Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Stress-forstærket frygten læring, en Robust gnaver Model af post-traumatisk Stress Disorder

Published: October 13, 2018 doi: 10.3791/58306
Automatic Translation
1,2, 1,2, 1,2,3
1Department of Psychology, University of California, Los Angeles, 2Staglin Center for Brain and Behavioral Health, University of California, Los Angeles, 3Department of Psychiatry and Biobehavioral Sciences, University of California, Los Angeles

Summary

Her beskriver vi den detaljerede metodologi forpligtet til at foretage stress-forstærket frygten læring (SEFL) eksperimenter, en prækliniske model af post-traumatisk stress disorder, i både rotter og mus. Modellen benytter aspekter af pavlovsk frygt conditioning og frysning som et indeks af øget frygt i gnavere.

Abstract

Frygt adfærd er vigtig for at overleve, men uforholdsmæssigt høje niveauer af frygt kan øge sårbarhed for at udvikle psykiske lidelser som posttraumatisk stress disorder (PTSD). For at forstå de biologiske mekanismer af frygt dysregulering i PTSD, er det vigtigt at starte med et gyldigt dyremodel af lidelsen. Denne protokol beskriver den metode, der skal gennemføre stress-forstærket frygten læring (SEFL) eksperimenter, en prækliniske model af PTSD, i både rotter og mus. SEFL blev udviklet for at sammenfatte kritiske aspekter af PTSD, herunder langsigtede sensibilisering af frygt læring skyldes en akutte stressor. SEFL bruger aspekter af pavlovsk frygter conditioning men producerer en distinkt og robust overfølsomme over frygt reaktion langt større end normale betinget frygtreaktioner. Traumer procedure indebærer markedsføring en gnaver i en conditioning kammer og administration af 15 unsignaled chok tilfældigt fordelt over 90 minutter (til rat eksperimenter; til eksperimenter med mus, 10 unsignaled chok tilfældigt fordelt over 60 minutter bruges) . På dag 2, er gnavere placeret i en roman conditioning kontekst hvor de modtager en enkelt chok; derefter, på dag 3 de er lagt tilbage i den samme kontekst som på dag 2 og testet for ændringer i frysning niveauer. Gnavere, der tidligere har modtaget traumer display forbedret niveauer af indefrysning på test dagen i forhold til dem, der modtog ikke stød på den første dag. Således, med denne model, en enkelt meget stressende oplevelse (traumer) producerer ekstrem frygt for de stimuli, der er forbundet med den traumatiske hændelse.

Introduction

Frygt er en kritisk adfærd for overlevelse, gør det muligt for enkeltpersoner at genkende og reagere på trusler. Men, overdrevne frygtreaktioner kan bidrage til udviklingen af psykiske lidelser som posttraumatisk stress disorder (PTSD). En karakteristisk for PTSD er en overdrevet reaktion på mild stressfaktorer, især dem, der minder om den oprindelige traumer, og en tendens til at udvikle nye frygt1,2. I laboratoriet måles frygt ofte gennem indefrysning adfærd, som er en pålidelig og ethologically gyldigt indeks af frygt i mennesker og gnavere3,4. Mens det er kendt, at PTSD indebærer dysregulering af frygt og forstærket frygten udtryk, er der en mangel på robust dyremodeller for PTSD, der pålideligt fange denne augmented frygt reaktion på en relativt uskadelige stimulus.

