Traçar medo condicionado em ratos
20 de março de 2014
No experimento seguinte, descrevemos um protocolo para traço medo condicionado em ratos. Este tipo de memória associativa inclui um período de traço que separa o estímulo neutro eo estímulo incondicionado.
O objetivo geral do experimento a seguir é avaliar a aprendizagem e a memória dependentes do hipocampo em camundongos por meio do condicionamento com esfera de traço. Isso é realizado primeiramente treinando o animal para associar um tom auditivo a um estímulo aversivo. No dia seguinte, o animal é colocado em um contexto novo e o comportamento de imobilização é registrado em resposta ao tom.
No terceiro dia, o animal é devolvido ao contexto original e o comportamento de imobilidade é registrado. Os resultados mostram que camundongos treinados com o emparelhamento do tom e choque exibem mais comportamento de imobilidade do que aqueles que não receberam o choque. Este método pode ser utilizado para obter informações sobre aprendizado e memória dependentes do hipocampo em camundongos, sendo especialmente útil no estudo de animais transgênicos e knockouts.
O procedimento a seguir é realizado em uma câmara de condicionamento de medo alojada dentro de uma câmara maior com atenuação de som. Com a porta da câmara fechada, posicione as luzes para atingir o nível desejado de iluminação; se corretamente posicionadas, a luz indicadora do nível de iluminação deve estar apagada. Utilize um medidor de som para confirmar um nível consistente de ruído de fundo dentro de cada câmara.
Em seguida, calibre o tom utilizado durante o treinamento. Utilize um dispositivo externo de calibração para ajustar o nível de choque. Coloque um eletrodo em uma barra e outro três ou quatro barras adiante.
Use o gerador de choque para administrar o choque e calibrar até que o nível correto seja alcançado. Repita este passo para cada câmara de condicionamento de medo. Uma vez que o equipamento esteja preparado, transfira os sujeitos para uma sala de espera separada da sala de testes para reduzir o manuseio excessivo.
Antes do teste, marque as caudas pelo menos 30 minutos antes da realização do teste ou no dia anterior. Quando estiver pronto para iniciar, transfira o camundongo de teste para uma gaiola limpa e identificada para o transporte até a câmara de condicionamento de medo. Coloque o camundongo na câmara, feche a porta e inicie o programa de software.
No primeiro dia de treinamento, permite-se que os camundongos explorem a câmara por três minutos. Em seguida, o software apresenta um tom de 22nd, seguido por um intervalo de traço de 22nd que termina com um choque leve nos pés. Observe o animal para confirmar que ele recebeu os estímulos aversivos.
Um intervalo interensaio de 202 segundos separa cinco ensaios de condicionamento. Após os ensaios, permita que o animal permaneça na câmara de teste por um minuto antes de removê-lo; coloque o animal de volta na gaiola de transferência e retorne à sala de alojamento. Se houver camundongos adicionais para serem testados individualmente em suas gaiolas de origem, mantenha o camundongo em alojamento até que todos os camundongos tenham concluído o teste.
Limpe a câmara de teste com isopropanol a 30% em preparação para o próximo animal. Repita esses passos até que todos os camundongos tenham sido treinados. Devolva todos os camundongos à sua sala de criação.
No dia seguinte, após o último camundongo do grupo ter sido testado, os animais são testados para memória de medo com intervalo. Neste dia, substitua a cama das gaiolas de transferência por papel picado para alterar o contexto.
O contexto da câmara também é alterado. Coloque uma folha de espuma sob um inserto de acrílico transparente no piso para modificar sua textura e aparência. Posicione um divisor de acrílico dentro da área de teste.
Altere o odor colocando extrato de baunilha em um barquinho de soro sob o piso. Neste dia, limpe a câmara com etanol 70% em vez de isopropanol 30% entre cada camundongo. Quando estiver pronto, coloque o camundongo na câmara de teste e inicie o programa.
A sessão começa com um período de linha de base de dois minutos, seguido por três apresentações de tom de 22 segundos. Há um intervalo interensaio de 222 segundos entre cada apresentação do tom. Após o término da sessão, devolva os camundongos às suas gaiolas de origem e continue até que todos os animais tenham sido testados, em preparação para o teste no dia seguinte.
Restaure o mesmo contexto utilizado no primeiro dia. Limpe a câmara com isopropanol a 30%. A condicionamento contextual é realizado no terceiro dia.
Usando as mesmas gaiolas de transferência do primeiro dia, retire o camundongo experimental do quarto de alojamento. Coloque o camundongo na câmara de teste e, em seguida, inicie o programa para testar a memória contextual. Execute um programa para registrar o comportamento de imobilidade por oito minutos.
Após esse período, retorne o camundongo à sua gaiola de origem e continue o teste conforme mostrado anteriormente; os resultados representativos mostram um aumento no comportamento de imobilidade em animais que receberam o condicionamento com o som seguido de choque ao longo da sessão de treinamento. Em um novo contexto, os camundongos que receberam o estímulo aversivo de choque apresentaram maior imobilidade em comparação com os camundongos que não receberam o choque durante o traço do som basal e o intervalo entre ensaios. Ao serem retornados ao contexto original, os animais que receberam o estímulo aversivo de choque exibiram consistentemente um comportamento de imobilidade mais elevado durante o período de oito minutos.
Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como utilizar o condicionamento aversivo com traço para compreender a aprendizagem e a memória dependentes do hipocampo em camundongos.
