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Behavior

Condizionamento della paura modificato per indurre comportamenti di volo nei topi

Published: December 15, 2023 doi: 10.3791/66266
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1
1Department of Physiology, Kanazawa Medical University
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

Per studiare i comportamenti di volo in un contesto di paura, introduciamo un protocollo di condizionamento della paura modificato. Questo protocollo assicura che i topi mostrino costantemente comportamenti di volo durante la presentazione del segnale nel condizionamento della paura.

Abstract

La manifestazione appropriata di un comportamento difensivo in una situazione minacciosa è fondamentale per la sopravvivenza. La teoria prevalente suggerisce che un comportamento difensivo attivo, come il salto o il guizzo rapido, è espresso in condizioni di imminenza di minaccia elevata o minaccia effettiva, mentre il comportamento difensivo passivo, come il congelamento, è espresso quando la minaccia è prevista, ma l'imminenza della minaccia è relativamente bassa. Nel condizionamento classico della paura, i soggetti mostrano tipicamente il congelamento come risposta difensiva condizionata, con poca espressione di comportamento difensivo attivo nella maggior parte dei casi. Qui, introduciamo una procedura modificata di condizionamento della paura per i topi per osservare la transizione dal congelamento al volo e viceversa, che coinvolge cinque accoppiamenti ripetitivi di stimoli condizionati (CS; tono continuo, 8 kHz, 95 dB SPL (livelli di pressione sonora)) e stimoli incondizionati (US; shock del piede, 0,9 mA, 1,0 s) nell'arco di due giorni. Questa procedura modificata di condizionamento della paura richiede un numero relativamente elevato di sessioni di condizionamento e giorni di condizionamento, ma non richiede una scossa del piede ad alta intensità per una modesta espressione del comportamento di volo. L'uso dello stesso contesto per il condizionamento e le presentazioni CS salienti è essenziale per suscitare comportamenti di volo. Questa procedura modificata di condizionamento della paura è un metodo affidabile per osservare i comportamenti difensivi attivi nei topi, fornendo l'opportunità di chiarire i meccanismi e le caratteristiche di tali comportamenti in un contesto di paura.

Introduction

La selezione appropriata di comportamenti difensivi in circostanze minacciose è fondamentale per la sopravvivenza di tutti gli animali. I comportamenti difensivi si spostano gradualmente dall'uno all'altro in base alla vicinanza della minaccia, come la transizione tra i comportamenti di congelamento e di fuga 1,2,3. La disregolazione di questi comportamenti è spesso osservata in vari disturbi mentali4. Il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) è uno di questi disturbi caratterizzati da comportamenti difensivi esagerati, come le risposte di panico a stimoli non minacciosi4.

Il condizionamento classico della paura nei roditori è comunemente usato come modello per il PTSD 5,6,7, ma i roditori non esprimono comportamenti di fuga (simili al panico) in questo modello8. Di conseguenza, il classico modello di condizionamento della paura, spesso indicato come "modello PTSD dei roditori", manca di validità facciale per il PTSD negli esseri umani, in particolare nel catturare sintomi di fuga o di panico, che non sono stati ben studiati.

Recentemente, diversi protocolli modificati di condizionamento della paura hanno dimostrato con successo che i soggetti roditori mostrano un comportamento di volo durante queste procedure. Ad esempio, le associazioni ripetitive di uno stimolo condizionato (CS) e uno stimolo incondizionato (US) sette volte in un giorno hanno permesso alle femmine di ratto di esibire comportamenti guizzanti simili ai comportamenti di volo9. Nei condizionamenti di paura di due giorni utilizzando stimoli composti seriali (SCS; composti da tono seguito da rumore), i topi hanno iniziato a mostrare comportamenti di volo durante la parte di rumore delle presentazioni SCS 10,11,12. La descrizione dettagliata del metodo SCS è fornita in un rapporto di protocollo13. Un condizionamento della paura di tre giorni con SCS ha funzionato anche per i ratti per indurre comportamenti di fuga14. Tuttavia, questi nuovi protocolli presentano alcune limitazioni. Ad esempio, l'uso della presentazione seriale dei segnali non consente di escludere l'influenza della stima di prossimità sul comportamento difensivo. Nel caso di sette volte l'associazione di CS-US nei ratti, la maggior parte delle risposte di volo sono state osservate nelle femmine piuttosto che nei maschi.

