Name: protocol for studying extinction of conditioned fear in naturally cycling female rats
Uploaded: 2015-02-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Studying Extinction of Conditioned Fear in Naturally Cycling Female Rats at JoVE.com

Mohammed R. Milad is supported by NIMH grant R01 MH097880 and institutional funds from the Department of Psychiatry at MGH.

הערה: כל הנהלים בפרוטוקול זה אושרו על ידי ועדת המשנה למחקר טיפול בבעלי חיים, המשמש כועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים והשימוש (IACUC) לבית החולים הכללי מסצ&#39;וסטס, ועומדים במכונים הלאומי לבריאות הנחיות. 1. שיכון בעלי חיים ונוהל טיפול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם ההגעה, חולדות נקבות בוגרות בית ספראג Dawley כ 8-10 שבועות של גיל (במשקל 200-225 גר &#39;) בקבוצות של 3-4 פחי פלסטיק אינץ&#39; עם מצעי woodchip. לשמור אותם בדיאטת גישה כרצונך מודעה של לצ&#39;ו ומים ושעתי אור 12 / מחזור כהה. השאר חולדות להסתגל למתקן תנאי דיור ובעלי חיים למינימום של שבוע 1. הערה: כל הנהלים בכתב היד הזה מתבצעים במהלך מחזור האור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות תקופת הסתגלות זו, לטפל בכל בעלי החיים במשך 5 דקות כל אחד במשך 2-3 ימים. כראוי להרים את חולדות אחד בכל פעם (נתמך על ידי פלג הגוף העליון ולא בזנב),להחזיק אותם באופן מאובטח, וללטף אותם בתקופה זו. ידית בעלי חיים המופיעים יותר הדגיש, עצבני, או חרדה לתקופות זמן ארוכות יותר. לעשות את זה כדי למזער את הטיפול בלחץ, שעלול להשפיע על השלבים הבאים בפרוטוקול זה. הערה: מספר הימים ומשך זמן טיפול בבעלי החיים יכולים להשתנות בין מעבדות שונות; עם זאת, אלה צריכים להיות עקביים בין ניסויים באותה המעבדה. </li></ol> 2. ניטור מחזור הייחום: הנרתיק ספוגית מריחה ומכתים נוהל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך 0.9% תמיסת מלח (נתרן כלורי מומס במים מזוקקים). להרטיב המוליך כותנה שקצה בפתרון זה. למחוק את הקצה בעזרת מגבת נייר, כדי למנוע oversaturation, מה שעלול להוביל לאוסף מדגם לקוי או אובדן של תאים. מחזיק את הזנב כלפי מעלה מאת פתח הנרתיק, בעדינות להכניס את קצה הכותנה לתעלת הנרתיק ולהתגלגל הקירות כדי ללכוד תאי נרתיק רופפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם בעל החיים משתינים על המיטהטיפ טון, להחליף עם אחד חדש, כמו זיהום בשתן יקשה על זיהוי שלב. להיות זהיר מאוד כדי לא לגרום למצוקה לבעלי החיים במהלך הליך זה, כי חשיפה ללחץ תשבש את מחזור הייחום. כאשר בניקוי, במטרה להשיג הכנסה מהירה ונסיגה שאינה עמוק מדי במטרה לצמצם את הגירוי נוסף לצוואר הרחם, שיכול לגרום לpseudopregnancy. הערה: Pseudopregnancy יכול להיות מזוהה כמחזור ייחום אציקליים, כי בדרך כלל נמשך כ 12 ימים, כלומר ימים רצופים של diestrus 25. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוציא בזהירות את קצה המוליך ולגלגל אותו לשקופית מיקרוסקופ שכותרתו מראש. הימנע לחיצה חזקה מדי, יותר מדי נוזלים בשקופית יכול לעשות זיהוי שלב קשה ברגע שיבש. הערה: שקופית אחת יכולה להכיל מספר ימים לכל חיה, למרות שזה יכול להיעשות בהתאם להעדפות אישיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא העברות מדגם לשקופית. לאסוף דגימות לניתקימים רצופים אל על שקופית אחת כדי להיות מסוגלים לעקוב אחר טוב יותר ולזהות שינויי שלבי ייחום יומיים. הערה: במידת האפשר, את זה הוא גם אידיאלי אם אנשי איסוף דגימות יישארו זהים לכל בעלי החיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהשקופית היא יבשה, להתחיל הפרוטוקול מכתים לזיהוי שלב. שימוש בערכת הצביעה (ראה טבלה של חומרים), לטבול את שקופיות 10 פעמים במקבעות (תכלת), 10 פעמים בפתרון כתם (ורוד), ו -5 פעמים בפתרון counterstain (סגול). יש לשטוף את השקופיות בעדינות מתחת למים זורמים. בואו שקופיות יבשות לחלוטין אוויר לפני הצגה תחת מיקרוסקופ. הערה: מחזור הייחום הארוך בדרך כלל 4-5 היום מורכב מ( לפי הסדר הזה): ייחום (E), metestrus (M), diestrus (ד &#39;), וproestrus (P) 26. הייחום מאופיין בתאים כחולים, cornified, metestrus על ידי כדוריות דם לבנות ושילוב של תאי cornified והגרעיניים, diestrus דומה לmetestrus בנוכחות של סוגי תאים למעט הם מאוד דלילים, וproestrus ידי אגרגטים מוכתמים סגוליםתאים של בעלי הגרעין (איור 1). ישנם נהלים שונים צביעה, בנוסף לאלו שתוארו לעיל, כי הם יעילים באותה מידה לציטולוגית מריחה בנרתיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף דגימות לפחות שני מחזורים מלאים (כ 8-10 ימים) על מנת לעקוב אחר השלבים במדויק לפני ניסויים. בקנה אחד עם הזמן של יום הדגימות נלקחות. לאסוף דגימות משטח מהנרתיק יומי לאורך כל דרך ועד לסוף הניסוי. </li></ol> 3. טרום חשיפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני תחילתו של הניסוי, לפני לחשוף את בעלי החיים לאוויר תאים לאפשר החיות להסתגל למסגרת (תאי אוויר) לפני כל בדיקות התנהגותיות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרום לחשוף את הנקבות לתאי האוויר (הממוקמים בתיבות ממתנות-קול) עם אורות הבית בבמשך 20-30 דקות ביום במשך 3 ימים לפני כל ניסויים. הקצה את התיבה שהם כלתאם למחקר נחשף מראש. t לנקות ביסודיותהוא קופסות (קירות ומגשים) בין פגישות ובעלי חיים כדי להסיר ריחות שכן הם יכולים להשפיע על התנהגות ומחזור הייחום. </li></ol></li></ol> 4. יום 1: הרגלה / פחד אוויר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהבעלים החיים אומתו להיות בשלב הייחום של מחזורי הייחום שלהם, תתחיל את שלב התרגלות / אוויר של