Ankstesnis baimės mokymasis leidžia greitai įsisavinti naujus baimės prisiminimus tiesiai į žievės tinklus 2 dalis

Ankstesnis kontekstinis baimės mokymasis leidžia priekinei cingulinei žievei nedelsiant užkoduoti naujus prisiminimus

Iki šiol mes ištyrėme sistemos konsolidavimo dinamiką klausos baimės prisiminimuose. Tačiau sistemos konsolidavimo modelis dažniausiai gaunamas iš hipokampo priklausomos atminties tyrimų.

Klausos baimė – labai dažna psichologinė problema, galinti turėti didelės įtakos kasdieniam žmonių gyvenimui. Kai atsiranda klausos fobija, žmonės gali jaustis labai nepatogiai ir netgi sukelti įvairių sveikatos problemų. Tačiau tuo pat metu yra ir eksperimentų, įrodančių, kad klausos baimė taip pat gali pagerinti atmintį.

Pastaraisiais metais mokslininkai nustatė, kad žmonės, turintys klausos fobiją, yra dėmesingesni ir jautresni nei kiti. Jų smegenys stipriau ir greičiau reaguoja į garso stimuliavimą. Dėl šios reakcijos jie tampa jautresni jų gyvenimo garsams. Kai kuriais atvejais jie gali geriau apdoroti įvairią informaciją ir netgi gauti naudingesnių užuominų iš garsų, o tai gali pagerinti jų bendrą atmintį.

Kai žmogus yra įtemptos ar nerimo emocinės būsenos, smegenys išskiria medžiagą, vadinamą adrenalinu. Ši medžiaga gali skatinti smegenų neuronų veiklą ir padidinti žmonių koncentraciją. Todėl klausos baimės būsenos metu adrenalino išsiskyrimas lemia didesnį klausytojo susikaupimą ir atmintį.

Tuo pačiu metu, kai garso baimės dirgiklis išlieka, smegenys gali prisitaikyti prie šio dirgiklio, sukurdamos gilesnę garso atmintį. Ši atmintis gali padėti pacientams geriau reaguoti į skirtingus garso dirgiklius, todėl jie tampa labiau pasitikintys ir nepriklausomi.

Todėl, nors klausos baimė gali sukelti daug nepatogumų kasdieniame žmonių gyvenime, ji taip pat gali turėti teigiamos įtakos atminčiai. Kai žmonės išmoksta susidoroti su šia psichologine problema, jie gali įveikti savo baimes ir netgi gauti iš jų naudos. Tai taip pat primena, kad turėtume teisingai žiūrėti į psichologines problemas, atkreipti dėmesį į psichinę sveikatą ir pozityviai spręsti sunkumus, kad pagerintume savo gyvenimą. Matyti, kad reikia pagerinti atmintį. Cistanche deserticola gali žymiai pagerinti atmintį, nes Cistanche deserticola taip pat gali reguliuoti neurotransmiterių pusiausvyrą, pvz., padidinti acetilcholino ir augimo faktorių kiekį. Šios medžiagos labai svarbios atminčiai ir mokymuisi. Be to, mėsa taip pat gali pagerinti kraujotaką ir skatinti deguonies tiekimą, o tai gali užtikrinti, kad smegenys gautų pakankamai maistinių medžiagų ir energijos, taip pagerinant smegenų gyvybingumą ir ištvermę.

Norėdami pagerinti atmintį, spustelėkite žinokite papildus

Manoma, kad šie prisiminimai iš pradžių formuojasi tiek hipokampo, tiek žievės lygiuose. Laikui bėgant, suderinta hipokampo ir žievės tinklų sąveika lemia laipsnišką žievės grandinių, kurios ilgainiui saugo nuotolinius prisiminimus, pertvarkymą [1–5]. Atsižvelgiant į tai, naiviems gyvūnams nuo hipokampo priklausomi baimės prisiminimai, būtent kontekstiniai baimės prisiminimai, iš pradžių yra priklausomi nuo hipokampo ir palaipsniui tampa priklausomi nuo žievės tinklo, apimančio ACC ir prefrontalinę žievę [1,2,6–8 ].

Taigi mes svarstėme, ar šis nuo laiko priklausomas reorganizavimas įvyko kitaip, jei anksčiau buvo atlikta ankstesnės atminties sistemos konsolidacija. Žiurkės buvo išmokytos susieti kontekstą su JAV. Prieš dvi savaites viena žiurkių grupė sužinojo kitą ryšį tarp skirtingo konteksto ir JAV (CtxA-CtxB), o kita grupė gavo tik tiesioginius skausmingus dirgiklius, kurie trukdė mokytis kontekstinės baimės (šokas-CtxB) (S1A pav.). Gyvūnai buvo švirkščiami CNQX arba fiziologiniu tirpalu į ACC praėjus 24 valandoms po kontekstinio mokymosi (4A ir S1B pav.).

