Tracey J. Shors , Krishna Tobón , Gina DiFeo , Demetrius M. Durham & Han Yan M. Chang
Doniesienia naukowe 6, numer artykułu: 18960 (2016)
doi: 10.1038 / srep18960 ·
Abstrakcyjny
Agresja seksualna może zakłócać procesy związane z nauką, ponieważ kobiety wychodzą z okresu dojrzewania do młodej dorosłości. Aby modelować te doświadczenia w badaniach laboratoryjnych, opracowaliśmy SCAR, co oznacza Sexual Conspecific Aggressive Response. W okresie dojrzewania, samica gryzonia jest sparowana codziennie dla 30-min z dorosłym mężczyzną doświadczonym seksualnie. Podczas doświadczenia SCAR samiec śledzi obszar odbytowo-płciowy samicy, która ucieka ze szpilek.
Stężenia hormonu stresu, kortykosteronu, były znacząco podwyższone podczas i po doświadczeniu. Co więcej, kobiety, które były narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną przez cały okres dojrzewania, nie radziły sobie dobrze podczas treningu z zadaniem uczenia się asocjacyjnego, ani nie nauczyły się dobrze wyrażać zachowań matek podczas uczulania matki. Większość kobiet, które były narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną, nie nauczyła się dbać o potomstwo w ciągu 17 dni. Wreszcie, kobiety, które nie wyrażały zachowań matczynych, zachowały mniej nowo wytworzonych komórek w hipokampie, podczas gdy kobiety, które wyrażały zachowania matczyne, zachowały więcej komórek, z których większość różnicowałaby się w neurony w ciągu kilku tygodni. Razem te dane wspierają SCAR jako użyteczny model laboratoryjny do badania potencjalnych konsekwencji agresji seksualnej i traumy dla mózgu kobiety w okresie dojrzewania i młodości.
Wprowadzenie
Trzydzieści procent kobiet na całym świecie doświadcza przemocy fizycznej lub seksualnej w swoim życiu1i dorastające dziewczęta są znacznie bardziej niż ogół populacji ofiarami gwałtu, usiłowania gwałtu lub napaści seksualnej2. Prawie jedna na cztery kobiety licencjackie doświadcza agresji i przemocy seksualnej na uniwersytecie, najczęściej na pierwszoroczniakach i studentach drugiego roku3. Ponadto osoby cierpiące na choroby psychiczne, zwłaszcza biedne i bezdomne, są szczególnie podatne na seksualną agresję i przemoc podczas życia na ulicach4,5. Niezależnie od tego, kiedy i gdzie, agresja seksualna i nadużycia są jednym z najbardziej stresujących i traumatycznych doświadczeń życiowych, często przyczyniając się do pojawienia się negatywnego afektu, lęku, deficytów w nauce i depresji w wieku dorosłym6,7,8. Pomimo niezaprzeczalnego związku między traumą seksualną u kobiet a zaburzeniami zdrowia psychicznego, niewiele wiemy o tym, jak agresja seksualna i związane z nią doświadczenia zmieniają mózg kobiety. Jednym z powodów jest brak ustalonego modelu zwierzęcego do badania konsekwencji traumy seksualnej na zachowanie i funkcje neuronalne u kobiet.
Większość modeli stresu w badaniach laboratoryjnych opiera się na ekspozycji na stres ograniczający, stres na pływaniu lub wstrząsy awersyjne, które niekoniecznie odzwierciedlają rodzaje i typy stresorów, których doświadczają młode kobiety w prawdziwym życiu. Niemniej jednak, używając tych i podobnych modeli, opublikowaliśmy liczne badania wskazujące, że samice gryzoni reagują bardzo inaczej niż męskie gryzonie na stresory laboratoryjne9. Na przykład uczenie asocjacyjne klasycznie uwarunkowanej odpowiedzi oczekiwanej zwiększa się po ekspozycji na stresor laboratoryjny u samców gryzoni, ale poważnie upośledzone u samic10,11. Tym deficytom uczenia się u kobiet towarzyszyło zmniejszenie gęstości kolców synaptycznych w hipokampie. Deficyty uczenia się u kobiet jako konsekwencja stresu zależą od aktywności neuronalnej w wielu regionach mózgu, z których najbardziej zauważalny jest hipokamp, ciało migdałowate i obszar prelimbiczny kory przedczołowej12,13.
Często zakłada się, że efekty uczenia się stresu i funkcji neuronalnych u zwierząt laboratoryjnych odzwierciedlają zmiany, które mogą wystąpić u kobiet doświadczających stresujących wydarzeń życiowych. Jednym z doświadczeń, które często zdarzają się kobietom i kobietom wielu gatunków, jest agresja seksualna i, jak zauważono, te awersyjne doświadczenia u kobiet mogą prowadzić do komplikacji zdrowia psychicznego, jak również rozpraszać myśli i rozmyślania o przeszłości, które uniemożliwiają im zdolność uczenia się i koncentracji. Nawet kobiety, które nie rozwijają choroby psychicznej, doznają traumatycznych przeżyć na ich życiu, prawdopodobnie w wyniku zmian w procesach neuronalnych związanych z uczeniem się i pamięcią. Jeśli mamy w pełni zrozumieć niezbędne i wystarczające mechanizmy neuronalne i behawioralne, które są aktywowane w mózgu kobiety podczas agresji seksualnej, musimy opracować model laboratoryjny. Aby sprostać tej potrzebie, opracowaliśmy model zwierzęcy znany poniżej jako agresywna reakcja seksualna (SCAR). W modelu SCAR, skupiliśmy się na kobiecie, która przechodzi z okresu dojrzewania w młodą dorosłość, ponieważ jest to okres, w którym kobiety najprawdopodobniej spotykają się z agresywnymi płciowo dorosłymi samcami. Wwybraliśmy również ten okres ze względów praktycznych; żeńska szczura nie jest w pełni zdolna do kopulacji i / lub rozmnażania, ponieważ kanał pochwy nie jest w pełni otwarty i / lub cykl rujowy nie jest w pełni rozwinięty. Dlatego interakcje z dorosłym mężczyzną nie przyniosą potomstwa. Aby naśladować nowe spotkanie z dorosłym mężczyzną, owłosiona samica szczura Sprague Dawley (dzień poporodowy 35) została wystawiona na kontakt z seksualnie doświadczonym szczurem dorosłego mężczyzny dla 30-min w kontekście innym niż ich klatki domowe. Spotkania zostały nagrane w celu oceny zachowań związanych z agresją i odbiorem. Dorosłe samce nie zostały wybrane do agresji, ale były doświadczonymi seksualnie hodowcami z ustalonej kolonii. Podczas eksperymentów młoda samica była narażona na kontakt z dwoma różnymi dorosłymi mężczyznami, po jednym na raz, naprzemiennie co drugi dzień, przez cały okres dojrzewania.
W poniższych eksperymentach opisujemy zachowania, które wystąpiły podczas interakcji i opisujemy konsekwencje tych interakcji. W tych wstępnych badaniach skupiliśmy się na fizjologicznej reakcji stresowej, ponieważ ważne jest ustalenie, że doświadczenie jest stresujące dla samicy gryzonia. Mierzono stężenia hormonu stresu, kortykosteronu, ponieważ jego podwyższenie wskazuje na aktywację osi podwzgórze-przysadka nadnercza (HPA), pierwotną reakcję stresową u gatunków ssaków. Następnie zbadaliśmy wpływ doświadczenia SCAR na naukę. Wybraliśmy klasycznie uwarunkowaną odpowiedź mrugania, ponieważ ekspozycja na standardowe stresory laboratoryjne zakłóca ten typ uczenia się u dorosłych kobiet, jak wspomniano powyżej. Wybraliśmy również to zadanie, ponieważ ten typ uczenia się jest zakłócony przez kontakt z dorosłym mężczyzną14. Dlatego, jeśli doświadczenie SCAR zakłóci proces uczenia się tej odpowiedzi, można dojść do wniosku, że interakcja społeczna z mężczyzną wywołuje podobne reakcje na bardziej typowy stresor laboratoryjny (stres pływowy, stymulacja ogona), a także, że efekt może rozciągać się od okresu dojrzewania do dorosłości . W dodatkowym zestawie eksperymentów zbadaliśmy konsekwencje interakcji społecznej na ekspresję zachowania matki u kobiet. Rozwój i „uczenie się” zachowań opiekuńczych matek są zapewne jednymi z najbardziej, jeśli nie najważniejszymi, funkcjami, jakie nabywają kobiety. Ponownie, celem była ocena potencjalnych wyników, które mają bezpośrednie znaczenie dla zachowań, które mają znaczenie dla kobiet, ale także wpływają na przeżycie większości gatunków.
