Трассировка Fear Conditioning у мышей

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Lugo, J. N., Smith, G. D., Holley, A. J. Trace Fear Conditioning in Mice. J. Vis. Exp. (85), e51180, doi:10.3791/51180 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

В этом эксперименте мы представляем технику для измерения обучения и памяти. В протоколе кондиционирования след страха представленной здесь есть пять пар между нейтральной стимула и безусловного раздражителя. Существует период след 20 сек, что отделяет каждый судебный процесс кондиционирования. На следующий день замораживания измеряется во время презентации условного раздражителя (CS) и период трассировки. На третий день есть тест 8 мин для измерения контекстуальный память. Представительные результаты от мышей, которые были представлены с аверсивного безусловного раздражителя (удар) по сравнению с мышами, которые получали тональных презентации без безусловного раздражителя. Трассировка страх кондиционирования успешно используется для обнаружения тонких обучения и памяти дефицита и улучшения у мышей, которые не встречаются с другими методами страх кондиционирования. Этот тип страха воздуха, как полагают, зависит от взаимосвязи между средней префронтальной коры и гиппокампа. Одной из нынешних споры этот метод, как полагают, быть ли миндалина-независимыми. Таким образом, другой страх тестирование кондиционирования необходимо изучить миндалине зависит от обучения и памяти эффекты, такие как через задержка страха кондиционирования.

Introduction

В страхе кондиционирования нейтральный стимул (NS) в паре с аверсивного безусловного раздражителя (США). Н.С. обычно тон и становится условным стимулом (CS) путем многократных спариваний с США. CS может вызвать условный рефлекс (CR), таких как замораживание, в отсутствие отвращение США. Широко используемый протокол кондиционирования страх кондиционирования задержки. В этом протоколе начало НС и США граничит или с некоторым перекрытием в стимула презентации. Несмотря на то, задержки страх кондиционирования является одним из наиболее часто используемых видов временной ассоциативного кондиционирования, есть несколько других типов ассоциативной кондиционирования временных договоренностей: одновременное кондиционирования, назад кондиционирования и следа кондиционирования 1. В след страха кондиционирования есть стимул свободной интервал между NS и США в несколько секунд, приводящих к «след» период.

Некоторые исследования показали дефицитс в след страха кондиционирования когда нейротоксичные поражения производятся в структурах, что вход в гиппокампе 2-5 или когда фармакологические средства используются для блокировки функции рецептора в гиппокампе. Поражение результатам гиппокампа в дефицитов в кондиционирования трассировки и контекстной воздуха, но не ухудшает задержки страх кондиционирования 8. Есть несколько преимуществ в использовании трассировки страх воздуха. Протокол кондиционирование страх может быть достигнуто в течение периода тестирования трехдневного и позволяет гиппокампа зависит от памяти, которая не зависит пространственно. Трассировка страх воздуха может быть использован в качестве дополнительного теста в водном лабиринте Морриса, тест распознавания объектов нового или других тестов Лабиринт в исследовании гиппокампа-зависимой памяти.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Мыши, используемые в следующем эксперименте были получены и размещены в Baylor University при температуре окружающей среды 22 ° C, с 14 час света и 10 ч темноты (с 20:00 до 6:00 ч) суточный цикл. Мыши были даны свободном доступе к пище и воде. Все процедуры в мышей были в соответствии с Национальными Институтами Здоровья Руководства по проблемам помощи и использованию лабораторных животных и протокол животных был утвержден Baylor University уходу и использованию животных комитета.

Обзор

След кондиционером страх задача основана на методикам, описанным Wiltgen и коллег 9.

1. Подготовка оборудования

Страх кондиционирования аппарат камеры (26 см х 22 см х 18 см) состоит из двух сторон, которые акрил, двух сторон, которые металл, и сетка пола нижней, которая используется для доставки слабый удар ноги. Тестирование камера домд в акустический камеры. Камера также светонепроницаемый, чтобы наружный свет от влияния на программное обеспечение обнаружения движения.

