Summary
Hier beschreiben wir die detaillierte Methodik für Stress erhöhter Angst lernen (SEFL), einem präklinischen Modell der posttraumatischen Belastungsstörung bei Ratten und Mäusen Experimente erforderlich. Das Modell nutzt Aspekte der Angst Pawlowsche Konditionierung und als Index der erhöhte Angst bei Nagetieren einfrieren.
Abstract
Angst Verhaltensweisen sind wichtig für das Überleben, aber unverhältnismäßig hohes Maß an Angst können erhöhen die Anfälligkeit für psychiatrische Erkrankungen wie posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) entwickeln. Um die biologischen Mechanismen der Angst Dysregulation bei PTBS zu verstehen, ist es wichtig, mit einer gültigen Tiermodell der Störung zu beginnen. Dieses Protokoll beschreibt die Methodik für Stress erhöhter Angst lernen (SEFL), einem präklinischen Modell der posttraumatischen Belastungsstörung, bei Ratten und Mäusen Experimente erforderlich. SEFL wurde entwickelt, um kritische Aspekte der posttraumatischen Belastungsstörung, einschließlich der langfristigen Sensibilisierung der Angst lernen, verursacht durch eine akute Stressor zu rekapitulieren. SEFL verwendet Aspekte der Pawlowsche Konditionierung Angst sondern erzeugt eine deutliche und robuste sensibilisierten Angstreaktion weit größer als normale bedingte Angst Antworten. Das Trauma-Verfahren beinhaltet ein Nagetier in einer Klimaanlage Kammer platzieren und Verwaltung von 15 unsignaled Schocks nach dem Zufallsprinzip verteilt über 90 Minuten (für Ratte Experimente; für Maus-Experimente, Schocks, die zufällig verteilt über 60 Minuten dienen 10 unsignaled) . Am 2. Tag Nager befinden sich in einem Roman Konditionierung Kontext wo erhalten sie einen einzigen Schlag; dann, am Tag 3 sie sind wieder in demselben Kontext wie am 2. Tag platziert und für Änderungen in der eisigen Ebenen getestet. Nagetiere, die zuvor die Trauma-Anzeige verbessert Ebenen des Einfrierens auf dem Testtag im Vergleich zu denen, die keine Erschütterungen am ersten Tag erhalten. So erzeugt eine einzelne sehr stressige Erlebnis (Trauma) mit diesem Modell extreme Angst vor die Reize, die mit dem traumatischen Ereignis verknüpft.
Introduction
Angst ist eine kritische Verhalten für das Überleben, denen Einzelpersonen zu erkennen und reagieren auf Bedrohungen. Jedoch können übertriebene Angst Antworten zur Entwicklung von psychiatrischen Erkrankungen wie posttraumatische Belastungsstörung (PTBS). Kennzeichnend für PTBS ist eine übertriebene Reaktion auf milde Stressoren, insbesondere diejenigen, die erinnern an das ursprüngliche Trauma und eine Tendenz zu entwickeln, neue Ängste1,2. Im Labor wird Angst oft gemessen, durch Einfrieren Verhalten, das eine zuverlässige und ethologically gültige Index der Angst vor Menschen und Nagern3,4ist. Es ist bekannt, dass PTBS Dysregulation von Angst und verstärkte Angst Ausdruck betrifft, fehlt robuste Tiermodellen der PTSD, die diese erweiterten Angstreaktion auf eine relativ harmlose Reiz zuverlässig zu erfassen.