Jako ostateczną zależną miarę rozważaliśmy potencjalne skutki doświadczenia SCAR na neurogenezę w hipokampie. Hipokamp generuje nowe neurony przez całe życie - tysiące każdego dnia i prawie dwa razy więcej w okresie dojrzewania15. Wiele z tych nowych neuronów umiera w ciągu kilku tygodni od wygenerowania, chyba że nastąpi nowe doświadczenie uczenia się16,17. Rodzaje uczenia się, które utrzymują nowe neurony przy życiu, obejmują warunkowanie śladowe, przestrzenne uczenie się nawigacji i uczenie się umiejętności motorycznych17,18,19. Skutki uczenia się na przeżycie komórek w okresie dojrzewania są podobne do efektów w dorosłości, ale ponieważ generowanych jest o wiele więcej komórek, konsekwencje uczenia się (lub nie uczenia się) dla integralności mózgu są szczególnie głębokie. W obecnych eksperymentach postawiliśmy hipotezę, że wpływ SCAR na ekspresję zachowania matczynego zakłóci przetrwanie nowo wytworzonych komórek w hipokampie. Celem było ustalenie miary wyniku w mózgu kobiety, na którą ostatecznie wpływa powtarzające się spotkanie z dorosłym mężczyzną.
Metody
Metody online
Samce i samice szczurów Sprague-Dawley hodowano na Uniwersytecie Rutgers w Departamencie Psychologii. Dwadzieścia osiem dni po urodzeniu zwierzęta odsadzono i umieszczono w gupach samców 2 – 3 i samic 2 – 4 w standardowych plastikowych klatkach w stylu pudełka na buty (44.5 cm długości i 21.59 cm szerokości na 23.32 cm wysokości). Samica w badaniu matczynym była trzymana sama. Zwierzęta miały dostęp do żywności i wody ad libitum i utrzymywany w cyklu 12: 12 hr światło-ciemność; cykl światła rozpoczął się w 7am i zakończył w 7pm. Wszystkie manipulacje i manipulacje eksperymentalne przeprowadzono w lekkiej części cyklu dobowego. Eksperymenty przeprowadzono z pełną zgodnością z zasadami i przepisami określonymi w Polityce PHC dotyczącej opieki nad ludźmi i stosowaniu zwierząt laboratoryjnych oraz w przewodniku dotyczącym opieki i używania zwierząt laboratoryjnych. Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Urządzeniami Uniwersytetu Rutgers zatwierdził wszystkie procedury.
Eksperyment 1: Jakie zachowania są wyrażane podczas SCAR?
Ekspozycje SCAR zaczęły się, gdy żeńska kobieta była dniem poporodowym (PND) 35, podczas gdy samce hodowców różniły się wiekiem od około 120 – 160 dni. Samice w tym przedziale wiekowym ważyły między 120 – 220-g, podczas gdy samce ważyły między 400 – 700-g. Podczas manipulacji eksperymentalnej, jedną owłosioną szczurkę (n = 10) umieszczono w nowej klatce z dorosłym samcem szczura płci męskiej dla 30-min. Zachowania podczas parowania porównano z zachowaniami podczas podobnego parowania między dojrzewającą samicą szczura (n = 10) a dorosłą samicą szczura. Wszystkie warunki były takie same, niezależnie od poszczególnych par. Ekspozycje występowały każdego dnia przez osiem kolejnych dni. Owłosiona samica była narażona na kontakt z jedną z dwóch osób dorosłych, które były codziennie zmieniane. Wszystkie interakcje były nagrywane na wideo, a zachowania były oceniane ręcznie przez dwóch niezależnych eksperymentatorów.
Wystąpiło bardzo niewiele intromizacji seksualnych, dlatego dane nie są tutaj prezentowane. Zliczyliśmy i przeanalizowaliśmy trzy zachowania w następujący sposób: 1) śledzenie anogenitalne, 2) szpilki i 3) ucieka. Podczas zdarzenia tropienia odbytowo-płciowego samiec śledził, przypuszczalnie wąchając obszar odbytowo-płciowy samicy, gdy biegała po klatce. Kiedy pysk samca dotykał lub prawie dotykał okolicy odbytowo-płciowej samicy przez ciągły czas (> 1 s), rozważaliśmy to śledzenie. Podczas szpilki dorosły samiec skutecznie przytrzymywał samicę, zwykle siedząc na niej lub przewracając ją na plecy i przytrzymując ją łapami. Podczas ucieczki samica usiadła na tylnych łapach i sięgnęła do górnej części klatki, jakby próbując uciec. Te trzy zachowania zliczono podczas 30-minutowego spotkania w 10-minutowych odstępach. Jak zauważono, te zachowania porównano z tymi samymi zachowaniami wyrażanymi przez kobietę w okresie dojrzewania w parze z dorosłą kobietą (kobieta / kobieta).
Eksperyment wyników 1
Podczas pierwszego narażenia na SCAR, liczby śledzeń anogenitalnych wyrażonych przez dorosłego mężczyznę (dorosłego mężczyznę / owłosioną kobietę; SCAR) były znacznie większe w porównaniu z podobnymi zachowaniami wyrażanymi przez dorosłą samicę szczura w połączeniu z dojrzewającą kobietą (kobieta / kobieta) (t(18) = 6.07; p <0.001; Rys. 1A). Liczby zachowań ucieczkowych wyrażonych przez owłosioną kobietę były również większe pod względem liczby podczas interakcji z dorosłym mężczyzną niż dorosłej kobiety (t(18) = 6.94; p <0.001; Rys. 1B). Liczba szpilek była większa, gdy dojrzewająca kobieta wchodziła w interakcję z dorosłym mężczyzną niż podczas interakcji z dorosłą kobietą (t(18) = 5.77, p <0.001; Rys. 1C). Te same zachowania były analizowane podczas 8th kolejny dzień specyficznych ekspozycji. Podobnie jak podczas pierwszej ekspozycji, liczba śladów anogenitalnych była podwyższona (t(18) = 10.51; p <0.001; Rys. 1D), podobnie jak zachowania ucieczkowe (t(18) = 6.09; p <0.001; Rys. 1E) i liczby pinów (t(18) = 5.57; p <0.001; Rys. 1F). Liczba tych zachowań nie zmieniła się między pierwszą a ósmą ekspozycją (p> 0.05). Wyniki te sugerują, że zarejestrowane zachowania nie przyzwyczaiły się do ciągłych interakcji społecznych między dwoma współplemieńcami.
Rysunek 1: Miary behawioralne ekspozycji SCAR.
(A) Podczas pierwszego narażenia na SCAR, liczba węchów odbytowo-płciowych była istotnie większa w grupie SCAR (dorosłego mężczyzny / kobiety dojrzewającej) niż w grupie kobiet z inną kobietą (kobieta / kobieta). (B) Podczas pierwszej ekspozycji samica wykonała większą liczbę zachowań ucieczkowych, gdy była sparowana z dorosłym mężczyzną niż w połączeniu z dorosłą kobietą. (C) Dorosły samiec również przypinał owłosione samice więcej razy niż dorosła samica. (D-F) Te wyniki behawioralne były podobne podczas ósmej ekspozycji. Grupa SCAR otrzymała więcej węchów anogenitalnych, emitowała więcej zachowań ucieczkowych i szpilek w porównaniu z podobnymi zachowaniami wyrażanymi, gdy dojrzewanie było sparowane z dorosłą kobietą.
Eksperyment 2: Czy ekspozycja SCAR zwiększa kortykosteron?
W drugim eksperymencie przeanalizowaliśmy wpływ ekspozycji SCAR na stężenia kortykosteronu - hormonu stresu w dwóch punktach czasowych. Po pierwsze, porównaliśmy ilość kortykosteronu uwalnianego w dojrzewanej kobiecie 30-min po ekspozycji na dorosłego mężczyznę w porównaniu z ekspozycją na dorosłą samicę. Dojrzewające samice były narażone na hodowlę dorosłego mężczyzny (n = 6) lub dorosłej kobiety (n = 5, PND 60 – 120) na 30-min i po pojedynczej ekspozycji krew pnia została pobrana 30-min później. Zwierzętom podano śmiertelną dawkę pentobarbitalu do wstrzyknięć dootrzewnowych i pobrano krew z tułowia. Krew przeniesiono do probówek z heparyną (BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ), odwirowano przy 2500 RPM dla 20-min i przechowywano w -20 ° C. Test immunologiczny kortykosteronu przeprowadzono zgodnie z protokołem producenta (zestaw EIA Corticosterone, Arbor Assays, Ann Arbor, MI). W oddzielnych grupach owłosioną samicę eksponowano na dorosłego samca dla 30-min (n = 8) lub umieszczono osobno w nowej klatce dla 30-min (n = 7). Stężenie kortykosteronu we krwi owłosionej samicy narażonej na dorosłego mężczyznę porównano z ilością uwolnioną w odpowiedzi na nowy kontekst, który jest łagodny dla gryzonia. Dwie godziny po ustaniu interakcji samice otrzymały śmiertelną dawkę pentobarbitalu, jak powyżej, i pobrano krew do testu radioimmunologicznego stężenia kortykosteronu.
