Questo lavoro è sostenuto da una sovvenzione VICI (Merel Kindt) dall&#39;Organizzazione olandese per la ricerca scientifica.

Dichiarazione etica: Il nostro protocollo medico approvato soddisfa i requisiti del Comitato Etico del Dipartimento di Psicologia presso l&#39;Università di Amsterdam per testare i partecipanti umani. 1. Attacco della paura potenziato spaventare e Shock Elettrodi <ol><li> Assicurarsi che l&#39;impostazione sperimentale consiste di una stanza suono-attenuato partecipanti e una sala separata sperimentatore. </li><li> Utilizzare due computer con quattro schermi per la registrazione e monitoraggio risposte fisiologiche nonché per presentare lo script sperimentale ai partecipanti. </li><li> Fissare i collari biadesivi agli elettrodi EMG. </li><li> Pulire la pelle del partecipante sotto l&#39;occhio destro o sinistro e sulla fronte con un tampone imbevuto di alcool. Istruire i partecipanti a tenere gli occhi chiusi per evitare potenziali irritazione oculare. </li><li> Riempire il centro degli elettrodi EMG con elettrolito altamente conduttivo gel utilizzando una siringa. Non cercare di riempire gli elettrodi applicando piccole quantità di gel successivamente come questo aumenta il rischio di bolle d&#39;aria all&#39;interno del gel, che possono influenzare negativamente le registrazioni. </li><li> Fissare uno degli elettrodi EMG sotto la palpebra inferiore destra o occhio sinistro in linea con la pupilla nello sguardo in avanti. Fissare la seconda circa 1 - 2 cm lateralmente alla prima seguendo la curvatura della palpebra inferiore. Collegare un riferimento di terra sulla fronte di circa 1 cm sotto l&#39;attaccatura dei capelli. Il posizionamento ottimale degli elettrodi rispetto al muscolo può richiedere regolazioni individuali. </li><li> Applicare una goccia di gel conduttivo sugli elettrodi urto e fissarli sul polso superiore sinistro utilizzando cinghia di nylon Velcro. Assicurarsi che la cinghia non è troppo stretto. </li><li> Regolare l&#39;intensità della scossa elettrica 2-msec per ogni partecipante individualmente. Informare i partecipanti che lo shock dovrebbe essere &quot;scomodo, ma non dolorosa&quot;. </li><li> Manualely innescare le scosse. Inizia un&#39;intensità di 1 mA e continuare innescando singoli urti - aumentando gradualmente l&#39;intensità in incrementi di 2 o 3 mA - fino al partecipante indica che lo shock è &quot;scomodo ma non dolorosa&quot;. </li><li> Annotare il livello di shock finale e mantenere questo livello per tutto il resto dell&#39;esperimento. </li></ol> 2. Paura Acquisition - Day 1 Durata circa 45 min. <ol><li> Istruire i partecipanti circa la consegna di shock e l&#39;eventuale somministrazione di propranololo HCl. Ulteriore informarli che propranololo HCl è usato per trattare l&#39;ipertensione. Ottenere il consenso informato scritto. </li><li> Schermo i partecipanti per quanto riguarda la loro salute e le eventuali condizioni che controindicato indicare prendere una singola dose di 40 mg di propranololo HCl: gravidanza, disturbi convulsivi, disturbi respiratori, malattie cardiovascolari, malattie cardiovascolari in parenti di prima linea, diabete, del fegato o malattia renale, l&#39;uso corrente di un farmaco anti-depressivo, o psicosi. </li><li> Ottenere la pressione del sangue e misurazione della frequenza cardiaca con un sfigmomanometro elettronico. Chiedere ai partecipanti di rimuovere il loro braccio dalle maniche e mettere il bracciale gonfiabile saldamente sul braccio. Istruire i partecipanti di rilassarsi e sedersi con il braccio leggermente piegato allo stesso livello come il loro cuore e riposare comodamente su un tavolo o su un&#39;altra superficie piana. BP deve essere superiore a 90/60 mmHg e frequenza cardiaca superiore a 60 bpm per l&#39;inclusione nella sperimentazione. </li><li> Amministrare la State-Trait Anxiety Inventory 44 e l&#39;ansia Sensitivity Index 45 quando un partecipante è medicalmente cancellato. Gestire anche la Spider Phobic Questionario 46 quando si utilizzano le immagini di ragni come stimoli condizionati. </li><li> Posizionare i partecipanti di fronte a uno schermo di computer e collegare gli elettrodi EMG e ammortizzatori (vedi capitolo 1 &quot;Attacco della paura potenziato Startle und Shock Elettrodi &quot;). </li><li> Utilizzare due diverse procedure di apprendimento - vedere i passi 2.6.1 e 2.6.2. Informare i partecipanti sulle due immagini differenti vedranno sullo schermo del computer. Chiedere loro di monitorare il rapporto tra le immagini che stanno vedendo e quando uno shock viene ricevuto. <ol><li> L&#39;apprendimento non asintotica: Informare i partecipanti che una delle immagini sarà seguito dalla scossa elettrica nella maggior parte dei casi, mentre l&#39;altro non sarà mai seguita dallo shock. </li><li> Learning asintotica: Informare i partecipanti che delle due immagini sarà sempre seguita dalla scossa elettrica e che la foto non sarà mai seguiti dallo shock (ad esempio, su incarico di apprendimento paura). </li></ol></li><li> Informare i partecipanti sulle rumori forti saranno ascoltare attraverso le cuffie. Ordina loro di non badare ai rumori. </li><li> Istruire i partecipanti a riferire l&#39;aspettativa di una scossa elettrica during la presentazione di tutte le immagini spostando un cursore su scale di valutazione continue utilizzando un mouse e premere il pulsante sinistro del mouse entro 5 secondi dopo stimolo esordio al fine di confermare la loro aspettativa. Garantire scale sono costituite da 11 punti etichettati da &quot;certamente no scossa elettrica&quot; ​​attraverso &quot;incerta&quot; a &quot;certamente una scossa elettrica&quot;. Presentare la bilancia continuamente in basso sullo schermo del computer, al fine di supportare i partecipanti a concentrare la loro attenzione sulle immagini. Quando le immagini spariscono il cursore dovrebbe tornare automaticamente alla posizione &quot;incerta&quot;. </li><li> Dirigere i partecipanti a tenere gli occhi sullo schermo e sedersi il più fermo possibile con entrambe le braccia poste in una posizione rilassata con polsi sulla scrivania di fronte a loro. Indossare le cuffie. Dim le luci e chiudere la porta. Avviare l&#39;esperimento dall&#39;altra stanza. </li><li> Durante l&#39;acquisizione paura una delle due immagini co-termina con lashock: CS1, mentre l&#39;altro è mai seguita dallo shock: CS2. Sfruttate paura stimoli rilevanti, al fine di rafforzare l&#39;associazione paura durante l&#39;acquisizione. Per esempio le immagini di ragni: numeri IAP 1200-1201. </li><li> Presente sia la CS1 e