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恐惧记忆研究缺乏理想行为学工具?用条件恐惧&震惊反射行为联合测试系统

2020.12.14

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     恐惧记忆,作为情绪记忆的一种表现形式,对于动物的生存至关重要。无论是低等动物还是高等动物,恐惧相关的行为在生物界已经进化了数百万年,也因此保证了动物可以实现对危险环境进行评估,反应和适应,以做出适当的应对策略。而恐惧行为失调如恐惧症和创伤应激障碍(PTSD)等精神性疾病也为个体自身的健康状况和政府经济支出带来了很大的负面影响。


      目前无论是神经科学领域还是心理学,对于恐惧行为的研究主要集中在恐惧的学习和记忆方面。借此可以更好地帮助我们理解恐惧记忆的形成和消除机制,同时为临床中恐惧的治疗(如系统性的脱敏和长期暴露疗法)提供理论基础。


图1-条件恐惧&震惊反射行为联合测试系统.png


     如2019年西班牙阿丘卡罗·巴斯克神经科学中心发表在《Neuron》上的一篇文章,在探究催产素(OT)神经元对于恐惧记忆的调控作用时,一方面通过新型的(vGATE)神经元标记方法,同时结合光遗传和药物遗传学手段,来对OT神经元的活动进行调控,另一方面则通过条件恐惧测试系统来验证OT神经元的激活或抑制对于动物行为层面(其中包括了恐惧行为的学习,恐惧加强以及恐惧消退)实际的调控效果。


      首先,通过神经元标记手段结合情景条件恐惧(FC)行为检测,在实验动物出现恐惧行为过程中,可以发现仅有很小一部分SONPVN区域的神经元处于活跃状态。为了验证OT神经元及相关神经环路与恐惧行为具有相关性,通过光遗传手段,在对标记后的OT神经元进行激活之后,根据实验动物恐惧行为发生的阶段,实验人员通过观察对应恐惧行为不同时期的神经元中荧光成像结果可以发现,vGATE标记的OT细胞特异性地投射到了CeA区域,同时投射到CeL区域的OT细胞均是与动物地恐惧行为相关的。具体地实验方法图下图所示。


图2-条件恐惧&震惊反射行为联合测试系统.png


      同时,实验中为了证明被恐惧激活的OT神经元具备减弱动物恐惧行为表现的功能。实验人员在使用基因转录调控手段以及使用氯氮平对OTvGATE神经元活性及相关神经通路进行抑制后,通过条件恐惧实验可以发现,动物的恐惧消退行为受到了抑制。


图3-条件恐惧&震惊反射行为联合测试系统.png

      同时为了证明实验动物恐惧消退行为受到抑制是来源于OT细胞投射到CeA区域受到抑制。实验人员同样采用条件恐惧实验,同时结合CeA区域原位注射vGATE病毒以及氯氮平,可以观察到实验动物在恐惧消退实验中表现正常,由此也最终可以确定抑制OT神经元可以实现调控动物的恐惧消退行为。


     而文章中所用到的条件恐惧实验系统,其特有的条件恐惧和震惊反射联合测试系统可将条件恐惧实验和震惊实验(包括前脉冲抑制实验)放到一个实验箱体中完成,搭配不同的配件,即可执行条件恐惧或震惊测试,这样的设计不仅节约了研究人员宝贵的实验空间,也大大节约了采购成本。


 条件恐惧&震惊反射行为联合测试系统.jpg

条件恐惧&震惊反射行为联合测试系统,可适用于不同体重的大鼠和小鼠,已助力多篇高质量期刊文献发表。


参考文献

1.      Milton A L. Fear not: recent advances in understanding the neural basis of fear memories and implications for treatment development[J]. F1000Research, 2019, 8.

2.      Hasan M T, Althammer F, da Gouveia M S, et al. A fear memory engram and its plasticity in the hypothalamic oxytocin system[J]. Neuron, 2019, 103(1): 133-146. e8.

 

 







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