Eksperyment wyników 2
Doświadczenie SCAR było stresujące dla kobiety, na co wskazuje podwyższone stężenie hormonu stresu, kortykosteronu, który jest uwalniany z nadnerczy podczas stresującego doświadczenia. Stężenia były podwyższone w okresie dojrzewania płci żeńskiej 30-min po pierwszej ekspozycji na dorosłego mężczyznę w porównaniu ze stężeniami, które zostały uwolnione, gdy została umieszczona z dorosłą kobietą w nowym otoczeniu (t(13) = 2.59; p <0.05; Rys. 2A). W oddzielnym eksperymencie stężenia kortykosteronu u kobiet w okresie dojrzewania eksponowanych na dorosłego mężczyznę na 30-min były podwyższone dwie godziny później w porównaniu ze stężeniami u dojrzewanej samicy, która została pozostawiona sama w nowym kontekście dla 30-min i wróciła do klatki domowej (t(9) = 3.07, p <0.05; Rys. 2B). Dane te sugerują, że interakcja społeczna z płcią przeciwną jest bardziej stresująca niż interakcja z tą samą płcią i bardziej stresująca niż pozostawanie w samotności w nowym kontekście, przynajmniej w przypadku dojrzewania gryzoni.
Rysunek 2: SCAR zwiększa poziom hormonów stresu i zakłóca proces uczenia się.
(AStężenia kortykosteronu były znacząco podwyższone u kobiet w okresie dojrzewania po trzydziestu minutach od ekspozycji na dorosłego mężczyznę w porównaniu ze stężeniami u dojrzewanych samic, które były sparowane z dorosłymi samicami. (B) Stężenia były podwyższone dwie godziny później u dojrzewanych samic, które były sparowane z dorosłym mężczyzną w porównaniu ze stężeniami u dojrzewanych samic, które zostały umieszczone w nowym kontekście. (C) Nauka klasycznie warunkowanej odpowiedzi mrugania była oceniana u kobiet narażonych na dorosłego mężczyznę. Wydajność podczas kondycjonowania śladowego była zmniejszona u tych kobiet (SCAR) w porównaniu z kobietami, które nie były narażone na dorosłego mężczyznę (bez SCAR). Linia przerywana wskazuje kryterium uczenia 60%, które zostało ustalone jako miara pomyślnego uczenia się warunkowej odpowiedzi.
Eksperyment 3: Czy SCAR zakłóca uczenie się asocjacji u dojrzewającej kobiety?
W trzecim eksperymencie zbadaliśmy wpływ ekspozycji SCAR na uczenie się klasycznie warunkowanej odpowiedzi mrugania za pomocą procedury śledzenia. Aktywność elektromiografii (EMG) powieki wykorzystano do oceny aktywności mrugania przez mięsień. Elektrody wszczepiono wokół powieki, aby dostarczyć bezwarunkowy bodziec (US). Podczas operacji gryzoniom wstrzykiwano pentobarbital sodu (35mg / kg), który był uzupełniony wziewnym środkiem izofluranowym. Dwie pary elektrod (izolowany drut ze stali nierdzewnej 0.005 in.) Przymocowano do głowy i wszczepiono przez górną powiekę (mięsień orbicularis occuli). Izolacja wokół drutu została usunięta z odcinka każdej elektrody w celu zetknięcia z mięśniem. Głowica została ustawiona za pomocą czterech śrub i zabezpieczona akrylem dentystycznym. Po zabiegu szczury trzymano w cieple i obserwowano aż do wyzdrowienia ze znieczulenia. Szczury otrzymywały dziecięcy acetaminofen (stężony 32mg / ml), po zabiegu chirurgicznym w dawce 112mg / kg, podawane doustnie, i pozwalały przynajmniej na odzyskanie 2 dni przed treningiem.
W PND 35, samica szczura dojrzewającego (n = 6) była narażona na dorosłego mężczyznę doświadczonego seksualnie na 30-min każdego dnia lub umieszczana sama (n = 6) w klatce dla 30-min. Po piątej ekspozycji na SCAR wykonano operację elektrody ocznej, jak opisano powyżej. Po dwóch dniach regeneracji samice ponownie były narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną każdego dnia (SCAR) lub pozostawione same w klatce bez samca (bez SCAR). Ósmego dnia każda samica została wystawiona na samca na 30-min, a następnie usunięta z ekspozycji SCAR i przeniesiona do pomieszczenia kondycjonującego. Elektrody połączono z urządzeniem rejestrującym i aklimatyzowano do aparatu treningowego przez jedną godzinę. Następnego dnia, każda samica była wystawiona na kontakt z dorosłym mężczyzną, jak poprzednio, a następnie trenowana z próbami 200 warunkowania śladowego. Procedurę tę powtarzano przez cztery dni, w sumie dla prób treningowych 800.
Zastosowano procedurę kondycjonowania śladowego, podczas której zwierzę jest szkolone, aby nauczyć się czasowej zależności między bodźcem warunkowanym białym szumem (CS) a bezwarunkowym bodźcem (US) stymulacji powiek okołobocznych. Biały szum został dostarczony w 80 dB dla 250 ms, oddzielony interwałem śledzenia 500 ms, a kończąc na stymulacji powieki w 0.5 mA dla 100 ms. Aktywność EMG rejestrowano przez każdą próbę (z wyjątkiem USA) w celu oceny i analizy procentu adaptacyjnych odpowiedzi mrugania (tych, które wystąpiły podczas interwału śledzenia). Mrugnięcia oczu w odpowiedzi na CS oceniono jako znaczące zmiany wielkości i czasu trwania od wyjściowej odpowiedzi EMG. Mrugnięcie oka zostało zliczone, jeśli aktywność EMG przekroczyła 10-ms, 0.3-mV i wynosiła co najmniej trzy odchylenia standardowe (SD) więcej niż wyjściowa odpowiedź EMG linii podstawowej. Te odpowiedzi, które wystąpiły podczas interwału śledzenia 500-ms i przed US były uważane za odpowiedzi warunkowe (CR). Jak zauważono, wszystkie szczury otrzymywały testy 200 każdego dnia przez 4 kolejne dni. Zwierzęta, które wyemitowały co najmniej 60% warunkowej odpowiedzi podczas jednej sesji w ciągu czterech dni, uznano za uczące się CR.
Eksperyment wyników 3
ANOVA z powtarzanymi pomiarami została przeprowadzona przy użyciu wydajności na ośmiu blokach prób 100 jako miary zależne. Zgodnie z oczekiwaniami główny efekt szkolenia był bardzo istotny [F (7,70) = 7.89, p <0.001], co wskazuje, że liczba CR wzrosła w ciągu bloków, a zatem nastąpiło uczenie się. Podczas pierwszych 100 prób, kiedy większość procesu uczenia się ma miejsce, dojrzewające kobiety narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną emitowały mniej CR niż kobiety, które nie miały kontaktu z dorosłym mężczyzną [F (4,40) = 3.28; p <0.05]. Kobiety narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną (SCAR) również emitowały mniej CR w blokach 100 prób w ciągu czterech dni treningu [F (1,10 = 5.78; p <0.05; Rys. 2C). Wyniki te sugerują, że obie grupy nauczyły się, ale kobiety narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną wytwarzały mniej CR w odpowiednim czasie (tj. W okresie śledzenia). Odsetek CR nie wzrastał w ostatnim dniu (p = 0.11), co sugeruje plateau w uczeniu się; jednak wyniki pozostawały inne między kobietami narażonymi na kontakt z dorosłym mężczyzną i kobietami nie narażonymi (p <0.001). Dane warunkowania były dalej analizowane przy użyciu arbitralnego kryterium uczenia się 60% odpowiedzi. To kryterium jest wyświetlane jako przerywana linia Rys. 2C aby wskazać odpowiedź warunkową 60%. Wszystkie kobiety z grupy kontrolnej (bez SCAR; 6 / 6) osiągnęły kryterium uczenia 60% odpowiadające testom 800, podczas gdy tylko 50% kobiet (3 / 6) w grupie SCAR.
Eksperyment 4: Czy SCAR zakłóca uczulenie matki?
