Funkcionālā disociācija gar japāņu paipalu hipokampa rostrokaudālo asi 1. daļa

Abstrakts

Zīdītāju hipokampu (Hp) var funkcionāli nodalīt gar tā septotemporalaksi, telpiskajā atmiņā iesaistot muguras hipokampu (dHp) un ventrālo hipokampu (vHp) stresa reakcijās un emocionālajā uzvedībā.

Septotemporālā ass ir svarīga struktūra cilvēka smadzenēs, kas kontrolē ķermeņa dzirdi, valodu, atmiņu un citas funkcijas. Atmiņa ir viena no svarīgākajām cilvēka smadzeņu spējām un ir cieši saistīta ar mūsu dzīvi. Tātad, kāda ir saistība starp septotemporālo asi un atmiņu?

Pētījumi liecina, ka septotemporālajai asij ir ļoti svarīga loma atmiņas procesā. Atmiņas veidošanās procesā septotemporālā ass ir atbildīga par informācijas, piemēram, skaņu, vārdu un attēlu, apstrādi un uzglabāšanu. Kad mēs cenšamies atcerēties kādu informāciju, septotemporālās ass neironi ātri uzglabā informāciju smadzenēs. Turklāt septotemporālā ass ir saistīta arī ar emocijām un emocijām, kas var palīdzēt mums labāk uzglabāt un izgūt uztveres un emocionālās atmiņas.

Turklāt, cilvēkiem novecojot, septotemporālā ass pakāpeniski deģenerējas, kas arī noved pie atmiņas pasliktināšanās. Tomēr ir vairāki veidi, kā mēs varam aizsargāt septotemporālo asi un uzlabot atmiņu. Piemēram: vairāk vingrojiet, saglabājiet labus miega ieradumus un regulāru darba un atpūtas laiku, saglabājiet priecīgu attieksmi, attīstiet lasīšanas ieradumus, vairāk nodarbojieties ar domāšanas un prāta vingrinājumiem utt.

Īsāk sakot, starp septotemporālo asi un atmiņu pastāv nedalāmas attiecības. Izpratne par šīm attiecībām var labāk aizsargāt mūsu smadzenes, uzlabot atmiņu un dzīvot laimīgāku, veselīgāku dzīvi. Var redzēt, ka mums jāuzlabo atmiņa. Cistanche deserticola var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola ir tradicionāls ķīniešu ārstniecības materiāls ar daudziem unikāliem efektiem, no kuriem viens ir atmiņas uzlabošana. Maltās gaļas efektivitāti nodrošina dažādas tajā esošās aktīvās sastāvdaļas, tostarp skābe, polisaharīdi, flavonoīdi utt. Šīs sastāvdaļas var veicināt smadzeņu veselību dažādos veidos.

Noklikšķiniet uz Zināt termina atmiņu, kā uzlabot

Šajā pētījumā mēs pētām salīdzināmu funkcionālo segregāciju ierosinātajos homologos putnu smadzenēs. Izmantojot japāņu paipalas (Coturnix Japonica), mēs ziņojam, ka divpusēji rostrālā hipokampa (rHp) bojājumi rada spēcīgus telpiskās Y-labirinta diskriminācijas (YMD) trūkumus. tests, vienlaikus saudzējot veiktspēju kontekstuālo baiļu kondicionēšanas (CFC) laikā, kas ir salīdzināms ar rezultātiem, kas iegūti no homologu reģionu bojājumiem zīdītājiem.

Turpretim astes hipokampa (cHp) bojājumi neizraisīja ne CFC, ne YMD deficītu, kas liecina, ka atšķirībā no zīdītājiem putnu cHpan un rHp var atbalstīt emocionālo uzvedību. Šie novērojumi parāda funkcionālu segregāciju gar putnu Hp rostrokaudālo asi, kas daļēji ir salīdzināma ar atšķirībām, kas redzamas gar zīdītāju hipokampu septotemporālo asi.

Ievads

Hipokamps (Hp) ir struktūra, kas ir būtiska daudzām atmiņas un telpiskās navigācijas formām vairākās sugās. Ņemot vērā daudzos aprēķinus, kas jāveic šai struktūrai, lai apkalpotu šīs sarežģītās kognitīvās funkcijas, nav pārsteidzoši, ka Hp nav vienota struktūra, bet tā vietā ir sadalīta vairākos funkcionāli atšķirīgos apakšreģionos.

