Abstract
Het basisontwerp gebruikt in onze menselijke angst-conditioning studies over het verstoren van reconsolidatie omvat het testen over verschillende fasen over drie opeenvolgende dagen. Op dag 1 - angst acquisitie fase worden gezonde vrijwilligers blootgesteld aan een reeks van foto presentaties. Eén foto stimulus (CS1 +) wordt herhaaldelijk gepaard met een aversieve elektrische stimulus (US), leidt tot het verwerven van een angst vereniging, terwijl een ander beeld stimulus (CS2-) nooit wordt gevolgd door een Amerikaanse. Op dag 2 - geheugen reactivering fase de deelnemers opnieuw worden blootgesteld aan de geconditioneerde stimulus zonder de VS (CS1-), die typisch veroorzaakt een geconditioneerde angstreactie. Nadat het geheugen reactivering we dienen een orale dosis van 40 mg propanolol HCl, een β-adrenerge receptorantagonist die indirect richt de eiwitsynthese vereist verdichting door remming van de noradrenaline-gestimuleerde CREB fosforylatie. Op dag 3 - de testfase de participants weer om de angst reducerende effect van de manipulatie meten blootgesteld aan de onversterkte geconditioneerde stimuli (CS1- en CS2-). Deze retentie test wordt gevolgd door een uitsterven procedure en de presentatie van situationele triggers om te testen voor de terugkeer van angst. Versterking van de ogen knipperen schrikreflex wordt gemeten als een index voor geconditioneerde angst reageert. Declaratieve kennis van de angst vereniging wordt gemeten door middel van online US verwachting ratings tijdens elke CS presentatie. In tegenstelling tot uitsterven leren, het verstoren van reconsolidatie richt zich op de oorspronkelijke angst geheugen waardoor de terugkeer van angst voorkomen. Hoewel de klinische toepassingen zijn nog in de kinderschoenen, het verstoren reconsolidatie angst geheugen lijkt een veelbelovende nieuwe techniek met het vooruitzicht zijn volhardend te temperen de uitdrukking van angst geheugen bij patiënten die lijden aan angststoornissen en andere psychiatrische stoornissen.
Introduction
Onze hersenen zijn geprogrammeerd om te leren. Mensen zijn goed uitgerust met de mogelijkheid om de potentiële gevaren leven en misschien nog belangrijker leren de voorspellers gevaar leren. Pavlov aversieve conditionering is een uitstekend hulpmiddel om associatieve angst leren niet alleen bij de mens, maar ook over een breed scala van organismen 1,2 bestuderen. Deze procedure heeft betrekking op de presentatie van een onschuldig biologisch neutraal geconditioneerde stimulus (CS, bijvoorbeeld, een toon of foto) met een giftige of schadelijke ongeconditioneerde stimulus (US), meestal een lichte elektrische schok. Als de CS wordt een betrouwbare voorspeller van de VS, de CS opwekken soortspecifieke geconditioneerde gedragsreacties (bv bevriezen bij ratten en versterkt schrikreflex bij de mens), die worden opgevat als uitingen van angst (zie 3 kritische commentaar op deze terminologie). Niet alleen aversieve conditionering onderzoek toe te voegen aan een beter begrip van de moleculaire en cellulaireprocessen van associatieve angst leren en geheugen 4, maar het biedt ook een basis voor het begrijpen van het ontstaan en beloop van angststoornissen 5. Hoewel het draagt vermelden dat angststoornissen niet noodzakelijk het gevolg zijn van directe conditionering ervaringen, zoals traumatische gebeurtenissen. Zij kunnen ook het gevolg zijn van indirecte of plaatsvervangende angst leerervaringen 6. Maar ongeacht de leergeschiedenis, associatieve angst geheugen vormt de kern van angststoornissen. De Pavlov conditionering paradigma niet alleen bewezen zijn nut bij het begrijpen van de oorsprong van angststoornissen, is ook een uitstekende translationele model te ontwikkelen en verder behandeling van angststoornissen 5.
In het laboratorium de twee meest uitgebreid onderzochte procedures te verminderen geleerde angst zijn (1) extinctie en (2) verstoring van verdichting. Alhoewel uitsterven training - dat wil zeggen, de herhaalde onversterkt re-blootstelling aanhet CS 7,8 - is een effectieve anxiolytische strategie, dierlijke en menselijke angst conditionering studies betrouwbaar tonen aan dat de geconditioneerde angstreactie gemakkelijk kunnen terugkeren door hernieuwde blootstelling aan unsignaled USs (dwz, herstel), een context verandering (dat wil zeggen, vernieuwing), of het verstrijken van de tijd (dwz spontaan herstel) 7,9,10. Een consensus is gebouw dat uitsterven leren niet de oorspronkelijke angst geheugen te wissen, maar in plaats daarvan geeft de vorming van een nieuwe remmende geheugen. Als gevolg daarvan kan de angst geheugen opduiken wat resulteert in een terugkeer van angst, zelfs na aanvankelijk succesvolle angst uitsterven. De verschillende bronnen van terugval zijn nog steeds een grote uitdaging voor de klinische praktijk.
Een alternatieve benadering afnemen geconditioneerde vrees reacties is de recent (her) ontdekte procedure verstoren geheugen reconsolidatie door farmacologische middelen. Deze procedure is veelbelovend omdat het vermindert niet alleen conditioned angst reageren, maar het lijkt zelfs associatieve angst geheugen, die uiteindelijk het probleem van terugval zou kunnen lossen wissen.
Geheugen verdichting verwijst naar een tweefase proces waardoor eerder geconsolideerde geheugen naar een voorbijgaande gedestabiliseerde toestand ophalen en vereisen een tijdsafhankelijke restabilisatie voortduren 14-18. Gen transcriptie, eiwitten en RNA-synthese zijn noodzakelijk voor deze restabilisatie en bieden een window of opportunity voor amnestische agenten om de angst geheugen beïnvloeden. Amnesia voor geleerd angst is bij dieren aangetoond door drugs (bv anisomycin) gericht op de gewenste eiwitsynthese 14,19,20 of de afgifte van neurotransmitters 21,22. Eiwitsynthese kan worden verstoord door de noradrenerge bètablokker propranolol, die verondersteld wordt de noradrenaline-gestimuleerde fosforylering CREB 23-25 remmen. De angst reducerende effecten van propranolol zijn aangetoond indieren en mensen 26-32. In een reeks onderscheidende angst-conditioning onderzoeken we consequent aangetoond dat propranolol (40 mg) toegediend vóór of na reactivatie geheugen effectief gereduceerd de geconditioneerde schrikreactie angstreactie en verhinderde de terugkeer van angst bij gezonde vrijwilligers.