Dorosłe dziewicze samice mogą z czasem wyrażać zachowania matki w odpowiedzi na ekspozycję szczeniąt na noworodki14,20 poprzez proces znany jako uczulenie matki. Te same zachowania były wyrażane przez kobiety w okresie dojrzewania, jak pokazano na Rys. 3A. Aby ustalić, czy ekspozycje SCAR zmniejszają uczulenie matki, każdy owłosiony kobiecy szczur (n = 8) był eksponowany na dorosłego samca (SCAR) przez kolejne 21 dni rozpoczynające się od PND35. Jako kontrolę, każda grupa dojrzewających samic (n = 8) była umieszczona oddzielnie w pustej klatce według tego samego harmonogramu. Piątego dnia ekspozycji na SCAR, PND39, dwa noworodki po urodzeniu (PND 1 – 10) umieszczono w klatce domowej samicy dojrzewania dla 24-h. Szczenięta urodziły się z matek, które nie były eksperymentalne i dlatego wróciły do swoich pierwotnych matek w celu odżywiania i opieki nad każdą godziną 24, wydając 24-h ze swoimi matkami karmiącymi. Zdrowie noworodków było sprawiedliwe; jeśli młode zostały zaniedbane przez ich pierwotną matkę, zostały usunięte z badania. W przypadku obserwacji zachowań matek, szczenięta były umieszczane po przeciwnych stronach klatki domowej, a zachowania matki były obserwowane i rejestrowane przez pierwsze 10 minuty po umieszczeniu. Zarejestrowane zachowania to 1) lizanie / uwodzenie szczeniąt, 2) pobieranie jednego lub dwóch szczeniąt oraz 3) grupowanie szczeniąt. Po wyrażeniu pełnego zestawu zachowań matczynych przez dwa kolejne dni, uznano, że kobieta wyraziła uczulenie matki.
Rysunek 3: SCAR zakłóca zachowanie matki i uwrażliwienie.
(A) Dojrzewające samice, które były narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną w okresie dojrzewania (SCAR), rzadziej nauczyły się wyrażać zachowania matki w ciągu dni 17. Tylko trzy z tych kobiet (3 / 8) wyrażały zachowania matczyne, podczas gdy wszystkie dziewicze kobiety, które nie były narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną (8 / 8). (B) Liczby zachowań matek (lizanie, pobieranie i grupowanie szczeniąt) były każdego dnia sprawdzane pod kątem potencjalnego całkowitego wyniku 3. Dojrzewające samice narażone na dorosłego mężczyznę (SCAR) wyrażały mniej tych zachowań niż kobiety nie narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną (bez SCAR).
Eksperyment wyników 4
Przeanalizowano następujące zachowania matek: lizanie, wyprowadzanie i grupowanie szczeniąt. Liczby zachowań matek zliczano każdego dnia, uzyskując potencjalny łączny wynik 3. Analiza powtarzanych pomiarów wariancji w ciągu dni ekspozycji na szczenięta i stan SCAR wskazał na znaczący wzrost zachowań matek [F (16) = 8.39; p <0.05; Rys. 3B] oraz interakcja z ekspozycjami SCAR [F (1,16) = 2.18; p <0.01]. Istotne różnice między zachowaniami grupowymi ujawniły się w ciągu siedmiu dni od ekspozycji potomstwa (p <0.05). Większość kobiet z SCAR nie przejawiała wszystkich trzech zachowań matczynych, podczas gdy kobiety nie narażone na kontakt z mężczyzną (8/8) wyrażały zachowania matczyne, zwykle w ciągu 5–7 dni (Rys. 3A).
Eksperymentuj 5. Czy SCAR zakłóca nowo generowane komórki w hipokampie?
Po pierwsze, oceniliśmy potencjalny wpływ ekspozycji SCAR na liczbę komórek proliferujących w zakręcie zębatym w ciągu pierwszych dwóch godzin ekspozycji SCAR. Samicom wstrzyknięto jedno dootrzewnowe wstrzyknięcie 5-bromo-2-deoksyurydyny (BrdU; 200 mg / kg) bezpośrednio przed pojedynczą ekspozycją SCAR 30-min i poświęcono godziny 2 po wstrzyknięciu BrdU (n = 5). Liczby komórek porównano z liczbami w grupie, której wstrzyknięto BrdU i uśmiercono dwie godziny później (n = 6). Po drugie, oceniliśmy potencjalny wpływ ekspozycji SCAR na liczbę komórek, które zostały oznakowane BrdU po ekspozycji na dorosłego mężczyznę w ciągu jednego tygodnia. Aby to zrobić, grupa dojrzewających samic była narażona na dorosłego mężczyznę każdego dnia przez kolejne dni 8 rozpoczynające się od PND35 (n = 7). Wstrzyknięto im BrdU przed 6th ekspozycja (PND 40) i uśmiercona tydzień po wstrzyknięciu. Inna grupa samic została pozostawiona sama w swoich klatkach domowych (n = 4), otrzymała zastrzyk BrdU na PND 40 i poświęciła tydzień później. Aby zbadać wpływ SCAR na przeżycie komórek, grupie zwierząt wstrzyknięto raz BrdU i uśmiercono dwadzieścia jeden dni po jednym wstrzyknięciu BrdU (bez SCAR; n = 7). Liczbę komórek znakowanych BrdU porównano z liczbami w grupie (SCAR; n = 5), której wstrzyknięto BrdU, a następnie wystawiono na 30-min dorosłemu samcowi każdego dnia przez 21 dni rozpoczynające się od PND35.
Przeprowadzono immunohistochemię w celu przeanalizowania liczby komórek znakowanych BrdU. Zwierzęta głęboko znieczulono pentobarbitalem sodu (100 mg / kg; Butler Schein, Indianapolis, IN, USA) i perfundowano przezsercowo 4% paraformaldehydem w buforze fosforanowym 0.1 M. Mózgi ekstrahowano i utrwalano w 4% paraformaldehydzie w 4 ° C dla 24-48-h, aby zachować strukturę tkanki, przed przeniesieniem do soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS). Wibratom został użyty do przecięcia przekrojów koronalnych 40μm przez cały zakres dziobowo-ogonowy zakrętu zębatego na jednej półkuli. Jest to standardowa praktyka w naszym laboratorium, ponieważ nie zaobserwowano różnic półkulistych w proliferacji między lewym a prawym zakrętem zębatym21,22. Co dwunasty kawałek był montowany na superschnącym szkiełku (Fisher Scientific, Suwane, GA, USA) i pozostawiono do wyschnięcia na powietrzu. Po wysuszeniu, tkankę barwiono stosując standardowe metody peroksydazy, aby uwidocznić komórki, które zawierały BrdU, jak opisano wcześniej22. Tkankę wstępnie potraktowano ogrzanym kwasem cytrynowym 0.1 M (pH 6.0), przepłukano 0.1 M PBS, inkubowano w trypsynie dla 10-min i zdenaturowano w 2N HCl dla 30-min z płukaniem PBS pomiędzy. Tkankę inkubowano przez noc w pierwotnym mysim anty-BrdU (1: 200; Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA) i 0.5% Tween-20 (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA). Następnego dnia tkankę przepłukano i inkubowano w biotynylowanym przeciwciele anty-mysim (1: 200, Vector Laboratories) dla 60-min i umieszczono w awidynie-biotynie-peroksydazie chrzanowej (1: 100; Vectastain ABC Kit, Vector Laboratories) dla 60 -min. Tkankę umieszczono w diaminobenzydynie (tabletki DAB SigmaFrost, Sigma Aldrich) na cztery minuty, przepłukano, barwiono kontrastowo 0.1% fioletem krezylowym, odwodniono, oczyszczono i pokryto klejem Permount (Fisher Scientific).
Ilościową analizę mikroskopową przeprowadzono ślepą dla warunków eksperymentalnych przez kodowanie każdego szkiełka. Oszacowania całkowitej liczby komórek BrdU-dodatnich określono stosując zmodyfikowany bezstratny protokół stereologii23,24. Liczba komórek BrdU-dodatnich w zakręcie zębatym każdego plasterka (warstwa komórek ziarnistych i hilus) została zliczona ręcznie w 1000X na mikroskopie świetlnym Nikon Eclipse 80 i. Na szkiełkach zebrano dziesięć skrawków w całym rozstępie ogonowym hipokampa, a liczbę pomnożono przez 24, aby uzyskać szacunkową całkowitą liczbę komórek BrdU-dodatnich w zakręcie zębatym w obu półkulach.
