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Comportamento

Incubação do medo usando um protocolo estendido de condicionamento do medo para ratos

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

Descrevemos um protocolo estendido de condicionamento do medo que produz overtraining e incubação do medo em ratos. Este protocolo envolve uma única sessão de treinamento com pares de choque de tom de 25 tons (ou seja, overtraining) e uma comparação de respostas de congelamento condicionadas durante testes de contexto e sinalização 48 h (curto prazo) e 6 semanas (longo prazo) após o treinamento.

Abstract

A memória emocional tem sido estudada principalmente com paradigmas de condicionamento do medo. O condicionamento do medo é uma forma de aprendizado através da qual os indivíduos aprendem as relações entre eventos aversivos e estímulos neutros. Os procedimentos mais amplamente utilizados para estudar memórias emocionais implicam o condicionamento do medo em ratos. Nessas tarefas, o estímulo incondicionado (EUA) é um choque de pé apresentado uma ou várias vezes em sessões únicas ou várias, e a resposta condicionada (CR) está congelando. Em uma versão desses procedimentos, chamada de condicionamento do medo cued, um tom (estímulo condicionado, CS) é emparelhado com choques de pés (EUA) durante a fase de treinamento. Durante o primeiro teste, os animais são expostos ao mesmo contexto em que o treinamento ocorreu, e as respostas de congelamento são testadas na ausência de choques e tons de pés (ou seja, um teste de contexto). Durante o segundo teste, o congelamento é medido quando o contexto é alterado (por exemplo, manipulando o cheiro e as paredes da câmara experimental) e o tom é apresentado na ausência de choques de pé (ou seja, um teste de sinalização). A maioria dos procedimentos de condicionamento do medo cued implicam poucos pares de choque de tom (por exemplo, 1-3 ensaios em uma única sessão). Há um crescente interesse por versões menos comuns envolvendo um grande número de pares (ou seja, overtraining) relacionados ao efeito duradouro chamado incubação do medo (ou seja, as respostas ao medo aumentam ao longo do tempo sem maior exposição a eventos aversivos ou estímulos condicionados). Tarefas prolongadas de condicionamento do medo têm sido fundamentais para a compreensão dos aspectos comportamentais e neurobiológicos da incubação do medo, incluindo sua relação com outros fenômenos psicológicos (por exemplo, transtorno de estresse pós-traumático). Aqui, descrevemos um protocolo estendido de condicionamento do medo que produz overtraining e incubação do medo em ratos. Este protocolo envolve uma única sessão de treinamento com pares de choque de tom de 25 tons (ou seja, overtraining) e uma comparação de respostas de congelamento condicionadas durante testes de contexto e sinalização 48 h (curto prazo) e 6 semanas (longo prazo) após o treinamento.

Introduction

A memória é um processo psicológico que abrange diferentes fases: aquisição de informações, consolidação (permite a estabilidade das informações adquiridas) e recuperação (evidência para o processo de consolidação)1. Durante a fase de consolidação, ocorrem o estabelecimento de novas conexões sinápticas e a modificação das conexões pré-existentes. Isso sugere a necessidade de um período de tempo durante o qual ocorrem eventos moleculares e fisiológicos responsáveis por essas alterações1,,2. Essas alterações fisiológicas ou moleculares variam se os eventos recuperados são emocionalmente carregados ou não (ou seja, memória emocional). Por exemplo, pesquisas mostraram que o núcleo lateral e o complexo de amígdala basolateral são particularmente relevantes para a memória emocional3,,4,,5.

Fenômenos de memória emocional têm sido estudados principalmente com paradigmas de condicionamento do medo5,,6. O condicionamento do medo é uma forma de aprendizado através da qual os indivíduos aprendem as relações entre eventos aversivos e estímulos neutros7. Paradigmas de condicionamento do medo produzem mudanças moleculares, celulares e estruturais na amígdala. Além disso, o condicionamento do medo modifica a conectividade do hipocampo durante os processos de consolidação e recuperação da memória emocional.

