Dio 2: Starenje miševa pokazuje ažuriranje oštećene memorije u novoj paradigmi ažuriranja OUL-a

za više informacija:ali.ma@wecistanche.com

Kliknite ovdje do 1. dijela

Kliknite zaCistanche herba za pamćenje 

uspješno stečeno dugoročnomemorijaza originalne lokacije za obuku.

uvedene su informacije,memorijajer su i originalne i ažurirane informacije poremećene anisomicinom. Za procjenu originalamemorija, uporedili smo istraživanje objekta na novoj lokaciji (A4) sa objektima na lokacijama za obuku A1 i A2 (sl. 2di, ii). Neobrađeni postotak vremena istraživanja za svaki od četiri objekta tokom testne sesije prikazan je na dodatnoj slici 5B. Za objekat A1, u grupi bez ažuriranja, miševi u oba stanja lijeka su snažno preferirali novu lokaciju A4 u odnosu na lokaciju za treniranje A1 (slika 2di; dvosmjerna ANOVA, značajno ažuriranje interakcijom lijekova (F(1,29) {{ 12}}.66, p=0.039), Sidakov post hoc koji poredi No Update VEH vs ANI: p=0.84, n=6,6). U grupi Ažuriranje, s druge strane, samo životinje u vozilu su preferirale objekt A4; miševi kojima je davan anizomicin pokazali su značajno niži DI u poređenju sa kontrolama vozila (Sidakovo post hoc poređenje Update VEH vs ANI: p=0.0004, n=12,9) što ukazuje da su imali malo preferencija prema objektu u nova lokacija. Sličan obrazac je uočen za originalni objekat A2 (slika 2dii), iako nije bilo značajnog efekta anizomicina ni u jednom od uslova ažuriranja (dvosmjerna ANOVA, značajni efekti lijeka (F(1,29)=5). 05, p=0.032) i ažuriranje (F(1,29)=5.05, p=0.0324), ali nema interakcije lijek x ažuriranje, Sidakov post hocs upoređuje VEH u odnosu na ANI unutar svakog uslova ažuriranja, p > 0,05), vjerovatno zato što objekat A2 nije bio prisutan za životinje u stanju ažuriranja (pogledajte raspravu). Zajedno, ovi rezultati sugeriraju da anizomicin dat nakon ažuriranja memorije remetimemorijaza originalne informacije o obuci.

Takođe smo procenili da li je anizomicin poremećenmemorijaza ažurirane informacije upoređujući istraživanje nove lokacije A4 sa ažuriranom lokacijom A3 (slika 2diii). I miševi sa nosačem i anizomicinom u stanju bez ažuriranja pokazali su slične nivoe istraživanja za objekte A3 i A4, što se odražava kao DI blizu nule u obje grupe (dvosmjerna ANOVA, značajno ažuriranje interakcijom lijekova (F(1,29) { {9}}.17, p=0.02), Sidakov post hoc koji poredi No Update VEH vs ANI: p=0.97). Za miševe koji su dobili ažuriranje, s druge strane, anizomicin je oslabiomemorijaza ažurirane informacije; Životinje anisomicina pokazale su značajno manje preferencije za novu lokaciju u poređenju sa životinjama u vozilu (Sidakovo post hoc poređenje Update VEH vs ANI: p=0.0003). Sve grupe su pokazale slične nivoe ukupnog istraživanja tokom test sesije (slika 2div; dvosmjerna ANOVA, bez značajnih glavnih efekata ili interakcije). Zajedno, ovi rezultati pokazuju da anizomicin nakon ažuriranja remeti ažurirane informacije pored informacija naučenih tokom treninga.

Ažuriranje OUL-a aktivira neuronski ansambl koji podržava originalnu memoriju

Kako bismo dopunili naš eksperiment s anisomicinom, također smo koristili Arc catFISH tehniku ​​da utvrdimo da li sesija ažuriranja reaktivira neuronski ansambl povezan s originalnimmemorijaili angažuje novu populaciju neurona u dorzalnom hipokampusu. CatFISH koristi vremensku specifičnost Arc mRNA lokalizacije nakon događaja učenja, koristeći subćelijsku distribuciju Arc kao indikaciju historije aktivnosti pojedinačnih hipokampalnih neurona nakon dva diskretna događaja [38, 39, 48].