Aby ocenić, czy matczyne „uczenie się” uratowało nowe neurony przed śmiercią i / lub czy SCAR zapobiegnie ich przetrwaniu, grupy kobiet dojrzewających, które były narażone na dorosłego mężczyznę (n = 7) lub nie (bez SCAR; n = 7) w poprzedni eksperyment wstrzyknięto raz BrdU i numery komórek porównano z tymi w dodatkowych grupach, które nie były narażone na młode (SCAR, n = 5; brak SCAR, n = 7). Jak zauważono, tydzień później, tak jak większość nowych komórek ulegnie zaprogramowanej śmierci komórkowej, zaczęło się uczulenie matki na potomstwo. Kobiety były trzymane każdego wieczoru z potomstwem, a ich zachowania matki były rejestrowane i analizowane, jak opisano w Eksperymencie 4. Trzy tygodnie po wstrzyknięciu BrdU, cztery grupy samic otrzymały śmiertelną dawkę pentobarbitalu sodu, a mózgi przygotowano do analiz immunohistochemicznych i mikroskopowych. Ze względu na charakter zastrzyków BrdU, liczba zwierząt w tych grupach była mniejsza niż liczba z danych przedstawionych w Experiment 4. Ponadto przeanalizowaliśmy potencjalne różnice w liczbie komórek między hipokampem grzbietowym i brzusznym. Aby to osiągnąć, komórki znakowane BrdU w regionie brzusznym porównano z tymi w grzbietowej, zgodnie ze współrzędnymi międzyusznymi. Hipokamp grzbietowy był związany z wycinkami z hipokampa dziobowego (międzyzębowy 3.70 mm do 6.88 mm), podczas gdy brzuszny był związany z plasterkami z hipokampa ogonowego (interaural 2.28 mm do 3.70 mm), jak opisano25.
Eksperyment wyników 5
Liczba komórek wyznakowanych BrdU nie różniła się między samicami narażonymi na kontakt z dorosłym samcem i uśmierconych 2 godziny lub 1 tydzień później (p> 0.05; Rys. 4A, B). Nie zaobserwowaliśmy żadnych różnic między hipokampem grzbietowym i brzusznym (p> 0.05) w żadnym z tych pomiarów (2 godziny, 1 tydzień, 3 tygodnie). Również ekspozycja na samego dorosłego mężczyznę nie wpłynęła znacząco na liczbę przeżywających komórek znakowanych BrdU (p = 0.94; Rys. 4C i Rys. 5A). Jednak liczba komórek znakowanych BrdU wzrosła u kobiet, które były narażone na młode podczas uczulania matki (F(1,25) = 10.03; p <0.005; Rys. 5A). Dane te sugerują, że obecność młodych w klatce może być wystarczająca do zwiększenia przeżywalności nowo wytworzonych neuronów w zakręcie zębatym hipokampu. Interakcja między ekspozycją młodych a ekspozycją na SCAR była prawie znacząca [F (1,22) = 3.66; p = 0.068). Planowane porównania wykazały, że samice, które nie były narażone na kontakt z dorosłym samcem, ale były narażone na działanie młodych, miały więcej komórek znakowanych BrdU w warstwie komórek ziarnistych zakrętu zębatego niż samice, które nie były narażone na kontakt ze młodymi lub dorosłym samcem (p = 0.002). Natomiast samice, które były narażone na kontakt z dorosłym samcem i szczenięta, nie miały istotnie więcej komórek wyznakowanych BrdU niż te, które nie były narażone na kontakt z młodymi (p = 0.41). Wystąpiła istotna korelacja między liczbą komórek pozostających w hipokampie po 3 tygodniach a liczbą zachowań matczynych wyrażonych w obecności młodych (r = 0.55; p <0.05). Kobiety, które rzadziej wykazywały zachowanie matki podczas uczulania, zachowywały mniej nowych komórek. Dlatego potencjalny wpływ SCAR na przeżycie nowych komórek w hipokampie niekoniecznie jest zależny od stresu związanego z samym doświadczeniem SCAR, ale dlatego, że ograniczył on uczenie się zachowań matczynych, co wydaje się zwiększać przeżywalność nowo wygenerowanych komórek . Dane te są nowe z dwóch powodów: po pierwsze, wskazują, że ekspozycja na potomstwo może być wystarczająca do zwiększenia przeżywalności nowo wytworzonych komórek w hipokampie. Po drugie, dane sugerują, że doświadczenie SCAR zmniejsza przeżywalność nowo wytworzonych komórek w hipokampie żeńskim poprzez deficyty w nauce macierzyństwa.
Rysunek 4: SCAR nie zmniejszył proliferacji nowo wytworzonych komórek w hipokampie.
(A) Ekspozycje SCAR nie zmieniły liczby nowo wygenerowanych komórek (znakowanych BrdU) dwie godziny później. (B) Liczba komórek znakowanych BrdU wzrosła w ciągu tygodnia po wstrzyknięciu BrdU, ale ekspozycje SCAR nie zmieniły liczby komórek. (C) Trzy tygodnie później większość komórek znakowanych BrdU nie była już obecna i dlatego prawdopodobnie zmarła. (D,E) Reprezentatywne fotomikrografie komórek znakowanych BrdU w 400X i 1000X w zakręcie zębatym (warstwa komórek ziarnistych) owłosionej samicy.
Rysunek 5: Matczyne uczulenie i pielęgnacja szczeniąt związane z przetrwaniem nowo wytworzonych komórek w zakręcie zębatym.
(A) Dojrzewające samice, którym wstrzyknięto BrdU i narażone na potomstwo w procesie uwrażliwienia matek, zachowały więcej komórek znakowanych BrdU niż kobiety dojrzewające, które nie były narażone na młode. (B) Kobiety, które były narażone na kontakt z dorosłym mężczyzną, rzadziej wyrażały zachowania matki i zachowywały mniej komórek znakowanych BrdU. Ponieważ ogromna większość tych komórek dojrzeje do neuronów, dane te sugerują, że uczenie się, jak zostać matką, pozytywnie odnosi się do przeżycia nowo wygenerowanych neuronów w żeńskim hipokampie.
Dyskusja
Agresja seksualna i przemoc są problemem dla kobiet i mężczyzn w wielu kulturach, w tym w Stanach Zjednoczonych. Doświadczenie to jest szczególnie powszechne u młodych kobiet w okresie dojrzewania i wczesnej dorosłości. Jednak agresja seksualna nie ogranicza się do ludzi i może wystąpić podczas zachowań seksualnych i eksploracji gatunków, od gadów po gryzonie, u zwierząt naczelnych26,27,28,29,30,31,32. Postawiono hipotezę, że agresja, zwłaszcza agresja fizyczna podczas eksploracji seksualnej, pozwala samcowi uzyskać dostęp do samicy w celach reprodukcyjnych27,33,34. Wiele badań dotyczyło zachowań agresywnych między mężczyznami, a niektórzy badali agresję między mężczyznami i kobietami, ale większość skupia się na reakcji mężczyzn. Bardzo niewiele modeli laboratoryjnych koncentruje się wyłącznie na kobiecej reakcji na agresję seksualną, zwłaszcza w okresie dojrzewania i wczesnej dorosłości35,36,37,38,39. Aby zaspokoić tę potrzebę, opracowaliśmy laboratoryjny model agresji seksualnej, znany jako SCAR, podczas którego dojrzewająca kobieta jest wielokrotnie narażona na seksualnie doświadczonego dorosłego mężczyznę, dopóki nie osiągnie młodego wieku dorosłego. Podczas interakcji dorosły mężczyzna agresywnie podchodzi, przytula się i próbuje wsiąść do dojrzałej samicy szczura, mimo że jej kanał pochwy nie jest w pełni otwarty (Rys. 1). Najbardziej konsekwentnym zachowaniem było śledzenie anogenitalne, w którym dorosły mężczyzna podąża za regionem odbytowo-płciowym, podczas gdy samica rzutuje wokół klatki próbując uciec. Podczas interakcji dorosły mężczyzna często przypinał kobietę, ale ponieważ była tak mała i zwinna, była w stanie uciec. Niewiele było intromizacji, jeśli w ogóle, i dlatego interakcje nie spowodowały kopulacji. Jest tak prawdopodobnie dlatego, że owłosiona kobieta może uciec, ale również dlatego, że jej kanał pochwy nie jest w pełni otwarty i nie owuluje. Co ciekawe, liczba zachowań związanych z agresją (szpilki i śledzenie anogenitalne) nie przyzwyczajała się przez wiele dni i utrzymywała ich intensywność nawet po ośmiu dniach ekspozycji, a ponieważ dojrzewająca kobieta osiągała dojrzałość płciową.
