Summary
Qui descriviamo la metodologia dettagliata richiesta per condurre esperimenti di apprendimento (SEFL) paura lo stress-aumentata, un modello preclinico di disturbo da stress post-traumatico, in topi e ratti. Il modello utilizza aspetti della paura pavloviano condizionata e congelamento come indice di maggiore paura nei roditori.
Abstract
Comportamenti di paura sono importanti per la sopravvivenza, ma sproporzionatamente alti livelli di paura può aumentare la vulnerabilità per lo sviluppo di disturbi psichiatrici come il disturbo da stress post-traumatico (PTSD). Per comprendere i meccanismi biologici della disregolazione di paura nel PTSD, è importante iniziare con un valido modello animale della malattia. Questo protocollo descrive la metodologia necessaria per condurre esperimenti di apprendimento (SEFL) paura lo stress-aumentata, un modello preclinico di PTSD, in topi e ratti. SEFL è stato sviluppato per ricapitolare gli aspetti critici di PTSD, tra cui la sensibilizzazione a lungo termine dell'apprendimento di timore causato da un fattore di sforzo acuto. SEFL usi aspetti di pavloviano paura condizionata ma produce una risposta di paura sensibilizzati distinti e robusto molto più grande di risposte normale paura condizionale. La procedura di trauma comporta immissione un roditore in una camera condizionata e amministrazione 15 scosse non segnalati distribuiti casualmente più di 90 minuti (per gli esperimenti del ratto; per gli esperimenti del mouse, 10 non segnalato scosse in modo casuale distribuiti oltre 60 minuti sono utilizzati) . Il giorno 2, roditori sono collocati in un contesto di condizionamento novello dove ricevono un monoammortizzatore; poi, il giorno 3 sono collocati indietro nello stesso contesto come il giorno 2 e testati per i cambiamenti nei livelli di congelamento. Roditori che precedentemente ha ricevuto il display di trauma ha migliorato i livelli di congelamento il giorno dell'esame rispetto a quelli che hanno ricevuto non urti il primo giorno. Così, con questo modello, una singola esperienza altamente stressante (il trauma) produce paura estrema degli stimoli associati all'evento traumatico.
Introduction
La paura è un comportamento critico per la sopravvivenza, che permette di riconoscere e rispondere alle minacce. Tuttavia, le risposte di timore esagerato possono contribuire allo sviluppo di disturbi psichiatrici come il disturbo da stress post-traumatico (PTSD). Una caratteristica del PTSD è una risposta esagerata ai fattori di sforzo delicati, particolarmente quelli che ricordano il trauma originale e una tendenza a sviluppare nuove paure1,2. In laboratorio, paura è spesso misurata attraverso congelamento di comportamento, che è un indice affidabile ed etologico valido di paura in esseri umani e roditori3,4. Mentre è noto che il PTSD coinvolge dysregulation di paura e timore avanzata espressione, c'è una mancanza di robusti modelli animali di PTSD che catturano in modo affidabile questa paura aumentata risposta ad uno stimolo relativamente innocuo.
Questo protocollo fornisce la metodologia dettagliata richiesta per condurre esperimenti di apprendimento (SEFL) paura lo stress-aumentata, un affidabile e robusto modello preclinico di PTSD, in topi e ratti. SEFL utilizza aspetti di pavloviano paura condizionata, eppure produce le risposte distinte da normale paura condizionata e ricapitola il timore maggiore stress traumatico seguente osservata nel PTSD pazienti5,6. In questo modello, un'unica esperienza altamente stressante (indicata qui come trauma) conduce a durature, cambiamenti comportamentali, tra cui paura estrema di stimoli associati all'evento traumatico, aumentato l'ansia, aumentata reattività dello startle e alterato glucocorticoide segnalazione7,8. La caratteristica principale di SEFL è che dopo l'esposizione a un fattore di stress traumatico (una serie di shock non segnalato) in un contesto distinto, animali mostrano una timore esagerato in risposta ad un fattore di sforzo lieve (ad es., un singolo colpo) in un contesto diverso. D'importanza, l'effetto SEFL non è dovuto la generalizzazione dal contesto del trauma per il contesto romanzo o scossa maggiore sensibilità5. Nel nostro modello, utilizziamo espressamente le procedure che riducono qualsiasi generalizzazione a un contesto di romanzo come modello piano distinto trasporto, odore e griglia. Pertanto, a differenza del normale paura condizionata, SEFL è un processo non-associativa che conduce ad un nuovo apprendimento paura sproporzionatamente è correlato a stimoli ambientali non direttamente connessi con l'esperienza traumatica. Vasto lavoro indica che una singola sessione di 90 minuti contenente 15 scosse imprevedibili nei ratti (o una singola sessione di 60 minuti contenente 10 colpi imprevedibili nei topi) induce una sensibilizzazione di lunga durata di condizionamento alla paura e ansia aumentata e disregolazione nel ritmo circadiano di corticosterone basale. Al contrario, pre-esposizione a una singola footshock non produce SEFL9. Inoltre, SEFL può essere utilizzato in modo affidabile in topi e ratti.