Remiantis ankstesniais tyrimais [1, 6, 8], inaktyvavus ACC gyvūnams, kurie anksčiau neišmoko kitos baimės asociacijos, CtxB užšalimas nebuvo paveiktas, o tai rodo, kad ši manipuliacija neturėjo įtakos naujausiai atminčiai. Tačiau, panašiai kaip ir duomenys, gauti mokantis klausos baimės, ACC inaktyvacija sumažino užšalimą iki pastarojo CtxB žiurkėms, kurios išmoko ankstesnį kontekstinės baimės ryšį (4B ir 4C pav.).

Šis reiškinys buvo priežastiniu ryšiu susijęs su lėto pirmosios atminties sistemos konsolidacijos vystymusi, nes jo nebuvo gyvūnams, kuriuose 2 baimės įvykius skyrė tik 7 arba 24 valandos, ir tiems, kuriuose ACC buvo inaktyvuotas praėjus 24 valandoms po abiejų pirmasis ir antras kontekstinis baimės mokymasis. Be to, jo nebuvo žiurkėms, kurios patyrė pirmąjį konteksto tyrimą, kai nebuvo jokių US (konteksto-CtxB grupė) (4D ir 4E pav.).

Labai svarbu, kad ACC inaktyvavimas, atliktas praėjus 1 valandai po mokymosi, taip pat paveikė naujausią baimės atmintį (4F ir 4G pav.). Šiuo metu anizomicino vartojimas sumažino užšalimą iki CtxB gyvūnams, kurie anksčiau patyrė kontekstinės baimės mokymąsi (4H ir 4I pav.). Šie duomenys patvirtina mintį, kad įsiminus pirmąjį baimės įvykį, neokorteksas iš karto tampa būtinas naujiems prisiminimams, naudojant tik sinapsinio konsolidavimo mechanizmus.

Ankstesnis kontekstinis baimės mokymasis pertvarko ACC-BLA projekcijas taip, kad jos paremtų naujausius prisiminimus

Toliau ištyrėme, ar nervinis ryšys, įdarbintas naiviems gyvūnams išlaikant nuotolinę atmintį, taip pat gali būti susijęs su neseniai įvykusiu gyvūnų, kurie anksčiau išmoko kitos kontekstinės baimės atminties, atminties išsaugojime. Šiuo tikslu ištyrėme projekcijų nuo ACC iki BLA įtraukimą išsaugant naujausius ir nuotolinius kontekstinius prisiminimus.

Ankstesnis tyrimas parodė, kad optogenetinis aksonų galų slopinimas, projektuojamas iš prefrontalinės žievės į BLA, sutrikdė kontekstinės baimės atminties išsaugojimą atokiais, bet ne naujausiais laiko momentais naiviems gyvūnams [7]. Su adeno susijęs virusinis vektorius (AAV5-CaMKIIa-eNpHR3.0-mCherry) arba kontrolinis vektorius (AAV5-CaMKIIa-mCherry) buvo švirkščiamas į ACC 2 grupėse, kaip aukščiau aprašytus eksperimentus (5A–5C ir S3C pav.). Optogenetinis ACC terminalų slopinimas BLA per pastarojo meto kontekstinės baimės atminties išsaugojimą sutrikdė užšalimą iki CtxB tik tiems gyvūnams, kuriems buvo suleista eNpHR3.{13}}mCherry vektorius ir kurie anksčiau buvo išmokę aiškią konteksto ir JAV sąsają (5D pav. ).

Šioje grupėje vėlesnis ACC gnybtų slopinimas BLA taip pat labai sumažino CtxA užšalimą, o tai rodo, kad tai taip pat paveikė nuotolinio konteksto ir JAV asociacijos išsaugojimą (5E pav.). Šie rezultatai patvirtina idėją, kad tas pats nervinis kelias yra būtinas norint išsaugoti nuotolinę pirmojo baimės įvykio atmintį ir naujausius prisiminimus apie naujus analogiškus įvykius. Šie duomenys taip pat rodo, kad pirmosios atminties sukeltas žievės takų, besileidžiančių į BLA, persitvarkymas yra įprastas tiek klausos, tiek kontekstinės baimės prisiminimų procesas.

Po ankstesnio baimės mokymosi, nugaros hipokampas ir ACC yra būtini naujiems prisiminimams formuoti

Šios išvados kelia klausimą, ar hipokampas formuoja naujus prisiminimus, net jei anksčiau buvo išmokta kontekstinė baimė. Arba žievė gali formuoti naujus prisiminimus, net jei nėra hipokampo. Norėdami atsakyti į šiuos klausimus, hipokampą inaktyvavome praėjus 1 valandai po kontekstinio baimės mokymosi 2 grupėse, panašiose į aukščiau nurodytus eksperimentus.