Proof of Principle
Het basisontwerp gebruikt in onze menselijke angst-conditioning studies over het verstoren van reconsolidatie omvat het testen over verschillende fasen over drie opeenvolgende dagen gescheiden door ten minste 24 uur om (1) ondersteuning (her) consolidatie van de herinneringen en (2) kan het medicijn om uit te wassen voor het testen. Op dag 1 - angst acquisitie fase worden gezonde vrijwilligers blootgesteld aan een reeks van foto presentaties. Eén foto stimulus (CS1 +) wordt herhaaldelijk gepaard met een aversieve elektrische stimulus (US), leidt tot het verwerven van een angst vereniging, terwijl een ander beeld stimulus (CS2-) nooit gevolgd door een US. Op dag 2 - het geheugen reactivering fase, re-blootstelling aan de onversterkte geconditioneerde stimulus (CS1-) triggers meestal een geconditioneerde angstreactie. In deze fase, we systemisch toedienen 40 mg propanolol HCl, een β-adrenerge receptorantagonist die indirect richt de eiwitsynthese vereist reconsolidatie 25. Gezien de piekplasmaconcentraties van propranolol 33, we toegediende orale dosis propranolol 90 min voor de reactivering van de angst geheugen in onze eerste experimenten. Voor een optimale test van verdichting, de amnestische middel te worden toegediend na geheugen reactivering. Daarom is in onze laatste experimenten we altijd toegediend propranolol nadat het geheugen reactivering met zeer gelijkaardige resultaten. Op dag 3 - de testfase, is het behoud van de angst geheugen getest 24 uur na de interventie (dat wil zeggen, de eerste test proef dag 3), gevolgd dooreen uitsterven procedure en situationele triggers om te testen voor de terugkeer van angst (dat wil zeggen, herstel, vernieuwing, spontaan herstel, snelle herovering). Voor het bepalen of het effect van propranolol vereist actieve opvragen van angst geheugen, moet het geneesmiddel worden toegediend aan een andere angst voorziene groep zonder reactivering van het geheugen (dat wil zeggen, propranolol geen reactivering toestand) 27,28. We gebruikten de versterking van de schrikreflex als maat voor geconditioneerde angst reageert en online US verwachting ratings als een index voor contingentie leren. De versterking van de schrikreflex is opgevat als een specifieke en betrouwbare index van angst 34, subserved door de amygdala 35. De meest gebruikte schrikreacties stimulus is de "schrikreactie probe", een hard geluid, dat wordt gepresenteerd door een koptelefoon tijdens een stimulus of in het interval tussen twee stimulus presentaties (dwz intertrial intervallen) In een reeks van 10 opeenvolgende experimenten onafhankelijke steekproeven 27-32,37-39 we consequent gerepliceerd onze oorspronkelijke bevinding waar verstoren reconsolidatie angst geheugen door een bèta-adrenerge blokker propanolol HCl effectief gereduceerd de geconditioneerde schrikreflex en verhinderde de terugkeer van angst 27 . De waarnemingen dat de blootstelling aan primaire bekrachtigers (dwz, herstel), een verandering in de context (dwz verlenging) of eenvoudig het verstrijken van de tijd (dwz spontaan herstel) leidde niet tot de hernieuwde opkomst van geconditioneerde vrees reacties zoals algemeen wordt waargenomen na het uitsterven training, ondersteuning van de superioriteit van het verstoren van reconsolidatie dan uitsterven leren. Naast dezeretrieval technieken, herovering leren leverde geen besparingen van de eerder geleerde angstreactie onthullen. Kortom, deze bevindingen suggereren dat het verstoren van reconsolidatie van associatieve angst geheugen door propranolol effectief de emotionele expressie van angst geheugen verlaagd. Verder hebben we een aantal grenzen en de noodzakelijke voorwaarden voor het verstoren van reconsolidatie getest: (1) Het geheugen reactivering sessie lijkt procedureel vergelijkbaar met uitsterven training (dat wil zeggen, onversterkt blootstelling), maar het moet minder onversterkt proeven dan uitsterven training omdat noradrenerge bètablokkers betrekken (dwz , propranolol) kunnen ook interfereren met de vorming van uitsterven geheugen in plaats van gericht op de oorspronkelijke angst geheugen 40,41; (2) Geheugen ophalen is niet voldoende voor het geheugen reconsolidatie 18,31,42,43. Propranolol verminderd alleen de geconditioneerde angst reageert wanneer er iets tijdens het ophalen sess te lerenion 31,32. Een discrepantie tussen wat er al is geleerd en wat kan worden geleerd op een gegeven retrieval sessie (dwz voorspellingsfout) lijkt noodzakelijk voor het induceren van reconsolidation van associatieve angst geheugen 32 zijn. De resultaten geven aan dat het voorkomen van een voorspellingsfout een noodzakelijke voorwaarde voor verdichting en een nuttig instrument voor de ontwikkeling en optimalisatie-naverdichten gebaseerde behandelingen voor patiënten met angststoornissen.
Protocol
Ethische verklaring: Onze-arts goedgekeurde protocol voldoet aan de eisen van de Ethische Commissie van de afdeling Psychologie van de Universiteit van Amsterdam voor het testen van de menselijke deelnemers.
1. Bevestiging van de angst versterkt Startle en Shock elektroden
- Zorg ervoor dat de experimentele setting bestaat uit een geluid verzwakt kamer deelnemers en een gescheiden experimentator kamer.
- Gebruik twee computers met vier schermen voor registratie en controle fysiologische reacties en voor de presentatie van de experimentele script om de deelnemers.
- Bevestig de dubbelzijdige kleefband kragen aan de EMG elektroden.
- Reinig de huid van de deelnemer onder de rechter of linker oog en op het voorhoofd met een alcoholdoekje. Instrueer de deelnemers te houden hun ogen gesloten voor potentiële oogirritatie te voorkomen.
