Login processing...

JoVE Journal
Behavior

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.

JoVE Journal Behavior

Een nieuw Pavloviaans angstconditioneringsparadigma om bevriezing en vlieggedrag te bestuderen

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

Journal (Behavior)

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

Sampling and Analysis of Animal Scent Signals

Journal (Behavior)

Sampling and Analysis of Animal Scent Signals

Click here for the English version

Een nieuw Pavloviaans angstconditioneringsparadigma om bevriezing en vlieggedrag te bestuderen

Article DOI: 10.3791/61536-v

January 5th, 2021 •

Chandrashekhar D. Borkar^1,2, Jonathan P. Fadok^1,2

¹Department of Psychology, Tulane University, ²Tulane Brain Institute, Tulane University

Chapters

Summary
Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

January 5th, 2021

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Defensieve gedragsreacties zijn afhankelijk van dreigingsintensiteit, nabijheid en context van blootstelling. Op basis van deze factoren ontwikkelden we een klassiek conditioneringsparadigma dat duidelijke overgangen oproept tussen geconditioneerd bevriezing en vlieggedrag binnen individuele onderwerpen. Dit model is cruciaal voor het begrijpen van de pathologieën die betrokken zijn bij angst, paniek en posttraumatische stressstoornissen.

Transcript

Het algemene doel van dit paradigma is om complex defensief gedrag bij knaagdieren te beoordelen. Dit protocol is belangrijk omdat het onderzoek naar de overgangen tussen defensief gedrag vergemakkelijkt, waardoor het ideaal is voor onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het bestuderen van complexe adaptieve reacties op dreiging. Dit protocol maakt gebruik van tijdelijk nauwkeurige conditieprikkels om de overgang tussen defensieve reacties te ontlokken, waardoor we zowel geconditioneerd bevriezings- als vluchtgedrag binnen het individuele onderwerp kunnen bestuderen.

Het gebruik van dit model om de mechanismen van defensief gedrag te ontdekken, kan inzicht geven in PTSS-gerelateerde disfunctie en paniekstoornissen en kan helpen bij de ontwikkeling van nieuwe therapieën. Om de gedragsprotocollen in te stellen, definieert u in het programma de SCS, stelt u de stimuli in die moeten worden geleverd als een zuivere toon van tien seconden of een witte ruis van tien seconden, en definieert u de inter-trial intervallen die pseudo-willekeurig moeten worden gepresenteerd na elke proef. Als u de softwaretracking wilt instellen, plaatst u een testmuis in elke relevante context, definieert u het zwaartepunt en past u de contourgrootte aan.

Gebruik de grootte van de kamers en de pixelafmetingen van de camera om de kalibratiecoëfficiënt te bepalen. Genereer vervolgens de TTL-pulscode voor het synchroniseren van de gebeurtenismarkeringen van de centrale computer met hun realtime gebeurtenissen. Voordat u aan een experiment begint, schakelt u de angstconditioneringsboxcontroller, schokker en video-opnamesoftware in.

Monteer een overheadluidspreker boven de contexten voor de levering van de auditieve stimuli op 75 decibel en stel een programmeerbare audiogenerator in om auditieve stimuli te genereren volgens een vooraf gedefinieerd schema. Nadat u hebt bevestigd dat de Tone and White Noise functioneel zijn, stelt u het systeem in voor gegevensverwerving en vervoert u drie tot vijf maanden oude mannelijke of vrouwelijke muizen naar de conditioneringsruimte. Voordat u met de preconditioneringsproef begint, reinigt u een 30 centimeter diameter, 30 centimeter hoge heldere cilindrische plexiglaskamer met 1% azijnzuur dat als Context A-kamer moet worden gebruikt.

Voor voorconditionering plaatst u de muis in context A en laat u deze drie minuten acclimatiseren voordat u de muis blootstelt aan vier SCS-paden van 20 seconden met een gemiddeld pseudo-willekeurig inter-trial-interval van 90 seconden. Breng na 10 minuten acclimatisatie één muis over naar de Context A-kamer en activeer onmiddellijk het angstconditioneringssysteem en de programma's voor het verzamelen van gegevens. Voordat u aan een angstconditioneringsexperiment begint, reinigt u een rechthoekige behuizing van ten minste 35 centimeter hoog, 25 bij 30 centimeter met een elektriciteitsnetvloer met 70% ethanol die als Context B-kamer moet worden gebruikt.

Sluit vervolgens de schokbreker aan op de elektriciteitsnetvloer van de Context B-kamer en definieer de frequentie, het begin en de duur van de schokken in het juiste computerprogramma. Wanneer alle parameters zijn ingesteld, controleert u of de schokintensiteit correct wordt geleverd vanaf zowel de schok- als de roostervloer. Plaats op dag twee en drie de muis gedurende drie minuten in de Context B-kamer voordat u het dier blootstelt aan vijf combinaties van de SCS-co-terminating met een ac-voetschok van één seconde, 0,9 milliampère en een gemiddeld interval tussen de proef van 120 seconden.

Leg aan het einde van de sessie de muis terug in de huiskooi. Afhankelijk van het doel van het experiment, om de dieren te onderwerpen aan een Recall-sessie, plaatst u op dag vier de muis gedurende drie minuten in de Context A-kamer voordat u het dier vier SCS-proeven zonder voetschok presenteert met een gemiddeld pseudo-willekeurig inter-trial-interval van 90 seconden gedurende 590 seconden om de Fear Recall-reactie van het dier te testen. Of, om te testen op Fear Extinction, plaats de muis op dag vier drie minuten in de Context B-kamer voordat je het dier onderwerpt aan 16 proeven met SCS zonder voetschok met een gemiddeld pseudo-willekeurig inter-trial interval van 90 seconden over een periode van 1.910 seconden.

Om het gedrag van de muis te kwantificeren, laat je aan het einde van het experiment een waarnemer blind zijn voor de analysescore van de opgenomen video's voor bevriezingsgedrag met behulp van automatische vriesdetectordrempels, gevolgd door een frame-voor-frame analyse van de pixelveranderingen. Definieer bevriezing als een volledige stopzetting van lichamelijke bewegingen, met uitzondering van die welke nodig zijn voor ademhaling gedurende ten minste één seconde. Scoor een sprong als een instantie wanneer alle vier de poten de vloer verlaten, wat resulteert in een verticale en/of horizontale beweging.

Wanneer het hele segment is geanalyseerd, exporteert u het gemarkeerde bestand met vries-, sprong- en gebeurtenismarkeringen en haalt u de relevante gebeurtenissen uit de gedefinieerde interesseperioden naar een spreadsheet. Als u de duur van het invriezen wilt berekenen, trekt u de begintijd af van de eindtijd voor elke respectieve proefperiode. Som het totale aantal sprongen op van een bepaalde proefperiode.

Om de snelheid van de muis te berekenen, volgt u de coördinaten van de frame-voor-frame XY-asbeweging van het zwaartepunt van de muis. Als u de vluchtscores wilt berekenen, deelt u de gemiddelde snelheid tijdens elke SCS door de gemiddelde snelheid tijdens de pre-SCS van tien seconden en voegt u één punt toe voor elke ontsnappingssprong. Een vluchtscore van één geeft geen verandering in vluchtgedrag aan ten opzichte van de pre-SCS-periode.

Analyseer vervolgens de gegevens voor statistische significantie met behulp van een geschikt softwareprogramma voor statistische analyse. SCS-presentaties in de pre-exposure sessie leiden niet tot vlucht- of vriesreacties bij muizen. Gedragsanalyse tijdens conditionering toont aan dat de Tone-component van de SCS het bevriezen aanzienlijk verbetert in vergelijking met bevriezing tijdens de pre-SCS.

Vluchtscores veranderden aanzienlijk in sessies en muizen vertonen hogere snelheden en meer sprongen naar de White Noise cue in vergelijking met de Tone cue. Muizen vertonen een duidelijke overgang naar defensief gedrag, met lagere vluchtscores tijdens de Tone en hogere vluchtscores tijdens de White Noise, waarbij het tegenovergestelde wordt waargenomen voor bevriezingsreacties. Muizen onderworpen aan 16 proeven van uitsterven training tonen een snelle uitsterving van geconditioneerde vlucht, met gevechtsscores tijdens het eerste blok van vier proeven meten hoger tijdens White Noise in vergelijking met de Tone cue.

Aan het einde van de uitstervingssessie wordt vluchtgedrag niet langer uitgelokt door beide signalen. Het bevriezen aan de Toon is beduid hoger dan het bevriezen aan het Witte Lawaai voor het eerste blok van vier proeven tijdens uitsterven. Toongeïnduceerde bevriezing neemt af tijdens de 16 onderzoeken naar uitsterven, terwijl een toename van white noise-gemedieerde bevriezing wordt waargenomen.

In de recall-sessie leidt blootstelling aan White Noise in een neutrale context niet tot een vlucht, omdat de vluchtscores lager zijn dan één. In plaats daarvan roepen White Noise-presentaties in de neutrale context bevriezende reacties op die hoger zijn dan die van de Tone. Het is belangrijk om de context overal schoon te maken en het is van cruciaal belang om de schokamplitude en het geluidsdrukniveau te testen voordat u met een experiment begint.

Dit paradigma wordt momenteel gebruikt door groepen die geïnteresseerd zijn in het begrijpen van de complexiteit van defensief gedrag en kunnen worden gebruikt om ons begrip van defensieve actieselectie te bevorderen.

X

Simple Hit Counter