CS2 per 8 sec. Forti rumori o spaventare sonde - 40 msec e 104 dB - sono presentati 7 secondi dopo CS insorgenza; e per il CS1, questi sono seguiti da shock elettrico a 2 msec a 500 msec dopo. </li><li> Avviare la paura reale apprendimento presentando dieci sonde trasalimento di base per ridurre trasalimento reattività iniziale: <ol><li> L&#39;apprendimento non Asymptotic: Presentare un totale di 8 prove CS1 su uno schema di rinforzo del 75%: 6 prove CS1 sono rafforzate da una scossa - la prima e la quinta prova sono non rinforzato. Ulteriori prove attuali 8 CS2 e 8 NA prove durante i-intervalli di prova dell&#39;Inter. </li><li> Learning asintotica: Presentare un totale di 3 prove CS1 su uno schema di rinforzo 100%: tutti gli studi CS1 sono reinforced da uno shock. Ulteriori prove attuali 3 CS2 e 3 rumore solo spaventare sonde (NA) durante i-intervalli di prova dell&#39;Inter. </li></ol></li><li> Controbilanciare l&#39;assegnazione delle immagini come CS1 e CS2 partecipanti in tutto. Casuale l&#39;ordine di tipo di prova all&#39;interno di blocchi di CS1 - CS2 - NA tale che nessun processo di tipo ripete più di due volte. Variare le inter-prova-intervalli - durante i quali i partecipanti vedono uno schermo nero - tra i 15 sec 20 sec e 25 sec, con una media di 20 sec. </li><li> Dopo il completamento dell&#39;esperimento staccare gli elettrodi e lasciare che i partecipanti pulire il gel. </li><li> Istruire i partecipanti di giudicare la piacevolezza dello shock dell&#39;11 punti di rating scale che vanno da meno 5 (cioè, sgradevole) a 5 (cioè, piacevole). </li><li> Esplicitamente istruire i partecipanti a ricordare ciò che avevano appreso durante l&#39;acquisizione paura al fine di aumentare la ritenzione della contingenza CS-US i seguenti giorni eper impedire loro di erroneamente in attesa di un sistema di emergenza diversa durante le prove successive. Inoltre, per facilitare i campioni salivari il giorno dopo, istruire i partecipanti a non esercitare la caffeina e alcol durante la 12 ore ed evitare cibi e bevande diverse dall&#39;acqua così come il fumo e il dente spazzolatura durante la 2 ore prima della prossima sessione . </li><li> Pulire gli elettrodi con acqua dopo l&#39;uso: sbarazzarsi di tutto il gel, senza graffiare qualsiasi parte dello strato AgCl. Dopo la pulizia non pulire l&#39;acqua, ma utilizzare un diverso set di elettrodi sul prossimo partecipante e lasciare l&#39;altro insieme ad asciugare nel corso del tempo. </li></ol> 3. Memoria riattivazione - Day 2 Durata circa 105 min. <ol><li> Assegna in modo casuale i partecipanti sia il propranololo HCl o pillola placebo condizioni con la restrizione che le condizioni sono abbinati a STAI punteggi più vicino possibile dato che tratto anxiety determina gli effetti di paura riduzione di interrompere riconsolidamento 47. Abbinare i partecipanti punteggi SPQ e quando si utilizzano le immagini di ragni come stimoli condizionati. </li><li> Ottenere la pressione del sangue e misurazione della frequenza cardiaca e campioni salivari: istruire i partecipanti solo per inserire il tampone in bocca per circa 3 minuti. Mantenere le Salivettes a meno 25 ° C dopo la rimozione. </li><li> Per il propranololo condizione di assenza di riattivazione passare al punto 4.8.1. </li><li> Posizionare i partecipanti di fronte allo schermo del computer e collegare gli elettrodi EMG e urto (vedi Sezione 1 &quot;Attacco della paura potenziato Startle e Shock Elettrodi&quot;). Segnala ai partecipanti che l&#39;intensità della scossa rimarrà lo stesso. </li><li> Informare i partecipanti che gli stessi due immagini saranno presentate sullo schermo del computer e chiedere loro di ricordare ciò che avevano imparato il giorno precedente - una delle immagini si again essere seguito dalla scossa elettrica sia più (ad esempio, l&#39;apprendimento non asintotico) o tutti (cioè di apprendimento asintotico) casi, mentre l&#39;altro non sarà mai seguita dallo shock. Istruire i partecipanti a riferire l&#39;aspettativa di una scossa elettrica durante la presentazione di tutte le immagini. Indossare le cuffie e abbassare le luci. Chiudi la porta e avviare l&#39;esperimento dall&#39;altra stanza. </li><li> Iniziare la memoria riattivazione presentando 10 sonde trasalimento di base per ridurre trasalimento reattività iniziale. Successivo presentare un singolo trial non rinforzato CS1 seguito da un singolo trial NA. </li><li> Staccare i partecipanti del set-up sperimentale e far loro pulire il gel. Loro posto dietro l&#39;altra tabella. </li><li> Amministrare &quot;doppio cieco&quot; una dose orale di pillola placebo o 40 mg di propranololo HCl. Pillole dovrebbero essere accecati da una farmacia o un collega indipendente dello studio. Inoltre un medico di guardia con la conoscenza del protocollo is ritenuto necessario dopo somministrazione del farmaco. <ol><li> Amministrare &quot;single-blind&quot; una dose orale di 40 mg di propranololo HCl per il propranololo condizione di no-riattivazione. </li></ol></li><li> Inserire un periodo di riposo di circa 90 min. Offrire le riviste partecipanti a leggere. Pulire gli elettrodi nel frattempo. </li><li> Ancora ottenere BP e le misurazioni della frequenza cardiaca, nonché campioni salivari. </li></ol> 4. Test - Day 3 Durata circa 45 min. <ol><li> Ottenere BP e misurazione della frequenza cardiaca. </li><li> Posizionare i partecipanti di fronte allo schermo del computer e collegare gli elettrodi EMG e scossa. Anche in questo caso riferire ai partecipanti che l&#39;intensità della scossa rimarrà lo stesso. </li><li> Istruire i partecipanti che gli stessi due immagini saranno presentate sullo schermo del computer. Anche istruire i partecipanti a riferire l&#39;aspettativa di una scossa elettrica durante la presentazione di tutta l&#39;immagines. Indossare le cuffie e abbassare le luci. Chiudi la porta e avviare l&#39;esperimento dall&#39;altra stanza. </li><li> Avviare l&#39;esperimento con la presentazione di 10 sonde trasalimento di base. Durante estinzione presentare circa 12 rinforzate prove CS1 e CS2 nonché 12 NA prove. Dopo l&#39;estinzione partecipanti ottengono tre non segnalato USs: reintegrazione. Anche in questo caso presentare i partecipanti con circa 4 rinforzate prove CS1 e CS2 e 4 prove NA seguenti USS non segnalato: test reintegrazione. </li><li> Staccare gli elettrodi e lasciare che i partecipanti pulire il gel. Pagare i partecipanti una piccola somma per la loro partecipazione all&#39;esperimento. Pulire gli elettrodi con acqua. </li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