Dieses Protokoll bietet die detaillierte Methodik zur Durchführung von Stress erhöhter Angst lernen (SEFL) versuchen, eine zuverlässige und robuste präklinischen Modell der posttraumatischen Belastungsstörung, bei Ratten und Mäusen erforderlich. SEFL nutzt Aspekte der Pawlowsche Angst Konditionierung, aber es unterschiedliche Antworten von normalen Angst Klimaanlage produziert und rekapituliert die verstärkte Angst vor folgender traumatischer Stress bei PTBS Patienten5,6beobachtet. In diesem Modell einzelne sehr stressig (nachfolgend als Trauma) führt zu einem dauerhaften Verhaltensänderungen, einschließlich extreme Angst vor Reize mit dem traumatischen Ereignis verknüpft, erhöhte Angst, Startle Reaktivität erhöht und verändert Glukokortikoid-Signalisierung7,8. Die große Besonderheit des SEFL ist, dass die folgenden Exposition zu einer traumatischen Stressor (eine Serie von unsignaled Schocks) in einem unterschiedlichen Kontext Tiere zeigen eine übertriebene Angstreaktion auf eine milde Stressor (zB., einen einzigen Schlag) in einem anderen Kontext. Wichtig ist, ist die SEFL Wirkung nicht durch die Verallgemeinerung aus dem Trauma-Kontext auf die neuartige Kontext oder erhöhte Schock Empfindlichkeit5. In unserem Modell nutzen wir gezielt Verfahren, die Verallgemeinerung zu einem neuartigen Kontext wie ausgeprägten Verkehr, Geruch und Raster Boden Muster zu reduzieren. Daher im Gegensatz zu normalen Angst Klimaanlage ist SEFL ein nicht-assoziativen Prozess, der zu einer neuen Angst lernen führt, die überproportional im Zusammenhang mit der ökologischen Hinweise, die nicht direkt mit dem traumatischen Erlebnis verbunden. Umfangreiche Arbeit zeigt, dass eine 90-minütige Sitzung mit 15 unvorhersehbaren Schocks in Ratten (oder einer 60-minütigen Sitzung mit 10 unvorhersehbaren Schocks bei Mäusen) eine lang anhaltende Sensibilisierung der Angst Klimaanlage sowie erhöhte Ängstlichkeit induziert und Dysregulation im zirkadianen Rhythmus des basalen Corticosteron. Im Gegensatz dazu vor der Exposition zu einer einzigen fußreiz SEFL9produziert nicht. Darüber hinaus kann SEFL zuverlässig bei Ratten und Mäusen genutzt werden.
Daher ist das SEFL Modell der posttraumatischen Belastungsstörung ein mächtiges Werkzeug zum Sondieren der biologischen Mechanismen PTSD Pathophysiologie beteiligt. Mit SEFL, können Forscher untersuchen wie die Exposition gegenüber einem Trauma Zukunft Angst lernen auswirken kann. Darüber hinaus kann dieses Modell für die Untersuchung von bestimmter zellulärer und molekularer Mechanismen, die bei der Regulierung der verstärkte Angst Ausdruck wie bei PTBS beobachtet beteiligt sein können nützlich sein.
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Protocol
1. Themen
- Ratten
- Ratten, die ankommen, wenn sie etwa 90 Tage alt und Single-untergebracht in standard Ratten Käfige sind zu bestellen.
Hinweis: Gehäuse wird empfohlen, da Gruppenhaltung Variabilität aufgrund von Wechselwirkungen zwischen den Tieren im Hause Käfig, besonders nach Stress-Exposition produziert. SEFL wurde bei männlichen und weiblichen Ratten, in Long-Evans und Sprague-Dawley Ratten und bei Ratten im Alter von 19 Tage alt7,10nachgewiesen. - Zufallsprinzip Tiere mindestens zwei Bedingungen: Trauma (n = 8) und kein Trauma (n = 8) (siehe Rau Et Al. 5 zusätzliche Bedingungen).
- Ratten, die ankommen, wenn sie etwa 90 Tage alt und Single-untergebracht in standard Ratten Käfige sind zu bestellen.
- Mäuse
- Bestellen Sie Mäuse zu kommen, wenn sie ungefähr 60 Tage alt und Single-untergebracht in Standardmaus Käfigen sind. Single-Haus die Mäuse für mindestens 4 Wochen vor dem Trauma sowie während der gesamten Experiment.
- Zufallsprinzip Tiere mindestens zwei Bedingungen: Trauma (n = 8) und kein Trauma (n = 8).
2. Geräte-Setup
- Richten Sie einen Satz von Furcht-Konditionierung Kammern als Kontext A und eine zweite Reihe von Furcht-Konditionierung Kammern dienen als Rahmen B dienen (siehe Materialtabelle). Platzieren Sie jede Angst-Klimaanlage-Kammer in einer Klang-mildernde Kabine eindringen von Außenlärm zu verhindern (siehe Materialtabelle).
- Stellen Sie sicher, dass eine Methode beleuchten die Kammern mit sichtbarem Licht (z. B. ein weißes Overhead Haus Licht) in den Kammern, die als Kontext (siehe Materialtabelle) vorhanden ist.
- Sicherzustellen, dass zu reinigen die Kammern zwischen jedem Tier und bieten verschiedene Gerüche für jede Kammer gibt es verschiedene Lösungen (zB., verdünnte Lösung und 1 % Essigsäure Reinigung).
