介绍
条件恐惧实验是一种经典的实验范式,用于研究动物(例如小鼠)对特定刺激和不愉快经历的关联、习和记忆。 此类实验通常涉及三个关键要素:条件刺激(CS,条件刺激)、非条件刺激(US,无条件刺激或不愉快的经历)和条件反应(CR,条件反应或恐惧反应)。
条件刺激(CS)呈现:在实验中,中性刺激(CS),如声音或光,与令人不快的刺激(US)同时呈现给小鼠。 这使得小鼠开始将原本中性的CS与不愉快的经历联系起来。
无条件刺激的引导(超声):无条件刺激通常是引起小鼠不适或恐惧的刺激,例如电击或电击。
条件反应(CR)的确定:在经历了CS和US的多次关联后,小鼠开始表现出对CS的条件性反应,即小鼠在只有CS而没有US的情况下仍然表现出恐惧和恐惧的行为。
回归期:当CS不再伴有US时,小鼠的条件反应(CR)逐渐减弱,这个阶段称为回归期。 在这个过程中,小鼠学会适应新的环境和条件,不再对CS表现出强烈的恐惧反应。
一、原理分析:
恐惧条件反射:这是实验的核心,指的是CS和US之间的重复关联,导致CS具有引发恐惧反应的能力。 这通常是通过记录行为或生理指标(例如小鼠的电反应)来测量的。
灭绝阶段:灭绝并不意味着CS与US的关联被完全抹去,而是形成了新的记忆,竞争性地抑制了CS与US的关联。 这反映在小鼠逐渐表现出对CS的恐惧反应减弱的事实中。
记忆存储:在小鼠大脑中,基底外侧杏仁核(BLA)、前额叶皮层(PL)前部和大脑下壳前额叶皮层(IL)等区域起着关键作用。 这些区域在条件性恐惧症习和熄灭记忆中起着不同但关键的作用。
海马输入:海马输入提供上下文信息,有利于在熄灭记忆回忆过程中表达熄灭的记忆,影响小鼠在不同环境中表达条件反应的倾向。
二、实验过程
2.1 恐惧调节室的预训练
设备放置:将实验装置放置在隔音或安静的房间内,以减少测试过程中的外部噪音;动物应饲养在单独的房间内。 这样可以防止未参与测试的动物听到声音提示或测试动物的哭声。
动物冷静:动物在测试前应保持冷静。 如果在测试前改变动物的位置,则应允许较长的适应期(60-90分钟)。
2.2 延迟线索和情境恐惧条件化
第 1 天 - 有条件的会议。
驯化期:在开始测定之前,在条件室中给予小鼠2分钟的驯化,以探索其周围环境。
音调提示 (CS) :*持续 15 到 30 秒的音调(听觉提示)。 如果只有对进入环境的恐惧是有条件的,那么在条件化过程中就没有**语气(cs)。
轻度足部电击 (US):轻度足部电击 (US) 在音调 (CS)**的最后 2 秒内应用,与音调同时结束(1-2 秒)。
间隔:电击 (US) 后,设置间隔 60 到 210 秒,然后进行第二次相同的试验。
移除动物:在最后一次电击(US)后,应在30至60秒内将小鼠从条件化腔室中取出,以减轻其压力并避免影响记忆巩固过程。
第 2 天 - 情境和线索测试。
情境条件反射:尝试模仿训练课程的条件(包括气味、照明、测试时间等)。 测试室应像训练期间一样清洁,没有提示音 (CS)。
观察动物行为:将鼠标放在室内 3 到 5 分钟,观察它是否表现出僵硬的反应。
结束测试:情境测试完成后,立即将鼠标移回原来的笼子。
提示条件化测试准备:在测试间隔后约 30 分钟进行。 如果在同一条件房间内进行提示测试,则应改变房间的大小、照明强度、背景、地板纹理和气味,并彻底清洁。
提示条件化试验:让小鼠在室内适应环境3分钟,然后**与训练阶段相同强度的音调(CS)3分钟。 音调结束后,再观察 1 分钟,然后将动物移出。
2.3. 情境恐惧的跟踪线索和条件化
跟踪条件化训练:类似于延迟条件反射,但不同之处在于足底休克 (US) 是在音调 (CS) 结束后给予的(跟踪间隔,2-60 秒)。
更多试验:为了使小鼠将条件刺激(CS)与非条件刺激(US)联系起来,需要更多的试验(例如,5)来跟踪条件反射。 试验之间应使用不同的间隔时间,以降低对新试验的期望。
第 2 天测试:情境和线索的僵硬响应测试的测试方式与延迟条件化相同。
2.4 控制测试
反向条件化:使用反向条件化作为行为控制手段,以验证 习 是否真正反映了延迟或跟踪条件化。
反向条件反射(也称为反向条件反射)是经典条件反射实验中使用的一种控制方法,用于验证习是否真正反映了条件反射的形成。 这种方法与传统的条件化实验的不同之处在于刺激的呈现顺序。
在反向条件反射中,无条件刺激 (US) 先于条件刺激 (CS)。 例如,首先对动物的脚底进行轻微的电击,然后是**音调。 这种顺序的变化使得动物难以在条件刺激和非条件刺激之间建立联系,因为条件刺激不再是无条件刺激的可靠信号。
反转条件化的步骤:
无条件刺激表现:首先给予动物无条件刺激(US),例如轻度足底休克。
条件性刺激呈现:在无条件性刺激(如音高)之后立即出现的条件性刺激 (CS)。
重复实验:以特定的时间间隔重复此配对过程,以确保动物接受足够的反向条件化训练。
观察行为反应:观察动物在训练期间和训练后的行为反应,特别注意是否存在僵硬的反应。
逆向条件化的核心是条件刺激(CS)出现在无条件刺激(US)之后,这使得条件刺激失去了**无条件刺激的能力。 使用这种方法,研究人员可以通过评估动物习与条件和非条件刺激配对的程度来验证条件化学习的有效性。