ERRATUM NOTICE
Important: There has been an erratum issued for this article. Read more …
Summary
لدراسة سلوكيات الطيران في سياق مخيف ، نقدم بروتوكول تكييف الخوف المعدل. يضمن هذا البروتوكول أن الفئران تظهر باستمرار سلوكيات الطيران أثناء عرض الإشارات في تكييف الخوف.
Abstract
المظهر المناسب للسلوك الدفاعي في موقف التهديد أمر بالغ الأهمية للبقاء على قيد الحياة. تشير النظرية السائدة إلى أن السلوك الدفاعي النشط ، مثل القفز أو الاندفاع السريع ، يتم التعبير عنه في ظل تهديد وشيك أو تهديد فعلي ، في حين يتم التعبير عن السلوك الدفاعي السلبي ، مثل التجميد ، عندما يتم التنبؤ بالتهديد ، ولكن التهديد الوشيك منخفض نسبيا. في تكييف الخوف الكلاسيكي ، يظهر الأشخاص عادة التجميد كاستجابة دفاعية مشروطة ، مع القليل من التعبير عن السلوك الدفاعي النشط في معظم الحالات. هنا ، نقدم إجراء تكييف الخوف المعدل للفئران لمراقبة الانتقال من التجمد إلى الطيران والعكس صحيح ، بما في ذلك خمسة أزواج متكررة من المحفزات المكيفة (CS ؛ نغمة مستمرة ، 8 كيلو هرتز ، 95 ديسيبل SPL (مستويات ضغط الصوت)) ومحفزات غير مشروطة (الولايات المتحدة ؛ صدمة القدم ، 0.9 مللي أمبير ، 1.0 ثانية) على مدار يومين. يتطلب إجراء تكييف الخوف المعدل هذا عددا كبيرا نسبيا من جلسات التكييف وأيام التكييف ولكنه لا يتطلب صدمة قدم عالية الكثافة للتعبير المتواضع عن سلوك الطيران. يعد استخدام نفس السياق للتكييف وعروض CS البارزة أمرا ضروريا لاستنباط سلوكيات الطيران. يعد إجراء تكييف الخوف المعدل هذا طريقة موثوقة لمراقبة السلوكيات الدفاعية النشطة في الفئران ، مما يوفر فرصة لتوضيح الآليات والخصائص الدقيقة لمثل هذه السلوكيات في سياق مخيف.
Introduction
الاختيار المناسب للسلوكيات الدفاعية في ظل ظروف مهددة أمر بالغ الأهمية لبقاء جميع. تتحول السلوكيات الدفاعية تدريجيا من واحد إلى آخر بناء على قرب التهديد ، مثل الانتقال بين سلوكيات التجميد والطيران1،2،3. غالبا ما يتم ملاحظة عدم تنظيم هذه السلوكيات في الاضطرابات العقلية المختلفة4. اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD) هو أحد هذه الاضطرابات التي تتميز بسلوكيات دفاعية مبالغ فيها ، مثل استجابات الذعر للمنبهات غير المهددة4.
يشيع استخدام تكييف الخوف الكلاسيكي في القوارض كنموذج لاضطراب ما بعد الصدمة5،6،7 ، لكن القوارض لا تعبر عن سلوكيات الطيران (الشبيهة بالذعر) في هذا النموذج8. وبالتالي ، فإن نموذج تكييف الخوف الكلاسيكي ، الذي يشار إليه غالبا باسم "نموذج اضطراب ما بعد الصدمة للقوارض" ، يفتقر إلى صلاحية الوجه لاضطراب ما بعد الصدمة لدى البشر ، لا سيما في التقاط أعراض الطيران أو الذعر ، والتي لم تتم دراستها جيدا.