In una serie di studi abbiamo costantemente dimostrato che, a prescindere dal genere, 40 mg di noradrenergico propranololo beta-bloccante o somministrato prima o dopo la memoria riattivazione efficacemente neutralizzato la paura condizionata rispondere (cioè difensiva risposte di allarme). Nessuno dei quattro meccanismi di ricaduta - reintegrazione, di rinnovo, di recupero spontaneo e rapido riacquisizione - sono stati osservati dopo interruzione riconsolidamento con propranololo 27-32,37-39. È interessante notare che gli effetti di paura neutralizzanti sono stati osservati solo per la risposta di trasalimento difensiva, ma non per la valutazione aspettativa minaccia né per la conduttanza cutanea. I dati per il condizionamento elettrodermica non sono riportati qui come i modelli generali per l&#39;SCR non si è discostato significativamente da i feedback aspettativa. Nella ricerca condizionamento alla paura umana, più indici di risposta condizionata (per esempio, US-aspettativa, SCR, r trasalimentoesponse, dilatazione della pupilla, l&#39;attività neurale) sono di solito ottenute per motivi di convalida incrociata 48. Tuttavia, ora vi sono prove convincenti che questi diversi livelli di risposta non necessariamente agiscono di concerto e possono anche dissociarsi da ogni altro 3,27-32,34,37,49. Si noti che la risposta di trasalimento è un riflesso difensivo automatica, che viene potenziato in risposta a un SC che è associato con un US di valenza negativa e possono generalmente essere osservato con USs di valenza neutro o positivo 49,50 (ad esempio, la stimolazione o vibrotattile reazione compito di tempo). Quindi, potenziamento del trasalimento riflesso difensivo è un indice affidabile e specifico di condizionamento avversivo 34. Al contrario, SCR condizionata può verificarsi indipendentemente dalla valenza del US 49,50. Dato che valenza affettiva degli Stati Uniti non modifica SCR, condizionata elettrodermica è una misura non specifico di eccitazione anticipatoria. Riteniamo pertanto che la SCR è meno suited come misura del comportamento nella ricerca di condizionamento avversivo umana. Se ci speculano sulla traduzione di questi risultati nella pratica clinica, diversi problemi e potenziali limitazioni sono da considerarsi. In primo luogo, ci si può chiedere se una manipolazione farmacologica del noradrenergico beta-bloccante è davvero necessario per interrompere il processo di riconsolidamento o se una procedura comportamentale volto ad interferire con riconsolidamento produrrebbe un effetto neutralizzante simile. Anche se un trattamento di una sessione di una bassa dose di propranololo è chiaramente non tossico, una procedura interamente comportamentale è sempre preferibile per un intervento farmacologico. Vi è infatti un metodo alternativo in cui la formazione di estinzione è presentato all&#39;interno della finestra di riconsolidamento 51. Diversi studi non sono riusciti però di replicare questi risultati originali di Schiller et al. 29,52-54 ma vedi 55,56. Oltre a questi risultati contrastanti, unaltro potenziale limite dell&#39;estinzione entro procedura di riattivazione è che nella pratica clinica la risposta di paura non è generalmente spenta in un trattamento di esposizione, usare una sessione. Ad esempio, l&#39;esposizione immaginario per i pazienti con PTSD si tiene tradizionalmente dieci sedute prima la paura scompare 57. Così, anche riconoscendo le evidenti svantaggi di un semplice trattamento farmacologico rispetto ad un intervento interamente comportamentale, riteniamo che la manipolazione noradrenergica della memoria riconsolidamento sembra essere più fattibile di estinzione all&#39;interno della finestra riconsolidazione. Una seconda questione riguarda le condizioni ottimali per attivare la memoria riconsolidamento. È sempre più evidente che i meccanismi che mediano l&#39;espressione comportamentale della paura sono chiaramente dissociate dai meccanismi che mediano il processo di riconsolidamento 31,32,58-62. Ad esempio, recenti studi su animali scoperti differenziale e r dissociabileeceptors nell&#39;amigdala basolaterale mediano l&#39;espressione, la destabilizzazione e la ristabilizzazione di precedenza condizionata ricordi paura 63,64. Una espressione comportamentale di memoria paura non è solo dissociato dai processi di mediazione riattivazione della memoria (cioè, l&#39;accesso a una traccia di memoria), sembra anche non essendo indispensabile per riconsolidamento a verificarsi 63. Come tale, la paura espressione durante memoria riattivazione non è informativa se la traccia di memoria entra in una fase labile. Dato che la memoria di destabilizzazione è un prerequisito per la noradrenergico beta-bloccante di interferire con il processo di ristabilizzazione, una questione importante è come possiamo dedurre successo destabilizzazione memoria nella pratica clinica. Una serie di risultati indicano che un fattore cruciale nell&#39;induzione riconsolidamento e demarcare riconsolidamento sia da recupero della memoria o il consolidamento di un 40,65 memoria romanzo è il grado di errore di previsione indotto durante memrecupero ory 31,32. Ma dato che nessun criterio oggettivo è disponibile per determinare il grado ottimale di errore di predizione nella pratica clinica, i risultati di laboratorio attuali non possono essere facilmente convertiti in protocolli di trattamento. Un&#39;altra sfida per la traduzione della letteratura neuroscientifica nella pratica clinica riguarda la validità ecologica del paradigma. Le prove per interrompere riconsolidamento è stato principalmente dimostrato negli animali e nell&#39;uomo per relativamente nuovi (un giorno di vita) e semplici ricordi di paura (cioè, shock tono; immagine shock). Non è ovvio che interrompere reconsolidation di reti memoria anziani, forti e più ampi per esempio in pazienti con PTSD è efficace come è stato dimostrato in laboratorio per cued paura condizionata. Anche per quanto riguarda la variabile dipendente non è ancora chiaro se le osservazioni della studi di laboratorio animale e umana generalizzare a pazienti con disturbi d&#39;ansia. La paura reEffetti durre sono finora dimostrati soprattutto per l&#39;espressione del comportamento di condizionamento avversivo (cioè congelamento comportamento nei roditori o difensiva riflesso di allarme negli esseri umani), con una sola eccezione, dove abbiamo dimostrato che anche i sentimenti soggettivi di disagio erano significativamente neutralizzati dal blocco noradrenergico di memoria riconsolidamento 37. Essa può essere messa in discussione se tali effetti di paura riducendo in laboratorio sono indicativi delle esperienze tipiche di paura e di comportamento di evitamento caratteristica dei pazienti con disturbi d&#39;ansia. La ricerca futura dovrebbe esaminare se i risultati attuali infatti generalizzare all&#39;annullamento comportamenti, uno dei sintomi centrali di disturbi d&#39;ansia. In sintesi, anche se la procedura di condizionamento avversivo pavloviano è un ottimo strumento per studiare i meccanismi di base di apprendimento paura e della memoria, non possiamo tradurre facilmente i risultati di laboratorio nella pratica clinica. Le intuizioni che abbiamo have state acquisendo sul ottimale, di confine e le condizioni necessarie per la memoria riconsolidamento deve essere considerato solo come un punto di partenza per lo sviluppo di trattamenti a base di riconsolidamento-. D&#39;altra parte, la vasta ricerca sulla formazione estinzione ha comportato interventi esposizione sulla estinzione-ancora, che appartengono ai trattamenti più efficaci per i disturbi d&#39;ansia e altri disturbi correlati. Dato che il blocco noradrenergico di memoria riconsolidamento adombra l&#39;effetto ansiolitico di apprendimento dell&#39;estinzione, interrompendo punti riconsolidamento a un nuovo intervento promettente per ridurre efficacemente eccessivi e irrazionali paure.

