Neurobehavioural Effects of Fear Conditioning: Linking Freezing Behaviour to Prefrontal EEG Patterns

Abstract

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Efectos neuroconductuales del condicionamiento del miedo: relación entre la conducta de inmovilidad y los patrones de EEG prefrontal Autores: Andrei Teodor Bratu - University of Bucharest (RO) Florin Zamfirache - University of Bucharest (RO) Gabriela Narcisa Prundaru - University of Bucharest (RO) Cristina Dumitru - University of Bucharest (RO) Beatrice Mihaela Radu - University of Bucharest (RO) Resumen El estrés se ha convertido en una parte inevitable de la vida cotidiana, configurando tanto las respuestas conductuales como las neurales. Este estudio investigó cómo el condicionamiento del miedo influye en la conducta defensiva de las ratas, integrando paradigmas conductuales estandarizados con monitorización prefrontal mediante EEG. Se evaluaron veinte ratas macho Sprague Dawley antes y después del condicionamiento mediante las pruebas de campo abierto, laberinto elevado en cruz, natación forzada y reconocimiento de objeto novedoso. El condicionamiento del miedo produjo un aumento significativo de los indicadores de ansiedad y depresión, y las ratas condicionadas pasaron menos tiempo en los brazos abiertos del laberinto y más tiempo inmóviles durante la prueba de natación forzada. No se observaron diferencias significativas en el rendimiento exploratorio ni cognitivo. Los análisis de EEG no revelaron diferencias globales en la actividad cortical prefrontal entre los estados previo y posterior al condicionamiento. Sin embargo, durante los episodios de inmovilidad se observaron aumentos significativos en todas las bandas de frecuencia, lo que indica una modulación de la actividad prefrontal dependiente del estado y vinculada a mecanismos defensivos. Estos hallazgos sugieren que el condicionamiento aversivo afecta selectivamente a los dominios emocionales y defensivos, más que al rendimiento cognitivo, y que la conducta de inmovilidad refleja una firma neurofisiológica de estrategias adaptativas de afrontamiento.

Stress has become an unavoidable part of daily life, shaping both behavioural and neural responses. This study investigated how fear conditioning influences defensive behaviour in rats, integrating standardiszed behavioural paradigms with prefrontal EEG monitoring. Twenty male Sprague Dawley rats were evaluated pre- and post-conditioning using Open Field, Elevated Plus Maze, Forced Swim, and Novel Object Recognition tasks. Fear conditioning produced a significant increase in anxiety and depression indicators, with conditioned rats spending less time in the open arms of the maze and more time immobile during forced swim testing. No significant differences emerged in exploratory or cognitive performance. EEG analyses revealed no global differences in prefrontal cortical activity between pre- and post-conditioning states. However, significant increases across all frequency bands were observed during freezing episodes, indicating a state-dependent modulation of prefrontal activity linked to defensive mechanisms. These findings suggest that aversive conditioning selectively impacts emotional and defensive domains rather than cognitive performance, with freezing behaviour reflecting a neurophysiological signature of adaptive coping strategies.