ניסוי 3 הימים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח מראש טון צעדים בסיסיים של הקפאת מצגות לפני הגירוי המותנה הטון הראשון (CS) בכל יום של הניסוי. לעשות זאת על ידי רכישת ציוני הקפאת אחוזים (מחושבים על ידי חלוקת שניות בילו נייח על ידי משך המשפט, כפול 100) במרווח זמן הגירוי-נעדר בתחילת משפט CS-לבד הראשון לפני תחילת CS. הערה: צעדים אלה יכולים לשמש כדי להעריך ולהשוות את רמות הקפאה בסיסיות עם אלה במהלך הרגלה, אוויר, הכחדה, וזכירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל אימוני הכחדה בשלב metestrus,להתנות את החולדות ביום האחרון שלהם של ייחום. שלב ספוגית ולזהות ייחום (שלב 2) בכל יום לפני תחילת פרוטוקול הניסוי (אוויר / הכחדה / זוכר). כשלב הייחום עלול להימשך זמן רב יותר מיום אחד, היסטורית מחזור השימוש לחזות אורך שלבים כדי לקבוע מתי בעלי החיים מוכנים להתחיל אימון. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתאי האוויר, לחבר את רצפת רשת רגל-ההלם לגנרטור גירוי חשמלי. השתמש ברמת גירוי של 0.5-0.6 mA כגירוי מותנה (US). השתמש kHz 4, 80 טון dB כגירוי המותנה (CS). הערה: פרמטרים אלו עשויים להשתנות בכל מעבדות ועשויים להיות שונה לאוויר אופטימלי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם תכנית ניתוח ההקפאה דורשת רמזים חזותיים (בניגוד לזמן), שיתוף להפעיל אור LED עם הטון. מקם את האור בצד החיצוני של התא אופרנטית, בתוך מסגרת וידאו. בתחילת כל ניסוי, להפעיל את אור LED ולשמור אותו מואר ועד לסוף המשפט דואר. הערה: אור זה לא נראה לעין על ידי בעלי החיים, ורק משמש כסמן לייזום ולסיומו של המשפט בתוך קבצי וידאו המוקלטים (שמשמש למדידת התנהגות הקפאה). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את בעלי החיים לתאי האוויר במשך 5 ניסויים CS-לבד של התרגלות. מייד לאחר פגישת הרגלה, לבצע ניסויי 7 CS-אמריקאים לזווג פחד האוויר. ודא שטון CS נמשך 30 שניות וcoterminates עם הלם שניות 0.5. ניסויים לרוץ בכל המפגשים (התרגלות, אוויר, הכחדה, וזכירה) עם מרווח intertrial משתנה בממוצע 3 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסוף פגישת האוויר, להחזיר את החיות לכלובים בביתם ולמתקן בעלי החיים עד ליום המחרת. </li></ol> 5. יום 2: אסטרדיול הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספוגית ולזהות את שלב הייחום לכל בעלי החיים שעברו יום 1 של פרוטוקול זה. הכן אסטרדיול (הידוע גם בE2, 17beta-אסטרדיול, אובטא-אסטרדיול) ל15 מיקרוגרם / קילוגרם מינון הזרקה תת עורית באמצעות שמן שומשום או מלח 0.9% כרכב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחשב את הסכום של אסטרדיול כדי להתכונן לזריקות, להשתמש במשקל הגוף של כל בעלי החיים, שנמדדו ונרשמו כאשר הם מותנים ביום 1 של פרוטוקול זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעשות חישובים כדי לתקן את עוצמת הקול של אסטרדיול מנוהל (כלומר 0.2 מיליליטר) לחולדה. מאז אסטרדיול קשה לפזר בשל insolubility המים שלה ודורש נפח גדול של ממס למנה הקטנה, להכין פתרון מניות על ידי ערבוב אסטרדיול בשמן שומשום על אש עד שהיא נמסה. הפתרון אז יכול להיות מועבר דרך מסנן 0.22 מיקרומטר להסרת מזהמים. לדוגמא, להוסיף נפח מחושב של פתרון מניות שמן שומשום 3000 מיקרוגרם אסטרדיול מיליליטר / 1 עד נפח הדרושים הכולל של שמן שומשום על מנת להשיג 15 מיקרוגרם / קילוגרם מינון בהזרקה 0.2 מיליליטר לכל חיה נפח. הערה: לחלופין, להשתמש בצורות אחרות של tha אסטרוגן<html> t הם מסיסים במים וקלים יותר לפזר. </li></ol> 6. יום 2: אסטרדיול מנהל / הדרכת הכחדה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל את תת עורי אסטרדיול. הרם את העור הרפוי בין ההשכמות בצוואר בעת צרה עדינה ולהכניס את מחט המזרק לתוך המשולש שנוצר על ידי קפלי העור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 30 דקות הבאות זריקות תת עוריות של אסטרדיול, למקם את בעלי החיים בתאי האוויר שוב ולהתחיל אימוני הכחדה. בפגישה זו הכחדה, לבצע 20 ניסויים CS-לבד, עם כל ניסוי בהיקף של 30 שניות, 4 kHz, צליל dB 80, שהוצג במרווח intertrial משתנה בממוצע 3 דקות. הערה: ההשפעה של אסטרדיול על החזרה מתרחשת כאשר אסטרדיול מנוהל לפני אימון הכחדה או מייד לאחר הכחדה. ההשפעה לא נצפתה הודעה הכחדה-4 שעות, ולכן מומלץ להזריק קרוב בזמן לתחילתו או בסופו של האימון 15. </li></ol>. Le &quot;&gt; 7 יום 3: Extinction Recall <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 24 שעות לאחר אימון ההכחדה, ספוגית בעלי החיים שהשלימו יום 1 ו- 2 של פרוטוקול זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החיות לתאי האוויר שהוקצו להם (כמו יום 1 ו -2). להתחיל את ההפעלה זוכר הכחדה על ידי הצגת 3 ניסויי CS-לבד (שלושה הניסויים של זיכרון הכחדה), אשר מורכבים מניסויי CS-לבד רק 3.80 dB עם מרווחי intertrial דומים ל -20 הניסויים מנוהלים לאימוני הכחדה כמתואר בשלב 6.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם השלמת הפעלת הזיכרון, להחזיר את החיות לכלובים בביתם. </li></ol> ניתוח נתונים 8. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש נתונים התנהגותיים באמצעות וידאו ולנתח אותם באמצעות תוכנת מחשב. הערה: ציוני הקפאה גם ניתן לספור ידני על ידי הנסיין שהוא עיוור לטיפול התרופתי על ידי תזמון התקפי הקפאה במהלך מצגת CS של כל ניסוי, הביע כאחוז מהזמן בילה בהקפאה את הטון. הקפאה היאשהוגדר על ידי חוסר מוחלט של תנועה למעט הנשימה במהלך 30 ניסויי שניות CS-ארה&quot;ב. לחשב הקפאת אחוזים על ידי חלוקת שניות בילו הקפאה (נייח) על ידי 30 שניות (משך המשפט) כפולות 100. </li></ol>