Prvo smo potvrdili da se vrijeme ekspresije Arc mRNA izazvane iskustvom poklapa s onim u prethodnim izvještajima, koji su uočili žarišta intranuklearne Arc mRNA unutar nekoliko minuta nakon ponašanja i citoplazmatski luk 15-20 minuta nakon događaja [39, 48, 49] . Kako je ovo vrijeme ključno za analizu catFISH-a, prvo smo ispitali ovaj obrazac ekspresije. Nakon 10-min izlaganja novom kontekstu, miševi su žrtvovani 5, 15 ili 30 minuta kasnije, a rezovi hipokampusa su obrađeni za Arc FISH (dodatna slika 2A). U skladu s prethodnim izvještajima, uočili smo niske pozadinske razine ekspresije luka u našim kontrolama kućnog kaveza (dodatna slika 2Bi). Za trenirane životinje, pet minuta nakon treninga, vidjeli smo pretežno punktatnu ekspresiju mRNA nuklearnog luka, dok je 30 minuta nakon treninga bojenje bilo gotovo isključivo citoplazmatsko (dodatna slika 2Bii–iv). Ovaj vremenski tok ekspresije Arc-a poklapa se s onim iz brojnih prethodnih izvještaja i potvrđuje da se kompartmentalizacija Arc-a može koristiti za identifikaciju neuronskog ansambla aktiviranog tokom dva diskretna događaja.

Zatim smo koristili Arc catFISH da odredimo da li će neuroni aktivirani izvornom informacijom o treningu također biti angažirani događajem ažuriranja. Miševi su prvo dobili tri dana obuke kako bi se osiguralo robusno učenje originalnih informacija o obuci (slika 3a). Miševi su pokazali niske rezultate DI tokom treninga, jer su miševi približno podjednako istraživali objekte A1 i A2 (Dopunska slika 3A, Bi, dvosmjerni mješoviti model ANOVA, bez značajnog glavnog efekta ili interakcije ažuriranja dana x, ali značajan učinak tipa ažuriranja (F(3,16)=4.4, p {{10}}.02) bez značajnog efekta bilo kog pojedinačnog Sidakovog post hoc testa koji upoređuje uslove ažuriranja unutar svakog dana treninga). Nisu uočene grupne razlike za ukupno istraživanje objekata tokom treninga, iako se ukupno istraživanje objekata smanjivalo tokom dana obuke (Dopunska slika 3Bii, dvosmjerni mješoviti model ANOVA, značajan glavni efekat dana (F(2,32) {{17 }}.32, p < 0,0001),="" nema="" značajnog="" efekta="" interakcije="" dana="" ili="" dana="" x="" ažuriranja).="" sljedećeg="" dana="" („sesije="" ažuriranja“),="" miševima="" su="" data="" dva="" diskretna="" ponašanja="" u="" određenim="" vremenskim="" tačkama="" prije="" žrtvovanja.="" za="" epohu="" 1,="" sve="" životinje="" (osim="" kontrola="" u="" kućnim="" kavezima)="" bile="" su="" ponovo="" izložene="" objektima="" obuke="" a1="" i="" a2.="" nije="" uočena="" značajna="" razlika="" između="" grupa="" tokom="" prve="" epohe,="" pri="" čemu="" su="" sve="" grupe="" pokazale="" približno="" jednake="" di="" rezultate="" (dodatna="" slika="" 3ci,="" lijevo,="" f(2,12)="2.38," p="0.135" )="" i="" slični="" nivoi="" istraživanja="" objekta="" (dopunska="" slika="" 3cii,="" lijevo,="" f(2,12)="1.10," p="0.364)." nakon="" 20-minutnog="" odmora="" u="" sobi="" za="" koloniju,="" miševima="" je="" tada="" data="" epoha="" 2,="" u="" kojoj="" su="" ili="" ponovo="" izloženi="" lokacijama="" objekata="" za="" obuku="" (bez="" ažuriranja/nu),="" bili="" su="" izloženi="" objektu="" premještenom="" u="" novi="" lokacija="" (ažuriranje/u),="" ili="" su="" obučeni="" u="" novom="" kontekstu="" s="" novim="" objektima="">Memorija/NM). Tokom Epohe 2, miševi u grupi za ažuriranje preferirali su pokretni objekt i pokazali su značajno veći DI od miševa bez ažuriranja i nove memorije (dopunska slika Ci, desno, F(2,12)=8.09, p { {5}}.006, Sidakovi post hoc testovi koji upoređuju U sa NU, p=0.006 i U sa NM, p=0.048, NU sa NM, p=0.64 ), pokazujući da su miševi Update uspješno zapamtili lokacije za obuku. Grupe su takođe pokazale različite količine ukupnog istraživanja objekata tokom Epohe 2, sa miševima u NovomMemorijagrupa koja pokazuje značajno više istraživanja objekata od miševa bilo u grupi bez ažuriranja ili u grupi za ažuriranje (dodatna slika 3Cii, desno,

Stareći miševi pokazuju oštećeno ažuriranje pamćenja u romanu OUL ažuriranje JL Kwapis et al.

F(2,12)=35.78, p < 0.0001,="" sidakovi="" post="" hoc="" testovi="" koji="" porede="" nm="" sa="" nu,="" p="">< 0,0001,="" nm="" sa="" u,="" p="" {{8="" }}.0001,="" nu="" do="" u,="" p="0.284)." ovo="" je="" u="" skladu="" s="" brojnim="" izvještajima="" koji="" pokazuju="" da="" izlaganje="" novim="" informacijama="" (u="" ovom="" slučaju,="" novim="" objektima)="" pokreće="" istraživanje="" kod="" glodara="" [40,="" 50–52].="" miševi="" su="" žrtvovani="" odmah="" nakon="" druge="" epohe="" i="" ca1="" hipokampalno="" tkivo="" je="" obrađeno="" za="" soma.="" pretpostavljalo="" se="" da="" je="" ekspresija="" citoplazmatskog="" luka="" aktivirana="" u="" epohi="" 1,="" dok="" se="" pretpostavljalo="" da="" je="" nuklearni="" luk="" aktiviran="" u="" epohi="" 2="" (vidi="" reprezentativne="" slike="" iz="" ovog="" eksperimenta,="" slika="" 3b),="" što="" nam="" omogućava="" da="" izračunamo="" relativno="" preklapanje="" neuronske="" populacije="" koju="" aktiviraju="" oba="" događaji="" [39,="">

Izračunali smo skor sličnosti (vidi metode) za svaki od uslova ponašanja kako bismo kvantifikovali preklapanje ansambla između dvije epohe kao što je prethodno opisano [39, 53]. Visok rezultat sličnosti ukazuje da je ista populacija neurona aktivirana u obje epohe, dok nizak rezultat sličnosti ukazuje na to da su nezavisne neuronske populacije aktivirane svakim događajem. Otkrili smo da je uvjet ažuriranja proizveo približno isti stepen preklapanja ansambla kao i uvjet bez ažuriranja (slika 3c, n=5/grupa; jednosmjerna ANOVA, F(2,12)=18. 36, p=0.0002, Sidakov post hoc upoređivanje NU sa U, p=0.26) dok je NoviMemorijastanje je proizvelo značajno niži rezultat sličnosti (Sidakov post hoc koji upoređuje NU sa NM, p=0.0002; Sidakov post hoc upoređuje U sa NM, p=0}.003), što sugerira značajno manje preklapanja stanovništva u Novo stanje memorije.

Takođe smo procenili procenat ćelija koje eksprimiraju Arc u citoplazmi, jezgru ili oboje u uslovima ponašanja (slika 3d). Grupa kućnog kaveza pokazala je najmanji broj Arc pozitivnih ćelija u svakoj od subcelularnih distribucija (samo citoplazmatska, samo nuklearna ili oboje) (dvosmjerna ANOVA, značajno ažuriranje po interakciji odjeljka (F(6,32) {{4} }.32, p < 0.0001),="" sidakov="" post="" hocs="" koji="" upoređuje="" kućni="" kavez="" sa="" drugim="" uslovima="" ponašanja:="" samo="" citoplazma,="" p="">< 0,001,="" nuklearno-="" samo,="" p="">< 0,05,="" oba,="" p="">< 0,0001,="" n="5/grupa)," utvrđujući="" da="" imamo="" nisko="" pozadinsko="" bojenje="" arc.="" u="" skladu="" sa="" ocjenom="" sličnosti,="" nismo="" vidjeli="" značajnu="" razliku="" između="" grupa="" bez="" ažuriranja="" i="" ažuriranja="" u="" broju="" ćelija="" pozitivnih="" i="" na="" citoplazmatski="" i="" na="" nuklearni="" arc="" bojenje="" ("oba";="" sidakov="" post="" hoc,="" p="0.69)" ,="" što="" sugerira="" da="" je="" približno="" jednak="" broj="">memorija" ćelije su ponovo aktivirane tokom sesije ažuriranja OUL-a. Za poređenje, NewMemorijagrupa je imala značajno manje ćelija pozitivnih i na citoplazmatski i na nuklearni luk (Sidakov post hocs, oba NU vs. NM, p=0.0002, obje U vs. NM, p=0.006), što sugerira da više ćelija je jedinstveno aktivirano u epohama 1 ili 2. Posebno, NovoMemorijastanje je pokazalo značajno više bojanja luka samo za jezgro u poređenju sa stanjem bez ažuriranja (Sidakov post hoc, nuklearni samo NU vs NM, p=0.021) što sugerira da nove informacije predstavljene tokom epohe 2 mogu aktivirati dodatne neurone. Sve u svemu, udio CA1 ćelija koje eksprimiraju Arc u trenutnoj studiji bio je sličan onom objavljenom u prethodnim studijama [48, 53]. Važno je da nije bilo razlike u ukupnom broju ćelija izbrojanih između četiri stanja ponašanja (slika 3e, jednosmjerna ANOVA, F(3,16)=0.72, p=0.55 ). Zajedno, ovi podaci sugeriraju da sesija ažuriranja OUL-a reaktivira u velikoj mjeri preklapajući skup neurona koji su bili angažirani tokom formiranja memorije originalne lokacije objekta u području CA1 dorzalnog hipokampusa. Zajedno s rezultatima eksperimenta s anisomicinom, ovi podaci sugeriraju da sesija ažuriranja OUL-a ponovo aktivira originalnimemorija, umjesto da se kodira kao posebna asocijacija.

Ažuriranje memorije je poremećeno kod starijih miševa

Konačno, koristili smo OUL zadatak da odredimo da limemorijaažuriranje je poremećeno kod ostarjelih miševa. Dresirali smo mlade i stare životinje sa tri uzastopna dana 10-min treninga kako bismo osigurali uspješno sticanje originalnih informacija (slika 4a), kao što smo ranije pokazali da stari (18-mjesečni) miševi pokazati nedostatke na lokaciji dugoročnog objektamemorijakoristeći samo 10 min

Slika 3 Thememorijaažuriranje aktivira isti stepen preklapanja ansambla u CA1 kao ponovno izlaganje originalnim informacijama o obuci. Eksperimentalni dizajn. Dana 4 (sesije ažuriranja), miševi su ili ostali u svojim kavezima (HC) ili su bili izloženi dvama diskretnim događajima ponašanja (epohe 1 i 2) razdvojenim za 20 minuta. Miševi su žrtvovani odmah nakon Epohe 2. b Primjeri ćelija hipokampusa od životinja u a za koje se računa da (i) nemaju bojenje luka, (ii) samo nuklearni luk (zelena strelica), (iii) samo citoplazmatski luk (žuta strelica) ili (iv) i nuklearni i citoplazmatski luk (bijela strelica). Arc mRNA je crvena, DAPI nuklearna protuboja je plava. c Preklapanje ansambla u tri stanja ponašanja. Nije bilo razlike u rezultatima sličnosti između grupa bez ažuriranja (NU) i ažurirane (U) grupe, dok je nova grupaMemorija(NM) grupa je pokazala značajno niži rezultat sličnosti, što ukazuje na manje preklapanja ansambla između epoha 1 i 2 nego druge grupe. d Procenat ćelija koje eksprimiraju Arc u svakoj subćelijskoj kategoriji. Životinje iz kućnog kaveza dosljedno su pokazivale manju ekspresiju Arc od svih drugih stanja ponašanja. e U svakoj grupi je izbrojan sličan broj ukupnih ćelija. Podaci su predstavljeni kao srednja vrijednost ± SEM. *p < 0.05,="" **p="">< 0.01,="" ***p="">< 0,001,="" ****p=""><>

period obuke [41]. Miševi su zatim dobili standardnu ​​5-minutnu sesiju ažuriranja 4. dana nakon čega je uslijedila testna sesija 5. dana.

Niski rezultati DI su uočeni i za mlade i za stare miševe tokom treninga, jer su miševi približno podjednako istraživali objekte A1 i A2 (Dopunska slika 4, Bi, Bii, dvosmjerni mješoviti model ANOVA, bez značajnih glavnih efekata ili interakcija ažuriranja dana x za mlade (i) ili stare (ii)). Slično, nisu uočene grupne razlike ni za mlade ni za stare miševe za ukupno istraživanje objekata tokom tri dana treninga, iako se ukupno vrijeme istraživanja objekta smanjilo tokom dana obuke (dodatna slika 4, iii, iv; dvosmjerni mješoviti model ANOVA, značajan glavni efekat dana (Mladi: F(2,28) {{10}}.87, p < 0,0001;="" stari:="" f(2,26)="10}.51," p="0.0005)," nema="" značajnog="" efekta="" ažuriranja="" ili="" interakcije="" ažuriranja="" dana="" x).="" utvrditi="" da="" li="" su="" mladi="" i="" stari="" miševi="" uspješno="">memorijaprateći trodnevni protokol obuke, mjerili smo učinak tokom sesije ažuriranja (4. dan). I mladi i stari miševi s obzirom na ažuriranje pokazali su se netaknutimmemorijaza obuku, sa obe grupe za ažuriranje (tj. grupe

