーンはフットショックの不在時に提示される(すなわち、キューテスト)。ほとんどのキュード・フィア・コンディショニング・プロシージャには、トーンショックの組み合わせが少ない(例えば、1回のセッションで1-3回の試行)が必要です。恐怖インキュベーションと呼ばれる長期的な効果に関連する広範な数のペアリング(すなわち、過剰訓練)を含むあまり一般的でないバージョンへの関心が高まっています(すなわち、恐怖の反応は、回避的な出来事や条件付き刺激にさらされることなく、時間の経過とともに増加します)。拡張された恐怖調節タスクは、他の心理現象(例えば、心的外傷後ストレス障害)との関係を含む、恐怖インキュベーションの行動および神経生物学的側面の理解の鍵となっている。ここでは、ラットの過剰訓練と恐怖の潜伏を生み出す拡張された恐怖調節プロトコルについて述べています。このプロトコルは、25のトーンショックの組み合わせ(すなわち、オーバートレーニング)と、トレーニング後の48時間(短期)および6週間(長期)のコンテキストおよびキューテスト中の条件付き凍結応答の比較を伴う単一のトレーニングセッションを伴う。

トレーニングセッションの異なる段階における凍結時間の割合の変動は、依存 t 検定を用いてすべての被験者(n=12)について分析した(表1)。動物は活動的で、トレーニングセッションの最初の3分間(プロトコルの最初の日)、トーンやショックが送達されなかった時間(すなわち、ベースラインBL)の間に実験室を探索した。 図2Aに示すように、その後の25トーンショックペアリング中の凍結時間の割合(M = 48.88; SE = 4.37) はBL(M = 14.65) の間より有意に高かった。 SE = 4.05)は、恐怖獲得の指標として想定される。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody fo:keep-with-next.within-page="...

我々は、ラットの過剰訓練および恐怖インキュベーションを生み出す拡張された恐怖調節プロトコルを記述する。このプロトコルは、25のトーンショックの組み合わせ(すなわち、オーバートレーニング)と、トレーニング後の48時間(短期)および6週間(長期)のコンテキストおよびキューテスト中の条件付き凍結応答の比較を伴う単一のトレーニングセッションを伴う。

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the ...