- Vul het midden van de EMG elektroden zeer geleidend elektrolyt gel met behulp van een injectiespuit. Probeer de elektroden vullen door toepassing van kleine hoeveelheden gel achtereenvolgens dit de kans op luchtbellen in de gel, hetgeen een negatieve invloed op de opnamen.
- Bevestig een van de EMG elektroden onder het onderste ooglid van de rechter of linker oog in lijn met de leerling in voorwaartse blik. Bevestig de tweede ongeveer 1-2 cm lateraal van de eerste na de kromming van het onderste ooglid. Bevestig een aardereferentie op het voorhoofd ongeveer 1 cm onder de haarlijn. Optimale plaatsing van de elektroden ten opzichte van de spier kunnen individuele aanpassingen vereisen.
- Breng een druppel van de geleidende gel op de schok elektroden en bevestig ze op de linker pols met behulp van nylon klittenband. Zorg ervoor dat de riem niet te strak.
- De intensiteit van de 2-msec elektrische schok voor elke deelnemer afzonderlijk. Informeer de deelnemers die de schok "oncomfortabel, maar niet pijnlijk" zou moeten zijn.
- Handboekly triggeren de schokken. Begin bij een intensiteit van 1 mA en blijven triggeren enkele schokken - geleidelijk verhogen van de intensiteit in stappen van 2 of 3 mA - totdat de deelnemer geeft aan dat de schok is "oncomfortabel, maar niet pijnlijk".
- Noteer de finale tegen schokken en dit niveau gedurende de rest van het experiment te handhaven.
2. Angst Acquisitie - Dag 1
Duur ongeveer 45 minuten.
- Instrueer de deelnemers over de levering van schokken en de eventuele toediening van propranolol HCl. Verdere hen te informeren dat propranolol HCl wordt gebruikt voor de behandeling van hypertensie. Verkrijgen schriftelijke informed consent.
- Screenen van de deelnemers met betrekking tot hun gezondheid en de eventuele voorwaarden die zou contra-wijzen op het nemen van een enkele dosis van 40 mg propranolol HCl: zwangerschap, epilepsie, ademhalingsstoornis, hart- en vaatziekten, hart- en vaatziekten in de eerste lijn familieleden, diabetes, lever- of nieraandoening, het huidige gebruik van een anti-depressivum, of psychose.
- Verkrijgen bloeddruk en hartslag meten met behulp van een elektronische bloeddrukmeter. Vraag de deelnemers om hun arm uit de mouwen te verwijderen en zet de opblaasbare manchet stevig op de bovenarm. Instrueer de deelnemers om te ontspannen en zitten met hun arm licht gebogen op hetzelfde niveau als hun hart en rust comfortabel op een tafel of een ander vlak oppervlak. BP moet hoger zijn dan 90/60 mmHg en de hartslag boven de 60 BPM voor opname in het experiment.
- Dien de State-Trait Anxiety Inventory 44 en de Anxiety Sensitivity Index 45 wanneer een deelnemer medisch wordt gewist. Ook het beheer van de Spider Fobische Questionnaire 46 bij het gebruik van foto's van spinnen als de geconditioneerde stimuli.
- Plaats de deelnemers aan de voorkant van een computerscherm en bevestig de EMG en shock elektroden (zie hoofdstuk 1 "Bevestigen van de Angst versterkt Startle eend Shock Elektroden ").
- Gebruik twee verschillende procedures leren - zie stappen 2.6.1 en 2.6.2. Informeer de deelnemers over de twee verschillende foto's die zij zullen zien op het computerscherm. Ze de opdracht om de relatie tussen de beelden ze zien wanneer een schok ontvangt bewaken.
- Niet-Asymptotische Learning: Informeer de deelnemers dat een van de foto's zal worden gevolgd door de elektrische schok in de meeste gevallen, terwijl de andere nooit zal worden gevolgd door de schok.
- Asymptotische Learning: Informeer de deelnemers welke van de twee foto's wordt altijd gevolgd door de elektrische schok en die foto nooit zal worden gevolgd door de schok (dwz, geïnstrueerd angst leren).
- Informeer de deelnemers over de luide geluiden zij zullen horen via de koptelefoon. Bestel ze geen aandacht besteden aan de geluiden.
- Instrueer de deelnemers aan de verwachting van een elektrische schok duri meldenng de presentatie van alle foto's door het verschuiven van een cursor op continue schalen met behulp van een muis en druk op de linker muisknop binnen 5 sec na stimulus onset om hun verwachting te bevestigen. Zorgen schalen bestaan uit 11-punten label van "zeker geen elektrische schok" door middel van "onzekere" tot "zeker een elektrische schok". Presenteer de weegschaal continu onderaan het scherm om de deelnemers helpen hun aandacht te richten op de foto. Wanneer de foto's verdwijnt de cursor wordt automatisch terug naar de "onzekere" positie.
- Richt de deelnemers om hun ogen op het scherm te houden en zitten zo stil mogelijk met beide armen in een ontspannen houding met de polsen op het bureau in de voorkant van hen. Zet op de koptelefoon. Dim de lichten en sluit de deur. Start de proef uit de andere kamer.
- Tijdens angst verwerving één van de twee beelden samen eindigt met deshock: CS1, terwijl de ander nooit wordt gevolgd door de schok: CS2. Maak gebruik van angst relevante stimuli om de angst vereniging tijdens acquisitie versterken. Bijvoorbeeld foto's van spinnen: IAPS nummers 1200-1201.
- Presenteer zowel de CS1 en CS2 voor 8 sec. Harde geluiden of schrikken sondes - 40 msec en 104 dB - worden gepresenteerd 7 sec na CS beginstadium; en het CS1, worden deze 500 msec later gevolgd door 2-msec elektrische schok.
- Start de werkelijke angst leren door de presentatie van tien basislijn schrikreactie sondes om de eerste schrikreactie reactiviteit te verminderen:
- Niet-Asymptotische Learning: Presenteer een totaal van 8 CS1 proeven op een 75% versterking schema: 6 CS1 trials worden versterkt door een schok - de eerste en de vijfde proef zijn ongewapend. Verder aanwezig 8 CS2 proeven evenals 8 NA proeven tijdens de inter-trial-intervallen.
- Asymptotische Learning: Presenteer een totaal van 3 CS1 proeven op een 100% versterking regeling: alle CS1 trials zijn reinforced door een schok. Verder aanwezig 3 CS2 proeven, evenals 3 ruis alleen schrikken sondes (NA) tijdens de inter-trial-intervallen.
- Tegenwicht de toewijzing van de foto's als CS1 en CS2 heel deelnemers. Willekeurig de volgorde van de proef soort in blokken van CS1 - CS2 - NA zodanig dat er geen proces-type herhaalt meer dan twee keer. Varieer de inter-trial-intervallen - waarbij de deelnemers bekijken een zwart scherm - tussen de 15 sec 20 sec en 25 sec met een gemiddelde van 20 sec.
- Na voltooiing van het experiment verwijder de elektroden en laat de deelnemers schoon uit de gel.
- Instrueer de deelnemers aan de aangenaamheid van de schok op 11-punts schalen variëren van min 5 (dwz onaangename) tot 5 (dat wil zeggen, aangenaam) oordelen.
- Expliciet instrueren de deelnemers om te onthouden wat ze tijdens angst overname had geleerd om het behoud van de CS-US contingency vergroten de volgende dagen, alsookom te voorkomen dat ze ten onrechte verwacht een andere onvoorziene regeling tijdens het daaropvolgende testen. Bovendien, de speeksel monsters de volgende dag te vergemakkelijken moet de deelnemers om geen beweging cafeïne en alcohol tijdens de 12 uur van voedsel en andere dan water evenals roken en poetsen gedurende de 2 uur drankjes vermijden vóór de volgende sessie .
- Reinig de elektroden grondig met water na gebruik: zich te ontdoen van al de gel zonder krassen enig gedeelte van het AgCl laag. Na het reinigen niet veeg het water, maar gebruik een andere set van elektroden op de volgende deelnemer en laat de andere set te drogen in de tijd.
3. Geheugen Reactivering - Dag 2
Duur ongeveer 105 min.
- Willekeurig de deelnemers om ofwel de propranolol HCl of placebo pil staat met de beperking dat de omstandigheden zijn afgestemd op STAI scores zo dicht mogelijk gegeven toewijzen die eigenschap anxiety bepaalt de angst-reducerende effecten van het verstoren van reconsolidatie 47. Overeenkomen met de deelnemers op SPQ scoort eveneens bij het gebruik van foto's van spinnen als de geconditioneerde stimuli.
- Verkrijgen bloeddruk en hartslag metingen evenals speeksel monsters: instrueren de deelnemers alleen maar om het staafje in hun mond te plaatsen voor ongeveer 3 minuten. Houd de Salivettes bij min 25 ° C na verwijdering.
- Voor de propranolol no-reactivering conditie ga naar stap 4.8.1.
- Plaats de deelnemers aan de voorkant van het computerscherm en bevestig de EMG en shock elektroden (zie deel 1 "Bevestigen van de Angst versterkt Startle en Shock elektroden"). Rapporteren aan de deelnemers dat de intensiteit van shock hetzelfde zal blijven.
- Informeer de deelnemers dat dezelfde twee foto's op het computerscherm zal worden gepresenteerd en vraag hen om te herinneren wat ze de vorige dag hadden geleerd - een van de foto's aga zalin worden gevolgd door de elektrische schok in ofwel de meeste (dwz niet-asymptotische leren) of alle (dwz, asymptotische leren) gevallen, terwijl de andere zal nooit worden gevolgd door de schok. Instrueer de deelnemers aan de verwachting van een elektrische schok te melden tijdens de presentatie van alle foto's. Zet de hoofdtelefoon op en dim de lichten. Sloot de deur en start het experiment uit de andere kamer.
- Begin het geheugen reactivering door het presenteren van 10 basislijn schrikreactie sondes om de eerste schrikreactie reactiviteit verminderen. Volgende presenteren een enkele ongewapende CS1 proces gevolgd door een enkele NA proef.
- Maak de deelnemers uit de experimentele set-up en laat ze schoon uit de gel. Seat ze achter de andere tafel.
- Dien "double-blind" een orale dosis van placebo pil of 40 mg propranolol HCl. Pillen worden verblind door een apotheek of collega onafhankelijk van de studie. Verder een arts op oproep met kennis van het protocol is nodig na toediening van het geneesmiddel beschouwd.
- Dien "single-blind" een orale dosis van 40 mg propranolol HCl voor propranolol geen reactivering toestand.
- Plaats een rustperiode van ongeveer 90 min. Bieden de deelnemers tijdschriften te lezen. Reinig de elektroden in de tussentijd.
- Opnieuw verkrijgen BP en hartslag metingen evenals speeksel monsters.
4. Test - Dag 3
Duur ongeveer 45 minuten.
- Verkrijgen BP en hartslag metingen.
- Plaats de deelnemers aan de voorkant van het computerscherm en bevestig de EMG en shock elektroden. Opnieuw melden bij de deelnemers dat de intensiteit van de schok hetzelfde zal blijven.
- Instrueer de deelnemers dat dezelfde twee foto's op het computerscherm zal worden gepresenteerd. Opnieuw instrueren de deelnemers aan de verwachting van een elektrische schok te melden tijdens de presentatie van alle fotos. Zet de hoofdtelefoon op en dim de lichten. Sloot de deur en start het experiment uit de andere kamer.
- Start het experiment door het presenteren van 10 basislijn schrikreacties sondes. Tijdens uitsterven presenteren ongeveer 12 ongewapende CS1 en CS2 proeven evenals 12 NA proeven. Na het uitsterven deelnemers krijgen drie unsignaled USs: herstel. Weer presenteren de deelnemers met ongeveer 4 ongewapend CS1 en CS2 proeven evenals 4 NA trials na de unsignaled USs: herstel testen.
- Maak de elektroden en laat deelnemers schoon uit de gel. Betalen de deelnemers een klein bedrag voor hun deelname aan het experiment. Reinig de elektroden grondig met water.
Representative Results
Manipulatiemaat propranolol: Anders pil placebo zowel de systolische en diastolische bloeddruk en de speekselklieren alfa-amylase dient 90 min afnemen na propranolol inname tijdens geheugen reactiveren, wat aangeeft dat het geneesmiddel manipulatie oefende de beoogde fysiologisch effect. BP en speekselklieren alfa-amylase moet weer terug naar de uitgangswaarden na de test op dag 3.
VS verwachting ratings: Met het huidige protocol dat u mag geen effecten van de propranolol behandeling op de Amerikaanse verwachting ratings verwachten. Ongeacht de farmacologische behandeling, moet het differentieel VS verwachting ratings te verhogen tijdens angst acquisitie en dalen tijdens uitsterven leren 48 uur later. Bovendien is de presentatie van de unsignaled USs zal naar verwachting leiden tot een terugkeer van het differentieel verwachting ratings (Figuur 1A-C).
Schrik vrees reacties: Succesvolle angst acquisitie op dag 1 wordt aangetoond door een toename van differentiële schrik vrees reacties (bijv CS1 vs. CS2) vanaf de eerste tot de laatste proces van acquisitie (figuur 1D-F). Hogere schrikreactie angst te reageren op de prikkel die eerder werd gekoppeld aan de schok (CS1) in vergelijking met ruis alleen tijdens geheugen reactivering op dag 2 geeft verder aan dat de angst geheugen goed is geconsolideerd.
Tijdens de testfase op dag 3 mag u verwachten intact schrikreactie vrees reacties in de placebogroep: schrikken reageren op de CS1 moet h igher vergelijking met CS2 aan het begin van de test. Uitsterven training vervolgens vermindert het differentieel schrikreactie reageert (dat wil zeggen, CS1 vs. CS2). Bovendien is de presentatie van de unsignaled USs zou moeten leiden tot een terugkeer van angst te reageren op de CS1 in vergelijking met de CS2 (figuur 1D).
In tegenstelling tot de pil placebo, is de toediening van propranolol HCl naar verwachting resulteren in een eliminatie van het differentieel schrikreactie angst reageert (dat wil zeggen, CS1 vs. CS2) aan het begin van de testfase op dag 3. Voorts mag u verwachten dat de unsignaled USs zal niet herstellen van de schrikreactie vrees reacties (figuur 1E).
Merk op dat propranolol mag geen-angst reducerende effecten hebben wanneer de pil wordt toegediend zonder geheugen reactivering op dag 2 (Figuur 1F).
re 1 "src =" / files / ftp_upload / 52151 / 52151fig1highres.jpg "width =" 700px "/>
Figuur 1. US verwachting selecteren om CS1 en CS2 proeven en schrikken angst reacties op de CS1, CS2 en ruis alleen (NA) onderzoeken tijdens acquisitie, geheugen reactivering, uitsterven en test voor de placebo (A, D), propanolol (B, E), en propranolol no reactivering (C, F) groepen R-CS1 -.. verwijst naar een ongewapende reactivering proces Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Discussion
In een reeks van studies we consequent laten zien dat, ongeacht geslacht, 40 mg van het noradrenerge bètablokker propranolol toegediend, hetzij vóór of na het geheugen reactivering effectief geneutraliseerd de geconditioneerde angst reageert (dat wil zeggen, defensief schrikreactie). Geen van de vier mechanismen van terugval - herstel, vernieuwing, spontaan herstel en snelle herovering - werden waargenomen na het verstoren reconsolidatie met propranolol 27-32,37-39. Het is opmerkelijk dat de angst neutraliseren effecten alleen werden waargenomen voor de defensieve schrikreactie, maar noch voor de dreiging levensverwachting waardering noch voor de geleiding van de huid. De gegevens voor de elektrodermale conditionering worden hier niet gerapporteerd als de algemene patronen voor de SCR niet significant af van de verwachting ratings. In de menselijke angst conditionering onderzoek, meerdere indices van geconditioneerde reageert (bv US-verwachting, SCR, schrikreacties response, verwijding van pupillen, neurale activiteit) worden meestal verkregen om redenen van cross-validatie 48. Er is nu overtuigend bewijs dat deze verschillende reactie niveaus niet noodzakelijkerwijs treden in onderling en zelfs dissociëren van elkaar 3,27-32,34,37,49. Merk op dat de schrikreactie is een automatische verdedigingsreflex, die wordt opgewekt in responsie op een CS dat is gekoppeld aan een Amerikaanse negatieve valentie en kunnen doorgaans niet worden waargenomen met USs van neutrale of positieve valentie 49,50 (bijv vibrotactiele stimulatie of reactietijd taak). Vandaar dat versterking van de defensieve schrikreflex is een betrouwbare en specifieke index van aversieve conditionering 34. Daarentegen kan SCR conditioneren ongeacht de valentie van het Amerikaanse 49,50 plaatsvinden. Gezien het feit dat affectieve valentie van de VS niet SCR wijzigen, elektrodermale conditionering is een niet-specifieke maatregel van anticiperende opwinding. Wij geloven dan ook dat de SCR is minder suited als gedragsmaatregel in menselijke aversieve conditionering onderzoek.
Als we speculeren over het vertalen van deze bevindingen in de klinische praktijk, verschillende problemen en mogelijke beperkingen moeten worden beschouwd. Ten eerste kan men zich afvragen of een farmacologische manipulatie door de noradrenerge bètablokkers werkelijk noodzakelijk om het proces van verdichting of dat een gedragsmatige procedure om te interfereren met reconsolidatie zou een soortgelijk neutraliserend effect opleveren verstoren. Hoewel in één sessie behandeling van een lage dosis propranolol duidelijk toxisch een geheel gedrags- procedure altijd de voorkeur boven een farmacologische interventie. Er is inderdaad een alternatieve methode waarbij uitsterven training wordt gepresenteerd binnen het raam van reconsolidatie 51. Verschillende studies echter niet gelukt om deze oorspronkelijke bevindingen te repliceren door Schiller et al. 29,52-54 maar zien 55,56. Naast deze tegenstrijdige resultaten, eenandere mogelijke beperking van het uitsterven binnen reactivering procedure zou zijn dat in de klinische praktijk de angstreactie is over het algemeen niet geblust in een één-sessie exposure behandeling. Bijvoorbeeld, imaginaire exposure voor patiënten met PTSS neemt traditioneel tien sessies voordat de angst afneemt 57. Zelfs erkent de duidelijke nadelen van een eenvoudige farmacologische behandeling in vergelijking met een volledig gedragsinterventie, geloven wij dat de noradrenerge manipulatie van geheugen verdichting lijkt haalbaar dan extinctie bij het aandrukken venster zijn.
