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-forbedret frykt læring, en Robust gnager modell av posttraumatisk stresslidelse

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 detaljerte metodikken må utføre stress forbedret frykt læring (SEFL) eksperimenter, en prekliniske modell av posttraumatisk stresslidelse, både rotter og mus. Modellen benytter aspekter av Pavlovian frykt condition og frysing som en indeks av forbedret frykt i gnagere.

Abstract

Frykt atferd er viktig for overlevelse, men uforholdsmessig høye nivåer av frykt kan øke sikkerhetsproblemet for å utvikle psykiske lidelser som post-traumatisk stresslidelse (PTSD). For å forstå de biologiske mekanismene av frykt feilregulering i PTSD, er det viktig å starte med en gyldig dyr modell av uorden. Denne protokollen beskriver metodene som kreves for å utføre stress forbedret frykt læring (SEFL) eksperimenter, en prekliniske modell av PTSD, både rotter og mus. SEFL ble utviklet recapitulate kritiske aspekter av PTSD, inkludert langsiktige sensibilisering frykt læring forårsaket av en akutt stressor. SEFL bruker aspekter av Pavlovian frykt condition, men gir en tydelig og robust sensibilisert angst respons langt større enn vanlig betinget frykt svar. Traumer prosedyren innebærer å plassere en gnager i en condition kammer og administrere 15 unsignaled sjokk tilfeldig fordelt over 90 minutter (for rotte eksperimenter, for musen eksperimenter, 10 unsignaled sjokk tilfeldig fordelt over 60 minutter brukes) . På dag 2, er gnagere plassert i en roman condition konteksten der de får et enkelt sjokk; 3 de er så på dag plassert tilbake i samme kontekst som på dag 2 og testet for endringer i iskaldt nivåer. Gnagere som fikk traumer skjermen forbedret nivåer av frysing test dag sammenlignet med de som fikk ingen sjokk på den første dagen. Dermed, med denne modellen, en enkelt svært stressende opplevelse (traumer) gir ekstrem frykt for stimuli forbundet med traumatisk hendelse.

Introduction

Frykt er en kritisk atferd for å overleve, slik at enkeltpersoner å gjenkjenne og reagere på trusler. Imidlertid kan overdrevet frykt svar bidra til utviklingen av psykiske lidelser som post-traumatisk stresslidelse (PTSD). En karakteristikk av PTSD er en overdrevet svar på milde stressorer, spesielt de som minner om den opprinnelige traumaet, og en tendens til å utvikle nye frykt1,2. I laboratoriet måles ofte frykt gjennom frysing atferd, som er en pålitelig og ethologically gyldig indeks av frykt i mennesker og gnagere3,4. Mens det er kjent at PTSD innebærer feilregulering av frykt og forbedret frykt uttrykk, er det mangel på robuste dyr modeller av PTSD som pålitelig fange dette utvidet frykt svaret til en relativt harmløse stimulans.

Denne protokollen gir detaljert metodikken må utføre stress forbedret frykt læring (SEFL) eksperimenter, en driftssikker og robust prekliniske modell av PTSD, både rotter og mus. SEFL benytter aspekter Pavlovian frykt condition, men det produserer forskjellige svar fra normal frykt condition og viser forbedret frykt følgende traumatisk stress observert i PTSD pasienter5,6. I denne modellen en enkelt svært stressende opplevelse (omtalt her som traumer) fører til varige atferdsendringer, inkludert ekstreme frykt stimuli forbundet med traumatisk hendelse, økt angst, økt skremmeeffekt reaktivitet og endret glukokortikoid signalering7,8. De viktigste funksjonen av SEFL er at følgende eksponering for en traumatisk stressor (en serie av unsignaled sjokk) i ulike sammenheng dyr viser en overdrevet frykt respons til en mild stressor (f.eks., et enkelt sjokk) i en annen sammenheng. Viktigere, er SEFL effekten ikke på grunn av utbredte fra traumer konteksten til romanen sammenheng eller økt sjokk følsomhet5. I vår modell bruke vi målbevisst prosedyrer som reduserer noen generalisering for en ny kontekst som distinkte transport, lukt og rutenett gulvet mønster. Derfor, i motsetning til normal frykt condition, SEFL er en ikke-tilknyttet prosessen som fører til en ny frykt-læring som er uforholdsmessig knyttet til miljømessige stikkordene ikke direkte knyttet til traumatisk opplevelse. Omfattende arbeid viser at en enkelt 90-minutters økt med 15 uforutsigbare støt i rotter (eller en enkelt 60-minutters økt med 10 uforutsigbare støt i mus) induserer en langvarig sensibilisering frykt condition sammen med økt angst og feilregulering i biologiske rytmen av basale corticosterone. I kontrast, pre-eksponering til en enkelt footshock produserer ikke SEFL9. Videre kan SEFL benyttes pålitelig i både rotter og mus.