メモリは、さまざまなフェーズ情報の取得、統合、検索を伴う心理的プロセスです。統合フェーズでは、新しいシナプス接続の確立と既存の接続の変更が行われます。統合のこの段階は、刺激が感情的に関連しているとき、より強い記憶痕跡を持つ刺激の価値に依存する。感情的記憶に関する研究の大半は扁桃体の核と他の脳構造との関係に焦点を当てています。.この現象は、主に恐怖条件のパラメントで研究されています。恐怖状態は、回避的な出来事とそれ以外の中立的な刺激との関係を学ぶことを可能にする学習の一形態である。最も広く使用されている手順の1つは、哺乳類における古典的またはパブロビアンコンディショニングです。げっ歯類と人間を含む。げっ歯類の場合、条件シンボルまたは米国は、通常、単一または複数のセッションにわたって1回または数回表示される画像です。恐怖条件付けプロトコルは、通常、1〜2トンの衝撃を伴うが、様々である。しかし、他のあまり使用されていない嫌悪感は、広範な焼けのないベアリングを含みます。これは、恐怖インキュベーションと呼ばれる長期的な記憶効果をもたらす嫌いなトレーニングと呼ばれています。恐怖のインキュベーションは、時間の経過とともに条件応答の強度の増加を伴う。これらは、他のそのような事象または調整刺激へのさらなる暴露の動揺において。行動神経および神経生物学的神経における恐怖インキュベーションの最近の理解は、特定の障害に対する遅延回答を含む他のげっ歯類および心理現象への孤立を示している ここでは、20セッションの後および6週間にわたって文脈およびキューメモリをテストした素数の拡張恐怖状態を説明する。これにより、時間の経過とともに感情的な記憶の強さをテストすることができます。12匹の男性、大人のウィスターラットを選択し、実験全体を通して水への自由なアクセスで、ケージ内の4つのグループに収容します。ラットを無料給餌体重の85%に維持し、毎日同じ日、1時間に制限された食べ物を与えます。被験者を次のグループにランダムに割り当てます:感情検査、トレーニングの6週間後。感情的なテスト、トレーニングの48時間後。10%エタノール溶液で実験室とグリッドフロアのすべての内部表面を洗浄します。衝撃強度キャリブレータの赤と黒のクリップをグリッドフロアの2本のロッドに接続します。USBケーブルをコンピュータの対応するポートに接続します。衝撃強度校正ソフトウェアを起動します。ボタンをクリックして、アプリケーションで1ミリアンペア強度を選択します。次に、実行/停止スイッチを変更して実行します。回避刺激装置を操作し、アプリケーションのパネルに表示される衝撃強度を見ます。必要に応じて、回避刺激装置のノブを使用して1ミリアンペアに強度を調整します。実験室を閉じて、ナレーションボックスを鳴らす。凍結検知システムソフトウェアを起動し、実験ダイアログウィンドウを開きます。各サブジェクトの詳細を入力し、トレーニング プロトコル ファイルを読み込みます。対応するカメラを選択し、サイドビデオオプションをチェックしてください。モーションしきい値を 100 に設定し、最小フリーズ率を 13 フレームに設定します。選択したカメラからのライブフィードが画面に表示されていることを確認します。運動閾値グラフと、トレーニング中に提示されるさまざまな刺激のタイムラインと一緒に。モーションインデックスが100以下のままであることを確認しながら、キャリブレーションオプションを3回クリックし、画面の対応するボタンをクリックしてロックする機器を選択します。実験対象をチャンバーに導入する。録音ボタンをクリックしてセッションを開始し、25トーンショックのペアリングまたはトライアルは60秒のインタートライアル間隔で配信されます。セッションのミヌータリーから始まります。トーンは、各インタートライアル間隔の最後の10秒間に提示され、各インタートライアル間隔の最後の2秒間に衝撃が発生します。28分のセッションが終わったら、実験室からラットを取り除きます。それぞれのホームケージに動物を返します。彼らの家のケージの食器棚にネズミを輸送します。行動訓練室から動物ケア施設まで。ラットは、割り当てられたグループに応じて、治療を受けずに48時間または6週間残ります。この期間中、動物は自宅のケージの中で休み、個別に収容されます。インキュベーション期間の6週間の間に週に2回動物の体重を監視します。加重しながら、各動物を2分間操作します。6匹の動物は、タイミングの48時間後に試験されてもよい。これらの6匹の動物は6週間後にテストされなければなりません。凍結検出システムのキャリブレーションを繰り返します。ファイル名、コンテキスト テスト プロトコルを読み込みます。録音ボタンをクリックしてセッションを開始します。この単一の10分間のコンテキストテストセッション中に、刺激は提示されません。コンテキストテストの1日後、群に応じて、動物ごとに次の手順を繰り返す。視覚的文脈を変えるために、プラスチック周囲の壁を実験室に挿入した。嗅覚の文脈を変えるために、1%の酢酸を綿の綿棒に塗布しました。これは、グリッドの床の下の金属トレイに置かれました。別のファイルを使用して、凍結検出システムのキャリブレーションを繰り返します。キューテストプロトコルという名前のファイルをロードする'レコードボタンをクリックしてセッションを開始します。この単一の15分間のキューテストセッション中に、コンディショネテ刺激音はセッションの3分から10回表示されます。これは、10キューテストトライアルとショックのない同じインタートライアルインターウォールを持つ再起動です。追加のカスタムメイドプログラミングを使用して、取得する:トレーニングとキューテストセッション中にトーンにフリーズの割合。トレーニングセッションの8つの3分ビンのそれぞれに対する凍結のBパーセント。トレーニングセッションの最初の3分の間の凍結のCパーセント。その3分間に衝撃や骨が提示されなかったため、この最後の尺度をベースライン凍結と考えてください。