في الآونة الأخيرة ، أثبتت العديد من بروتوكولات تكييف الخوف المعدلة بنجاح أن الأشخاص القوارض يظهرون سلوك طيران أثناء هذه الإجراءات. على سبيل المثال ، سمحت الارتباطات المتكررة لمحفز مشروط (CS) ومحفز غير مشروط (الولايات المتحدة) سبع مرات في اليوم لإناث الفئران بإظهار سلوكيات جريئة مشابهة لسلوكيات الطيران9. في تكييفات الخوف لمدة يومين باستخدام محفزات المركبات التسلسلية (SCS ؛ تتكون من نغمة متبوعة بالضوضاء) ، بدأت الفئران في إظهار سلوكيات الطيران أثناء جزء الضوضاء من عروض SCS10،11،12. ويرد الوصف التفصيلي لطريقة SCS في تقرير البروتوكول13. كما عمل تكييف الخوف لمدة ثلاثة أيام مع SCS للفئران للحث على سلوكيات الطيران14. ومع ذلك ، فإن هذه البروتوكولات الجديدة لها بعض القيود. على سبيل المثال ، لا يسمح استخدام عرض الإشارات التسلسلية باستبعاد تأثير تقدير القرب على السلوك الدفاعي. في حالة ارتباط CS-US سبع مرات في الفئران ، لوحظت غالبية استجابات الطيران في الإناث بدلا من الذكور.
في ضوء هذه الاعتبارات ، نقدم بروتوكول تكييف الخوف المعدل للفئران للتحقيق في سلوكيات الطيران في سياق مخيف. تظهر الفئران الذكور باستمرار سلوك الطيران أثناء تكييف الخوف المعدل. في هذا البروتوكول ، يتم استخدام النغمة البارزة ك CS بدلا من SCS. بالإضافة إلى ذلك ، يلزم ما لا يقل عن خمسة أزواج من CS-US في يوم واحد لمدة يومين على الأقل ، إلى جانب تقوية الخوف من خلال السياق المشروط. يوفر البروتوكول خيارا آخر للتحقيق في سلوكيات الطيران ، مكملا للبروتوكولات السابقة ، اعتمادا على الغرض من البحث.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تم إجراء هذا البروتوكول وفقا للمبادئ التوجيهية للجمعية الفسيولوجية اليابانية وحصل على موافقة من لجنة رعاية بجامعة كانازاوا الطبية (2021-32). تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا لإرشادات ARRIVE. تم استخدام ذكور الفئران البالغة C57BL / 6J (3-6 أشهر) للدراسة ، وتم التأكيد سابقا على أن هذه الفئران أظهرت سلوكيات الطيران الموصوفة في هذه المخطوطة15.
1. إعداد
- فئران منزلية جماعية (3-4 لكل قفص ؛ يتم الحفاظ عليها عند 23-27 درجة مئوية ؛ تحت دورة الضوء / الظلام لمدة 12 ساعة ؛ توفر الوصول إلى الطعام والماء) حتى بداية التجارب.
- ضع كل فأر بشكل فردي في قفص زجاجي (14 سم × 21 سم × 12 سم) لمدة 3 أيام على الأقل قبل الخضوع لتكييف الخوف المعدل هذا.
2. إعداد الأدوات / المعدات
- صندوق تكييف الخوف (الشكل 1 أ)
- استخدم غرفة تكييف الخوف (25 سم × 25 سم × 25 سم) محاطة بصندوق مخفف للصوت (67 سم × 53 سم × 55 سم) (انظر جدول المواد).
- هناك حاجة إلى سياقين (A و B). بالنسبة للسياق أ ، قم بإنشاء خطوط سوداء وبيضاء على الجدران عن طريق ربط الورق المقوى البلاستيكي الأبيض بأشرطة سوداء (عرض 3 سم ، 4 على لوح). استخدم لوحا بلاستيكيا أبيض ناعما للأرضية.
- امسح الجدران والأرضية باستخدام Heptanol (1٪) قبل كل جلسة.
ملاحظة: لا يتم استخدام نظام تهوية نشط. التنظيف بالكحول في نهاية الجلسة يقلل من رائحة السباعي. - بالنسبة للسياق (ب)، اجعل مظهر الجدران أسود بالكامل عن طريق إزالة اللوحة المستخدمة في السياق (أ). الأرضية عبارة عن أرضية شبكية.
ملاحظة: لا يتم تقديم رائحة محددة بخلاف رائحة الكحول الخفيفة للتنظيف. - قم بإضاءة الصندوق التجريبي باستخدام صمام ثنائي باعث للضوء الأبيض العلوي (LED ، 240 لوكس) (انظر جدول المواد).
