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행동분석학

L'incubazione della paura utilizzando un protocollo esteso di condizionamento della paura per i ratti

Published: August 22, 2020
doi:
10.3791/60537
, , , , , , , ,
1School of Psychology,Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2Animal Behavior Laboratory,Fundación Universitaria Konrad Lorenz, 3Department of Psychology,Universidad de Los Andes, 4School of Veterinary Medicine, Animal Health Department,Universidad Nacional de Colombia, 5Department of Psychology,Troy University, 6Department of Neurobiology,University of Alabama at Birmingham

Summary

Descriviamo un protocollo esteso di condizionamento della paura che produce sovrallenamento e incubazione della paura nei ratti. Questo protocollo prevede una singola sessione di allenamento con 25 accoppiamenti tono-shock (cioè sovrallenamento) e un confronto delle risposte di congelamento condizionate durante i test di contesto e cue 48 h (a breve termine) e 6 settimane (a lungo termine) dopo l’allenamento.

Abstract

La memoria emotiva è stata studiata principalmente con paradigmi di condizionamento della paura. Il condizionamento della paura è una forma di apprendimento attraverso la quale gli individui imparano le relazioni tra eventi avversi e stimoli altrimenti neutri. Le procedure più utilizzate per studiare i ricordi emotivi comportano il condizionamento della paura nei ratti. In questi compiti, lo stimolo incondizionato (US) è un footshock presentato una o più volte in una o più sessioni, e la risposta condizionata (CR) si sta congelando. In una versione di queste procedure, chiamata condizione della paura cued, un tono (stimolo condizionato, CS) è accoppiato con footshocks (US) durante la fase di allenamento. Durante il primo test, gli animali sono esposti allo stesso contesto in cui si è svolta la formazione e le risposte al congelamento vengono testate in assenza di sferzate e toni (cioè un test di contesto). Durante la seconda prova, il congelamento viene misurato quando il contesto viene modificato (ad esempio, manipolando l’odore e le pareti della camera sperimentale) e il tono viene presentato in assenza di footshocks (cioè una prova di cue). La maggior parte delle procedure di condizionamento della paura cued comportano pochi abbinamenti tono-shock (ad esempio, 1-3 prove in una singola sessione). C’è un crescente interesse per le versioni meno comuni che coinvolgono un ampio numero di abbinamenti (cioè il sovrallenamento) legati all’effetto di lunga durata chiamato incubazione della paura (cioè, le risposte alla paura aumentano nel tempo senza un’ulteriore esposizione a eventi avversivi o stimoli condizionati). I compiti estesi di condizionamento della paura sono stati fondamentali per comprendere gli aspetti comportamentali e neurobiologici dell’incubazione della paura, compresa la sua relazione con altri fenomeni psicologici (ad esempio, disturbo da stress post-traumatico). Qui, descriviamo un protocollo esteso di condizionamento della paura che produce sovrallenamento e incubazione della paura nei ratti. Questo protocollo prevede una singola sessione di allenamento con 25 accoppiamenti tono-shock (cioè sovrallenamento) e un confronto delle risposte di congelamento condizionate durante i test di contesto e cue 48 h (a breve termine) e 6 settimane (a lungo termine) dopo l’allenamento.

Introduction

La memoria è un processo psicologico che comprende diverse fasi: acquisizione di informazioni, consolidamento (consente la stabilità delle informazioni acquisite) e recupero (prova per il processo di consolidamento)1. Durante la fase di consolidamento, si verificano la creazione di nuove connessioni sinaptiche e la modifica delle connessioni preesistenti. Ciò suggerisce la necessità di un periodo di tempo durante il quale si verificano eventi molecolari e fisiologici responsabili diquesti cambiamenti 1,2. Questi cambiamenti fisiologici o molecolari variano se gli eventi recuperati sono emotivamente caricati o meno (cioè la memoria emotiva). Per esempio, la ricerca ha dimostrato che il nucleo laterale e il complesso di amigdala basolaterale sono particolarmente rilevanti per la memoriaemotiva 3,4,5.