<ol>
	<li>Baron-Cohen, S., Knickmeyer, R. C., Belmonte, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+differences+in+the+brain:+implications+for+explaining+autism.">Sex differences in the brain: implications for explaining autism.</a> Science. 310 (5749), 819-823 (2005).</li><li>Voyer, D., Voyer, S., Bryden, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnitude+of+sex+differences+in+spatial+abilities:+a+meta-analysis+and+consideration+of+critical+variables.">Magnitude of sex differences in spatial abilities: a meta-analysis and consideration of critical variables.</a> Psychological Bulletin. 117 (2), 250-270 (1995).</li><li>Pinker, S., Spelke, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Conversation+with+Steven+Pinker+and+Elizabeth+Spelke.">A Conversation with Steven Pinker and Elizabeth Spelke.</a> The Science of Gender and Science. , (2005).</li><li>Hampson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen-related+variations+in+human+spatial+and+articulatory-motor+skills.">Estrogen-related variations in human spatial and articulatory-motor skills.</a> Psychoneuroendocrinology. 15, 97-111 (1990).</li><li>Hampson, E., Kimura, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reciprocal+effects+of+hormonal+fluctuations+on+human+motor+and+perceptual-spatial+skills.">Reciprocal effects of hormonal fluctuations on human motor and perceptual-spatial skills.</a> Behavioral Neuroscience. 102, 456-459 (1988).</li><li>Hampson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+sex-related+cognitive+abilities+across+the+menstrual+cycle.">Variations in sex-related cognitive abilities across the menstrual cycle.</a> Brain and Cognition. 14 (1), 26-43 (1990).</li><li>Kilpatrick, D. G., Resnick, H. S., Milanak, M. E., Miller, M. W., Keyes, K. M., Friedman, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=National+estimates+of+exposure+to+traumatic+events+and+PTSD+prevalence+using+DSM-IV+and+DSM-5+criteria.">National estimates of exposure to traumatic events and PTSD prevalence using DSM-IV and DSM-5 criteria.</a> Journal of Traumatic Stress. 26 (5), 537-547 (2013).</li><li>Breslau, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+differences+in+trauma+and+posttraumatic+stress+disorder.">Gender differences in trauma and posttraumatic stress disorder.</a> Journal of Gender-Specific Medicine. 5 (1), 34-40 (2002).</li><li>Frans, O., Rimmo, P. A., Aberg, L., Fredrikson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trauma+exposure+and+post-traumatic+stress+disorder+in+the+general+population.">Trauma exposure and post-traumatic stress disorder in the general population.</a> Acta Psychiatrica Scandinavica. 111 (4), 291-299 (2005).</li><li>Breslau, N., Kessler, R. C., Chilcoat, H. D., Schultz, L. R., Davis, G. C., Andreski, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trauma+and+posttraumatic+stress+disorder+in+the+community:+the+1996+Detroit+Area+Survey+of+Trauma.">Trauma and posttraumatic stress disorder in the community: the 1996 Detroit Area Survey of Trauma.</a> Archives of General Psychiatry. 55 (7), 626-632 (1996).</li><li>Seedat, S., Stein, D. J., Carey, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-traumatic+stress+disorder+in+women:+epidemiological+and+treatment+issues.">Post-traumatic stress disorder in women: epidemiological and treatment issues.</a> CNS Drugs. 19 (5), 411-427 (2005).</li><li>Holbrook, T. L., Hoyt, D. B., Stein, M. B., Sieber, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+differences+in+long-term+posttraumatic+stress+disorder+outcomes+after+major+trauma:+women+are+at+higher+risk+of+adverse+outcomes+than+men.">Gender differences in long-term posttraumatic stress disorder outcomes after major trauma: women are at higher risk of adverse outcomes than men.</a> Journal of Trauma. 53 (5), 882-888 (2002).</li><li>Labad, J., Menchon, J. M., Alonso, P., Segalas, C., Jimenez, S., Jaurrieta, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+differences+in+obsessive-compulsive+symptom+dimensions.">Gender differences in obsessive-compulsive symptom dimensions.</a> Depression and Anxiety. 25 (10), 832-838 (2008).</li><li>Gupta, R. R., Sen, S., Diepenhorst, L. L., Rudick, C. N., Maren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+modulates+sexually+dimorphic+contextual+fear+conditioning+and+hippocampal+long-term+potentiation+(LTP)+in+rats.">Estrogen modulates sexually dimorphic contextual fear conditioning and hippocampal long-term potentiation (LTP) in rats.</a> Brain Research. 888, 356-365 (2001).</li><li>Milad, M. R., Igoe, S. A., Lebron-Milad, K., Novales, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrous+cycle+phase+and+gonadal+hormones+influence+conditioned+fear+extinction.">Estrous cycle phase and gonadal hormones influence conditioned fear extinction.</a> Neuroscience. 164 (3), 887-895 (2009).</li><li>Zeidan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estradiol+modulates+medial+prefrontal+cortex+and+amygdala+activity+during+fear+extinction+in+women+and+female+rats.">Estradiol modulates medial prefrontal cortex and amygdala activity during fear extinction in women and female rats.</a> Biological Psychiatry. 70 (10), 920-927 (2011).