- اثاره
- قم بتوصيل جهاز صدم التدافع (انظر جدول المواد) بأرضية شبكية مكونة من قضبان من الفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم هذا لتوفير صدمات القدم. تم تحديد شدة صدمة القدم عند 0.9 مللي أمبير باتباع الطرق الشائعة لتكييف الخوف10،11،12،13.
- مولد الصوت
- ضع مكبر صوت (انظر جدول المواد) على السقف. يتم تضخيم جميع المحفزات الصوتية.
- قم بتعديل ومعايرة السعة الإجمالية لكل محفز رقميا للحصول على مستويات ضغط الصوت (SPL ، إعادة: 20 μ باسكال) في مقدمة السماعة مقاس 5 سم باستخدام ميكروفون مقاس 1/4 بوصة. قدم نغمة مستمرة تنفجر من خلال هذه السماعة.
ملاحظة: تعد معايرة مكبر الصوت أمرا بالغ الأهمية لفحص التأثير الدقيق للتحفيز الصوتي على السلوكيات الدفاعية أثناء تكييف الخوف المعدل هذا.
- محول
- ضع أرضية غرفة الاختبار على محول طاقة (انظر جدول المواد) للكشف عن الاهتزاز. يتم إرسال الإشارة من محول الطاقة إلى بطاقة صوت بتردد أخذ عينات 8 كيلو هرتز لتسجيل الاهتزازات السلوكية.
- كاميرا فيديو
- ضع كاميرا CMOS (انظر جدول المواد) على السقف لتتبع حركات الهدف وتسجيل الصوت في صندوق التكييف.
- نظام التشغيل
- استخدم برنامج الصوت (انظر جدول المواد) لتشغيل النغمات أو صدمات القدم في الأوقات المجدولة.
ملاحظة: أي محفز متاح تجاريا سيعمل لهذا الغرض.
- استخدم برنامج الصوت (انظر جدول المواد) لتشغيل النغمات أو صدمات القدم في الأوقات المجدولة.
3. التجربة السلوكية
- خطط لأربعة أيام من إجراءات تكييف الخوف: التعود (يوم واحد ، 5 تجارب) ، التكييف (يومان ، 5 تجارب لكل منهما) ، وجلسات الاختبار / الانقراض (يوم واحد أو 5 أو 15 تجربة). تراوحت الفواصل الزمنية بين 60-75 ثانية (الشكل 1 ب).
ملاحظة: يفضل تضمين عشرة أشخاص أو أكثر في مجموعة للحصول على ميول سلوكية موثوقة. مطلوب مجموعتان أو ثلاث مجموعات حسب الغرض من الدراسة.- أثناء جلسة التكييف ، قدم التحفيز غير المشروط (الولايات المتحدة) (1 ثانية ، 0.9 مللي أمبير) مباشرة بعد انتهاء التحفيز المشروط (CS) (انفجار نغمة مستمر ، 8 كيلو هرتز ، 20 ثانية ، 95 ديسيبل SPL) كما هو موضح في الشكل 1B. قدم خمسة أزواج من CS-US في يوم التكييف.
- بعد انتهاء صدمة القدم 5 ، اترك الموضوع في السياق لمدة 1 دقيقة قبل إعادته إلى قفص المنزل. امسح الغرفة بنسبة 70٪ كحول للتنظيف بعد كل اختبار سلوكي.
ملاحظة: يمكن تعديل CS وكثافة الولايات المتحدة اعتمادا على الغرض من الدراسة. أظهرت التقارير السابقة أن كثافة CS الأقوى تؤدي إلى سلوكيات دفاعية أكثر نشاطا من السلوكيات الأكثر ليونة15. يمكن أيضا تمديد أيام التكييف.
- حث سلوكيات الطيران أثناء عروض CS باتباع الجدول الزمني المذكور أدناه.
ملاحظة: يتم استخدام CS (95 ديسيبل SPL) والولايات المتحدة (0.9 مللي أمبير) في هذه التجربة.- في اليوم 1 ، قم بتعريض الأشخاص ل 5 تجارب CS وحدها في السياق A.
- في اليومين 2 و 3 ، يخضع الأشخاص الذين لديهم 5 تجارب ارتباط CS-US في السياق B.
- في اليوم 4 ، قم بتعريض الأشخاص ل 5 تجارب CS وحدها لجلسة الاستدعاء في السياق B. في حالة اختبار انقراض الذاكرة ، قم بتعريض الأشخاص ل 15 تجربة CS وحدها.
ملاحظة: لاختبار استقرار الذاكرة ، سيساعد تمديد جلسات الانقراض لمدة 2-3 أيام. أيضا ، يمكن أن يوفر اختبار الذاكرة بعد أسبوع واحد بدلا من اليوم 4 تأكيدا إضافيا لاستقرار الذاكرة.
4. تحليل السلوكيات الدفاعية
ملاحظة: يتم تحليل الحركة والنسبة المئوية للتجمد وعدد القفزات أثناء عروض CS. التفاصيل موصوفة أدناه. إذا كان ذلك ممكنا ، فإن التحليل بطريقة مزدوجة التعمية سيكون أفضل.
- مزامنة توقيت الأحداث في الفيديو وتوقيتات المحفزات (CS والولايات المتحدة) باستخدام بداية النغمة المسجلة في الفيديو.
- استخدم رمزا مخصصا لحساب كل من الحركات المتوسطة والكلية للفئران بناء على الاختلاف في مركز كتلة صورة ظلية الموضوع عبر الإطارات.
ملاحظة: يتم استخدام وحدة عشوائية لهذا القياس لأن سرعة الحركة تعتمد على معدل أخذ العينات للفيلم. - لقياس النسبة المئوية للتجميد ، استخدم إشارة محول الطاقة في الوقت المناسب.
- إشارات محول الطاقة قبل المعالجة باستخدام مرشح تمرير النطاق 20-500 هرتز.
- احسب جذر متوسط السعة التربيعية لإشارة محول الطاقة في الوقت المناسب لكل حاوية 50 مللي ثانية.
- حدد عتبة لسعة الإشارة لاكتشاف فترة الجمود. مدة الجمود هي فترة الإشارة أقل من العتبة لأكثر من 1 ثانية.
- قم بقياس مدة التجميد يدويا من خلال مشاهدة الفيديو.
- اضبط عتبة سعة الإشارة للتجميد من خلال مقارنة النسبة المئوية المقاسة يدويا للتجمد والنسبة المئوية المحسوبة من إشارة محول الطاقة.
- احسب عدد القفزات يدويا من ملفات الفيديو.
ملاحظة: سيكون حساب عدد السهام مفيدا أيضا في تقييم استجابة الرحلة.
5. التحليل الإحصائي
- اضبط الدلالة الإحصائية على p < 0.05.
- لإجراء مقارنات بين مجموعات متعددة وعوامل متعددة ، قم بإجراء ANOVA متعدد الاتجاهات متبوعا باختبارات ما بعد التخصيص. إذا تم اختبار يوم محدد من جدول التكييف ، فقم بإجراء اختبارات مقارنة متعددة أو اختبارات التقليب.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يتم عرض النتائج التي تم الحصول عليها مع تكييف الخوف المعدل في الفئران الذكور (C57BL / 6J ؛ 3-6 أشهر من العمر) ، وفقا للجدول الموضح في الشكل 1C. تم تصميم التجربة للتحقيق في كيفية تأثير السياق المشروط على التعبير عن سلوكيات الطيران. تم تعيين مجموعتين: المجموعة 1 (ن = 10) والمجموعة 2 (ن = 10). تم استخدام CS (95 ديسيبل SPL) والولايات المتحدة (0.9 مللي أمبير) في هذه التجربة.
في اليوم 1 ، خضعت جميع الفئران للتعرض ل 5 تجارب تحفيز مشروطة (CS) وحدها في السياق أ. بعد ذلك ، تم تكييف جميع الفئران ب 5 تجارب تحفيز غير مشروطة CS (الولايات المتحدة) في السياق B في اليومين 2 و 3. في اليوم 4 ، شهدت المجموعة 1 5 تجارب CS وحدها لجلسة الاستدعاء في السياق B ، بينما تم اختبار المجموعة 2 في السياق A.
