Wrodzone różnice płci są obserwowane w różnych zachowaniach poznawczych i paradygmatach uczenia się zarówno u ludzi, jak i u gryzoni. Na przykład doniesiono, że kobiety mają na ogół silniejsze zdolności werbalne i zorientowane na szczegóły, podczas gdy mężczyźni mają lepsze zdolności przestrzenne1-3. Te różnice między płciami mogą wynikać częściowo z wpływu hormonów gonadalnych. Wysoki poziom estradiolu poprawia wydajność w zadaniach, w których kobiety są lepsze, ale pogarsza wydajność w zadaniach, które mężczyźni zazwyczaj wykonują dobrze4-6. Chociaż dowody te są przekonujące, ograniczona zdolność do całkowitej kontroli środowisk eksperymentalnych w badaniach na ludziach utrudnia ustalenie, czy ten wpływ na zachowanie można przypisać konkretnie hormonom. Z kolei badania na zwierzętach pozwalają na w pełni kontrolowane okoliczności.
Chociaż podstawowe mechanizmy neuronalne wygaszania strachu zostały zidentyfikowane i są dobrze zbadane u mężczyzn, nie jest jasne, czy te systemy są takie same u kobiet, czy jak zmieniają się w cyklu rujowym. Warunkowanie i wygaszanie strachu są szeroko stosowanymi paradygmatami behawioralnymi u gryzoni i ludzi do prowadzenia badań związanych z zaburzeniami lękowymi. Biorąc pod uwagę, że kobiety mają większe ryzyko zaburzeń lękowych, a także dłuższy czas trwania i nasilenie objawów7-13, bardzo ważne jest, aby włączyć kobiety do tych badań. Niedostateczna reprezentacja kobiet w tym badaniu może być przypisana wyzwaniom związanym z monitorowaniem fazy rujowej i uwzględnianiem behawioralnych skutków hormonów płciowych. Laboratoria, które badają kobiety pod tym kątem, napotykają problemy, które często nie są zgłaszane lub nie są opisane w metodach ich badań.
Pojawiające się dowody u gryzoni sugerują, że różnice płci w wygaśnięciu strachu są modulowane przez hormony gonadalne14-18. W warunkowaniu strachu zwierzęta są szkolone, aby bać się określonego bodźca. Po wielu niewzmocnionych prezentacjach bodźca, zwierzęta uczą się nie bać sygnału, proces ten nazywa się wyginięciem. To, jak dobrze zwierzę uczy się i utrwala pamięć o uczeniu się tego zadania, można zaobserwować podczas testu przypominania o wyginięciu, który odbywa się jakiś czas po treningu wygaszania. Mniejsza ekspresja strachu podczas przypominania o wygaśnięciu świadczy o dobrej konsolidacji pamięci o wygaśnięciu. Ostatnie odkrycia z naszego laboratorium sugerują, że estrogen może modulować konsolidację pamięci wygaszania strachu i poprawiać przypominanie o wygaszaniu. W szczególności samice szczurów, które są wygaszone w rui, fazie cyklu rujowego, podczas której poziom krążącego estrogenu osiąga szczyt, wykazują zwiększoną zdolność do zapamiętywania wyginięcia. W przeciwieństwie do tego, samice, które są wygaszone w fazie metestrus o niskim poziomie estrogenu, wykazują stosunkowo słabą pamięć o wygaszaniu, którą można poprawić za pomocą egzogennego podania estradiolu przed lub bezpośrednio po treningu wygaszania15,16. Neuronalne mechanizmy konsolidacji pamięci wygaszania (w tym rola hormonów gonadalnych) u samic nie są jasne.
U zwierząt laboratoryjnych rola hormonów może być badana za pomocą inwazyjnych procedur chirurgicznego usuwania, takich jak kastracja i owariektomia. Po powrocie do zdrowia po operacji, hormony gonadalne są często egzogennie manipulowane podczas wykonywania zadania behawioralnego19. Takie podejście dostarczyło krytycznych informacji na temat hormonów płciowych i jest użyteczne, ponieważ pozwala na dobrze kontrolowane manipulacje hormonami gonadalnymi (pod względem czasu i dawki)20-23. Podejście to nie ocenia jednak wpływu naturalnie występujących fluktuacji, które występują w całym cyklu rujowym, ani nie reprezentują one "normalnych" zwierząt, ograniczając w ten sposób potencjał translacyjny do badań na ludziach. Zostało dobrze udokumentowane, że poziom żeńskich hormonów płciowych osiąga szczyt i spada w określonych fazach cyklu rujowego, a ekspresja receptora estrogenowego zmienia się w trakcie cyklu i po wycięciujajników. W związku z tym istnieje potrzeba przeprowadzenia badań na samicach z nienaruszonymi gonadami i udoskonalenia projektów eksperymentalnych, aby wiarygodnie zbadać wpływ, jaki wysoki i niski poziom estrogenów może mieć na samice przez całe ich życie.
Ten protokół skupia się na wpływie estrogenu na systemy neurobiologiczne zaangażowane w wygaszanie strachu. Opisuje, jak: 1) uważnie monitorować cykl rujowy, 2) przygotować skuteczne dawki estradiolu do podawania ogólnoustrojowego oraz 3) postępować zgodnie z paradygmatem behawioralnym, który obejmuje warunkowanie strachu, wygaszanie i przypominanie u naturalnie jeżdżących na rowerze samic szczurów. Protokół ten może być modyfikowany za pomocą innych manipulacji farmakologicznych oraz narzędzi komórkowych i molekularnych, aby pomóc w badaniach nad lepszym zrozumieniem różnic płciowych, które obserwuje się w uwarunkowanych zachowaniach związanych z wygaszaniem strachu. Należy pamiętać, że opisane poniżej procedury są procedurami stosowanymi w naszym laboratorium, a w literaturze istnieje wiele odmian tych procedur.