《动物行为实验指南》共674页,涵盖了常见的实验动物,如小鼠、大鼠和斑马鱼,详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导,帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段,减少了查阅文献和寻找方法的时间,成为各类科研人员的重要参考资料。
《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型,包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下,都详细介绍了多个经典的实验范式,涵盖了超过100种实验方法。
www.behaviewer.com
消退学习是创伤后应激障碍(PTSD)行为治疗的核心,但恐惧的复发是这一方法面临的主要挑战。最近的研究发现,丘脑连接核(RE)在抑制已消退的恐惧记忆中起着关键作用。当沉默RE时,会导致已消退的恐惧再次出现(即“回路诱导的复发”)。大量研究表明,RE可能通过抑制海马(HPC)依赖性恐惧记忆的提取来促进消退。
基于此,2025年5月24日,德克萨斯农工大学Stephen Maren研究团队在Molecular Psychiatry杂志发表了“Hippocampal ensembles regulate circuit-induced relapse of extinguished fear”揭示了海马神经元群体调控回路诱导的消退恐惧复发。
作者首先检测了破坏HPC中情境性恐惧记忆的形成是否可以防止回路诱导的恐惧复发。在听觉恐惧条件反射之前,向海马内注射NMDA受体拮抗剂APV,结果不仅消除了情境性恐惧记忆,还阻止了随后对听觉条件刺激(CS)的恐惧复发。在第二个实验中,使用了一种基于活动依赖的标记系统在恐惧条件反射期间于HPC神经元中表达兴奋性DREADDs。在恐惧消退之后,通过化学遗传学手段重新激活这些神经元群体,足以引发对已消退条件刺激的恐惧复发。在第三个实验中,在消退学习过程中捕获的HPC神经元群体中表达了兴奋性DREADDs,并发现通过化学遗传学重新激活该神经元群体足以抑制回路诱导的恐惧复发。综上所述,依赖于海马的神经元群体在调控已消退恐惧的表达和复发过程中起到了关键作用。
图一 背侧海马中的恐惧记忆是针对情境的,而非针对条件刺激
为了探究海马依赖的情境性记忆是否对回路诱导的恐惧复发是必需的,作者评估了阻断情境性恐惧记忆的形成是否可以减弱RE诱导的恐惧复发。首先检测了向海马内注射NMDA受体拮抗剂APV是否可以选择性地削弱情境性恐惧条件反射。大鼠在接受新的听觉恐惧条件反射训练之前,立即向背侧海马双侧注射APV。将大鼠置于条件反射训练环境中后,在声音刺激呈现前,其基础僵直反应水平较低。随着条件反射训练的进行,僵直反应在整个训练过程中逐渐增加。在恐惧条件反射训练后的第24小时和第48小时,大鼠分别接受了无药物干预的情境回忆测试(10分钟)和条件刺激回忆测试(5次单独呈现条件刺激)。在情境回忆测试中,药物处理组存在显著差异,接受APV处理的大鼠僵直反应明显低于对照组。相反,在条件刺激回忆测试中,APV处理对条件性僵直反应没有显著影响。

图二 回路诱导的恐惧复发依赖于背侧海马的恐惧记忆
接下来,作者研究了在背侧海马注射APV后接受恐惧条件训练的大鼠是否还会出现回路诱导的恐惧复发。与之前的实验相同,大鼠在接受听觉恐惧条件反射训练前,立即向背侧海马双侧注射APV或对照溶液。次日,在一个新的环境中对听觉条件刺激进行消退训练。在消退训练24小时后,在进行消退回忆测试前,向丘脑连接核注射muscimol(一种GABA受体激动剂,用于暂时抑制该脑区活性)。在恐惧条件反射阶段,各组之间在僵直行为上没有显著差异;但随着训练进行,所有大鼠的僵直反应都明显增加,表明它们成功建立了恐惧记忆。在恐惧消退阶段,也观察到训练试验的显著变化,但组间差异不明显。在进行消退回忆测试前,大鼠被随机分为两组,分别接受RE区域的muscimol或生理盐水注射。注射muscimol后,对照组大鼠出现了对已消退条件刺激的恐惧复发,而APV处理组则没有这种现象。表明在背侧海马注射APV的大鼠未能表现出由RE抑制引发的恐惧复发。这一结果表明,只有具备完整的情境性恐惧记忆(依赖海马),才会发生回路诱导的恐惧复发。
图三 化学遗传学重新激活海马中的恐惧消退记忆痕迹可抑制回路诱导的已消退恐惧复发
作者之前的研究结果表明,背侧海马中的恐惧记忆对于回路诱导的恐惧复发是必需的,并且通过化学遗传学手段重新激活海马中的恐惧记忆痕迹足以引发恐惧复发。作者接下来在大鼠进行恐惧消退记忆回忆的过程中标记海马中的相关神经元群体。在恐惧条件反射训练期间,所有大鼠的基础僵直反应水平较低,并在训练开始后逐渐升高。次日,所有大鼠被放置在一个新的环境中(环境B),接受包含45次条件刺激的恐惧消退训练。在整个消退过程中,各组之间的僵直反应没有显著差异,但随着训练的进行,条件性僵直反应显著下降,表明恐惧记忆成功地被削弱。在最后一次消退训练结束后,大鼠被移出DOX饮食,以打开一个时间窗口,用于在随后的消退回忆阶段标记海马的神经活动。一旦回忆测试完成,大鼠重新恢复DOX饮食。在成功标记了背侧海马的消退记忆神经元群体之后,进一步评估重新激活这些神经元是否能够减弱由RE区域药理学失活所引发的恐惧复发。在标记消退记忆后的第24小时,大鼠在接受消退回忆测试前被随机注射对照溶液或CNO(化学遗传学激活剂)。同时,部分大鼠在测试前接受RE区域的muscimol或生理盐水注射,以诱发恐惧复发。结果显示,向RE注射muscimol后,大鼠出现了对已消退条件刺激的恐惧复发,通过系统性给予CNO来激活消退记忆相关的神经元群体,可以有效降低恐惧复发的程度。综上所述,化学遗传学重新激活海马中的消退记忆神经元群体,能够显著减轻由神经回路诱导的恐惧复发。
总结
作者的研究显示,依赖于海马的情境性记忆在调控对已消退条件刺激的恐惧反应,以及由RE失活所引发的恐惧复发过程中起着关键作用。在没有海马依赖的情境性恐惧记忆的情况下,对已消退条件刺激的恐惧不会出现;通过化学遗传学手段重新激活海马中的恐惧相关神经元群体足以引发对已消退刺激的恐惧复发;而激活与消退记忆相关的海马神经元群体则可以减轻由回路诱导的恐惧复发。作者的数据表明,RE是前额叶皮层(PFC)与海马(HPC)之间相互作用的关键节点,它调控与情境相关的厌恶记忆的提取。
https:///10.1038/s41380-025-03064-3