Jednym z celów obecnego zestawu eksperymentów było stworzenie SCAR realistycznego modelu stresu u kobiet. Z badań laboratoryjnych na zwierzętach wiemy, że stresujące doświadczenie życiowe ma wiele szkodliwych skutków dla wyników neuronalnych i behawioralnych. Jednak większość modeli zwierzęcych opiera się na stresorach, których nie doświadczają ludzie żyjący w nowoczesnym społeczeństwie (tj. Stresie powściągliwym, wstrząsach awersyjnych lub stresie pływackim), a tym bardziej na stresorach powszechnie doświadczanych przez młode kobiety. Aby sprawdzić, czy spotkanie z mężczyzną było stresujące i potencjalnie awersyjne, zmierzyliśmy stężenia kortykosteronu, które zostały wzmocnione. Średnie stężenia były znacząco podwyższone w porównaniu ze średnimi stężeniami w grupie dojrzewających samic, z których każda była połączona z dorosłą kobietą (Rys. 2A). W oddzielnym eksperymencie ustaliliśmy, że interakcja podniosła stężenie kortykosteronu w porównaniu z grupą kobiet, z których każda została umieszczona w nowym kontekście przez ten sam czas (Rys. 2B). Na podstawie tych wyników wnioskujemy, że interakcja z dorosłym mężczyzną jest stresującym doświadczeniem dla kobiety i bardziej stresującym niż interakcja z inną kobietą lub ekspozycja na nowy kontekst. Dlatego doświadczenie SCAR jest bardziej stresujące niż nowość per se. Ponadto, jak wspomniano powyżej, zachowania nie przyzwyczaiły się do sesji i pozostały na wysokim poziomie nawet osiem dni później. Nie mierzyliśmy stężenia kortykosteronu w tym punkcie czasowym, ale biorąc pod uwagę, że zachowania się nie zmieniły, prawdopodobne jest, że stężenie kortykosteronu pozostanie podwyższone. Dane te sugerują minimalnie, że doświadczenie SCAR jest wystarczająco stresujące, aby stale aktywować odpowiedź HPA w ciągu kilku godzin.
Badanie interakcji społecznych i agresji ma długą historię, ale większość badań koncentruje się na agresji mężczyzn / mężczyzn. Jeden model jest podobny do naszego i określany jako niewolnictwo społeczne. W tych badaniach owłosione samce lub samice gryzoni umieszcza się z dorosłymi samcami na spotkania 10-min. Podsumowując, ich odkrycia wskazały, że mózg kobiety był bardziej wrażliwy i mniej selektywny w odpowiedzi na spotkanie39,40. Szczególnie aktywowane regiony mózgu obejmują jądro podstawno-boczne jądra migdałowatego, jądro łożyska terminalnego i podwzgórze. Cooke i jego koledzy badali także depresję i zachowania związane z lękiem u obu płci po spotkaniach. Kobiety były szczególnie narażone na więcej czasu spędzonego w zamkniętym ramieniu podwyższonego labiryntu plus więcej bezradności podczas testu wymuszonego pływania. Nie mierzyliśmy tutaj tych zachowań, ale oczekiwalibyśmy podobnych zmian u dojrzewanej samicy po codziennej ekspozycji na dorosłego mężczyznę. Zamiast mierzyć zachowania depresyjne, jako takie skupiliśmy się na procesach związanych z uczeniem się. I jak pokazano na Rys. 2C, powtarzające się narażenie na agresywnego mężczyznę w okresie dojrzewania zaburzyło zdolność samicy do uczenia się kojarzenia dwóch bodźców, które były rozdzielone w czasie, tj. podczas warunkowania śladowego. Oceniliśmy także wpływ SCAR na zachowania matczyne związane z nauką (Rys. 4). Młode samice gryzoni nauczą się dbać o potomstwo, nawet jeśli nadal są dziewicami. Ten proces uczulania matki jest często stosowany w modelach zwierzęcych do oceny zmian w zachowaniu matki i mózgu kobiety. Narażenie na agresywnego i doświadczonego seksualnie mężczyznę zakłóciło rozwój i ekspresję złożonych zachowań matczynych, co ograniczyłoby liczbę potomstwa, które przeżyje w warunkach naturalistycznych.
Mózg dojrzewania jest szczególnie plastyczny i podatny na stresujące doświadczenia życiowe15,41. Hipokamp generuje tysiące komórek każdego dnia w okresie dojrzewania niż w wieku dorosłym15. Jednak produkcja komórek jest często zmniejszana przez stresujące doświadczenie. Aby ustalić, czy doświadczenie SCAR zmniejsza proliferację komórek w hipokampie, grupy samic dojrzewanych były eksponowane na dorosłego mężczyznę lub nie, jak wcześniej, a następnie wstrzyknięto BrdU (marker mitozy) i uśmiercono dwie godziny, tydzień lub trzy tygodnie później . Procedura ta pozwoliła nam ocenić wpływ SCAR (ekspozycja na dorosłego mężczyznę) na proliferację w porównaniu do przeżycia nowo wytworzonych komórek. Średnia liczba komórek znakowanych BrdU, które były obecne w każdym z tych punktów czasowych, była podobna u kobiet narażonych na dorosłego mężczyznę i tych, które nie były, sugerując, że doświadczenie SCAR nie zmniejszyło neurogenezy poprzez zmniejszenie proliferacji komórek (Rys. 4). Jak wspomniano, zwierzęta w okresie dojrzewania wytwarzają znacznie więcej nowych neuronów niż zwierzęta dorosłe15. Niemniej jednak nie było wpływu doświadczenia SCAR na liczbę komórek znakowanych BrdU obecnych 2-h lub jeden tydzień po początkowym wstrzyknięciu. Różnica wystąpiła raczej trzy tygodnie po pierwszym wstrzyknięciu i tylko w odpowiedzi na doświadczenie uczulenia matki (Rys. 5A). W związku z tym niniejsze wyniki wskazują na zmianę w przeżywalności nowych komórek, które były już obecne, gdy nastąpiło zachowanie matki, a nie produkcja komórek, de novo.
Nawet jeśli każdego dnia rodzą się tysiące, aż połowa lub nawet więcej nowych komórek umiera w ciągu zaledwie kilku tygodni od ich wygenerowania21. Jak pokazano w Rys. 4, ponad połowa nowych komórek hipokampa wytworzonych w ciągu jednego tygodnia nie była już obecna w ciągu kilku tygodni. W serii badań laboratoryjnych ustaliliśmy, że nowe komórki można uratować przed śmiercią poprzez wysiłek nauki, w tym komórki generowane w okresie dojrzewania15,16. Nie badaliśmy przeżycia komórek u zwierząt, które były szkolone ze śladowym uwarunkowaniem mrugania. Jednak nie spodziewalibyśmy się, że trening ratuje nowe neurony przed śmiercią u samic SCAR, ponieważ samice SCAR nie nauczyły się warunkowej odpowiedzi42,43,44. Obecne dane wskazują, że codzienne interakcje z potomstwem mogą być wystarczające, aby zapobiec śmierci wielu nowo wytworzonych komórek u samic pokwitających, co sugeruje, że obecność potomstwa może zapobiec śmierci komórek, która normalnie występuje u tych młodych samic. Co więcej, nowo wytworzone komórki były bardziej narażone na przeżycie w obrębie samicy, która nauczyła się wyrażać pełne zachowania matki. Tak więc nowo wytworzone komórki w zakręcie zębatym hipokampa żeńskiego reagują na doświadczenia macierzyństwa i dlatego mogą odgrywać ważną rolę w nauce rozpoznawania i dbania o potomstwo. Dane te są zgodne z poprzednim raportem wskazującym, że nowe neurony w dorosłym hipokampie samców ojca odpowiadają na interakcje z ich potomstwem i mogą być zaangażowane w rozpoznawanie potomstwa45.
Mózg kobiety zmienia się, ucząc się dbać o potomstwo46,47. Jak zauważono we wstępie, ekspozycja na ostre stresujące zdarzenie tłumi uczenie się asocjacyjne podczas warunkowania klasycznego u dorosłej samicy szczura. Jednak stres nie tłumił uczenia się u kobiet, które opiekują się potomstwem w sposób naturalny (poprzez ciążę) lub w procesie uczulania matki14. Co więcej, efekty te są względnie trwałe w takim stopniu, że stres nie tłumi tego typu uczenia się u kobiet, które nauczyły się w pewnym momencie swojego życia stać się matką.48 Niedawne badanie wykazało, że podawanie oksytocyny zarówno ogólnoustrojowo, jak i miejscowo w korze słuchowej poprawiło odzyskiwanie młodych szczurów przez matki, które nie wyrażały zachowań matek49. Na podstawie tych danych możliwe jest, że młode kobiety narażone na SCAR nauczą się wyrażać zachowania matczyne, jeśli otrzymają oksytocynę ICV50 lub lokalnie w korze słuchowej podczas uczulania matki49. Taki wzrost zachowań matek powinien w ten sposób zwiększyć przeżycie nowo wytworzonych neuronów w zakręcie zębatym hipokampa w porównaniu z samicami leczonymi podobnie, bez narażenia na oksytocynę. Łącznie te różne badania wskazują na neurogenezę jako potencjalny mechanizm, dzięki któremu rodzice rozpoznają i uczą się dbać o swoją młodość. Dlatego model SCAR może być przydatny nie tylko do badania reakcji kobiet na agresję seksualną, ale także do badania rozwoju zachowania matki i jej potencjalnej interakcji z neurogenezą w hipokampie.