I fenomeni di memoria emotiva sono stati studiati principalmente con paradigmi di condizionamentodella paura 5,6. Il condizionamento della paura è una forma di apprendimento attraverso la quale gli individui imparano le relazioni tra eventi avversi e stimoli altrimenti neutri7. I paradigmi di condizionamento della paura producono cambiamenti molecolari, cellulari e strutturali nell’amigdala. Inoltre, il condizionamento della paura modifica la connettività dell’ippocampo durante i processi di consolidamento e recupero della memoria emotiva.

Una delle procedure più comunemente utilizzate per studiare i ricordi di paura è il condizionamento classico (Pavloviano) nei ratti. Questa procedura utilizza in genere footshock (US) come stimolo avverso, che viene consegnato una o più volte in una o più sessioni. La risposta condizionata (CR) dei ratti esposti a questa procedura è il congelamento (cioè ” immobilità generalizzata causata da una risposta tonica generalizzata della muscolatura scheletrica degli animali ad eccezione dei muscoli utilizzati nella respirazione”7 ). Questa risposta potrebbe essere valutata su due tipi di test: test di contesto e cue. Per il test di contesto, il soggetto subisce un determinato numero di footshock durante la sessione di allenamento e quindi viene rimosso dalla camera sperimentale per un periodo di tempo definito. Durante la prova, il soggetto viene riportato nello stesso contesto in cui si è svolta la formazione e vengono raccolte diverse misure di congelamento in assenza di footshock (ad esempio, durata, percentuale o frequenza degli episodi di congelamento) e confrontate con i livelli di base stabiliti durante la fase di allenamento. Per il secondo tipo di test, cue test, uno stimolo (in genere un tono) viene abbinato alle pedonore durante la fase di allenamento (ad esempio, stimolo condizionale, CS). Una volta completata la formazione, l’animale viene rimosso dal contesto di allenamento per un tempo definito e successivamente collocato in un contesto modificato (ad esempio, una camera sperimentale diversa che ha diverse forme di pareti e odore diverso). Il segnale viene quindi presentato un determinato numero di volte e le risposte di congelamento al segnale vengono misurate e confrontate con i livelli di base raccolti durante l’allenamento. La versione più comune di questo paradigma utilizza accoppiamenti tono-shock da 1 a 3 durante una singola sessione di allenamento, seguiti da test di contesto e cue condotti un certo numero di ore o pochi giorni dopo.

Altre procedure di condizionamento della paura attuate meno frequentemente comportano un numero elevato di accoppiamenti shock-cue (cioè prove), che sono state spesso chiamate procedure disovrallenazione 8. Un crescente interesse per questi compiti è legato ai loro effetti di memoria di lunga durata e aumentati chiamati incubazione della paura (cioè, le risposte di paura condizionate aumentano nel tempo in assenza di ulteriore esposizione a eventi avversi o stimoli condizionati)9,10,11. Un esempio di tali procedure di sovrallenazione comporta una fase di formazione di 100 accoppiamenti tono-shock distribuiti in 10 sessioni, seguiti da test di contesto e cue condotti 48 h e 30 giorni dopo11,12. Per evitare un’estesa diffusione di formazione su diversi giorni, Maren (1998) ha riferito che il sovrallenaggio potrebbe essere stabilito e ottimizzato in una singola sessione con 25 accoppiamenti8. L’effetto di incubazione è evidenziato in livelli significativamente più elevati di paura condizionata nei ratti testati 31 giorni dopo l’allenamento, rispetto ai ratti testati 48 h dopo. I compiti estesi di condizionamento della paura sono stati fondamentali per la comprensione degli aspetti comportamentali e neurobiologici alla base dell’incubazione della paura, compresa la sua relazione con altri fenomeni psicologici (ad esempio, disturbo da stress post-traumatico a esordio ritardato)11,12,13.

Qui, descriviamo un protocollo esteso di condizionamento della paura che induce il sovrallenamento e l’incubazione della paura nei ratti. Diverso da altri paradigmi che richiedono diversi giorni di formazione11, il protocollo corrente è focalizzato su una singola sessione di formazione8. Abbiamo usato 25 abbinamenti tono-shock per produrre risposte di congelamento condizionate più elevate durante i test di contesto e cue condotti 6 settimane dopo l’allenamento, rispetto ai test condotti 48 h dopo.