Denne protokol giver den detaljerede metodologi forpligtet til at foretage stress-forstærket frygten læring (SEFL) eksperimenter, en pålidelig og robust prækliniske model af PTSD, i både rotter og mus. SEFL udnytter aspekter af pavlovsk frygt conditioning, men det producerer forskellige svar fra normale frygt conditioning og sammenfatter den forbedrede frygt følgende traumatisk stress observeret i PTSD patienter5,6. I denne model, en enkelt meget stressende oplevelse (omtalt her som traumer) fører til varig adfærdsmæssige ændringer, herunder ekstrem frygt for stimuli forbundet med den traumatiske hændelse, øget angst, øget overraske reaktivitet og ændret glukokortikoid signalering7,8. Den store træk af SEFL er at følgende udsættelse for en traumatisk stressor (en række unsignaled chok) i en særskilt sammenhæng, dyr viser en overdrevet frygt reaktion på en mild stressor (fx., en enkelt chok) i en anden sammenhæng. Vigtigere, er SEFL effekten ikke på grund af generalisering fra konteksten traumer til romanen sammenhæng eller øget chok følsomhed5. I vores model anvende vi målrettet procedurer, reducerer enhver generalisering til en roman sammenhæng som særskilte transport, lugt og gitter gulv mønster. Derfor, i modsætning til normale frygt conditioning, SEFL er en ikke-associative proces, der fører til en ny frygt læring, der er uforholdsmæssigt relateret til miljømæssige stikord ikke direkte forbundet med den traumatiske oplevelse. Omfattende arbejde viser, at en 90 minutters session indeholder 15 uforudsigelige chok i rotter (eller en 60 minutters session indeholdende 10 uforudsigelige chok i mus) inducerer en langvarig sensibilisering af frygt conditioning sammen med øget angst og dysregulering i basal corticosterone døgnrytme. Derimod pre-eksponering til en enkelt footshock producerer ikke SEFL9. Derudover kan SEFL udnyttes pålideligt i både rotter og mus.

Derfor er SEFL model af PTSD et kraftfuldt værktøj til sondering de biologiske mekanismer involveret i PTSD patofysiologi. Ved hjælp af SEFL kan forskere undersøge hvordan udsat for et traume kan påvirke fremtidige frygt læring. Endvidere, kan denne model være nyttige for at undersøge specifikke cellulære og molekylære mekanismer, der kan være involveret i reguleringen øget frygt udtryk som observeret i PTSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. fag

  1. Rotter
    1. Bestil rotter at ankomme når de er ca. 90 dage gamle og single-opstaldet i standard rotte bure.
      Bemærk: Enkelt boliger anbefales, som gruppe boliger producerer variation på grund af samspillet mellem dyr i burene, især efter stress eksponering. SEFL er blevet påvist i han- og hunrotter, lang-Evans og Sprague Dawley rotter og i rotter så unge som 19 dage gamle7,10.
    2. Tilfældigt tildele dyr til mindst to betingelser: traume (n = 8) og ingen traumer (n = 8) (Se Rau et al. 5 for yderligere kontrol betingelser).
  2. Mus
    1. Bestil mus at ankomme når de er ca. 60 dage gamle og single-opstaldet i standard mus bure. Single-hus mus i mindst 4 uger før traumet samt hele eksperimentets varighed.
    2. Tilfældigt tildele dyr til mindst to betingelser: traume (n = 8) og ingen traumer (n = 8).