Um dos procedimentos mais utilizados para estudar memórias de medo é o condicionamento clássico (pavloviano) em ratos. Este procedimento normalmente usa o footshock (EUA) como o estímulo aversivo, que é entregue uma ou várias vezes em uma ou várias sessões. A resposta condicionada (CR) dos ratos expostos a este procedimento é o congelamento (ou seja, “imobilidade generalizada causada por uma resposta tônica generalizada da musculatura esquelética dos animais, exceto os músculos utilizados na respiração”7 ). Essa resposta poderia ser avaliada em dois tipos de testes: testes de contexto e sinalização. Para o teste de contexto, o sujeito sofre um determinado número de choques durante a sessão de treinamento e, em seguida, é removido da câmara experimental por um tempo definido. Durante o teste, o sujeito é devolvido ao mesmo contexto em que o treinamento ocorreu e diferentes medidas de congelamento são coletadas na ausência de choques de pé (por exemplo, duração, percentual ou frequência de episódios de congelamento), e comparado com os níveis de base estabelecidos durante a fase de treinamento. Para o segundo tipo de teste, teste de sugestão, um estímulo (tipicamente um tom) é emparelhado com os choques dos pés durante a fase de treinamento (ou seja, estímulo condicional, CS). Após o treinamento ser concluído, o animal é removido do contexto de treinamento por um tempo definido e posteriormente é colocado em um contexto modificado (por exemplo, uma câmara experimental diferente que tem diferentes formas de paredes e cheiro diferente). A sugestão é então apresentada um determinado número de vezes, e as respostas de congelamento à sugestão são medidas e comparadas com os níveis de linha de base coletados durante o treinamento. A versão mais comum deste paradigma usa pares de 1 a 3 pares de choque de tom durante uma única sessão de treinamento, seguido de testes de contexto e sinalização realizados várias horas ou alguns dias depois.

Outros procedimentos de condicionamento de medo menos frequentemente implementados envolvem um grande número de pares de sinais de choque (ou seja, ensaios), que muitas vezes têm sido chamados de procedimentos de overtraining8. Um interesse crescente por essas tarefas está relacionado aos seus efeitos de memória duradouros e aumentados chamados incubação do medo (ou seja, as respostas de medo condicionadas aumentam ao longo do tempo na ausência de mais exposição a eventos aversivos ou estímulos condicionados)9,,10,11. Um exemplo desses procedimentos de overtraining envolve uma fase de treinamento de 100 pares de choque de tom distribuídos em 10 sessões, seguidos de testes de contexto e sinalização realizados 48h e 30 dias depois11,12. Para evitar treinamentos extensos espalhados por vários dias, Maren (1998) relatou que o overtraining poderia ser estabelecido e otimizado em uma única sessão com 25 pares8. O efeito de incubação é evidenciado em níveis significativamente mais elevados de medo condicionado em ratos testados 31 dias após o treinamento, em comparação com ratos testados 48 h depois. Tarefas prolongadas de condicionamento do medo têm sido fundamentais para a compreensão dos aspectos comportamentais e neurobiológicos subjacentes à incubação do medo, incluindo sua relação com outros fenômenos psicológicos (por exemplo, transtorno de estresse pós-traumático de início retardado)11,,12,13.

Aqui, descrevemos um protocolo estendido de condicionamento do medo que induz o overtraining e a incubação do medo em ratos. Diferente de outros paradigmas que requerem vários dias de treinamento11,o protocolo atual é focado em uma única sessão de treinamento8. Utilizamos 25 pares de choque de tom para produzir respostas de congelamento mais condicionadas durante o contexto e testes de sinalização realizados 6 semanas após o treinamento, em comparação com os testes realizados 48 horas depois.

Protocol

O protocolo a seguir foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Fundación Universitaria Konrad Lorenz (IACUC-KL). A declaração universal dos direitos dos animais emitida pela Liga Internacional dos Direitos dos Animais, Genebra, Suíça (1989), e os princípios éticos de experimentação com animais emitidos pelo ICLAS foram respeitados. 1. Preparação do assunto Selecione ratos Wistar adultos masculinos (n = 12). Abriga-os em grupos de quatro por ga…

Representative Results

Foram analisadas variações no percentual de tempo de congelamento durante diferentes estágios da sessão de treinamento para todos os sujeitos (n = 12) utilizando-se um teste t dependente(Tabela 1). Os animais foram ativos e exploraram a câmara experimental durante os primeiros três minutos da sessão de treinamento (primeiro dia do protocolo), tempo durante o qual não foram entregues tons ou choques (ou seja, linha de base-BL). Conforme mostrado na <strong cla…

Discussion

O presente protocolo estendido de condicionamento do medo é uma abordagem eficiente e válida para avaliar a memória emocional em períodos curtos (48 h) e longo prazo (6 semanas). Assim, o protocolo permite estudar o overtraining e temer fenômenos de incubação em ratos. Entre as diferentes vantagens deste protocolo estão as seguintes. Oferece dois tipos de testes de memória, ou seja, contexto e sugestão, que permitem identificar o efeito diferencial de dois atrasos (48h e 6 semanas) em meio a manipulações de c…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

O apoio financeiro para esta pesquisa foi fornecido pela Fundación Universitaria Konrad Lorenz – número de subvenção 9IN15151. Os autores gostariam de agradecer ao Departamento de Comunicações da Universidade Konrad Lorenz por sua ajuda na gravação e edição do vídeo, em particular Natalia Rivera e Andrés Serrano (Produtores). Além disso, Nicole Pfaller-Sadovsky e Lucia Medina por seus comentários sobre o manuscrito, e Johanna Barrero, reitora da Corporacion Universitaria Iberoamericana, para colaboração institucional. Os autores não têm conflitos de 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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