I nostri cervelli sono programmati per imparare. Gli esseri umani sono ben attrezzate con la capacità di apprendere i potenziali pericoli della vita e forse ancora più importante per imparare i predittori di pericolo. Pavloviano condizionata repulsivo è un ottimo strumento per lo studio paura associativa apprendimento non solo negli esseri umani, ma anche in una vasta gamma di organismi 1,2. Questa procedura comporta la presentazione di uno stimolo innocuo biologicamente neutro condizionata (CS, ad esempio, un tono o foto) con uno stimolo incondizionato nocivi o dannosi (US), tipicamente un lieve scossa elettrica. Se il CS diventa un predittore affidabile degli Stati Uniti, il CS suscitare risposte comportamentali condizionate specie tipiche (ad esempio, il congelamento nei ratti e potenziato startle reflex nell&#39;uomo), che sono concettualizzata come espressioni di paura (vedi 3 per i commenti critici su questo terminologia). Non solo ricerca di condizionamento aversive aggiungere ad una migliore comprensione della molecolare e cellulareprocessi di apprendimento associativo paura e la memoria 4, ma fornisce anche una base per comprendere l&#39;eziologia e il corso dei disturbi d&#39;ansia 5. Anche se porta ricordare che i disturbi d&#39;ansia non sono necessariamente il risultato di esperienze condizionata dirette come gli eventi traumatici. Essi possono anche derivare da paura esperienze di apprendimento indiretti o vicarie 6. Ma a prescindere dalla storia di apprendimento, la memoria associativa paura è alla base dei disturbi d&#39;ansia. Il condizionamento pavloviano paradigma non solo ha dimostrato la sua utilità nella comprensione dell&#39;origine dei disturbi d&#39;ansia, ma è anche un ottimo modello traslazionale per sviluppare e trattamento anticipo per i disturbi d&#39;ansia 5. In laboratorio le due procedure più ampiamente studiato per ridurre imparato paura sono (1) l&#39;estinzione e (2) interruzione di riconsolidamento. Anche se l&#39;estinzione di formazione - cioè, la ripetuta non rinforzato ri-esposizione aCS 7,8 - è un efficace studio di strategia ansiolitici, degli animali e la paura di condizionamento umano dimostrano con certezza che la risposta di paura condizionata può facilmente tornare da ri-esposizione a non segnalato USs (cioè, ripristino), un cambiamento di contesto (ad esempio, il rinnovo), o il passare del tempo (ad esempio, il recupero spontaneo) 7,9,10. Un consenso è stata la costruzione che l&#39;apprendimento di estinzione non cancella la memoria paura originale, ma riflette invece la formazione di una nuova memoria inibitorio. Di conseguenza, la memoria paura può riemergere conseguente ritorno di paura anche dopo originariamente successo estinzione paura. Le varie fonti di ricaduta sono ancora una grande sfida per la pratica clinica. Un approccio alternativo per diminuire la paura condizionata rispondere è il più recente (ri) scoperto procedura di interruzione memoria riconsolidamento da agenti farmacologici. Questa procedura è molto promettente in quanto diminuisce non solo conditiopaura ned rispondere ma sembra addirittura di cancellare la memoria associativa paura, che potrebbe finalmente risolvere il problema della ricaduta. Riconsolidamento memoria si riferisce ad un processo in due fasi con cui memorie precedentemente consolidate trasferiscono ad uno stato transitorio destabilizzato al recupero e richiedono un ristabilizzazione dipendente dal tempo a persistere 14-18. La trascrizione genica, sintesi di proteine ​​e RNA sono necessari per questo ristabilizzazione e offrono una finestra di opportunità per gli agenti amnesici di influenzare la memoria paura. Amnesia per paura imparato è stata dimostrata negli animali da farmaci (ad esempio, anisomycin) rivolte alla sintesi proteica necessaria 14,19,20 o il rilascio di neurotrasmettitori 21,22. La sintesi proteica può essere disturbato dalla noradrenergico propranololo beta-bloccante, che dovrebbe inibire la noradrenalina stimolata CREB fosforilazione 23-25. La paura ridurre gli effetti di propranololo sono stati dimostrati inanimali ed esseri umani 26-32. In una serie di discriminanti studi paura condizionata, abbiamo costantemente dimostrato che propranololo (40 mg) somministrato prima o dopo la memoria riattivazione effettivamente ridotto la risposta di trasalimento paura condizionata e ha impedito il ritorno della paura nei partecipanti sani. Prova di principio Il progetto base utilizzato nei nostri studi paura condizionata umani interrompere riconsolidamento prevede prove su diverse fasi attraverso tre giorni consecutivi a distanza di almeno 24 ore, al fine di (1) supporto (ri) il consolidamento dei ricordi e (2) consentire la droga per lavare prima del test. Il giorno 1 - la fase di acquisizione paura, i partecipanti sani sono esposti a una serie di presentazioni di