Anterior Thalamic Nuclei: A Critical Substrat For Non-spatial Paired-associated Memory in Rats Del 3

3.2|Rumlig arbejdshukommelse i RAM

Som forventet udviste begge grupper af ATN-læsionsrotter alvorligt forringet ydeevne, når rumlig arbejdshukommelse blev testet i 8-arms RAM (figur 3). Den oprindelige lighed i ydeevne på tværs af grupper skyldes, at de fleste rotter løb i 10 minutter, men lavede relativt få armindgange kl. starten af ​​testen.

Arbejdshukommelse og hukommelse er to meget vigtige hukommelsesmetoder i den menneskelige hjerne. Selvom der er nogle forskelle mellem disse to hukommelsesmetoder, er de begge lige nyttige for folks præstationer i studier, arbejde, liv og andre aspekter.

Først og fremmest betyder arbejdshukommelsen, at vi midlertidigt husker de informationer eller opgaver, vi skal bruge i en kort periode. Det er med andre ord hukommelseskapaciteten, vi bruger, når vi bearbejder nye ting. Hukommelse refererer til de oplysninger eller oplevelser, vi bevarer over en lang periode. Disse oplysninger kan hjælpe os med at forstå og løse problemer ved fremtidig brug.

Selvom disse to typer hukommelse har forskellige funktioner, er de ikke adskilt fra hinanden. Arbejdshukommelse og hukommelse påvirker hinanden. Under arbejdshukommelsen skal vi midlertidigt lagre og behandle ny information i en kort periode og forbinde den med tidligere viden og erfaring. Denne form for forbindelse og reference er, hvad hukommelsen bruger.

Derudover kan god arbejdshukommelse også forbedres gennem træning. Forskning viser, at sammenhængen mellem hukommelse og arbejdshukommelse går begge veje. Ved konstant at træne og træne arbejdshukommelsen kan vi forbedre hjernens hukommelseskapacitet og styrke vores hukommelse. Så længe vi fortsætter aktivt med at træne vores hjerner og styrke hukommelsestræningen, kan vi derfor effektivt forbedre vores arbejdshukommelse og hukommelse.

I dagligdagen er vi nødt til at udvikle gode vaner og aktivt bruge arbejdshukommelse og hukommelse til at hjælpe os med at udføre opgaver bedre. For eksempel kan vi styrke vores hukommelse om ny viden gennem løbende forædling og gennemgang. Kun ved løbende at forbedre vores arbejdshukommelse og hukommelse kan vi være mere komfortable med at realisere vores potentiale i studier, arbejde og liv. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf en er at forbedre hukommelsen. Effektiviteten af ​​hakket kød kommer fra de forskellige aktive ingredienser, det indeholder, herunder syre, polysaccharider, flavonoider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed på forskellige måder.

Klik på kend 10 måder at forbedre hukommelsen på

Antallet af fejl lavet af Sham- og ATN-læsionsrotter divergerede på dag 2 af træningen, hvorefter begge ATN-læsionsgrupper ikke viste tegn på forbedring sammenlignet med begge Sham-grupper (Gruppe, F3,27=39.66, p < {{7 }}.001;Gruppedag, F27,{{10}}.75, p < 0.001). De to shamgrupper adskilte sig ikke, men de adskilte sig begge markant (p < 0,001) fra hver af ATN-læsionsgrupperne, som ikke var forskellige. Rotter i begge ATN-læsionsgrupper foretog også færre korrekte armvalg før den første fejl, hvorimod rotter i begge Sham-grupper gradvist gik ind i flere arme, før de lavede en fejl, mens testen fortsatte (Gruppe, F3, 27=27.53, p < 0,001; hver Shamgroup vs. hver ATN-gruppe, p < 0,001; Group Day, F27, 243=2.21, p < 0,001).

Nedsat rumlig arbejdshukommelse kan betragtes som et benchmarkmål for ATN-læsionseffekter (Aggleton & Nelson, 2015). Da de to ATN-læsionsgrupper viste et lignende niveau af svækkelse i rumlig arbejdshukommelse, er det usandsynligt, at efterfølgende sammenligninger af de ikke-rumlige opgaver vil blive påvirket af læsionsforskelle mellem disse to grupper.

3.3|Ikke-rumlige simple diskriminationsopgaver

Erhvervelse af både den simple lugt og simple objekt, go-no-go diskriminationsopgaver er vist i figur 4a,b. Allrats fik hurtigt disse opgaver. Latensforskellene for de fire grupper adskilte sig ikke i den simple lugtdiskriminationsopgave (Group, F3,27=0.97, p=0.42;Group Day, F15,135=1.4, p=0.15). Det tog grupperne i gennemsnit 4-5 dage at nå kriteriet i simpel lugtdiskriminationsopgave (Gruppe, F3,27=1.99, s.=0.13).

De fire grupper lærte også den simple objektdiskrimineringsopgave uden væsentlige forskelle (Gruppe, F3,27=1.07, s=0.37; Group Day,F18,162=0.97, s.=0.49). Det tog i gennemsnit 5-6 dage for rotter at nå kriteriet for den simple objektdiskrimineringsopgave (Gruppe, F3,27=0.30, p=0.82).