Hinweis: Es ist wichtig, dass Tier-generierte Gerüche beseitigt11sein. - Platzieren Sie Kunststoff-Einsätze im Zusammenhang mit B, der innere Aufbau der beiden Kontexte zu unterscheiden. Eine schwarze Plexiglas dreieckig einfügen wird empfohlen. Alternativ können Sie eine weiße Plastikfolie eine gekrümmte Rückseite erstellen (siehe Materialtabelle).
- Legen Sie Gitterrosten in jeder Kammer für fußreiz Lieferung, mit einem anderen Raster für jeden Kontext Boden Textur zwischen Kontexten unterscheiden (siehe Materialtabelle) Konditionierung Angst.
Hinweis: Hinreichend deutliche Gitter Muster umfassen flache Gitter (alle Balken in einer horizontalen Ebene angeordnet), Netze (Balken in zwei versetzte horizontale Ebenen angeordnet) gestaffelt, und abwechselnd Raster (Balken angeordnet in einer horizontalen Ebene, aber unterschiedlicher -Durchmesser). - Stellen Sie sauber Metall Pfannen unter jedes Raster Boden Kot zu sammeln. Pfannen mit der Reinigungslösung Duft (siehe Materialtabelle).
- Bereitzustellen Sie exaktes Timing und Amplitude der fußreiz Lieferung für jeden Kontext.
- Schließen Sie eine Schock-Generator und Scrambler 1 mA oder niedriger Amplitude Schocks jeder Netz-Etage für fußreiz Lieferung liefern (siehe Materialtabelle).
Hinweis: Die Schock-Generatoren und Scrambler sollte außerhalb der Klang mildernde Kammer, mit Verbindungskabel zwischen Generatoren und Scrambler Gitterrosten über Öffnungen in den Klang mildernde Kammer befinden. Dies verhindert Beschädigungen durch Kauen, Reinigung, Lösung, etc.. - Verwenden Sie ein Multimeter zum Testen des aktuellen indem jede Sonde auf eine andere Bar von der Netz-Etage und bestätigt, dass die gewünschte Schock Amplitude entsteht (siehe Materialtabelle) durch den Schock-Generator geliefert.
- Stellen Sie sicher, dass eine Methode für die Steuerung, das Timing und die Amplitude der Schock Lieferung (z. B. Computer-Software) zur Verfügung (siehe Materialtabelle).
- Schließen Sie eine Schock-Generator und Scrambler 1 mA oder niedriger Amplitude Schocks jeder Netz-Etage für fußreiz Lieferung liefern (siehe Materialtabelle).
- Stellen Sie sicher, dass eine Methode für die Video-Aufzeichnung jedes Tier während jeder experimentelle Sitzung zur Verfügung (siehe Materialtabelle).
Hinweis: Es wird notwendig sein erfassen sowohl (1) Wenn die Kammern durch sichtbares Licht beleuchtet sind und (2) Wenn die Kammern dunkel sind. Letzteres kann erreicht werden, indem unter Verwendung einer NACHTSICHTKAMERA oder beleuchten und Aufnahme der abgedunkelten Kammern mit Infrarot- oder Nah-Infrarot-Licht. - Sicherstellen Sie, dass eine unverwechselbare Methode zum Transport von Tieren aus dem Vivarium in Rahmen B zur Verfügung, um die beiden Kontexte weiter zu differenzieren.
Hinweis: Während Methoden wie eine schwarze Kunststoff-Wanne (38 x 30 x 24 cm) unterteilt in vier Fächer oder leeren Käfigen erfolgreich eingesetzt, andere Transportbox, die aus dem Hause Käfig deutlich unterscheidet genutzt werden.
(3) SEFL Verfahren für Ratten und Mäuse
- Behandeln Sie alle Nagetiere täglich durch vorsichtig herausnehmen aus dem Homecage und halten jeweils 60-90 Sekunden für mindestens 7 Tage vor Beginn des Verfahrens SEFL.
- Am 1. Tag des Verfahrens SEFL setzen Sie Themen in Zusammenhang mit A, wo erhalten sie die traumatische Stressor.
- Kontext A eingerichtet, mit einem Satz von Gitterrosten (zB., flache Gitter) und die Kammern mit sichtbarem Licht zu beleuchten.