</li><li>Lebron-Milad, K., Milad, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+differences,+gonadal+hormones+and+the+fear+extinction+network:+implications+for+anxiety+disorders.">Sex differences, gonadal hormones and the fear extinction network: implications for anxiety disorders.</a> Biology of Mood &amp; Anxiety Disorders. 2 (3), (2012).</li><li>Rey, C. D., Lipps, J., Shansky, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine+d1+receptor+activation+rescues+extinction+impairments+in+low-estrogen+female+rats+and+induces+cortical+layer-specific+activation+changes+in+prefrontal-amygdala+circuits.">Dopamine d1 receptor activation rescues extinction impairments in low-estrogen female rats and induces cortical layer-specific activation changes in prefrontal-amygdala circuits.</a> Neuropsychopharmacology. 39 (5), 1282-1289 (2013).</li><li>Str&#246;m, J. O., Theodorsson, A., Ingberg, E., Isaksson, I. M., Theodorsson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ovariectomy+and+17&#946;-estradiol+Replacement+in+Rats+and+Mice:+A+Visual+Demonstration.">Ovariectomy and 17&#946;-estradiol Replacement in Rats and Mice: A Visual Demonstration.</a> Journal of Visualized Experiments. , e4013 (2012).</li><li>Markham, J. A., Pych, J. C., Juraska, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ovarian+hormone+replacement+to+aged+ovariectomized+female+rats+benefits+acquisition+of+the+morris+water+maze.">Ovarian hormone replacement to aged ovariectomized female rats benefits acquisition of the morris water maze.</a> Hormones &amp; Behavior. 42 (3), 284-293 (2002).</li><li>Markowska, A. L., Savonenko, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+estrogen+replacement+in+restoration+of+cognitive+function+after+long-term+estrogen+withdrawal+in+aging+rats.">Effectiveness of estrogen replacement in restoration of cognitive function after long-term estrogen withdrawal in aging rats.</a> Journal of Neuroscience. 22 (24), 10985-10995 (2002).</li><li>Bredemann, T. M., McMahon, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=17&#946;+Estradiol+Increases+Resilience+and+Improves+Hippocampal+Synaptic+Function+in+Helpless+Ovariectomized+Rats.">17&#946; Estradiol Increases Resilience and Improves Hippocampal Synaptic Function in Helpless Ovariectomized Rats.</a> Psychoneuroendocrinology. 42, 77-88 (2014).</li><li>Grueso, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early,+but+not+late+onset+estrogen+replacement+therapy+prevents+oxidative+stress+and+metabolic+alterations+caused+by+ovariectomy.">Early, but not late onset estrogen replacement therapy prevents oxidative stress and metabolic alterations caused by ovariectomy.</a> Antioxidants and Redox Signaling. 20 (2), 236-246 (2014).</li><li>Shughrue, P. J., Bushnell, C. D., Dorsa, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+receptor+messenger+ribonucleic+acid+in+female+rat+brain+during+the+estrous+cycle:+a+comparison+with+ovariectomized+females+and+intact+males.">Estrogen receptor messenger ribonucleic acid in female rat brain during the estrous cycle: a comparison with ovariectomized females and intact males.</a> Endocrinology. 131 (1), 381-388 (1992).</li><li>Frye, C. A., Erskine, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+time+of+mating+and+paced+copulation+on+induction+of+pseudopregnancy+in+cyclic+female+rats.">Influence of time of mating and paced copulation on induction of pseudopregnancy in cyclic female rats.</a> Journal of Reproduction and Fertility. 90 (2), 375-385 (1990).</li><li>Becker, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+and+methods+for+research+on+sex+differences+in+brain+and+behavior.">Strategies and methods for research on sex differences in brain and behavior.</a> Endocrinology. 146, 1650-1673 (2005).</li><li>Westwood, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+female+rat+reproductive+cycle:+a+practical+histological+guide+to+staging.">The female rat reproductive cycle: a practical histological guide to staging.</a> Toxicologic Pathology. 36 (3), 375-384 (2008).</li><li>Hurn, P. D., Macrae, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+as+a+Neuroprotectant+in+Stroke.">Estrogen as a Neuroprotectant in Stroke.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 20, 631-652 (2000).</li><li>Parasuraman, S., Raveendran, R., Kesavan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+sample+collection+in+small+laboratory+animals.">Blood sample collection in small laboratory animals.</a> Journal of Pharmacology and Pharmacotherapeutics. 1 (2), 87-93 (2010).</li><li>Gillies, G. E., McArthur, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+actions+in+the+brain+and+the+basis+for+differential+action+in+men+and+women:+a+case+for+sex-specific+medicines.">Estrogen actions in the brain and the basis for differential action in men and women: a case for sex-specific medicines.</a> Pharmacological Reviews. 62 (2), 155-198 (2010).</li><li>Tolin, D. F., Foa, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+differences+in+trauma+and+posttraumatic+stress+disorder:+a+quantitative+review+of+25+years+of+research.">Sex differences in trauma and posttraumatic stress disorder: a quantitative review of 25 years of research.</a> Psychological Bulletin. 132, 959-992 (2006).</li></ol>