Derfor er SEFL modell av PTSD et kraftig verktøy for undersøkelser de biologiske mekanismene som er involvert i PTSD patofysiologi. Bruker SEFL, kan forskere undersøke hvordan eksponering for en traume kan påvirke fremtidige frykt læring. I tillegg kan denne modellen være nyttig for å undersøke bestemte cellulære og molekylære mekanismer som kan være involvert i regulering forbedret frykt uttrykk som observert i PTSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. fag

  1. Rotter
    1. Bestille rotter å ankomme når de er ca 90 dager gammel og enkelt plassert i standard rotte bur.
      Merk: Én bolig rådet, som gruppe bolig produserer variasjon på grunn av interaksjon mellom dyr i hjemmet buret, spesielt etter stress eksponering. SEFL har blitt demonstrert i mannlig og kvinner rotter, lang-Evans og Sprague Dawley rotter og i rotter så unge som 19 dager gammel7,10.
    2. Tilfeldig tilordne dyr minst to forhold: traumer (n = 8) og ingen traumer (n = 8) (se Rau et al. 5 for ekstra kontroll forhold).
  2. Mus
    1. Bestille mus å ankomme når de er ca 60 dager gamle og enkelt plassert i standardmus bur. Single-huset musene i minst 4 uker før traumer så vel som gjennom hele eksperimentet.
    2. Tilfeldig tilordne dyr minst to forhold: traumer (n = 8) og ingen traumer (n = 8).