- Benutzen Sie ein Multimeter testen den aktuellen indem jede Sonde auf eine andere Bar von der Netz-Etage und bestätigt, dass die gewünschte Schock Amplitude entsteht durch den Schock-Generator geliefert.
Hinweis: Beschädigung und Korrosion der Balken kann schwach oder unebenen Schock Lieferung führen. Flüssigkeiten einschließlich Urin berühren das Gitter an der Wand entlang können Schock Lieferung auch negativ beeinflussen. - Wischen Sie den Wänden und Türen und sprühen Sie die Pfannen unter den Gitterrosten mit einer Lösung (zB., verdünnte Reinigungslösung).
Hinweis: Dies ist notwendig um Gerüche aus der vorherigen Tiere zu beseitigen. - Transport Tiere aus dem Vivarium in den experimentellen Raum in ihrem Hause Käfigen platziert auf einem Wagen und Ort einzeln in die Angst-Klimaanlage-Kammern. Bringen Sie nur eine Runde im Wert von Tieren (bestimmt durch die Anzahl der Kammern Konditionierung Angst) zum Experiment Raum zu einem Zeitpunkt.
Hinweis: Zur Vermeidung von verwirrt durch Bestellung oder timing, sollte jeder Runde Tiere in das Trauma und kein Trauma-Bedingungen enthalten. - Für Ratte Experimente, verwenden Sie die Schock-Generator und Scrambler, um 15 1 s, 1-mA Footshocks, die nach dem Zufallsprinzip präsentiert über 90 Minuten zu liefern (durchschnittliche ISI = 6 min.) durch die Gitter Gitter von den Kammern Trauma Zustand Themen. Kein Trauma Steuerelemente mit dem gleichen Kontext für 90 Minuten ohne Schock Lieferung aussetzen.
- Für Maus-Experimente, verwenden Sie die Schock-Generator und Scrambler, um 10 1-s, 1-mA Footshocks, die nach dem Zufallsprinzip präsentiert mehr als 60 Minuten zu liefern (durchschnittliche ISI = 6 min.) durch den Gitterrosten der Kammern mit Trauma Zustand Themen. Kein Trauma Steuerelemente mit dem gleichen Kontext für 60 Minuten ohne Schock Lieferung aussetzen.
- Nach 90 Minuten (Ratte Experimente) oder 60 Minuten (Maus-Experimente) wieder alle Tiere an ihre Homecages und prompt das Vivarium.
- Am 2. Tag des Verfahrens SEFL bewerten Sie die Angst vor dem Trauma-Kontext auf Wunsch.
- Kontext A wie am 1. Tag fertig eingerichtet.
- Transportieren Sie die Tiere zum Experiment Raum in ihrem Hause Käfigen wie am 1. Tag.
- Statt Tiere im Kontext A für 8 Minuten ohne Schock Lieferung und Video erfassen das Verhalten während der gesamten Sitzung.
- Nach 8 Minuten wieder alle Tiere an ihre Homecages und prompt das Vivarium.
- Am 3. Tag des Verfahrens SEFL setzen Sie alle Themen zu den milden Stressor im Zusammenhang mit B.
Hinweis: Dieses Verfahren kann bis zu 24 Stunden bis 90 Tage nach der traumatischen Stressor9überall auftreten.- Richten Sie Kontext B mit einem anderen Satz von Gitterrosten aus denen, die in Zusammenhang mit A verwendet (z.B. Wechsel- oder gestaffelte Gitterrosten) und schwarz dreieckig oder weißen gebogenen Plexiglas-Einsätze. Leuchten Sie die Kammern mit sichtbarem Licht nicht; Obwohl, Infrarot- oder Nah-Infrarot-Licht nach Bedarf verwendet werden kann.
- Benutzen Sie ein Multimeter testen den aktuellen indem jede Sonde auf eine andere Bar von der Netz-Etage und bestätigt, dass die gewünschte Schock Amplitude entsteht durch den Schock-Generator geliefert. Benutzen Sie ein Multimeter testen den aktuellen indem jede Sonde auf eine andere Bar von der Netz-Etage und bestätigt, dass die gewünschte Schock Amplitude entsteht durch den Schock-Generator geliefert.