  1. Калибровка уровней ударные, легкие уровни и уровни интенсивности звука для испытательной камере. Измерьте уровень фона в испытательной камере. Фоновый шум в этой камере составляет 65 дБ. Используйте шумомер для измерения этого уровня. Прибор должен быть установлен на 70 дБ, установлен на С, и к обнаружению установки медленно.
    1. Калибровка уровня поражения до 0,5 мА. Используйте внешний калибровочного устройства правильно откалибровать уровень поражения (см. материалы таблицу). Внутренние измерения генератора ударной не является точным. Генератор шок управляет зашифрованная током, который не может быть точно измерена с помощью стандартного прибора усилителя.
    2. Поместите один провод на одном из сетевых баров и поместить другие свинец 3 или 4 бара над. Используйте генератор ударной управлять током. Отрегулируйте уровень поражения до нужного уровня не будет достигнута. Делайте это в течение еач опасаются кондиционирования камеру.
    3. Закройте дверь в камеру при измерении уровня освещенности камеры. Калибровка уровень освещенности примерно 1,0. Это число специфичные для FreezeFrame программного обеспечения, используемого в этом эксперименте. Внешний экспонометр будет читать это как 2 лк. Уровень освещенности можно регулировать путем перемещения расположения дома света или путем корректировки конденсатор линзы. Убедитесь в том, чтобы затянуть регулировочные винты для объектива после корректировки.
    4. Калибровка уровня звукового децибел до 85 децибел. Используйте внешний децибеллометр внутри тестирования клетке для калибровки уровня децибел (см. материалы таблицу). Звук представлен будет Гц тон 2700. Примечание: При использовании мышей старше 6 месяцев, может быть лучше использовать белый шум, так как пожилые мыши могут быть слуха дефицита.
  2. После того, как устройство готово принять предметы в отдельную комнате для задержанных. Примечание: Не размещения мыши в той же комнате, комнату тестирования.
  3. Этикетка йэ хвост мышей, которые будут протестированы в целях тестирования. Лучше всего, чтобы уменьшить чрезмерное обращение перед испытанием. С другой стороны, хвосты могут быть помечены день до эксперимента, чтобы уменьшить справиться со стрессом. После того, как мыши были помечены позволить им акклиматизироваться в комнате в течение 30 мин. Есть дополнительные чистые клетки для жилье мышей после завершения тестирования.

2. Трассировка принадлежности день 1

  1. Удалите каждую мышь из клетки и поместить их в отдельные клетки для транспортировки в испытательной камере страха. Используйте чистые постельные принадлежности для каждой клетки. Наведите записку в трансферном клетке держать порядок тестирования правильно мышей. Примечание: Если мышей по отдельности размещены, то они могут быть транспортированы в их родной клетке.
  2. Наведите в испытательную камеру и закрыть дверь. Запустите программу.
  3. На учебного дня, позволяют мышей, чтобы изучить камеру в течение 3 мин. Затем программное обеспечение представляет сек тон на 20 (85 дБ, 2700 Гц) то животных. После периода трассировки 20 сек мягкий шок (2 сек, 0,5 мА) вводят животному.
  4. Запишите реакцию субъекта, чтобы подтвердить, что они получили отрицательные подкрепления, просмотрев видео. 200 сек между пробная интервал отделяет испытания 5 кондиционирования. Каждое испытание состоит из сек тон в 20, за которым следует 20 сек задержки затем ударной.
  5. После завершения тестирования позволяют животному оставаться в испытательной камере в течение 1 мин, после чего извлечь из тестирования клетке.
  6. Поместите животное обратно на трансферном клетку и вернуть его в домашнюю клетку. Если есть дополнительные мышей в клетках, где их затем индивидуально размещения мышь, пока все мыши полного тестирования. Это позволит снизить нагрузку на другой мышей, которые не были испытаны. Альтернативным решением было бы однократно размещения всех мышей за неделю до тестирования, чтобы уменьшить влияние непрерывного удаления мышей от одной клетки.
  7. Очистите испытательную камеру с 30% изопропанола после EACч животных проверяется.
  8. Повторите шаги 2.2-2.7 для всех мышей в испытательной группе.
  9. Верните все мышей к их колонии комнате после последнего мыши в когорте был протестирован.

3. Трассировка Страх День принадлежности 2: Тестирование следа памяти

  1. Тестирование трассировки памяти будет происходить в день 2. В этом протоколе есть 3 тон презентации. Поместите мышей в новом контексте для теста след кондиционирования.
  2. Подготовка программного обеспечения для запуска программы с базовым периодом 2 мин следуют три презентаций 20 сек тон. Существует са 220 сек ITI между каждой презентации тона.
  3. Для нового состояния контекста, разместить Прозрачный акриловый вставки на полу камеры, чтобы изменить форму, текстуру и цвет кондиционной камеры.
  4. Измените запах в камере, помещая ванильный экстракт в весовой лодке под полом вставки.
  5. Очистите камеру с 70% этанола вместо 30% изопропанола. Примечание: Это поможетсоздать новый контекст.
  6. Принесите мышей в комнате для задержанных и изменить метку свои хвосты для тестирования, если это необходимо.
  7. Подготовьте новые клетки контекст передачи, заменив постельные принадлежности с измельченной бумаги. Примечание: Это поможет в создании нового контекста.
  8. Поместите мышей в испытательной камере запустите программу. Очистите камеру с 70% этанола после завершения тестирования.
  9. Вернуться мышей в клетках, где их после кондиционирования след завершена. Верните все мышей к их колонии комнате, когда все мыши были протестированы.

