Summary
여기는 외상 후 스트레스 장애, 쥐 및 쥐에서의 전 임상 모델 스트레스 강화 된 공포 (SEFL) 학습 실험을 수행 하는 데 필요한 자세한 방법에 설명 합니다. 모델은 파블로프 두려움 컨디셔닝 및 설치류에서 향상 된 두려움의 색인 어의 측면을 활용 합니다.
Abstract
공포 행동 생존을 위해 중요 하지만 두려움의 어울리지 않게 높은 수준의 외상후 스트레스 장애 (PTSD) 등 정신 장애 개발에 대 한 취약점을 증가 시킬 수 있습니다. PTSD에 두려움 dysregulation의 생물 학적 메커니즘을 이해 하는 장애의 유효한 동물 모델에서 시작 하 중요 하다. 이 프로토콜 쥐 및 쥐에 PTSD의 전 임상 모델 스트레스 강화 된 공포 (SEFL) 학습 실험을 수행 하는 데 필요한 방법론을 설명 합니다. SEFL은 PTSD, 급성 스트레스에 의해 발생 하는 공포 학습의 장기 민감성 등의 중요 한 측면을 정리에 개발 되었다. 파블로프의 SEFL 사용 측면 컨디셔닝 두려워 하지만 고유 하 고 강력한 민감하게 공포 응답 정상 조건부 공포 응답 보다 훨씬 더 큰 생산. 외상 절차 포함 컨디셔닝 챔버에 쥐를 배치 하 고 관리 15 있으면된 충격을 무작위로 배포 하는 90 분 이상 (쥐 실험, 마우스 실험 10 있으면 충격 무작위로 배포 60 분 이상 사용) . 하루에 2, 설치류에에서 배치 됩니다 컨텍스트 컨디셔닝 소설 어디 그들이 받을 단일 충격; 다음, 하루에 3 주 2에서와 같은 맥락에서 다시 배치 되며 수준에 변화에 대 한 테스트 됩니다. 설치류 이전 외상 디스플레이 받은 첫 날에 더 충격을 받은 그에 비해 시험 당일에 동결의 수준을 향상. 따라서,이 모델 단일 높은 스트레스 경험 (외상) 외상 성 이벤트와 연결 된 자극의 극단적인 공포를 생성 합니다.
Introduction
두려움은 생존, 인식 하 고 위협에 대처 하는 개인 설정에 대 한 중요 한 동작입니다. 그러나, 과장 된 공포 응답 정신 장애 외상후 스트레스 장애 (PTSD) 등의 발전에 기여할 수 있다. PTSD의 1 개의 특징은 가벼운 스트레스, 특히 그의 원래 외상, 그리고 새로운 공포1,2를 개발 하는 경향이 연상에 대 한 과장 된 응답입니다. 실험실에서 두려움은 종종 인간과 설치류3,4에서 두려움의 안정적이 고 ethologically 유효한 인덱스는 동작 동결을 통해 측정 됩니다. PTSD의 공포와 향상 된 공포 식 dysregulation 포함 알려져 있다, 하는 동안 안정적으로 상대적으로 무해 한 자극에이 증강된 공포 응답을 캡처하는 PTSD의 강력한 동물 모델의 부족이 이다.
