Mijiedarbība starp amigdalu un mediālo prefrontālo garozu kā hipokampa augšpus regulatoriem, lai atjaunotu un uzlabotu iegūto kavējošo izvairīšanās atmiņu

Lai iegūtu vairāk informācijas:ali.ma@wecistanche.com

Abstrakts

Atmiņas konsolidācijatiek uzskatīts, ka tas saglabā vai uzlabooriģinālā atmiņavai pievienojiet atmiņai jaunu informāciju. Izgūtsinhibējošā izvairīšanās (IA) atmiņatiek uzlabota, atjaunojot atmiņu, aktivizējot gēnu ekspresiju amigdalā, mediālajā prefrontālajā garozā (mPFC) un hipokampā, tomēr joprojām nav skaidrs, kā šie reģioni mijiedarbojas, lai no jauna konsolidētu/uzlabotu IA atmiņu Šeit mēs atklājām mijiedarbību starp amigdalu un mPFC kā augšpus. IA hipokampa regulatoriatmiņarekonsolidācija, amigdalas, mPFC vai hipokampusa farmakoloģiskā inaktivācija tūlīt pēc IA atmiņas izgūšanas bloķēja IA atmiņas uzlabošanos. Vēl svarīgāk ir tas, ka amigdalas vai mPFC inaktivācija bloķēja c-Fos indukciju amigdalā, mPFC un hipokampā, turpretim hipokampu bloķēja. tas tikai hipokampā. Šie novērojumi liecina par mijiedarbību starp amigdalu un mPFC, un tie abi darbojas kā hipokampa augšējie regulatori, lai no jauna konsolidētu IAatmiņa.Mūsu atklājumi liecina par shēmas mehānismiem, kas ir pamatā IA atmiņas uzlabošanai, veicot atkārtotu konsolidāciju starp amigdalu, mPFC un hipokampu.

Atslēgvārdi:Atmiņas konsolidācija, amigdala, mediālā prefrontālā garoza, hipokamps,Atmiņas izgūšana, Atmiņas uzlabošana

Atmiņaizguve nav pasīvs process, bet gan atver atmiņas procesus, lai modificētu un/vai atjauninātu atmiņu. Iegūtā atmiņa kļūst labila un tiek atkārtoti stabilizēta, veicot atmiņas atkārtotu konsolidāciju, kam nepieciešama gēnu ekspresijas aktivizēšana [1–9]. Tiek uzskatīts, ka atmiņas atkārtota konsolidācija saglabā vai uzlabo sākotnējo atmiņu vai pievieno atmiņai jaunu informāciju [6, 8, 10–12]. Iepriekš mēs parādījām, ka iegūtā inhibējošā izvairīšanās (IA) atmiņa tiek uzlabota, veicot atmiņas atkārtotu konsolidāciju, kas prasa gēnu ekspresiju amigdalā, mediālajā prefrontālajā garozā (mPFC) un hipokampā [9]. Svarīgi ir tas, ka olbaltumvielu sintēzes kavēšana amigdalā izjauc iegūto IA atmiņu, savukārt šī inhibīcija mPFC vai hipokampā bloķē IA atmiņas uzlabošanos bez traucējumiem, kas liecina, ka amigdala ir nepieciešama IA atmiņas atjaunošanai/uzlabošanai, turpretim mPFC un hipokamps ir. nepieciešams tās uzlabošanai. Šie atklājumi liecina, ka neironu tīkli starp amigdalu, mPFC un hipokampu ir nepieciešami IA atmiņas atjaunošanai/uzlabošanai, bet amigdalai ir atšķirīga loma no mPFC un hipokampa. Tomēr joprojām nav zināms, kā šie smadzeņu reģioni mijiedarbojas, lai konsolidētu / uzlabotu IA atmiņu. Šajā pētījumā mēs pārbaudījām mehānismus, kas ir pamatā IA atmiņas atjaunošanai/uzlabošanai, pārbaudot mijiedarbību starp amigdalu, mPFC un hipokampu pēc IA atmiņas izguves.