יש הסופרים של כתב היד הזה לא אינטרסים מתחרים פיננסיים או סכסוכים אחרים של עניין לחשוף.

הכחדת פחד, נחקרה בהרחבה בחולדות זכרים עם המנגנונים העצביים תיווך הכחדת פחד מותנה לזהות ולהעריך תחת מניפולציות שונות. מעטים יחסית מחקרים בחנו חולדות נקבות או את התפקיד של הורמוני אשכים בהכחדת פחד. ללמוד באופן ספציפי את ההשפעה של אסטרוגן על הכחדת פחד, חולדות נקבות באו?...

הבדלים בין מינים הטמונים הם נצפו על פני התנהגויות קוגניטיביות שונות ופרדיגמות למידה בשני בני אדם ומכרסמים. לדוגמא, זה כבר דווח כי, בדרך כלל, לנשים יש יכולות מילוליות ואורינטצית פירוט חזקות, בעוד שגברים יש יכולות מרחבית טובות יותר 1-3. הבדלים בין מינים אלה עשויים להיות בין שאר כתוצאה מההשפעה של הורמוני אשכים. רמות אסטרדיול גבוהות לשפר את הביצועים במשימות שבו נשים הן יותר טובים, אבל להחמיר את הביצועים במשימות שגברים בדרך כלל עושים טובים 4-6. למרות עדות זו היא משכנעת, היכולת המוגבלת לשלוט לחלוטין סביבות ניסוי במחקרים בבני אדם עושה את זה קשה לקבוע אם ניתן לייחס את ההשפעות הללו על התנהגות ספציפית להורמונים. מחקרים בבעלי חיים, לעומת זאת, מאפשרים לנסיבות בשליטה מלאה. למרות המנגנונים העצביים הבסיסיים של הכחדת פחד זוהו ונלמדים גם בגברים, לא ברור אםמערכות אלה הן אותם בנקבות או איך הם משתנים לאורך מחזור הייחום. אוויר פחד והכחדה נמצאים בשימוש נרחב פרדיגמות התנהגות במכרסמים ובני אדם לבצע מחקרים הקשורים להפרעות חרדה. בהתחשב בכך שיש לי נשים בסיכון גבוה יותר להפרעות חרדה, כמו גם משך סימפטום גבוה יותר ובחומרה 7-13, זה קריטי לכולל נקבות במחקרים אלה. תת-הייצוג של נשים במחקר זה ניתן לייחס לאתגרים של ניטור ייחום שלב וחשבונאיים להשפעות ההתנהגותיות של הורמוני מין. מעבדות שעושות לבחון נקבות בסוגיות מפגש הקשר זה, כי לעתים קרובות אינו מדווח או אינם מתואר בשיטות ללימודיהם. מתעורר ראיות במכרסמים מצביע על כך שהבדלים בין מינים בהכחדת פחד הם מווסתים על ידי הורמוני אשכים 14-18. בפחד אוויר, הם מאומנים לפחד גירוי מסוים. לאחר מספר מצגות unreinforced שלהגירוי, בעלי החיים ללמוד לא לפחד קיו, תהליך הנקרא הכחדה. כמה טוב בעלי החיים לומדים ומאחדים את הזיכרון של למידת משימה זו ניתן לצפות במהלך בדיקת זיכרון הכחדה נתנה כמה זמן אחרי אימון ההכחדה. ביטוי פחד פחות בזכרון הכחדה מדגים גיבוש זיכרון הכחדה טוב. ממצאים אחרונים מהמעבדה שלנו מציעים כי אסטרוגן יכול לווסת את האיחוד של זיכרון הכחדת פחד ולשפר את זיכרון הכחדה. באופן ספציפי, חולדות נקבות שכובו בproestrus, השלב של מחזור הייחום שבמהלכו במחזור שיא רמות האסטרוגן, שימור משופר תערוכת זיכרון הכחדה. בניגוד לכך, נשים שכבו בתצוגת שלב metestrus אסטרוגן הנמוך זוכרת הכחדה עניה יחסית, שניתן לשפר עם ממשל אסטרדיול אקסוגניים לפני או מייד לאחר אימון הכחדת 15,16. המנגנונים העצביים של גיבוש זיכרון הכחדה (כולל מע&quot;מuding את התפקיד של הורמוני אשכים) בנקבות אינם ברורים. בחיות מעבדה, התפקיד של הורמונים יכול להיחקר באמצעות נהלי הסרה כירורגית פולשנית כגון סירוס וovariectomy. לאחר התאוששות מניתוח, הורמוני אשכים לעתים קרובות מניפולציות אקסוגני בזמן ההופעה של משימה התנהגותית 19. גישה זו סיפקה מידע קריטי על הורמוני מין ושימושי משום שהיא מאפשרת למניפולציות מבוקרות היטב של הורמוני אשכים (במונחים של תזמון ומינון) 20-23. גישה זו, עם זאת, לא להעריך את ההשפעה של התנודות טבעיות המתרחשות על פני מחזור הייחום וגם אינו מייצגים בעלי חיים &quot;נורמלים&quot;, וכך להגביל את פוטנציאל translational למחקרים בבני אדם. זה תועד היטב כי שיא רמות הורמון מין נשי וירידה בשלבים מסוימים של מחזור הייחום, וביטוי קולטן אסטרוגן שינויים במחזור,ואחרי ovariectomy 24. לפיכך, יש צורך לערוך מחקרים על נשים עם בלוטות מין שלמים ולשפר את העיצוב ניסיוני ללמוד באופן מהימן את ההשפעות שמדינות אסטרוגן גבוהות ונמוכות עשויות להיות בנקבות בכל תוחלת החיים שלהם. פרוטוקול זה מתמקד בהשפעה של אסטרוגן על מערכות נוירו-הביולוגיות מעורבות בהכחדת פחד. הוא מתאר כיצד: 1) לפקח בזהירות את מחזור הייחום, 2) להכין מינונים אפקטיביים של אסטרדיול לממשל מערכתי, ו- 3) לעקוב אחר פרדיגמה התנהגות הכוללת אוויר פחד, הכחדה, ולהיזכר בחולדות נקבות באופן טבעי רכיבה על אופניים. פרוטוקול זה יכול להיות שונה עם מניפולציות תרופתיות אחרות וכלים תאיים ומולקולריים כדי לסייע מחקרים כדי להבין טוב יותר הבדלים בין מינים שנצפו במותנה פחד הכחדת התנהגות. שים לב כי הנהלים המפורטים להלן הם אלה המשמשים במעבדה שלנו, וקיים מספר הווריאציות של נהלים אלה in הספרות.

