Hipokampuse vahendatud mälestuste taasaktiveerimine taasühinemise ajal hirmu häirimiseks 2. osa

Järgmisena hindasime meie manipuleerimise pikaajalist mõju. Ülaltoodud leide korrati sarnase katseplaaniga.

Väidetavalt on pikaajaliste mõjude ja mälu vahel tugev seos. Ühest küljest võib pikaajaline mõju avaldada sügavat mõju mälule ja teisest küljest võib mälu mõjutada meie pikaajalisi mõjusid.

Esiteks kajastub pikaajaline mõju mälule peamiselt kahes aspektis: üks on mõju inimeste füsioloogilistele funktsioonidele ja teine ​​mõju inimeste psühholoogilisele seisundile.

Pikaajalised mõjud võivad mõjutada meie füsioloogiat, näiteks sellistes valdkondades nagu toitumine, uni ja treening. Kui elame pikka aega ebatervislikus keskkonnas, nagu näiteks tasakaalustamata toitumine, halb unekvaliteet, pikaajaline vähene liikumine jne, jätavad need pikaajalised kahjulikud mõjud meie kehasse teatud mälu, mõjutades seeläbi meie aju. aktiivsus ja mälu.

Samal ajal mõjutavad meie vaimset seisundit ka pikaajalised mõjud, nagu liigne pinge, ärevus ja stress, mis kahjustavad meie mälu.

Väga oluline on ka mälu pikaajaline mõju. Hea mälu võib anda meile suurema selguse, sõltumatuse ja enesekindluse, andes meile suurema kontrolli oma elu ja pikaajaliste tagajärgede üle. See võib aidata meil oma seisundit paremini kohandada, vähendades seeläbi stressi, ärevust ja muid ebasoodsaid tegureid, parandades meie võimet seista vastu pettumusele ja kohanemisvõimet.

Seetõttu peaksime pöörama tähelepanu pikaajaliste mõjude mõjule meile igapäevaelus, pöörama tähelepanu tervisele ja heale vaimsele seisundile ning kujundama tervislikke eluharjumusi ja head kohanemisvõimet, et anda oma mälule täielik mängulisus ja paremini toime tulla. pikaajaline mõju, saavutab oma märkimisväärse kasvu. On näha, et peame parandama mälu ja Cistanche deserticola võib oluliselt parandada mälu, sest Cistanche deserticola suudab reguleerida ka neurotransmitterite tasakaalu, näiteks tõsta atsetüülkoliini ja kasvufaktorite taset. Need ained on mälu ja õppimise jaoks väga olulised. Lisaks võib Cistanche deserticola parandada ka verevoolu ja soodustada hapniku kohaletoimetamist, mis tagab aju piisava toitainete ja energia kättesaamise, parandades seeläbi aju elujõudu ja vastupidavust.

Klõpsake teada, kuidas ajufunktsiooni parandada

Selle asemel, et anda hiirtele pärast vahetut šokki taastamiskatset, jätsime hiired pärast väljasuremist 2 nädalaks häirimata nende kodupuuri ja seejärel tegime neile spontaanse taastumise testi (joonis 1n).

Kakskümmend neli tundi pärast hirmu leevendamist (joonis 1o) külmusid nii positiivsed kui ka neutraalsed ChR2 rühmad seansi viimasel poolel vähem kui eYFP kontrollid (joonis 1p). Me ei näinud väljasuremise ajal rühmade erinevusi (joonis 1q ja täiendav joonis 1c).

Kooskõlas tagasikutsumise ajal täheldatud mõjudega näitas spontaanse taastumise test, et nii positiivsed kui ka neutraalsed ChR2 hiired külmusid vähem kui eYFP kontrollid ja võrreldes negatiivse Chr2 rühmaga, mis näitas, et meie manipuleerimine avaldas püsivat mõju hirmumälu taastamise protsessidele, mis ilmnesid kaks nädalat pärast väljasuremist (joonis 1). 1r, s).

Oluline on see, et näitasime pärast märgistamist ja positiivse mälu stimuleerimist täheldatud külmumise vähenemist, mida ei saa seostada ainult viiruse süstimise või valguse stimulatsiooniga. Täpsemalt avastasime, et märgistatud positiivse mälu taasaktiveerimine (naissoost kokkupuude) (täiendav joonis 3a) pärast seda, kui hiirtel oli FC suurenenud šokijärgne külmutamine (täiendav joonis 3b, c), põhjustas vähem külmumist ainult ChR2 hiirtel, kes said laserstimulatsiooni. .