izložen ažuriranoj lokaciji objekta A3) pokazujući značajnu sklonost prema pokretnom objektu. Kontrole bez ažuriranja (tj. miševi ponovo izloženi lokacijama objekata A1 i A2) su pokazale približno jednaku preferenciju za dvije poznate lokacije (slika 4bi; dvosmjerna ANOVA koja upoređuje DI, glavni efekat ažuriranja (F(1,29) { {8}}.{{10}}8, p < 0.0001),="" ali="" nema="" značajnog="" efekta="" interakcije="" ažuriranja="" starosti="" ili="" starosti="" x,="" sidakovi="" post="" hoc="" testovi="" upoređuju="" bez="" ažuriranja="" naspram="" ažuriranja,="" mladi:="" p="">< 0,0001,="" stari:="" p="">< 0,0001,="" n="9," 9,="" 7,="" 8).="" mlade="" životinje="" koje="" su="" dobile="" ažuriranje="" pokazale="" su="" značajno="" više="" istraživanja="" objekata="" nego="" njihove="" kontrole="" bez="" ažuriranja="" (slika="" 4bii;="" dvosmjerna="" anova,="" značajna="" starost="" ili="" dob="" ×="" interakcija="" ažuriranja="" (f(1,29)="5.39," p="" {{="" 26}}.028),="" sidakov="" post="" hoc="" test="" koji="" upoređuje="" young="" no="" update="" vs="" update,="" p="">< 0,0001)="" dok="" su="" stare="" životinje="" pokazale="" slično="" ukupno="" vrijeme="" istraživanja="" bez="" obzira="" na="" to="" jesu="" li="" dobile="" ažuriranje="" (sidakov="" post="" hoc="" test="" upoređujući="" old="" no="" update="" i="" update,="" p="0.33)." ovo="" sugerira="" da="" je="" izloženost="" novim="" informacijama="" o="" lokaciji="" dovela="" do="" povećanog="" istraživanja="" samo="" kod="" mladih="" miševa,="" vjerovatno="" zato="" što="" starenje="" smanjuje="" kretanje="">

[npr. 54]. I mladi i stari miševi su stoga u mogućnosti da steknu originalnu lokaciju objektamemorijasa tri uzastopna dana 10-min treninga.

Konačno, dali smo test retencije kako bismo utvrdili da limemorijaje uspješno ažuriran. Neobrađeni postotak vremena istraživanja za svaki od četiri objekta tokom testne sesije prikazan je na dodatnoj slici 5C. Sve životinje su pokazale netaknutu memoriju za originalne informacije, jer su mladi i stari miševi u uvjetima ažuriranja i bez ažuriranja preferirali novu lokaciju A4 u odnosu na originalnu lokaciju A1 (slika 4ci; dvosmjerna ANOVA, bez značajnih glavnih efekata ili starosti × ažuriranje interakcije). Mladi miševi su se takođe pokazali netaknutimmemorijaza originalni objekat A2 bez obzira na to da li su primili ažuriranje (slika 4cii; dvosmjerna ANOVA, značajna starost × interakcija ažuriranja (F(1,29)=7.61, p=0.01 ), Sidakov post hoc test koji poredi Young No Update i Update, str=0.56). Nasuprot tome, stari miševi kojima je data sesija ažuriranja pokazali su značajno niži DI za originalni objekat A2 (Sidakov post hoc

Stareći miševi pokazuju oštećeno ažuriranje pamćenja u romanu OUL ažuriranje JL Kwapis et al.

Slika 4 Miševi koji stare pokazuju oštećenje umemorijaažuriranje. Eksperimentalni dizajn. Mladi (3-mjeseci) i stari (18-mjeseci) miševi su dobili tri uzastopna dana obuke prije četvrtog dana sesije ažuriranja. b Ažurirajte ponašanje sesije. (i) I mladi i stari miševi u stanju ažuriranja preferiraju novu (ažuriranu) lokaciju A3 više poznatu lokaciju A1. Miševi u grupi bez ažuriranja pokazuju nizak DI, što ukazuje da ne preferiraju poznate lokacije A1 ili A2. (ii) Mladi miševi s obzirom na ažuriranje pokazuju značajno više ukupnog istraživanja nego mladi miševi bez ažuriranja. Stari miševi pokazuju slično istraživanje u uvjetima ažuriranja i bez ažuriranja. c Testirajte ponašanje sesije. (i) Sve životinje pokazuju netaknutememorijaza originalni objekat obuke A1. (ii) Za originalni objekat obuke A2, mladi miševi su pokazali sličnomemorijaperformanse bez obzira na to da li su dobili ažuriranje. Stari miševi, u poređenju sa stanjem bez ažuriranja, pokazali su značajno niže DI za objekat A2 u stanju ažuriranja. (iii) Mladi, ali ne i stari miševi pokazuju netaknutu memoriju za ažuriranu lokaciju A3. Mladi miševi u stanju ažuriranja pokazuju značajno veći DI (A3–A4) u poređenju sa kontrolama bez ažuriranja. Za stare miševe, i grupe Bez ažuriranja i Ažuriranja pokazuju DI blizu nule, što ukazuje da nema preferencije za novu lokaciju A4 u odnosu na ažuriranu lokaciju A3, čak ni nakon ažuriranja. (iv) Ukupno istraživanje je bilo značajno niže kod starih životinja u odnosu na mlade, ali nisu uočene grupne razlike između ažuriranih i bez ažuriranih grupa.