<table><tbody><tr><td>Fear conditioning chamber</td><td>Coulbourn Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Graphic State</td><td>Coulbourn Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sound-attenuating box</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>NIR-022MD</td><td></td></tr><tr><td>Estradiol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E1024</td><td>In sesame oil for subcutaneous injection</td></tr><tr><td>Sesame oil</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3547-250ML</td><td></td></tr><tr><td>Freezescan</td><td>Cleversys, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dip quick stain</td><td>Jorgensen Laboratories, Inc.</td><td>J0322A1, J0322A2, J0322A3</td><td></td></tr><tr><td>Cotton-tipped applicators</td><td>Fisher Scientific</td><td>23-400-114</td><td>6-inch, sterile</td></tr><tr><td>0.9% saline</td><td>LabChem, Inc.</td><td>LC23460-2</td><td>Sodium chloride w/v</td></tr><tr><td>Selectfrost microscope slides</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-550-003</td><td></td></tr><tr><td>Virex II 256</td><td>Diversey, Inc.</td><td>5019317</td><td>Dilute 1:256 with water</td></tr><tr><td>Luer-Lok Tip 1ml Syringes</td><td>Becton Dickinson</td><td>309628</td><td></td></tr><tr><td>Hypodermic disposable needles</td><td>Exelint International, Co.</td><td>26402</td><td>26-gauge</td></tr></tbody></table>

protocol for studying extinction of conditioned fear in naturally cycling female rats

הכחדה של פחד מותנה נחקרה בהרחבה במכרסמים זכר. לאחרונה, היה מספר גדל והולך של מחקרים המראים כי מנגנונים עצביים למשימות התנהגותיות מסוימות והתנהגויות תגובה שונים אצל נשים וגברים. שימוש בנשים במחקרים יכול לייצג אתגר בגלל הווריאציה של הורמוני אשכים במהלך מחזור הייחום שלהם. פרוטוקול זה מתאר נהלים מבוססים היטב כי הם שימושיים בחקירת תפקידו של אסטרוגן בגיבוש זיכרון הכחדת פחד בחולדות נקבות. שלב של מחזור הייחום וממשל אסטרוגן אקסוגני לפני אימון הכחדה יכול להשפיע על זיכרון הכחדה 24 שעות מאוחר יותר. טכניקת שטיפת הנרתיק לזיהוי שלב ייחום המתואר כאן מסייעת בחינה ומניפולציה של מטבע רכיבה על אופניים הורמוני אשכים. השימוש במודל מכרסם בסיסי זה עשוי להתוות עוד יותר את המנגנונים שבאמצעותם אסטרוגן יכול לווסת את זיכרון הכחדת פחד בנקבות.

בפרוטוקול זוכר הכחדת הפחד הזה, הקפאת אחוזים נמדדה כמדד לפחד. בעלי חיים שכיבו היטב ושמרו את זכרו של אימון ההכחדה הציגו פחד נמוך ביום האחרון של הבדיקות התנהגותיות במהלך זוכר הכחדה. חולדות זכרים ונקבה אינן שונות באופן משמעותי בביטוי פחד מותנה באוויר, ההכחדה, ולהיזכר בשל...

Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Studying Extinction of Conditioned Fear in Naturally Cycling Female Rats at JoVE.com

Protocol for Studying Extinction of Conditioned Fear in Naturally Cycling Female Rats

Gonadal hormones such as estrogen modulate memory formation in a number of experimental paradigms including fear extinction memory. This protocol describes a set of methods for investigating the influence of gonadal hormones specifically during extinction in naturally cycling females, including estrous cycle monitoring and exogenous estrogen administration.

פרוטוקול עבור לימוד ההכחדה של פחד אוויר באופן טבעי רכיבה על אופני חולדות נקבות

Extinction of conditioned fear has been extensively studied in male rodents. Recently, there have been an increasing number of studies indicating that ...

protocol-for-studying-extinction-conditioned-fear-naturally-cycling

Research

JoVE Journal

Behavior

13.3K Views.  Massachusetts General Hospital. Gonadal hormones such as estrogen modulate memory formation in a number of experimental paradigms including fear extinction memory. This protocol describes a set of methods for investigating the influence of gonadal hormones specifically during extinction in naturally cycling females, including estrous cycle monitoring and exogenous estrogen administration.

Video: Protocol for Studying Extinction of Conditioned Fear in Naturally Cycling Female Rats

Trace Fear Conditioning in Mice

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings between a neutral stimulus and an unconditioned stimulus. There is a 20 sec trace period that separates each conditioning trial. On the following day freezing is measured during presentation of the conditioned stimulus (CS) and trace period. On the third day there is an 8 min test to measure contextual memory. The representative results are from mice that were presented with the aversive unconditioned stimulus (shock) compared to mice that received the tone presentations without the unconditioned stimulus. Trace fear conditioning has been successfully used to detect subtle learning and memory deficits and enhancements in mice that are not found with other fear conditioning methods. This type of fear conditioning is believed to be dependent upon connections between the medial prefrontal cortex and the hippocampus. One current controversy is whether this method is believed to be amygdala-independent. Therefore, other fear conditioning testing is needed to examine amygdala-dependent learning and memory effects, such as through the delay fear conditioning.

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.

עקוב אחר פחד אוויר בעכברים

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats 

The most insidious aspect of drug addiction is the high propensity for relapse. Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been used extensively to study the neurobiology and phenomenology of relapse to drug use. Although procedural variations have emerged over the past several decades, the most conventional reinstatement procedures are based on the drug self-administration (SA) model. In this model, an animal is trained to perform an operant response to obtain drug. Subsequently, the behavior is extinguished by withholding response-contingent reinforcement. Reinstatement of drug seeking is then triggered by a discrete event, such as an injection of the training drug, re-exposure to drug-associated cues, or exposure to a stressor 1.
Reinstatement procedures were originally developed to study the ability of acute non-contingent exposure to the training drug to reinstate drug seeking in rats and monkeys 1, 2. Reinstatement procedures have since been modified to study the role of environmental stimuli, including drug-associated cues and exposure to various forms of stress, in relapse to drug seeking 1, 3, 4.
Over the past 15 years, a major focus of the reinstatement literature has been on the role of stress in drug relapse. One of the most commonly used forms of stress for studying this relationship is acute exposures to mild, intermittent, electric footshocks. The ability of footshock stress to induce reinstatement of drug seeking was originally demonstrated by Shaham and colleagues (1995) in rats with a history of intravenous heroin SA5. Subsequently, the effect was generalized to rats with histories of intravenous cocaine, methamphetamine, and nicotine SA, as well as oral ethanol SA 3, 6.
Although footshock-induced reinstatement of drug seeking can be achieved reliably and robustly, it is an effect that tends to be sensitive to certain parametrical variables. These include the arrangement of extinction and reinstatement test sessions, the intensity and duration of footshock stress, and the presence of drug-associated cues during extinction and testing for reinstatement. Here we present a protocol for footshock-induced reinstatement of cocaine seeking that we have used with consistent success to study the relationship between stress and cocaine seeking.