Kadangi didžioji dalis literatūros apie sistemos konsolidavimą gaunama iš tyrimų, kuriuose hipokampas buvo sunaikintas visam laikui, mes pradėjome negrįžtamai pažeisti nugaros hipokampą praėjus 1 valandai po mokymosi (6A–6C pav.). Dėl hipokampo pažeidimų abiejose grupėse žymiai sumažėjo CtxB užšalimas (6C pav.). Kadangi eksitotoksiniai pažeidimai gali laikinai trikdyti smegenų sričių, esančių už hipokampo ribų, pvz., ACC, aktyvumą, pakartojome šį eksperimentą inaktyvuodami nugaros hipokampą su CNQX, kad blokuotume vietinius AMPA glutamato receptorius, ir nustatėme amnezinį poveikį abiejose grupėse (6D ir 6E pav. ).

Šie rezultatai parodė, kad hipokampas yra būtinas naujiems kontekstiniams prisiminimams formuoti, nepaisant to, ar anksčiau buvo išmokta baimė. Kartu su aukščiau pateiktais rezultatais šie duomenys taip pat rodo, kad gyvūnams, kurie išmoko ankstesnį kontekstinės baimės įvykį, ir hipokampas, ir ACC yra būtini, kad susidarytų naujausių baimės prisiminimų, ir nė viena iš šių vietų negali palaikyti atminties formavimosi, jei jos nėra. kito.

Tada ištyrėme hipokampo įsitraukimo laiką, atidėdami hipokampo pažeidimą 1 savaitei po mokymosi. Remiantis ankstesniais duomenimis [46], hipokampo pažeidimai vis dar paveikė atminties formavimąsi gyvūnams, kurie niekada anksčiau nebuvo išmokę kitų baimės asociacijų. Ir atvirkščiai, grupėje, kuri sužinojo apie ankstesnį baimės įvykį, hipokampo pažeidimai neturėjo įtakos atminties išsaugojimui (6F ir 6G pav.), o tai rodo, kad ankstesnė baimės atmintis sutrumpina hipokampo įsitraukimo laiką (nuo 2 savaičių iki 1 savaitės). taip pat pastebėta erdvinio mokymosi atveju [3,20,21].

Diskusija

Šiame tyrime mes nustatėme, kad ankstesnis klausos baimės atminties konsolidavimas leidžia Te2 iš karto užkoduoti naują klausos baimės atmintį per sinapsinį konsolidavimą. Be to, mažėjančios projekcijos nuo Te2 iki BLA, kurios buvo suaktyvintos konsoliduojant ankstesnį mokymąsi, tampa būtinos formuojant naujus klausos baimės prisiminimus.

Panašūs rezultatai buvo pastebėti nuo hipokampo priklausomo kontekstinio baimės mokymosi metu. Pastarojoje užduotyje taip pat nustatėme, kad ankstesnis mokymasis sutrumpina hipokampo dalyvavimo pastaruoju metu kontekstinės baimės mokymosi trukmę. Apibendrinant, mūsų išvados rodo, kad ankstesnis mokymasis pertvarko smegenų grandines taip, kad nauja analogiška informacija būtų nedelsiant išmokta žievės struktūrose.

Dabartinė nuo hipokampo priklausančių prisiminimų sistemos konsolidavimo koncepcija daro prielaidą, kad hipokampas dalyvauja ribotą laiką ir kad laikui bėgant vyksta laipsniškas smegenų grandinės pertvarkymo procesas, todėl žievės tinklai tampa vis svarbesni [1–5].

Nors egzistuoja ir alternatyvios teorijos [47], daugybė tyrimų patvirtina laikinai ribotą hipokampo vaidmenį atminties procesuose tiek žmonių, tiek gyvūnų modeliuose [1–3]. Priešingai, smegenų grandinių, palaikančių atmintį, pertvarkymas laikui bėgant buvo įrodytas daugiausia gyvūnų modeliuose, o įrodymai žmonėms yra prieštaringesni [3].

Kai kurie tyrimai parodė, kad hipokampo aktyvumas atkuriant atmintį žmonėms laipsniškai mažėja per savaites ir mėnesius, o aktyvumas ventralinėje medialinėje prefrontalinėje srityje [48], laikinojoje neokorteksoje [49] arba ryšys tarp žievės sričių [48] žymiai padidėjo. Priešingai, naujesni tyrimai parodė, kad nors hipokampo aktyvumas laikui bėgant mažėjo, žievės aktyvumas laikui bėgant išliko stabilus [50] arba taip pat sumažėjo [51]. Daugiau nuoseklių įrodymų apie smegenų grandinių, palaikančių atmintį, pertvarkymą laikui bėgant, buvo gauta su gyvūnais [1–3]. Šie tyrimai buvo atlikti su eksperimentiškai negydytais gyvūnais.