이 프로토콜 쥐 및 쥐에, PTSD의 안정적이 고 강력한 전 임상 모델 스트레스 강화 된 공포 (SEFL) 학습 실험을 수행 하는 데 필요한 구체적인된 방법론을 제공 합니다. SEFL은 파블로프 두려움 컨디셔닝, 아직 그것은 정상적인 두려움 컨디셔닝에서 명백한 응답을 생성 하 고 다음 외상 스트레스 PTSD 환자5,6에서 관찰 된 두려움을이의 측면을 활용 합니다. 이 모델에서 단일 높은 스트레스 경험 (외상으로 여기 라고) 지속적인 행동 변화를 리드, 자극의 극단적인 두려움을 포함 한 외상 이벤트와 연결 된, 불안, 놀라게 반응성을 증가 증가 변경 glucocorticoid 신호7,8. SEFL의 주요 특징은 뚜렷한 맥락에서 외상 성 스트레스 (있으면된 충격의 시리즈)에 다음 노출 동물 보여 가벼운 스트레스에 과장 된 공포 반응 (예., 단일 충격) 다른 문맥에서. 중요 한 것은, SEFL 효과 소설 컨텍스트 또는 증가 충격 감도5외상 컨텍스트에서 일반화 때문 아니다. 우리의 모델에서 우리는 의도적으로 개별 전송, 냄새 및 그리드 바닥 패턴 등 새로운 컨텍스트를 모든 일반화를 저해 하는 절차를 이용 한다. 따라서, 정상적인 두려움 컨디셔닝, 달리 SEFL 어울리지 않게 충격적인 경험와 직접 관련 된 환경 신호에 관련 된 새로운 공포 학습에 이르게 비연관 과정 이다. 광범위 한 작업 표시 쥐 (또는 쥐에서 10 예측할 수 없는 충격을 포함 하는 단일 60 분 세션)에서 15 예측할 수 없는 충격을 포함 하는 단일 90 분 세션 증가 불안 함께 두려움 컨디셔닝의 오랫동안 민감 화를 유도 하 고 dysregulation 기저 corticosterone의 circadian 리듬입니다. 반면, 단일 사전 노출 footshock 생성 하지 않습니다 SEFL9. 또한, SEFL 쥐 및 쥐에서 안정적으로 이용하실 수 있습니다.
따라서, PTSD의 SEFL 모델 PTSD 이상에 관련 된 생물 학적 메커니즘을 프로 빙을 위한 강력한 도구입니다. SEFL 사용 하 여, 연구원은 외상에 노출 미래의 두려움 학습에 영향을 미칠 수 어떻게 확인할 수 있습니다. 또한,이 모델 PTSD에 관측 된 향상 된 공포 식 조절에 관련 되어있을 수 있습니다 특정 세포 및 분자 메커니즘을 조사를 위해 유용할 수 있습니다.
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Protocol
1입니다. 과목
- 쥐
- 주문 약 90 일 이전 및 단일 보관 표준 쥐 감 금 소에 있을 때 도착 하 쥐.
참고: 단일 하우징이 좋습니다 그룹 주택 생산 다양성 때문에 특히 스트레스 노출 다음 홈 장에 동물 간의 상호 작용으로. 남성 및 여성 쥐에, 긴 에반스와 Sprague Dawley 쥐, 및 쥐 19 일7,10어린 SEFL 증명 되었습니다. - 무작위로 두 개 이상 조건에 동물을 할당: 외상 (n = 8) 아무 외상 (n = 8) (참조 Rau 외. 5 추가적인 제어 조건에 대 한).
- 주문 약 90 일 이전 및 단일 보관 표준 쥐 감 금 소에 있을 때 도착 하 쥐.
- 마우스
- 쥐 때 약 60 일 이전 및 단일 보관 표준 마우스 케이지 들은 도착 주문. 단일 집 실험 기간 내내 뿐만 아니라 외상 전에 적어도 4 주 동안 쥐.
- 무작위로 두 개 이상 조건에 동물을 할당: 외상 (n = 8) 아무 외상 (n = 8).
2. 장비 설치
- A 문맥과 두려움 컨디셔닝 챔버의 두 번째 집합 컨텍스트 B 역할을 역할을 한 세트 두려움 컨디셔닝 챔버의 설정 ( 자료 표참조). 외부 잡음의 침입을 방지 하기 위해 소리 약하게 칸막이 안에서 각 두려움 컨디셔닝 챔버를 배치 ( 자료 표참조).
- (예: 오버 헤드 백악관 빛) 가시광선으로 챔버를 조명 하는 방법 컨텍스트 ( 자료 표참조)를 제공 하는 챔버에 존재 있는지 확인 합니다.
- 다른 솔루션은 각 동물 사이 챔버를 청소 하 고 각 챔버에 대 한 다른 냄새를 제공할 수 있도록 (예., 청소 솔루션 및 1% 초 산 희석).