Wnioski
Ponad trzydzieści procent kobiet na całym świecie doświadcza agresji lub napaści seksualnej w swoim życiu, a wiele z tych doświadczeń występuje w okresie dojrzewania i młodości dorosłych51,52. Agresja seksualna i trauma są związane z dramatycznym wzrostem częstości występowania depresji i zaburzeń poznawczych u kobiet53. Co więcej, kobiety, które były często narażone na silne seksualne i / lub fizyczne przemoc w dzieciństwie, często cierpią na PTSD, co wiąże się ze spadkiem objętości ciała migdałowatego i hipokampa, a także z deficytami w nauce54. Ponadto dzieci matek cierpiących na zespół stresu pourazowego są bardziej narażone na traumatyczne doświadczenia, które przyczyniają się do ich złego rokowania rozwojowego55. Pomimo tych i innych badań na ludziach, według naszej wiedzy, nie ma ustalonego modelu zwierzęcego do oceny skutków agresji seksualnej i traumy u kobiet. Badania przedstawione tutaj przedstawiają SCAR jako przydatny model urazu seksualnego nastolatków u kobiet. Jest to ważny wkład, ponieważ wiemy bardzo niewiele o mechanizmach mózgowych, które odpowiadają za wzrost depresji i innych zaburzeń nastroju u kobiet, które doświadczają traumy i agresji seksualnej i bez modelu zwierzęcego, jesteśmy ograniczeni w rodzajach badań, które mogą być przeprowadzona. Dane przedstawione tutaj dalej wskazują, że narażenie na SCAR znacznie zmniejsza uczenie się i rozwój zachowań matczynych, co ma konsekwencje dla plastyczności w mózgu kobiety. Podkreślamy, że model SCAR i wynikające z niego dane mogą być wykorzystane do opracowania interwencji klinicznych dla dziewcząt i młodych kobiet, które doznały przemocy seksualnej i traumy, a teraz muszą nauczyć się odzyskiwaćr56,57.
Dodatkowe informacje
Jak przytoczyć ten artykuł: Shors, TJ i in. Sexual Conspecific Aggressive Response (SCAR): Model traumy seksualnej, który zakłóca matczyne uczenie się i plastyczność kobiecego mózgu. Sci. Rozpustnik. 6, 18960; doi: 10.1038 / srep18960 (2016).
Referencje
- 1.
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), Globalne i regionalne szacunki przemocy wobec kobiet: rozpowszechnienie i skutki zdrowotne przemocy ze strony partnera i przemocy seksualnej innych niż partnerskie. http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/85239/1/9789241564625_eng.pdf?ua=1 (2013).
2.
Finkelhor, D., Turner, HA, Shattuck, A. & Hamby, SL Przemoc, przestępczość i nadużycia w krajowej próbie dzieci i młodzieży: aktualizacja. JAMA Pediatria 167, 614 (2013).
· 3.
Cantor, D., Fisher, W., Chibnaill, S., Townsend. R., Lee, H., Bruce, C. & Thomas, G. Raport z badania klimatu kampusu AAU dotyczącego napaści na tle seksualnym i nadużyć seksualnych. http://sexualassaulttaskforce.harvard.edu/files/taskforce/files/final_report_harvard_9.21.15. (2015).
4.
Briere, J. & Jordan, CE Przemoc wobec kobiet powoduje złożoność i implikacje dla oceny i leczenia. Journal of Interpersonal Violence 19, 1252 – 1276 (2004).
· 5.
Shors, TJ, Olson, RL, Bates, ME, Selby, EA i Alderman, BL Trening psychiczny i fizyczny (MAP): interwencja inspirowana neurogenezą, która poprawia zdrowie ludzi. Neurobiol. Uczyć się. Mem. 115, 3 – 9 (2014).
· 6.
Jordan, CE, Campbell, R. & Follingstad, D. Przemoc i zdrowie psychiczne kobiet: wpływ agresji fizycznej, seksualnej i psychologicznej. Ann. Rev. Clin. Psychol. 6, 607 – 628 (2010).
· 7.
Heim, C., Shugart, M., Craighead, WE i Nemeroff, CB Neurobiologiczne i psychiatryczne konsekwencje wykorzystywania i zaniedbywania dzieci. Dev. Psychobiol. 52, 671 – 690 (2010).
· 8.
Kessler, RC Epidemiologia kobiet i depresja. J. Affect. Disord. 74, 5 – 13 (2003).
· 9.
Dalla, C. & Shors, TJ Różnice płci w procesach uczenia się warunkowania klasycznego i operantowego. Physiol. Behav. 97, 229 – 38 (2009).
· 10.
Wood, GE & Shors, TJ Stres ułatwia klasyczne uwarunkowanie u mężczyzn, ale upośledza klasyczne warunkowanie u kobiet poprzez aktywujące działanie hormonów jajnikowych. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 4066 – 4071 (1998).
· 11.
Shors, TJ Stresujące doświadczenie i nauka przez całe życie. Roczny przegląd psychologii, 57, 55 – 85, (2006).
· 12.
Maeng, LY & Shors, TJ Podkreślił, że mózg żeński: aktywność neuronalna w obszarze prelimbicznym, ale nie infralimbicznym środkowej kory przedczołowej tłumi uczenie się po ostrym stresie. Z przodu. Obwody neuronowe 7, 198 (2013).
· 13.
Bangasser, DA & Shors, TJ Krytyczne obwody mózgu na styku stresu i uczenia się. Neurosci. Biobehav. Obrót silnika. 34, 1223 – 1233 (2010).
· 14.
Leuner, B. & Shors, TJ Uczenie się podczas macierzyństwa: odporność na stres. Horm. Behav. 50, 38 – 51 (2006).
· 15.
Curlik, DM, Difeo, G. & Shors, TJ Przygotowanie do dorosłości: tysiące hipokampów rodzą się w hipokampie w okresie dojrzewania, a większość przeżywa z wysiłkiem nauki. Z przodu. Neurosci. 8, 70 (2014).
· 16.
Shors, TJ Mózg dorosłych tworzy nowe neurony, a wysiłek uczenia się utrzymuje je przy życiu. Curr. Reż. Psychol. Sci. 23, 311 – 318 (2014).
· 17.
Leuner, B. i in. Uczenie się zwiększa przeżycie nowych neuronów po czasie, w którym hipokamp jest wymagany do pamięci. J. Neurosci. 24, 7477 – 7481 (2004).
· 18.
Sisti, HM, Glass, AL & Shors, TJ Neurogeneza i efekt rozstawienia: uczenie się w czasie zwiększa pamięć i przeżycie nowych neuronów. Uczyć się. Mem. 14, 368 – 75 (2007).
· 19.
Curlik, DM, Maeng, LY, Agarwal, PR & Shors, TJ Trening umiejętności fizycznych zwiększa liczbę przeżywających nowych komórek w dorosłym hipokampie. PLoS ONE 8, e55850 (2013).
· 20.
Seip, KM i Morrell, JI Narażenie na młode wpływa na siłę motywacji matek u dziewiczych samic szczurów. Physiol. Behav. 95, 599 – 608 (2008).
· 21.
Gould, E., Beylin, A, Tanapat, P., Reeves, A & Shors, TJ Uczenie się zwiększa neurogenezę dorosłych w formacji hipokampa. Nat. Neurosci. 2, 260 – 265 (1999).
· 22.
Anderson, ML, Sisti, HM, Curlik, DM & Shors, TJ Uczenie się asocjacyjne zwiększa neurogenezę dorosłych w krytycznym okresie. Eur. J. Neurosci. 33, 175 – 81 (2011).
· 23.
Dalla, C., Bangasser, DA, Edgecomb, C. & Shors, TJ Neurogeneza i uczenie się: nabycie i asymptotyczna wydajność przewidują, ile nowych komórek przeżyje w hipokampie. Neurobiol. Uczyć się. Mem. 88, 143 – 8 (2007).
· 24.
West, MJ, Slomianka, L. & Gundersen, HJ Bezstronna stereologiczna ocena całkowitej liczby neuronów w podgrupach hipokampa szczura przy użyciu frakcjonatora optycznego. Anat. Rec. 231, 482 – 97 (1991).
· 25.