4. Трассировка Страх принадлежности День 3: Тестирование Контекстная памяти

  1. На третий день контекстная кондиционирования проводится. Подготовка программного обеспечения для запуска программы для записи поведения замерзания в течение 8 мин.
  2. Очистите камеру с 30% изопропилового спирта перед тестированием и после тестирования каждой мыши. Контекст должен быть идентичен 1 день. Клетки передачи должна быть такой же, как и в 1 день.
  3. Место каждого мышь в испытательной камере запустите программу. Очистите камеру с 30% изопропанола после завершения тестирования.
  4. Верните все мышей к их колонии комнате после их завершения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
FreezeFrame Coulbourn
30% Isopropanol Purchase 90% isopropanol and dilute it down to 30%
70% Ethanol
Amp-meter Med-Associates ENV-420 Windows XP, Vista, and 7 Compatible (32-bit only)
Digital Sound Level Meter 33-2055
Vanilla Extract McCormick Pure Vanilla Extract
Sticky Notes Post-it 3 in x 3 in

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Powell, R. A., Honey, P. L., Symbaluk, D. G. Introduction to learning and behavior. 4th ed, Wadsworth Cengage Learning. Forthcoming.
  2. Tsaltas, E., Preston, G. C., Gray, J. A. The effects of dorsal bundle lesions on serial and trace conditioning. Behav. Brain Res. 10, 361-374 (1983).
  3. McAlonan, G. M., Dawson, G. R., Wilkinson, L. O., Robbins, T. W., Everitt, B. J. The effects of AMPA-induced lesions of the medial septum and vertical limb nucleus of the diagonal band of Broca on spatial delayed non-matching to sample and spatial learning in the water maze. Eur. J. Neurosci. 7, 1034-1049 (1995).
  4. Chowdhury, N., Quinn, J. J., Fanselow, M. S. Dorsal hippocampus involvement in trace fear conditioning with long, but not short, trace intervals in mice. Behav. Neurosci. 119, 1396-1402 (2005).
  5. Quinn, J. J., Oommen, S. S., Morrison, G. E., Fanselow, M. S. Post-training excitotoxic lesions of the dorsal hippocampus attenuate forward trace, backward trace, and delay fear conditioning in a temporally specific manner. Hippocampus. 12, 495-504 (2002).
  6. Misane, I., et al. Time-dependent involvement of the dorsal hippocampus in trace fear conditioning in mice. Hippocampus. 15, 418-426 (2005).
  7. Quinn, J. J., Loya, F., Ma, Q. D., Fanselow, M. S. Dorsal hippocampus NMDA receptors differentially mediate trace and contextual fear conditioning. Hippocampus. 15, 665-674 (2005).
  8. McEchron, M. D., Bouwmeester, H., Tseng, W., Weiss, C., Disterhoft, J. F. Hippocampectomy disrupts auditory trace fear conditioning and contextual fear conditioning in the rat. Hippocampus. 8, 638-646 (1998).
  9. Wiltgen, B. J., Sanders, M. J., Ferguson, C., Homanics, G. E., Fanselow, M. S. Trace fear conditioning is enhanced in mice lacking the delta subunit of the GABAA receptor. Learn. Mem. 12, 327-333 (2005).
  10. Davis, R. R., et al. Genetic basis for susceptibility to noise-induced hearing loss in mice. Hear. Res. 155, 82-90 (2001).
  11. Zheng, Q. Y., Johnson, K. R., Erway, L. C. Assessment of hearing in 80 inbred strains of mice by ABR threshold analyses. Hear. Res. 130, 94-107 (1999).
  12. Moyer, J. R., Thompson, L. T., Disterhoft, J. F. Trace eyeblink conditioning increases CA1 excitability in a transient and learning-specific manner. 16, 5536-5546 (1996).
  13. Leuner, B., Falduto, J., Shors, T. J. Associative memory formation increases the observation of dendritic spines in the hippocampus. J. Neurosci. 23, 659-665 (2003).
  14. McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Hippocampal encoding of non-spatial trace conditioning. Hippocampus. 9, 385-396 (1999).
  15. McLaughlin, J., Skaggs, H., Churchwell, J., Powell, D. A. Medial prefrontal cortex and pavlovian conditioning: trace versus delay conditioning. Behav. Neurosci. 116, 37-47 (2002).
