Clinical and preclinical research both indicate that early life adversities alter sensitivity to stress well into adulthood. Although clinical research identifies infancy, childhood, and adolescence as periods of heightened vulnerability, the majority of preclinical research experiments have examined the enduring impact of stressors delivered either prenatally or prior to weaning. It was recently shown that exposing rats to intermittent stressors across the childhood/ adolescent period (PD 21-51) increased their behavioural and endocrine sensitivity to stress in adulthood. The purpose of the current project was to determine whether specific developmental periods are differentially sensitive to the lasting effects of intermittent stress. Male and female Long-Evans rats were exposed to three stressors (foot shock, elevated platform exposure, and cold water emersion) two times each, randomly over a twelve day period (childhood: PD 22-33 vs. adolescence: PD 35-46). Age-matched controls were briefly handled on each of the stressor application days. After completion of the stress exposure period, rats were left undisturbed for 27 days and behavioural testing commenced in adulthood. Intermittent physical stress exposure during the childhood period increased anxiety-like behaviours in adulthood, as indexed by the Elevated-Plus Maze (EPM) and Shock Probe Burying Test (SPBT). This also increased depression-like behaviour in adult male rats and decreased depression-like behaviour in adult female rats, as indexed by the Forced Swim Test (FST). Intermittent physical stress exposure in the adolescent period increased open-arm activity, increased burying behaviour and increased immobility in the forced swim test, in both male and female rats. Stress during either developmental period, failed to alter corticosterone (CORT) reactivity to restraint stress in adulthood. Thus, it appears that the long lasting behavioural impact of early-life adversity can vary, according to the developmental period the stressors are experienced in, but this is further modified by sex and the type of test used to evaluate adult behaviour. / Thesis (Master, Psychology) -- Queen's University, 2010-08-25 18:53:24.136

[pt] Linhagens de animais são bastante usadas para investigar as bases genéticas de várias desordens psiquiátricas. No primeiro estudo deste trabalho, desenvolveu-se ao longo de três gerações, duas linhagens de ratos para reagirem com alta (Cariocas com Alto Congelamento - CAC) ou baixa (Cariocas com Baixo Congelamento - CBC) resposta condicionada de congelamento a estímulos contextuais previamente associados a choques elétricos. Um segundo estudo investigou os efeitos de lesões eletrolíticas no complexo amigdalóide sobre a resposta condicionada de congelamento nestas duas linhagens de animais. Ratos controles, que não pertenciam a estas linhagens, foram usados para determinar uma linha de base da resposta de congelamento. Lesões foram feitas após a fase de aquisição, quando os ratos receberam 3 choques não sinalizados numa caixa de condicionamento. Lesões falsas foram feitas em ratos dos três grupos. Resultados mostraram que as lesões na amígdala diminuíram a resposta de congelamento nos três grupos. Os resultados também mostraram que lesões na amígdala produziram efeitos semelhantes nas linhagens CAC e CBC. Estes resultados são discutidos levando-se em conta possíveis circuitos neurais envolvidos na resposta de congelamento. / [en] Animal selected lines are often used to investigate the genetic basis of many psyquiatric disorders. In the first study of this work, selected lines of rats with high (Carioca High freezing- CHF) and low (Carioca Low Freezing- CLF) conditioned freezing to contextual cues previously associated with electric shocks were developed. In a second study, the effect of amygdaloid electrolytic lesions on conditioned freezing was investigated in these two selected lines. Control rats, which did not belong to the selected lines, were employed to determine conditioned freezing baseline. Lesions were made after the acquisition phase, when the rats received 3 unsignaled shocks in a conditioning chamber. Sham lesions were made in rats of all groups. Results indicated that the amygdaloid lesions decreased the freezing response in all the groups of animals. Results also revealed that the amigdaloid lesions produced similar effects in the CHF and CLF lines. These results are discussed in terms of possible neural circuitry involved in freezing response.

[pt] Criação seletiva bidirecional de uma resposta defensiva ou qualquer outra característica fenotípica é uma técnica na qual animais são criados com o objetivo de modificar a frequência dos genes que estão subjacentes a um fenótipo em particular. O acasalamento de animais de uma determinada população com base nos extremos opostos de uma característica observável vai propagar, após diversas gerações, este fenótipo particular em direções opostas, levando-se à criação de duas linhagens contrastantes. No presente trabalho empregamos o congelamento condicionado em resposta a estímulos contextuais previamente associados com choques elétricos nas patas como critério de seleção para o desenvolvimento de duas novas linhagens de ratos. O protocolo básico consistiu de acasalamento entre machos e fêmeas Wistar com as maiores e as menores taxas de congelamento condicionado em resposta a sinais contextuais da câmara experimental onde os animais foram expostos a três choques elétricos não sinalizados no dia anterior. O Estudo 1 apresenta os resultados iniciais de quatorze gerações de criação seletiva. Os resultados mostraram que diferenças significativas entre estas duas linhagens foram encontradas após 3 gerações, indicando um forte componente hereditário deste tipo de aprendizagem. As linhagens foram denominadas Cariocas com Alto Congelamento Condicionado (CAC) e Cariocas com Baixo Congelamento condicionado (CBC). Além disso, nós introduzimos um terceiro grupo de animais aleatoriamente selecionados (CTRL) em nosso programa de criação seletiva. No Estudo 2 investigamos os diferentes padrões de extinção e da reaquisição do medo condicionado nestas duas novas linhagens. Por fim, no Estudo 3, nossos resultados sugeriram uma dissociação entre o medo contextual e o medo discreto entre animais CAC e CBC. / [en] Bidirectional selective breeding of a defensive response or any other phenotypic characteristic is a technique in which animals are bred to modify the frequency of the genes that underlie a particular phenotype. Mating animals within a population based on the opposite extremes of an observable characteristic will push, over many generations, this particular phenotype in opposite directions, leading to two separately bred lines. In the present work we employed the conditioned freezing in response to contextual cues previously associated with footshock as the phenotype criterion for developing two new rat lines. The basic protocol consisted of mating male and female albino Wistar rats with the highest and lowest conditioned freezing in response to the contextual cues of the experimental chamber where animals were exposed to three unsignaled electric footshocks on the previous day. Study 1 presents the initial results of fourteen generations of selective breeding. We found that after three generations, reliable differences between these two lines were already present, indicating a strong heritable component of this type of learning. The lines were named Carioca High conditioned Freezing (CHF) and Carioca Low conditioned Freezing (CLF). Also, we introduced a third group of randomly selected animals (RND) in our selective breeding program. In Study 2, we investigated the different patterns of fear extinction and reacquisition in these two new lines. Finally, in Study 3, results showed dissociation between contextual and phasic fear between CHF and CLF rats.

[pt] No presente estudo, foi investigada a ocorrência da resposta de congelamento de defesa durante o período pré- e pós-choque empregado no protocolo para a criação seletiva das linhagens de ratos Cariocas alto- e baixo-congelamento condicionado na PUC-Rio. Além disso, para obter uma maior clareza da estrutura deste comportamento defensivo e sua relação com as duas linhagens, foi realizada uma extração de componentes. Foram detectadas diferenças significativas entre as linhagens nos períodos pré- e pós-choque, com a diferença no período pré-choque sendo proporcional à encontrada no fenótipo. A análise fatorial revelou 4 componentes, o primeiro relacionado ao fenótipo, o segundo à parcela final do período pré-choque, o terceiro ao período pós-choque e o quarto à parcela inicial do período pré-choque. Estes resultados demonstram que o protocolo empregado foi capaz de produzir diferenças significativas nas linhagens selecionadas para alto e baixo congelamento condicionado em paradigmas de ansiedade incondicionada, indicando um mutualismo genético por trás destes mecanismos, observado pela primeira vez com ratos selecionados apenas pelo medo contextual condicionado. O componente que carregou a parcela final do período de habituação (pré-choque) mostrou-se mais responsável por explicar a variação individual do que a parcela inicial ou o pós-choque, indicando que este período dos minutos 5 a 8 é um intervalo ideal para obter de forma mais eficaz o traço comportamental do animal. / [en] The present study investigated freezing behavior patterns during the selective breeding protocol employed in the creation of the Cariocas High- and Low- Conditioned Freezing in PUC-Rio s Neuroscience Laboratory. There were significant differences found in the baseline, post-shock and retrieval (phenotype) freezing means of the High-, Low- and Control lines over the generations of selective breeding. A Principal Component Analysis of the freezing means in each minute of the contextual fear conditioning protocol revealed four components, the First loading the freezing in the retrieval period, the Second the final half of the baseline period, the Third loads the 3 minutes of freezing measured after foot shocks are received and the Fourth loads the first half of the baseline period. The analysis of the means shows that the selective breeding protocol employed successfully produced differences in anxiety in the selected lines. It s the first time this baseline difference in freezing is observed in Rats. Indicates that there s a genetic pleiotropy behind the underlying mechanisms that allow for a stronger or smaller fear response in response to contextual cues, conditioned or unconditioned. We hypothesize that this might be related to genetic differences in fear related spatial learning modulated by the selection process. Finally, the Second component loading the final half of the baseline period shows that this period (between 5 and 8 minutes) is better at producing a stable behavior pattern which more aptly reproduces the rat s individual identity.

[pt] Os distúrbios de ansiedade compreendem uma ampla gama de condições psiquiátricas, incluindo transtorno de ansiedade generalizada (TAG) e fobia específica. Nas últimas décadas, o uso de modelos animais de ansiedade ofereceu importantes insights sobre a interação dessas psicopatologias. Aqui nós investigamos se os ratos Cariocas de alto e baixo congelamento (CAC e CBC, respectivamente), um modelo animal de TAG, mostram fenótipos comportamentais de alto e baixo congelamento similar no condicionamento de medo ao som. Ratos adultos das linhagens CAC (n igual 16), CBC (n igual 16) e ratos Wistar normais (controle, CTL) foram testados em um paradigma de condicionamento clássico de medo ao som durante 3 dias. Respostas de congelamento foram medidas e usadas como evidência de condicionamento de medo. No geral, os ratos CAC e CBC, bem como os animais CTL, apresentaram um condicionamento de medo ao estímulo condicionado auditivo. No entanto, os animais CBC também mostraram uma rápida extinção ao estímulo condicionado auditivo. Discutimos esses resultados de acordo com dados comportamentais e neuronais observados em linhagens de roedores de alta e baixa ansiedade. / [en] Anxiety disorders comprise a broad range of psychiatric conditions, including general anxiety (GAD) and specific phobias. For the last decades the use of animal models of anxiety has offered important insights into the understanding of the association between these psychopathologies. Here we investigate whether Carioca high and low conditioned freezing rats (CHF and CLF, respectively), a GAD animal model of anxiety, show similar high and low freezing behavioral phenotypes for cued auditory fear conditioning. Adult CHF (n equal 16), CLF (n equal 16) and normal age-matched Wistar rats (control, CTL) were tested in a classical auditory cued fear conditioning paradigm over 3 days. Freezing responses were measured and used as evidence of fear conditioning. Overall, both CHF and CLF rats as well as CTL animals displayed fear conditioning to the auditory CS. However, CLF animals showed a rapid extinction to the auditory conditioned stimulus compared to CHF and CTL rats. We discuss these findings in the context of the behavioural and neuronal differences observed in rodent lines of high and low anxiety traits.