Interakcije između amigdale i medijalnog prefrontalnog korteksa kao uzvodnih regulatora hipokampusa za rekonsolidaciju i poboljšanje pamćenja preuzetog inhibitornog izbjegavanja

Za više informacija:ali.ma@wecistanche.com

Abstract

Rekonsolidacija memorijesmatra se da održava ili poboljšava anoriginalna memorijaili dodati nove informacije u memoriju. Preuzetopamćenje inhibitornog izbjegavanja (IA).je poboljšan kroz rekonsolidaciju pamćenja aktiviranjem ekspresije gena u amigdali, medijalnom prefrontalnom korteksu (mPFC) i hipokampusu, međutim, ostaje nejasno kako ovi regioni međusobno djeluju da bi rekonsolidirali/pojačali IA memoriju Ovdje smo pronašli interakcije između amigdale i mPFC-a kao uzvodno regulatori hipokampusa za IAmemorijaponovna konsolidacija, farmakološka inaktivacija amigdale, mPFC-a ili hipokampusa neposredno nakon preuzimanja IA memorije blokirala je poboljšanje IA memorije, što je još važnije, inaktivacija amigdale ili mPFC-a blokirala je indukciju c-Fos-a u amigdali, mPFC-a i hipokampusa, gdje su blokirani hipokampati i hipokampa samo u hipokampusu. Ova zapažanja sugeriraju interakcije između amigdale i mPFC-a i oba funkcioniraju kao uzvodni regulatori hipokampusa za ponovno konsolidaciju IAmemorija.Naši nalazi sugeriraju mehanizme kola koji su u osnovi poboljšanja IA memorije kroz rekonsolidaciju između amigdale, mPFC-a i hipokampusa.

Ključne riječi:Rekonsolidacija memorije, amigdala, medijalni prefrontalni korteks, hipokampus,Povraćaj memorije, Poboljšanje memorije

Memorijadohvaćanje nije pasivan proces, već otvara memorijske procese radi modifikacije i/ili ažuriranja memorije. Preuzeta memorija postaje labilna i ponovo se stabilizuje kroz rekonsolidaciju memorije, što zahtijeva aktivaciju ekspresije gena [1–9]. Smatra se da rekonsolidacija memorije održava ili poboljšava originalnu memoriju ili dodaje nove informacije memoriji [6, 8, 10–12]. Ranije smo pokazali da se memorija povratne inhibitorne izbjegavanje (IA) poboljšava rekonsolidacijom pamćenja, što zahtijeva ekspresiju gena u amigdali, medijalnom prefrontalnom korteksu (mPFC) i hipokampusu [9]. Važno je da inhibicija sinteze proteina u amigdali ometa preuzetu IA memoriju, dok ova inhibicija u mPFC ili hipokampusu blokira poboljšanje IA memorije bez prekida, sugerirajući da je amigdala potrebna za ponovno konsolidaciju/poboljšanje IA memorije, dok su hipokampus i mPFC. potrebno za njegovo unapređenje. Ovi nalazi sugeriraju da su neuronske mreže između amigdale, mPFC i hipokampusa potrebne za rekonsolidaciju/poboljšanje IA memorije, ali amigdala igra različite uloge od mPFC-a i hipokampusa. Međutim, ostaje nepoznato kako ove regije mozga međusobno djeluju kako bi se rekonsolidirale/poboljšale IA memorije. U ovoj studiji, ispitali smo mehanizme koji su u osnovi rekonsolidacije/poboljšanja IA memorije ispitivanjem interakcija između amigdale, mPFC-a i hipokampusa nakon IA memorisanja.

Kliknite na Cistanche efekte za pamćenje

Prvobitno smo ispitali efekte inaktivacije amigdale, mPFC (infralimbičke i prelimbičke regije) ili hipokampusa na rekonsolidaciju/poboljšanje IA memorije koristeći mikro-infuziju blokatora natrijumovih kanala lidokaina (LIDO) u ove regije (sl. lac). U IA zadatku [9], miševi su bili smješteni u svjetlosni prostor. U 5 s nakon što su ušli u tamni odjeljak iz svjetlosnog odjeljka, uslijedio je električni udar (Trening). Miševi su ponovo izloženi svetlom odjeljku 24 h nakon treninga (reaktivacije) i procijenjena je njihova unakrsna latencija za ulazak u tamni odjeljak. Miševi su vraćeni u svoje kućne kaveze odmah nakon što su ušli u mračni odjeljak bez udarca. Neposredno nakon reaktivacije, miševi su primili mikro-infuziju LIDO-a ili nosača (VEH) u amigdalu, mPFC ili hipokampus. Nakon 48 h, unakrsna latencija je procijenjena dva puta sa intervalom od 48 h (PR-LTM-1 i -2). Dvosmjerna ponovljena analiza varijanse (ANOVA) identifikovala je značajne efekte lijeka i lijeka u odnosu na vrijeme (Sl. lac; Dodatni fajl 1). U skladu s našom prethodnom studijom [9], post hoc Bonferronijeva analiza je otkrila da su VEH grupe pokazale značajno povećanu latenciju ukrštanja na PR-LTM-1 u poređenju sa reaktivacijom, što ukazuje da je IA povlačenje memorije u svjetlosnom odjeljku poboljšalo memoriju (Sl. lac). Nasuprot tome, LIDO grupe su pokazale uporedivu i značajno manju latenciju ukrštanja na PR-LTM-1 u poređenju sa reaktivacijom i VEH grupama, respektivno, što ukazuje da inaktivacija amigdale, mPFC ili hipokampusa neposredno nakon reaktivacije blokira poboljšanje IA memorije (sl. lac). Važno je da su LIDO grupe pokazale značajno veću i uporedivu latenciju ukrštanja na PR-LTM-2 u poređenju sa PR-LTM-1 i VEH grupama na PR-LTM-1, respektivno, sugerirajući da LIDO grupe su pokazale poboljšanje IA memorije na PR-LTM-2 u odsustvu LIDO mikro-infuzije na PR-LTM-1. Kolektivno, naša zapažanja su pokazala da je inaktivacija ovih regiona LIDO blokirala poboljšanje IA memorije izazvano vraćanjem.

