Strach jest ewolucyjnie zachowaną reakcją adaptacyjną na bezpośrednie zagrożenie1,2. Podczas gdy organizmy posiadają wrodzone reakcje obronne na zagrożenie, wyuczone skojarzenia są kluczowe dla wywołania odpowiednich reakcji obronnych na bodźce przewidujące niebezpieczeństwo3. Rozregulowanie obwodów mózgowych kontrolujących reakcje obronne prawdopodobnie przyczynia się do nieprzystosowawczych reakcji związanych z wieloma wyniszczającymi zaburzeniami lękowymi, takimi jak zespół stresu pourazowego (PTSD), zespół lęku napadowego4 i fobie specyficzne5,6. Częstość występowania zaburzeń lękowych w Stanach Zjednoczonych wynosi 19,1% dla dorosłych i 31,9% dla młodzieży7,8. Obciążenie tymi chorobami jest niezwykle duże w codziennej rutynie osób i negatywnie wpływa na jakość ich życia.
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat, warunkowanie strachu Pawłowa służyło jako potężny system modelowy, który pozwolił uzyskać ogromny wgląd w mechanizmy neuronalne leżące u podstaw uczenia się i pamięci związanej ze strachem9,10,11. Warunkowanie strachu Pawłowa polega na sparowaniu bodźca warunkowego (CS, takiego jak bodziec słuchowy) z awersyjnym bodźcem bezwarunkowym (US; na przykład elektryczny wstrząs stopą)12. Ponieważ zamrożenie jest dominującym zachowaniem wywoływanym i mierzonym w standardowych paradygmatach warunkowania Pawłowa, mechanizmy kontroli neuronalnej aktywnych form zachowań obronnych, takich jak reakcje ucieczki/ucieczki, pozostają w dużej mierze niezbadane. Wcześniejsze badania pokazują, że różne formy zachowań obronnych, takich jak ucieczka, są wywoływane w zależności od intensywności zagrożenia, bliskości i kontekstu13,14. Badanie, w jaki sposób mózg kontroluje różne rodzaje zachowań obronnych, może znacząco przyczynić się do zrozumienia procesów neuronalnych, które są rozregulowane w zaburzeniach lękowych i lękowych.
Aby zaspokoić tę krytyczną potrzebę, opracowaliśmy zmodyfikowany paradygmat warunkowania Pawłowa, który wywołuje skoki ucieczki i ucieczki, oprócz zamrażania15. W tym paradygmacie myszy są warunkowane bodźcem szeregowym złożonym (SCS) składającym się z czystego tonu, po którym następuje biały szum. Po dwóch dniach parowania SCS z silnym elektrycznym wstrząsem nożnym, myszy wykazują zamrożenie w odpowiedzi na składową tonu i ucieczkę podczas białego szumu. Behawioralne przełączanie między warunkowym zamrożeniem a zachowaniem podczas lotu jest szybkie i konsekwentne. Co ciekawe, myszy wykazują zachowanie podczas lotu tylko wtedy, gdy biały szum CS jest prezentowany w tym samym kontekście, co wcześniej dostarczony wstrząs stopowy (kontekst kondycjonowania), ale nie w neutralnym kontekście. Zamiast tego w tym neutralnym kontekście dominują reakcje zamrożenia, ze znacznie wyższym poziomem zamrożenia w odpowiedzi na biały szum w porównaniu z tonem. Jest to zgodne z rolą kontekstu w modulowaniu intensywności reakcji obronnej oraz z regulacyjną rolą informacji kontekstowej w uczeniu się i pamięci związanej ze strachem, którą można znaleźć w tradycyjnych paradygmatach warunkowania zagrożeń16,17. Model ten pozwala na bezpośrednie, wewnątrzobiektowe porównania wielu zachowań obronnych w sposób specyficzny dla kontekstu.