2. udstyr Setup

  1. Oprette et sæt af frygt-conditioning kamre til at fungere som forbindelse A og et andet sæt af frygt-conditioning kamre til at fungere som forbindelse B (Se Materialer tabel). Placer hvert frygt-conditioning kammer inde i et lyd-formildende aflukke til at forhindre indtrængen af udvendig støj (Se Materialer tabel).
    1. Sikre, at en metode af lysende kamre med synligt lys (f.eks. en hvid overhead hus lys) er til stede i afdelingerne tjener som kontekst en (Se Materialer tabel).
    2. Sikre, at forskellige løsninger er tilgængelige til at rense kamre mellem hvert dyr og forskellige lugte hvert kammer (fx., fortyndede rengøring løsning og 1% eddikesyre).
      Bemærk: Det er afgørende, at dyret-genereret lugte være elimineret11.
    3. Placer plast skær i forbindelse B at adskille den interne layout af de to sammenhænge. En sort Plexiglas trekantede indsætte anbefales. Alternativt kan du bruge en hvid plastfolie til at oprette en buede bagvæg (Se Materialer tabel).
    4. Placer gitter gulve i hver frygt conditioning kammer for footshock levering, ved hjælp af en anden gittermønster for hvert forbindelse for at differentiere gulvet teksturen mellem sammenhænge (Se Materialer tabel).
      Bemærk: Tilstrækkeligt forskellige gitter mønstre omfatter flad gitre (alle barer arrangeret i en enkelt vandret plan), forskudt gitre (barer arrangeret i to offset vandrette planer), og skiftevis gitre (barer arrangeret i en enkelt vandret plan men af varierende diametre).
    5. Læg rent metal pander under hvert gitter gulvet at indsamle ekskrementer. Duft pander med rengøring løsning (Se Materialer tabel).
  2. Give præcise timing og amplitude af footshock levering for hvert forbindelse.
    1. Tilslut et chok generator og scrambler kan levere 1 mA eller lavere amplitude stød hver gitter gulvet for footshock levering (Se Materialer tabel).
      Bemærk: Chok generatorer og scramblere skal være placeret uden for den lyddæmpende kammer, med kabler, der forbinder generatorer og scrambler til gitter etager via åbninger i lyddæmpende kammer. Dette vil forhindre skader på grund af chewing, rengøring løsning, osv.
    2. Bruge et multimeter til at teste den aktuelle bliver leveret af chok generator ved at placere hvert sonden på en anden bar af gitter ordet og bekræfter, at den ønskede chok amplitude produceres (Se Materialer tabel).
    3. Sikre, at en metode til at kontrollere timing og amplitude af chok levering (f.eks. computersoftware) er tilgængelige (Se Materialer tabel).
  3. Sikre, at en metode til video-optagelse hvert dyr under hver eksperimentelle session er tilgængelige (Se Materialer tabel).
    Bemærk: Det vil være nødvendigt at optage både 1) Når afdelingerne er oplyst af synligt lys og 2) Når afdelingerne er mørke. Sidstnævnte kan opnås ved enten ved hjælp af en nattesyn kamera eller lysende og optage de mørke kamre ved hjælp af infrarød eller nær-infrarødt lys.
  4. Sikre, at en karakteristisk metode til transport af dyr fra vivarium til sammenhæng B er tilgængelig til at skelne yderligere mellem de to sammenhænge.
    Bemærk: Mens metoder såsom en sort plast balje (38 x 30 x 24 cm) opdelt i fire segmenter eller ren Tom bure er blevet med held brugt, andre transportkasse, der tydeligt adskiller sig fra hjem buret kan bruges.