Podaci su predstavljeni kao srednja vrijednost ± SEM. *p < {{0}}.05,="" ****p=""><>

poređenje Starog bez ažuriranja u odnosu na ažuriranje, p=0.016). Ovo može odražavati slabije, manje upornememorijaza originalne informacije o obuci kod starijih miševa, pošto objekat A2 nije bio prisutan tokom sesije ažuriranja za životinje u stanju ažuriranja (pogledajte raspravu).

Utvrditi da li su mladi i stari miševi uspješno naučilimemorijaupdate, uporedili smo istraživanje ažurirane lokacije A3 sa novom lokacijom A4. Mladi miševi koji su dobili ažuriranje pokazali su značajno veći DI u poređenju sa njihovim kontrolama bez ažuriranja (slika 4ciii; dvosmjerna ANOVA, značajna interakcija starosti x ažuriranja (F(1,29)=8.70 , p=0.006), Sidakov post hoc test koji upoređuje Young No Update vs. Update, p < 0,0001)="" koji="" ukazuje="" na="">memorijaza ažurirani objekat A3. Nasuprot tome, stari miševi su pokazali malo preferencije prema novom objektu, bez obzira na to da li su primili sesiju ažuriranja, bez značajne razlike u DI između starih miševa bez ažuriranja i starih miševa s ažuriranjem (Sidakov post hoc test upoređujući Old No Update vs. Update, p { {1}}.16). Stoga, iako su 18-mjesečni miševi bili u mogućnosti da steknu originalnu memoriju, pokazali su smanjenu sposobnost ažuriranja ove memorije novom lokacijom objekta. Sve u svemu, stari miševi su istraživali manje od mladih miševa tokom test sesije (slika 4civ; dvosmjerna ANOVA, značajan uticaj starosti (F(1,29)=21.72, p < 0).="" 0001),="" ali="" bez="" značajnog="" glavnog="" efekta="" ažuriranja="" ili="" interakcije="" starosti="" ×="" ažuriranja)="" iako="" nije="" bilo="" razlika="" između="" grupe="" ažuriraj="" i="" bez="" ažuriranja="" unutar="" svakog="" starosnog="" stanja.="" povezivanje="" količine="" istraživanja="" tokom="" obuke,="" ažuriranja="" ili="" test="" sesije="" sa="" testnim="" di-ovima="" za="" svaki="" objekat="" nije="" otkrilo="" značajnu,="" značajnu="" vezu="" između="" ukupnog="" vremena="" istraživanja="" i="" performansi="" testa="" za="" mlade="" ili="" stare="" životinje,="" što="" sugeriše="" da="" smanjeno="" istraživanje="" kod="" starijih="" miševa="" ne="" može="" samo="" računa="" za="" performanse="" ažuriranja="" memorije.="" dakle,="" miševi="" pokazuju="" smetnje="" vezano="" za="" starenje="" u="" njihovoj="" sposobnosti="">memorijasa novim informacijama u zadatku OUL.

DISKUSIJA

Ovdje smo razvili i potvrdili novi zadatak ažuriranja OUL memorije, koji se može koristiti za razumijevanje mehanizama koji podržavajumemorijaažuriranje kod mladih i starih glodara. Pokazali smo da mladi miševi uspješno izvode OUL i pokazuju memoriju i za originalne i za ažurirane informacije u jednoj testnoj sesiji. Zatim, koristeći komplementarne pristupe (primjena catFISH i anisomicina) otkrili smo da ažuriranje OUL-a uključuje originalnu memoriju, umjesto da pokreće formiranje nezavisne asocijacije. Konačno, koristili smo OUL za demonstraciju

Ostarjeli miševi pokazuju oštećenjememorijaažuriranje u romanu OUL ažuriranje JL Kwapis et al.

u kojima starenje miševi pokazuju nedostatkememorijaažuriranje. Zajedno, ovi podaci ukazuju na to da su deficiti povezani sa starenjem umemorijaažuriranje može doprinijeti kognitivnim oštećenjima vezanim za starost. OUL zadatak je stoga obećavajući novi alat za ispitivanje formiranja i ažuriranja memorije s obzirom na njenu jednostavnost i smanjen stres u poređenju sa zadacima zasnovanim na vodi i udaru. Ono što je najvažnije, omogućava da se dugoročna memorija i ažurirane informacije diskriminiraju unutar jedne testne sesije.

Koristeći našu novouspostavljenu OUL paradigmu, otkrili smo da stariji 18-mjesečni miševi imaju poteškoća s ažuriranjem postojećih sjećanja, što sugerira da pamćenje postaje manje fleksibilno u starosti. Nedostaci pamćenja povezani sa godinama dobro su dokumentovani među vrstama [41, 55, 56], a poremećaji u učenju preokreta [57, 58] i fleksibilnosti ponašanja [59] su uobičajeni u starijoj dobi. Kod ljudi su epizodna sjećanja zavisna od hipokampusa posebno osjetljiva na starenje [60, 61], što može odražavati ili smanjeni odgovor na novosti u starosti ili povećanu osjetljivost na smetnje [60, 62]. Ovdje vjerujemo da je vjerovatnije da naši 18-mjesečni miševi pokazuju nedostatak hipokampusamemorijaažuriranje zbog proaktivnih smetnji, a ne zbog nemogućnosti da se pomaknuti objekt otkrije kao nov. Stari miševi pokazuju jasnu sklonost prema objektu na novoj lokaciji tokom sesije ažuriranja (slika 4b), pokazujući da prepoznaju novu lokaciju kao novu. Čini se da ove informacije nisu ugrađene u dugoročnu memoriju, međutim, jer ne pokazuju memoriju za ažuriranu lokaciju sljedećeg dana (slika 4ciii). Ovaj neuspjeh u učenju ažuriranja može biti uzrokovan proaktivnim smetnjama, u kojima pohranjena originalna memorija ometa inkorporaciju (ili preuzimanje) novih informacija predstavljenih tokom sesije ažuriranja. Zaista, uobičajeno je za starije osobe da imaju poteškoća da zaborave pohranjene informacije čak i kada one više nisu relevantne [62]. Ovdje se čini da izvorne informacije ostaju u svom izvornom stanju kod ostarjelih miševa uprkos smanjenoj važnosti u odnosu na ažurirane informacije.

Iako se rekonsolidacija dosljedno proučava od njenog ponovnog interesa 2000. godine [8], tek nedavno je cijenjena kao proces od suštinskog značaja zamemorijaažuriranje. Ova studija, sa drugim nedavnim radovima [2, 3, 10, 11, 14, 15, 17, 32, 63, 64], pokazuje da nove informacije moraju biti predstavljene tokom sesije preuzimanja kako bi se pokrenuo proces rekonsolidacije; kada tokom sesije ažuriranja nisu predstavljene nove informacije, anizomicin nije uticao na memoriju (slika 2di, grupa bez ažuriranja). Vjerovatno, kada se tokom pronalaženja prezentiraju samo poznate informacije, mehanizmi destabilizacije nisu uključeni i originalna memorija opstaje, stabilna čak i u prisustvu inhibicije sinteze proteina [3, 17]. Zanimljivo, koristeći zadatak za prepoznavanje objekata, Rossato i kolege [64] su pokazali da infuzije anisomicina ne utječu na originalno pamćenje nakon pseudo-reaktivacijskog ispitivanja u kojem su dva nova objekta predstavljena bez bilo kojeg od originalnih objekata za obuku. Sa rezultatima trenutne studije, to sugerira da je originalmemorijapostaje labilan samo kada je jedan od originalnih objekata za obuku prisutan tokom sesije ažuriranja zajedno sa nekim novim informacijama o lokaciji ili identitetu drugog objekta. Vjerovatno je da kada se tokom sesije pseudo-povraćaja prezentiraju samo nepoznate informacije, nova memorija se formira bez potrebe da se destabilizira prvobitno pamćenje, koje opet opstaje u svom izvornom stanju. Stoga se čini da proces ponovne konsolidacije omogućava ažuriranje postojećih sjećanja kao odgovor na nove informacije.

Jedno zanimljivo otkriće u trenutnoj studiji bilo je da su i mlade i stare životinje u stanju ažuriranja pokazale smanjenu memoriju za lokaciju objekta A2 na testu u poređenju sa životinjama u stanju bez ažuriranja (npr. slika 1dii). Kako životinje ažuriranja nisu bile izložene A2 tokom sesije ažuriranja (primile su samo lokacije A1 i A3), ova povećana preferencija za A2 je vjerovatno zbog dužeg perioda zadržavanja (48 h) između treninga i testiranja za ovu lokaciju. Zaista, prethodne studije su također zamijetile povećano istraživanje objekta predstavljenog manje nedavno u poređenju sa nedavno predstavljenim [65], što sugerira da dužina vremena između izlaganja i testiranja može utjecati na subjektivnu novost objekta ili snagu životinjememorijaza taj objekat. Za usporedbu, životinje bez ažuriranja su primile lokaciju objekta A2 tokom sesije ažuriranja i stoga su imale samo 24 sata zadržavanja za A2. Za naše stare miševe smo to pronašlimemorijaza objekat A2 je značajno smanjen kod životinja za ažuriranje u poređenju sa životinjama bez ažuriranja (slika 4cii), što sugerira da čak i sa tri uzastopna dana treninga, originalnimemorijapočinje da se razgrađuje do 48 h u starenju mozga. Mlade životinje su pokazale robusno pamćenje za objekt A2 čak i 48 sati nakon izlaganja. Mjerenje preferencije životinja za lokaciju A2 stoga može pružiti dodatne informacije o postojanosti izvorne memorije u poređenju sa nedavno doživljenom lokacijom A1. Kako OUL također ima vremensku komponentu, u kojoj životinje saznaju da je objekt A3 predstavljen nakon objekata A1 i A2, istraživanje lokacije A2 moglo bi pružiti neke informacije o vremenskom aspektu ažuriranja memorije. Razumijevanje kako vrijeme igra u ažuriranju memorije važno je razmatranje koje bi trebalo biti u fokusu budućeg rada.

Kako su većina sjećanja modifikacije, a ne potpuno de novo sjećanja, ključno je razumjeti kako se postojeća sjećanja modificiraju na molekularnom nivou. Iako su brojne studije istraživale mehanizme koji podržavaju rekonsolidaciju pamćenja, veći dio ovog rada nije u stanju napraviti razliku između mehanizama koji podržavaju originalnimemorijanaspram onih koji podržavaju ažurirane informacije. Naša paradigma ažuriranja OUL-a je dobro pozicionirana da identifikuje mehanizme uključene u ažuriranje memorije, jer je u stanju da proceni i originalnu memoriju i ažurirane informacije u jednoj test sesiji. Budući rad bi trebao utvrditi da li su ključni mehanizmi, kao što je izmjena podjedinica AMPA receptora [26, 27], degradacija proteina [4, 66, 67] i sinteza ključnih proteina kao što su zif268 i BDNF [17], potrebni za ažuriranje memorije i da li su ovi mehanizmi su oštećeni u starenju hipokampusa. Isto tako, bit će zanimljivo utvrditi da li interferencija informacija proizvodi suprotan učinak na neuronske ansamble i molekularne događaje.

Zaključno, otkrili smo da je OUL paradigma osjetljiv zadatak ovisan o hipokampusu koji može procijeniti i originalnimemorijai ažurirane informacije u jednoj testnoj sesiji. Također smo pokazali da starenje miševi pokazuju nedostatke umemorijaažuriranje, što sugerira da nemogućnost ažuriranja postojećih sjećanja može doprinijeti kognitivnom padu vezanom za starenje. Zadatak OUL je stoga moćno oruđe koje se može koristiti za razumijevanje neuronskih mehanizama koji podržavaju ažuriranje pamćenja u mladom mozgu i za određivanje kako su ti mehanizmi oštećeni u starosti.

FINANSIRANJE I OBJAVLJIVANJE

Ovo istraživanje je podržano od strane Nacionalnog instituta za zdravlje, grantova MH101491, AG051807 i AG050787 MAW-u i grantova Nacionalnog instituta za starenje (NIA) F32 AG052303 i K99 AG056596 za JLK. Autori izjavljuju da nema suprotstavljenih interesa. Autori izjavljuju da nema suprotstavljenih interesa.

ZAHVALNICA

Zahvaljujemo se dr. Johnu Guzowskom na pomoći u analizi i tumačenju podataka o catFISH i dr. Jennifer Czerniawski i Terra White za njihovu tehničku podršku u provođenju eksperimenata na catFISH. Također bismo željeli zahvaliti dr. Adeeli Syed i Centru za optičku biologiju UC Irvine (OBC) na obuci i pomoći u prikupljanju konfokalnih slika.

DODATNE INFORMACIJE

Dodatne informacije prate ovaj rad na (https://doi.org/10.1038/ s41386-019-0438-0).

Napomena izdavača: Springer Nature ostaje neutralan u pogledu zahtjeva jurisdikcije u objavljenim mapama i institucionalnim vezama.