Banasr, M., Soumier, A., Hery, M., Mocaër, E. & Daszuta, A. Agomelatyna, nowy lek przeciwdepresyjny, wywołuje regionalne zmiany w neurogenezie hipokampa. Biol. Psychiatria 59, 1087 – 96 (2006).
· 26.
Blanchard, DC i Blanchard, RJ Co mogą nam powiedzieć badania nad agresją zwierząt na temat ludzkiej agresji? Horm. Behav. 44, 171 – 7 (2003).
· 27.
Geary Boal, J., Hylton, RA, Gonzalez, SA i Hanlon, RT Wpływ zatłoczenia na społeczne zachowanie mątwy (Sepia officinalis). Contemp. Top. Laboratorium. Anim. Sci. 38, 49 – 55 (1999).
· 28.
Gobrogge, KL & Wang, ZW Genetyka agresji w nornikach. Adv. Genet. 75, 121 – 50 (2011).
· 29.
Parga, JA i Henry, AR Męska agresja podczas krycia: dowody na przymus seksualny u dominującej samicy naczelnych? Rano. J. Primatol. 70, 1187 – 90 (2008).
· 30.
Stockley, P. & Campbell, A. Konkurencja kobiet i agresja: perspektywy interdyscyplinarne. Philos. Trans. R. Soc. b 368, 20130073 (2013).
· 31.
Wood, W. & Eagly, AH Międzykulturowa analiza zachowań kobiet i mężczyzn: implikacje dla pochodzenia różnic płciowych. Psychol. Byk. 128, 699 – 727 (2002).
· 32.
Yang, CF i Shah, NM Reprezentowanie seksu w mózgu, jeden moduł na raz. Neuron 82, 261 – 78 (2014).
· 33.
Darwin, C. Pochodzenie gatunków i zejście człowieka. (New American Library, 1871).
34.
Lindenfors, P. & Tullberg, BS Ewolucyjne aspekty agresji znaczenie doboru płciowego. Adv. Genet. 75, 7 – 22 (2011).
· 35.
Darden, SK & Watts, L. Męskie molestowanie seksualne zmienia zachowanie społeczne kobiet wobec innych kobiet. Biol. Łotysz. 8, 186 – 8 (2012).
· 36.
Romeo, RD, Richardson, HN & Sisk, CL Dojrzewanie i dojrzewanie męskiego mózgu i zachowania seksualne: przekształcenie potencjału behawioralnego. Neurosci. Biobehav. Obrót silnika. 26, 381 – 91 (2002).
· 37.
Sullivan, RM Neurobiologia przywiązania do opiekunów i obraźliwych opiekunów. Hastings Law J. 63, 1553 – 1570 (2012).
· 38.
Wade, J. Relacje między hormonami, mózgiem i zachowaniami motywacyjnymi u jaszczurek. Horm. Behav. 59, 637 – 44 (2011).
· 39.
Weathington, JM, Arnold, AR & Cooke, BM Młodzieżowe ujarzmienie społeczne wywołuje specyficzny dla płci wzór lęku i zachowań przypominających depresję u dorosłych szczurów. Horm. Behav. 61, 91 – 9 (2012).
· 40.
Weathington, JM, Puhy, C., Hamki, A., Strahan, JA & Cooke, BM Dymorficzne wzorce aktywności neuronalnej w odpowiedzi na podporządkowanie społeczne nieletnich. Behav. Brain Res. 256, 464 – 471 (2013).
· 41.
Romeo, RD i McEwen, BS Stres i mózg nastolatka. Ann. NY Acad. Sci. 1094, 202 – 214 (2006).
· 42.
Curlik, DM & Shors, TJ Trening mózgu: Czy trening mentalny i fizyczny (MAP) wzmacnia poznanie poprzez proces neurogenezy w hipokampie? Neuropharmacology 64, 506 – 514 (2013).
· 43.
Waddell, J. & Shors, TJ Neurogeneza, siła uczenia się i asocjacji. Eur. J. Neurosci. 27, 3020 – 8 (2008).
· 44.
Dalla, C., Papachristos, EB, Whetstone, AS & Shors, TJ Samice szczurów lepiej uczą się śladowych wspomnień niż samce szczurów, a zatem zachowują większą część nowych neuronów w hipokampie. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2927 – 2932 (2009).
· 45.
Mak, GK & Weiss, S. Ojcowskie rozpoznanie dorosłego potomstwa za pośrednictwem nowo wygenerowanych neuronów OUN. Nat. Neurosci. 13, 753 – 8 (2010).
· 46.
Kim, P. i in. Plastyczność ludzkiego mózgu matki: Podłużne zmiany w anatomii mózgu we wczesnym okresie poporodowym. Behav. Neurosci. 124, 695 – 700 (2010).
· 47.
Dulac, C., O'Connell, LA & Wu, Z. Kontrola neuronalna zachowań macierzyńskich i ojcowskich. nauka 345, 765 – 70 (2014).
· 48.
Maeng, LY & Shors, TJ Kiedyś matka, zawsze matka: Doświadczenie matki chroni kobiety przed negatywnym wpływem stresu na naukę. Behav. Neurosci. 126, 137 – 141 (2012).
· 49.
Marlin, BJ, Mitre, M., D'amour, JA, Chao, MV & Froemke, RC Oksytocyna umożliwia zachowanie matki poprzez równoważenie hamowania korowego. Natura 520, 499 – 504 (2015).
· 50.
de Jong, TR, Beiderbeck, DI & Neumann, ID Pomiar dziewiczej agresji u kobiet w teście intruza (FIT): wpływ oksytocyny, cyklu rujowego i lęku. PLoS ONE 9, e91701 (2014).
· 51.
García-Moreno, C., Heise, L., Jansen, H., Ellsberg, M. & Watts, C. Przemoc wobec kobiet. Nauka,310(5752): 1282 – 1283 (2005).
· 52.
Tjaden, P. i Thoennes, N. Krajowy instytut centrów sprawiedliwości zajmujący się zwalczaniem i zapobieganiem chorobom, występowaniem i skutkami przemocy wobec kobiet: wnioski z badania dotyczącego przemocy domowej wobec kobiet. Natl. Inst. Centra Sprawiedliwości Kontrola chorób Poprzednia. (1998) doi: NCJ 172837.
53.
Chen, LP i in. Wykorzystywanie seksualne i dożywotnia diagnoza zaburzeń psychicznych: przegląd systematyczny i metaanaliza. Mayo Clin. Proc. 85, 618 – 29 (2010).
· 54.
Weniger, G., Lange, C., Sachsse, U. & Irle, E. Objawy i poznanie amyloidy i hipokampa u dorosłych, którzy przeżyli nadużywanie w dzieciństwie z zaburzeniami dysocjacyjnymi. Acta Psychiatr. Scand. 118, 281 – 90 (2008).
· 55.
Chemtob, CM, Gudiño, OG & Laraque, D. Zaburzenia stresu pourazowego u matki i depresja w podstawowej opiece pediatrycznej: związek z maltretowaniem dzieci i częstością narażenia dziecka na traumatyczne zdarzenia. JAMA Pediatr. 167, 1011 – 8 (2013).
· 56.
Shors, TJ Podróż w dół pamięci o różnicach płci w mózgu. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. W prasie (2016).
· 57.
Alderman, BL, Olson, RL, Brush, CJ & Shors, TJ Trening psychiczny i fizyczny (MAP): łączenie medytacji i ćwiczeń aerobowych zmniejsza depresję i przeżuwanie, zwiększając jednocześnie zsynchronizowaną aktywność mózgu. Psychiatria translacyjna, W prasie (2016).
Podziękowania
Wspierany przez nagrodę Distinguished Investigator Award od Behavioral Brain Health Foundation i National Alliance for Research on Schizophrenia and Depression (NARSAD) do TJS i nagrodę INSPIRE (NIH: IRACDA New Jersey / New York za partnerstwa naukowe w dziedzinie badań i edukacji) do KT i Dorthy i David Cooper Fellowship na HC i DD.
Autor informacji
przynależność
1. Neuroscience Behavioral and Systems, Katedra Psychologii, Center for Collaborative Neuroscience, Rutgers University.
o Tracey J. Shors
o, Krishna Tobόn
o, Gina DiFeo
o, Demetrius M. Durham
o oraz Han Yan M. Chang
Wpłaty na siódmą tradycję
TJS zaprojektował eksperymenty, nadzorował je i napisał główny tekst rękopisu. KT, GD, DD i HC przyczynili się do zaprojektowania, przeprowadzenia eksperymentów i analizy danych. HC przygotował rysunki 1 – 5. Wszyscy autorzy przejrzeli rękopis.
Konkurencyjnymi interesami
Autorzy deklarują brak konkurencyjnych interesów finansowych.
Odpowiedni autor
Korespondencja do Tracey J. Shors.
;