Noklikšķiniet uz Cistanche efektiem, lai saglabātu atmiņu

Sākotnēji mēs pētījām amigdalas, mPFC (infralimbiskie un prelimbiskie reģioni) vai hipokampa inaktivācijas ietekmi uz IA atmiņas atjaunošanu/uzlabošanu, izmantojot nātrija kanālu blokatora lidokaīna (LIDO) mikroinfūziju šajos reģionos (Att. lac). IA uzdevumā [9] peles tika ievietotas gaismas nodalījumā. 5 s pēc tam, kad viņi iekļuva tumšajā nodalījumā no gaišā nodalījuma, tika piegādāts elektriskais pēdas trieciens (apmācība). Peles tika atkārtoti pakļautas gaismas nodalījumam 24 stundas pēc apmācības (atkārtotas aktivizēšanas), un tika novērtēts to pārejas latentums, lai iekļūtu tumšajā nodalījumā. Peles tika atgrieztas savās mājas būros tūlīt pēc tam, kad tās iekļuva tumšajā nodalījumā, nesaņemot pēdas triecienu. Tūlīt pēc reaktivācijas peles saņēma LIDO vai nesēja (VEH) mikroinfūziju amigdalā, mPFC vai hipokampā. Pēc 48 stundām krustojuma latentums tika novērtēts divreiz ar 48 h intervālu (PR-LTM-1 un -2). Divvirzienu atkārtota dispersijas analīze (ANOVA) identificēja būtisku zāļu un zāļu pret laiku ietekmi (att. lac; papildu fails 1). Saskaņā ar mūsu iepriekšējo pētījumu [9], post hoc Bonferroni analīze atklāja, ka VEH grupām bija ievērojami palielināts krustošanas latentums PR-LTM-1, salīdzinot ar reaktivāciju, norādot, ka IA atmiņas izguve gaismas nodalījumā uzlaboja atmiņu (att. . lac). Turpretim LIDO grupām bija salīdzināms un ievērojami mazāks krustošanas latentums pie PR-LTM-1, salīdzinot ar attiecīgi Reactivation un VEH grupām, kas norāda, ka amigdala, mPFC vai hipokampa inaktivācija tūlīt pēc reaktivācijas bloķē IA atmiņas uzlabošanos. (Att. lac). Svarīgi ir tas, ka LIDO grupām bija ievērojami lielāks un salīdzināms krustošanas latentums PR-LTM-2 salīdzinājumā ar PR-LTM-1 un VEH grupām PR-LTM-1, kas liecina, ka LIDO grupas uzrādīja IA atmiņas uzlabošanos PR-LTM-2 bez LIDO mikroinfūzijas PR-LTM-1. Kopumā mūsu novērojumi liecināja, ka šo reģionu inaktivācija ar LIDO bloķēja izguves izraisīto IA atmiņas uzlabošanu.

Pēc tam mēs pētījām amigdalas, mPFC vai hipokampusa inaktivācijas ietekmi ar LIDO mikroinfūziju uz c-Fos ekspresijas indukciju citos reģionos pēc reaktivācijas, izmantojot imūnhistoķīmiju [9]. Mēs veicām līdzīgu eksperimentu kā attēlā lac, izņemot to, ka c-Fos ekspresija tika novērtēta 90 minūtes pēc reaktivācijas [Reactivation (React) grupas]. Grupas bez reaktivācijas (bez reakcijas) tika apmācītas, bet netika atkārtoti pakļautas gaismas nodalījumam. C-Fos pozitīvo šūnu skaits tika skaitīts amigdalā, mPFC un hipokampā [9]. Svarīgi ir tas, ka amigdalas vai mPFC inaktivācija React grupās kavēja c-Fos ekspresijas indukciju citos smadzeņu reģionos, lai gan šī inaktivācija grupās, kas nereaģē, neietekmēja c-Fos ekspresiju citos smadzeņu reģionos (att. LG, h). Divvirzienu ANOVA identificēja nozīmīgu mijiedarbību ar zālēm pret reaktivāciju (atkārtota iedarbība vai bez atkārtotas iedarbības) hipokampā (CA1 un CA3), amigdalā (sānu un bazolaterālajos reģionos) un mPFC (prelimbiskajos un infralimbiskajos reģionos) ( Papildu fails 1). React grupām, kas tika ievadītas ar VEH amigdalā vai mPFC, bija ievērojama c-Fos indukcija amigdalā, mPFC un hipokampā, salīdzinot ar grupām, kas nereaģē. Turpretim React grupām, kas tika ievadītas ar LIDO amigdalā vai mPFC, bija ievērojami zemāks c-Fos ekspresijas līmenis smadzeņu reģionos, salīdzinot ar React-VEH grupām. Šie novērojumi liecina, ka mPFC vai amigdala inaktivācija kavē c-Fos indukciju amigdalā, mPFC un hipokampā.