Alla luce di queste considerazioni, introduciamo un protocollo modificato di condizionamento della paura per i topi per studiare i comportamenti di volo in un contesto di paura. I topi maschi mostrano costantemente un comportamento di volo durante il nostro condizionamento della paura modificato. In questo protocollo, il tono saliente viene utilizzato come CS invece di SCS. Inoltre, è richiesto un minimo di cinque accoppiamenti di CS-US in un giorno per almeno due giorni, insieme al potenziamento della paura da parte del contesto condizionato. Il protocollo fornisce un'altra opzione per studiare i comportamenti di volo, integrando i protocolli precedenti, a seconda dello scopo della ricerca.

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Protocol

Questo protocollo è stato condotto in conformità con i principi guida della Società Fisiologica del Giappone e ha ricevuto l'approvazione del Comitato per la cura degli animali dell'Università di Medicina di Kanazawa (2021-32). Tutte le procedure sono state condotte in conformità con le linee guida ARRIVE. Per lo studio sono stati utilizzati topi maschi adulti C57BL/6J (3-6 mesi) ed è stato precedentemente confermato che questi topi mostravano i comportamenti di volo descritti in questo manoscritto15.

1. Preparazione dell'animale

  1. Topi in gruppo (3-4 per gabbia; mantenuti a 23-27 °C; sotto un ciclo luce/buio di 12 ore; fornito ad libitum accesso a cibo e acqua) fino all'inizio degli esperimenti.
  2. Alloggiare individualmente ogni topo in una gabbia di plexiglass (14 cm × 21 cm × 12 cm) per almeno 3 giorni prima di sottoporsi a questo condizionamento della paura modificato.

2. Installazione degli strumenti/attrezzature

  1. Scatola di condizionamento della paura (Figura 1A)
    1. Utilizzare una camera di condizionamento della paura (25 cm × 25 cm × 25 cm) racchiusa in una scatola fonoassorbente (67 cm × 53 cm × 55 cm) (vedi Tabella dei materiali).
    2. Sono necessari due contesti (A e B). Per il contesto A, crea strisce bianche e nere sulle pareti attaccando del cartoncino di plastica bianco con dei nastri neri (3 cm di larghezza, 4 su un cartone). Usa una tavola di plastica bianca liscia per il pavimento.
    3. Pulisci le pareti e il pavimento con eptanolo (1%) prima di ogni sessione.
      NOTA: Non viene utilizzato alcun sistema di ventilazione attivo. La pulizia con alcol alla fine della sessione diminuisce l'odore di eptanolo.
    4. Per il contesto B, rendere l'aspetto delle pareti completamente nero rimuovendo la scheda utilizzata nel contesto A. Il pavimento è un pavimento a griglia.
      NOTA: Non viene presentato alcun odore specifico a parte un leggero odore di alcol per la pulizia.
    5. Illuminare la scatola sperimentale utilizzando un diodo a emissione di luce bianca (LED, 240 lux) (vedi Tabella dei materiali).
  2. Scandalistico
    1. Collegare un ammortizzatore scramble (vedi Tabella dei materiali) a un pavimento a griglia composto da aste in acciaio inossidabile. Questo viene utilizzato per fornire scosse al piede. L'intensità dello shock del piede è stata impostata a 0,9 mA seguendo i metodi comuni di condizionamento della paura 10,11,12,13.
  3. Generatore audio
    1. Posizionare un altoparlante (vedere la tabella dei materiali) sul soffitto. Tutti gli stimoli acustici vengono amplificati.
    2. Modifica e calibra digitalmente le ampiezze complessive di ogni stimolo per ottenere livelli di pressione sonora (SPL, re: 20 μ Pa) nella parte anteriore di 5 cm dell'altoparlante con un microfono da 1/4 di pollice. Presenta un'esplosione di tono continuo attraverso questo altoparlante.
      NOTA: La calibrazione dell'altoparlante audio è fondamentale per esaminare l'impatto fine dello stimolo sonoro sui comportamenti difensivi durante questo condizionamento della paura modificato.
  4. Trasduttore
    1. Posizionare il pavimento della camera di prova su un trasduttore (vedere la tabella dei materiali) per il rilevamento delle vibrazioni. Il segnale proveniente dal trasduttore viene trasmesso a una scheda audio con una frequenza di campionamento di 8 kHz per registrare le vibrazioni comportamentali.
  5. Videocamera
    1. Posizionare una telecamera CMOS (vedere Tabella dei materiali) sul soffitto per seguire i movimenti del soggetto e registrare il suono nella scatola di condizionamento.
  6. Sistema di innesco
    1. Utilizzare un software audio (vedere la Tabella dei materiali) per attivare toni o scosse di piedi a tempi programmati.
      NOTA: Qualsiasi stimolatore disponibile in commercio funzionerà per questo.