أظهر الأشخاص في المجموعة 1 سلوكيات طيران واضحة ، مثل القفز أو الاندفاع القصير ، خاصة أثناء عروض CS في اليومين 3 و 4 (انظر الشكل 2 أ ، ب). زاد كل من إجمالي الحركات وعدد القفزات أثناء عروض CS مع تقدم التكييف (الشكل 2 أ ، ب). أظهر التجميد أثناء عروض CS زيادة في اليوم الثاني وظل ثابتا نسبيا في التجارب اللاحقة (الشكل 2B). أظهر الأشخاص حركات عالية في بداية عرض CS وأظهروا باستمرار سلوكيات الطيران طوال عرض CS (الشكل 2 أ).
أظهر الأشخاص في المجموعة 2 سلوكيات طيران قوية مماثلة تقريبا لتلك الموجودة في المجموعة 1 في اليومين 2 و 3 (انظر الشكل 2 أ). ومع ذلك ، في السياق B في اليوم 4 ، وهو السياق غير المشروط ، لم يظهر الأشخاص في المجموعة 2 أي سلوكيات طيران أثناء عروض CS (الشكل 2A ، B). أظهرت مقارنات الحركات خلال CS في اليوم 4 أن المجموعة 1 تمتلك قدرا أكبر بكثير من الحركة من المجموعة 2 (انظر الشكل 2C ؛ اختبار التقليب ؛ اختبار التقليب ؛ G1 مقابل. G2 ، ع = 0.014). بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت مقارنات التجمد أثناء CS في اليوم 4 اختلافات ذات دلالة إحصائية بين المجموعتين (انظر الشكل 2D ؛ اختبار التقليب ؛ اختبار التقليب ؛ G1 مقابل. G2 ، ص < 0.000). فيما يتعلق بالقفزات في اليوم 4 ، أظهرت المجموعة 1 قفزات أكثر من المجموعة 2 (انظر الشكل 2E ؛ اختبار التقليب ؛ اختبار التقليب ؛ G1 مقابل. G2 ، ع = 0.034). تشير هذه النتائج إلى أن سلوكيات الطيران التي تسببها النغمة أثناء تكييف الخوف تعتمد على السياق.
الشكل 1: تصميم تجارب تكييف الخوف المعدلة. (أ) التمثيلات التخطيطية للسياقات التجريبية (أ) و(ب). (ب) تكوين CS والعروض الأمريكية. كان CS عبارة عن انفجار نغمة مستمر 8 كيلو هرتز (20 ثانية) وتم تسليم الولايات المتحدة (صدمة القدم ، 1 ثانية) مباشرة بعد إنهاء CS. كانت الفترات الفاصلة بين التجارب 60-75 ثانية. (ج) الجدول الزمني لتجارب تكييف الخوف المعدلة. تم تعديل الرقم من Furuyama et al.15. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: السياقات الأساسية للتعبير عن سلوكيات الطيران. (أ) يتم عرض متوسط الحركات لكل حالة حول عرض CS حسب اليوم. تمثل النقاط المظللة باللون الرمادي عروض CS التقديمية ، وتشير الخطوط الحمراء إلى العروض التقديمية الأمريكية. تشير الخطوط الرمادية إلى الخطأ القياسي لوسائل كل تتبع. في اليوم الثالث ، زادت الاقتراحات خلال عروض CS في G1 و G2. في اليوم 4 ، تمت زيادة الحركة خلال عروض CS في G1. (ب، الاقتراحات) يتم رسم متوسط إجمالي الطلبات أثناء عرض CS لكل محاكمة. (ب ، تجميد) يتم رسم متوسط النسب المئوية للتجميد أثناء عرض CS لكل تجربة. (ب ، يقفز) يتم رسم متوسط القفزات أثناء عرض CS لكل تجربة. قفز G1 خلال عروض CS في اليوم 4. (ج) مقارنة الاقتراحات في اليوم 4. انتقل G1 أكثر من G2. (د) مقارنة النسبة المئوية للتجميد في اليوم 4. أظهر G2 تجميدا أكثر من G1. (ه) مقارنة العدد الإجمالي للقفزات في اليوم 4. قفز G1 أكثر من G2. تشير الأشرطة الحمراء الأفقية إلى المتوسطات ، وتشير الأشرطة الحمراء الرأسية إلى SEM لكل مجموعة في اللوحات (C-E). * ص < 0.05. تم تعديل الرقم من Furuyama et al.15. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يعد بروتوكول تكييف الخوف المعدل الذي تم تقديمه في هذه المقالة طريقة مستقرة للتحقيق في سلوكيات الطيران في سياق مخيف. من خلال استخدام هذا البروتوكول ، وجدنا أن سلوكيات الطيران للفئران في السياق المخيف يتم تشغيلها بواسطة محفزات بارزة وتعتمد على السياق. لم يتم التحقيق جيدا في خصائص سلوك الطيران ، حيث لم يكن هناك بروتوكول مناسب لمراقبة سلوكيات الطيران. سيكون هذا البروتوكول أحد الطرق المناسبة لدراسة السلوكيات الدفاعية النشطة في سياق مخيف.
في الآونة الأخيرة ، تم إدخال العديد من البروتوكولات بالإضافة إلى هذا البروتوكول. عدة أيام من التكييف مع SCS تحفز سلوكيات الطيران بثبات أثناء عروض الإشارات في الفئران والجرذان10،11،12،13،14. أيضا ، سبع جمعيات CS-US متكررة في يوم واحد تسمح لإناث الفئران بإظهار الجرأة ، وهو نوع من سلوك الطيران9. جميع هذه البروتوكولات موثوقة ، مثل هذا البروتوكول المقدم هنا ، على الرغم من أن البروتوكولات ، بما في ذلك البروتوكول الحالي ، لها مزايا وعيوب اعتمادا على الغرض من كل دراسة. على سبيل المثال ، يمكن للموضوع تقدير مدى قرب التهديدات من خلال عرض SCS ، والذي يتكون من محفزين تسلسليين متبوعين بصدمة القدم. إذا كانت الدراسة تهدف إلى التحقيق في التأثير الخالص لميزات CS على التعبير عن سلوكيات الطيران ، فإن بروتوكول SCS ليس هو الأفضل. ومع ذلك ، مع بروتوكول SCS ، يحدث الانتقال بين التجميد والطيران دائما في فترة قصيرة (في 20 ثانية). لذلك ، بالنسبة لدراسة تركز على الانتقال من السلوك الدفاعي السلبي إلى السلوك الدفاعي النشط والعكس صحيح ، يعمل بروتوكول SCS بشكل أفضل. يعمل البروتوكول الذي يستخدم سبع مرات لارتباط CS-US بشكل أفضل لدراسة السلوكيات الدفاعية النشطة لإناث الفئران ، بينما بالنسبة للفئران الذكور ، ستكون هناك حاجة إلى بعض التعديلات.
يستخدم هذا البروتوكول عرض نغمة نقية بارزة بدلا من SCS. وبالتالي ، فإن هذا البروتوكول مناسب للتحقيق في تأثير CS المختلفة (نغمة ذات مظاريف مختلفة أو أشكال نغمة مثل الصعود / التخميد) لتحفيز سلوكيات الطيران. لقد أثبتنا أن شدة النغمة على الأقل ، أحد أحرف CS ، لها تأثير حاسم على التعبير عن سلوكيات الطيران15. بعد ذلك ، من المتوقع أن يكون لميزات CS المختلفة تأثيرات مختلفة على سلوكيات الطيران. النقطة الأكثر أهمية في بروتوكولنا هي معايرة السماعة لتقديم محفزات النغمة. في كثير من الأحيان ، لا تتم معايرة مكبرات الصوت المتاحة تجاريا في صناديق تكييف الخوف بشكل جيد ، ولا يمكن الاعتماد على المعلمات. يوصى بشدة باستخدام مكبر صوت موثوق به مع معايرة دقيقة لهذه التجربة. فيما يتعلق بأيام التكييف ، من الممكن تمديد عدد أيام التدريب عن طريق تقليل عدد التجارب في يوم واحد. فعلى سبيل المثال، استخدم البروتوكول المقدم هنا جدولا زمنيا من خمس تجارب يوميا لمدة يومين. بدلا من ذلك ، تعمل أيضا أربع تجارب يوميا لمدة ثلاثة أيام. يمكن تعديل الجدول الزمني حسب الغرض من كل دراسة.
