Трассировка Fear Conditioning у мышей
Summary
In the following experiment we describe a protocol for trace fear conditioning in mice. This type of associative memory includes a trace period that separates the neutral stimulus and the unconditioned stimulus.
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
There have been several studies that have elucidated the neural circuitry that underlies trace fear conditioning. Trace fear conditioning is believed to involve the CA1 of the hippocampus12-14. There is also evidence that the medial prefrontal cortex (mPFC) plays a large role in trace eye-blink conditioning15, and the mPFC has been found to be involved in trace fear conditioning. One study found that mPFC neurons provide sustained activity during the trace period, thus providing a structure that can…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a Baylor University Research Council grant and from a research grant from the Epilepsy Foundation.
Materials
| 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 | 3X3 inch |
References
- Powell, R. A., Honey, P. L., Symbaluk, D. G. . Introduction to learning and behavior. , .
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Misane, I., et al. Time-dependent involvement of the dorsal hippocampus in trace fear conditioning in mice. Hippocampus. 15, 418-426 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- Davis, R. R., et al. Genetic basis for susceptibility to noise-induced hearing loss in mice. Hear. Res. 155, 82-90 (2001).
- 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).
- 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).
- 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).
- McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Hippocampal encoding of non-spatial trace conditioning. Hippocampus. 9, 385-396 (1999).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Crestani, F., et al. Trace fear conditioning involves hippocampal alpha5 GABA(A) receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 8980-8985 (2002).
- Crestani, F., et al. Decreased GABAA-receptor clustering results in enhanced anxiety and a bias for threat cues. Nat. Neurosci. 2, 833-839 (1999).
- 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).
- 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).
- Raybuck, J. D., Lattal, K. M. Double dissociation of amygdala and hippocampal contributions to trace and delay fear conditioning. PLoS ONE. 6, (2011).
- 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).
- 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).
- Baysinger, A. N., Kent, B. A., Brown, T. H. Muscarinic receptors in amygdala control trace fear conditioning. PLoS ONE. 7, (2012).
- 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).
- 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).
- Rudy, J. W., O’Reilly, R. C. Contextual fear conditioning, conjunctive representations, pattern completion, and the hippocampus. Behav. Neurosci. 113, 867-880 (1999).
- 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).
- Reijmers, L. G., Perkins, B. L., Matsuo, N., Mayford, M. Localization of a stable neural correlate of associative memory. Science. 317, 1230-1233 (2007).
- 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).
- 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).