2. utstyr oppsett

  1. Definere ett sett av frykt condition kamre som kontekst A og et annet sett av frykt condition kamre som sammenheng B (se Materialer tabell). Plasser hvert frykt condition kammer inne en lyd-demping bås å forhindre inntrenging utenfor støy (se Materialer tabell).
    1. Kontroller at det finnes en metode for å belyse kamrene med synlig lys (som en hvit overhead hus lys) i kamrene serverer kontekst en (se Materialer tabell).
    2. Sikre at ulike løsninger er tilgjengelige å rengjøre kamrene mellom hvert dyr og gi forskjellige lukter for hvert kammer (f.eks., utvannet rensning løsning og 1% eddiksyre).
      Merk: Det er viktig at dyr-generert lukt være eliminert11.
    3. Plass plast innsettinger i sammenheng B å skille interne oppsettet to kontekster. En svart plexiglass trekantet setter anbefales. Alternativt bruke hvit plast ark til å opprette en buet bakveggen (se Materialer tabell).
    4. Plass rutenettet gulv i hver frykt condition kammer for footshock levering, bruker forskjellige rutestruktur for hver sammenheng for å skille gulvet tekstur mellom sammenhenger (se Materialer tabell).
      Merk: Tilstrekkelig tydelig rutenett mønstre inkluderer flat rutenett (alle barer ordnet i en enkelt horisontalplanet), sjanglet rutenett (barer ordnet i to offset horisontale plan) og vekslende rutenett (barer arrangert i en enkelt horisontalplanet men av varierende diameter).
    5. Plass rent metall panner under hver rutenett gulvet å samle avføring. Duft panner med rengjøringsmiddel (se Materialer tabell).
  2. Gir nøyaktig timing og amplituden til footshock levering for hver kontekst.
    1. Koble en støt generator og scrambler kan levere 1 mA eller lavere amplituden støt hver rutenett gulvet for footshock levering (se Materialer tabell).
      Merk: Sjokk generatorer og scramblers bør være plassert utenfor lyden demping kammer, med kabler forbinder generatorer og scrambler til rutenettet gulvene via åpninger i lyden demping kammer. Dette vil forhindre skade tygge, rengjøring løsning, etc.
    2. Bruke et multimeter for å teste dagens leveres av sjokk generator ved å plassere hver probe på en annen linje av rutenett gulvet og bekrefter at ønsket sjokk amplituden er produsert (se Materialer tabell).
    3. Kontroller at en metode for å kontrollere tidsberegningen og amplituden til sjokk levering (f.eks dataprogramvare) er tilgjengelig (se Materialer tabell).
  3. Kontroller at en metode for videoinnspilling hvert dyr under hver eksperimentelle økt er tilgjengelig (se Materialer tabell).
    Merk: Det vil være nødvendig å registrere både 1) når kamrene er opplyst av synlig lys og 2) når kamrene er mørke. Sistnevnte kan oppnås ved å enten bruke en nattsyn-kamera eller belyse og opptak mørke kamrene med infrarød eller nær-infrarøde lyset.
  4. Kontroller at det finnes en særegen metode å transportere dyr fra vivarium sammenheng b å fremme skille ut to kontekster.
    Merk: Mens metoder som en svart plast badekar (38 x 30 x 24 cm) delt inn i fire seksjoner eller feilfri tom emballasje burene har blitt brukt, noen andre transport boks som er utpreget annerledes fra hjem buret kan brukes.