أخيرا ، تختلف السلوكيات الدفاعية النشطة التي تم إدخالها في هذه البروتوكولات عن السلوكيات الدفاعية النشطة التي لوحظت في تجربة التجنب النشط (تجنب المكوك). يكون سلوك الهروب أثناء التجنب النشط أكثر شبها بالعادة ، وبمجرد تعلمه ، يستمر الموضوع في الهروب من3،16،17 ، بينما تبدو الرحلة في هذا البروتوكول وكأنها سلوك ذعر ، ويتوقف الموضوع عن إظهار سلوكيات الطيران بمجرد أن يلاحظ أنه لا توجد الولايات المتحدة تتبع CS10،11،12،13،14،15. أيضا ، تختلف سلوكيات الطيران الشبيهة بالذعر هذه عن القمع السلوكي المبلغ عنه في قمع اللعق في سياق مخيف18,19 ، في حين أن كلاهما سلوكيات دفاعية ناجمة عن الخوف. تم التغاضي عن سلوكيات الطيران الشبيهة بالذعر هذه ولم تتم دراستها جيدا. باستخدام البروتوكولات الجديدة9،10،11،12،13،14،15 ، بما في ذلك البروتوكولات الحالية ، سيتم توضيح الارتباط العصبي لسلوكيات الذعر.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.
Acknowledgments
تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل KAKENHI Grants JP22K15795 (إلى TF) ، JP22K09734 (إلى NK) ، JP21K07489 (إلى RY) ، جامعة كانازاوا الطبية (C2022-3 ، D2021-4 ، إلى R.Y.) ومؤسسة نايتو (إلى T.F.).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Audio speaker | Fostex | FT17H | |
| Amplifier | Sony | TA-F500 | |
| CMOS camera | Sanwa Supply Inc. | CMS-V43BK | |
| Fear conditioning chamber | Panlab S.L.U. | LE116 | |
| Food pellets | Nosan | Labo MR standard | |
| LED | Yamazen | LT-B05N | |
| Microphone | ACO | type 4156N | |
| Scramble shocker | Panlab S.L.U. | LE 100-26 | |
| Sound card | Behringer | UMC202 | |
| Sound software | Syntrillium Software | Cool Edit 2000 | |
| Transducer | Panlab S.L.U. | LE 111 |
References
- Fanselow, M. S., Lester, L. S. Evolution and learning. , Psychology Press. 185-212 (1988).
- Fanselow, M. S. Neural organization of the defensive behavior system responsible for fear. Psychonomic Bulletin & Review. 1 (4), 429-438 (1994).
- Mobbs, D., Headley, D. B., Ding, W., Dayan, P. Space, time, and fear: Survival computations along defensive circuits. Trends in Cognitive Sciences. 24 (3), 228-241 (2020).
- Black, D. W., Grant, J. E. Dsm-5 guidebook: The essential companion to the diagnostic and statistical manual of mental disorders. American Psychiatric Pub. , (2014).
- Bienvenu, T. C., et al. The advent of fear conditioning as an animal model of post-traumatic stress disorder: Learning from the past to shape the future of ptsd research. Neuron. 109 (15), 2380-2397 (2021).
- Johnson, L. R., Mcguire, J., Lazarus, R., Palmer, A. A. Pavlovian fear memory circuits and phenotype models of ptsd. Neuropharmacology. 62 (2), 638-646 (2012).
- Yehuda, R., Ledoux, J. Response variation following trauma: A translational neuroscience approach to understanding ptsd. Neuron. 56 (1), 19-32 (2007).
- Ledoux, J. E.
- Gruene, T. M., Flick, K., Stefano, A., Shea, S. D., Shansky, R. M. Sexually divergent expression of active and passive conditioned fear responses in rats. Elife. 4, e11352 (2015).
- Fadok, J. P., et al. A competitive inhibitory circuit for selection of active and passive fear responses. Nature. 542 (7639), 96-100 (2017).
- Hersman, S., Allen, D., Hashimoto, M., Brito, S. I., Anthony, T. E. Stimulus salience determines defensive behaviors elicited by aversively conditioned serial compound auditory stimuli. Elife. 9, e53803 (2020).