3. SEFL Procedure for rotter og mus

  1. Håndtere alle gnavere dagligt ved forsigtigt at fjerne dem fra homecage og holde hver 60-90 sekunder i mindst 7 dage før du begynder proceduren SEFL.
  2. På dag 1 af proceduren SEFL, placere fag i forbindelse A, hvor de vil modtage den traumatiske stressor.
    1. Oprettet forbindelse A med ét sæt af gitter gulve (fx., flade gitre) og belyse kamre med synligt lys.
    2. Bruge et multimeter til at teste den aktuelle bliver leveret af chok generator ved at placere hvert sonden på en anden bar af gitter ordet og bekræfter, at den ønskede chok amplitude er produceret.
      Note: Skader eller korrosion af stængerne kan resultere i svage eller ujævn chok levering. Væsker inklusiv urinen rørende gitter langs væggen kan også påvirke chok levering.
    3. Tør ned kammer vægge og døre og spray pander under gitteret gulve med én løsning (fx., fortyndede rengøring løsning).
      Bemærk: Dette er nødvendigt for at fjerne lugt fra de tidligere dyr.
    4. Transport dyr fra vivarium til det eksperimenterende rum i deres hjem bure placeres på en vogn og sted individuelt i frygt conditioning kamre. Kun bringe en runde 's værd af dyr (bestemmes af antallet af frygt conditioning kamre) til eksperiment rum ad gangen.
      Bemærk: For at undgå tilintetgør på grund af orden eller timing, hver runde bør indeholde dyr i både traumer og ingen traumer betingelser.
    5. For rotte eksperimenter, bruge chok generator og scramblere for at levere 15 1-s, 1-mA footshocks tilfældigt præsenteret over 90 minutter (gennemsnitlig ISI = 6 min.) gennem gitteret barer for afdelingerne indeholdende traumer betingelse emner. Udsætte ingen traumer kontrolelementerne til samme forbindelse i 90 minutter uden stød levering.
    6. Til eksperimenter med mus, bruge chok generator og scramblere for at levere 10 1-s, 1-mA footshocks tilfældigt præsenteret over 60 minutter (gennemsnitlig ISI = 6 min.) gennem gitteret gulve af afdelingerne indeholdende traumer betingelse emner. Udsætte ingen traumer kontrolelementerne til samme forbindelse i 60 minutter uden stød levering.
    7. Efter 90 minutter (rotte eksperimenter) eller 60 minutter (mus eksperimenter), returnere alle dyr til deres homecages og straks returnere vivarium.
  3. På dag 2 af SEFL proceduren, vurdere frygt til traumer forbindelse hvis det ønskes.
    1. Oprettet forbindelse A gjort på dag 1.
    2. Transport af dyr til eksperiment rum i deres hjem bure som på dag 1.
    3. Sted dyr i forbindelse A 8 minutter uden stød levering og optage adfærden under hele sessionen.
    4. Efter 8 minutter, returnere alle dyr til deres homecages og straks returnere vivarium.
  4. På dag 3 af proceduren SEFL, udsætte alle emner til den milde stressor i forbindelse B.
    Bemærk: Denne procedure kan forekomme overalt fra 24 timer til 90 dage efter den traumatiske stressor9.
    1. Oprettet forbindelse B med et andet sæt af gitter gulve fra dem, der anvendes i forbindelse A (f.eks. skiftende eller forskudt gitter gulve) og sort trekantet eller hvid buet Plexiglas skær. Ikke belyse kamre med synligt lys; selv om infrarød eller nær-infrarødt lys kan bruges efter behov.
    2. Bruge et multimeter til at teste den aktuelle bliver leveret af chok generator ved at placere hvert sonden på en anden bar af gitter ordet og bekræfter, at den ønskede chok amplitude er produceret. Bruge et multimeter til at teste den aktuelle bliver leveret af chok generator ved at placere hvert sonden på en anden bar af gitter ordet og bekræfter, at den ønskede chok amplitude er produceret.
      Note: Skader eller korrosion af stængerne kan resultere i svage eller ujævn chok levering. Væsker inklusiv urinen rørende gitter langs væggen kan også påvirke chok levering.
    3. Tør ned afdelingerne og spray pander under gitteret gulve med den løsning ikke brugt i sammenhæng A (fx., 1% eddikesyre).
    4. Transport dyr fra vivarium til den eksperimentelle værelse i en metode adskiller sig fra metoden, der anvendes til kontekst en (f.eks. en sort plastik badekar) og placere dem individuelt i frygt conditioning kamre. Kun bringe en rundes værd af dyr til eksperiment rum ad gangen (bestemmes af antallet af frygt conditioning kamre).
    5. Udsæt alle dyr til mild stressor (beskrevet nedenfor), og video optage frysning og aktivitet under sessionen.
      1. Efter en periode på 180-s oprindelige levere enten en enkelt 1-s, 1-mA footshock (rotter) eller en enkelt 2-s, 1-mA footshock (mus) til alle dyr.
        Bemærk: Sikre, at perioden 180-s oprindelige indefrysning ikke bør overstige 5%12.
      2. Fjerne alle dyr 30 sekunder efter chok levering og straks returnere vivarium.
  5. På dag 4 af proceduren SEFL, teste frygt til mild stressor kontekst.
    1. Oprettet forbindelse B som gjort på dag 3.
    2. Transport af dyr fra vivarium til den eksperimentelle værelse i den samme transport som gjort på dag 3.
    3. Placere dyr i forbindelse B i 8 minutter uden chok levering og optage frysning i hele sessionen.
    4. Fjerne alle dyr efter 8 minutter og straks returnere vivarium.