Een tweede punt betreft de optimale omstandigheden om het geheugen reconsolidation triggeren. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat de mechanismen bemiddelen de gedragsmatige uiting van vrees duidelijk worden gezien van de mechanismen bemiddelen het proces van verdichting 31,32,58-62. Bijvoorbeeld, recente dierstudies blootgelegd differentiële en scheidbaar receptors in de basolaterale amygdala bemiddelen de uitdrukking, destabilisatie en restabilisatie van eerder geconditioneerde angst herinneringen 63,64. Een gedragsmatige uiting van angst geheugen wordt niet alleen gezien van processen bemiddelen geheugen reactivering (dat wil zeggen, toegang tot een geheugen trace), het lijkt ook niet onmisbaar voor verdichting te voorkomen 63. Als zodanig, vrezen uitdrukking tijdens geheugen reactivering is niet informatief over de vraag of het geheugen trace gaat een labiele fase. Gezien het feit dat het geheugen destabilisatie is een voorwaarde voor het noradrenerge bètablokker te bemoeien met de restabilisatie proces, een belangrijke vraag is hoe we succesvol geheugen destabilisatie kan afleiden in de klinische praktijk. Een groot aantal bevindingen wijzen erop dat een cruciale factor in het induceren van verdichting en in het afbakenen van verdichting van zowel het geheugen ophalen of de consolidatie van een roman geheugen 40,65 is de mate van voorspellingsfout geïnduceerde tijdens memheugen retrieval 31,32. Maar aangezien geen objectief criterium is beschikbaar om de optimale mate van de voorspelde fouten in de klinische praktijk bepalen de huidige laboratoriumresultaten niet gemakkelijk worden vertaald naar behandelprotocollen.
Een andere uitdaging voor het vertalen van de neurowetenschappen literatuur in de klinische praktijk betreft de ecologische validiteit van het paradigma. Het bewijs voor het verstoren van reconsolidatie heeft vooral aangetoond bij dieren en mensen voor relatief nieuw (één dag oud) en eenvoudige angst herinneringen (dat wil zeggen, de toon shock; foto shock). Het is niet vanzelfsprekend dat het verstoren van reconsolidatie van oudere, sterkere en bredere geheugen netwerken, zoals bij patiënten met PTSS is zo effectief als het is aangetoond in het laboratorium voor cued angst conditionering. Ook met betrekking tot de afhankelijke variabele is nog onduidelijk of de opmerkingen van de voeder- en laboratoriumstudies generaliseren patiënten met angststoornissen. De angst reducing effecten zijn tot nu toe vooral aangetoond voor de gedragsmatige expressie van aversieve conditionering (dwz, bevriezing gedrag bij knaagdieren of defensieve schrikreflex bij de mens), met slechts één uitzondering, waar we aangetoond dat ook de persoonlijke gevoelens van verdriet significant werden geneutraliseerd door noradrenerge blokkade van geheugen reconsolidatie 37. Men kan zich afvragen of deze angst-reducerende effecten in het laboratorium zijn een indicatie van de typische ervaringen van angst en vermijdingsgedrag kenmerk van patiënten met angststoornissen. Toekomstig onderzoek moet onderzoeken of de huidige bevindingen inderdaad generaliseren naar gedrag, een van de centrale symptomen van angststoornissen vermijdingsgedrag.
Kortom, hoewel de Pavlov-aversieve conditionering procedure is een uitstekend hulpmiddel om de fundamentele mechanismen van angst leren en geheugen te bestuderen, kunnen we niet eenvoudig vertalen het laboratorium bevindingen in de klinische praktijk. De inzichten die we have verworven heeft op de optimale, begrenzing en de noodzakelijke voorwaarden voor het geheugen reconsolidation moet alleen worden overwogen als een startpunt voor de ontwikkeling van verdichting gebaseerde behandelingen. Aan de andere kant, het uitgebreid onderzoek extinctie training resulteerde in extinctie gebaseerde exposure interventies, die nog steeds tot de meest effectieve behandelingen voor angststoornissen en andere verwante aandoeningen. Gezien het feit dat de noradrenerge blokkade van het geheugen verdichting overschaduwt het anxiolytische effect van uitsterven leren, het verstoren van reconsolidatie wijst op een veelbelovende nieuwe interventie om effectief verminderen van buitensporige en irrationele angsten.
Disclosures
Auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk wordt ondersteund door een VICI-subsidie (Merel Kindt) uit Nederland Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2 computers with 4 screens | Dell | Optiplex 9010 | Recording and monitoring physiological responses. Presenting the experimental script. |
| Amplifier | Developed by B. Molenkamp - University of Amsterdam | Designed around a Burr Brown INA101 amplifier and ISO103 isolation stage. | |
| VSSRP98 | Developed by B. Molenkamp - University of Amsterdam | Physiological registration software. Record electromyography - EMG - activity using a bundled pair of electrodes wires connected to a front-end amplifier with an imput resistacne of 10 MΩ and a bandwidth of DC-1500 Hz. Raw EMG signals are integrated in the amplifier. Integrated EMG signals are sampled at 1,000 Hz and used for data analysis. | |
| MATLAB | MathWorks | Analyzing data. Peak amplitudes are determined by taking the baseline 50 msec before probe onset to peak differences within 30 - 150 msec following probe onset and are recorded in microvolt. | |
| Presentation | NeuroBehavioral Systems Inc. - USA | Stimulus presentation. | |
| Constant current stimulator |  Digitimer Ltd. |
DS7A | Generates electrical stimulation |
| Shock electrodes | Made by B. Molenkamp - University of Amsterdam | Ag electrodes of 20 mm x 25 mm with fixed inter-electrodes mid-distance of 45 mm. | |
| Headphones | Sennheiser Electronic GmbH & CO - Germany | HD 25-1 II | Presentation of startle probse and background noises. |
| EMG electrodes | Made by B. Molenkamp - University of Amsterdam | Three 7 mm sintered Ag-AgCl electrodes. | |
| Double-sided adhesive collars | MedCaT - the Netherlands | 848125 | 13 mm x 5 mm. For attaching the EMG electrodes to the skin. |
| Conductive gel | Signa Gel - Parker Laboratories Inc. - USA | 224.550.011 | Facilitates conduction from the skin to both the EMG and shock electrodes. |
| Alcohol swabs | Sanadep 0.5% - Microtek Medical - the Netherlands | 3053800 | For cleaning the skin of the participant. |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sphygmomanometer | Omron Healthcare Europe B.V. - the Netherlands | M4-I HEM-752-E | Measuring blood pressures and heart rate. |
| Cotton salivettes | Sarstedt - Germany | 511.534 | Obtaining salivary samples. |
| Curved tip syringe | Monoject - Covidien - USA | 412 | Applies gel to EMG and shock electrodes. |
| Propranolol HCl - 40 mg and placebo pills | Huygens Apotheek - the Netherlands | Pills should be identical in exterior. |
References
- LeDoux, J. E. The Emotional Brain. , Simon & Schuster. New York. (1996).