3. SEFL prosedyre for rotter og mus

  1. Håndtere alle gnagere daglig ved forsiktig fjerne dem fra homecage og holde hver 60-90 sekunder i minst 7 dager før du begynner SEFL prosedyren.
  2. På dag 1 av SEFL prosedyren, sett fagene i sammenheng A, der de får det traumatiske trykk.
    1. Definere sammenheng A med ett sett med rutenett etasjer (f.eks., flat rutenett) og belyse kamrene med synlig lys.
    2. Bruke et multimeter for å teste dagens leveres av sjokk generator ved å plassere hver probe på en annen linje av rutenett gulvet og bekrefter at ønsket sjokk amplituden er produsert.
      Merk: Skade eller korrosjon av barene kan resultere i svak eller ujevn sjokk levering. Væsker, inkludert urin berøre rutenettet langs veggen kan også negativt påvirke sjokk levering.
    3. Tørk ned veggene og dører og spray pans under rutenettet gulvene med en løsning (f.eks., utvannet rensemiddel).
      Merk: Dette er nødvendig for å eliminere lukt fra tidligere dyrene.
    4. Transport dyr fra vivarium eksperimentelle rommet i burene sine hjem plassert på en handlevogn og sted individuelt i frykt condition kamre. Bare ta en runde er verdt av dyr (bestemmes av antall frykt condition chambers) til eksperiment rommet samtidig.
      Merk: For å unngå forundrer grunn rekkefølge eller timing, hver runde skal inneholde dyr både traumer og ingen traumer vilkår.
    5. I rotte eksperimenter, bruke sjokk generator og scramblers for å levere 15 1-s, 1-mA footshocks tilfeldig presentert over 90 minutter (gjennomsnittlig ISI = 6 min) gjennom rutenett barer av kammer som inneholder traumer tilstand fag. Utsett ikke traumer kontrollene til den samme konteksten for 90 minutter uten sjokk levering.
    6. For musen eksperimenter, bruke sjokk generator og scramblers for å levere 10 1-s, 1-mA footshocks tilfeldig presentert over 60 minutter (gjennomsnittlig ISI = 6 min) gjennom rutenett gulv av kammer som inneholder traumer tilstand fag. Utsett ikke traumer kontrollene til samme kontekst for 60 minutter uten sjokk levering.
    7. Etter 90 minutter (rat eksperimenter) eller 60 minutter (mus eksperimenter), returnere alle dyr til sine homecages og returnere umiddelbart til vivarium.
  3. På dag 2 av SEFL prosedyren, vurdere frykt til traumer kontekst hvis ønskelig.
    1. Angi kontekst A som på dag 1.
    2. Transportere dyr å eksperiment rommet i burene sine hjem som på dag 1.
    3. Sted dyr i sammenheng A i 8 minutter uten sjokk levering og video spille virkemåten under hele økten.
    4. Etter 8 minutter, returnere alle dyr til sine homecages og returnere umiddelbart til vivarium.
  4. På dag 3 av SEFL prosedyren, utsette alle fag å det milde trykk i sammenheng B.
    Merk: Denne fremgangsmåten kan oppstå hvor som helst fra 24 timer til 90 dager etter traumatisk stressor9.
    1. Definere sammenheng B med ulike rutenettet etasjer fra de som brukes i konteksten A (f.eks vekslende eller forskjøvet rutenettet etasjer) og svart trekantet eller hvit buede plexiglass setter inn. Ikke lyse kamrene med synlig lys; Selv om infrarød eller nær-infrarøde lys kan brukes som nødvendig.
    2. Bruke et multimeter for å teste dagens leveres av sjokk generator ved å plassere hver probe på en annen linje av rutenett gulvet og bekrefter at ønsket sjokk amplituden er produsert. Bruke et multimeter for å teste dagens leveres av sjokk generator ved å plassere hver probe på en annen linje av rutenett gulvet og bekrefter at ønsket sjokk amplituden er produsert.
      Merk: Skade eller korrosjon av barene kan resultere i svak eller ujevn sjokk levering. Væsker, inkludert urin berøre rutenettet langs veggen kan også negativt påvirke sjokk levering.
    3. Tørke ned chambers og spray pans under rutenettet gulvene med løsningen ikke brukes i sammenheng A (f.eks., 1% eddiksyre).
    4. Transport dyr fra vivarium eksperimentelle rommet i en skiller seg fra method-metode brukes for sammenheng en (f.eks, en svart plast badekar) og plassere dem individuelt i frykt condition kamre. Bare ta en runde verd av dyr i eksperimentet rommet samtidig (bestemmes av antall frykt condition chambers).
    5. Avsløre alle dyr til mild stressor (beskrevet nedenfor) og video-opptak frysing og aktivitet under økten.
      1. Etter en 180-s opprinnelige periode, levere en enkelt 1-s, 1-mA footshock (Rat) eller en enkel 2-s, 1-mA footshock (mus) til alle dyr.
        Merk: Kontroller at i løpet av 180-s opprinnelige perioden frysing ikke bør overstige 5%12.
      2. Fjern alle dyr 30 sekunder etter sjokk levering og umiddelbart returnere til vivarium.
  5. På dag 4 av SEFL prosedyren, kan du teste frykt til mild stressor konteksten.
    1. Definere sammenheng B som på dag 3.
    2. Transportere dyr fra vivarium eksperimentelle rommet i samme transport som på dag 3.
    3. Sett dyr i sammenheng B i 8 minutter uten sjokk levering og video Registrering fryser i hele økten.
    4. Fjern alle dyr etter 8 minutter og umiddelbart returnere til vivarium.