Viena svarīga funkcionālā atšķirība ir gar dorsoventrālo asi, ko sauc arī par septotemporālo vai "garo" asi. Pierādījumi par funkcionālajām atšķirībām gar šo asi ir novēroti kopš agrākajiem pētījumiem, kuros tika pētīta Hp bojājumu ietekme uz uzvedību [1–3], un daudzi pētījumi ir apstiprinājuši un paplašinājuši šos novērojumus (apskatīti [4]). Lai gan funkcionālo domēnu precizitāte Hp joprojām ir diskusiju temats [4–6], pastāv vienprātība, ka, piemēram, dorsālais Hp (dHp) ir ļoti svarīgs telpiskajai atmiņai mazās vidēs [7, 8]. ventrālais reģions (vHp) ir svarīgāks emocionālajai uzvedībai un stresa reakcijām, tostarp konteksta bailēm [9–12].

Viens veids, kā uzskatīt šo disociāciju, ir izšķirtspējas atšķirība. dHp bojājumi būtiski pasliktina to uzdevumu izpildi, kuriem nepieciešama augstas izšķirtspējas atmiņa par precīzām atlīdzības vai objektu telpiskajām atrašanās vietām, piemēram, ēsmu apgādātu roku atrašana radiālā roku labirintā [13–15] vai slēptas platformas atrašanās vieta ūdens labirintā. [7, 8] vai objekta atpazīšana un tuvošanās tam, kas atrodas jaunā telpiskā vietā [16]. Turpretim vHp bojājumi neietekmē šo uzvedību. Turpretim uzdevumus, kuriem nepieciešams vispārīgi savienot notikumus ar kontekstu, piemēram, kontekstuālo baiļu kondicionēšanu (CFC), ietekmē vHp bojājumi pirms treniņa [17, 18], nevis dHp [19–21].

Putnu Hp ir ierosināts zīdītāju Hp homologs daudzu iemeslu dēļ, tostarp līdzību attīstībā, savienojamībā un neirotransmiteru jomā, kā arī tā lomas telpiskajā izziņā (pārskatu sk. [22–25]). Līdzīgi funkcionālajiem gradientiem, kas novēroti gar dorsoventrālo asi zīdītājiem, vairāki pētījumi piedāvā salīdzināmu funkcionālo gradientu gar putnu Hp rostrokaudālo asi. Savienojamības [26], gēnu ekspresijas[27, 28] un vietu šūnu raksturlielumu [29] pētījumi liecina par līdzībām starp putnu Hp rostrālo polu (rHp) un zīdītāju Hp muguras polu (skatīt [30] ). Joprojām nav zināms, vai putnu Hp (cHp) astes pols ir funkcionāli salīdzināms ar zīdītāju Hp ventrālo polu un, ja tā, vai pastāv funkcionāla disociācija starp rostrālo un astes polu.

Lai to novērstu, japāņu paipalu (Coturnix Japonica) grupām tika veikti selektīvi bojājumi Hp rostrālajā vai astes polā. Pēc tam subjekti tika pārbaudīti, izmantojot telpiskās Y-Maze diskriminācijas (YMD) uzdevumu, kā arī CFC, jo ir zināms, ka šāda veida informācija zīdītāju Hp polus apliek atšķirīgi.

materiāli un metodes

Priekšmeti

Šajā eksperimentā tika izmantotas divdesmit septiņas pieaugušas japāņu paipalu mātītes (Spring Creek Quail Farms, Saint Ann's, ON), kuru vecums ir aptuveni 3 mēneši. Ierašanās brīdī katrai paipalai tika uzliktas plastmasas kāju saites, lai tās identificētu. Paipalas tika izmitinātas grupās ar vismaz 400 cm2 grīdas laukumu vienam putnam 213 cm x 305 cm lielās turēšanas aizgaldos ar gaismas ciklu 12:12 un uzturēja 20–25˚C un 45–75% mitrumu. Gultasveļa sastāvēja no Teklad Aspen pakaišiem ar Teklad Tek-fresh, kas tika nodrošināts kā ligzdošanas materiāls.

Dzīvniekiem bija ad-lib piekļuve ūdenim Mazuri eksotisko medījamo putnu starteris un Mazuri medījamo putnu audzētājs. Smilšu peldēšanai tika nodrošinātas slēptuves apgāztu plastmasas uzglabāšanas konteineru veidā ar izgrieztām ieejām un ar smiltīm pildītas krāsas rullīša paplātes. Pirms uzvedības pārbaudes visi dzīvnieki tika apstrādāti 15 minūtes dienā vismaz 7 dienas. Visas procedūras apstiprināja Vilfrīda Lauriera universitātes dzīvnieku aprūpes komiteja saskaņā ar Kanādas Dzīvnieku kopšanas padomes vadlīnijām.