- Rescorla, R. A., Holland, P. C. Behavioral studies of associative learning in animals. Ann. Rev. Psychol. 33, 265-308 (1982).
- LeDoux, J. E. Coming to terms with fear. PNAS. 111 (8), 2871-2878 (2014).
- Kandel, E. R. The biology of memory: a forty-year perspective. J. Neurosci. 29 (41), 12748-12756 (2009).
- Mineka, S., Zinbarg, R. A contemporary learning theory perspective on the etiology of anxiety disorders: It’s not what you thought it was. Am. Psychol. 6 (1), 10-26 (2006).
- Rachman, S. The conditioning theory of fear acquisition: a critical examination. Beh. Res. Ther. 15 (5), 375-387 (1977).
- Bouton, M. E., Bolles, C. R. Contextual control of the extinction of conditioned fear. Learn. Mot. 10 (4), 455-466 (1979).
- Rescorla, R. A. Experimental Extinction. , Lawrence Erlbaum Associates Publishers. Mahwah, NJ. (2001).
- Rescorla, R. A., Heth, C. D. Reinstatement of fear to an extinguished conditioned context. J. Exp. Psychol. 1 (1), 88-98 (1975).
- Baum, M. Spontaneous recovery from the effects of flooding in animals. Beh. Res. Ther. 26 (2), 185-186 (1988).
- Bouton, M. E. Context, time, and memory retrieval in the interference paradigm of Pavlovian learning. Psychol. Bull. 114 (1), 80-99 (1993).
- LeDoux, J. E. Emotion: Clues from the brain. Ann. Rev. Psychol. 46, 209-235 (1995).
- Bouton, M. E. Context, ambiguity, and unlearning: sources of relapse after behavioral extinction. Biol. Psych. 52 (10), 976-986 (2002).
- Nader, K., Schafe, G. E., LeDoux, J. E. Fear memories require protein synthesis in the amygdala for reconsolidation after retrieval. Nature. 406 (6797), 722-726 (2000).
- Sara, S. J. Retrieval and reconsolidation: toward a neurobiology of remembering. Learn. Mem. 7 (2), 73-84 (2000).
- Dudai, Y. The neurobiology of consolidation, Or, How stable is the engram? Ann. Rev. Psychol. 55, 51-86 (2004).
- Tronson, N. C., Taylor, J. R. Molecular mechanisms of memory reconsolidation. Nat. Rev. 8 (4), 262-275 (2007).
- Lee, J. L. C. Reconsolidation: maintaining memory relevance. Trends. Neurosci. 32 (8), 413-420 (2009).
- Debiec, J., Doyere, V., Nader, K., LeDoux, J. E. Directly reactivated, but not indirectly reactivated, memories undergo reconsolidation in the amygdala. PNAS. 130 (9), 3428-3433 (2006).
- Doyere, V., Debiec, J., Monfils, M. -H., Schafe, G. E., LeDoux, J. E. Synapse-specific reconsolidation of distinct fear memories in the lateral amygdala. Nat. Neurosci. 10 (4), 414-416 (2007).
- Canal, C. E., Chang, Q., Gold, P. E. Amnesia produced by altered release of neurotransmitters after intra-amygdala injections of a protein synthesis inhibitor. PNAS. 104 (30), 12500-12505 (2007).
- Qi, Z., Gold, P. E. Intrahippocampal infusions of anisomycin produce amnesia: Contribution of increased release of norepinephrine, dopamine. 16 (5), 308-314 (2009).
- Jockers, R., et al. Desensitization of the beta-adrenergic response in human brown adipocytes. Endocrinology. 139 (6), 2676-2684 (1998).
- Chaundhry, A., Granneman, J. G. Differential regulation of function responses by beta-adrenergic receptor subtypes in brown adipocytes. Am. J. Physiol. 227 (1 Pt 2), 137-153 (1999).
- Thonberg, H., Frederiksson, J. M., Nedergaard, J., Cannon, B. A novel pathway for adrenergic stimulation of camp-response-element-binding protein (CREB) phosphorylation: mediation via alpha-adrenoceptors and protein kinase C activation. Biochem. J. 264 (1), 73-79 (2002).
- Debiec, J., LeDoux, J. E. Disruption of reconsolidation but not consolidation of auditory fear conditioning by noradrenergic blockade in the amygdala). Neuroscience. 129 (2), 267-272 (2004).
- Kindt, M., Soeter, M., Vervliet, B. Beyond extinction: erasing human fear responding and preventing the return of fear. Nat. Neurosci. 12 (3), 256-258 (2009).
- Soeter, M., Kindt, M. Dissociating response systems: erasing fear from memory. Neurobiol. Learn. Mem. 94 (1), 30-41 (2010).
- Soeter, M., Kindt, M. Disrupting reconsolidation: pharmacological and behavioral manipulations. Learn. Mem. 18 (6), 357-366 (2011).
- Soeter, M., Kindt, M. Stimulation of the noradrenergic system during memory formation impairs extinction learning but not the disruption of reconsolidation. Neuropsychopharmacology. 37 (5), 1204-1215 (2012).
- Sevenster, D., Beckers, T., Kindt, M. Retrieval per se is not sufficient to trigger reconsolidation of human fear memory. Neurobiol. Learn. Mem. 97 (3), 338-345 (2012).
- Sevenster, D., Beckers, T., Kindt, M. Prediction error governs pharmacologically induced amnesia for learned fear. Science. 339 (6121), 830-833 (2013).
- Gilman, A. G., Goodman, L. S. Goodman and Gilman’s the pharmacological basis of therapeutics. , McGraw-Hill. New York. (1996).
- Hamm, A. O., Weike, A. I. The neuropsychology of fear learning and fear regulation. Int. J. Psychophysiol. 57 (1), 5-14 (2005).