3. Esperimento comportamentale

  1. Pianifica quattro giorni di procedure di condizionamento della paura: assuefazione (1 giorno, 5 prove), condizionamento (2 giorni, 5 prove ciascuna) e sessioni di test/estinzione (1 giorno, 5 o 15 prove). Gli intervalli intertrial variavano tra 60-75 s (Figura 1B).
    NOTA: Preferibilmente, includere dieci o più soggetti in un gruppo per ottenere tendenze comportamentali affidabili. Sono necessari due o tre gruppi a seconda dello scopo dello studio.
    1. Durante la sessione di condizionamento, presentare lo stimolo incondizionato (US) (1 s, 0,9 mA) immediatamente dopo la terminazione dello stimolo condizionato (CS) (burst di tono continuo, 8 kHz, 20 s, 95 dB SPL) come mostrato nella Figura 1B. Consegna cinque coppie CS-US in una giornata di condizionamento.
    2. Dopo la fine del 5° shock, lasciare il soggetto nel contesto per 1 minuto prima di rimetterlo nella gabbia di casa. Pulire la camera con alcol al 70% per la pulizia dopo ogni test comportamentale.
      NOTA: L'intensità di CS e US può essere modificata a seconda dello scopo dello studio. Rapporti precedenti hanno dimostrato che una maggiore intensità di CS innesca comportamenti difensivi più attivi rispetto a quelli più morbidi15. I giorni di condizionamento possono anche essere prolungati.
  2. Indurre comportamenti di volo durante le presentazioni CS seguendo il programma indicato di seguito.
    NOTA: In questo esperimento vengono utilizzati un CS (95 dB SPL) e un US (0,9 mA).
    1. Il giorno 1, esporre i soggetti a 5 studi di sola CS nel contesto A.
    2. Nei giorni 2 e 3, i soggetti affetti da condizioni con 5 studi di associazione CS-US nel contesto B.
    3. Il giorno 4, esporre i soggetti a 5 prove di sola CS per la sessione di richiamo nel contesto B. In caso di test di estinzione della memoria, esporre i soggetti a 15 prove di sola CS.
      NOTA: Per testare la stabilità della memoria, è utile estendere le sessioni di estinzione per 2-3 giorni. Inoltre, testare la memoria una settimana dopo invece che il giorno 4 può fornire un'ulteriore conferma della stabilità della memoria.

4. Analisi dei comportamenti difensivi

NOTA: vengono analizzati il movimento, la percentuale di congelamento e il numero di salti durante le presentazioni CS. I dettagli sono descritti di seguito. Se possibile, sarebbe meglio analizzare in doppio cieco.

