20 marca 2014
W poniższym eksperymencie opisujemy protokół warunkowania strachu śladowego u myszy. Ten rodzaj pamięci asocjacyjnej obejmuje okres śladowy, który oddziela bodziec neutralny od bodźca bezwarunkowego.
Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest ocena uczenia się i pamięci zależnej od hipokampa u myszy za pomocą warunkowania sfer śladowych. Osiąga się to poprzez pierwsze wyszkolenie zwierzęcia w zakresie kojarzenia tonu słuchowego z bodźcem awersyjnym. Następnego dnia zwierzę umieszcza się w nowym kontekście, a w reakcji na ton rejestruje się zachowanie związane z zamrożeniem.
Trzeciego dnia zwierzę wraca do pierwotnego kontekstu i rejestruje się zachowanie związane z zamrożeniem. Wyniki pokazują, że myszy wyszkolone z parowaniem tonów szoku wykazują więcej zachowań związanych z zamrażaniem niż te, które nie otrzymują wstrząsu. Metoda ta może być wykorzystana do zapewnienia wglądu w uczenie się i pamięć zależną od hipokampa oraz myszy i jest szczególnie przydatna, gdy jest stosowana w badaniach nad zwierzętami transgenicznymi i nokautowymi.
Poniższa procedura jest wykonywana w komorze kondycjonowania strachu umieszczonej w większej komorze tłumiącej dźwięk. Przy zamkniętych drzwiach do komory ustaw światła tak, aby osiągnęły żądany poziom oświetlenia, jeśli są prawidłowo umieszczone, lampka kontrolna poziomu światła powinna być wyłączona. Użyj miernika dźwięku, aby potwierdzić stały poziom szumu tła w każdej komorze.
Następnie skalibruj dźwięk używany podczas treningu. Użyj zewnętrznego urządzenia kalibracyjnego, aby skalibrować poziom wstrząsu. Umieść jeden przewód na drążku, a kolejne trzy lub cztery pręty powyżej.
Użyj generatora wstrząsów, aby podać wstrząs i skalibrować, aż do osiągnięcia prawidłowego poziomu. Powtórz ten krok dla każdej komory kondycjonującej strach. Po przygotowaniu aparatury przenieś badanych do pomieszczenia przetrzymywania oddzielonego od pomieszczenia testowego, aby ograniczyć nadmierne obchodzenie się z nimi.
Przed badaniem oznacz ogony co najmniej 30 minut przed badaniem lub dzień wcześniej. Gdy będziesz gotowy do rozpoczęcia, przenieś mysz testową do czysto oznakowanej klatki w celu transportu do komory kondycjonowania strachu. Umieść mysz w komorze, zamknij drzwiczki i uruchom oprogramowanie.
Pierwszego dnia treningu myszy mogą eksplorować komorę przez trzy minuty. Następnie oprogramowanie prezentuje 22. ton, po którym następuje 22. interwał ścieżki, który kończy się łagodnym wstrząsem stopy. Obserwuj badanego, aby potwierdzić, że otrzymał bodźce awersyjne.
202. interwał między próbami oddziela pięć prób kondycjonowania. Po zakończeniu prób należy pozostawić zwierzę w komorze badawczej przez jedną minutę przed wyjęciem, umieścić zwierzę z powrotem w klatce do przenoszenia i powrócić do pomieszczenia przetrzymywania. Jeśli w klatce domowej są dodatkowe myszy do przetestowania indywidualnie, trzymaj mysz w domu, dopóki wszystkie myszy nie zakończą testów.
Oczyść komorę testową 30% izopropanolem w ramach przygotowań do przyjęcia następnego zwierzęcia. Powtarzaj te kroki, aż wszystkie myszy zostaną przeszkolone. Przywróć wszystkie myszy do ich pokoju kolonijnego.
Po tym, jak ostatnia mysz w kohorcie zostanie przetestowana następnego dnia, badane są zwierzęta. Dla śladu strachu pamięć. W tym dniu zastąp ściółkę klatek transferowych rozdrobnionym papierem, aby zmienić ich kontekst.
Zmianie uległ również kontekst komory. Umieść arkusz pianki pod przezroczystą akrylową wkładką na podłodze, aby zmienić jej teksturę i wygląd. Umieść akrylową przegrodę w obszarze testowym.
Zmień zapach, umieszczając ekstrakt waniliowy w łódce serwatkowej pod podłogą. Włóż w tym dniu, wyczyść komorę 70%etanolem zamiast 30% izopropanolu między każdą myszką. Gdy będziesz gotowy, umieść mysz w komorze testowej i uruchom program.
Sesja rozpoczyna się dwuminutowym okresem bazowym, po którym następują trzy prezentacje 22. tonu. Pomiędzy poszczególnymi prezentacjami tonów występuje 222. przerwa między próbami. Po zakończeniu sesji wróć myszy do ich domowej klatki i kontynuuj, aż wszystkie zwierzęta zostaną przetestowane w ramach przygotowań do testów następnego dnia.
Przywróć ten sam kontekst, który był używany w pierwszym dniu. Wyczyść komorę 30% izopropanolem. Warunkowanie kontekstowe przeprowadza się w trzecim dniu.
Korzystając z tych samych klatek transferowych, co pierwszego dnia, odzyskaj mysz testową z pomieszczenia przetrzymywania. Umieść mysz w komorze testowej, a następnie uruchom program do testowania pamięci kontekstowej. Uruchom program, aby rejestrować zachowanie podczas zawieszania się przez osiem minut.
Po tym czasie zwróć mysz do klatki domowej i kontynuuj testowanie, jak pokazano wcześniej, reprezentatywne wyniki pokazują wzrost zachowań związanych z zamarzaniem u zwierząt otrzymujących parowanie tonów szoku w trakcie sesji treningowej. W nowym kontekście, myszy, które otrzymały bodziec wstrząsu awersyjnego, miały więcej zamrożenia w porównaniu z myszami, które nie otrzymały wstrząsu podczas podstawowego śladu tonu i interwału między próbami. Po powrocie do pierwotnego kontekstu, zwierzęta otrzymujące awersyjny bodziec szokowy wykazywały konsekwentnie wyższe zachowanie podczas zamarzania w ciągu ośmiu minut.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak korzystać z warunkowania strachu śladowego, aby zrozumieć uczenie się i pamięć zależną od hipokampa oraz myszy.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
W niniejszym doświadczeniu opisano protokół warunkowania lękowego z przerwą (trace fear conditioning) u myszy, który służy do oceny procesów uczenia się i pamięci zależnych od hipokampa. Protokół polega na kojarzeniu sygnału dźwiękowego z bodźcem awersyjnym i pomiarze reakcji zamarcia (freezing) myszy w różnych kontekstach.
Warunkowanie lękowe z przerwą w czasie (trace fear conditioning) u myszy stanowi solidną platformę do oceny uczenia się i pamięci zależnej od hipokampa, wspierając wczesny etap walidacji celów terapeutycznych w badaniach nad zaburzeniami neuropsychiatrycznymi i poznawczymi. Wrażliwość tego protokołu na subtelne deficyty lub ulepszenia pozwala na uzyskanie wiarygodnych prognoz w wyborze modeli przedklinicznych oraz minimalizację ryzyka mechanistycznego w portfelach projektów odkrywania leków na schorzenia OUN.
Warunkowanie lękowe z utrwalonym śladem (trace fear conditioning) znajduje się na styku wczesnego odkrywania i walidacji przedklinicznej, łącząc badania nad mechanizmami z badaniami translacyjnymi w procesie opracowywania leków oddziałujących na OUN.