See oli võrdlus ChR2 hiirtega, kes ei saanud stimulatsiooni, eYFP hiirtega, kes said stimulatsiooni, ja viiruseta / laserita rühmaga. See kehtis tagasikutsumise ajal (täiendav joonis 3d), väljasuremise esimesel päeval ja väljasuremise esimese 3 minuti jooksul (täiendav joonis 3e, f). Ootuspäraselt ei näinud me vahetu šoki ajal (täiendav joonis 3g) rühmadevahelisi erinevusi, kuid ChR2-laser On rühmas täheldasime märkimisväärselt külmumise vähenemist võrreldes kõigi teiste rühmadega ennistamisel (täiendav joonis 3h, I).

Veelgi enam, see efekt ilmnes ainult siis, kui hiired said märgistatud mälu kunstliku taasaktiveerimise FC kontekstis (täiendav joonis 4a). Järgmisena märgistasime positiivse mälu (emane kokkupuude) ja seejärel FC hiired, mis näitasid šokijärgset külmumist (täiendav joonis 4b).

Kui see mälu uudses kontekstis uuesti aktiveeriti ja hiired 24 tundi hiljem konditsioneerimiskonteksti tagasi viidi, ei vähenenud ChR2 rühmas külmutamine tagasikutsumise ajal (täiendav joonis 4c).

Külmutamine jäi kogu väljasuremise ja taastamise ajal sarnaseks eYFP kontrollidega (täiendav joonis 4d, e). Need leiud annavad tõendeid selle kohta, et meie manipuleerimine toimub uuesti konsolideerimise teel, kuna see on spetsiifiline juhtudel, kui hiired kogevad hirmumälu loomulikku meenutamist, mis antud juhul on tingitud kokkupuutest konditsioneerimiskontekstiga.

Valentsus on oluline: neutraalse koduse puurikogemuse kunstlik taasaktiveerimine taaskonsolideerimise ajal ei ole hirmumälu häirimiseks piisav

Ülaltoodud tulemused näitavad, et positiivsete või neutraalsete engrammide taasaktiveerimisest tulenev hipokampuse interferents on tingitud hirmu vähendamisel tõhusam kui negatiivse kogemusega seotud engrammid.

Valentsi olulisuse edasiseks hindamiseks testisime esiteks, kas uudne puhta puuri kogemus oli tõepoolest "neutraalne", mitte positiivne või negatiivne, arvestades, et uudsed stiimulid võivad kasutada keerulist lähenemisviisi ja vältida silmapaistvuse, tasu ja neofoobiaga seotud dopamiinergilisi teid48. –52. Seetõttu kasutasime järgmise katse neutraalse komponendi jaoks selle asemel kodupuuri38, kus hiired jäeti häirimata.

Teiseks küsisime, kas eraldi positiivne kogemus, mis ei hõlmanud naiste kokkupuudet, on piisav hirmu vähendamiseks. Järelikult kasutasime järgmise positiivse kogemusena kokkupuudet akuutkokaiiniga53. Lõpuks uuriti, kas võimetus vähendada külmumist negatiivse engrammi stimuleerimise kaudu hirmumälu meenutamise ajal oli nende mälestuste kattumise tagajärg.

Selle testimiseks märgistasime meie järgmise negatiivse kogemusena dDG-rakud, mis olid aktiivsed, kui hiired olid kontekstis C FC, kuna see segav signaal koosneks teoreetiliselt mõnedest samadest rakkudest nagu üldistamise tõttu kontekstis A omandatud hirmumälu. Nende küsimuste lahendamiseks me avas uuesti DOX-i märgistamise akna ja märgistas thedDG-s positiivse, neutraalse või negatiivse mälu (joonis 2a).

Negatiivsetesse rühmadesse määratud hiired olid algselt FC kontekstis C, mis näitas olulist šokijärgset külmumist (joonis 2b). Järgmisel päeval olid nad FC nagu varem kontekstis A. Hiired FC eelmisel päeval näitasid kõrgemat külmumist kui teistes rühmades enne ja pärast šokki (joonis 2c). Meenutamise ajal näitasid negatiivsed ChR2 hiired külmumist võrreldes teiste ChR2 rühmadega (joonis 2d), mida jälgiti kogu seansi jooksul.

Siiski ei täheldatud üheski ChR2-rühmas külmumise reaalajas vähenemist, võrreldes eYFP-vastastega üheski tagasikutsumise seansi osas (joonis 2d). Väljasuremise (joonis 2e ja täiendav joonis 1d) ega vahetu šoki (joonis 2f) ajal ei täheldatud rühmade erinevusi.

Kodupuuri mälu optiline stimulatsioon ei olnud hirmumäluga konkureerimiseks piisav, kuna taastamise ajal täheldasime, et ainult positiivsete ChR2 hiirte külmutamine oli väiksem võrreldes eYFP kontrollide ja negatiivsete rühmadega (joonis 2g). Negatiivse ChR2 hiirtel oli kontrollrühmaga võrdne külmutamine (joonis 2g, h).

Need tulemused kinnitavad meie varasemaid leide, mis näitavad, et konkureeriva positiivse mälu, kuid mitte neutraalse või negatiivse mälu optiline stimulatsioon on piisav, et häirida hirmu taastamist.

Täheldatud külmumise vähenemine ei ole tingitud liikuvuse suurenemisest

Eraldi hiirte rühmas märgiti DOX-i ära akuutkokaiiniga kokkupuute kodeerimisega seotud dDG-rakud (joonis 2i). Järgmisel päeval, et hinnata, kas kokaiini engrammi aktiveerimine kutsub esile hüperlokomotoorse aktiivsuse, testisime hiiri avamaal, kus me taasaktiveerisime kokaiini engrammi 10-minutilise testi viimase 5 minuti jooksul.

Me ei leidnud rühmade erinevusi liiniületuste koguarvus (joonis 2j), läbitud vahemaa (joonis 2k) ega kiiruses (joonis 2l), mis viitab eelmises katses täheldatud külmumise vähenemisele, ei olnud tingitud suurenenud liikumisest.

Lisaks näitas keskpiirkonnas veedetud aeg rühmadevahelisi erinevusi (joonis 2m), mis viitab sellele, et akokaiiniga seotud mälu kunstlik aktiveerimine ei ole anksiogeenne ega anksiolüütiline.

Hiired sooritavad positiivse mälu kunstlikuks taasaktiveerimiseks operantreaktsiooni

Kuigi hipokampus on seotud positiivsete kogemuste töötlemisega, arvatakse, et see teeb seda kooskõlas mitmete inneuromodulatsiooniga seotud piirkondadega, sealhulgas ventraalse tegmentaalse piirkonnaga (VTA).

VTA on aju tasusüsteemi kriitiline komponent ja negatiivseid afektiivseid seisundeid (nt ärevust) vahendab VTA düsregulatsioon. On hästi teada, et VTA intrakraniaalne enesestimulatsioon (ICSS) on võimsalt rahuldust pakkuv operantne käitumine, kus närilised säilitavad elektriimpulsside edastamise, mille tulemuseks on dopamiini vabanemine54, 55.

Seda protseduuri on varem kohandatud 56–61, et lisada VTA-sse dopamiinergiliste neuronite in vivooptogeneetiline stimulatsioon. Selle positiivse kogemuse ajal aktiivsete dDG-rakkude märgistamiseks ja taasaktiveerimiseks ekspresseerisime dopamiinergilistes VTA rakkudes ChR2-d, kasutades transgeenseid hiiri, mis ekspresseerivad Cre-d dopamiini transporteri (DAT) kontrolli all.

Süstisime oma viirusvektorid AAV5-Ef1a-DIO-(hChR2-E123A)-eYFP ja implanteerisime optilise kiu ühepoolselt VTA-sse. Süstisime ka c-Fos-tTA-TRE-(ChR2)-eYFP ja implanteerisime kahepoolselt dDG-le suunatud optilised kiud (joonis 3a). Hiired harjuti algselt operatsioonikambriga ja neile anti tagajärgedeta juurdepääs rattale, mis oli lähtemõõduks.

Järgmisel päeval asetati hiired tagasi operandi kasti ja sisestati kaks ninaporti, üks aktiivne ja teine ​​mitteaktiivne. Nina torkab aktiivsesse porti, mis tekitas optogeneetilise VTA-stimulatsiooni, samas kui nina torkamine passiivsesse porti ei tekitanud stimulatsiooni ja toimis diskrimineeriva kontrollina. Hiirtele anti kolm ICSS-i koolitust ja seejärel võeti DOX-i ära.

Nad toodi tagasi neljandale treeningule, kus märgistati VTA enesestimulatsioonile reageerivad dDG rakud. Järgmisel päeval piirati juurdepääs ninaavadele ja ratas pöörleb, tekitas optilise dDG stimulatsiooni, et aktiveerida uuesti VTA enesestimulatsiooni engram. Seda tehti selleks, et hinnata, kas hiired suudavad positiivse (VTA-ChR2, dDG-ChR2) korral operantreaktsiooni. või neutraalne (VTA-eYFP,dDG-ChR2) kogemus võrreldes dDG-eYFP kontrollidega (joonis 3a).

VTA-s ChR2-ga süstitud hiirtel olid ninatorked aktiivsesse porti oluliselt kõrgemad kui mitteaktiivsesse porti ja need suurenesid seansside lõikes, näidates hiirte võimet portide vahel vahet teha ja tasu eest optilist stimulatsiooni ise toimetada (joonis 3b–e). Võrreldes ratta baasjoone mõõtmisi treenimise ja testimisega, sooritasid hiired, kellele süstiti ChR2 VTA-s ja dDG-s, rohkem rattapöördeid, mida hoiti liikumas pikema aja ja vahemaa jooksul (joonis 3f–h) ja tekitasid rohkem stimulatsioone (joonis 3i) võrreldes hiirega. kõik teised rühmad.

See leid näitab, et hiired täidavad operantset vastust, et säilitada positiivse mälu, eriti VTA enesestimulatsiooni mälu kunstlik taasaktiveerimine. Hiired ei näidanud sellist käitumist, et mäletada operantkastiga kokkupuudet VTA stimulatsiooni puudumisel. Pärast seda testi läbisid hiired sama katseprotokolli nagu varem, kus nad olid FC kontekstis. Kus nad demonstreerisid šokijärgset külmumist (joonis 3j ja täiendav joonis 1e) ja seejärel tehti hirmumälu testi.

VTA enesestimulatsiooni engrammi (VCDC) taasaktiveerimine tagasikutsumise ajal vähendas külmumist kogu seansi jooksul (joonis 3k). Tase jäi madalaks kogu väljasuremise (joonis 3l ja täiendav joonis 1e), vahetu šoki (joonis 3m) ja taastamise (joonis 3n).

Huvitav on see, et kahe dDG-eYFP rühmade vahel näitas rühm, kes oli varem VTA-stimulatsiooni saanud (VCDE), selle kogemuse kasulikku mõju, näidates VCDC rühma ja teiste kontrollrühmadega võrreldes EXT1-le (joonis 3l) ja alates 2008. aastast alates. kohene šokk taaskäivitamiseks (joonis 3o). Need tulemused näitavad koos, et rahuldust pakkuvast kogemusest tulenevad häired võivad negatiivsete afektiivsete seisundite vastu võidelda.

Juhuslikult märgistatud dDG neuronite aktiveerimine on piisav ka hirmu taaskinnistumise soodustamiseks

Järgmisena küsisime, kas positiivse mälu kunstlik taasaktiveerimine, mis hõlmab väikese hulga neuronite stimuleerimist (<10%)38, can update a fear memory during reconsolidation, could we circumvent the positive-valence prerequisite to achieve a similar effect if we activate a larger population of neurons not necessarily tied to memory? 

Erinevalt eelmistest katsetest, kus kasutasime erinevates kogemustes osalevate rakkude märgistamiseks cFos-indutseeritavat märgistamisstrateegiat, kasutasime siin konstitutiivse promootoriga (CaMKIIa) viirust, et märgistada dDGneuronid juhuslikult ChR2-ga (joonis 4a).

Hiirtele süstiti kas lahjendamata või lahjendatud viirust, et märgistada vastavalt suur protsent või osa dDG-rakkudest. Hiirtel ilmnes pärast FC-ks saamist šokijärgne külmutamine (joonis 4b ja täiendav joonis 1f).

Järgmisel päeval tagasikutsumise ajal stimuleeriti märgistatud neuroneid optiliselt. Lõputöö esimesel poolel nägime reaalajas külmumise vähenemist nii lahjendamata kui ka lahjendatud ChR2 rühmas, kuid teisel poolel näitasid ainult lahjendamata rühmad vähem külmumist (joonis 4c).

Lahjendamata-ChR2 rühm jätkas kogu väljasuremise (EXT1 & EXT2) (joonis 4d) vähem külmumist (joonis 4d) ja nii lahjendamata kui ka lahjendatud ChR2 rühmad külmusid EXT1 esimese 3 minuti jooksul vähem kui eYFP rühmad (täiendav joonis 1f).

Ootuspäraselt ei esinenud vahetu šoki ajal rühmadevahelisi erinevusi (joonis 4e). Taastamisel täheldasime külmumise vähenemist nii lahjendamata kui ka lahjendatud ChR2 rühmas võrreldes eYFP kontrollidega (joonis 4f) ja võrreldes vahetu šokiga (joonis 4g).

Meie efektid olid suuremad lahjendamata rühmas, mis viitab sellele, et taaskonsolideerimisel põhinevaid protsesse saab potentsiaalselt kaasata, aktiveerides ansambleid, mis ei ole ühendatud teatud valentsiga engrammiga, kui aktiveeritakse piisavalt rakke. See mälu modulatsioonistrateegia võib olla sarnane stimulatsiooniprotokollidega, mis on praegu heaks kiidetud inimestel kasutamiseks 62, 63.

For more information:1950477648nn@gmail.com