4. dataanalyse

  1. Foranstaltning frygt i den registrerede eksperimentelle sessioner ved hjælp af defineret frysning, som manglen på alle bevægelse bortset fra, at der er behov for respiration.
    Bemærk: Frysning er scoret mest præcist af en blind menneskelige målscorer, men der er flere automatiserede programmer, der klarer sig godt. Men alle automatiserede systemer skal være kalibreret til en menneskelig observatør til at være præcis13.
    1. At score frysning i hånden, har en blind til forsøgsbetingelser eksperimentatoren bemærker emnet hver 4 sekunder i hele perioden af interesse3. Ved hver observation, klassificere emne som "indefrysning" eller "ikke frysning". Sammenligne antallet af indefrysning bemærkninger til det samlede antal observationer til at bestemme procent tidsforbrug frysning.
    2. For at kunne bruge automatiseret video analyse for at score frysning, først bekræfte at resultaterne fra automatiseret videoanalyse match resultater fra hånd-scoring, som et væsentligt forskellige indefrysning score fra automatiseret analyse kan give unøjagtige resultater.
      Bemærk: En rotte eller mus der har aldrig været chokerede bør vise frysning mellem 0 og 5%, mens højere værdier tyder på dårlig kalibrering af udstyr
  2. Bruge metoderne beskrevet ovenfor for at måle frygt perioder tid af interesse (beskrevet nedenfor).
    1. Måle frygt til traumer kontekst som den procentvise tid frysning på tværs af hele 8-min test session på dag 2.
    2. Måle generalisering af frygt fra traumer kontekst til den milde stressor kontekst som den procentvise tidsforbrug frysning i 3-min oprindelige periode sammenhæng B på dag 3 før chok levering.
      Bemærk: For SEFL, det er vigtigt at skelne sammenhænge godt nok, så at der ikke er væsentlig generalisering.
    3. Foranstaltning frygt umiddelbart efter chokket på dag 3 som den procentvise tid frysning perioden 30-s, der følger efter chokket.
    4. Måle frygt til mild stressor kontekst som den procent brugt tid på tværs af hele 8-min test session på dag 4.
  3. Måle chok reaktivitet af mængden eller hastighed bevægelighed i den 3-s periode under og umiddelbart efter chokket på dag 3.
    Bemærk: ANOVAs anbefales til alle dataanalyse, som yderligere grupper (fx., stofmisbrug behandling) kan tilføjes efter behov.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultaterne af traumer forbindelse test på dag 2 er vist i figur 1. Dyr i traumer tilstand viste signifikant højere niveauer af frysning i forbindelse A i forhold til de ingen traumer kontrol, med angivelse af erhvervelse af frygt for at konteksten traumer [rotter: F(1,17) = 23.58, p < 0,01; mus: F(1,14) = 666.50, p < 0,0001]. Nedfrysning i baseline perioden før den enkelt chok i forbindelse med roman på dag 3 er vist i figur 2. Både traumer og ingen traumer dyr viste minimal indefrysning niveauer, der ikke afviger fra hinanden [rotter: F(1,17) = 3,14, p > 0,05; mus: F(1,14) = 1,70, p > 0,05]. Dette viser, at sammenhænge A og B var tilstrækkeligt forskellige, således at traumer dyr ikke generalisere fra traumer forbindelse til den nye kontekst. Reaktivitet til de enkelt chok på dag 3 er vist i figur 3. Traumer dyr viste lavere chok reaktivitet i forhold til ingen traumer kontrolelementerne [rotter: F(1,17) = 3,59, p = 0,07; mus: F(1,14) = 6,53, p < 0,05]. Dette indikerer, at øget frygt læring observeret i traumer dyr ikke er på grund af øget lydhørhed over for stød. Nedfrysning i den 30-s periode umiddelbart efter den enkelt chok på dag 3 er vist i figur 4. Traumer dyr viste større indefrysning sammenlignet med ingen traumer kontrolelementerne, der angiver, at eksponering for traumatisk stressor øget frygt umiddelbart efter at mild stressor [rotter: F(1,17) = 7.29, p < 0,05; mus: F(1,14) = 6.10, p < 0,05]. Den afgørende test af SEFL model er den forbindelse test på dag 4 (figur 5). Under denne prøvning, traumer dyr viste signifikant højere frysning i forhold til ingen traumer kontrolelementerne, der angiver, at eksponering for traumatisk stressor forstærket frygten læring til en efterfølgende mild stressor [rotter: F(1,17) = 14.06, p < 0,01; mus: F(1,14) = 12,05, p < 0,01].