1. attēls. Amigdala, mPFC vai hipokampa inaktivācijas ietekme uz c-Fos ekspresijas indukciju. a–c LIDO mikroinfūzija amigdalā (a VEH, n=8, LIDO, n=11), mPFC (b VEH, n=9, LIDO, n{{6 }}) vai hipokampu (c VEH, n=10, LIDO, n=9). *lpp<0.05; two-way="" repeated=""  anova="" followed="" by="" the="" post="" hoc="" bonferroni="" test.="" d–f="" experimental="" time-course="" and="" representative="" immunohistochemical="" staining="" of="" c-fos-positive="" cells="" in="" the="" ba="" and="" il="" from="" the="" indicated="" group.="" scale="" bar,="" 100="" μm.="" g–i="" c-fos="" expression="" in="" the="" pl="" and="" il="" of="" the="" mpfc,="" ca1,="" ca3,="" and="" dg="" regions="" of="" the="" hippocampus,="" and="" la,="" ba,="" and="" cea="" regions="" of="" the="" amygdala="" 90="" min="" after="" the="" micro-infusion="" of="" lido="" or="" veh="" into="" the="" amygdala="" (g),="" mpfc="" (h)=""  or="" hippocampus="" (i).="" n="7–15" for="" each="" group.=""><0.05; two-way="" anova="" followed="" by="" the="" post="" hoc="" bonferroni="" test.="" anova="" analysis="" of="" variance,="" ba="" basolateral,="" cea="" central,="" dg="" dentate="" gyrus,="" il="" infralimbic,="" la="" lateral,="" lido="" lidocaine,="" no-react="" no="" reactivation,="" pr-ltm-1="" post-reactivation="" long-term="" memory="" test-1,="" pr-ltm-2="" post-reactivation="" long-term="" memory="" test-2,="" pl="" prelimbic,="" react="" reactivation,="" veh="" vehicle.="" error="" bars,="" standard="" error="" of="" the="" mean.="" the="" results="" of="" the="" statistical="" analyses="" are="" presented="" in="" additional="" file="">

Turpretim hipokampa inaktivācija kavēja c-Fos indukciju tikai hipokampa CA1 un CA3 reģionos, neietekmējot c-Fos ekspresiju amigdalā un mPFC (att. li). Divvirzienu ANOVA identificēja nozīmīgu zāļu un reaktivācijas mijiedarbību hipokampā (CAl un CA3), bet ne amigdalu un mPFC (1. papildu fails). Te React grupai, kas tika ievadīta ar VEH hipokampā, bija ievērojama c-Fos indukcija amigdalā, mPFC un hipokampā, salīdzinot ar grupām, kas nereaģēja. Turpretim React-LIDO grupa uzrādīja ievērojami zemāku c-Fos ekspresijas līmeni hipokampā, bet uzrādīja salīdzināmu ekspresiju amigdalā un mPFC, salīdzinot ar React-VEH grupu. Šie novērojumi liecina, ka hipokampa inaktivācija nespēja ietekmēt c-Fos ekspresiju divos pārējos reģionos. Kopumā mūsu dati liecina, ka amigdala un mPFC mijiedarbojas viens ar otru un darbojas kā hipokampa augšējie regulatori.

Mēs iepriekš parādījām, ka amigdala ir nepieciešama IA atmiņas atjaunošanai, savukārt mPFC un hipokamps ir nepieciešami tās uzlabošanai, bet ne atkārtotai konsolidācijai[9], kas liecina, ka amigdalai ir galvenā loma IA atmiņas atjaunošanā/uzlabošanā pēc izguves. Tomēr pašreizējais pētījums parādīja, ka amigdala un mPFC vienlīdz veicina IA atmiņas atjaunošanu / uzlabošanu, mijiedarbojoties viens ar otru.

Mūsu novērojumi liecina, ka hipokamps veicina IA atmiņas uzlabošanos pēc izguves kā amigdalas un mPFC pakārtotais regulators. Lai gan hipokamps saņem tiešu ievadi no amigdalas [13], joprojām nav zināms, kā mPFC regulē hipokampu, jo hipokamps nesaņem tiešu ievadi no mPFC. Hipokampu var netieši regulēt mPFC caur amigdalu. Ir svarīgi identificēt neironu ķēdes, kas nodrošina ievadi no mPFC uz hipokampu.

Rezumējot, mūsu novērojumi liecina, ka amigdala un mPFC mijiedarbojas viens ar otru un darbojas kā hipokampa augšējie regulatori, lai konsolidētu/uzlabotu iegūto IA atmiņu, un ka neironu tīkli starp šiem reģioniem regulē IA atmiņas konsolidāciju/uzlabošanu.