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Visão Geral
Este experimento descreve um protocolo para condicionamento aversivo auditivo em camundongos, que avalia a aprendizagem e a memória dependentes do hipocampo. O protocolo envolve a associação de um tom auditivo a um estímulo aversivo e a medição do comportamento de imobilização dos camundongos em diferentes contextos.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Neurociência
- Psicologia Comportamental
- Aprendizado e Memória
Antecedentes
- A condicionamento aversivo traço é um método utilizado para estudar a memória associativa.
- O hipocampo desempenha um papel crucial nos processos de aprendizagem e memória.
- Este protocolo pode ser aplicado tanto a camundongos selvagens quanto a camundongos geneticamente modificados.
- O comportamento de imobilidade é uma medida comum da resposta ao medo em roedores.
Objetivo do Estudo
- Avaliar a aprendizagem e a memória dependentes do hipocampo em camundongos.
- Investigar os efeitos de estímulos auditivos associados a estímulos aversivos.
- Fornecer insights sobre os mecanismos da memória associativa.
Métodos Utilizados
- Treinar camundongos para associar um tom auditivo a um estímulo aversivo.
- Registrar o comportamento de imobilidade em um contexto novo após o treinamento.
- Retornar os camundongos ao contexto original para medir novamente o comportamento de imobilidade.
- Comparar o comportamento entre camundongos treinados e não treinados.
Resultados Principais
- Camundongos treinados com o emparelhamento entre o tom e o choque exibiram aumento do comportamento de imobilidade.
- O comportamento de imobilidade foi significativamente maior no contexto original em comparação com o contexto novo.
- Os resultados confirmam a eficácia do condicionamento aversivo com intervalo na avaliação da memória.
- Este método é útil para o estudo de camundongos transgênicos e com genes knockout.
Conclusões
- A condicionamento aversivo traço é um método confiável para estudar a função do hipocampo.
- O protocolo pode ajudar a elucidar os mecanismos subjacentes à memória associativa.
- Os achados contribuem para a compreensão da aprendizagem e da memória em camundongos.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A condicionamento aversivo traço em camundongos fornece uma plataforma robusta para avaliar aprendizado e memória dependentes do hipocampo, apoiando a validação precoce de alvos na pesquisa de transtornos neuropsiquiátricos e cognitivos. A sensibilidade do protocolo a déficits ou melhorias sutis permite confiança preditiva na seleção de modelos pré-clínicos e na redução de riscos mecanicistas para portfólios de descoberta de fármacos para o sistema nervoso central.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvos
- Permite investigar o envolvimento do hipocampo e do córtex pré-frontal na formação da memória associativa.
- Apoia a validação funcional de alvos ao distinguir entre vias de aprendizagem dependentes e independentes da amígdala.
- Facilita a redução de riscos mecanicistas para alvos candidatos implicados na função cognitiva.
- Fornece uma leitura comportamental quantitativa para triagem de portfólios em programas do sistema nervoso central.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Estabelece pontos finais comportamentais validados para triagem de compostos em camundongos geneticamente modificados.
- Fornece medidas quantitativas reprodutíveis de imobilidade para padronização de ensaios.
- Permite avaliação escalonável de fenótipos de aprendizado e memória entre coortes.
- Apoia avaliação confiável de intervenções farmacológicas ou genéticas sobre processos de memória.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha resultados comportamentais pré-clínicos com desfechos cognitivos relevantes para a doença.
- Garante continuidade desde a descoberta inicial até a validação pré-clínica em modelos de neurodegeneração e transtornos psiquiátricos.
- Permite decisões de avanço ajustadas ao risco com base em fenótipos de memória relevantes para a translação.
- Apoia o alinhamento de biomarcadores ao vincular resultados comportamentais à circuitria neural.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O condicionamento aversivo com traço situa-se no ponto de interseção entre a descoberta inicial e a validação pré-clínica, servindo de elo entre estudos mecanicistas e pesquisas translacionais no desenvolvimento de fármacos para o sistema nervoso central.
- Biologia da Descoberta: Facilita a testagem de hipóteses sobre a função dos circuitos hipocampal e pré-frontal na formação da memória.
- Triagem: Fornece ensaios comportamentais quantitativos padronizados para triagem de compostos e genética.
- Análises: Gera dados reprodutíveis de imobilidade, permitindo comparações estatísticas entre grupos experimentais.
- Pesquisa Translacional: Conecta fenótipos comportamentais pré-clínicos a desfechos cognitivos clínicos, quando apoiado pela relevância do modelo.
- Reutilização Empresarial: Oferece uma plataforma comportamental reutilizável para investigações diversas de alvos e vias do SNC.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na validação de alvos e reduz a ambiguidade mecanicista na pesquisa do SNC.
- Valor Operacional: Fornece ensaios comportamentais padronizados, reprodutíveis e escalonáveis para comparação entre estudos.
- Valor Estratégico: Melhora a tomada de decisões de avanço ou interrupção e a eficiência do capital ao permitir a detecção precoce de comprometimentos cognitivos.
- Impacto na Carteira: Apoia a priorização e o avanço ajustados ao risco de ativos do SNC com base em evidências pré-clínicas robustas.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em neurociência comportamental e manejo de animais.
- Exige instrumentação calibrada para a apresentação de estímulos e registro comportamental.
- Necessita padronização entre equipes dos protocolos e da análise de dados.
- Pode exigir adaptação para diferentes linhagens de camundongos ou fundos genéticos.
- A interpretação deve considerar mecanismos independentes da amígdala e a especificidade de contexto.