Figure 1
Figur 1: frysning i forbindelse A på dag 2. (A) rotter i traumer tilstand viste højere frysning end rotter i ingen traumer tilstand (Pedersen < 0,01). (B) mus i traumer tilstand viste højere frysning end mus i den ingen traumer tilstand (Pedersen < 0,0001). Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Baseline frysning i forbindelse B på dag 3. (A) rotter i både traumer og ingen traumer betingelser udstillet lav frysning og var ikke signifikant forskellige fra hinanden i baseline perioden før 1 chok (p > 0,05). (B) mus i både traumer og ingen traumer betingelser udstillet lav frysning og var ikke signifikant forskellige fra hinanden i baseline perioden før 1 chok (p > 0,05). Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: traumer reducerer stød reaktivitet på dag 3. (A) rotter i traumer tilstand viste en tendens til nedsat bevægelighed under og umiddelbart efter enkelt chokket i forhold til rotter i ingen traumer tilstand (p = 0,07). (B) mus i traumer tilstand viste nedsat bevægelse under og umiddelbart efter den enkelt chok i forhold til mus i den ingen traumer tilstand (Pedersen < 0,05). Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: traumer producerer forbedret indefrysning umiddelbart efter den enkelt chok på dag 3. (A) rotter i traumer tilstand viste betydeligt forbedret frysning i forhold til de ingen traumer grupper (p < 0,05). (B) mus i traumer tilstand viste betydeligt forbedret frysning i forhold til de ingen traumer grupper (p < 0,05). Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: traumer producerer forbedret frysning i forbindelse B på dag 4. (A) rotter i traumer tilstand viste betydeligt forbedret frysning i forhold til de ingen traumer grupper (p < 0,01). (B) mus i traumer tilstand viste betydeligt forbedret frysning i forhold til de ingen traumer grupper (p < 0,01). Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

SEFL er en robust adfærdsmæssige model af PTSD, der kan blive sammenfattet i både rotter og mus og kan bruges til at studere de overfølsomme over frygtreaktioner, der karakteriserer PTSD. Efter traumatisk stress vist gnavere en øget frygt reaktion i en udpræget forskellige sammenhæng kun efter denne sammenhæng er parret med en mild stressor, der fungerer som en påmindelse om en tidligere traumatisk oplevelse. Efter traumatisk stress viser gnavere ikke overraskende høje niveauer af frygt når tilbage til konteksten traumatisk stress på dag 2, der angiver at hukommelse for traumatisk stress er intakt (figur 1). De viser imidlertid minimal frygt generalisering fra konteksten traumatisk stress til en roman kontekst, som angivet af minimal indefrysning periode 3-min baseline på dag 3 (figur 2). Dette indikerer, at ekstraudstyret læring til denne nye kontekst ikke er blot på grund af generalisering fra konteksten traumer. Endvidere viser dyr udsat for de traumatiske stressor ikke øget reaktivitet til enkelt stød på dag 3 (figur 3), der angiver, at læring ekstraudstyr er ikke på grund af de enkelt chok at blive opfattet som mere smertefuld følgende tidligere chok eksponering. Kritisk, Vis dyr udsat for de traumatiske stressor øget nedfrysning både umiddelbart efter den enkelt chok på dag 3 (figur 4) og når tilbage til konteksten enkelt chok på dag 4 (figur 5), der angiver en øget frygt reaktion .

Forudgående forsøg har også vist, at SEFL producerer en forstærket angst-lignende fænotype, som angivet af nedsat udforskning under open field test8. Virkningerne af SEFL procedure har vist sig at være langvarige, fremturer i mindst 90 dage efter traumer, yderligere etablere robustheden af model5. Derfor er SEFL et værdifuldt redskab for sondering biologiske mekanismer af PTSD.

Det er vigtigt at bemærke at SEFL ikke er blot på grund af frygt generalisering eller øget frygt udtryk, da den traumatiske oplevelse skal komme før den milde stressor at øge frygten for konteksten parret med mild stressor5. Dette er til hinder for den fortolkning, som SEFL stammer fra øget frygt udtryk. Derudover kan ikke SEFL fortolkes som generalisering af frygt fra traumer kontekst til en roman kontekst fordi tidligere resultater viser, at udryddelsen af frygt for den traumatiske hukommelse ikke afbøde SEFL5,14. Som kendetegnende for PTSD er modstand mod udryddelse (i form af eksponering terapi), styrker dette yderligere sammenhængen mellem SEFL og PTSD15. Også, manipulationer, der producerer hukommelsestab af frygt conditioning til traumer forbindelse forlader SEFL upåvirket, yderligere med angivelse af, om SEFL skyldes frygt generalisering5,10. Endelig, mens vi undersøger typisk øget læring af kontekstuelle frygt, unsignaled chok stress også forbedrer auditive frygt conditioning. Disse resultater viser, at SEFL er en form for stabile sensibilisering i frygt for indlæring kredsløb.