Hinweis: Beschädigung und Korrosion der Balken kann schwach oder unebenen Schock Lieferung führen. Flüssigkeiten einschließlich Urin berühren das Gitter an der Wand entlang können Schock Lieferung auch negativ beeinflussen. - Wischen Sie die Kammern und sprühen Sie die Pfannen unter den Gitterrosten mit der Lösung nicht in Zusammenhang mit A verwendet (zB., 1 % Essigsäure).
- Transport Tiere aus dem Vivarium in den experimentellen Raum in einer Methode unterscheidet sich von der Methode verwendet für Kontext ein (z. B. eine schwarze Kunststoff-Wanne) und legen Sie sie einzeln in die Angst, die Konditionierung Kammern. Bringen Sie nur eine Runde im Wert von Tieren zum Experiment Raum zu einem Zeitpunkt (bestimmt durch die Anzahl der Kammern Konditionierung Angst).
- Setzen Sie alle Tiere, die milde Stressor (siehe unten) und video-Aufzeichnung Einfrieren und Aktivität während der Sitzung aus.
- Nach einer 180-s Basisperiode liefern Sie entweder einen einzelnen 1-s, 1-mA fußreiz (Ratten) oder ein einziges 2-s, 1-mA fußreiz (Mäuse) für alle Tiere.
Hinweis: Stellen Sie sicher, dass während der 180-s Basisperiode Einfrieren nicht mehr 5 %12 als sollte. - Entfernen Sie alle Tiere 30 Sekunden nach der Schock-Lieferung und prompt ins Vivarium.
- Nach einer 180-s Basisperiode liefern Sie entweder einen einzelnen 1-s, 1-mA fußreiz (Ratten) oder ein einziges 2-s, 1-mA fußreiz (Mäuse) für alle Tiere.
- Am 4. Tag des Verfahrens SEFL testen Sie Angst in Zusammenhang mit milder Stressor.
- Rahmen B als am Tag3 fertig eingerichtet.
- Transportieren Sie Tiere aus dem Vivarium in den experimentellen Raum in den gleichen Transport, wie am 3. Tag getan.
- Setzen Sie Tiere in Rahmen B für 8 Minuten ohne Schock Lieferung und Video Aufzeichnung Einfrieren während der gesamten Sitzung.
- Entfernen Sie alle Tiere nach 8 Minuten und prompt ins Vivarium.
(4) Datenanalyse
- Maßnahme Angst während der aufgezeichneten experimentelle Sessions mit definiert Einfrieren, als das Fehlen aller Bewegung sei denn, dass die für die Atmung benötigt wird.
Hinweis: Einfrieren ist am genauesten durch ein blinder Mensch Torschütze erzielte, aber es gibt mehrere automatisierte Programme, die gute Leistung. Jedoch müssen alle automatisierte Systemen für einen menschlichen Betrachter genau13kalibriert werden.- Tor von hand Einfrieren, haben ein Experimentator blind für experimentellen Bedingungen beobachtet das Thema alle 4 Sekunden während der gesamten Zeit von Interesse3. Klassifizieren Sie bei jeder Beobachtung das Subjekt als "Einfrieren" oder "nicht einfrieren". Vergleichen Sie die Anzahl der eisigen Beobachtungen auf die Gesamtzahl der Beobachtungen zu bestimmen, das Prozent Zeit einfrieren.
- Um automatisierte Videoanalyse zum Einfrieren der Gäste verwenden, überprüfen Sie zunächst, dass die Ergebnisse von automatischen Videoanalyse entsprechen die Ergebnisse von Hand-scoring, da eine wesentlich andere Einfrieren Ergebnis von automatisierten Analyse ungenaue Ergebnissen führen kann.
Hinweis: Eine Ratte oder Maus, die nie schockiert zeigen sollte zwischen 0 und 5 %, Einfrieren, während höhere Werte schlechte Kalibrierung des Gerätes deuten
- Verwenden Sie die Methoden, die oben beschriebene um Angst während der Zeiträume von Interesse (siehe unten) zu messen.
- Messen Sie Angst vor dem Trauma-Kontext als die prozentuale Zeit einfrieren über die gesamte 8-min-Testsitzung am 2. Tag.
- Verallgemeinerung der Angst aus dem Trauma-Kontext auf den milden Stressor-Kontext als die prozentuale Zeit Einfrieren während der 3-min Basisperiode im Kontext B am 3. Tag vor Schock Lieferung zu messen.