immagini. Una foto di stimolo (CS1 +) viene ripetutamente accoppiato con uno stimolo elettrico avversivo (USA), con la conseguente acquisizione di una associazione paura, mentre un altro stimolo immagine (CS2-) è mai seguita da un US. Il giorno 2 - la fase di riattivazione della memoria, riesposizione allo stimolo condizionato non rinforzato (CS1) innesca tipicamente una risposta di paura condizionata. In questa fase, si sistemicamente amministrare 40 mg propranololo HCl, un antagonista del recettore β-adrenergico che colpisce indirettamente la sintesi proteica necessaria per reconsolidation 25. In considerazione delle concentrazioni plasmatiche di picco di 33 propranololo, abbiamo somministrato una dose orale di propranololo 90 minuti prima della riattivazione della memoria paura nostri primi esperimenti. Tuttavia, per un test più ottimale riconsolidazione, l&#39;agente amnestic deve essere somministrato dopo la riattivazione di memoria. Pertanto, nei nostri ultimi esperimenti abbiamo sempre somministrato propranololo dopo la memoria riattivazione con risultati molto simili. Il giorno 3 - la fase di test, il mantenimento della memoria timore è testata 24 ore dopo l&#39;intervento (cioè, prima prova giorni di prova 3), seguita daun&#39;estinzione procedure e trigger situazionali per testare il ritorno della paura (cioè, reintegrazione, il rinnovamento, recupero spontaneo, veloce riacquisizione). Per determinare se l&#39;effetto di propranololo richiede recupero attivo della memoria paura, il farmaco deve essere somministrato a un altro gruppo, paura condizionata, senza riattivazione della memoria (cioè condizioni propranololo no-riattivazione) 27,28. Abbiamo usato il potenziamento del riflesso di trasalimento come misura per paura condizionata rispondere e in linea degli Stati Uniti rating aspettativa come indice per l&#39;apprendimento contingenza. Il potenziamento del riflesso di trasalimento è concepito come un indice specifico e affidabile di paura 34, subserved dall&#39;amigdala 35. Lo stimolo-trasalimento suscitando più comunemente usata è la &quot;probe startle&quot;, un forte rumore che viene presentato attraverso le cuffie durante uno stimolo o nell&#39;intervallo tra due presentazioni stimolo (ad esempio, gli intervalli tra le prove) <sup&gt; 36. Startle risposte forti al rumore durante il timore stimolo condizionato (CS1 +) rispetto agli stimoli di controllo (CS2-) riflette lo stato di paura del partecipante suscitato dallo stimolo temuto (CS1 +). In una serie di 10 esperimenti consecutivi in campioni indipendenti 27-32,37-39 abbiamo costantemente replicato nostro reperto originale dove interrompere riconsolidamento della memoria paura da un bloccante propranololo beta-adrenergici HCl efficacemente ridotto il riflesso di allarme condizionato e impedito il ritorno della paura 27 . Le osservazioni che l&#39;esposizione a rinforzi primari (cioè, reintegrazione), un cambiamento di contesto (ad esempio, di rinnovo) o semplice il passaggio del tempo (ad esempio, il recupero spontaneo) non ha portato al riemergere di paura condizionata rispondere come è generalmente osservata dopo l&#39;allenamento di estinzione, sostenere la superiorità di interrompere riconsolidamento su apprendimento estinzione. In aggiunta a questitecniche di recupero, l&#39;apprendimento riacquisizione non hanno evidenziato un risparmio della risposta di paura precedentemente appreso. In sintesi, questi risultati suggeriscono che interrompere riconsolidamento della memoria associativa paura da propranololo effettivamente ridotto l&#39;espressione emotiva della memoria paura. Inoltre, abbiamo testato diversi confini e condizioni necessarie per interrompere il riconsolidamento: (1) La sessione riattivazione memoria sembra procedurale simile alla formazione di estinzione (cioè, l&#39;esposizione non armato), ma dovrebbe coinvolgere le prove non rinforzate meno di estinzione a causa della formazione noradrenergici beta-bloccanti (es , propranololo) può anche interferire con la formazione della memoria estinzione invece di puntare la memoria originaria paura 40,41; (2) il recupero della memoria non è sufficiente per la memoria riconsolidamento 18,31,42,43. Propranololo ha ridotto solo la paura condizionata rispondere quando c&#39;era qualcosa da imparare durante il sess recuperoion 31,32. Una discrepanza tra ciò che è già stato appreso e ciò che può essere appreso in una determinata sessione di recupero (ad esempio, errore di predizione) sembra essere necessario per indurre riconsolidamento della memoria paura associativa 32. I risultati indicano che il verificarsi di un errore di predizione è una condizione necessaria per reconsolidation e forniscono uno strumento utile per sviluppare e ottimizzare trattamenti a base riconsolidazione-per i pazienti che soffrono di disturbi d&#39;ansia.