このデータを取得するには、オープン凍結検出システムソフトウェアと、次の手順に従います。ファイル、レポート、ベンチコンポーネントの概要を選択します。無料リポジトリオープンサイエンスフレームワークの名前で利用可能なcmdファイルを選択し、ファイルを開きます。モーションしきい値を 100 に変更し、[解析するファイルを選択] をクリックします。開いているファイルは、Excel で開くことができます。さらなる分析のため。最後に、各凍結エピソードの平均継続時間を計算します。各セッションでは、フリーズエピソードの合計数に対する合計凍結期間を割ります。動物は活動し、3分間のベースライン期間中に実験室を探索した。ベースラインの凍結時間は、セッションの残りの部分と比較して有意に低かった。これは恐怖の獲得を示す指標です。トライアルセッションを3分間のビンに分割すると、凍結に割り当てられた時間の割合が、最初の3回の衝撃試験中に漸近に達したことを示しています。この発見は、以前の研究と他のトレーニングの指標で一貫しています。訓練期間中の全動物の凍結率は、ベースライン期間よりも有意に高かった。訓練の6週間後にテストされた動物は、48時間でテストされた動物よりも、コンテキストテスト中に凍結の有意に高い割合を示した。トレーニングとメモリテストの間に凍結時間の違いは認められなかった。コンテキストテスト中の被験者の異なるグループの凍結応答は、さらに他の手段で探求された。訓練の6週間後に試験された被験者の活動レベルは、コンディショニングセクションの48時間後に試験された動物の活動レベルよりも有意に低かった。訓練直後に試験した動物の凍結時間は、6週間後に試験した動物の冷凍時間よりも有意に低かった。これらの結果は、恐怖インキュベーション効果を示す。各凍結エピソードの嫌反応の分析は、動物が彼らのコンディショニングセッションの48時間をテストし、訓練の48時間後にテストされた動物よりも長い凍結エピソードを表示することを示しました。トレーニングセッションとキューテストのベースライン中にすべての動物の凍結率は、キューテストのテスト期間中よりも有意に低かった。キューテストで6週間後にテストされた動物のベースラインのみがキューテストのテスト期間と有意に異なっていた。キュートレーニング中の平均凍結は、6週間後のキューテスト中の平均凍結よりも有意に低かった。キュー試験におけるインタートライアル間隔中の平均凍結は、48時間後のトレーニングにおける試験間間隔中の平均凍結よりも有意に低かった。ここでは、恐怖インキュベーションラットの訓練を介して生成された拡張恐怖条件付けプロトコルを説明します。これは、短い48時間と長期間にわたって感情的な記憶を6週間にわたって評価するための効率的かつ有効なアプローチです。感情記憶現象を評価するための妥当性を裏付ける山岳薬理学的、生理学的、解剖学的証拠があります。このプロトコルの異なる利点の中には、最初の 2 種類のメモリ テスト、すなわちコンテキストとキューがあります。このテストは、コンテキストとキューのラインをテストする差分効果を識別することができます。第二に、28分間のトレーニングセッションが必要で、数週間を超える長期的な効果が生まれます。この利点は、一部の人が恐怖のコンディショニングがトレーニングの10セッションにわたって少なくとも100のショックを必要とすることを期待していることを考えると顕著です。恐怖は自動的に計算されるいくつかの測定の代替を提供する。簡単なトレーニングセッションで他の恐怖コンディショニングパラダイムと比較して。回避トレーニング効果を生み出す拡張プロトコルは、あまり注目を集めていません。このような回避トレーニングに関連する関連する効果は、行動および神経生物学的レベルで最近理解され始めた恐怖インキュベーションである。そして、心的外傷後ストレス障害の発症の遅れを含む他の現象に関連しているようです。これらのプロトコルの最良の実装と研究のための最終的な推奨事項は、含まれています:実験室、特にグリップの床の正しい洗浄。校正、ショックショックをオンにする前の衝撃強度および凍結検出システムキャリブレーション。このプロトコルは、ラットまたは他のげっ歯類のすべての品種でテストすることができます。このような場合は、モーションしきい値と衝撃強度を調整することが重要です。

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Research

JoVE Journal

Behavior

行動

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マウスにおける感情的共感のモデルとしての観察的恐怖

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マウスにおけるビデオ解析システムを用いた文脈と手掛り恐怖条件付け試験

脅威確率タスクにおける低確率(不確実)および高確率(確実)の電撃脅威の間に、眼輪筋の筋電図検査によって驚愕反射の増強が測定されます。これは、精神病理学、物質使用/乱用、および広範な感情科学に関する研究に、明確な否定的な感情状態(恐怖/不安)の客観的な尺度を提供します。...

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マウスの環境強化には、複雑で困難なセットアップと、マウスの堅牢な代謝および抗癌効果を保証するための包括的な飼育および取り扱い技術が必要です。このプロトコルは、マウスで上記の効果を再現するための詳細な手順を提供します。...

豊かな環境の住宅マウス用のプロトコル

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ラットの拡張恐怖調節プロトコルを用いた恐怖インキュベーション

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