A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats

Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been used extensively to study the role of stress in relapse to drug seeking. Here, we report on a method for inducing the reinstatement of cocaine seeking in laboratory rats via acute exposures to mild, intermittent electric footshock.

נוהל לימוד החזרה Footshock-induced של קוקאין מחפשים אצל חולדות מעבדה

The most insidious aspect of drug addiction is the high propensity for relapse.  Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been ...

Neuroscience

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For many patients afflicted with CNS and non-CNS malignancies, radiotherapy and chemotherapy offer the best options for disease control. These treatments however come at a cost, and nearly all cancer survivors (~11 million in the US alone as of 2006) incur some risk for developing cognitive dysfunction, with the most severe cases found in patients subjected to cranial radiotherapy (~200,000/yr) for the control of primary and metastatic brain tumors1. Particularly problematic are pediatric cases, whose long-term survival plagued with marked cognitive decrements results in significant socioeconomic burdens2. To date, there are still no satisfactory solutions to this significant clinical problem.
We have addressed this serious health concern using transplanted stem cells to combat radiation-induced cognitive decline in athymic rats subjected to cranial irradiation3. Details of the stereotaxic irradiation and the in vitro culturing and transplantation of human neural stem cells (hNSCs) can be found in our companion paper (Acharya et al., JoVE reference). Following irradiation and transplantation surgery, rats are then assessed for changes in cognition, grafted cell survival and expression of differentiation-specific markers 1 and 4-months after irradiation. To critically evaluate the success or failure of any potential intervention designed to ameliorate radiation-induced cognitive sequelae, a rigorous series of quantitative cognitive tasks must be performed. To accomplish this, we subject our animals to a suite of cognitive testing paradigms including novel place recognition, water maze, elevated plus maze and fear conditioning, in order to quantify hippocampal and non-hippocampal learning and memory. We have demonstrated the utility of these tests for quantifying specific types of cognitive decrements in irradiated animals, and used them to show that animals engrafted with hNSCs exhibit significant improvements in cognitive function3.
The cognitive benefits derived from engrafted human stem cells suggest that similar strategies may one day provide much needed clinical recourse to cancer survivors suffering from impaired cognition. Accordingly, we have provided written and visual documentation of the critical steps used in our cognitive testing paradigms to facilitate the translation of our promising results into the clinic.

Cognitive impairment resulting from the radiotherapeutic management of brain tumors represents a clinically intractable condition that adversely impacts quality of life. The capability to critically evaluate potential interventions for ameliorating radiation-induced cognitive decrements ultimately depends on the capability to undertake rigorous quantitative assessments of cognition.

כימות decrements קוגניטיבי נגרמת על ידי הקרנות גולגולתי

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

Medicine

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

הקוצב וגאלי ככלי כדי לגרום פלסטיות במסלולים רלוונטיים ללמידה הכחדה

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents the return of fear. Pavlovian fear-conditioning paradigms are commonly employed to create a controlled, novel fear association in the laboratory. After pairing an innocuous stimulus (conditioned stimulus, CS) with an aversive outcome (unconditioned stimulus, US) we can elicit a fear response (conditioned response, or CR) by presenting just the stimulus alone1,2 . Once fear is acquired, it can be diminished using extinction training, whereby the conditioned stimulus is repeatedly presented without the aversive outcome until fear is no longer expressed3. This inhibitory learning creates a new, safe representation for the CS, which competes for expression with the original fear memory4. Although extinction is effective at inhibiting fear, it is not permanent. Fear can spontaneously recover with the passage of time. Exposure to stress or returning to the context of initial learning can also cause fear to resurface3,4.
Our protocol addresses the transient nature of extinction by targeting the reconsolidation window to modify emotional memory in a more permanent manner. Ample evidence suggests that reactivating a consolidated memory returns it to a labile state, during which the memory is again susceptible to interference5-9. This window of opportunity appears to open shortly after reactivation and close approximately 6hrs later5,11,16, although this may vary depending on the strength and age of the memory15. By allowing new information to incorporate into the original memory trace, this memory may be updated as it reconsolidates10,11. Studies involving non-human animals have successfully blocked the expression of fear memory by introducing pharmacological manipulations within the reconsolidation window, however, most agents used are either toxic to humans or show equivocal effects when used in human studies12-14. Our protocol addresses these challenges by offering an effective, yet non-invasive, behavioral manipulation that is safe for humans.
By prompting fear memory retrieval prior to extinction, we essentially trigger the reconsolidation process, allowing new safety information (i.e., extinction) to be incorporated while the fear memory is still susceptible to interference. A recent study employing this behavioral manipulation in rats has successfully blocked fear memory using these temporal parameters11. Additional studies in humans have demonstrated that introducing new information after the retrieval of previously consolidated motor16, episodic17, or declarative18 memories leads to interference with the original memory trace14. We outline below a novel protocol used to block fear recovery in humans.

Conditioned fear can be diminished through an inhibitory process called extinction, but can resurface under conditions such as the passage of time or exposure to stress. Our protocol presents a novel way of preventing fear recovery by introducing extinction during the reconsolidation window (the re-storage phase of a reactivated memory).

אימון הכחדה במהלך חלון Reconsolidation מונע שחזור של פחד

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders such as post-traumatic stress disorder (PTSD). To understand the biological mechanisms of fear dysregulation in PTSD, it is important to start with a valid animal model of the disorder. This protocol describes the methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of PTSD, in both rats and mice. SEFL was developed to recapitulate critical aspects of PTSD, including long-term sensitization of fear learning caused by an acute stressor. SEFL uses aspects of Pavlovian fear conditioning but produces a distinct and robust sensitized fear response far greater than normal conditional fear responses. The trauma procedure involves placing a rodent in a conditioning chamber and administering 15 unsignaled shocks randomly distributed over 90 minutes (for rat experiments; for mouse experiments, 10 unsignaled shocks randomly distributed over 60 minutes are used). On day 2, rodents are placed in a novel conditioning context where they receive a single shock; then, on day 3 they are placed back in the same context as on day 2 and tested for changes in freezing levels. Rodents that previously received the trauma display enhanced levels of freezing on the test day compared to those that received no shocks on the first day. Thus, with this model, a single highly stressful experience (the trauma) produces extreme fear of the stimuli associated with the traumatic event.

Here we describe the detailed methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of post-traumatic stress disorder, in both rats and mice. The model utilizes aspects of Pavlovian fear conditioning and freezing as an index of enhanced fear in rodents.

פחד משופרת מתח למידה, מודל מכרסמים חזקים של הפרעה פוסט-טראומטית

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the relationships between aversive events and otherwise neutral stimuli. The most-widely utilized procedures for studying emotional memories entail fear conditioning in rats. In these tasks, the unconditioned stimulus (US) is a footshock presented once or several times across single or several sessions, and the conditioned response (CR) is freezing. In a version of these procedures, called cued fear conditioning, a tone (conditioned stimulus, CS) is paired with footshocks (US) during the training phase. During the first test, animals are exposed to the same context in which training took place, and freezing responses are tested in the absence of footshocks and tones (i.e., a context test). During the second test, freezing is measured when the context is changed (e.g., by manipulating the smell and walls of the experimental chamber) and the tone is presented in the absence of footshocks (i.e., a cue test). Most cued fear conditioning procedures entail few tone-shock pairings (e.g., 1-3 trials in a single session). There is a growing interest in less common versions involving an extensive number of pairings (i.e., overtraining) related to the long-lasting effect called fear incubation (i.e., fear responses increase over time without further exposure to aversive events or conditioned stimuli). Extended fear-conditioning tasks have been key to the understanding of fear incubation&#8217;s behavioral and neurobiological aspects, including its relationship with other psychological phenomena (e.g., post-traumatic stress disorder). Here, we describe an extended fear-conditioning protocol that produces overtraining and fear incubation in rats. This protocol entails a single training session with 25 tone-shock pairings (i.e., overtraining) and a comparison of conditioned freezing responses during context and cue tests 48 h (short-term) and 6 weeks (long-term) after training.

We describe an extended fear-conditioning protocol that produces overtraining and fear incubation in rats. This protocol entails a single training session with 25 tone-shock pairings (i.e., overtraining) and a comparison of conditioned freezing responses during context and cue tests 48 h (short-term) and 6 weeks (long-term) after training.

דגירה פחד באמצעות פרוטוקול מיזוג פחד מורחב לחולדות

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the ...

A Novel Pavlovian Fear Conditioning Paradigm to Study Freezing and Flight Behavior

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat are characteristic of various anxiety disorders, which are the most prevalent form of mental illness in the United States. Discovering the neurobiological mechanisms responsible for defensive behaviors will aid in the development of novel therapeutic interventions. Pavlovian fear conditioning is a widely used laboratory paradigm to study fear-related learning and memory. A major limitation of traditional Pavlovian fear conditioning paradigms is that freezing is the only defensive behavior monitored. We recently developed a modified Pavlovian fear conditioning paradigm that allows us to study both conditioned freezing and flight (also known as escape) behavior within individual subjects. This model employs higher intensity footshocks and a greater number of pairings between the conditioned stimulus and unconditioned stimulus. Additionally, this conditioned flight paradigm utilizes serial presentation of pure tone and white noise auditory stimuli as the conditioned stimulus. Following conditioning in this paradigm, mice exhibit freezing behavior in response to the tone stimulus, and flight responses during the white noise. This conditioning model can be applied to the study of rapid and flexible transitions between behavioral responses necessary for survival.

Defensive behavioral responses are contingent upon threat intensity, proximity, and context of exposure. Based on these factors, we developed a classical conditioning paradigm that elicits clear transitions between conditioned freezing and flight behavior within individual subjects. This model is crucial for the understanding the pathologies involved in anxiety, panic, and post-traumatic stress disorders.

פרדיגמת מיזוג פחד פבלובית חדשנית ללימוד הקפאה והתנהגות טיסה

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat ...

An Inescapable Cat Odor Exposure Protocol for Studying Innate and Contextual Threat Conditioning in Rats

Animals respond to threatening situations by exhibiting a number of defensive behaviors, including avoidance, freezing, and risk assessment. An animal model with an ethological approach offers a deeper insight into the biological mechanisms underlying threat responses. This paper describes a methodology to measure defensive behaviors toward both innate and learned aversive stimuli in rats. Animals were individually exposed to predator odor in an inescapable chamber to elicit a measurable, sustained, defensive state. The experimental design involved placing a rat in a familiar chamber for 10 min followed by exposure to cat odor for another 10 min in the same context. The next day, the rats were re-exposed for 10 min to the same context chamber where cat odor exposure occurred. Sessions were video-recorded and defensive behaviors were assessed on both days. 
The behavioral test was coupled with reversible functional inactivation and c-Fos immunohistochemistry techniques to determine the role of the interoceptive cortex in threat responses. Rats exposed to cat odor on the first day and re-exposed to the context chamber on the second day displayed higher levels of defensive behaviors, and that cat odor elicited a robust increase in the neural activity of the interoceptive cortex. Moreover, muscimol inactivation of the interoceptive cortex reduced the expression of defensive behaviors in response to cat odor and impaired contextual threat memory. These results show that this behavioral assay is a useful tool for studying neural mechanisms of defensive behaviors and may offer insight into mechanisms that mediate fear in humans and its related disorders.

Cat skin/fur odor exposure provides a reliable method to investigate neural circuits and mechanisms of defensive responses in rodents and may offer insight into mechanisms that mediate fear in humans. Here, we describe a protocol for investigating the role of the interoceptive cortex in threat responses in rats.

Animals respond to threatening situations by exhibiting a number of defensive behaviors, including avoidance, freezing, and risk assessment. An animal ...

חקר התנהגויות הגנתיות אקטיביות בעכברים עם התניה שונה של פחד

Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice

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.

Author Spotlight: Exploring Neural Correlates of Defensive Behaviors in Fear Learning and Extinction

To study flight behaviors in a fearful context, we introduce a modified fear conditioning protocol. This protocol ensures that mice consistently exhibit flight behaviors during cue presentation in the fear conditioning.

התניה שונה של פחד לגרימת התנהגויות טיסה בעכברים

The appropriate manifestation of defensive behavior in a threatening situation is critical for survival. The prevailing theory suggests that an active ...