Hinweis: Für SEFL ist es wichtig, die Zusammenhänge gut genug zu unterscheiden, so dass es keine erheblichen Verallgemeinerung. - Messen Sie Angst sofort nach dem Schock am Tag3 als die prozentuale Zeit Einfrieren während der 30-s-Periode, die den Schock folgt.
- Messen Sie Angst in Zusammenhang mit milder Stressor als die prozentuale aufgewendete Zeit über die gesamte 8-min-Testsitzung am 4. Tag.
- Schock-Reaktivität durch die Menge oder die Geschwindigkeit der Bewegung während der 3-s während und unmittelbar nach dem Schock am Tag3 zu messen.
Hinweis: ANOVAs sind zu empfehlen für alle die Datenanalyse als zusätzliche Gruppen (zB., medikamentöse Behandlung) können bei Bedarf hinzugefügt werden.
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Representative Results
Die Trauma-Kontext-Testergebnisse am 2. Tag sind in Abbildung 1dargestellt. Tiere in der Trauma-Zustand zeigten signifikant höhere Einfrieren im Kontext A im Vergleich zu den kein Trauma Kontrollen, Erwerb von Angst vor dem Trauma Kontext angibt [Ratten: F(1,17) = 23.58, p < 0,01; Mäuse: F(1,14) = 666.50, p < 0,0001]. Einfrieren während der Basisperiode vor der einzige Schock im neuartigen Rahmen am Tag3 in Abbildung 2dargestellt ist. Das Trauma und kein Trauma Tiere zeigten minimale eisige Ebenen, die nicht von einander unterscheiden [Ratten: F(1,17) = 3.14, p > 0,05; Mäuse: F(1,14) = 1,70, p > 0.05]. Dies zeigt, dass Kontexten A und B ausreichend deutliche waren, so dass die Trauma-Tiere aus dem Trauma-Kontext auf den neuartigen Kontext nicht verallgemeinern. Reaktivität auf den einzigen Schock am 3. Tag ist in Abbildung 3dargestellt. Der Trauma-Tiere zeigten niedrigere Schock Reaktivität im Vergleich zu den kein Trauma Kontrollen [Ratten: F(1,17) = 3.59, p = 0,07; Mäuse: F(1,14) = 6.53, p < 0,05]. Dies bedeutet, dass das verstärkte Angst lernen beobachtet in der Trauma-Tiere nicht durch erhöhte Reaktionsfähigkeit auf den Schock. Einfrieren während der 30-s Zeit unmittelbar nach der einzigen Schock am 3. Tag ist in Abbildung 4dargestellt. Der Trauma-Tiere zeigten größere Einfrieren im Vergleich zu den kein Trauma Kontrollen, darauf hinweist, dass die Exposition auf die traumatische Stressor erhöht Angst unmittelbar nach den milden Stressor [Ratten: F(1,17) = 7,29, p < 0,05; Mäuse: F(1,14) = 6.10, p < 0,05]. Die kritische Prüfung des Modells SEFL ist der Kontext-Test am Tag 4 (Abbildung 5). Bei diesem Test der Trauma-Tiere zeigten deutlich höher im Vergleich zu keine Trauma-Kontrollen, darauf hinweist, dass die Exposition auf die traumatische Stressor verstärkt Angst lernen, eine anschließende milde Stressor Einfrieren [Ratten: F(1,17) = 14.06., p < 0,01; Mäuse: F(1,14) = 12,05, p < 0,01].
