《Behavioural Brain Research》:Time-Dependent Changes in Auditory Fear Generalization and Its Suppression by Extinction in Mice
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•远程恐惧记忆表现出CS–GS辨别能力下降,但对CS的冻结反应并未增加。•仅通过CS进行的消退训练减少了了对CS和未训练过的泛化刺激的冻结反应。•消退训练减少了恐惧的泛化,且没有检测到自发的恢复。引言厌恶学习使生物能够检测并响应预示威胁的线索。在巴甫洛夫式恐惧条件作用中,最初中性
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远程恐惧记忆表现出CS–GS辨别能力下降,但对CS的冻结反应并未增加。
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仅通过CS进行的消退训练减少了了对CS和未训练过的泛化刺激的冻结反应。
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消退训练减少了恐惧的泛化,且没有检测到自发的恢复。
引言
厌恶学习使生物能够检测并响应预示威胁的线索。在巴甫洛夫式恐惧条件作用中,最初中性的条件刺激(CS)在与厌恶的非条件刺激(US)配对后获得了引发防御反应的能力[1],[2]。条件恐惧很少仅限于最初的训练线索。反应通常会扩展到与CS相似的刺激上,从而产生一个泛化梯度:随着与CS的感知距离增加,恐惧会减弱[3],[4]。这个梯度的形状反映了记忆的精确度:陡峭的梯度表明对CS的选择性反应,而平缓的梯度则表明恐惧反应更为宽泛、辨别力较低[4],[5],[6]。
恐惧泛化的程度受到厌恶事件强度的影响。在啮齿动物中,更强的足部电击会导致在情境或听觉线索上的恐惧泛化范围更广[7],[8],[9],[10],[11],[12]。在人类中,更高的US强度同样会拓宽恐惧泛化梯度,即使对CS本身的反应并没有显著增加[6]。这种关系具有临床意义,因为过度恐惧泛化是焦虑相关障碍(包括创伤后应激障碍、广泛性焦虑障碍和恐慌障碍)的典型特征[13],[14],[15]。最近的一项元分析进一步支持条件恐惧泛化是焦虑相关病理的可靠指标[16]。
恐惧记忆在形成后也会随时间发生变化。在啮齿动物和人类中,条件恐惧反应可能会在几天到几周内增强,这种现象通常被称为恐惧的“潜伏”[17],[18]。也有报告指出情境恐惧泛化会随时间增长。例如,Poulos等人[19]发现,经历过多次足部电击的老鼠在训练后的28天内,在训练情境和新情境中的冻结反应都比训练后1天更强,且这种效应在更高电击负荷下更加明显。与本研究更直接相关的是,Pollack等人[20]通过比较近期和远期记忆间隔内对条件线索及多种泛化刺激的反应,发现恐惧表达和泛化能力随时间增加。这些发现表明,恐惧记忆的特异性会随记忆老化而变化。然而,不同电击强度对听觉泛化的影响在近期记忆和远期记忆之间是否存在差异仍不清楚。
消退训练提供了一种减少条件恐惧的方法,并构成了基于暴露疗法的实验基础[21],[22],[23]。人类恐惧条件作用研究表明,消退训练可以减少对未训练过的泛化刺激的恐惧反应,尽管这种转移的程度取决于消退程序以及被消退的CS与测试的GS之间的关联[24],[25]。在C57BL/6小鼠中也报告了类似的从听觉CS到其他听觉刺激的转移[26]。然而,尚不清楚在不同记忆阶段进行消退训练是否能以类似程度抑制恐惧的泛化。消退效果本身也可能取决于获取记忆和消退训练之间的时间间隔:如果在记忆形成后不久立即进行消退,可能产生的恐惧减少效果较弱或持续时间较短,这种现象被称为“即时消退缺陷”[27],[28]。这种时间依赖性的差异是否也适用于对未训练 GS 的恐惧抑制,目前尚未直接验证。
在本研究中,我们使用了C57BL/6小鼠的听觉恐惧条件作用模型来探究恐惧泛化及其通过消退训练的抑制作用如何随记忆年龄和电击强度变化。首先,我们在训练后24小时和15小时,针对四种不同电击强度(0、0.25、0.4或1.0 mA)评估了听觉恐惧的泛化情况。为了避免在消退训练前重复进行泛化测试,24小时和第15天的泛化测试是在不同的实验组中进行的。其次,我们检查了仅通过CS进行的消退训练是否减少了对该CS以及未训练过的泛化刺激的冻结反应。第三,我们在每次消退训练后评估了恐惧表达和泛化的变化,并在随后的消退保持测试中评估了这些变化的持久性。由于不同实验组在消退训练时的记忆年龄和保持测试前的时间间隔存在差异,因此消退保持的效果只能分别在各自的实验组中进行解释。
章节片段
实验动物
实验开始时使用了76只8周大的雄性C57BL/6小鼠。小鼠被单独饲养,处于12小时光照/黑暗循环中(早上7点开始照明),并可自由获取食物和水。在行为实验开始前,小鼠至少有7天的时间适应实验环境和实验者的操作。所有行为实验都在光照阶段的上午9点到下午3点之间进行。这些实验已获得研究伦理委员会的批准。
恐惧习得
早期和晚期实验组都以电击强度依赖的方式习得了条件恐惧反应(图2)。早期实验组中,混合方差分析显示电击强度(F(3, 33) = 24.82, p < 0.001, η_G2 = 0.53)、试验次数(F(2.85, 93.99) = 63.02, p < 0.001, η_G2 = 0.49)以及电击强度与试验次数的交互作用(F(8.54, 93.99) = 17.66, p < 0.001, η_G2 = 0.44)具有显著的主效应。晚期实验组也呈现相同的模式:电击强度(F(3, 35) = 53.01, p < 0.001, η_G2 = 0.64)、试验次数(F(2.79, 97.50) = 76.42, p < 0.001)。
讨论
本研究探讨了听觉恐惧泛化如何随记忆年龄变化,以及仅通过CS进行的消退训练是否能够抑制对未训练过的泛化刺激的恐惧反应。研究得出了三个主要发现:首先,在两周的保持期间,听觉恐惧的特异性降低了。第1天和第15天之间的CS冻结反应基本相似,但对未训练过的泛化刺激的冻结反应增加了,尤其是对于距离较远的泛化刺激,导致泛化梯度变得更加平缓。
结论
在条件作用后的两周内,听觉恐惧的特异性降低了。这种变化主要表现为对未训练过的泛化刺激的冻结反应增加,以及CS–GS辨别能力的相应下降,而不是CS冻结反应的整体增加。仅通过CS进行的消退训练减少了对该CS和未训练过的泛化刺激的冻结反应,表明消退训练的抑制作用可以跨听觉刺激维度进行泛化。综上所述,这些发现表明...
伦理声明
本研究遵循了ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。该研究获得了中国科学院心理研究所研究伦理委员会的批准(批准编号A21099)。
Xinwen Dong|Yunyun Wang|Yudan Liu|Yonghui Li