<table><tbody><tr><td>2 computers with 4 screens</td><td>Dell</td><td>Optiplex 9010</td><td>Recording and monitoring physiological responses. Presenting the experimental script.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Amplifier</td><td>Developed by B. Molenkamp - University of Amsterdam</td><td></td><td>Designed around a Burr Brown INA101 amplifier and ISO103 isolation stage.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>VSSRP98&amp;nbsp;</td><td>Developed by B. Molenkamp - University of Amsterdam</td><td></td><td>Physiological registration software. Record electromyography - EMG - activity using a bundled pair of electrodes wires connected to a front-end amplifier with an imput resistacne of 10 M&amp;Omega; and a bandwidth of DC-1500 Hz. Raw EMG signals are integrated in the amplifier. Integrated EMG signals are sampled at 1,000 Hz and used for data analysis.</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Analyzing data. Peak amplitudes are determined by taking the baseline 50 msec before probe onset to peak differences within 30 - 150 msec following probe onset and are recorded in microvolt.</td></tr><tr><td>Presentation</td><td>NeuroBehavioral Systems Inc. - USA</td><td></td><td>Stimulus presentation.</td></tr><tr><td>&lt;a href=&quot;http://digitimer.com/products/clinical-neurophysiology/ds7aah-psarp-peripheral-stimulators/&quot; target=&quot;_blank&quot;&gt;Constant current stimulator&lt;/a&gt;</td><td><a href="http://www.digitimer.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Digitimer Ltd.</a></td><td>&lt;a href=&quot;http://digitimer.com/products/clinical-neurophysiology/ds7aah-psarp-peripheral-stimulators/ds7a-ds7ah-hv-constant-current-stimulator-clinical-product/&quot; target=&quot;_blank&quot;&gt;DS7A&lt;/a&gt;</td><td>Generates electrical stimulation</td></tr><tr><td>Shock electrodes</td><td>Made by B. Molenkamp - University of Amsterdam</td><td></td><td>Ag electrodes of 20 mm x 25 mm with fixed inter-electrodes mid-distance of 45 mm.</td></tr><tr><td>Headphones</td><td>Sennheiser Electronic GmbH &amp;amp; CO - Germany</td><td>HD 25-1 II</td><td>Presentation of startle probse and background noises.</td></tr><tr><td>EMG electrodes</td><td>Made by B. Molenkamp - University of Amsterdam</td><td></td><td>Three 7 mm sintered Ag-AgCl electrodes.</td></tr><tr><td>Double-sided adhesive collars</td><td>MedCaT - the Netherlands</td><td>848125</td><td>13 mm x 5 mm. For attaching the EMG electrodes to the skin.</td></tr><tr><td>Conductive gel</td><td>Signa Gel - Parker Laboratories Inc. - USA&amp;nbsp;</td><td>224.550.011</td><td>Facilitates conduction from the skin to both the EMG and shock electrodes.</td></tr><tr><td>Alcohol swabs&amp;nbsp;</td><td>Sanadep 0.5% - Microtek Medical - the Netherlands</td><td>3053800</td><td>For cleaning the skin of the participant.</td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td>Sphygmomanometer</td><td>Omron Healthcare Europe B.V. - the Netherlands</td><td>M4-I HEM-752-E</td><td>Measuring blood pressures and heart rate.</td></tr><tr><td>Cotton salivettes</td><td>Sarstedt - Germany</td><td>511.534</td><td>Obtaining salivary samples.</td></tr><tr><td>Curved tip syringe</td><td>Monoject - Covidien - USA</td><td>412</td><td>Applies gel to EMG and shock electrodes.</td></tr><tr><td>Propranolol HCl - 40 mg and placebo pills&amp;nbsp;</td><td>Huygens Apotheek - the Netherlands</td><td></td><td>Pills should be identical in exterior.</td></tr></tbody></table>