Abbildung 1: Einfrieren im Kontext A am Tag 2. (A) Ratten in der Trauma-Zustand zeigten höhere Einfrieren als Ratten in der kein Trauma Zustand (p < 0,01). (B) Mäuse in der Trauma-Zustand zeigten höhere als die Mäuse in der kein Trauma Zustand (p < 0,0001) einfrieren. Fehlerbalken darzustellen Standardfehler. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: Baseline Einfrieren in Rahmen B am Tag3. (A) Ratten in das Trauma und kein Trauma Bedingungen ausgestellt tief Gefrieren und waren nicht signifikant verschieden von einander während der Basisperiode vor 1 Schock (p > 0.05). (B) Mäuse in das Trauma und kein Trauma Bedingungen ausgestellt tief Gefrieren und waren nicht signifikant verschieden von einander während der Basisperiode vor 1 Schock (p > 0.05). Fehlerbalken darzustellen Standardfehler. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3: Trauma verringert Schock Reaktivität an Tag3. (A) Ratten in der Trauma-Zustand zeigte eine Tendenz zu verminderte Bewegung während und unmittelbar nach dem einzigen Schock im Vergleich zu Ratten im kein Trauma Zustand (p = 0,07). (B) Mäuse in der Trauma-Zustand zeigte verminderte Bewegung während und unmittelbar nach dem einzigen Schock verglichen mit Mäusen in der kein Trauma Zustand (p < 0,05). Fehlerbalken darzustellen Standardfehler. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4: Trauma erzeugt erweiterte Einfrieren sofort nach dem einzigen Schock am Tag3. (A) Ratten in der Trauma-Zustand zeigten deutlich verbesserte Einfrieren im Vergleich zu den kein Trauma-Gruppen (p < 0,05). (B) Mäuse in der Trauma-Zustand zeigten deutlich verbesserte Einfrieren im Vergleich zu den kein Trauma-Gruppen (p < 0,05). Fehlerbalken darzustellen Standardfehler. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 5: Trauma erzeugt erweiterte Einfrieren im Kontext B am Tag 4. (A) Ratten in der Trauma-Zustand zeigten deutlich verbesserte Einfrieren im Vergleich zu den kein Trauma-Gruppen (p < 0,01). (B) Mäuse in der Trauma-Zustand zeigten deutlich verbesserte Einfrieren im Vergleich zu den kein Trauma-Gruppen (p < 0,01). Fehlerbalken darzustellen Standardfehler. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
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Discussion
SEFL ist eine robuste Verhaltensmodell von PTSD, die zusammengefaßt werden kann, bei Ratten und Mäusen und kann verwendet werden, um die sensibilisierten Angst-Reaktionen zu studieren, die PTBS charakterisieren. Nach traumatischen Stress zeigen Nagetiere eine erhöhte Angstreaktion in einem unterschiedlichen Kontext erst nach diesem Zusammenhang mit einer milden Stressor gekoppelt ist, die als eine Erinnerung an eine frühere traumatische Erfahrung dient. Nach den traumatischen Stress zeigen Nagetiere wenig überraschend hohes Maß an Angst als wieder in Zusammenhang mit traumatischen Stress am Tag2, darauf hinweist, dass der Speicher für die posttraumatischen intakt ist (Abbildung 1). Sie zeigen jedoch minimal Angst Verallgemeinerung von posttraumatischen Rahmen zu einem neuartigen Kontext, wie durch minimale Einfrieren während der 3-min Basisperiode an Tag3 (Abbildung 2). Dies zeigt, dass Lernen Erweiterung zu diesem neuartigen Zusammenhang nicht einfach durch Verallgemeinerung aus dem Trauma-Kontext. Darüber hinaus zeigen Tiere ausgesetzt, die traumatischen Stressor nicht erhöhte Reaktivität auf den einzigen Schock am Tag3 (Abbildung 3), darauf hinweist, dass Lernen-Erweiterung nicht durch einen einzigen Schlag als schmerzhafter folgenden früheren wahrgenommen wird Schock-Exposition. Entscheidend ist, zeigen Tiere ausgesetzt, die traumatischen Stressor erhöhte Einfrieren sowohl sofort nach dem einzigen Schock am Tag3 (Abbildung 4) und als wieder in Zusammenhang mit einzelnen Schock am Tag 4 (Abbildung 5), zeigt eine erhöhte Angstreaktion .
Vorherige Versuche haben auch gezeigt, dass SEFL eine verstärkte Angst-ähnlichen Phänotyp, produziert durch verminderte Exploration im Freiland Test8angezeigt. Die Auswirkungen des Verfahrens SEFL nachweislich nachhaltig, für mindestens 90 Tage nach dem Trauma, die Robustheit des Modells5weiter zu etablieren. SEFL ist daher ein wertvolles Werkzeug für die biologische Mechanismen der PTSD zu sondieren.