Ištyrę šią problemą su gyvūnais, kurie suformavo ankstesnę baimės atmintį, nustatėme, kad hipokampas yra būtinas naujiems prisiminimams formuoti, nepaisant to, ar anksčiau buvo išmokta baimė. Tačiau smegenų grandinių pertvarkymas, sukeltas pirmojo mokymosi, leidžia neokorteksui nedelsiant užkoduoti naujus prisiminimus, tiesiog per ląstelių sinapsinio konsolidavimo mechanizmus. Šis reiškinys taikomas ir nuo hipokampo priklausomiems, ir nepriklausomiems baimės prisiminimams, ir jį konkrečiai paskatino lėtas sistemos konsolidavimas, kurį sukėlė pradinis mokymosi įvykis.

Jo nebuvo žiurkėms, kurių 2 mokymosi bandymai buvo laikinai arti vienas kito (kelias valandas arba 1 dieną), ir toms, kurių žievės inaktyvacija po pirmojo mokymosi įvykio neleido žievei persitvarkyti ir vėlesniam jos įsisavinimui. atsiminimai. Be to, kai pirmasis baimės mokymasis pertvarkė smegenų ryšį, keliai, nusileidžiantys iš žievės į BLA, yra būtini ne tik norint išsaugoti tolimus prisiminimus, kaip ir naivioms žiurkėms, bet ir neseniai atsiradusiems. Darome išvadą, kad jei analogiška atmintis buvo užkoduota anksčiau, smegenų grandinių pertvarkymas jau buvo įvykęs ir gali būti nebereikalingas naujiems prisiminimams formuoti, kurie, atvirkščiai, nedelsiant sujungia žievę ir jos sąveiką su subkortikinėmis vietomis.

Nepaisant daugybės tyrimų, įrodančių nuo laiko priklausomą naivių gyvūnų smegenų grandinių pertvarkymą, tikslus šio proceso tikslas toli gražu nėra apibrėžtas. Kadangi elgsenos reakcijos, susijusios su atmintimi, laikui bėgant gali išlikti panašios, manoma, kad šis procesas padeda pagerinti atminties stabilumą laikui bėgant [1, 2, 52]. Remdamiesi savo išvadomis, siūlome, kad pirmą kartą įvykus baimės įvykiui, smegenų grandinės vyktų ilgai pertvarkymo procesą, kaip aprašyta sistemos konsolidavimo modelyje. Šis procesas gali padėti pertvarkyti neuroninius tinklus, kurie nuolat saugo baimės atmintį, kad jie iš karto įgytų naujos analogiškos informacijos per sinapsinio konsolidavimo mechanizmus. Iš tiesų, šis veikimo mechanizmas gali padaryti naują mokymąsi „ekonomiškesnį“, nes jis gali sumažinti išteklių sąnaudas naujai susijusiai informacijai įgyti, taip atlaisvindamas daugiau išteklių naujos nesusijusios informacijos mokymuisi.

Svarbus klausimas, kylantis iš mūsų išvadų, yra tai, ar ankstesnis mokymasis visam laikui pakeičia neuroninius tinklus taip, kad panaši patirtis gali būti nedelsiant išsaugota neokorticose, net jei jie atsiranda labai tolimais laiko intervalais. Arba gali būti, kad sistema iš naujo nustatoma į pradinį naivų gyvūnų lygį, jei artimiausiu metu nepasitaikys naujos panašios patirties. Eksperimentai, vertinantys neokortekso įsitraukimą didėjančiais laiko intervalais tarp pirmojo ir antrojo mokymosi, paaiškins šį klausimą.

Taip pat nustatėme, kad neokortekso blokada ankstyvo pirmosios patirties konsolidavimo metu neleido nedelsiant priskirti naujų panašių patirčių neokorteksui (žr. 1F ir 4D pav.). Šie rezultatai rodo, kad ląstelių procesai, vykstantys iš karto po pirmojo mokymosi neokortekse, yra būtini, kad jis būtų įtrauktas į sistemos atminties konsolidavimo procesą. Ši idėja sutampa su išvadomis, kad kai kurios „pažymėtos“ ląstelės neokortekso viduje suaktyvėja, kai jos mokosi naiviuose gyvūnuose ir yra naudojamos nuotoliniams, bet ne naujausiems prisiminimams saugoti [7, 8, 12, 44]. Būsimi tyrimai reikalingi siekiant išsiaiškinti, ar šios ląstelės atlieka šį vaidmenį ir po ankstesnio mokymosi, ar jos taip pat dalyvauja formuojant naujausius prisiminimus.

Iš pradžių sistemų konsolidavimo modelis paskatino papildomą idėją, kad hipokampas greitai išmoksta naują informaciją, o neokorteksas – lėtai, tačiau vėlesni tyrimai parodė, kad neokorteksas taip pat gali greitai mokytis [3,20,21,53]. Mūsų duomenys parodė, kad 2 skirtingos žievės (Te2 ir ACC) gali iš karto sužinoti naują informaciją, jei analogiškas įvykis įvyko anksčiau.