Ķirurģija

Visas operācijas tika veiktas pirms jebkādas uzvedības pārbaudes. Katrā bojājumu grupā bija 9 subjekti (9 rHp, 9 hp, 9 viltus). Ķirurģiskās procedūras tika pārveidotas, salīdzinot ar Damphousse un kolēģu izklāstītajām procedūrām [31]. Paipalas tika anestēzētas ar izoflurānu, izmantojot SomnoSuiteanesthesia iekārtu (Kent Scientific, Torrington, CT) un ievietotas stereotaksiskā instrumentā (Kopf Instruments, Tujunga, CA).

Kad galva tika nostiprināta, izmantojot ausu stieņus un deguna konusu, spalvas tika noņemtas un laukums tika sagatavots, izmantojot antibakteriālu tīrīšanas līdzekli (Phenrex1), 70% izopropilspirtu un hlorheksidīna glikonāta šķīdumu (Baxedin1). Pēc lidokaīna un epinefrīna (Bimeda, Kembridža, ON) subkutānas injekcijas gar galvaskausa viduslīniju tika veikts viduslīnijas griezums, galvas āda tika ievilkta un bojājuma vietā tika veikta kraniotomija. Hp tika noņemts ar aspirāciju saskaņā ar koordinātām, kas noteiktas, izmantojot publicēto paipalu smadzeņu atlantu [32].

Bojājumu koordinātas tika noteiktas attiecībā pret vietu, kur parieto-pakauša šuve krustojas ar viduslīniju. RHp bojājumiem aspirācijas bija 1 mm līdz 5 mm uz priekšu no bregmas, 1,5 mm abās viduslīnijas pusēs un 3 mm dziļi (1. att.). CHp bojājumi bija 1 mm priekšā no bregmas, 3 mm aizmugurē, 1,5 mm abās viduslīnijas pusēs un 3 mm dziļi (2. attēls). Kraniotomijas viltus dzīvniekiem tika veiktas rHp bojājumu koordinātēs.

Kraniotomijas tika iesaiņotas, izmantojot hemostatisku sūkli, aizzīmogotas ar kaulu vasku, un āda tika sašūta. Pēc atveseļošanās uz sildīšanas paliktņa un mobilitātes atgūšanas paipalas tika ievietotas atsevišķos piekārtos baložu būros atsevišķā atveseļošanās telpā, lai 1 nedēļu atveseļotos, vienlaikus veicot ārstēšanu ar antibiotikām un pretsāpju līdzekļiem. Paipalas palika šajos būros uz atlikušo eksperimenta laiku.

Šeit aprakstītie eksperimenti tika veikti ar 2 atsevišķām paipalu partijām. Katrā paipalu partijā visi dzīvnieki tika pārbaudīti tajā pašā dienā nejaušinātā secībā vismaz 2 stundas pēc gaismas cikla sākuma. Pirms katras eksperimenta dienas subjekti tika izņemti no būriem atveseļošanās telpā un ievietoti individuālos apavu kastes būros uz plaukta, kurā nebija pārtikas, bet ar ierobežotu piekļuvi ūdenim. Katru būru pārklāja apvalks, un subjekti tika atstāti netraucēti 1 stundu. Subjekti tika transportēti atsevišķi to segtos būros uz testēšanas telpu.

Pirmajā partijā putni tika pārbaudīti YMD uzreiz pēc vienas nedēļas atveseļošanās perioda (ti, 8. pēcoperācijas dienā). Pēc 4 YMD dienām (ti, pēcoperācijas dienās no 8. līdz 11. dienai) paipalas tika pārbaudītas ar CFC, kas notika vienā dienā (ti, 12. dienā), kam sekoja attālā pārbaude nākamajā dienā (13. diena). Otrajā paipalu partijā apmācības secība tika mainīta tā, ka vispirms tika apmācīts CFC. Abās partijās paipalas tika anestēzijas, un to smadzenes tika savāktas 14. pēcoperācijas dienā.

Kontekstuālā baiļu kondicionēšana (CFC)

Šis eksperiments sastāvēja no divām vizuāli atšķirīgām arēnām divās dažādās telpās, kurās bija unikālas lokālas un distālas norādes, kas apzīmētas kā konteksts A un konteksts B (sk. 2.A attēlu). Konteksts A sastāvēja no apļveida 90 cm diametra arēnas ar 45 cm augstām sienām. no baltas gofrētas plastmasas loksnes ar tāda paša materiāla grīdu, kas pārklāta ar gaļas papīru. Konteksts B sastāvēja no kvadrātveida arēnas ar 90 cm malām un 45 cm augstām sienām, kas izgatavotas no krāsota saplākšņa, ar melnu matiņu šūnu akrilnitrila-butadiēna-stirola (ABS) grīdu. Uzvedība tika uzraudzīta, izmantojot augšējo tīmekļa kameru, un izsekošana tika veikta reāllaikā, izmantojot ANY-labirintu (Stoelting, Wood Dale, IL).