Es ist wichtig zu beachten, dass SEFL nicht bloß aufgrund von Angst Verallgemeinerung oder erhöhte Angst Ausdruck, da die traumatische Erfahrung vor den milden Stressor, Angst, gepaart mit dem milden Stressor5Rahmen zu erhöhen haben muß. Dies schließt die Interpretation, die verstärkte Angst Ausdruck SEFL abgeleitet. Darüber hinaus kann nicht SEFL interpretiert werden, als Verallgemeinerung der Angst aus dem Trauma-Kontext zu einem neuartigen Kontext weil die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Aussterben der Angst der traumatischen Erinnerung nicht SEFL5,14mildern wird. Wie ein Markenzeichen von PTSD (in Form von Expositionstherapie) vom Aussterben bedroht ist, stärkt dies weiter die Verbindung zwischen SEFL und PTSD15. Auch lassen Manipulationen, die Amnesie der Angst Konditionierung auf den Trauma-Kontext produzieren SEFL unberührt, weiter darauf hinweist, dass SEFL nicht durch Angst vor Verallgemeinerung5,10. Schließlich, während wir in der Regel erweiterte lernen der kontextuellen Angst untersuchen, verbessert der unsignaled Schock-Stress auch auditive Angst Klimaanlage. Diese Ergebnisse zeigen, dass SEFL ist eine Form der stabilen Sensibilisierung in der Furcht, die Schaltung zu lernen.
Während SEFL Modell ist einfach im Design, müssen Aspekte des Protokolls sorgfältig eingehalten werden, damit konsistente Ergebnisse. Zum Beispiel sollten Forscher Vorsicht sehr unterschiedliche Methoden der Transport für Kontext A und B Kontext verwenden, um die Basislinie Verallgemeinerung zu reduzieren. Kontexten A und B ausreichend unterscheiden können auch hohe Verallgemeinerung von A zu B Kontext Kontext vor Schock, Interpretation der Ergebnisse erschwert Nichtbeachtung. Ein weiterer Faktor, der berücksichtigt werden sollte ist die Zeit, die Tiere im Kontext B nach dem einzigen Schock zu bleiben. Tiere aus dem Kontext kurz nach dem einzigen Schock nicht entfernt kann Aussterben der Angst zu Kontext B, verminderte Einfrieren während des nachfolgenden Kontext-Tests Ergebnis produzieren.
SEFL Verfahren kann auf mehrere Arten angepasst werden, wie durch seine Fähigkeit, die sensibilisierten Angst Phänotyp bei Mäusen und Ratten zu produzieren. Es ist wichtig, die kleinen Unterschiede im Protokoll zwischen Mäusen und Ratten zu beachten; beispielsweise erfordern Mäuse einen etwas intensiveren milderen Stressor (ein 2-s-Schock im Vergleich zu einem 1-s-Schlag bei Ratten). Dies ist notwendig, um Konto für die Tatsache, dass Mäuse in der Regel niedrigeren Gefrierpunkt als Ratten zeigen (siehe Abbildung 5). Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass diese Protokolle in erster Linie für Long-Evans Ratten und C57Bl/6 Mäusen entwickelt wurden. Während die Robustheit dieses Verfahrens legt nahe, dass es für verschiedene Stämme von Mäusen und Ratten angepasst werden kann, ist es wichtig, die Verhaltensunterschiede zwischen den Stämmen zu betrachten. Zum Beispiel DBA/2-Mäuse zeigen verminderte Angst Klimaanlage verglichen mit C57Bl/6 Mäusen und erfordern daher eine stärkere Ausbildung Protokoll16. Im Gegensatz dazu Sprague-Dawley Ratten tendenziell höhere Einfrieren als Long-Evans Ratten zeigen und erfordern eine schwächere Trainingsprotokoll Decke Effekte17zu verhindern. Es wird empfohlen, die Manipulation der aktuellen zwischen 0,5 und 1,5 mA, wie es ist ein sehr effektiver Weg, um die Stärke der Konditionierung zu titrieren.
Abschließend erzeugt SEFL Verfahren zuverlässigere und langlebig Verhaltens Verbesserungen in Angst lernen, das fängt die erhöhte Angst-Reaktionen bei PTSD-Patienten beobachtet. SEFL ändert auch andere Maßnahmen der Angst einschließlich verminderte exploratives Verhalten im Freiland Test, potenzierten Startle Reaktivität und erhöhten Glukokortikoid-Rezeptor-Expression in der BLA-8. Daher kann SEFL leistungsfähiges Werkzeug für das Verständnis bestimmter Aspekte der diesen PTSD-Phänotyp.
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Disclosures
Dr. Fanselow ist ein Gründungsmitglied des Board Neurovation Labs.
Acknowledgments
Diese Arbeit wurde vom nationalen Institut der Gesundheit R01AA026530 (MSF), Staglin Center for Brain and Behavioral Health (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 und NARSAD 26612 (AKR), und NSF DGE-1650604 (SG) finanziert.
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 |
References
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