Remiantis ankstesniais tyrimais [10, 16, 17, 34, 43, 45], terminą Te2 vartojame norėdami nurodyti labiausiai užpakalinę juostos klausos srities sritį, kuri, remiantis Zilleso tyrimais [24, 25], apima daugiausia laikinoji asociacija ir ektorininės zonos. Nors negalime atmesti galimybės, kad mūsų rezultatai gali atspindėti vaisto poveikio indėlį ir aplinkiniuose regionuose, būtent gretimoje regėjimo žievėje, pirminėje klausos žievėje ir peririninėje žievėje, duomenys, kuriuos gavome apie negyvus gyvūnus, rodo, kad tai pirmiausia atsirado dėl Te inaktyvacijos. .

Mes nustatėme, kad naiviems gyvūnams Te2 buvo būtinas nuotoliniams, bet ne naujausiems klausos prisiminimams, o inaktyvavus gretimą regos žievę, nuotoliniai klausos prisiminimai nepakito [10]. Ir atvirkščiai, kombinuota pirminės ir Te2 žievės blokada pablogino ir naujausią atmintį [34]. Panašiai, priekinės peririninės žievės inaktyvavimas pablogino baimės prisiminimus [32,54], o užpakalinės peririninės žievės inaktyvavimas neturėjo įtakos naujausiems [54] ir nuotoliniams [10] baimės prisiminimams.

Taip pat ACC ir kontekstinės baimės prisiminimų atveju gretimos pirminės ir antrinės motorinės žievės inaktyvavimas neturėjo įtakos naujausiems ir nuotoliniams prisiminimams [55], o gretimos prelimbinės žievės inaktyvavimas pablogino tiek nesenus, tiek nuotolinius prisiminimus [11].

Kalbant apie vaidmenį, kurį šios žievės vaidina atminties procesuose, Te2 dalyvauja įsimenant emocinę vertę, susietą su garsais [10,13,16,56]. Ši idėja neseniai buvo pademonstruota ir aukštesnės eilės regėjimo žievėje [57,58]. Kita vertus, ACC gali formuoti ir saugoti prisiminimus, bet taip pat gali moduliuoti kitų žievės sričių veiklą [1–3,6].

Nepaisant daugybės tyrimų, rodančių, kad Te2 ir ACC yra būtini nuotoliniams, bet ne naujausiems prisiminimams, kai kurie naujausi tyrimai pranešė, kad šios žievės gali būti reikalingos ir norint išsaugoti naujausius klausos [34, 59] ir kontekstinius [55] baimės prisiminimus. Tikslios ribinės sąlygos, galinčios nulemti šių žievės būtinybę naujausiems prisiminimams, yra menkai suprantamos.

Vienas iš šių tyrimų parodė, kad emocinės patirties intensyvumas gali atlikti svarbų vaidmenį [34], tačiau būsimi tyrimai turėtų geriau išspręsti šią problemą. Būsimuose tyrimuose taip pat reikės išsiaiškinti, ar ląstelės, kurios suaktyvinamos neokortekso viduje po mokymosi naiviems gyvūnams ir kurios naudojamos nuotoliniams, bet ne naujausiems prisiminimams saugoti [7, 8, 12, 44], taip pat atlieka šį vaidmenį po ankstesnių tyrimų. mokymasis, ar jie dalyvauja formuojant naujausius prisiminimus.

Kalbant apie hipokampo dalyvavimą atminties procesuose, mes nustatėme, kad nugaros hipokampas yra būtinas norint išmokti naujos kontekstinės atminties, net jei anksčiau buvo išmoktas kontekstinis mokymasis. Panašus rezultatas buvo pastebėtas atliekant tiriamųjų projektavimą žiurkėms, kurios išmoko tiek nuotolinių, tiek nesenų kontekstinių prisiminimų [60]. Kita vertus, taip pat buvo įrodyta, kad ląstelių mechanizmai, tarpininkaujantys tolesniam mokymuisi hipokampe, gali skirtis nuo ankstesnio mokymosi tyrimo metu [22,61].

Mes taip pat nustatėme, kad gyvūnams, kurie pirmą kartą patyrė kontekstinę baimę, hipokampas taip pat būtinas praėjus 1 savaitei po mokymosi, kaip anksčiau buvo nustatyta naiviems gyvūnams [46]. Ir atvirkščiai, kitoje grupėje hipokampo pažeidimai neturėjo įtakos atminties išsaugojimui šiuo laiko intervalu, o tai rodo, kad ankstesnis baimės mokymasis sutrumpina hipokampo įsitraukimo laiką, kaip pastebėta ir erdvinio mokymosi atveju [3, 20, 21]. Todėl šie ir dabartiniai tyrimai pateikia suartėjančius įrodymus, kad hipokampo pažeidimų sukeltos laikinosios amnezijos laiko langas priklauso nuo anksčiau įgytos patirties tiek erdviniuose, tiek emociniuose prisiminimuose.

Tuose tyrimuose autoriai taip pat pasiūlė, kad ilgesnį laiką treniruojant žiurkes atliekant erdvinę užduotį būtų sukurta „psichinė“ žinių schema, kurioje nauja susijusi informacija gali būti greitai įsisavinama [3,20,21,53]. Nors mūsų išvados taip pat gali atitikti šią idėją, labai sunku pasakyti, ar vienas baimės mokymosi bandymas gali sudaryti asociatyvią žinių „schemą“ ir ar naujas ir kitoks įvykis, vykstantis kitoje aplinkoje, gali būti integruotas į šią schemą. . Norint išsiaiškinti šią problemą, reikia atlikti tolesnius tyrimus. Bet kuriuo atveju, atsižvelgiant į tai, kad dauguma žmonių ir kitų gyvūnų prisiminimų yra sukurti remiantis praeities patirtimi, smegenų tinklai, kurie pirmą kartą saugo nuotolinius baimės prisiminimus, gali būti tie, kurie užkoduoja tiek naujausius, tiek nuotolinius baimės prisiminimus per visą gyvenimą.

Metodai eksperimentinis modelis ir dalyko detalės

Gyvūnai

Sveiki Wistar žiurkių patinai (amžius, 65–70 dienų; svoris 250–350 g, laukinio tipo), kilę iš vidinės gyvūnų laikymo patalpose, buvo laikomi 3 narve su maistu ir vandeniu ad libitum, 12 valandų šviesoje. /tamsus ciklas (šviesa 7:00 AM), esant pastoviai 22 ± 1˚C temperatūrai. Visi eksperimentai buvo patvirtinti Italijos sveikatos apsaugos ministerijos (leidimo Nr. 408/2020-PR) ir Turino universiteto vietinio bioetikos komiteto.

Eksperimentinis dizainas

Duomenų atkuriamumas buvo įvertintas naudojant skirtingus pakartojimus (S1 lentelė). Pirmieji CNQX inaktyvavimo eksperimentai Te2 (1A–1C pav.) buvo atlikti didesniu pakartojimų skaičiumi, nes tai buvo pirmieji eksperimentai, kuriuos atlikome ir padėjome patikrinti pagrindinę mūsų tyrimo hipotezę. Gyvūnai a priori buvo priskirti skirtingoms elgesio grupėms pagal svorį.

Į kiekvieną eksperimentinę grupę atsitiktine tvarka buvo priskirti to paties perų patinai. Pirmiausia išnagrinėjome pagrindinę savo tyrimo hipotezę, ty žievės inaktyvacija gali skirtingai paveikti naujos baimės atminties konsolidavimą eksperimentiškai nenaudotoms žiurkėms ir gyvūnams, kurie anksčiau sužinojo apie baimės įvykį. Esant statistiniams skirtumams tarp šių grupių, galiausiai atlikome papildomas kontrolines grupes, švirkščiant fiziologinį tirpalą. Panašus metodas buvo taikomas optogenetiniams eksperimentams, kai AAV kontrolinė grupė buvo atlikta tik po to, kai buvo nustatyti statistiniai skirtumai tarp naivių ir anksčiau dresuotų žiurkių. Šie eksperimentų tvarkaraščiai leido išvengti nereikalingų kontrolinių grupių ir nereikalingų gyvūnų naudojimo – tai pagrindinė problema Europos ir Italijos teisės aktuose dėl eksperimentų su gyvūnais (3 Rs principas).

Elgesio procedūros

Visi eksperimentai buvo atlikti šviesioje dienos fazėje (8–16 val.). Gyvūnai buvo vežami atskirai iš patalpos į eksperimentines patalpas skirtinguose mažuose skaidriuose kibiruose, atsižvelgiant į eksperimentinius poreikius.

Klausos mokymas: pirmoji elgesio sesija.

Klausos baimės sąlygojami gyvūnai (CS1-CS2). Šioje grupėje žiurkės buvo švelniai paimtos iš namų narvo ir pernešamos iš laikymo kambario į garsui nepralaidų kambarį. Ten gyvūnai buvo patalpinti į kondicionavimo aparatą, sudarytą iš stačiakampio juodo narvo (35 × 40 cm) su nerūdijančio plieno strypų tinkleliu (1 cm skersmens, 1,5 cm atstumu vienas nuo kito), prijungtą prie amortizatoriaus. sąranka. Žiurkės buvo paliktos netrukdomos 1 minutę. Po šio laiko buvo skirti 7 sąlyginiai dirgikliai (CS), susidedantys iš gryno 15 kHz dažnio tono (kiekvienas 15 s trukmės, 80 dB, 36 s bandymų intervalas). Paskutinė 1 s kiekvieno tono buvo susieta su skausmingu US (0,5 mA, 1 s). Kondicionavimo seanso pabaigoje žiurkės buvo grąžintos į savo namų narvą.

Tik šoko gyvūnai (shock-CS2). Šioje grupėje žiurkės buvo panašiai patalpintos į tą patį kondicionavimo aparatą. Iškart po to kiekviena žiurkė buvo paveikta 7-kojų smūgių (1 s, 0,5 mA) vienas po kito. Pasibaigus stimuliacijai, gyvūnai buvo grąžinti į savo namų narvą. Laiko pastovumas kondicionavimo narvelyje buvo mažesnis nei 9 sekundės. Ankstesni tyrimai parodė, kad ši procedūra leidžia išvengti asociatyvinių procesų tarp skausmingų dirgiklių ir jutimo dirgiklių [29,30].

Kvapo baimės sąlygoti gyvūnai (odor-CS2). Šioje grupėje žiurkės buvo patalpintos į tą patį stačiakampį juodą narvą, naudojamą aukščiau nurodytose eksperimentinėse grupėse, ir prijungtos prie šoko įvedimo įrenginio. Žiurkės buvo paliktos netrukdomos 2 min. Po šio laiko buvo suleisti 7 CS, susidedantys iš vanilės kvapų (kiekvienas po 1 0 s, 24 s bandymo intervalas). Paskutinė 1 s kiekvieno kvapo buvo susieta su skausmingu US (0,5 mA, 1 s). Kondicionavimo modulis buvo pastatytas šalia ventiliacijos šaltinio, kad būtų išvengta tiekiamų dirgiklių išlikimo po jų poslinkio. Narvas buvo apsaugotas viršutine tinkleliu. Kvapai buvo pateikti naudojant srauto praskiedimo olfaktometrą. Švarus oras (1,5 l/min.) buvo nukreiptas į solenoidinį vožtuvą, kurį veikiant, oras perėjo į 15 ml buteliuką su 10 ml vanilės kvapo.

Tik tonas gyvūnai (Tone-CS2). Šios grupės žiurkės buvo patalpintos į tą patį juodą narvą ir joms buvo parodytas 15- kHz tonas (7 dirgikliai, 15 s trukmės, 36 s ITI), kuris buvo pristatytas be JAV.

Iš anksto apšviesti gyvūnai (Tone-CS1-CS2). Žiurkės buvo patalpintos į kondicionavimo narvą ir po 1 minutės joms 20 kartų buvo parodytas vien tik 15- kHz tonas, o po 24 valandų tas pats tonas buvo suporuotas su JAV tapimu CS1.

Baltojo triukšmo baimės sąlygoti gyvūnai (WN-CS2). Šioje grupėje žiurkės buvo patalpintos į stačiakampį juodą narvą ir paliktos netrukdomos 1 minutę. Po šio laiko buvo suleisti 7 CS, susidedantys iš WN (kiekvienas 15 s trukmės, 75 dB, 36 s tarp bandymų). Paskutinė kiekvieno tono 1 sek. buvo susieta su skausmingu US (0.5 mA, 1 s). Kondicionavimo seanso pabaigoje žiurkės buvo grąžintos į savo namų narvą.

Klausos baimės mokymasis: antrasis elgesio mokymas.

Praėjus dviem savaitėms po pirmesnėje pastraipoje aprašytų procedūrų, gyvūnai buvo mokomi atlikti kitą skirtingą klausos baimės kondicionavimo užduotį. Žiurkės buvo įdėtos į standartinę lupimo dėžę, kaip ir ankstesniame mūsų darbe [10], ir netrukdomos 2 min. Po šio laiko buvo pristatytos 7 CS, sudarytos iš grynų 3 kHz dažnio tonų (kiekvienas 8 s trukmės, 80 dB, 22 s tarpbandinis intervalas). Paskutinė 1 s kiekvieno tono buvo susieta su skausmingu US (0,5 mA, 1 s). Kondicionavimo seanso pabaigoje žiurkės buvo grąžintos į savo namų narvą.

Baimė išsaugoti atmintį. Klausos baimės atminties išlaikymas, neseniai įgytas CS2 (3 kHz), buvo patikrintas po 4 dienų. Atliekant optogenetikos eksperimentus, naujausios atminties testas buvo atliktas naudojant lazerį, praėjus 24 valandoms po CS2-US mokymosi, analogiškai laiko intervalui, per kurį atlikome žievės inaktyvavimą naudojant CNQX (ty 24 val. mokymas). Žiurkės buvo pripratintos prie aparato, kuris skiriasi nuo to, kuris naudojamas kondicionavimui, ir buvo patalpintos į kitą patalpą, kad būtų išvengta sąlyginio baimės elgesio su kontekstiniais ženklais [10,62]. Naujasis aparatas sudarytas iš skaidraus plastikinio narvelio su juodai nudažyta puse, įtaisyto garsą slopinančioje dėžutėje su išmetimo ventiliatoriumi, kuris pašalino nemalonų orą iš gaubto ir sukūrė 60 dB foninį triukšmą. Gyvūnams buvo leista narvą tyrinėti 5 minutes per dieną pripratimo sesijos metu. Baimės atminties išsaugojimo testo dieną, po 2 min. laisvo tyrinėjimo, mes pristatėme 4 CS2 3 kHz (8 s–22 ITI), po to jokia JAV.