Quindi, il modello SEFL di PTSD è un potente strumento per sondare i meccanismi biologici coinvolti nella fisiopatologia di PTSD. Utilizzando SEFL, i ricercatori possono esaminare come l'esposizione ad un trauma possa influire sull'apprendimento di futuro paura. Inoltre, questo modello può essere utile per investigare i meccanismi cellulari e molecolari specifici che possono essere coinvolti nella regolazione dell'espressione di paura avanzata come osservato nel PTSD.
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Protocol
1. soggetti
- Ratti
- Ordine di ratti di arrivare quando sono circa 90 giorni vecchi e singolo-ospitato in gabbie standard del ratto.
Nota: Unico alloggiamento è consigliato, in quanto la stabulazione in gruppo produce variabilità a causa di interazioni tra gli animali in gabbia a casa, in particolare dopo l'esposizione di sforzo. SEFL è stata dimostrata in ratti maschi e femmine, a lungo Evans e topi Sprague Dawley e nei ratti giovani come 19 giorni7,10. - Assegnare in modo casuale gli animali per almeno due condizioni: trauma (n = 8) e nessun trauma (n = 8) (Vedi Rau et al. 5 per le condizioni di controllo aggiuntivo).
- Ordine di ratti di arrivare quando sono circa 90 giorni vecchi e singolo-ospitato in gabbie standard del ratto.
- Topi
- Ordine di topi di arrivare quando sono circa 60 giorni vecchi e singolo-ospitato in gabbie standard del mouse. Singole case i topi per almeno 4 settimane prima del trauma e per tutta la durata dell'esperimento.
- Assegnare in modo casuale gli animali per almeno due condizioni: trauma (n = 8) e nessun trauma (n = 8).
2. attrezzature installazione
- Impostare insieme ad una serie di alloggiamenti di paura condizionata per servire come contesto A e un secondo set di condizionamento alla paura alloggiamenti per servire come contesto B (Vedi Materiali tavolo). Posizionare ogni camera di condizionamento alla paura all'interno di un suono-attenuando cubicolo per impedire l'intrusione di rumore esterno (Vedi Materiali tavolo).
- Garantire che un metodo di illuminare gli alloggiamenti con luce visibile (ad esempio una luce bianca casa overhead) è presente nelle camere che funge da contesto A (Vedi Materiali tavolo).
- Garantire che le diverse soluzioni sono disponibili per pulire le camere tra ciascun animale e fornire odori diversi per ogni camera (ad es., pulizia soluzione e 1% di acido acetico diluito).
Nota: È fondamentale che gli odori generati da animale essere eliminati11. - Inserire inserti in plastica in contesto B per differenziare la disposizione interna dei due contesti. Un inserto triangolare in Plexiglas nero è consigliato. In alternativa, utilizzare un foglio di plastica bianco per creare una parete posteriore curva (Vedi Materiali tavolo).
- Inserire piani griglia in ogni paura condizionata camera per consegna footshock, utilizzando un modello di griglia differente per ogni contesto di differenziare la struttura del pavimento tra contesti (Vedi Materiali tavolo).
Nota: Modelli di griglia sufficientemente distinte includono griglie piatti (tutte le barre disposte in un unico piano orizzontale), sfalsati griglie (barre disposte in due piani orizzontali sfalsati) e alternando griglie (bar disposti in un unico piano orizzontale ma di diversa diametri). - Posizionare pentole di metallo pulito sotto ogni piano di griglia per raccogliere gli escrementi. Padelle di profumo con la soluzione detergente (Vedi Materiali tavolo).