4. dataanalyse

  1. Mål frykt under de innspilte eksperimentelle øktene med definert frysing, som mangel på alle bevegelsen bortsett fra det som er nødvendig for åndedrett.
    Merk: Frysing scores mest nøyaktig av en blind menneskelige scorer, men det er flere automatiserte programmer som utfører også. Men må alle automatiserte systemer være kalibrert til en menneskelig observatør å være nøyaktig13.
    1. Å score fryser for hånd, har kjent blind for eksperimentelle forhold observerer emnet hvert 4 sekunder gjennom for interesse3. På hver enkelt observasjon, klassifisere emnet som "fryser" eller "ikke fryser". Sammenlign tallet frysing observasjoner av antall observasjoner å bestemme prosent tidsbruk frysing.
    2. For å bruke automatiserte videoanalyse scorer frysing, må du først kontrollere at resultatene fra automatisert videoanalyse matche resultatene fra hånd-scoring, som en vesentlig forskjellige frysing poengsum fra automatisk analyse kan gi unøyaktige resultater.
      Merk: Rotte eller mus som aldri har blitt sjokkert skal vise frysing mellom 0 og 5%, mens høyere verdier foreslå dårlig kalibrering av utstyr
  2. Bruk metodene beskrevet ovenfor for å måle frykt tidsperioder rundt (beskrevet nedenfor).
    1. Måle frykt til traumer konteksten som prosent tid brukt fryser over hele 8-min test økten på dag 2.
    2. Måle generalisering av frykt fra traumer konteksten til mild stressor konteksten som prosent tid brukt frysing i 3-min opprinnelige perioden i sammenheng B på dag 3 før sjokk levering.
      Merk: For SEFL er det viktig å skille kontekster godt nok slik at det ikke er betydelig generalisering.
    3. Måle frykt umiddelbart etter sjokket på dag 3 som prosent tid brukt frysing i 30-s perioden som følger sjokk.
    4. Måle frykt til mild stressor konteksten som prosent brukt over hele 8-min test økt på dag 4.
  3. Måle sjokk reaktivitet av beløp eller hastighet, av bevegelsen i 3-s perioden under og umiddelbart etter sjokket på dag 3.
    Merk: ANOVAs er anbefalt for alle data-analyse, som flere grupper (f.eks., behandling for narkotikabruk) kan legges til etter behov.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultatene av traumer sammenheng testen på dag 2 er vist i figur 1. Dyr i traumer betingelsen viste signifikant høyere nivåer av frysing i sammenheng A sammenlignet med ingen traumer kontrollene, indikerer oppkjøpet av frykt for traumer sammenheng [rotter: F(1,17) = 23.58, p < 0.01; mus: F(1,14) = 666.50, p < 0,0001]. Frysing i planlagte perioden før enkelt sjokk i romanen sammenheng på dag 3 er vist i figur 2. Både traumer og ingen traumer dyr viste minimal frysing nivåer som ikke skiller seg fra hverandre [rotter: F(1,17) = 3.14, p > 0,05; mus: F(1,14) = 1,70, p > 0,05]. Dette viser at sammenhenger A og B var tilstrekkelig tydelig slik at traumer dyrene ikke generalisere fra traumer konteksten til romanen konteksten. Reaktivitet til enkelt sjokk på dag 3 vises i Figur 3. Traumer dyrene viste lavere sjokk reaktivitet sammenlignet med ingen traumer kontrollene [rotter: F(1,17) = 3.59, p = 0,07; mus: F(1,14) = 6.53, p < 0,05]. Dette indikerer at forbedret frykt læring i traumer dyrene ikke er på grunn av bedre responstid til sjokk. Frysing i 30-s perioden umiddelbart etter enkelt sjokk på dag 3 er vist i Figur 4. Traumer dyrene viste større frysing sammenlignet med ingen traumer kontrollene, som angir at eksponering for traumatisk stressor økt frykt umiddelbart etter det milde trykk [rotter: F(1,17) = 7.29, p < 0,05; mus: F(1,14) = 6.10, p < 0,05]. Kritisk test av SEFL modellen er den sammenheng testen på dag 4 (figur 5). Under denne testen, traumer dyrene viste signifikant høyere frysing sammenlignet med ingen traumer kontrollene, som angir at eksponering for traumatisk stressor forbedret frykt lære å en påfølgende mild stressor [rotter: F(1,17) = 14,06, p < 0.01; mus: F(1,14) = 12.05, p < 0,01].

