Условный рефлекс страха
Обусловливание страха — это тип обучения, при котором устанавливается связь между негативным неприятным событием и безвредным стимулом. Это приводит к…
Обусловливание страха — это тип обучения, при котором устанавливается связь между негативным, неприятным событием и безвредным стимулом, что приводит к страху перед безвредным стимулом. Во всем животном мире страх перед другими животными, людьми и объектами приобретается через обусловливание страха. Этот процесс в значительной степени опосредован миндалевидным телом, областью мозга, участвующей в эмоциях и стрессовых реакциях.
В этом видео будет представлен обзор принципов обусловливания страха, общая процедура эксперимента по обусловливанию страха и несколько примеров их применения в реальном мире.
Давайте начнем с изучения некоторых принципов, лежащих в основе обусловливания страха.
Существует два основных класса обучения: неассоциативное и ассоциативное. Ассоциативное обучение далее классифицируется на две формы, а именно оперантное обусловливание и классическое обусловливание. Обусловливание страха подпадает под классическую форму обусловливания.
Он состоит из трех основных компонентов. Во-первых, существует нейтральный, безвредный раздражитель, такой как приятный тон, который называется условным раздражителем. Второй компонент – это неприятный, отталкивающий раздражитель, подобный легкому электрическому разряду, который сочетается с условным раздражителем. Это известно как безусловный стимул, который вызывает реакцию, такую как реакция испуга, называемая безусловной реакцией. Проводится несколько таких сеансов, которые включают в себя сопряжение условного стимула с безусловным стимулом. Этот процесс называется обусловливанием.
Третий компонент – это приобретенная реакция страха на условный стимул, когда он предъявляется после обусловливания. Это условная реакция, и она имеет стереотипную физиологическую реакцию, такую как поведение замирания, демонстрируемое мышью, когда она слышит условный стимул в ожидании удара ногой.
Теперь, когда мы рассмотрели некоторые принципы, лежащие в основе обусловливания страха, давайте рассмотрим процедуру типичного эксперимента по обусловливанию страха на мышах.
Эксперименты обычно проводятся в камере кондиционирования, которая иногда помещается в большую шумопоглощающую камеру. Важно откалибровать звуковой тон, который будет использоваться в качестве нейтрального условного стимула. Кроме того, система электрошока, используемая для обеспечения безусловного стимула, также должна быть проверена на работоспособность и откалибрована.
Как только оборудование готово, наступает время для изучения связи между условным и безусловным стимулом. Начните с переноса мыши в камеру кондиционирования. Запустите программное обеспечение для сбора данных для управления оборудованием. Позвольте мыши исследовать камеру в течение некоторого времени, чтобы она акклиматизировалась к камере кондиционирования.
Для этого эксперимента представлен нейтральный условный тон стимула продолжительностью 20 секунд. За этим следует либо немедленно, либо с небольшой задержкой, легкий электрический удар ногой, который действует как безусловный раздражитель. Для того чтобы усилить ассоциацию, пробное обусловливание, состоящее из тона, за которым следует удар током, следует повторять несколько раз через равные промежутки времени. После завершения обучения дайте мыши возможность свободно исследовать ее в течение двух-трех минут, прежде чем вернуть ее в домашнюю клетку.
В качестве последнего шага измерьте условную реакцию через промежуток от четырех до 24 часов. Для этого верните мышь из домашней клетки в камеру кондиционирования; Как и раньше, дайте мышке акклиматизироваться. В этом эксперименте будут представлены три презентации тона нейтрального условного стимула, разделенные 200 секундами. Важно помнить, что никаких ударов током. Следите за условным ответом мыши, в данном случае за поведением замирания при прослушивании условного стимула. Проанализируйте условную реакцию на этапе тестирования, чтобы подтвердить, что мышь приобрела страх перед безвредным раздражителем.
После того, как мы увидели, как работает эксперимент по обусловливанию страха, давайте посмотрим на некоторые из способов, которыми он используется в современных исследованиях.
Ученые могут применять обусловливание страха для изучения нейронных механизмов обучения и памяти. В этом исследовании обусловливание страха сочеталось с функциональной магнитно-резонансной томографией для изучения областей мозга, участвующих в приобретении и поддержании условной реакции страха. Во втором эксперименте обусловливание страха и магнитоэнцефалография, или МЭГ, были объединены для изучения нейробиологии, стоящей за обусловливанием страха.
Ученых интересует не только обусловливание страха, но и его погашение, когда выученный страх уменьшается или устраняется.
Настройки виртуальной реальности используются для обеспечения реалистичных сложных настраиваемых настроек. В этом исследовании ученые используют стимулы, такие как змеи, которые связаны с ударами запястья, чтобы обусловить реакцию страха в виртуальной 3D-среде. После того, как приобретение страха завершено, ученые представляют условный стимул в другой или одной и той же среде и реакцию участников исследования, не подвергая их ударам запястьем. Результаты показывают, что угасание страха было сильнее у участников, испытывающих изменение окружающей среды.