- Trott, J. M., Hoffman, A. N., Zhuravka, I., Fanselow, M. S. Conditional and unconditional components of aversively motivated freezing, flight and darting in mice. Elife. 11, e75663 (2022).
- Borkar, C. D., Fadok, J. P. A novel pavlovian fear conditioning paradigm to study freezing and flight behavior. Journal of Visualized Experiments. 167, e61536 (2021).
- Totty, M. S., et al. Behavioral and brain mechanisms mediating conditioned flight behavior in rats. Scientific Reports. 11 (1), 8215 (2021).
- Furuyama, T., et al. Multiple factors contribute to flight behaviors during fear conditioning. Scientific Reports. 13 (1), 10402 (2023).
- Cain, C. K.
- Ledoux, J. E., Moscarello, J., Sears, R., Campese, V. The birth, death and resurrection of avoidance: A reconceptualization of a troubled paradigm. Molecular Psychiatry. 22 (1), 24-36 (2017).
- Bouchekioua, Y., et al. Serotonin 5-ht2c receptor knockout in mice attenuates fear responses in contextual or cued but not compound context-cue fear conditioning. Translational Psychiatry. 12 (1), 58 (2022).
- Bouchekioua, Y., Nishitani, N., Ohmura, Y. Conditioned lick suppression: Assessing contextual, cued, and context-cue compound fear responses independently of locomotor activity in mice. Bio-Protocol. 12 (23), e4568 (2022).
Tags
هذا الشهر في JoVE ، العدد 202 ،Erratum
Formal Correction: Erratum: Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice
Posted by JoVE Editors on 05/17/2024.
Citeable Link.
An erratum was issued for: Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice. The Abstract section was updated from:
The appropriate manifestation of defensive behavior in a threatening situation is critical for survival. The prevailing theory suggests that an active defensive behavior, such as jumping or rapid darting, is expressed under high threat imminence or actual threat, whereas passive defensive behavior, such as freezing, is expressed when the threat is predicted, but the threat imminence is relatively low. In classical fear conditioning, subjects typically exhibit freezing as a conditioned defensive response, with little expression of active defensive behavior in most cases. Here, we introduce a modified fear conditioning procedure for mice to observe the transition from freezing to flight and vice versa, involving five repetitive pairings of conditioned stimuli (CS; continuous tone, 8 kHz, 95 dB SPL (sound pressure levels)) and unconditioned stimuli (US; foot shock, 0.4 or 0.9 mA, 1.0 s) over two days. This modified fear conditioning procedure requires a relatively large number of conditioning sessions and conditioning days but does not necessitate a high-intensity foot shock for modest expression of flight behavior. Using the same context for conditioning and salient CS presentations is essential to elicit flight behaviors. This modified fear conditioning procedure is a reliable method for observing active defensive behaviors in mice, providing an opportunity to elucidate the fine mechanisms and characteristics of such behaviors in a fearful context.
to:
The appropriate manifestation of defensive behavior in a threatening situation is critical for survival. The prevailing theory suggests that an active defensive behavior, such as jumping or rapid darting, is expressed under high threat imminence or actual threat, whereas passive defensive behavior, such as freezing, is expressed when the threat is predicted, but the threat imminence is relatively low. In classical fear conditioning, subjects typically exhibit freezing as a conditioned defensive response, with little expression of active defensive behavior in most cases. Here, we introduce a modified fear conditioning procedure for mice to observe the transition from freezing to flight and vice versa, involving five repetitive pairings of conditioned stimuli (CS; continuous tone, 8 kHz, 95 dB SPL (sound pressure levels)) and unconditioned stimuli (US; foot shock, 0.9 mA, 1.0 s) over two days. This modified fear conditioning procedure requires a relatively large number of conditioning sessions and conditioning days but does not necessitate a high-intensity foot shock for modest expression of flight behavior. Using the same context for conditioning and salient CS presentations is essential to elicit flight behaviors. This modified fear conditioning procedure is a reliable method for observing active defensive behaviors in mice, providing an opportunity to elucidate the fine mechanisms and characteristics of such behaviors in a fearful context.