참고: 중요 한 동물에서 생성 된 냄새 제거11수 이다. - 두 컨텍스트 내부 레이아웃을 차별화 하는 데 컨텍스트 b에서 플라스틱 삽입을 배치 합니다. 검은 유리 야 삼각형 삽입 것이 좋습니다. 또는 흰색 플라스틱 시트를 사용 하 여 곡선된 뒤 벽을 만들 ( 자료 표참조).
- 컨디셔닝 챔버 footshock 배달, 컨텍스트 ( 자료 표참조) 사이 바닥 텍스처를 차별화 하는 데 각 컨텍스트에 대 한 다른 그리드 패턴을 사용 하 여 각 두려움에 표 층을 배치 합니다.
참고: 평면 격자 (모든 바 단일 평면에 배열)를 포함 하는 충분히 고유한 그리드 패턴 격자 (바 두 오프셋된 수평 평면에 배열), 정열 하 고 번갈아 격자 (바 단일 평면에만의 다양 한 배열 직경)입니다. - 배설물을 수집 하 각 표 층 아래 깨끗 한 금속 냄비를 놓습니다. 팬 청소 솔루션 향기 ( 자료 표참조).
- 각 컨텍스트에 대 한 정확한 타이밍 및 footshock 납품의 진폭을 제공 합니다.
- 충격 생성기 및 변환기 footshock 배달에 대 한 각 격자 층을 1 mA 또는 낮은 진폭 충격을 전달할 수 있는 연결 ( 자료 표참조).
참고: 충격 발전기와 기 챔버를 약하게 하는 소리에 구멍을 통해 표 층에 발전기 및 변환기 연결 케이블로 챔버, 약하게 하는 소리 이외에 거주 해야 합니다. 이 씹는, 솔루션, 기타 등등때문에 손상이 되지 것입니다. - 멀티 미터를 사용 하 여 표 층의 다른 바에 각 프로브를 배치 하 고 원하는 충격 진폭 ( 자료 표참조)을 생산 하는를 확인 하 여 충격 생성기에 의해 전달 되 고 현재 테스트.
- 타이밍 및 충격 전달 (예: 컴퓨터 소프트웨어)의 진폭을 제어 하기 위한 방법 제공 ( 자료 테이블참조) 인지 확인 합니다.
- 충격 생성기 및 변환기 footshock 배달에 대 한 각 격자 층을 1 mA 또는 낮은 진폭 충격을 전달할 수 있는 연결 ( 자료 표참조).
- 비디오-녹음 각 동물 실험 각 세션에 대 한 방법 제공 ( 자료 테이블참조) 인지 확인 합니다.
참고: 그것은 모두 1) 때 약 실 보이는 빛에 의해 조명 되 고 2) 때 약 실 어두운 기록 하는 데 필요한 것입니다. 후자 중 나이트 비전 카메라를 사용 하 여 또는 계몽 및 적외선 또는 근 적외선 빛을 사용 하 여 어두운된 약 실 기록 수행할 수 있습니다. - 컨텍스트 b는 물고기에서 동물을 수송 하는 독특한 방법을 더 두 컨텍스트를 차별화 하는 데 사용할 수 있는지 확인 합니다.
참고: 검은 플라스틱 욕조 (38 x 30 x 24 cm) 같은 방법으로 분할 하는 동안 4 개의 구획 또는 깨끗 한 빈 새 장을 성공적으로 사용 되었습니다, 그리고 분명히 다른 홈 케이지 다른 전송 상자 사용할 수 있습니다.
3. SEFL 쥐와 쥐에 대 한 절차
- 부드럽게는 homecage에서 그들을 제거 하는 것을 누른 SEFL 절차를 시작 하기 전에 적어도 7 일 동안 60-90 초에 대 한 각 모든 설치류를 매일 처리 합니다.
- SEFL 절차의 주 1, 컨텍스트 A에서에서 주제 그들은 외상 성 스트레스를 받을 것 이다 장소.
- 표 층의 1 세트를 가진 컨텍스트 A 설정 (예., 평면 격자) 가시광선으로 챔버를 조명 하는 고.
- 멀티 미터를 사용 하 여 표 층의 다른 바에 각 프로브를 배치 하 고 원하는 충격 진폭 생산 확인 하 여 충격 생성기에 의해 전달 되 고 현재 테스트.
참고: 손상 또는 막대의 부식 약하거나 고르지 못한 충격 배달 될 수 있습니다. 벽을 따라 표 감동 소변 등 액체 수 있습니다 또한 저하 충격 전달. - 챔버 벽과 문을 닦 고 하나의 솔루션으로 표 층 아래 팬 스프레이 (예., 청소 해결책 희석).
참고: 이것은 이전 동물에서 냄새를 제거 하는 데 필요한입니다. - 자신의 집 새에 실험 룸에는 물고기에서 전송 동물 공포 컨디셔닝 챔버로 개별적으로 카트 및 장소에 배치합니다. 만 하나를 라운드의 (두려움 컨디셔닝 챔버의 수에 의해 결정) 하는 동물 실험을 한 번에.
참고: 피하기 위해 혼동 한다 때문에 순서 또는 타이밍, 각 라운드 외상 및 외상 조건 없는 동물을 포함 해야 합니다. - 쥐 실험을를 사용 하 여 충격 생성기 및 기 90 분 동안 무작위로 제시 15 1-s, 1 footshocks 제공 (ISI를 평균 6 분 =) 외상 조건 과목을 포함 하는 챔버의 그리드 바 통해. 충격 전달 없이 90 분 동안 아무 외상 컨트롤 같은 맥락을 노출 합니다.
- 마우스 실험을를 사용 하 여 충격 생성기 및 기 무작위로 제시 60 분 이상 10 1-s, 1 footshocks 제공 (ISI를 평균 6 분 =) 외상 조건 과목을 포함 하는 챔버의 표 층을 통해. 충격 전달 없이 60 분 동안 아무 외상 컨트롤 같은 맥락을 노출 합니다.
- 90 분 (쥐 실험) 또는 60 분 (마우스 실험), 후 그들의 homecages에 모든 동물을 반환 하 고 신속 하 게는 물고기를 반환 합니다.
- 원하는 경우 SEFL 절차의 주 2, 외상 컨텍스트에 두려움을 평가 합니다.
- 컨텍스트 A 주 1으로 설정 합니다.
- 1 일에 자신의 집 새에 실험을 동물을 전송 합니다.
- 장소 동물 충격 전달 및 비디오 없이 8 분에 대 한 컨텍스트 A에서에서 전체 세션 동안 동작을 기록합니다.
- 8 분 후, 그들의 homecages에 모든 동물을 반환 하 고 신속 하 게는 물고기를 반환 합니다.
- 3 일 SEFL 절차에 노출 컨텍스트 b에서 가벼운 스트레스에 모든 과목
참고:이 절차 발생할 수 있습니다 어디서 나 24 시간에서9외상 성 스트레스 후 90 일.- 컨텍스트 A에서에서 사용 된 그들에서 그리드 바닥의 다른 세트와 함께 컨텍스트 B 설정 (예: 교체 또는 비틀 거리 며 표 층)과 삼각형 또는 흰색 검정 곡선 유리 야 삽입. 가시 광선;와 실 비 추지 마십시오 비록, 적외선 또는 근 적외선 빛은 필요한 만큼 사용할 수 있습니다.
- 멀티 미터를 사용 하 여 표 층의 다른 바에 각 프로브를 배치 하 고 원하는 충격 진폭 생산 확인 하 여 충격 생성기에 의해 전달 되 고 현재 테스트. 멀티 미터를 사용 하 여 표 층의 다른 바에 각 프로브를 배치 하 고 원하는 충격 진폭 생산 확인 하 여 충격 생성기에 의해 전달 되 고 현재 테스트.
참고: 손상 또는 막대의 부식 약하거나 고르지 못한 충격 배달 될 수 있습니다. 벽을 따라 표 감동 소변 등 액체 수 있습니다 또한 저하 충격 전달. - 약 실 아래 닦 고 A 컨텍스트에서 사용 되지 솔루션 그리드 바닥 아래 팬 스프레이 (예., 1% 아세트산).
- 방법은 다른 방법에서 실험 방으로 물고기에서 전송 동물 컨텍스트는 (예를 들어, 검은 플라스틱 욕조) 사용 되 고 공포 컨디셔닝 챔버로 개별적으로 그들을 배치. 만 하나를 라운드의 가치 (두려움 컨디셔닝 챔버의 수에 의해 결정) 한 번에 실험 룸에 동물의.
- 세션 동안 가벼운 스트레스 (아래 설명 참조)와 동결 영상 기록 및 활동에 모든 동물을 노출 합니다.
- 180-s 초기 기간 후에 모든 동물을 단일 1-s, 1 footshock (쥐) 또는 단일 2-s, 1 footshock (마우스)을 제공 합니다.
참고: 확인을 180의 초기 기간 동안 동결 초과할 수 없는 512합니다. - 충격 전달 후 30 초 모든 동물을 제거 하 고 물고기를 신속 하 게 반환 합니다.
- 180-s 초기 기간 후에 모든 동물을 단일 1-s, 1 footshock (쥐) 또는 단일 2-s, 1 footshock (마우스)을 제공 합니다.
- SEFL 절차의 4 일에 공포는 가벼운 스트레스 상황을 테스트 합니다.
- 3 일에 컨텍스트 B에 설정 합니다.
- 3 일에 동일한 전송 실험 룸에는 물고기에서 동물 교통.
- 충격 전달 및 비디오 기록 세션에 걸쳐 동결 없이 8 분에 대 한 컨텍스트 b에서 동물 장소.
- 8 분 후에 모든 동물을 제거 하 고는 물고기를 즉시 반환 합니다.
4. 데이터 분석
- 사용 하 여 기록 된 실험 세션 동안 측정 두려움을 제외 하 고 모든 운동의 부족으로는 호흡에 필요한 정의 냉동.
참고: 동결 눈 먼 인간의 득점에 의해 가장 정확 하 게 득점 하지만 몇 가지 자동화 된 프로그램이 잘 수행 하는. 그러나, 모든 자동화 시스템 정확한13될 인간 관찰자를 보정 해야 합니다.- 손으로 고정 점수, 실험 조건에 눈 먼 한 실험 주제를 관심3의 기간에 걸쳐 4 초 마다 관찰. 각 관찰에서 "동결" 또는 "고정 되지"으로 주제를 분류 합니다. % 시간 동결을 결정 하는 관측의 총 수를 동결 관측값 수를 비교 합니다.
- 동결 점수 자동된 비디오 분석을 사용 하려면 먼저 자동된 분석에서 실질적으로 다른 냉동 점수 정확 하지 않은 결과가 발생할 수 있습니다으로 자동된 비디오 분석 결과 손 점수에서 얻은 결과 일치 하는지 확인 합니다.
참고: 쥐 또는 적 충격 마우스 표시 한다 높은 값 가난한 캘리브레이션 장비를 제안 하는 동안 사이 0과 5% 동결
- 관심 (아래 설명 참조)의 기간 동안 두려움을 측정 하기 위해 위에서 설명한 방법을 사용 합니다.
- % 시간 주 2 전체 8 분 테스트 세션에서 동결로 외상 컨텍스트에 두려움을 측정 합니다.
- % 시간 충격 배달 전에 3 일에 컨텍스트 b에서 3 분 기준 기간 동안 동결로 가벼운 스트레스 컨텍스트에 외상 컨텍스트에서 두려움의 일반화를 측정 합니다.
참고: SEFL에 대 한 그것은 상당한 일반화 하지 않다 그래야 충분히 컨텍스트를 차별화 하는 것이 중요입니다. - 공포 직후 충격 하루 3% 시간 충격 뒤에 30 s 동안 동결로 측정 합니다.
- 전체 8 분 테스트 세션 4 일에 걸쳐 시간을 보낸된 비율으로 가벼운 스트레스 상황에 두려움을 측정 합니다.
- 금액, 또는 중 고 즉시 다음 3 일에 충격 3-s 기간 동안 운동의 속도 의해 충격 반응성을 측정 합니다.
참고: ANOVAs는 것이 좋습니다 모든 데이터 분석을 위해 추가 그룹으로 (예., 약물 치료) 필요에 따라 추가할 수 있습니다.
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Representative Results
주 2 외상 컨텍스트 테스트의 결과 그림 1에 표시 됩니다. 외상 조건에 동물 A 아무 외상 컨트롤에 비해 외상 컨텍스트를 두려움의 인수를 나타내는 컨텍스트에서 동결의 상당히 높은 수준의 보여주었다 [쥐: F(1,17) = 23.58, p < 0.01; 쥐: F(1,14) = 666.50, p < 0.0001]입니다. 3 일에 새로운 맥락에서 단일 충격은 그림 2에 표시 하기 전에 초기 계획 기간 동안 동결. 외상 및 아무 외상 동물 보여 서로 다른 하지 않은 최소한의 동결 레벨 [쥐: F(1,17) = 3.14, p > 0.05; 쥐: F(1,14) 1.70, p > 0.05 =]. 이것은 컨텍스트 A와 B는 외상 동물 소설 컨텍스트에 외상 컨텍스트에서 일반화 하지 않았다 충분히 별개 했다 보여줍니다. 3 일에 단일 충격 반응성은 그림 3에 표시 됩니다. 외상 동물 아무 외상 컨트롤에 비해 낮은 충격 반응성을 보여주었다 [쥐: F(1,17) = 3.59, p = 0.07; 쥐: F(1,14) 6.53, p < 0.05 =]. 이 외상 동물에서 관찰 된 공포 학습 때문에 충격에 응답 속도 증가 하지 임을 나타냅니다. 3 일에 단일 충격 직후 30 s 동안 어는 그림 4에 표시 됩니다. 외상 동물 보여 아무 외상 컨트롤, 나타내는 직후 가벼운 스트레스 외상 성 스트레스 증가 공포에 노출에 비해 큰 동결 [쥐: F(1,17) = 7.29, p < 0.05; 쥐: F(1,14) = 6.10, p < 0.05]입니다. SEFL 모델의 중요 한 시험 날 4 (그림 5)에 맞는 테스트가입니다. 이 테스트 동안 외상 동물 보여 아무 외상 컨트롤, 나타내는 후속 가벼운 스트레스 학습 향상 된 외상 성 스트레스 두려움에 노출에 비해 상당히 높은 동결 [쥐: F(1,17) = 14.06, p < 0.01; 마우스: F(1,14) 12.05, p < 0.01 =].
그림 1: 하루에 2 A 컨텍스트에서 동결. (외상 상태에서 쥐 A)는 외상 조건 없음 (p < 0.01)에 쥐 보다 동결 높은 보여주었다. (B) 마우스 외상 조건에는 외상 조건 없음 (p < 0.0001)에 쥐 보다 동결 높은 보여주었다. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 초기 3 일에 컨텍스트 b에서 동결. (A) 외상에 조건과 낮은 동결 전시 1 충격 (p > 0.05) 전에 초기 기간 동안 서로 크게 다른 했다 아무 외상의 쥐 (B) 마우스 외상 및 외상 조건이 낮은 동결 전시 그리고 1 충격 (p > 0.05) 전에 초기 기간 동안 서로 크게 다른 했다. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 외상 감소 충격 반응 3 일에. (A) 외상 상태에서 쥐 보였다 동안 감소 운동 및 외상 조건 없음에 쥐에 비해 단일 충격 직후 경향 (p = 0.07). (B) 마우스 동안 감소 운동 했다 외상 조건에 단일 충격 직후 아무 외상 조건 (p < 0.05)에서 마우스에 비해. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 외상 생산 향상 된 어 3 일에 단일 충격 직후. (A) 쥐 외상 조건에 얼어 아무 외상 그룹 (p < 0.05)에 비해 크게 향상 된 보여주었다. (B) 마우스 외상 상태에서 얼어 아무 외상 그룹 (p < 0.05)에 비해 크게 향상 된 보여주었다. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5: 외상 생성 컨텍스트 b 4 일에 향상 된 동결. (A) 쥐 외상 조건에 얼어 아무 외상 그룹 (p < 0.01)에 비해 크게 향상 된 보여주었다. (B) 마우스 외상 상태에서 얼어 아무 외상 그룹 (p < 0.01)에 비해 크게 향상 된 보여주었다. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
SEFL 쥐 및 쥐에 지 수를 민감하게 공포 응답 PTSD의 특성을 연구 하는 데 사용할 수 있습니다 PTSD의 강력한 행동 모델 이다. 외상 후 스트레스, 다음 설치류 증가 공포 응답 분명히 다른 컨텍스트에서 이전 외상 경험의 알리미로 제공 하는 가벼운 스트레스와 결합 한 후에 표시. 외상 성 스트레스에 따라 설치류 당연히 두려움 주 2, 외상 성 스트레스는 그대로 그 메모리를 나타내는 (그림 1)에 외상 성 스트레스 상황에 반환의 높은 레벨을 표시 합니다. 그러나, 그들은 3 일 (그림 2)에 3 분 기준 기간 동안 최소한의 동결에 의해 표시 된 대로 새로운 컨텍스트를 외상 성 스트레스 상황에서 최소한의 공포 일반화를 보여줍니다. 이 소설이 컨텍스트에 모든 학습 향상 외상 컨텍스트에서 일반화 때문에 단순히 하지 임을 나타냅니다. 또한, 동물 외상 성 스트레스에 노출 증가 반응 그 학습 향상 단일 충격 때문으로 인식 되고있다 더 고통 스러운 다음 이전 나타내는 (그림 3), 3 일에 단일 충격에 표시 되지 않습니다. 충격 노출입니다. 비판적, 동물 외상 성 스트레스에 노출 증가 동결 즉시 3 일 (그림 4)에 단일 충격에 따라와 주 4 (그림 5)에 단일 충격 상황에 반환, 향상 된 공포 응답을 나타내는 표시 .
이전 실험 또한 나타났습니다 SEFL 향상 된 불안 같은 표현 형, 생산 감소 탐사 열기 필드 테스트8동안에 표시 된 대로. SEFL 절차의 효과 오랫동안, 외상, 추가5모델 견고성을 수립 후 적어도 90 일 동안 지속 되도록 표시 되었습니다. 따라서, SEFL PTSD의 생물 학적 메커니즘을 조사 하기 위한 유용한 도구입니다.
SEFL는 두려움 일반화 또는 증가 공포 식 때문에 단순히 충격적인 경험 가벼운 스트레스5와 맥락의 공포를 증가 하는 가벼운 스트레스 전에 야 합니다 때문에 중요 하다. 이 해석을 SEFL 향상 된 공포 식에서 파생 된 걸로 하겠습니다. 또한, SEFL 소설 컨텍스트에 외상 컨텍스트에서 공포의 일반화 이전 결과 외상 메모리의 두려움의 그 멸종 때문에 않습니다 완화 하지 SEFL5,14로 해석 될 수 없습니다. PTSD의 특징 (노출 치료의 형태로) 멸종에 저항으로,이 더 SEFL PTSD15사이의 링크를 강화 한다. 또한, 외상 컨텍스트에 두려움 컨디셔닝의 기억 상 실증을 생성 하는 조작을 떠나 SEFL 영향을 받지, 추가 나타내는 SEFL 하지 공포 일반화5,10인. 마지막으로, 우리는 일반적으로 컨텍스트 두려움의 향상 된 학습 검사, 하는 동안 있으면된 충격 스트레스 또한 청각 두려움 컨디셔닝을 향상 시킵니다. 이러한 연구 결과 SEFL 회로 학습 하는 두려움에 안정적인 민감성의 형태로 나타냅니다.
SEFL 모델은 디자인에서 간단한, 프로토콜의 측면 신중 하 게 일관 된 결과 대 한 준수 해야 합니다. 예를 들어, 연구자는 기준선 일반화를 줄이기 위해 A 문맥과 문맥 B에 대 한 전송의 매우 다른 방법을 사용 하는 주의 해야한다. 충분히 다른 컨텍스트 A와 B를 만들기 위해 실패 또한 복잡 하 게 하는 결과의 해석, 충격 이전 컨텍스트 b A 컨텍스트에서 일반화의 높은 수준에서 발생할 수 있습니다. 또 다른 요인은 또한 고려 사항으로가지고 야 한다 동물 컨텍스트 B 단일 충격 다음에 남아 있는 시간입니다. 단일 충격 직후 맥락에서 동물을 제거 하려면 실패 컨텍스트 b, 후속 컨텍스트 테스트 기간 동안 동결 감소의 결과로 두려움의 멸종을 생성할 수 있습니다.
쥐와 쥐에 민감하게 두려움 표현 형을 생산 하는 능력에 의해 같이 SEFL 프로시저 여러 종에 적용할 수 있습니다. 그것은 약간의 차이 프로토콜 쥐 및 쥐; 예를 들어 마우스 필요 약간 더 강렬한 가벼운 스트레스 (쥐에서 1의 충격에 비해 2-s 충격). 이것은 마우스 일반적 쥐 ( 그림 5참조) 보다 낮은 동결 레벨을 표시 하는 사실에 대 한 계정을 하는 데 필요한. 또한, 그것은 중요 이러한 프로토콜 긴 에반스 쥐 및 C57Bl/6 마우스 개발 되었다입니다. 이 절차의 견고성 쥐 및 쥐의 다른 긴장에 대 한 적응 될 수 있는, 제안 하는 동안 그것은 긴장의 행동 차이 고려 하는 것이 중요. 예를 들어 DBA/2 마우스 C57Bl/6 마우스에 비해 감소 두려움 컨디셔닝 표시 하 고 따라서 강한 훈련 프로토콜16필요할 수 있습니다. 대조적으로, Sprague-Dawley 쥐 긴 에반스 쥐 보다 높은 동결 레벨을 표시 하는 경향이 고 약한 훈련 프로토콜 천장 효과17을 방지 하기 위해 필요할 수 있습니다. 그것은 적정 조절의 강도 매우 효과적인 방법으로 0.5 및 1.5 mA 사이 현재의 조작 하는 것이 좋습니다.
결론적으로, SEFL 절차를 PTSD 환자에서 관찰 증가 공포 응답 두려움 학습에 안정적이 고 지속적인 행동 향상을 생성 합니다. SEFL 또한 오픈 필드 테스트, potentiated 놀라게 반응성, 그리고 즐8에 증가 glucocorticoid 수용 체 식 감소 예비 동작을 포함 하는 불안의 다른 측정을 변경 합니다. 따라서, SEFL이 PTSD 표현 형의 특정 측면을 이해 하기 위한 강력한 도구를 수 있습니다.
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Disclosures
박사 Fanselow Neurovation 연구소의 창립 이사회 회원입니다.
Acknowledgments
이 작품에 의해 국립 연구소의 건강 R01AA026530 (MSF), 두뇌 및 행동 건강 (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 및 NARSAD 26612 (AKR), NSF DGE-1650604 (SG) Staglin 센터 투자 되었다.
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
- 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).
- 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).
- 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).
- Fanselow, M. S. What is Conditioned Fear? Trends in Neurosciences. 7, 460-462 (1984).
- 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).
- Perusini, J. N., Fanselow, M. S. Neurobehavioral perspectives on the distinction between fear and anxiety. Learning and Memory. 22 (9), 417-425 (2015).
- 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).
- Perusini, J. N., et al. Induction and Expression of Fear Sensitization Caused by Acute Traumatic Stress. Neuropsychopharmacology. 41 (1), 45-57 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Craske, M. G., et al. Optimizing inhibitory learning during exposure therapy. Behaviour Research and Therapy. 46 (1), 5-27 (2008).
- 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).
- 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).