Mens SEFL model er enkle i design, skal aspekter af protokollen overholdes nøje for ensartede resultater. For eksempel, bør forskere tage forsigtighed at bruge meget forskellige transportformer for forbindelse A og forbindelse B for at reducere baseline generalisering. Undladelse af at gøre sammenhænge A og B tilstrækkeligt forskellige kan også resultere i høj grad af generalisering fra kontekst A til sammenhæng B før chok, komplicerer fortolkningen af resultaterne. En anden faktor, der bør også tages i betragtning er det tidspunkt, hvor dyr forblive i forbindelse B efter den enkelt chok. Manglende evne til at fjerne dyr fra konteksten kort efter den enkelt chok kan producere udryddelsen af frygt for at forbindelse B, hvilket resulterer i nedsat frysning under den efterfølgende forbindelse test.

SEFL procedure kan tilpasses til flere arter, som det fremgår af dens evne til at producere overfølsomme over frygt fænotype hos både mus og rotter. Det er vigtigt at bemærke, at små forskelle i protokollen mellem mus og rotter; f.eks kræver mus en lidt mere intens mild stressor (en 2-s chok i forhold til et 1-s chok i rotter). Det er nødvendigt at hensyn til det faktum, at mus i almindelighed Vis indefrysning lavere end rotter (Se figur 5). Derudover er det vigtigt at bemærke, at disse protokoller blev udviklet primært til Long-Evans rotter og mus, C57Bl/6. Robusthed i denne procedure foreslår, at det kan tilpasses til forskellige stammer af mus og rotter, men det er vigtigt at overveje adfærdsmæssige forskelle mellem stammer. For eksempel, DBA/2 mus Vis nedsat frygt conditioning i forhold til C57Bl/6 mus og kan derfor kræve en stærkere uddannelse protokol16. Derimod Sprague-Dawley rotter har tendens til at vise indefrysning højere end lang-Evans rotter og kan kræve en svagere uddannelse protokollen at forhindre loft effekter17. Vi anbefaler manipulere af nuværende mellem 0,5 og 1,5 mA, da det er en meget effektiv måde at titreres styrken af conditioning.

Afslutningsvis producerer SEFL procedure pålidelige og holdbare adfærdsmæssige forbedringer i frygt læring, der fanger de øgede frygtreaktioner observeret i PTSD patienter. SEFL ændrer også andre foranstaltninger af angst herunder nedsat sonderende adfærd i open field test, forstærket overraske reaktivitet og øget glukokortikoid receptor udtryk i BLA8. Derfor kan SEFL være Kraftfuld værktøj til at forstå visse aspekter af denne PTSD fænotype.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Dr. Fanselow er en stiftende bestyrelsesmedlem af Neurovation Labs.

Acknowledgments

Dette arbejde blev finansieret af National Institute for sundhed R01AA026530 (MSF), Staglin Center for hjernen og adfærdsmæssige sundhed (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 og NARSAD 26612 (RANDIS) og NSF DGE-1650604 (SG).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fear Conditioning Chamber for Low Profile Floors Med Associates Inc. VFC-008-LP Fear conditioning chamber
Sound Attenuating Cubicle Med Associates Inc. NIR-022SD Sound-attentuaing cubicle to prevent intrusion of outside noise
NIR/White Light Control Box Med Associates Inc. NIR-100VR Light control box capable of delivering white and near-infrared light
NIR VFC Light Box Med Associates Inc. NIR-100L2 White overhead houselight
Windex Original Glass Cleaner Windex Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals
Acetic acid Fisher Scientific A38-212 Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals
A-Frame Chamber Insert Med Associates Inc. ENV-008-IRT Black Plexiglas triangular insert to differentiate internal layout of Contexts A and B
Curved Wall Insert Med Associates Inc. VFC-008-CWI White plastic sheet to differentiate internal layout of Contexts A and B
Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Grid Rods for Mouse Med Associates Inc. VFC-005A Flat grid floor for mice
Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 1/8" & 3/16" Grid Rods Mouse Med Associates Inc. VFC-005-S Staggered grid floor for mice
Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Staggered Grid Rods for Mouse Med Associates Inc. VFC-005A-L Alternating grid floor for mice
Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Grid Rods for Rat Med Associates Inc. VFC-005 Flat grid floor for rats
Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 3/16" & 3/8" Grid Rods Med Associates Inc. VFC-005-L Alternating grid floor for rats
Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Staggered Grid Rods for Rat Med Associates Inc. VFC-005-S Staggered grid floor for rats
Metal pans Med Associates Inc. Metal pans to catch droppings underneath grid floors
Standalone Aversive Stimulator/Scrambler Med Associates Inc. ENV-414S Shock generator and scrambler for footshock delivery
Multimeter Fluke 87-5 Tool for measuring footshock amplitude
VideoFreeze Software Med Associates Inc. SOF-843 VideoFreeze software for controlling shock delivery
High Speed Firewire Monochrome Video Camera Med Associates Inc. VID-CAM-MONO-4 Video camera capable of recording in near-infrared light