Zatim smo ispitali efekte inaktivacije amigdale, mPFC-a ili hipokampusa mikroinfuzijom LIDO na indukciju ekspresije c-Fos u drugim regijama nakon reaktivacije koristeći imunohistohemiju [9]. Izveli smo sličan eksperiment kao na slici lac, osim što je ekspresija c-Fos procijenjena 90 minuta nakon reaktivacije [reaktivacijske (reagirajuće) grupe]. Grupe bez reaktivacije (No-react) bile su obučene, ali nisu bile ponovo izložene svjetlosnom odjeljku. Broj c-Fos-pozitivnih ćelija izbrojan je u amigdali, mPFC i hipokampusu [9]. Važno je da je inaktivacija amigdale ili mPFC u React grupama inhibirala indukciju ekspresije c-Fos u drugim regijama mozga, iako ova inaktivacija u No-react grupama nije utjecala na ekspresiju c-Fos u drugim regijama mozga (Sl. LG, h). Dvosmjerna ANOVA identificirala je značajnu interakciju lijeka u odnosu na reaktivaciju (ponovno izlaganje ili bez ponovnog izlaganja) u hipokampusu (CA1 i CA3), amigdali (lateralni i bazolateralni regioni) i mPFC (prelimbički i infralimbički region)( Dodatni fajl 1). React grupe koje su dobile VEH u amigdalu ili mPFC pokazale su značajnu indukciju c-Fos u amigdali, mPFC i hipokampusu u poređenju sa grupama koje nisu reagirale. Nasuprot tome, React grupe koje su ubrizgale LIDO u amigdalu ili mPFC pokazale su značajno niže nivoe ekspresije c-Fos u regijama mozga u poređenju sa React-VEH grupama. Ova zapažanja pokazuju da inaktivacija mPFC ili amigdale inhibira c-Fos indukciju u amigdali, mPFC i hipokampusu.

Slika 1. Efekti inaktivacije amigdale, mPFC ili hipokampusa na indukciju ekspresije c-Fos. a–c Mikroinfuzija LIDO u amigdalu (a VEH, n=8, LIDO, n=11), mPFC (b VEH, n=9, LIDO, n{{6 }}) ili hipokampus (c VEH, n=10, LIDO, n=9). *str<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="">

Nasuprot tome, inaktivacija hipokampusa inhibira c-Fos indukciju samo u CA1 i CA3 regionima hipokampusa, bez uticaja na ekspresiju c-Fos u amigdali i mPFC (slika li). Dvosmjerna ANOVA identificirala je značajnu interakciju lijeka i reaktivacije u hipokampusu (CAl i CA3), ali ne i amigdalu i mPFC (dodatni fajl 1). Grupa Te React koja je infundirana sa VEH u hipokampus pokazala je značajnu indukciju c-Fos u amigdali, mPFC i hipokampusu u poređenju sa grupama bez reakcije. Nasuprot tome, React-LIDO grupa je pokazala značajno niže nivoe ekspresije c-Fos u hipokampusu, ali je pokazala uporedivu ekspresiju u amigdali i mPFC, u poređenju sa React-VEH grupom. Ova zapažanja ukazuju da inaktivacija hipokampusa nije uspela da utiče na ekspresiju c-Fos u druga dva regiona. Kolektivno, naši podaci sugeriraju da amigdala i mPFC međusobno djeluju i funkcioniraju kao uzvodni regulatori hipokampusa.

Ranije smo pokazali da je amigdala potrebna za rekonsolidaciju IA memorije, dok su mPFC i hipokampus potrebni za njeno poboljšanje, ali ne i ponovnu konsolidaciju[9], što sugerira da amigdala igra centralnu ulogu u ponovnoj konsolidaciji/poboljšanju IA memorije nakon preuzimanja. Međutim, trenutna studija je pokazala da amigdala i mPFC podjednako doprinose ponovnoj konsolidaciji/poboljšanju IA memorije međusobnom interakcijom.

Naša zapažanja sugeriraju da hipokampus doprinosi poboljšanju IA memorije nakon preuzimanja kao nizvodni regulator amigdale i mPFC-a. Iako hipokampus prima direktan ulaz od amigdale [13], ostaje nepoznato kako mPFC reguliše hipokampus, budući da hipokampus ne prima direktan ulaz od mPFC. Hipokampus može biti indirektno reguliran mPFC preko amigdale. Važno je identificirati neuronska kola koja posreduju ulaz od mPFC do hipokampusa.

Ukratko, naša zapažanja sugeriraju da amigdala i mPFC međusobno djeluju i funkcioniraju kao uzvodni regulatori hipokampusa kako bi ponovno konsolidirali/poboljšali preuzetu IA memoriju i da neuronske mreže između ovih regija reguliraju ponovno konsolidaciju/poboljšanje IA memorije.