The extinction of conditioned fear: structural and molecular basis and therapeutic use

OBJECTIVE: Through association, a large variety of stimuli acquire the property of signaling pleasant or aversive events. Pictures of a wedding or of a plane disaster may serve as cues to recall these events and/or others of a similar nature or emotional tone. Presentation of the cues unassociated with the events, particularly if repeated, reduces the tendency to retrieve the original learning based on that association. This attenuation of the expression of a learned response was discovered by Pavlov 100 years ago, who called it extinction. In this article we review some of the most recent findings about the behavioral and biochemical properties of extinction. RESULTS AND DISCUSSION: It has been shown that extinction is a new learning based on a new link formed by the cues and the absence of the original event(s) which originated the first association. Extinction does not consist of the erasure of the original memory, but of an inhibition of its retrieval: the original response reappears readily if the former association is reiterated, or if enough time is allowed to pass (spontaneous recovery). Extinction requires neural activity, signaling pathways, gene expression and protein synthesis in the ventromedial prefrontal cortex and/or basolateral amygdala, hippocampus, entorhinal cortex and eventually other areas. The site or sites of extinction vary with the task. CONCLUSIONS: Extinction was advocated by Freud in the 1920's for the treatment of phobias, and is used in cognitive therapy to treat diseases that rely on conditioned fear (phobias, panic, and particularly posttraumatic stress disorder). The treatment of learned fear disorders with medications is still unsatisfactory although some have been shown useful when used as adjuncts to behavioral therapy.

OBJETIVO: Muitos estímulos podem adquirir características prazerosas ou aversivas por meio da formação de associações. Fotografias de um casamento ou de um acidente aeronáutico podem servir como dicas para lembrar esses eventos e outros de natureza ou caráter emocional semelhante. Porém, sabe-se que a apresentação repetida de uma dica na ausência do estímulo ao qual está associada reduz a probabilidade de expressão da memória em questão. Este fenômeno de atenuação foi descoberto por Pavlov há quase 100 anos, recebendo o nome de extinção. Neste artigo de revisão, comentamos alguns dos achados mais recentes a respeito das propriedades comportamentais e bioquímicas do processo de extinção de memórias. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Tem sido demonstrado que a extinção não envolve esquecimento, mas a inibição da expressão da memória original juntamente com um novo aprendizado, que inclui a formação de uma relação entre a dica e a ausência do estímulo que originou a primeira associação. De fato, a memória original reaparece rapidamente após a re-exposição ao estímulo adequado ou, simplesmente, com o passar do tempo (recuperação espontânea). A extinção requer atividade neural, diferente vias de sinalização neuronal, incluindo a expressão de genes e a síntese de proteínas, em diferentes áreas do cérebro. Estas variam com a tarefa, mas distintos estudos sugerem que tanto o córtex pré-frontal medial como o córtex entorrinal, a amígdala basolateral, hipocampo entre outras áreas desempenham um papel fundamental neste processo. CONCLUSÕES: Nos anos 20 do século XX, Freud recomendou a utilização de terapias baseadas na extinção para o tratamento de fobias. Hoje, a extinção é utilizada na terapia cognitiva de distintas desordens, incluindo o pânico e o estresse pós-traumático. Ainda que alguns medicamentos tenham demonstrado sua eficácia como coadjuvantes na terapia comportamental do medo aprendido, a resposta destes pacientes ao tratamento farmacológico ainda...

The transition from memory retrieval to extinction

A retenção das memórias é avaliada através da sua expressão. A expressão do traço mnemônico é iniciada freqüentemente pelo estímulo condicionado (CS); porém, como definido por Pavlov, a apresentação apenas do CS induz extinção. A esquiva inibitória de apenas uma sessão (IA) é um paradigma de condicionamento ao medo muito utilizado, no qual o CS é a parte segura da caixa de treinamento (plataforma), o estímulo incondicionado (US) é um choque aplicado nas patas do animal quando o mesmo desce da plataforma e a resposta condicionada é permanecer na área segura. Na IA, a expressão da memória é medida na ausência do US, sendo definida como a latência para descer da área segura. A extinção é instalada no momento da primeira sessão de teste, tal como fica claramente demonstrado pelo fato de que várias drogas, entre elas inibidores de síntese protéica, de PKA e de ERK e antagonistas dos receptores NMDA, impedem a extinção quando administrados no hipocampo ou na amígdala basolateral no momento da primeira sessão de teste, mas não mais tardiamente. Alguns, mas não todos os sistemas moleculares requeridos para a extinção, também são ativados pela expressão das memórias, fortalecendo a hipótese de que mesmo que a expressão seja comportamental e bioquimicamente necessária para a ocorrência da extinção, este último processo constitui um novo aprendizado, secundário a expressão do traço original.

Short- and long-term memory: differential involvement of neurotransmitter systems and signal transduction cascades

Since William James (1890) first distinguished primary from secondary memory, equivalent to short- and long-term memory, respectively, it has been assumed that short-term memory processes are in charge of cognition while long-term memory is being consolidated. From those days a major question has been whether short-term memory is merely a initial phase of long-term memory, or a separate phenomena. Recent experiments have shown that many treatments with specific molecular actions given into the hippocampus and related brain areas after one-trial avoidance learning can effectively cancel short-term memory without affecting long-term memory formation. This shows that short-term memory and long-term memory involve separate mechanisms and are independently processed. Other treatments, however, influence both memory types similarly, suggesting links between both at the receptor and at the post-receptor level, which should not be surprising as they both deal with nearly the same sensorimotor representations. This review examines recent advances in short- and long-term memory mechanisms based on the effect of intra-hippocampal infusion of drugs acting upon neurotransmitter and signal transduction systems on both memory types.