Figure 1
Figur 1: fryse i sammenheng A på dag 2. (A) rotter traumer tilstanden viste høyere frysing enn rotter ingen traumer tilstanden (p < 0,01). (B) mus traumer tilstanden viste høyere frysing enn mus ingen traumer tilstanden (p < 0,0001). Feilfelt representerer standardfeil. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Baseline frysing i sammenheng B på dag 3. (A) rotter både traumer og ingen traumer utstilt lav frysing og var ikke signifikant forskjellig fra hverandre i planlagte perioden før 1 sjokk (p > 0,05). (B) mus både traumer og ingen traumer vilkår utstilt lav frysing og var ikke signifikant forskjellig fra hverandre i planlagte perioden før 1 sjokk (p > 0,05). Feilfelt representerer standardfeil. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: traumer reduserer sjokk reaktivitet på dag 3. (A) rotter traumer tilstanden viste en trend mot redusert bevegelighet under og umiddelbart etter enkelt sjokket sammenlignet med rotter ingen traumer tilstanden (p = 0,07). (B) mus traumer betingelsen viste redusert bevegelighet under og umiddelbart etter enkelt sjokket sammenlignet med mus ingen traumer tilstanden (p < 0,05). Feilfelt representerer standardfeil. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: traumer gir forbedret frysing umiddelbart etter enkelt sjokk på dag 3. (A) rotter traumer tilstanden viste betydelig forbedret frysing sammenlignet med ingen traumer gruppene (p < 0,05). (B) mus traumer tilstanden viste betydelig forbedret frysing sammenlignet med ingen traumer gruppene (p < 0,05). Feilfelt representerer standardfeil. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5: traumer gir forbedret frysing i sammenheng B på dag 4. (A) rotter traumer tilstanden viste betydelig forbedret frysing sammenlignet med ingen traumer gruppene (p < 0,01). (B) mus traumer tilstanden viste betydelig forbedret frysing sammenlignet med ingen traumer gruppene (p < 0,01). Feilfelt representerer standardfeil. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

SEFL er en robust atferdsmessige PTSD kan være recapitulated i rotter og mus og kan brukes til å studere sensibilisert frykt svarene som karakteriserer PTSD. Etter traumatisk stress viser gnagere en økt frykt respons i en utpreget annerledes kontekst etter den sammenhengen er sammenkoblet med en mild stressor som fungerer som en påminnelse om en tidligere traumatisk opplevelse. Etter traumatisk stress viser gnagere overraskende høye nivåer av frykt når tilbake til traumatisk stress sammenheng på dag 2, som indikerer at minnet for traumatisk stress er intakt (figur 1). De viser imidlertid minimal frykt generalisering fra traumatisk stress konteksten til en ny kontekst, som indikert av minimal frysing under 3 minutters planlagt periode på dag 3 (figur 2). Dette indikerer at noen læring ekstrautstyr denne romanen konteksten ikke er bare på grunn av generalisering fra traumer konteksten. Videre Vis dyr utsatt for traumatiske stressor ikke økt reaktivitet til enkelt sjokk på dag 3 (Figur 3), som indikerer at læring forbedringen er ikke på grunn av enkelt sjokket oppfattet som mer smertefull følgende tidligere sjokk eksponering. Kritisk, viser dyr utsatt for traumatiske stressor økt fryse både umiddelbart etter enkelt sjokk på dag 3 (Figur 4) og da kom tilbake til enkelt sjokk konteksten på dag 4 (figur 5), som indikerer en forbedret frykt respons .

Tidligere eksperimenter har også vist at SEFL gir en forbedret angst-lignende fenotype, som indikert av redusert leting i det åpne felt test8. Effekten av SEFL prosedyren har vist seg å være langvarig, vedvarende i minst 90 dager etter traumer, videre etablering robust modell5. Derfor er SEFL et verdifullt verktøy for undersøkelser biologiske mekanismer av PTSD.