Protocol

Il seguente protocollo è stato approvato dall’Institutional Animal Care and Use Committee di Fundaciàn Universitaria Konrad Lorenz (IACUC-KL). Sono stati rispettati la dichiarazione universale dei diritti degli animali rilasciata dalla Lega internazionale dei diritti degli animali, Ginevra, Svizzera (1989), e i principi etici di sperimentazione sugli animali emessi dall’ICLAS. 1. Preparazione del soggetto Selezionare ratti Wistar adulti maschi (n – 12). Ospitarli in gruppi di quatt…

Representative Results

Le variazioni nella percentuale di tempo di congelamento durante le diverse fasi della sessione di allenamento sono state analizzate per tutti i soggetti (n e 12) utilizzando un test t dipendente (Tabella 1). Gli animali sono stati attivi ed esplorato la camera sperimentale durante i primi tre minuti della sessione di allenamento (primo giorno del protocollo), tempo durante il quale non sono stati consegnati toni o urti (cioè, baseline-BL). Come illustrato nella <st…

Discussion

L’attuale protocollo esteso di condizionamento della paura è un approccio efficiente e valido per valutare la memoria emotiva in periodi brevi (48 h) e a lungo termine (6 settimane). Così, il protocollo permette di studiare il sovrallenamento e la paura dei fenomeni di incubazione nei ratti. Tra i diversi vantaggi di questo protocollo sono i seguenti. Offre due tipi di test di memoria, vale a dire contesto e cue, che consentono di identificare l’effetto differenziale di due ritardi (48 h e 6 settimane) attraverso le ma…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Il sostegno finanziario a questa ricerca è stato fornito da Fundaciàn Universitaria Konrad Lorenz – numero di sovvenzione 9IN15151. Gli autori ringraziano il Dipartimento di Comunicazione dell’Università di Konrad Lorenz per il loro aiuto nella registrazione e nell’editing del video, in particolare Natalia Rivera e Andrés Serrano (Produttori). Inoltre, Nicole Pfaller-Sadovsky e Lucia Medina per i loro commenti sul manoscritto, e Johanna Barrero, Dean presso Corporacion Universitaria Iberoamericana, per la collaborazione istituzionale. Gli autori non hanno conflitti di interesse.

Materials

Acetic acid (ethanoic acid) https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/acetic_acid
Aversive Stimulation Current Package MED Associates Inc ENV-420 https://www.med-associates.com/product/aversive-stimulation-current-test-package/
Contextual test protocol.pro https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
Cue test protocol.pro https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
Curved Wall Insert MED Associates Inc VFC-008-CWI https://www.med-associates.com/product/curved-wall-insert/
Data processing.zip https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
NIR/White Light Control Box MED Associates Inc NIR-100
Pellets BioServ F0165 http://www.bio-serv.com/pdf/F0165.pdf
Quick Change Floor/Pan Unit for Mouse MED Associates Inc ENV-005FPU-M https://www.med-associates.com/product/quick-change-floorpan-unit-for-mouse/
Small Tabletop Cabinet and Power Supply MED Associates Inc SG-6080D https://www.med-associates.com/product/small-tabletop-cabinet-and-power-supply-120v-60-hz/
Standalone Aversive Stimulator/Scrambler (115 V / 60 Hz) MED Associates Inc ENV-414S https://www.med-associates.com/product/standalone-aversive-stimulatorscrambler-115-v-ac-60-hz/
Standard Fear Conditioning Chamber MED Associates Inc VFC-008 https://www.med-associates.com/product/standard-fear-conditioning-chamber/
Training protocol VFC.pro https://osf.io/4nkfq/?view_only=0640852a88544b239549462f9c21175b.
Video Fear Conditioning Package for Rat MED Associates Inc MED-VFC-SCT-R https://www.med-associates.com/product/nir-video-fear-conditioning-system-for-rat/
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Acevedo-Triana, C., Rico, J. L., Ortega, L. A., Cardenas, M. A. N., Cardenas, F. P., Rojas, M. J., Forigua-Vargas, J. C., Cifuentes, J., Hurtado-Parrado, C. Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats. J. Vis. Exp. (162), e60537, doi:10.3791/60537 (2020).
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