Jei to reikalauja eksperimentinis poreikis, žiurkėms buvo atliktas nuotolinės baimės atminties išsaugojimas, įgytas likus 2 savaitėms iki antrojo klausos baimės kondicionavimo bandymo. Šiuo tikslu praėjus 7 dienoms po baimės atminties išlaikymo testo iki 3- kHz tono, gyvūnai buvo patalpinti į naują aplinką (juodai baltai dryžuotą narvą), o po to jiems buvo pateiktas 15- kHz tonas. Keturi tonai buvo pateikti 36 s intervalais.

Kontekstinis mokymas: pirmoji elgesio sesija.

Kontekstinės baimės sąlygojimo grupė (CtxA-CtxB). Šioje grupėje žiurkės buvo švelniai paimtos iš namų narvo, įdėtos į kibirą ir pernešamos iš laikymo kambario į garsui nepralaidų kambarį. Ten gyvūnai buvo patalpinti į kondicionavimo aparatą, sudarytą iš pirmiau minėto stačiakampio juodo narvelio su nerūdijančio plieno strypų tinkleliu, prijungtu prie smūgio tiekimo įrenginio. Žiurkės buvo paliktos netrukdomos 1 minutę. Po šio laiko buvo suleisti 5 US (0.5 mA, 1 s) su 51 s laiko intervalais. Užsiėmimo pabaigoje gyvūnai buvo grąžinti į savo namų narvą.

Tik šoko grupė (shock-CtxB). Žiurkės, patekusios į kondicionavimo aparatą, iš karto gavo 5-kojų smūgius (1 s, 0,5 mA) vienas po kito. Laiko pastovumas kondicionavimo narve buvo mažesnis nei 7 sekundės. Ankstesni tyrimai parodė, kad ši procedūra leidžia išvengti asociatyvinių procesų tarp skausmingų dirgiklių ir jutimo dirgiklių [29,30].

Tik kontekstiniai gyvūnai (context-CtxB). Žiurkės 5 minutėms buvo patalpintos į tą patį juodą narvą, kuris buvo naudojamas pirmiau minėtuose eksperimentuose, be jokių JAV.

Naujas kontekstinis baimės sąlygojimas ir pastarojo meto baimės atminties išsaugojimas. Praėjus dviem savaitėms po ankstesnėje pastraipoje aprašytų procedūrų, visos grupės buvo apmokytos susieti naują kontekstinę aplinką (skinner box modulį, patalpintą kitoje patalpoje) su skausmingu US (0.5 mA, 1 s) . Kiekvienas gyvūnas buvo patalpintas į naują kamerą ir netrukdomas 2 minutes. Tada jis buvo veikiamas 5 JAV spinduliais, atskirtais 30 s intervalais.

Kontekstinės baimės atminties išlaikymas buvo išbandytas praėjus 4 dienoms po baimės kondicionavimo procedūros, žiurkes vėl įdedant į Skinnerio dėžės kamerą 3 minutėms. Atliekant optogenetikos eksperimentus, naujausios atminties testas buvo atliktas naudojant lazerį, praėjus 24 valandoms po CtxB-US mokymosi, analogiškai laiko intervalui, per kurį atlikome žievės inaktyvavimą, naudojant CNQX (ty 24 valandas po treniruotės). Jei to reikalauja eksperimentinis poreikis, žiurkės buvo išbandytos, ar išlaiko nuotolinę baimę, gyvūnus įtraukiant į kontekstą, susietą su JAV, likus 2 savaitėms iki naujos asociacijos.

Gyvūnai buvo vežami 2 skirtinguose kibiruose į kondicionavimo kameras pagal skirtingas kontekstines procedūras.

Užšaldymo priemonė. Visose eksperimentinėse procedūrose baimės atminties išsaugojimo vertinimas buvo nustatytas kaip užšalimo atsakas [10], analizuojamas kaip visiškas somatinio mobilumo nebuvimas, išskyrus kvėpavimo judesius. Kiekvienam gyvūnui laiką (sekundėmis), praleistą šaldant, matavo 2 nepriklausomi stebėtojai, kurie buvo apakinti gyvūnų grupėmis.

For more information:1950477648nn@gmail.com