Наконец, ученые, заинтересованные в улучшении слуховых протезов, также используют обусловливание страха для продвижения своих исследований.
Здесь крыс обучали бояться слышимых звуков, а их частота сердечных сокращений измерялась во время условной реакции. Затем слуховая кора была электрически стимулирована с помощью имплантированных электродов для имитации тона, и частота сердечных сокращений крысы снова контролировалась на предмет условного ответа. Результаты показали, что крысы воспринимали звуки, фактически не слыша их. Эти результаты могут быть полезны для расширения возможностей слухового протезирования.
Вы только что посмотрели введение JoVE в обусловливание страха. Мы представили краткий обзор принципов обусловливания страха, описали, как проводится эксперимент по обусловливанию страха, и, наконец, обсудили некоторые современные применения этой техники. Как всегда, спасибо за просмотр!
Обусловливание страха — это тип обучения, при котором устанавливается связь между негативным, неприятным событием и безвредным стимулом, что приводит к страху перед безвредным стимулом. Во всем животном мире страх перед другими животными, людьми и объектами приобретается через обусловливание страха. Этот процесс в значительной степени опосредован миндалевидным телом, областью мозга, участвующей в эмоциях и стрессовых реакциях.
В этом видео будет представлен обзор принципов обусловливания страха, общая процедура эксперимента по обусловливанию страха и несколько примеров их применения в реальном мире.
Давайте начнем с изучения некоторых принципов, лежащих в основе обусловливания страха.
Существует два основных класса обучения: неассоциативное и ассоциативное. Ассоциативное обучение далее классифицируется на две формы, а именно оперантное обусловливание и классическое обусловливание. Обусловливание страха подпадает под классическую форму обусловливания.
Он состоит из трех основных компонентов. Во-первых, существует нейтральный, безвредный раздражитель, такой как приятный тон, который называется условным раздражителем. Второй компонент – это неприятный, отталкивающий раздражитель, подобный легкому электрическому разряду, который сочетается с условным раздражителем. Это известно как безусловный стимул, который вызывает реакцию, такую как реакция испуга, называемая безусловной реакцией. Проводится несколько таких сеансов, которые включают в себя сопряжение условного стимула с безусловным стимулом. Этот процесс называется обусловливанием.
Третий компонент – это приобретенная реакция страха на условный стимул, когда он предъявляется после обусловливания. Это условная реакция, и она имеет стереотипную физиологическую реакцию, такую как поведение замирания, демонстрируемое мышью, когда она слышит условный стимул в ожидании удара ногой.
Теперь, когда мы рассмотрели некоторые принципы, лежащие в основе обусловливания страха, давайте рассмотрим процедуру типичного эксперимента по обусловливанию страха на мышах.
Эксперименты обычно проводятся в камере кондиционирования, которая иногда помещается в большую шумопоглощающую камеру. Важно откалибровать звуковой тон, который будет использоваться в качестве нейтрального условного стимула. Кроме того, система электрошока, используемая для обеспечения безусловного стимула, также должна быть проверена на работоспособность и откалибрована.
Как только оборудование готово, наступает время для изучения связи между условным и безусловным стимулом. Начните с переноса мыши в камеру кондиционирования. Запустите программное обеспечение для сбора данных для управления оборудованием. Позвольте мыши исследовать камеру в течение некоторого времени, чтобы она акклиматизировалась к камере кондиционирования.
Для этого эксперимента представлен нейтральный условный тон стимула продолжительностью 20 секунд. За этим следует либо немедленно, либо с небольшой задержкой, легкий электрический удар ногой, который действует как безусловный раздражитель. Для того чтобы усилить ассоциацию, пробное обусловливание, состоящее из тона, за которым следует удар током, следует повторять несколько раз через равные промежутки времени. После завершения обучения дайте мыши возможность свободно исследовать ее в течение двух-трех минут, прежде чем вернуть ее в домашнюю клетку.
В качестве последнего шага измерьте условную реакцию через промежуток от четырех до 24 часов. Для этого верните мышь из домашней клетки в камеру кондиционирования; Как и раньше, дайте мышке акклиматизироваться. В этом эксперименте будут представлены три презентации тона нейтрального условного стимула, разделенные 200 секундами. Важно помнить, что никаких ударов током. Следите за условным ответом мыши, в данном случае за поведением замирания при прослушивании условного стимула. Проанализируйте условную реакцию на этапе тестирования, чтобы подтвердить, что мышь приобрела страх перед безвредным раздражителем.