- Fornire precisa tempistica e l'ampiezza del footshock consegna per ogni contesto.
- Collegare un generatore di scosse e scrambler in grado di erogare 1 mA o urti di ampiezza inferiori per ogni piano di griglia per footshock consegna (Vedi Materiali tavolo).
Nota: I generatori di shock e scrambler deve essere situato di fuori il suono attenuando la camera, con cavi che collegano i generatori e scrambler ai piani griglia tramite aperture nel suono attenuando la camera. Questo consentirà di evitare danni dovuti alla masticazione, pulizia soluzione, ecc. - Utilizzare un multimetro per verificare la corrente viene erogata dal generatore di scosse posizionando ogni sonda su una barra diversa del piano griglia e confermando che l'ampiezza di urti desiderato è prodotto (Vedi Materiali tavolo).
- Garantire che un metodo per il controllo dei tempi e dell'ampiezza della consegna di shock (ad esempio, software per computer) è disponibili (Vedi Materiali tavolo).
- Collegare un generatore di scosse e scrambler in grado di erogare 1 mA o urti di ampiezza inferiori per ogni piano di griglia per footshock consegna (Vedi Materiali tavolo).
- Garantire che un metodo per la registrazione di video ogni animale durante ogni sessione sperimentale è disponibili (Vedi Materiali tavolo).
Nota: Sarà necessario registrare sia 1) quando le camere sono illuminate dalla luce visibile e 2) quando le camere sono buie. Quest'ultimo può essere realizzato sia utilizzando una telecamera di visione notturna o illuminante e registrando gli alloggiamenti scuriti usando la luce a infrarossi o vicino infrarosso. - Garantire che un particolare metodo di trasporto di animali da Vivario in contesto B è disponibile per differenziare ulteriormente i due contesti.
Nota: Mentre metodi come una vasca di plastica nera (38 x 30 x 24 cm) dividono in quattro compartimenti o gabbie pulite vuote sono state utilizzate con successo, può essere utilizzata qualsiasi altra casella di trasporto che è nettamente diversa dalla gabbia.
3. SEFL procedura per ratti e topi
- Gestire tutti i roditori giornalmente delicatamente rimuovendoli dalla homecage e tenendo premuto ciascuno per 60-90 secondi per almeno 7 giorni prima di iniziare la procedura SEFL.
- Il giorno 1 della procedura SEFL, posizionare soggetti nel contesto A, dove riceveranno il fattore di stress traumatico.
- Impostare il contesto di A con una serie di piani di griglia (ad es., piatti di griglie) e illuminare gli alloggiamenti con luce visibile.
- Utilizzare un multimetro per verificare la corrente essere erogata dal generatore di scosse posizionando ogni sonda su una barra diversa del piano griglia e confermando che l'ampiezza di urti desiderato è prodotto.
Nota: In consegna scossa debole o irregolare può provocare danni o corrosione delle barre. Liquidi, inclusi urina toccando la griglia lungo la parete possono anche influire negativamente sulle consegna di scossa. - Pulire le pareti della camera e le porte e spruzzare le pentole sotto i pavimenti di griglia con un'unica soluzione (ad es., soluzione detergente diluito).
Nota: Questa è necessaria per eliminare gli odori dagli animali precedenti. - Trasporto animali da Vivario alla camera sperimentale nelle loro gabbie casa posti su un carrello e posto singolarmente negli alloggiamenti paura condizionata. Solo portare uno tondo la pena degli animali (determinati dal numero di paura condizionata chambers) alla camera di esperimento in un momento.
Nota: Per evitare confonde a causa di ordine o temporizzazione, ogni turno deve contenere animali sia il trauma che nessuna condizione di trauma. - Per gli esperimenti del ratto, utilizzare il generatore di scossa e la Scrambler per consegnare 15 footshocks 1-s, 1-mA in modo casuale ha presentato più di 90 minuti (media ISI = 6 min) attraverso le sbarre della griglia delle sezioni contenenti soggetti di condizione di trauma. Non esporre i controlli il trauma allo stesso contesto per 90 minuti senza consegna di scossa.
- Per gli esperimenti del mouse, utilizzare il generatore di scossa e la Scrambler per consegnare 10 footshocks 1-s, 1-mA in modo casuale ha presentato oltre 60 minuti (media ISI = 6 min) attraverso i pavimenti di griglia delle sezioni contenenti soggetti di condizione di trauma. Non esporre i controlli il trauma allo stesso contesto per 60 minuti senza consegna di scossa.
- Dopo 90 minuti (gli esperimenti del ratto) o 60 minuti (esperimenti del mouse), restituire tutti gli animali al loro homecages e restituire immediatamente a Vivario.
- Il giorno 2 della procedura SEFL, valutare la paura nel contesto di trauma se lo si desidera.
- Impostare il contesto di A, come fatto il giorno 1.
- Trasporto di animali per la camera di esperimento nelle loro gabbie di casa come il giorno 1.
- Posto animali nel contesto A per 8 minuti senza consegna di scossa e video registrano il comportamento durante l'intera sessione.
- Dopo 8 minuti, restituire tutti gli animali al loro homecages e restituire immediatamente a Vivario.
- Il giorno 3 della procedura SEFL, esporre tutti gli oggetti per il fattore di sforzo lieve in contesto B.
Nota: Questa procedura può verificarsi ovunque da 24 ore a 90 giorni dopo il fattore di stress traumatico9.- Impostare il contesto B con un set di piani griglia diverso da quelli utilizzati nel contesto A (ad es., alternati o sfalsati griglia piani) e nero triangolare o bianco curvo inserti in plexiglass. Non illuminare gli alloggiamenti con luce visibile; anche se, luce a infrarossi o vicino infrarosso può essere utilizzata come necessario.
- Utilizzare un multimetro per verificare la corrente essere erogata dal generatore di scosse posizionando ogni sonda su una barra diversa del piano griglia e confermando che l'ampiezza di urti desiderato è prodotto. Utilizzare un multimetro per verificare la corrente essere erogata dal generatore di scosse posizionando ogni sonda su una barra diversa del piano griglia e confermando che l'ampiezza di urti desiderato è prodotto.
Nota: In consegna scossa debole o irregolare può provocare danni o corrosione delle barre. Liquidi, inclusi urina toccando la griglia lungo la parete possono anche influire negativamente sulle consegna di scossa. - Pulire gli alloggiamenti e spruzzare le pentole sotto i pavimenti di griglia con la soluzione non utilizzata nel contesto A (ad es., acido acetico 1%).
- Trasporto animali da Vivario alla camera sperimentale in un metodo distinto dal metodo utilizzato per contesto un (ad es., una vasca di plastica nera) e inserirli singolarmente in alloggiamenti di condizionamento alla paura. Solo portare uno vale la pena di turno di animali da esperimento camera in un momento (determinato dal numero di paura condizionata chambers).
- Esporre tutti gli animali al fattore di sforzo lieve (descritto di seguito) e registrare video di congelamento e attività durante la sessione.
- Dopo un periodo di 180-s della linea di base, fornire sia un singolo 1-s, 1-mA footshock (ratti) che un singolo 2-s, 1-mA footshock (topi) a tutti gli animali.
Nota: Assicurarsi che durante il periodo basale di 180-s congelamento non dovrebbe superare il 5%12. - Rimuovere tutti gli animali 30 secondi dopo la consegna di scossa e a restituire tempestivamente al vivarium.
- Dopo un periodo di 180-s della linea di base, fornire sia un singolo 1-s, 1-mA footshock (ratti) che un singolo 2-s, 1-mA footshock (topi) a tutti gli animali.
- Il giorno 4 della procedura SEFL, prova paura nel contesto di lieve fattore di stress.
- Impostare il contesto B come fatto il giorno 3.
- Trasporto di animali da Vivario alla camera sperimentale nello stesso trasporto come fatto il giorno 3.
- Posto gli animali nel contesto B per 8 minuti senza record di consegna e video shock congelamento per tutta la sessione.
- Rimuovere tutti gli animali dopo 8 minuti e restituire immediatamente a Vivario.
4. analisi dei dati
- Paura di misura durante le sessioni sperimentali registrate mediante congelamento, definita come la mancanza di tutti i movimenti tranne che che è necessario per la respirazione.
Nota: Congelamento è segnato più accuratamente da un marcatore umano cieco, ma ci sono diversi programmi automatizzati che svolgono bene. Tuttavia, tutti i sistemi automatizzati devono essere tarati ad un osservatore umano essere accurata13.- Al Punteggio ottenuto congelando a mano, hanno uno sperimentatore cieco delle condizioni sperimentali osserva il soggetto ogni 4 secondi per tutto il periodo di tempo di interesse3. Ad ogni osservazione, classificare il soggetto come "congelamento" o "non congelare". Confrontare il numero di osservazioni di congelamento per il numero totale di osservazioni per determinare il percentuale di tempo trascorso congelamento.
- Per utilizzare l'analisi automatica dei video di segnare il congelamento, in primo luogo verificare che i risultati di analisi automatica dei video corrispondono i risultati ottenuti da mano-segnando, come un segno di congelamento sostanzialmente differente da analisi automatizzata può produrre risultati non accurati.
Nota: Un ratto o un mouse che non ha mai stato sconvolto dovrebbe mostrare congelamento tra 0 e 5%, mentre i valori più alti indicano scarsa calibrazione dell'apparecchiatura
- Utilizzare i metodi descritti sopra per misurare la paura durante i periodi di tempo di interesse (descritto sotto).
- Paura di misura nel contesto di trauma come la percentuale di tempo trascorso congelamento tra la sessione di test 8min intero il giorno 2.
- Misurare la generalizzazione della paura dal contesto del trauma al contesto del fattore di sforzo lieve come la percentuale di tempo trascorso congelamento durante il periodo di previsione 3-min in contesto B il 3 ° giorno prima della consegna di scossa.
Nota: Per SEFL, è importante differenziare i contesti abbastanza bene affinché non ci sia sostanziale generalizzazione. - Paura di misura immediatamente dopo la scossa il giorno 3 come la percentuale di tempo trascorso congelamento durante il periodo di 30-s che segue lo shock.
- Paura di misura nel contesto di lieve fattore di stress come la percentuale di tempo trascorso tra la sessione di test 8min intero il giorno 4.
- Misurare la reattività di scossa dall'importo, o velocità di movimento durante il periodo di 3-s durante e immediatamente dopo la scossa il giorno 3.
Nota: ANOVAs sono raccomandati per tutte le analisi dei dati, come gruppi aggiuntivi (ad es., trattamento farmacologico) possono essere aggiunti se necessario.
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Representative Results
Risultati del test contesto trauma il giorno 2 sono mostrati nella Figura 1. Gli animali nella condizione di trauma hanno mostrato i livelli elevati significativamente di congelamento in contesto A rispetto ai controlli senza traumi, che indica di acquisizione della paura nel contesto di trauma [ratti: F(1,17) = 23,58, p < 0.01; topi: F(1,14) = 666.50, p < 0,0001]. Congelamento durante il periodo della linea di base prima il monoammortizzatore nel contesto romanzo il giorno 3 è illustrato nella Figura 2. Sia il trauma che nessun animale di trauma hanno mostrato i livelli minimi di congelamento che non hanno differito da altro [ratti: F(1,17) = 3.14, p > 0.05; topi: F(1,14) = 1,70, p > 0.05]. Questo dimostra che contesti A e B erano sufficientemente distinti tale che gli animali di trauma ha fatto non generalizzare dal contesto del trauma al contesto del romanzo. Reattività dell'ammortizzatore singolo il giorno 3 è illustrata nella Figura 3. Gli animali di trauma ha mostrato minore reattività shock rispetto ai controlli senza trauma [ratti: F(1,17) = 3.59, p = 0,07; topi: F(1,14) = 6,53, p < 0,05]. Questo indica che l'apprendimento di una maggiore paura osservato negli animali il trauma non è a causa di una maggiore reattività dell'ammortizzatore. Congelamento durante il periodo di 30-s immediatamente dopo il monoammortizzatore il giorno 3 è illustrato nella Figura 4. Gli animali di trauma hanno mostrato maggiore congelamento rispetto ai non controlli il trauma, che indica che l'esposizione alla paura fattore di stress traumatico aumentato immediatamente dopo il fattore di sforzo lieve [ratti: F(1,17) = 7.29, p < 0.05; topi: F(1,14) = 6.10, p < 0,05]. La prova critica del modello SEFL è il contesto di test il giorno 4 (Figura 5). Durante questa prova, gli animali di trauma hanno mostrato congelamento significativamente più alto rispetto ai non controlli il trauma, che indica che l'esposizione alla paura fattore di stress traumatico migliorato imparando ad un fattore di sforzo lieve successive [ratti: F(1,17) = 14.06, p < 0.01; topi: F(1,14) = 12.05, p < 0.01].
Figura 1: il giorno 2 di congelamento nel contesto A. (A) ratti nella condizione di trauma hanno mostrato maggiore congelamento che i ratti nella condizione senza traumi (p < 0,01). (B) topi nella condizione di trauma hanno mostrato maggiore congelamento rispetto ai topi nella condizione senza traumi (p < 0.0001). Barre di errore rappresentano gli errori standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Baseline congelamento in contesto B il giorno 3. (A) ratti sia il trauma e nessun trauma condizioni esposte basso congelamento e non erano significativamente differenti gli uni dagli altri durante il periodo della linea di base prima 1 shock (p > 0.05). (B) topi sia il trauma che nessuna condizione di trauma hanno esibito basso congelamento e non erano significativamente differenti gli uni dagli altri durante il periodo della linea di base prima 1 shock (p > 0.05). Barre di errore rappresentano gli errori standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Trauma diminuisce la reattività di shock il giorno 3. (A) i ratti nella condizione di trauma hanno mostrato una tendenza alla riduzione del movimento durante e immediatamente dopo il monoammortizzatore rispetto ai ratti in nessuna condizione di trauma (p = 0,07). (B) topi nella condizione di trauma hanno mostrato il movimento in diminuzione durante e immediatamente dopo il monoammortizzatore rispetto ai topi nella condizione senza traumi (p < 0,05). Barre di errore rappresentano gli errori standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: il Trauma produce maggiore congelamento subito dopo la scossa singola il giorno 3. (A) ratti nella condizione di trauma hanno mostrato significativamente migliorati rispetto ai gruppi senza traumi (p < 0,05) di congelamento. (B) topi nella condizione di trauma hanno mostrato significativamente migliorati rispetto ai gruppi senza traumi (p < 0,05) di congelamento. Barre di errore rappresentano gli errori standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: Trauma produce congelamento avanzata nel contesto B il giorno 4. (A) ratti nella condizione di trauma hanno mostrato significativamente migliorati rispetto ai gruppi senza traumi (p < 0,01) di congelamento. (B) topi nella condizione di trauma hanno mostrato significativamente migliorati rispetto ai gruppi senza traumi (p < 0,01) di congelamento. Barre di errore rappresentano gli errori standard. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
SEFL è un robusto modello comportamentale di PTSD può essere ricapitolata in topi e ratti, che può essere utilizzato per lo studio delle risposte di paura sensibilizzati che caratterizzano il PTSD. A seguito di stress traumatico, roditori mostrano una risposta di paura maggiore in un contesto decisamente diverso solo dopo che tale contesto è accoppiato con un fattore di sforzo delicato che serve come ricordo di una precedente esperienza traumatica. In seguito lo stress traumatico roditori non sorprende che mostrano alti livelli di paura quando tornò al contesto traumatico da stress il giorno 2, che indica che la memoria per lo stress traumatico è intatto (Figura 1). Tuttavia, essi mostrano paura minimal generalizzazione dal contesto traumatico da stress a un contesto di romanzo, come indicato dal congelamento minima durante il periodo di previsione di 3 min il giorno 3 (Figura 2). Questo indica che qualsiasi accessorio di apprendimento a questo contesto romanzo non è semplicemente a causa della generalizzazione dal contesto del trauma. Inoltre, gli animali esposti a stress traumatico non mostrano una maggiore reattività dell'ammortizzatore singolo il giorno 3 (Figura 3), che indica che il potenziamento dell'apprendimento è non a causa dello shock singolo essere percepito come più doloroso seguendo precedente esposizione di scossa. Criticamente, animali esposti a stress traumatico mostrano maggiori congelamento sia immediatamente seguito il monoammortizzatore il giorno 3 (Figura 4) e quando tornò al contesto monoammortizzatore il giorno 4 (Figura 5), che indica una risposta di paura avanzata .
Esperimenti precedenti hanno inoltre dimostrato che SEFL produce un maggiore ansia-come il fenotipo, come indicato tramite l'esplorazione in diminuzione durante la prova di campo aperto8. Gli effetti della procedura SEFL sono stati indicati per essere duraturo, che persiste per almeno 90 giorni dopo il trauma, stabilendo ulteriormente la robustezza del modello5. Quindi, SEFL è uno strumento prezioso per sondare i meccanismi biologici di PTSD.
È importante notare che SEFL non è semplicemente a causa della generalizzazione di paura o timore maggiore espressione, poiché l'esperienza traumatica deve precedere il lieve fattore di sforzo per aumentare la paura del contesto accoppiato con il fattore di sforzo lieve5. Ciò preclude l'interpretazione che SEFL deriva dall'espressione di paura avanzata. Inoltre, SEFL non può essere interpretato come generalizzazione della paura dal contesto del trauma a un contesto di romanzo perché risultati precedenti mostrano che estinzione della paura della memoria traumatica non attenua SEFL5,14. Come un segno distintivo del PTSD è resistenza all'estinzione (in forma di terapia di esposizione), questo rafforza ulteriormente il legame tra SEFL e PTSD15. Inoltre, le manipolazioni che producono amnesia della paura condizionata al contesto trauma lasciano SEFL inalterati, ulteriormente indicando che SEFL non è a causa di timore generalizzazione5,10. Infine, mentre esaminiamo in genere maggiore apprendimento contestuale paura, lo stress non segnalato shock migliora anche uditiva paura condizionata. Questi risultati indicano che SEFL è una forma di sensibilizzazione stabile nel timore circuiti di apprendimento.
Mentre SEFL modello è semplice nel design, aspetti del protocollo devono essere rispettate con attenzione per ottenere risultati coerenti. Per esempio, ricercatori dovrebbero fare attenzione ad utilizzare molto differenti metodi di trasporto per contesto A e B di contesto per ridurre la generalizzazione della linea di base. Fallimento di rendere sufficientemente diversi contesti A e B può anche provocare alti livelli di generalizzazione da contesto A contesto b prima della scossa, che complica l'interpretazione dei risultati. Un altro fattore che dovrebbe anche tenere in considerazione è il tempo che gli animali rimangono in contesto B seguendo il monoammortizzatore. La mancata rimozione di animali dal contesto poco dopo il monoammortizzatore può produrre estinzione della paura al contesto B, con conseguente diminuzione congelamento durante la prova di contesto successivo.
Procedura di SEFL può essere adattato a diverse specie, come dimostrato dalla sua capacità di produrre il fenotipo di paura sensibilizzati in entrambi i topi e ratti. È importante notare le piccole differenze nel protocollo tra topi e ratti; ad esempio, topi richiedono un fattore di sforzo delicato leggermente più intenso (uno shock 2-s rispetto a uno shock 1-s in ratti). Questo è necessario tener conto del fatto che i topi mostrano in generale più bassi livelli di congelamento che ratti (vedere la Figura 5). Inoltre, è importante notare che questi protocolli sono stati sviluppati principalmente per lungo Evans ratti e topi C57Bl/6. Mentre la robustezza di questa procedura suggerisce che può essere adattato per diversi ceppi di topi e ratti, è importante considerare le differenze di comportamento tra i ceppi. Ad esempio, topi DBA/2 Visualizza condizionamento alla paura in diminuzione rispetto ai topi C57Bl/6 e possono quindi richiedere una più forte formazione protocollo16. Al contrario, ratti Sprague-Dawley tendono a mostrare livelli elevati di congelamento che ratti lungo Evans e possono richiedere un protocollo di allenamento più debole per evitare effetti di soffitto17. Si consiglia la manipolazione della corrente tra 0,5 e 1,5 mA, come è un modo molto efficace per titolo la forza di condizionamento.
In conclusione, la procedura SEFL produce miglioramenti del comportamento affidabile e di lunga durata nell'apprendimento di paura che cattura le risposte di paura aumentata osservate in pazienti di PTSD. SEFL altera anche altre misure di ansia tra cui comportamento esplorativo in diminuzione nell'espressione del recettore glucocorticoide aumentata nel BLA8, reattività dello startle ha rafforzato e test di campo aperto. Quindi, SEFL può essere potente strumento per la comprensione di alcuni aspetti di questo fenotipo di PTSD.
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Disclosures
Dr. Fanselow è un membro fondatore del Consiglio di Neurovation Labs.
Acknowledgments
Questo lavoro è stato finanziato dal National Institute di salute R01AA026530 (MSF), Staglin Center per cervello e del comportamento di salute (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 e NARSAD 26612 (AKR) e 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 |
References
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- 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).
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