- Davis, M. Neural systems involved in fear and anxiety measured with fear potentiated startle. Am. Psychol. 61 (8), 741-756 (2006).
- Landis, C., Hunt, W. A. The startle pattern. , Ferrar. New York. (1939).
- Soeter, M., Kindt, M. Erasing fear for an imagined threat event. Psychoneuroendocrinology. 37 (11), 1769-1779 (2012).
- Soeter, M., Kindt, M. Reconsolidation of associative fear memory is not restricted to exact replica of the original learning experience. In Press, Forthcoming.
- Sevenster, D., Beckers, T., Kindt, M. Prediction error uncovers the transition from retrieval to reconsolidation, to new learning. In Press, Forthcoming.
- Bos, M. G. N., Beckers, T., Kindt, M. The effects of noradrenergic blockade on extinction in humans. Biol. Psychol. 89 (3), 598-605 (2012).
- Eisenberg, M., Kobilo, T., Berman, D. E., Dudai, Y. Stability of retrieved memory: inverse correlation with trace dominance. Science. 301 (5636), 1102-1104 (2003).
- Pedreira, M. E., Perez-Cuesta, K. M., Maldonado, H. Mismatch between what is expected and what actually occurs triggers memory reconsolidation or extinction. Learn. Mem. 11 (5), 579-585 (2004).
- Forcato, C., Argibay, P. F., Pedreira, M. E., Maldonado, H. Human reconsolidation does not always occur when a memory is retrieved: the relevance of the reminder structure. Neurobiol. Learn. Mem. 91 (1), 50-57 (2009).
- Spielberger, C. D., Gorsuch, R. L., Luthene, R. E. Manual for the State-Trait Anxiety Inventory. , Consulting Psychologists Press. Palo Alto. (1970).
- Peterson, R. A., Reiss, S. Anxiety Sensitivity Index Manual. International Diagnostic System. Worthington. , (1992).
- Klorman, R., Weerts, T. C., Hastings, J. E., Melamed, G. B. G., Lang, P. J. Psychometric description of some specific fear quistionnaires. Behav. Ther. 5 (3), 401-409 (1974).
- Soeter, M., Kindt, M. High trait anxiety: a challenge for disrupting fear memory reconsolidation. PloSONE. 8 (11), e75239 (2013).
- Well, S. M., Visser, R. M., Scholte, H. S., Kindt, M. Neural substrates of individual differences in human fear learning: evidence from concurrent fMRI, fear-potentiated startle and US-expectancy data. Cog. Affec. Beh. Neurosci. 12 (3), 499-512 (2012).
- Lipp, O. V., Sheridan, J., Siddle, D. A. T. Human blink startle during aversive and nonaversive Pavlovian conditioning. J. Exp. Psychol. 20 (4), 380-389 (1994).
- Hamm, A. O., Vaitl, D. Affective learning: awareness and aversion. Psychophysiology. 33 (6), 698-710 (1996).
- Schiller, D., et al. Preventing the return of fear in humans using reconsolidation update mechanisms. Nature. 463 (7277), 49-53 (2012).
- Kindt, M., Soeter, M. Reconsolidation in a human fear conditioning study: a test of extinction as updating mechanism. Biol. Psychol. 92 (1), 43-50 (2013).
- Golkar, A., et al. Are fear memories erasable? - Reconsolidation of learned fear with fear-relevant and fear-irrelevant stimuli. Front. Behav. Neurosci. 6, 1-11 (2012).
- Chan, W. Y. M., Leung, H. T., Westbrook, F., McNally, G. P. Effects of recent exposure to a conditionied stimulus on extinction of Pavlovian fear conditioning. Learn. Mem. 17 (10), 512-521 (2010).
- Agren, T., Furmakr, T., Eriksson, E., Redrikson, M. Human fear reconsolidation and ellelic differences in serotonergic and dopaminergic genes. Trans. Psych. 2, e76 (2012).
- Oyarzun, J. P., et al. Updating Fearful Memories with Extinction Training during Reconsolidation: A Human Study using Auditory Aversive Stimuli. PloSONE. 7 (6), e38849 (2012).
- Minnen, A., Hagenaars, M. Fear activation and habituation patterns as early process predictors of response to prolonged exposure treatment in PTSD. J. Traum. Stress. 15 (5), 359-367 (2002).
- Balderas, I., Rodriguez-Ortiz, C. J., Bermudez-Rattoni, F. Retrieval and reconsolidation of object recognition memory are independent processes in the periphinal cortex. Neurosci. 253, 398-405 (2013).
- Ben Mamou, C., Gamache, K., Nader, K. NMDA receptors are critical for unleashing consolidated auditory fear memories. Nat. Neurosci. 9 (10), 1237-1239 (2006).
- Caffaro, P. A., Suarez, L. D., Blake, M. G., Delorenzi, A. Dissociation between memory reactivation and its behavioral expression: scopolamine interferes with memory expression without disrupting long-term storage. Neurobiol. Learn. Mem. 98 (3), 235-245 (2012).
- Coccoz, V., Maldonado, H., Delorenzi, A. The enhancement of reconsolidation with a naturalistic mild stressor improves the expression of declarative memory in humans. Neurosci. 185, 61-72 (2011).
- Rodriguez-Ortiz, C. J., Balderas, I., Garcia-DeLaTorre, P., Bermudez-Rattoni, F. Taste aversion memory reconsolidation is independent of its retrieval. Neurobiol. Learn. Mem. 98 (3), 215-219 (2012).
- Barreiro, K. A., Suarez, L. D., Lynch, V. M., Molina, V. A., Delorenzi, A. Memory expression is independent of memory labilization-reconsolidation. Neurobiol. Learn. Mem. 106, 283-291 (2013).
- Milton, A. L., Merlo, E., Ratano, P., Gregory, B. L., Dumbreck, J. K., Everitt, B. J. Double dissociation of the requirement for GluN2B and GluN2A-containing NMDA receptors in the destabilization and restabilization of a reconsolidation memory. J. Neurosci. 33 (3), 1109-1115 (2013).
- Merlo, E., Milton, A. L., Goozee, Z. Y., Theobald, D. E., Everitt, B. J. Reconsolidation and extinction are dissociable and mutually exclusive processes: behavioral and molecular evidence. J. Neurosci. 34 (7), 2422-2431 (2014).