  1. Sincronizza i tempi degli eventi nel video e i tempi degli stimoli (CS e US) utilizzando l'insorgenza del tono registrata nel video.
  2. Utilizza un codice personalizzato per calcolare sia i movimenti medi che quelli totali dei topi in base alla differenza nel centro di massa della silhouette del soggetto tra i fotogrammi.
    NOTA: Per questa misurazione viene utilizzata un'unità arbitraria poiché la velocità di movimento dipende dalla frequenza di campionamento del filmato.
  3. Per misurare la percentuale di congelamento, utilizzare il segnale del trasduttore in tempo.
    1. Pre-processare i segnali del trasduttore utilizzando un filtro passa banda 20-500 Hz.
    2. Calcolare l'ampiezza quadratica media del segnale del trasduttore nel tempo per ogni intervallo di 50 ms.
    3. Impostare una soglia per l'ampiezza del segnale per rilevare il periodo di immobilità. La durata dell'immobilità è il periodo di segnale inferiore alla soglia per più di 1 s.
    4. Misurare manualmente la durata del congelamento guardando il video.
    5. Regolare la soglia dell'ampiezza del segnale per il congelamento confrontando la percentuale di congelamento misurata manualmente e la percentuale calcolata dal segnale del trasduttore.
  4. Conta manualmente il numero di salti dai file video.
    NOTA: Contare il numero di dardi sarà utile anche per valutare la risposta del volo.

5. Analisi statistica

  1. Impostare la significatività statistica a p < 0,05.
  2. Per confronti tra più gruppi e più fattori, eseguire un'ANOVA a più vie seguita da test post-hoc. Se viene testato un giorno specifico del programma di condizionamento, eseguire più test di confronto o test di permutazione.

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Representative Results

Vengono presentati i risultati ottenuti con il condizionamento modificato della paura in topi maschi (C57BL/6J; 3-6 mesi), seguendo lo schema mostrato in Figura 1C. L'esperimento è stato progettato per indagare come il contesto condizionato influenzi l'espressione dei comportamenti di volo. Sono stati assegnati due gruppi: il Gruppo 1 (n = 10) e il Gruppo 2 (n = 10). In questo esperimento sono stati utilizzati un CS (95 dB SPL) e un US (0,9 mA).

Il giorno 1, tutti i topi sono stati esposti a 5 prove di solo stimolo condizionato (CS) nel contesto A. Successivamente, tutti i topi sono stati condizionati con 5 prove di stimolo incondizionato (US) CS nel contesto B nei giorni 2 e 3. Il giorno 4, il Gruppo 1 ha sperimentato 5 prove di sola CS per la sessione di richiamo nel contesto B, mentre il Gruppo 2 è stato testato nel contesto A.

I soggetti del Gruppo 1 hanno mostrato comportamenti di volo pronunciati, come salti o brevi guizzi, in particolare durante le presentazioni di CS nei giorni 3 e 4 (vedi Figura 2A, B). Sia i movimenti totali che il numero di salti durante le presentazioni CS sono aumentati con la progressione del condizionamento (Figura 2A,B). Il congelamento durante le presentazioni CS ha mostrato un aumento il giorno 2 ed è rimasto relativamente costante negli studi successivi (Figura 2B). I soggetti hanno mostrato movimenti intensificati all'inizio della presentazione CS e hanno dimostrato costantemente comportamenti di volo durante la presentazione CS (Figura 2A).

I soggetti del Gruppo 2 hanno mostrato comportamenti di volo robusti quasi identici a quelli del Gruppo 1 nei giorni 2 e 3 (vedi Figura 2A). Tuttavia, nel contesto B del giorno 4, che era il contesto non condizionato, i soggetti del Gruppo 2 non hanno mostrato alcun comportamento di volo durante le presentazioni CS (Figura 2A,B). I confronti dei movimenti durante la CS il giorno 4 hanno mostrato che il Gruppo 1 possedeva una quantità significativamente maggiore di movimento rispetto al Gruppo 2 (vedi Figura 2C; test di permutazione; G1 contro G2, p = 0,014). Inoltre, i confronti del congelamento durante la CS il giorno 4 hanno mostrato differenze statisticamente significative tra i due gruppi (vedi Figura 2D; test di permutazione; G1 contro G2, p < 0,000). Per quanto riguarda i salti del giorno 4, il Gruppo 1 ha mostrato più salti rispetto al Gruppo 2 (vedi Figura 2E; test di permutazione; G1 contro G2, p = 0,034). Questi risultati suggeriscono che i comportamenti di fuga innescati dal tono durante il condizionamento della paura dipendono dal contesto.

Figure 1
Figura 1: Il disegno degli esperimenti di condizionamento della paura modificati. (A) Vengono mostrate rappresentazioni schematiche dei contesti sperimentali A e B. (B) La composizione delle presentazioni CS e USA. Il CS era un burst di tono continuo a 8 kHz (20 s) e l'US (shock al piede, 1 s) è stato erogato immediatamente dopo la terminazione del CS. Gli intervalli tra le prove erano di 60-75 s. (C) Il programma degli esperimenti di condizionamento della paura modificati. La figura è modificata da Furuyama et al.15. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: I contesti essenziali per l'espressione dei comportamenti di volo. (A) Vengono mostrati i movimenti medi di ciascuna condizione intorno alla presentazione CS per giorno. I punti ombreggiati in grigio rappresentano le presentazioni CS e le linee rosse indicano le presentazioni statunitensi. Le linee grigie indicano l'errore standard delle medie di ogni traccia. Il giorno 3, i movimenti sono aumentati durante le presentazioni CS in G1 e G2. Il giorno 4, la mozione è stata aumentata durante le presentazioni CS in G1. (B) Mozioni) Vengono tracciati i movimenti totali medi durante la presentazione CS di ogni prova. (B, Congelamento) Vengono tracciate le percentuali medie di congelamento durante la presentazione del CS di ogni studio. (B, Salti) Vengono tracciati i salti medi durante la presentazione CS di ogni prova. G1 è saltato durante le presentazioni CS il giorno 4. (C) Confronto delle mozioni del giorno 4. G1 si è mosso più di G2. (D) Confronto delle percentuali di congelamento il giorno 4. G2 ha mostrato più congelamento di G1. (E) Confronto del numero totale di salti del giorno 4. G1 ha saltato più di G2. Le barre rosse orizzontali indicano le medie e le barre rosse verticali indicano il SEM di ciascun gruppo in pannelli (C-E). *p < 0,05. La figura è modificata da Furuyama et al.15. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

Il protocollo di condizionamento della paura modificato introdotto in questo articolo è un metodo stabile per studiare i comportamenti di volo in un contesto di paura. Impiegando questo protocollo, abbiamo scoperto che i comportamenti di fuga dei topi nel contesto pauroso sono innescati da stimoli salienti e dipendono dal contesto. Le caratteristiche del comportamento di volo non sono state ben studiate, in quanto non esisteva un protocollo adatto per osservare i comportamenti di volo. Questo protocollo sarà uno dei metodi adatti per studiare i comportamenti difensivi attivi in un contesto di paura.

Recentemente, sono stati introdotti diversi protocolli in aggiunta al protocollo attuale. Più giorni di condizionamento con SCS inducono stabilmente comportamenti di volo durante le presentazioni dei segnali nei topi e nei ratti 10,11,12,13,14. Inoltre, sette associazioni CS-US ripetitive in un giorno hanno permesso ai ratti femmina di esibire guizzare, una sorta di comportamento di volo9. Questi protocolli sono tutti affidabili, come questo protocollo qui introdotto, anche se i protocolli, compreso quello attuale, presentano vantaggi e svantaggi a seconda dello scopo di ogni studio. Ad esempio, il soggetto può stimare la prossimità delle minacce con la presentazione SCS, che è composta da due stimoli seriali seguiti da uno shock al piede. Se uno studio mira a indagare l'effetto puro delle caratteristiche CS sull'espressione dei comportamenti di volo, il protocollo SCS non è il migliore. Tuttavia, con il protocollo SCS, il passaggio tra congelamento e volo avviene sempre in un breve periodo (in 20 s). Pertanto, per uno studio che si concentra sulla transizione dal comportamento difensivo passivo al comportamento difensivo attivo e viceversa, il protocollo SCS funziona meglio. Il protocollo che utilizza sette volte l'associazione CS-US funziona meglio per lo studio dei comportamenti difensivi attivi dei ratti femmine, mentre per i ratti maschi sarebbe necessaria qualche modifica.

Questo protocollo utilizza la presentazione del tono puro saliente invece dell'SCS; quindi, questo protocollo è adatto per studiare l'effetto di vari CS (tono con vari inviluppi o forme di tono come ramping/smorzamento) per innescare comportamenti di volo. Abbiamo dimostrato che almeno l'intensità del tono, uno dei caratteri CS, ha un'influenza critica sull'espressione dei comportamenti di volo15. Quindi, ci si aspetta che le varie caratteristiche di CS abbiano effetti diversi sui comportamenti di volo. Il punto più importante del nostro protocollo è la calibrazione dell'altoparlante per la presentazione degli stimoli tonali. Spesso, gli altoparlanti disponibili in commercio nelle scatole per il condizionamento della paura non sono ben calibrati e i parametri non sono affidabili. Si consiglia vivamente di utilizzare un altoparlante affidabile con calibrazione fine per questo esperimento. Per quanto riguarda i giorni di condizionamento, è possibile estendere il numero di giorni di allenamento riducendo il numero di prove in un giorno. Ad esempio, il protocollo qui introdotto utilizzava un programma di cinque prove al giorno per due giorni. Invece di questo, funzionano anche quattro prove al giorno per tre giorni. Il programma può essere modificato a seconda dello scopo di ogni studio.

Infine, i comportamenti difensivi attivi introdotti in questi protocolli sono diversi dai comportamenti difensivi attivi osservati nell'esperimento di evitamento attivo (shuttle avoidance). Il comportamento di fuga durante l'evitamento attivo è più simile a un'abitudine e, una volta appreso, il soggetto continua afuggire 3,16,17, mentre il volo in questo protocollo sembra un comportamento di panico e il soggetto smette di mostrare comportamenti di volo una volta che nota che nessun US segue CS 10,11,12,13,14,15 . Inoltre, questi comportamenti di fuga simili al panico sono distinti dalla soppressione comportamentale riportata nella soppressione del leccamento in un contesto di paura18,19, mentre entrambi sono comportamenti difensivi indotti dalla paura. Questi comportamenti di fuga simili al panico sono stati trascurati e non ben studiati. Utilizzando i nuovi protocolli 9,10,11,12,13,14,15, incluso quello attuale, verrà chiarito il correlato neurale per i comportamenti di panico.

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Disclosures

Gli autori dichiarano di non avere interessi contrastanti.

Acknowledgments

Questo lavoro è stato sostenuto in parte da KAKENHI Grants JP22K15795 (a T.F.), JP22K09734 (a N.K.), JP21K07489 (a R.Y.), Kanazawa Medical University (C2022-3, D2021-4, a R.Y.) e The Naito Foundation (a 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fanselow, M. S., Lester, L. S. Evolution and learning. , Psychology Press. 185-212 (1988).
  2. Fanselow, M. S. Neural organization of the defensive behavior system responsible for fear. Psychonomic Bulletin & Review. 1 (4), 429-438 (1994).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Yehuda, R., Ledoux, J. Response variation following trauma: A translational neuroscience approach to understanding ptsd. Neuron. 56 (1), 19-32 (2007).
  8. Ledoux, J. E. Emotion circuits in the brain. Annual Review of Neuroscience. 23 (1), 155-184 (2000).
  9. 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).
  10. Fadok, J. P., et al. A competitive inhibitory circuit for selection of active and passive fear responses. Nature. 542 (7639), 96-100 (2017).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Totty, M. S., et al. Behavioral and brain mechanisms mediating conditioned flight behavior in rats. Scientific Reports. 11 (1), 8215 (2021).
  15. Furuyama, T., et al. Multiple factors contribute to flight behaviors during fear conditioning. Scientific Reports. 13 (1), 10402 (2023).
  16. Cain, C. K. Avoidance problems reconsidered. Current Opinion in Behavioral Sciences. 26, 9-17 (2019).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).

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Questo mese in JoVE numero 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.

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