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bremner, J. D., Krystal, J. H., Southwick, S. M., Charney, D. S. Functional neuroanatomical correlates of the effects of stress on memory. Journal of Traumatic Stress. 8 (4), 527-553 (1995).
  2. Dykman, R. A., Ackerman, P. T., Newton, J. E. Posttraumatic stress disorder: a sensitization reaction. Integrative Physiological and Behavioral Science. 32 (1), 9-18 (1997).
  3. Fanselow, M. S., Bolles, R. C. Naloxone and shock-elicited freezing in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 93 (4), 736-744 (1979).
  4. Fanselow, M. S. What is Conditioned Fear? Trends in Neurosciences. 7, 460-462 (1984).
  5. Rau, V., DeCola, J. P., Fanselow, M. S. Stress-induced enhancement of fear learning: an animal model of posttraumatic stress disorder. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (8), 1207-1223 (2005).
  6. Perusini, J. N., Fanselow, M. S. Neurobehavioral perspectives on the distinction between fear and anxiety. Learning and Memory. 22 (9), 417-425 (2015).
  7. Poulos, A. M., et al. Sensitization of fear learning to mild unconditional stimuli in male and female rats. Behavioral Neuroscience. 129 (1), 62-67 (2015).
  8. Perusini, J. N., et al. Induction and Expression of Fear Sensitization Caused by Acute Traumatic Stress. Neuropsychopharmacology. 41 (1), 45-57 (2016).
  9. Rau, V., Fanselow, M. S. Exposure to a stressor produces a long lasting enhancement of fear learning in rats. Stress. 12 (2), 125-133 (2009).
  10. Poulos, A. M., et al. Amnesia for early life stress does not preclude the adult development of posttraumatic stress disorder symptoms in rats. Biological Psychiatry. 76 (4), 306-314 (2014).
  11. Fanselow, M. S., Sigmundi, R. A. Species-specific danger signals, endogenous opioid analgesia, and defensive behavior. Journal of Experimental Psychology: Animal Behavior Processes. 12 (3), 301-309 (1986).
  12. Jacobs, N. S., Cushman, J. D., Fanselow, M. S. The accurate measurement of fear memory in Pavlovian conditioning: Resolving the baseline issue. Journal of Neuroscience Methods. 190 (2), 235-239 (2010).
  13. Anagnostaras, S. G., et al. Automated assessment of pavlovian conditioned freezing and shock reactivity in mice using the video freeze system. Frontiers in Behavioral Neuroscience. , (2010).
  14. Long, V. A., Fanselow, M. S. Stress-enhanced fear learning in rats is resistant to the effects of immediate massed extinction. Stress. 15 (6), 627-636 (2012).
  15. Craske, M. G., et al. Optimizing inhibitory learning during exposure therapy. Behaviour Research and Therapy. 46 (1), 5-27 (2008).
  16. Paylor, R., Tracy, R., Wehner, J., Rudy, J. W. DBA/2 and C57BL/6 mice differ in contextual fear but not auditory fear conditioning. Behavioral Neuroscience. 108 (4), 810-817 (1994).
  17. Graham, L. K., et al. Strain and sex differences in fear conditioning: 22 kHz ultrasonic vocalizations and freezing in rats. Pyschology and Neuroscience. 2 (2), 219-225 (2009).

Tags

Adfærd spørgsmål 140 post-traumatisk stress disorder frygt stress frygt hukommelse frygter aircondition dyr model
Stress-forstærket frygten læring, en Robust gnaver Model af post-traumatisk Stress Disorder
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rajbhandari, A. K., Gonzalez, S. T., … More

Rajbhandari, A. K., Gonzalez, S. T., Fanselow, M. S. Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder. J. Vis. Exp. (140), e58306, doi:10.3791/58306 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter