Ett nytt pavlovskt skräckkonditioneringsparadigm för att studera frysning och flygbeteende

Det övergripande syftet med detta paradigm är att bedöma komplext defensivt beteende hos gnagare. Detta protokoll är betydelsefullt eftersom det underlättar undersökningar av övergångarna mellan defensiva beteenden, vilket gör det idealiskt för forskare som är intresserade av att studera komplexa adaptiva svar på hot. Detta protokoll använder tillfälligt exakta villkor stimuli för att framkalla övergången mellan defensiva svar, så att vi kan studera både, konditionerad frysning och flygbeteenden inom enskilda ämnen.

Att använda denna modell för att avslöja mekanismerna för defensivt beteende kan ge insikt i PTSD-relaterad dysfunktion och panikstörningar och kan bidra till utvecklingen av nya terapier. Om du vill ställa in beteendeprotokollen definierar du SCS i programmet, ställer in de stimuli som ska levereras som antingen en tio sekunders ren ton eller ett tio sekunder långt vitt brus och definierar intervallen mellan försök som ska presenteras pseudo-slumpmässigt efter varje försök. Om du vill konfigurera programspårningen placerar du en testmus i varje relevant sammanhang, definierar tyngdpunkten och justerar konturstorleken.

Använd kamrarnas storlek och kamerans pixeldimensioner för att bestämma kalibreringskoefficienten. Generera sedan TTL-pulskoden för att synkronisera händelsemarkörerna på den centrala datorn till deras realtidsförekomster. Innan du påbörjar ett experiment aktiverar du programvaran för skräckkonditioneringsboxen, chockern och videoinspelningen.

Montera en overheadhögtalare ovanför sammanhangen för leverans av de auditiva stimuli på 75 decibel och ställ in en programmerbar ljudgenerator för att generera auditiva stimuli enligt ett fördefinierat schema. Efter att ha bekräftat att Tone and White Noise är funktionella ställer du in systemet för datainsamling och transporterar tre till fem månader gamla han- eller honmöss till konditioneringsrummet. Innan du påbörjar förkonditioneringsförsöket, rengör en diameter på 30 centimeter, 30 centimeter hög klar cylindrisk plexiglaskammare med 1%ättiksyra som ska användas som sammanhang A-kammare.

För förkonditionering, placera musen i sammanhang A och låt den acklimatisera sig i tre minuter innan du exponerar musen för fyra 20-sekunders SCS-spår med ett 90-sekunders genomsnittligt pseudo-slumpmässigt inter-trial intervall. Efter 10 minuters acklimatisering överför du en mus till sammanhang A-kammaren och aktiverar omedelbart skräckkonditioneringssystemet och datainsamlingsprogrammen. Innan du påbörjar ett skräckkonditioneringsexperiment, rengör en minst 35 centimeter hög, 25 gånger 30 centimeter rektangulär hölje med ett elnätgolv med 70% etanol som ska användas som sammanhang B-kammaren.

Anslut sedan stötdämparen till kontext B-kammarens elnätsgolv och definiera stötdämparens frekvens, inset och varaktighet i lämpligt datorprogram. När alla parametrar har ställts in, kontrollera att chockintensiteten levereras korrekt från både stötdämpare och gallergolv. På dag två och tre placerar du musen i sammanhang B-kammaren i tre minuter innan du utsätter djuret för fem parningar av SCS-samslutningen med en sekund, 0,9 milliamp AC-fotchock och ett genomsnittligt intervall på 120 sekunder.

I slutet av sessionen, sätt tillbaka musen i hemburen. Beroende på experimentens mål, att utsätta djuren för en återkallelsesession, på dag fyra, placera musen i sammanhang A-kammaren i tre minuter innan du presenterar djuret med fyra SCS-försök utan fotchock med ett 90-sekunders genomsnittligt pseudo-slumpmässigt inter-trial-intervall under 590 sekunder för att testa djurets Fear Recall-svar. Eller, för att testa för Fear Extinction, på dag fyra, placera musen i context B-kammaren i tre minuter innan du utsätter djuret för 16 försök med SCS utan fotchock med ett 90-sekunders genomsnittligt pseudo-slumpmässigt inter-trial intervall under en period av 1 910 sekunder.

För att kvantifiera musens beteende, i slutet av experimentet, har en observatör blind för analysen poäng de inspelade videorna för frysningsbeteende med automatisk frysningsdetektortröskel följt av en bildruta-för-bildruta-analys av pixeländringarna. Definiera frysning som ett fullständigt upphörande av kroppsrörelser, med undantag för de som krävs för andning i minst en sekund. Få ett hopp som en instans när alla fyra tassarna lämnar golvet, vilket resulterar i en vertikal och / eller horisontell rörelse.

När hela segmentet har analyserats exporterar du den markerade filen med frysnings-, hopp- och händelsemarkörer och extraherar relevanta händelser från de definierade tidsperioderna av intresse till ett kalkylblad. Om du vill beräkna frystiden subtraherar du starttiden från sluttiden för respektive provperiod. Summera det totala antalet hopp från en viss provperiod.

För att beräkna musens hastighet, spåra koordinaterna från XY-axelns rörelse bildruta för bildruta i mitten av musens tyngdpunkt. Om du vill beräkna flygpoängen delar du den genomsnittliga hastigheten under varje SCS med medelhastigheten under tio sekunder före SCS och lägger till en poäng för varje escape jump. En flygpoäng på en indikerar ingen förändring i flygbeteendet från perioden före SCS.

Analysera sedan data för statistisk signifikans med hjälp av ett lämpligt program för statistisk analys. SCS-presentationer under förexponeringssessionen framkallar inte flyg- eller fryssvar hos möss. Beteende analys under konditionering visar att Tone komponenten i SCS avsevärt förbättrar frysning jämfört med frysning under pre-SCS.

Flygpoängen förändrades avsevärt under sessioner, och möss uppvisar högre hastigheter och fler hopp till White Noise-signalen jämfört med Tone-signalen. Möss visar en tydlig defensiv beteendeövergång, uppvisar lägre flygpoäng under tonen och högre flygpoäng under det vita bruset, med motsatsen observerad för frysande svar. Möss som utsätts för 16 försök med utrotningsträning visar en snabb utrotning av konditionerad flygning, med kamppoäng under det första blocket av fyra försök som mäter högre under white noise jämfört med Tone cue.

I slutet av utrotningssessionen framkallas flygbeteendet inte längre av någon av ledtrådarna. Frysning till tonen är betydligt högre än att frysa till det vita bruset för det första blocket av fyra försök under utrotning. Toninducerad frysning minskar under de 16 försöken av utrotning, medan en ökning av vit brusmedierad frysning observeras.

I recall-sessionen framkallar exponering för vitt brus i ett neutralt sammanhang inte flygning, eftersom flygpoängen är under en. Snarare framkallar White Noise-presentationer i det neutrala sammanhanget frysande svar som är högre än de som framkallas av tonen. Det är viktigt att rengöra sammanhanget hela tiden, och det är viktigt att testa chockamlituden och ljudtrycksnivån innan du startar ett experiment.

Detta paradigm används för närvarande av grupper som är intresserade av att förstå komplexiteten i defensivt beteende, och kan användas för att främja vår förståelse av val av defensiva åtgärder.