  16. Runyan, J. D., Moore, A. N., Dash, P. K. A role for prefrontal cortex in memory storage for trace fear conditioning. J. Neurosci. 24, 1288-1295 (2004).
  17. Gilmartin, M. R., McEchron, M. D. Single neurons in the medial prefrontal cortex of the rat exhibit tonic and phasic coding during trace fear conditioning. Behav. Neurosci. 119, 1496-1510 (2005).
  18. Crow, T., Xue-Bian, J. J., Siddiqi, V., Kang, Y., Neary, J. T. Phosphorylation of mitogen-activated protein kinase by one-trial and multi-trial classical conditioning. J. Neurosci. 18, 3480-3487 (1998).
  19. Martin, K. C., et al. MAP kinase translocates into the nucleus of the presynaptic cell and is required for long-term facilitation in Aplysia. Neuron. 18, 899-912 (1997).
  20. Crestani, F., et al. Trace fear conditioning involves hippocampal alpha5 GABA(A) receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 8980-8985 (2002).
  21. Crestani, F., et al. Decreased GABAA-receptor clustering results in enhanced anxiety and a bias for threat cues. Nat. Neurosci. 2, 833-839 (1999).
  22. Moore, M. D., et al. Trace and contextual fear conditioning is enhanced in mice lacking the alpha4 subunit of the GABA(A) receptor. Neurobiol. Learn. Mem. 93, 383-387 (2010).
  23. Cushman, J. D., Moore, M. D., Jacobs, N. S., Olsen, R. W., Fanselow, M. S. Behavioral pharmacogenetic analysis on the role of the alpha4 GABA(A) receptor subunit in the ethanol-mediated impairment of hippocampus-dependent contextual learning. Alcohol Clin. Exp. Res. 35, 1948-1959 (2011).
  24. Raybuck, J. D., Lattal, K. M. Double dissociation of amygdala and hippocampal contributions to trace and delay fear conditioning. PLoS ONE. 6, (2011).
  25. Kwapis, J. L., Jarome, T. J., Schiff, J. C., Helmstetter, F. J. Memory consolidation in both trace and delay fear conditioning is disrupted by intra-amygdala infusion of the protein synthesis inhibitor anisomycin. Learn. Mem. 18, 728-732 (2011).
  26. Gilmartin, M. R., Kwapis, J. L., Helmstetter, F. J. Trace and contextual fear conditioning are impaired following unilateral microinjection of muscimol in the ventral hippocampus or amygdala, but not the medial prefrontal cortex. Neurobiol. Learn. Mem. 97, 452-464 (2012).
  27. Baysinger, A. N., Kent, B. A., Brown, T. H. Muscarinic receptors in amygdala control trace fear conditioning. PLoS ONE. 7, (2012).
  28. Wanisch, K., Tang, J., Mederer, A., Wotjak, C. T. Trace fear conditioning depends on NMDA receptor activation and protein synthesis within the dorsal hippocampus of mice. Behav. Brain. 157, 63-69 (2005).
  29. Smith, D. R., Gallagher, M., Stanton, M. E. Genetic background differences and nonassociative effects in mouse trace fear conditioning. Learn. Mem. 14, 597-605 (2007).
  30. Rudy, J. W., O'Reilly, R. C. Contextual fear conditioning, conjunctive representations, pattern completion, and the hippocampus. Behav. Neurosci. 113, 867-880 (1999).
  31. Wiltgen, B. J., Sanders, M. J., Anagnostaras, S. G., Sage, J. R., Fanselow, M. S. Context fear learning in the absence of the hippocampus. J. Neurosci. 26, 5484-5491 (2006).
  32. Reijmers, L. G., Perkins, B. L., Matsuo, N., Mayford, M. Localization of a stable neural correlate of associative memory. Science. 317, 1230-1233 (2007).
  33. Huerta, P. T., Sun, L. D., Wilson, M. A., Tonegawa, S. Formation of temporal memory requires NMDA receptors within CA1 pyramidal neurons. Neuron. 25, 473-480 (2000).
  34. Jacobs, N. S., Cushman, J. D., Fanselow, M. S. The accurate measurement of fear memory in Pavlovian conditioning: Resolving the baseline issue. J. Neurosci. Methods. 190, 235-239 (2010).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics