JoVE Logo

S'identifier

Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.

Dans cet article

  • Résumé
  • Résumé
  • Introduction
  • Protocole
  • Résultats
  • Discussion
  • Déclarations de divulgation
  • Remerciements
  • matériels
  • Références
  • Réimpressions et Autorisations

Résumé

Dans l'expérience suivante, on décrit un protocole pour la trace conditionnement de peur chez la souris. Ce type de mémoire associative comprend une période de trace qui sépare l'impulsion neutre et le stimulus inconditionnel.

Résumé

Dans cette expérience, nous présentons une technique pour mesurer l'apprentissage et de memoire. Dans le protocole de conditionnement de peur trace présentée ici comporte cinq paires entre un stimulus neutre et un stimulus non conditionné. Il ya une période de trace de 20 secondes qui sépare chaque essai de conditionnement. Sur le gel de jour suivant est mesurée au cours de la présentation du stimulus conditionné (CS) et la période de suivi. Le troisième jour, il ya un test de 8 min pour mesurer la mémoire contextuelle. Les résultats représentatifs sont des souris qui ont été présentés avec le stimulus inconditionnel aversif (choc) par rapport à des souris qui ont reçu les présentations de tonalité sans le stimulus inconditionnel. Trace conditionnement de la peur a été utilisée avec succès pour détecter apprentissage et de mémoire des déficits et des améliorations subtiles chez les souris qui ne se trouvent pas à d'autres méthodes peur de conditionnement. Ce type de conditionnement à la peur est considérée comme dépendant de connexions entre le cortex préfrontal médian et l'hippocampe. Une controverse actuelle est de savoir si cette méthode est considérée comme l'amygdale indépendant. Par conséquent, d'autres tests de conditionnement de la peur est nécessaire d'examiner apprentissage et de mémoire effets de l'amygdale-dépendante, comme par le retard conditionnement de la peur.

Introduction

En conditionnement de la peur un stimulus neutre (NS) est jumelé avec un stimulus inconditionnel aversif (États-Unis). Le NS est normalement un ton et devient un stimulus conditionné (CS) par associations répétées avec les États-Unis. Le CS peut alors déclencher une réponse conditionnée (RC), tel que le gel, en l'absence de l'US aversive. Un protocole de conditionnement de la peur couramment utilisé est conditionné retard. Dans ce protocole, le début de la Nouvelle-Écosse et les États-Unis contigus ou avec un certain chevauchement dans la présentation du stimulus. Même si retard conditionnement de la peur est l'un des types de conditionnement associatif temporelle plus couramment utilisés, il existe plusieurs autres types de conditionnement associatif dispositions temporelles: conditionnement simultané, conditionnement en arrière, et le conditionnement de trace 1. Dans trace conditionnement de la peur, il ya un intervalle libre de relance entre la Nouvelle-Écosse et aux États-Unis de plusieurs secondes résultant dans une période de "trace".

Plusieurs études ont rapporté déficits en trace conditionnement de peur lorsque les lésions neurotoxiques sont produites dans les ouvrages que l'entrée dans l'hippocampe 2-5 ou lorsque des agents pharmacologiques sont utilisés pour bloquer la fonction du récepteur dans l'hippocampe. Lésion aux résultats de l'hippocampe des déficits dans le conditionnement de trace et le conditionnement contextuel, mais ne porte pas atteinte retard conditionnement de la peur 8. Il ya plusieurs avantages à utiliser trace conditionnement de la peur. Le protocole de conditionnement de peur peut être réalisé sur une période de test de trois jours et permet une mémoire dépendante de l'hippocampe qui n'est pas spatialement dépendants. Trace conditionnement de la peur peut être utilisé comme un test complémentaire pour le labyrinthe de Morris de l'eau, nouveau test de reconnaissance d'objet, ou d'autres tests de labyrinthe dans les enquêtes sur la mémoire de l'hippocampe-dépendante.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocole

Les souris utilisées dans l'expérience suivante ont été générées et logés à l'Université Baylor à une température ambiante de 22 ° C, avec une lumière 14 h et 10 h foncé (20:00-06:00 h) de cycle diurne. Les souris ont reçu un accès ad libitum à la nourriture et de l'eau. Toutes les procédures aux souris étaient en conformité avec les Instituts nationaux de la santé Lignes directrices pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire et le protocole des animaux a été approuvé par l'Université Baylor de protection des animaux et l'utilisation Comité.

Vue d'ensemble

La tâche de la peur de trace conditionné repose sur des procédures décrites par Wiltgen et ses collègues 9.

Une. Préparation de l'équipement

La chambre d'un appareil de conditionnement de peur (26 cm x 22 cm x 18 cm) se compose de deux parties qui sont en acrylique, de deux côtés qui sont en métal, et une partie inférieure du plancher de la grille qui est utilisée pour délivrer un choc à la patte doux. La chambre d'essai est la maisond dans une chambre atténué son. La chambre est également étanche à la lumière pour empêcher la lumière extérieure d'influencer le logiciel de détection de mouvement.

  1. Calibrer les niveaux de chocs, les niveaux de lumière, et les niveaux d'intensité sonore pour la chambre d'essai. Mesurer le niveau de la chambre de contrôle de fond. Le bruit de fond dans cette chambre est de 65 dB. Utilisez un sonomètre pour mesurer ce niveau. L'appareil doit être fixé à 70 dB, la valeur C, et à la détection à prise lente.
    1. Calibrer le niveau de choc de 0,5 mA. Utilisez un dispositif de calibrage externe pour calibrer le niveau de choc (voir le tableau des matériaux). La mesure interne du générateur de choc n'est pas exact. Le générateur de choc administre un choc brouillé qui ne peut être mesurée avec précision par un ampèremètre standard.
    2. Placer une tête sur l'un des barreaux de la grille et de placer les autres plomb 3 ou 4 bars au-dessus de. Utilisez le générateur de choc à administrer le choc. Réglez le niveau de choc jusqu'à ce que le niveau correct soit atteint. Pour ce faire, pour each craindre chambre de conditionnement.
    3. Fermer la porte de la chambre lors de la mesure du niveau de la chambre de lumière. Calibrer le niveau de lumière à environ 1,0. Il s'agit d'un numéro spécifique au logiciel FreezeFrame utilisé dans cette expérience. Un compteur de lumière externe va lire ce que 2 lux. Le niveau de luminosité peut être réglé en déplaçant la position de la lumière de la maison ou en réglant le condenseur de la lentille. Assurez-vous de serrer les vis de réglage pour la lentille après ajustement.
    4. Calibrer le niveau sonore en décibels à 85 dB. Utilisez un mètre de décibel externe à l'intérieur de la cage de test pour étalonner le niveau de décibels (voir le tableau des matériaux). Le son sera présenté une tonalité Hz 2700. Remarque: Si vous utilisez la souris âgés de plus de 6 mois, il peut être préférable d'utiliser un bruit blanc puisque les souris plus âgées peuvent avoir entendu les déficits.
  2. Après l'appareil est prêt de prendre les sujets à une salle d'attente séparée. Note: Ne pas loger la souris dans la même pièce que la salle d'examen.
  3. e d'étiquetagee la queue des souris qui seront testés pour des tests. Il est préférable de réduire la manipulation excessive avant le test. Alternativement, les queues peuvent être marqués la veille de l'expérience pour réduire le stress de manipulation. Après les souris ont été marqué leur permettre de s'acclimater à l'ambiante pendant 30 min. Avoir cages supplémentaires propres pour loger la souris une fois le test terminé.

2. Trace conditionné Jour 1

  1. Retirez les souris de la cage et placez-les dans des cages individuelles pour le transport à la chambre de conditionnement de la peur. Utiliser de la litière propre pour chaque cage. Placez une note collante sur la cage de transfert de garder l'ordre de souris test correct. Remarque: Si les souris sont logés individuellement ils peuvent être transportés dans leur cage.
  2. Placez la souris dans la chambre d'essai et fermer la porte. Démarrez le logiciel.
  3. Le jour de la formation, permettent aux souris pour explorer la chambre pour 3 min. Le logiciel présente alors une tonalité sec 20 (85 dB, 2700 Hz) to l'animal. Après une période d'aller de 20 secondes un léger choc (2 s, 0,5 mA) est administrée à l'animal.
  4. Notez la réaction du sujet à confirmer qu'ils ont reçu les stimulus aversif en regardant la vidéo. A 200 secondes d'intervalle entre les essais sépare les 5 essais de conditionnement. Chaque essai consiste en une tonalité de 20 s suivie d'un délai de 20 secondes, puis un choc.
  5. Après le test est terminé permettre à l'animal de rester dans la chambre d'essai pendant 1 min avant de le retirer de la cage de test.
  6. Placez le dos de l'animal dans la cage de transfert et le retourner à sa cage. Si il ya des souris supplémentaires dans leur cage alors accueillir individuellement la souris jusqu'à ce que toutes les souris tests complets. Cela permettra de réduire la contrainte à l'autre des souris qui n'ont pas été testés. Une solution alternative serait de loger séparément toutes les souris une semaine avant les essais, afin de réduire l'influence de l'élimination en continu des souris d'une cage.
  7. Nettoyer la chambre d'essai avec 30% d'isopropanol après each animale est testée.
  8. Répétez les étapes 02.02 à 02.07 pour toutes les souris de la cohorte d'essai.
  9. Retour toutes les souris dans leur chambre de la colonie après la dernière souris dans la cohorte a été testé.

3. Trace Jour conditionnement de la peur 2: Memory Trace Test

  1. test de la mémoire de la trace se déroulera le jour 2. Dans ce protocole, il ya 3 présentations de tonalité. Placez la souris dans un nouveau contexte pour le test trace de conditionnement.
  2. Préparer le logiciel pour exécuter un programme avec une période de référence de 2 min, suivie de trois présentations de 20 secondes de tonalité. Il est sa 220 sec ITI entre chaque présentation de ton.
  3. Pour la nouvelle condition de contexte, placer des inserts en acrylique clair sur le plancher de la chambre à modifier la forme, la texture et la couleur de la chambre de conditionnement.
  4. Changer l'odeur dans la chambre en plaçant l'extrait de vanille dans un bateau peser moins de l'insert de-chaussée.
  5. Nettoyer la chambre d'éthanol à 70% au lieu de 30% d'isopropanol. Remarque: Cela aiderade créer un contexte nouveau.
  6. Apportez les souris à la salle d'attente et renommer leurs queues pour les tests si nécessaire.
  7. Préparer de nouvelles cages de transfert de contexte par le remplacement de la literie avec du papier déchiqueté. Remarque: Cela aidera à créer un contexte nouveau.
  8. Placez la souris dans la chambre d'essai puis lancez le programme. Nettoyer la chambre avec 70% d'éthanol fois le test terminé.
  9. Remettre les souris dans leur cage après le conditionnement de trace est terminée. Retour toutes les souris dans leur chambre de la colonie quand toutes les souris ont été testés.

4. Trace conditionnement de la peur Jour 3: mémoire contextuelle Test

  1. Le troisième jour, le conditionnement contextuel est effectuée. Préparer le logiciel pour exécuter un programme pour enregistrer le comportement de congélation pendant 8 min.
  2. Nettoyer la chambre avec 30% d'isopropanol avant de tester et après avoir testé chaque souris. Le cadre doit être identique à celle du jour 1. Les cages de transfert devraient être les mêmes que dans le jour 1.
  3. Apportez souris à la salle de détention et d'étiqueter leurs queues pour les tests.
  4. Placez chaque souris dans la chambre d'essai puis lancez le programme. Nettoyer la chambre avec 30% d'isopropanol fois le test terminé.
  5. Retour toutes les souris dans leur chambre de la colonie une fois rempli.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Résultats

Pour les résultats représentatifs, nous présentons les données de C57BL/6J souris adultes de contrôle qui ont reçu les appariements de relance neutres avec le stimulus inconditionnel (état de choc) par rapport à des souris qui ont reçu le stimulus neutre, mais n'ont pas reçu le stimulus inconditionnel (pas de condition de choc). Il est important d'exécuter cette condition lors de la première mise en place de ce test de comportement pour déterminer si le protocole a été effectuée correctement.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Il ya eu plusieurs études qui ont permis d'élucider les circuits neuronaux qui sous-tend trace conditionnement de la peur. Trace conditionnement de la peur est censé impliquer le CA1 de l'hippocampe 12-14. Il est également prouvé que le cortex préfrontal médian (mPFC) joue un rôle important dans la trace clignement conditionné 15, et la mPFC a été trouvé pour être impliqués dans la trace conditionnement de la peur. Une étude a montré que les neurones MPFC fournissent une act...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

Ce travail est soutenu par une subvention du Conseil de recherche de l'Université Baylor et d'une subvention de la Fondation de recherche de l'épilepsie.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
FreezeFrameCoulbourn
30% IsopropanolPurchase 90% isopropanol and dilute it down to 30%
70% Ethanol
Amp-meterMed-AssociatesENV-420Windows XP, Vista, and 7 Compatible (32-bit only)
Digital Sound Level Meter33-2055
Vanilla ExtractMcCormick Pure Vanilla Extract
Sticky NotesPost-it3 in x 3 in

Références

  1. Powell, R. A., Honey, P. L., Symbaluk, D. G. Introduction to learning and behavior. , 4th ed, Wadsworth Cengage Learning. Forthcoming.
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Misane, I., et al. Time-dependent involvement of the dorsal hippocampus in trace fear conditioning in mice. Hippocampus. 15, 418-426 (2005).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Davis, R. R., et al. Genetic basis for susceptibility to noise-induced hearing loss in mice. Hear. Res. 155, 82-90 (2001).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Hippocampal encoding of non-spatial trace conditioning. Hippocampus. 9, 385-396 (1999).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Crestani, F., et al. Trace fear conditioning involves hippocampal alpha5 GABA(A) receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 8980-8985 (2002).
  21. Crestani, F., et al. Decreased GABAA-receptor clustering results in enhanced anxiety and a bias for threat cues. Nat. Neurosci. 2, 833-839 (1999).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Raybuck, J. D., Lattal, K. M. Double dissociation of amygdala and hippocampal contributions to trace and delay fear conditioning. PLoS ONE. 6, (2011).
  25. 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).
  26. 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).
  27. Baysinger, A. N., Kent, B. A., Brown, T. H. Muscarinic receptors in amygdala control trace fear conditioning. PLoS ONE. 7, (2012).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Rudy, J. W., O'Reilly, R. C. Contextual fear conditioning, conjunctive representations, pattern completion, and the hippocampus. Behav. Neurosci. 113, 867-880 (1999).
  31. 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).
  32. Reijmers, L. G., Perkins, B. L., Matsuo, N., Mayford, M. Localization of a stable neural correlate of associative memory. Science. 317, 1230-1233 (2007).
  33. 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).
  34. 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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Réimpressions et Autorisations

Demande d’autorisation pour utiliser le texte ou les figures de cet article JoVE

Demande d’autorisation

Explorer plus d’articles

Comportementconditionnement de la peurde l apprentissagele conditionnement de tracela m moirela climatisation et stimulus inconditionnelstimulus neutrel apprentissage de l amygdale d pendante

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Confidentialité

Conditions d'utilisation

Politiques

Recherche

Enseignement

À PROPOS DE JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Tous droits réservés.