CFC procedūra sastāvēja no četrām fāzēm: pieradināšana, apmācība, pārbaude un tālvadības pārbaude. Pirms katras eksperimenta dienas subjekti tika izņemti no būriem atveseļošanās telpā un ievietoti atsevišķos apavu kastes būros uz plaukta, kurā nebija pārtikas, bet ar reklāmu. - brīva pieeja ūdenim. Katru būru pārklāja apvalks, un subjekti tika atstāti netraucēti 1 stundu. Subjekti tika transportēti atsevišķi slēgtos būros uz testēšanas telpu. Pieradināšana, apmācība un pārbaude notika tajā pašā eksperimenta dienā.

Pieradināšanas laikā subjekts tika ievietots kontekstā A un ļāva brīvi izpētīt 5 minūtes. Objekts tika nekavējoties noņemts, un tā pati procedūra tika veikta kontekstā B ar 1 mininter-trial-interval (ITI). Pēc tam subjekts tika ievietots atpakaļ nosegtā kurpju kastes būrī un atstāts netraucēti 15 minūtes. Apmācības laikā subjekts atkal tika pakļauts kontekstam A uz 5 minūtēm, 1 minūtes ITI, un pēc tam tika ievietots kontekstā B. Pēc 3 minūtēm kontekstā B dzirdes stimuls (1000 Hz, 95 dB) tika piegādāts 3 s. kam seko 2 minūšu izpēte. Konteksts, kurā tika parādīts stimuls, bija līdzsvarots starp priekšmetiem.

Pēc tam subjekts atkal tika ievietots aizsegtajā kurpju kastes būrī un atstāts netraucēts 15 minūtes. Pārbaudes laikā procedūras sakrita ar pieraduma procedūrām ar 5 minūtēm kontekstā A, kam sekoja 5 minūtes kontekstā B. Pēc katras fāzes arēna tika noslaucīta ar 70% etanolu, lai novērstu jebkādas smaržas pazīmes. Nākamajā dienā subjektiem tika veikts attālināts tests. Tālvadības testa laikā procedūras atkal sakrita ar pieradināšanas laikā veiktajām procedūrām ar 5 min konteksta A, 1 min ITI un 5 min kontekstā B.

Paipalas var uzskatīt par apsaldējumu, ja tām ir raksturīga tupīšanās poza: a) pilnīga kāju un ķermeņa saliekšana saskarē ar grīdu vai b) kāju daļēja saliekšana, plaši attālums starp pēdām/kājām un krūšu apvidu ciešā saskarē. ar vienu no sienām, ar plaši atvērtām acīm un paātrinātu elpošanu. Šāda poza, kas saistīta ar citu novērojamu uzvedību neesamību, ir atkārtoti izmantota, lai raksturotu baložu sasalšanas uzvedību [33–36].

Y-labirinta diskriminācija (YMD)

Šeit izmantotais YMD protokols tika pielāgots no iepriekšējās publikācijas, kurā tika pārbaudītas japāņu paipalas[37]. Īsumā, Y veida labirinta roku izmēri bija 50 x 17 x 45 cm (G. x P x A) un tika izgatavoti no caurspīdīga akrila, ļaujot subjektiem viegli redzēt atšķirīgas vizuālas norādes uz visām četrām telpas sienām. Abās izpētes daļās tika uzstādīti kvadrātveida stieņu stirola trakti ar noņemamām necaurspīdīgām akrila giljotīnas durvīm. Grīda tika izgatavota no melnu matu šūnu akrilnitrila-butadiēna-stirola (ABS) un pārklāta ar koka skaidām. Uzvedība tika uzraudzīta, izmantojot augšējo tīmekļa kameru, un izsekošana tika veikta, izmantojot ANY labirintu (Stoelting, Wood Dale, IL).

Paipalas trīs dienas pēc kārtas piedzīvoja 10-minūšu pieradināšanas sesijas, kurās viņiem bija piekļuve visiem labirinta atzariem. Izmēģinājuma parauga laikā putniem tika dota 5 minūte ilga izpēte ar vienu labirinta roku, ko bloķēja giljotīnas durvis. Pēc tam putni tika izņemti uz 1 minūti, šajā laikā durvis tika noņemtas un labirinta pakaiši tika nomainīti, lai noņemtu smaržas. Pēc tam putni tika atgriezti labirintā 5-minūtes izvēles izmēģinājumam, kurā abas rokas bija atvērtas. Kura roka tika bloķēta parauga izmēģinājuma laikā, tika līdzsvarota starp subjektiem. Ņemiet vērā, ka šajā spontānās atpazīšanas atmiņas uzdevumā tematiskā atlīdzība netiek nodrošināta.

For more information:1950477648nn@gmail.com