Um novo paradigma de condicionamento do medo pavloviano para estudar o congelamento e o comportamento de voo
Summary
As respostas comportamentais defensivas dependem da intensidade da ameaça, proximidade e contexto de exposição. Com base nesses fatores, desenvolvemos um paradigma de condicionamento clássico que provoca transições claras entre congelamento condicionado e comportamento de voo dentro de indivíduos. Esse modelo é crucial para a compreensão das patologias envolvidas em ansiedade, pânico e transtornos de estresse pós-traumático.
Abstract
Comportamentos relacionados ao medo e à ansiedade contribuem significativamente para a sobrevivência de um organismo. No entanto, respostas defensivas exageradas à ameaça percebida são características de vários transtornos de ansiedade, que são a forma mais prevalente de doença mental nos Estados Unidos. A descoberta dos mecanismos neurobiológicos responsáveis pelos comportamentos defensivos ajudará no desenvolvimento de novas intervenções terapêuticas. O condicionamento do medo pavloviano é um paradigma laboratorial amplamente utilizado para estudar o aprendizado e a memória relacionados ao medo. Uma grande limitação dos paradigmas tradicionais de condicionamento do medo pavloviano é que o congelamento é o único comportamento defensivo monitorado. Recentemente desenvolvemos um paradigma de condicionamento do medo pavloviano modificado que nos permite estudar tanto o congelamento condicionado quanto o comportamento de fuga (também conhecido como fuga) dentro de indivíduos individuais. Este modelo emprega choques de pé de maior intensidade e maior número de pares entre o estímulo condicionado e o estímulo incondicionado. Além disso, esse paradigma de voo condicionado utiliza a apresentação serial de estímulos auditivos de tom puro e ruído branco como estímulo condicionado. Seguindo o condicionamento nesse paradigma, os ratos exibem comportamento de congelamento em resposta ao estímulo de tom e respostas de voo durante o ruído branco. Esse modelo de condicionamento pode ser aplicado ao estudo de transições rápidas e flexíveis entre as respostas comportamentais necessárias para a sobrevivência.
Introduction
O medo é uma resposta adaptativa evolutivamente conservada a uma ameaça imediata1,2. Embora os organismos possuam respostas defensivas inatas a uma ameaça, associações aprendidas são cruciais para obter respostas defensivas apropriadas a estímulos preditivos de perigo3. A desregulação nos circuitos cerebrais que controlam as respostas defensivas provavelmente contribuirá para reações mal adaptativas associadas a múltiplos transtornos de ansiedade debilitantes, como transtorno de estresse pós-traumático (TEPT), transtorno de pânico4e fobias específicas5,6. A prevalência nos Estados Unidos para transtornos de ansiedade é de 19,1% para adultos e 31,9% em adolescentes7,8. A carga dessas doenças é extremamente elevada no cotidiano dos indivíduos e impacta negativamente sua qualidade de vida.
Nas últimas décadas, o condicionamento do medo pavloviano serviu como um poderoso sistema modelo para obter uma visão tremenda dos mecanismos neurais subjacentes ao aprendizado e memória relacionados ao medo9,10,11. O condicionamento do medo pavloviano implica emparelhar um estímulo condicionado (CS, como um estímulo auditivo) com um estímulo incondicionado aversivo (EUA; por exemplo, um choque elétrico)12. Como o congelamento é o comportamento dominante evocado e medido nos paradigmas de condicionamento pavloviano padrão, os mecanismos de controle neural de formas ativas de comportamento defensivo, como respostas de fuga/fuga permanecem em grande parte inexplorados. Estudos anteriores mostram que diferentes formas de comportamento defensivo, como o voo, são evocadas dependendo da intensidade da ameaça, proximidade e contexto13,14. Estudar como o cérebro controla diferentes tipos de comportamento defensivo pode contribuir significativamente para a compreensão dos processos neuronais que são desregulados nos transtornos de medo e ansiedade.
Para atender a essa necessidade crítica, desenvolvemos um paradigma de condicionamento pavloviano modificado que provoca saltos de voo e fuga, além de congelar15. Nesse paradigma, os camundongos são condicionados com um estímulo composto serial (SCS) consistindo em um tom puro seguido de ruído branco. Após dois dias emparelhando o SCS com um forte choque elétrico, os ratos exibem congelamento em resposta ao componente de tom e voo durante o ruído branco. Os interruptores comportamentais entre congelamento condicionado e comportamento de voo são rápidos e consistentes. Curiosamente, os ratos exibem comportamento de voo apenas quando o ruído branco CS é apresentado no mesmo contexto que um footshock anteriormente entregue (o contexto de condicionamento), mas não em um contexto neutro. Em vez disso, as respostas congelantes dominam neste contexto neutro, com níveis significativamente maiores de congelamento em resposta ao ruído branco em comparação com o tom. Isso é consistente com o papel do contexto na modulação da intensidade da resposta defensiva e com o papel regulatório da informação contextual na aprendizagem e memória relacionadas ao medo encontradas nos paradigmas tradicionais de condicionamento de ameaças16,17. Este modelo permite comparações diretas e dentro do assunto de múltiplos comportamentos defensivos de forma específica do contexto.
Protocol
Representative Results
Discussion
Os parâmetros de som e choque descritos são elementos importantes deste protocolo. É fundamental, portanto, testar a amplitude de choque e o nível de pressão sonora antes de iniciar os experimentos. Estudos de condicionamento do medo normalmente usam níveis de pressão sonora de 70-80 dB e intensidade de choque de 0,1-1 mA18; assim, os parâmetros descritos estão dentro dos limites dos paradigmas tradicionais de condicionamento do medo. Em um experimento de controle anterior de CS (sem choq…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo Conselho de Regentes da Louisiana através do Fundo de Apoio ao Conselho de Regentes (LEQSF(2018-21)-RD-A-17) e pelo Instituto Nacional de Saúde Mental dos Institutos Nacionais de Saúde sob o prêmio número R01MH122561. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente as opiniões oficiais dos Institutos Nacionais de Saúde.
Materials
| Neutral context | Plexiglass cylinder 30 X 30 cm | ||
| Fear conditioning box | Med Associates, Inc. | VFC-008 | 25 X 30 X 35 cm dimentions |
| Audio generator | Med Associates, Inc. | ANL-926 | |
| Shocker | Med Associates Inc. | ENV-414S | Stainless steel grid |
| Speaker | Med Associates, Inc. | ENV-224AM | Suitable for pure tone and white noise |
| C57/BL6J mice | Jackson laboratory, USA | 664 | Aged 3-5 month |
| Cineplex software (Editor/ studio) | Plexon | CinePlex Studio v3.8.0 | For video tracking and behavioral scoring analysis |
| MedPC software V | Med Associates, Inc. | SOF-736 | |
| Neuroexplorer | Plexon | Used to extract the freezing data scored in PlexonEditor | |
| GraphPad Prism 8 | GraphPad Software, Inc. | Version 8 | Statistical analysis software |
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