disrupting reconsolidation of fear memory in humans by a noradrenergic &#946;-blocker

Il progetto base utilizzato nei nostri studi paura condizionata umani interrompere riconsolidamento prevede prove su diverse fasi attraverso tre giorni consecutivi. Il giorno 1 - la fase di acquisizione paura, i partecipanti sani sono esposti a una serie di presentazioni di immagini. Una foto di stimolo (CS1 +) viene ripetutamente accoppiato con uno stimolo elettrico avversivo (USA), con la conseguente acquisizione di una associazione paura, mentre un altro quadro di stimolo (CS2-) non è mai seguita da una statunitense. Il giorno 2 - la fase di riattivazione della memoria, i partecipanti sono nuovamente esposti allo stimolo condizionato senza gli Stati Uniti (CS1), che innesca tipicamente una risposta di paura condizionata. Dopo la riattivazione di memoria somministrando una dose orale di 40 mg di propranololo HCl, un antagonista del recettore β-adrenergico che colpisce indirettamente la sintesi proteica necessaria per ricompattamento inibendo la fosforilazione noradrenalina CREB-stimolata. Il giorno 3 - la fase di test, il participants sono più esposte agli stimoli condizionati rinforzate (CS1 e CS2-) per misurare l&#39;effetto di ridurre la paura della manipolazione. Questo test di ritenzione è seguita da una procedura di estinzione e la presentazione di trigger situazionali per testare per il ritorno della paura. Potenziamento degli occhi batter trasalimento reflex è misurata come indice per paura condizionata rispondere. La conoscenza dichiarativa dell&#39;associazione paura è misurata attraverso valutazioni on-line aspettativa Stati Uniti durante ogni presentazione CS. In contrasto con l&#39;apprendimento estinzione, interrompendo ricompattamento rivolge la memoria paura originale impedendo così il ritorno della paura. Anche se le applicazioni cliniche sono ancora nella loro infanzia, interrompendo riconsolidamento della memoria paura sembra essere una nuova tecnica promettente con la prospettiva di persistentemente smorzare l&#39;espressione della memoria paura nei pazienti che soffrono di disturbi d&#39;ansia e altri disturbi psichiatrici.

Manipolazione controllo propranololo: Contrariamente a pillola placebo, sia sistolica e diastolica e salivari alfa amilasi dovrebbe diminuire 90 min dopo l&#39;assunzione propranololo durante riattivazione della memoria, che indica che la manipolazione farmaco esercita il suo effetto fisiologico desiderato. BP e alfa amilasi salivare devono ancora ritornare ai livelli basali alla prova il giorno 3. USA valutazioni aspettativa: Con l&#39;attuale protocollo non possono aspettarsi alcun effetto del trattamento propranololo sulle valutazioni aspettativa statunitensi. Indipendentemente dal trattamento farmacologico, i differenziali degli Stati Uniti rating aspettativa dovrebbero aumentare durante l&#39;acquisizione paura e diminuire durante l&#39;estinzione di apprendimento 48 ore più tardi. Inoltre la presentazione del non segnalato USs dovrebbe tradursi in un ritorno dei rating aspettativa differenziale (Figura 1A-C). <strong&gt; prerequisito per riconsolidamento: Al fine di innescare il processo di riconsolidamento, la traccia di memoria dovrebbe in primo luogo essere destabilizzato come condizione necessaria per la fase di ristabilizzazione. Per la destabilizzazione memoria paura, l&#39;aspettativa di minaccia al momento della riattivazione (cioè intatta la speranza di CS1-US) è necessario il 31 ma non sufficiente. Perseguendo l&#39;idea che la funzione di riconsolidamento è aggiornare la traccia di memoria a un ambiente in continua evoluzione, la riattivazione della memoria dovrebbe coinvolgere anche un errore di previsione (PE: una mancata corrispondenza tra ciò che è previsto e ciò che effettivamente accade). Dato che i feedback aspettativa statunitensi rimangono inalterati dalla manipolazione propranololo, cambiamenti nelle aspettative minaccia dall&#39;acquisizione di testare (PE) può servire come indicatore indipendente di destabilizzazione memoria (vedi 32 per maggiori dettagli). Ma solo quando la riattivazione della memoria segue apprendimento asintotica, questi cambiamenti di minaccia aspettativa may osservare. In caso di apprendimento non asintotico parzialmente rinforzato, uno spostamento aspettative minaccia non è necessaria per la memoria destabilizzazione. Quindi un processo di recupero può anche innescare riconsolidamento senza un cambiamento a livello di speranza dopo l&#39;apprendimento non asintotico. Startle paura di rispondere: acquisizione paura successo il giorno 1 è dimostrato da un aumento trasalimento paura differenziale risposta (cioè, CS1 vs. CS2) dal primo all&#39;ultimo processo di acquisizione (Figura 1D-F). Higher paura startle risposta allo stimolo che è stato precedentemente accoppiato con lo shock (CS1) rispetto al rumore da sola durante la riattivazione di memoria il giorno 2 indica inoltre che la memoria della paura è ben consolidata. Durante la fase di test il giorno 3 si può aspettare intatto paura startle risposta nel gruppo placebo: sussultare rispondere al CS1 dovrebbe essere h<html> igher rispetto al CS2 all&#39;inizio del test. Formazione Estinzione riduce successivamente il trasalimento differenziale di rispondere (cioè, CS1 vs. CS2). Inoltre la presentazione del unsignaled USs dovrebbe tradursi in un ritorno di paura rispondere alla CS1 rispetto al CS2 (Figura 1D). Contrariamente a pillola placebo, la somministrazione di propranololo HCl dovrebbe portare in una eliminazione della paura trasalimento differenziale di rispondere (cioè, CS1 vs. CS2) all&#39;inizio della fase di test il giorno 3. Inoltre ci si può aspettare che la non segnalato USs non recupererà la paura trasalimento di rispondere (Figura 1E). Si noti che propranololo non dovrebbe avere alcun effetto-paura riduzione quando la pillola viene somministrato senza riattivazione memoria il giorno 2 (Figura 1F). re 1 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 52151 / 52151fig1highres.jpg &quot;width =&quot; 700px &quot;/&gt; Figura 1. voti aspettativa US alle prove CS1 e CS2 e spaventare risposte di paura alle prove CS1, CS2 e il rumore da solo (NA) durante l&#39;acquisizione, la memoria riattivazione, l&#39;estinzione e la prova per il placebo (A, D), propranololo (B, E), e propranololo riattivazione no- (C, F) gruppi R-CS1 -.. si riferisce ad un processo di riattivazione non rinforzato <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52151/52151fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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Disrupting Reconsolidation of Fear Memory in Humans by a Noradrenergic &#946;-Blocker

Disrupting reconsolidation is a promising approach to dampen the behavioral expression of fear memory in patients with anxiety disorders or posttraumatic stress disorder. In a series of human fear conditioning studies we showed that disrupting reconsolidation by the noradrenergic &#946;-blocker propranolol is very effective in erasing conditioned fear responding.

L&#39;interruzione Ricompattamento della Paura memoria in esseri umani da un noradrenergico β-Blocker

The basic design used in our human fear-conditioning studies on disrupting reconsolidation includes testing over different phases across three consecutive ...

disrupting-reconsolidation-fear-memory-humans-noradrenergic

Research

JoVE Journal

Behavior

22.8K Views.  University of Amsterdam. Disrupting reconsolidation is a promising approach to dampen the behavioral expression of fear memory in patients with anxiety disorders or posttraumatic stress disorder. In a series of human fear conditioning studies we showed that disrupting reconsolidation by the noradrenergic β-blocker propranolol is very effective in erasing conditioned fear responding. 

Video: Disrupting Reconsolidation of Fear Memory in Humans by a Noradrenergic β-Blocker

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.

Trace paura condizionata in topi

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

Ricerca

Comportamento

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

Extinction of conditioned fear has been extensively studied in male rodents. Recently, there have been an increasing number of studies indicating that neural mechanisms for certain behavioral tasks and response behaviors are different in females and males. Using females in research studies can represent a challenge because of the variation of gonadal hormones during their estrous cycle. This protocol describes well-established procedures that are useful in investigating the role of estrogen in fear extinction memory consolidation in female rats. Phase of the estrous cycle and exogenous estrogen administration prior to extinction training can influence extinction recall 24 hr later. The vaginal swabbing technique for estrous phase identification described here aids the examination and manipulation of naturally cycling gonadal hormones. The use of this basic rodent model may further delineate the mechanisms by which estrogen can modulate fear extinction memory in females.

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.

Protocollo per lo studio Extinction of Fear Condizionata in Naturalmente bicicletta ratti di sesso femminile

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

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.

Quantificare Decrementa cognitivi causati da radioterapia craniale

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

Medicina

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.

Stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità Percorsi rilevanti per l&#39;apprendimento Extinction

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

Investigating the Neural Mechanisms of Aware and Unaware Fear Memory with fMRI

Pavlovian fear conditioning is often used in combination with functional magnetic resonance imaging (fMRI) in humans to investigate the neural substrates of associative learning 1-5. In these studies, it is important to provide behavioral evidence of conditioning to verify that differences in brain activity are learning-related and correlated with human behavior. 
Fear conditioning studies often monitor autonomic responses (e.g. skin conductance response; SCR) as an index of learning and memory 6-8. In addition, other behavioral measures can provide valuable information about the learning process and/or other cognitive functions that influence conditioning. For example, the impact unconditioned stimulus (UCS) expectancies have on the expression of the conditioned response (CR) and unconditioned response (UCR) has been a topic of interest in several recent studies 9-14. SCR and UCS expectancy measures have recently been used in conjunction with fMRI to investigate the neural substrates of aware and unaware fear learning and memory processes 15. Although these cognitive processes can be evaluated to some degree following the conditioning session, post-conditioning assessments cannot measure expectations on a trial-to-trial basis and are susceptible to interference and forgetting, as well as other factors that may distort results 16,17 .
Monitoring autonomic and behavioral responses simultaneously with fMRI provides a mechanism by which the neural substrates that mediate complex relationships between cognitive processes and behavioral/autonomic responses can be assessed. However, monitoring autonomic and behavioral responses in the MRI environment poses a number of practical problems. Specifically, 1) standard behavioral and physiological monitoring equipment is constructed of ferrous material that cannot be safely used near the MRI scanner, 2) when this equipment is placed outside of the MRI scanning chamber, the cables projecting to the subject can carry RF noise that produces artifacts in brain images, 3) artifacts can be produced within the skin conductance signal by switching gradients during scanning, 4) the fMRI signal produced by the motor demands of behavioral responses may need to be distinguished from activity related to the cognitive processes of interest. Each of these issues can be resolved with modifications to the setup of physiological monitoring equipment and additional data analysis procedures. Here we present a methodology to simultaneously monitor autonomic and behavioral responses during fMRI, and demonstrate the use of these methods to investigate aware and unaware memory processes during fear conditioning.

A methodology to investigate the neural mechanisms that support aware and unaware memory processes during fear conditioning is described. This method monitors blood oxygen level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging, skin conductance response, and unconditioned stimulus expectancy during Pavlovian fear conditioning to assess the neural correlates of distinct memory processes.

Indagare i meccanismi neurali della memoria Paura Aware e inconsapevoli con fMRI

Pavlovian fear conditioning is often used in combination with functional magnetic resonance imaging (fMRI) in humans to investigate the neural substrates ...

Neuroscienze

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).

Formazione estinzione durante la finestra di riconsolidamento impedisce il recupero della paura

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.

Paura lo stress-Enhanced Learning, un robusto modello del roditore del disturbo da Stress post-traumatico

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.

L'incubazione della paura utilizzando un protocollo esteso di condizionamento della paura per i ratti

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.

Un nuovo paradigma pavloviano di condizionamento della paura per studiare il congelamento e il comportamento di volo

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 ...

L'interruzione Ricompattamento della Paura memoria in esseri umani da un noradrenergico β-Blocker

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