После того, как мы увидели, как работает эксперимент по обусловливанию страха, давайте посмотрим на некоторые из способов, которыми он используется в современных исследованиях.
Ученые могут применять обусловливание страха для изучения нейронных механизмов обучения и памяти. В этом исследовании обусловливание страха сочеталось с функциональной магнитно-резонансной томографией для изучения областей мозга, участвующих в приобретении и поддержании условной реакции страха. Во втором эксперименте обусловливание страха и магнитоэнцефалография, или МЭГ, были объединены для изучения нейробиологии, стоящей за обусловливанием страха.
Ученых интересует не только обусловливание страха, но и его погашение, когда выученный страх уменьшается или устраняется.
Настройки виртуальной реальности используются для обеспечения реалистичных сложных настраиваемых настроек. В этом исследовании ученые используют стимулы, такие как змеи, которые связаны с ударами запястья, чтобы обусловить реакцию страха в виртуальной 3D-среде. После того, как приобретение страха завершено, ученые представляют условный стимул в другой или одной и той же среде и реакцию участников исследования, не подвергая их ударам запястьем. Результаты показывают, что угасание страха было сильнее у участников, испытывающих изменение окружающей среды.
Наконец, ученые, заинтересованные в улучшении слуховых протезов, также используют обусловливание страха для продвижения своих исследований.
Здесь крыс обучали бояться слышимых звуков, а их частота сердечных сокращений измерялась во время условной реакции. Затем слуховая кора была электрически стимулирована с помощью имплантированных электродов для имитации тона, и частота сердечных сокращений крысы снова контролировалась на предмет условного ответа. Результаты показали, что крысы воспринимали звуки, фактически не слыша их. Эти результаты могут быть полезны для расширения возможностей слухового протезирования.
Вы только что посмотрели введение JoVE в обусловливание страха. Мы представили краткий обзор принципов обусловливания страха, описали, как проводится эксперимент по обусловливанию страха, и, наконец, обсудили некоторые современные применения этой техники. Как всегда, спасибо за просмотр!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is fear conditioning and how does it differ from other types of learning?
Fear conditioning is a form of classical conditioning where an association develops between a harmless stimulus and an unpleasant event, causing fear of the harmless stimulus. Unlike non-associative learning, fear conditioning involves pairing a neutral conditioned stimulus with an aversive unconditioned stimulus to create a learned fear response. This associative learning process is mediated by the amygdala, a brain region controlling emotions and stress reactions.
Q2: What are the three main components of fear conditioning?
Fear conditioning involves a conditioned stimulus, such as a pleasant tone, paired with an unconditioned stimulus like a mild electric shock that triggers an unconditioned response. Through repeated pairings during conditioning sessions, the conditioned stimulus alone elicits a conditioned response—a learned fear reaction with stereotyped physiological responses, such as freezing behavior in mice anticipating the shock.
Q3: How is a fear conditioning experiment typically conducted in laboratory settings?
A fear conditioning experiment begins by calibrating equipment in a conditioning chamber, then allowing the animal to acclimate. A neutral tone is presented for 20 seconds, immediately followed by a mild electric foot shock. This pairing is repeated several times at regular intervals. After 4 to 24 hours, the animal is returned to the chamber and exposed to the tone alone without shocks to measure the conditioned freezing response.
Q4: What role does the amygdala play in fear conditioning?
The amygdala is the primary brain region mediating fear conditioning, as it processes emotions and stress reactions. This structure enables the association between the harmless conditioned stimulus and the aversive unconditioned stimulus, ultimately generating the learned fear response. Understanding amygdala function is central to studying the neural mechanisms of fear acquisition and memory consolidation.
Q5: How is fear extinction different from fear conditioning?
Fear extinction involves reducing or eliminating a previously learned fear response by repeatedly presenting the conditioned stimulus without the aversive unconditioned stimulus. Research using virtual reality shows that fear extinction is greater when the conditioned stimulus is presented in a different environment than where conditioning occurred, suggesting context plays a key role in overcoming learned fears.
Q6: What are current research applications of fear conditioning in behavioral neuroscience?
Scientists combine fear conditioning with functional magnetic resonance imaging and magnetoencephalography to investigate brain regions involved in acquiring and maintaining fear responses. Additionally, fear conditioning research advances auditory prosthetics by training animals to fear tones and electrically stimulating the auditory cortex to simulate sound perception, demonstrating potential therapeutic applications.
Q7: How can fear conditioning be used to study learning and memory in animal models?
Fear conditioning serves as a behavioral model to examine how animals learn associations and form memories of aversive events. By measuring conditioned responses like freezing behavior and analyzing neural activity during acquisition and testing phases, researchers gain insights into memory consolidation and the neural basis of associative learning, relevant to an introduction to modeling behavioral disorders and stress in rodent research.