Det er viktig å merke seg at SEFL ikke er bare på grunn av frykt generalisering eller økt frykt uttrykk, siden traumatiske opplevelsen må komme før det milde trykk å øke frykt for sammenheng med mild stressor5. Dette utelukker tolkning som SEFL stammer fra forbedret frykt uttrykk. I tillegg kan ikke SEFL tolkes som generalisering av frykt fra traumer konteksten til en ny kontekst fordi tidligere resultater viser at utryddelse av frykt for traumatisk minnet ikke begrenser SEFL5,14. Som et kjennetegn på PTSD motstand mot utryddelse (i form av eksponering terapi), styrker dette videre koblingen mellom SEFL og PTSD15. Også, la manipulasjoner som produserer hukommelsestap av frykt condition til traumer konteksten SEFL uberørt, ytterligere indikerer at SEFL ikke er på grunn av frykt generalisering5,10. Til slutt, mens vi vanligvis undersøke forbedret læring av innholdsrettet frykt, forbedrer unsignaled sjokk stress også auditiv frykt condition. Disse funnene viser at SEFL er en form for stabil sensibilisering i frykt lære krets.

Mens SEFL-modellen er enkel i design må aspekter av protokollen følges nøye for konsistente resultater. For eksempel bør forskere ta forsiktig å bruke svært forskjellige metoder av transport for kontekst A og sammenheng B for å redusere planlagte generalisering. Unnlatelse av å gjøre sammenhenger A og B forskjellig nok kan også føre til høye nivåer av generalisering fra kontekst A sammenheng b før sjokk, kompliserer tolkning av resultatene. En annen faktor som bør også tas i betraktning er tiden dyr forblir i sammenheng B etter enkelt sjokk. Fjerner dyr fra konteksten etter enkelt sjokket kan produsere utryddelse av frykt sammenheng b, som resulterer i redusert fryser under påfølgende sammenheng testen.

SEFL prosedyren kan tilpasses til flere arter, som demonstrert av dens evne til å produsere sensibilisert frykt fenotypen både mus og rotter. Det er viktig å merke seg liten forskjellene i protokollen mellom mus og rotter; for eksempel krever mus en litt mer intens mild stressor (en 2-s sjokket sammenlignet med en 1-s støt i rotter). Dette er nødvendig til kontoen for det faktum at mus generelt viser lavere frysing nivåer enn rotter (se figur 5). Videre er det viktig å merke seg at disse protokollene ble utviklet primært for lang-Evans rotter og C57Bl/6 mus. Mens robustheten av denne prosedyren antyder at det kan tilpasses for ulike stammer av mus og rotter, er det viktig å vurdere atferdsdata forskjeller mellom stammer. For eksempel DBA/2-mus viser redusert frykt condition sammenlignet med C57Bl/6 mus og krever derfor en sterkere trening protokollen16. Derimot Sprague-Dawley rotter har tendens til viser høyere frysing nivåer enn lang-Evans rotter og kan kreve en svakere trening protokollen å hindre tak effekter17. Vi anbefaler manipulering av gjeldende mellom 0,5 og 1,5 mA, som det er en veldig effektiv måte å sjarmere styrke condition.

Avslutningsvis gir SEFL prosedyren pålitelig og langvarig atferdsmessige forbedringer i frykt læring som fanger økt frykt svar observert i PTSD pasienter. SEFL også endrer andre tiltak av engstelse inkluderer redusert utforskende atferd i åpne-felttest, kraftig skremmeeffekt reaktivitet og økt glukokortikoid reseptor uttrykk i BLA8. Derfor kan SEFL være kraftig verktøy for å forstå visse aspekter ved denne PTSD fenotypen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Dr. Fanselow er grunnleggende styremedlem i Neurovation Labs.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble finansiert av National Institute for Health R01AA026530 (MSF), Staglin senter for hjerne og atferdsmessige helse (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 og NARSAD 26612 (AKR) 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

Atferd problemet 140 posttraumatisk stresslidelse frykt stress frykt minne frykt condition dyr modell
Stress-forbedret frykt læring, en Robust gnager modell av posttraumatisk stresslidelse
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