3.4|Ikke-rumlige par-associerede opgaver

3.4.1|Erhvervelse

Den gennemsnitlige kørelatens under optagelse af de fire grupper er vist i figur 5. Latenser under optagelse blev videreført for rotter, der nåede kriteriet. Hovedresultaterne var klare. De to Sham-læsionsgrupper fik deres respektive opgaver, men ikke en eneste ATN-læsionsrotte viste opgaveovertagelse uanset inklusion af et 10--spor mellem lugten og objektstimuli. Det primære bevis for erhvervelse er, om rotterne lærte at hæmme deres reaktion på objektet i de ikke-belønnede forsøg (figur 5a).

På dette mål forsinkede de to Sham-grupper gradvist at reagere på objektet på ikke-belønnede lugt-objekt-parringer under træning (dvs. viste reducerede reciproke latensscores). I modsætning hertil viste alle rotter i begge ATN-læsionsgrupper stadig hurtigere responslatenser, efterhånden som træningen skred frem. Det vil sige, at på ikke-belønnede forsøg lærte ATN-læsionsrotterne kun at søge hurtigere under objektet på trods af, at lugt-objekt-parringen var forkert. Bemærk, at de to ATN-læsionsgrupper var, om noget, langsommere til at reagere end Sham-læsionen. grupper ved starten af ​​træningen på de ikke-belønnede forsøg, så generel hyperaktivitet var ikke tydelig efter ATN-læsioner i denne opgave (Blok 1-latensinterval: ATN-læsion 2,5-5.0 s, Shamlesion 1,9-4,5 s; Blok 1 0: ATN-læsion 1,4-3,0 s, Shamlesion 5,5-7,6 s).

ANOVA af forsinkelser på de ikke-belønnede forsøg gav en signifikant hovedeffekt på tværs af de fire grupper (F3,27=22.63, p < 0.001) og en signifikant gruppe Blokinteraktion (F27,243=26.27,p < 0.001). De to Sham-grupper adskilte sig ikke på denne foranstaltning, og de to ATN-grupper adskilte sig ikke, men begge Sham-grupper adskilte sig fra hver af ATN-læsionsgrupperne (p < 0,001).

Da lugt-objekt-parringen blev belønnet, viste alle fire grupper stadig hurtigere svarforsinkelser (dvs. viste øgede gensidige scores) på tværs af forsøgsblokke (Blok hovedeffekt, F9,27=75.78, p < 0.{ {18}}01;Figur 5b), uanset gruppe (Gruppeblok,F27,243=0.63, s.=0.92; Figur 5b). Gruppens hovedeffekt var igen signifikant (F3,27=5.67, p=0.003), hvilket i dette tilfælde skyldtes hurtigere løbehastighedsbyrater i Sham-Trace-gruppen sammenlignet med begge ATN-grupper ( p < 0,008) og Sham-No-Trace-rotterne (p=0.02). De resterende tre grupper udviste imidlertid lignende responslatens på de belønnede forsøg. Bemærk igen, at de to ATN-læsionsgrupper viste langsommere respons ved starten af ​​træningen på de belønnede forsøg sammenlignet med Sham-læsionsgrupperne.

Den direkte sammenligning på tværs af latenser for ikke-belønnede og belønnede forsøg er vist i figur 5c, udtrykt som latensforskellescore. Figur 5c viser tydeligt, at ingen læring fandt sted i nogen af ​​ATN-læsionsgrupperne, hvorimod begge Sham-læsionsgrupper erhvervede opgaven (Group Block interaction, F27,243=23.99,p < 0.001 ). Latensforskellens score tyder på, at Sham-Trace-gruppen opnåede opgaven stærkere end Sham-No Trace-gruppen, og de gennemsnitlige forskelle mellem disse to grupper var signifikante for de sidste tre blokke af forsøg (p < 0,01). Denne forskel mellem de to falske grupper var dog primært drevet af deres forskelle i forsøg med belønnede stimulusparringer (sammenlign figur 5b med figur 5a).

3,5|Retentionstest

Alle grupper viste et svar på den ikke-belønnede session ved 5-dagens fastholdelsestest, der svarede til deres tilsvarende præstation på blok 10 af træning[Gruppeblok (retentionstest vs. blok 1{{26) }}),F3,27=2.00, s=0.13; Figur 5a]. På trods af den ikke-signifikante gruppeblok-interaktion var der en generel forskel i latens på tværs af blok 10 versus retentionstesten (retention vs. blok 10, F1,27=7.22, s.=0.01), hvilket synes mest på grund af at ATN-læsionsrotter reagerer hurtigere i retentionstesten. En signifikant gruppe hovedeffekt (F3,27=73.13, p < 0,001) blev drevet af Sham-grupper, der fortsatte med at hæmme respons på de ikke-belønnede forsøg, i modsætning til ATN-læsionsgrupperne (hver Sham-gruppe mod hver ATN-læsionsgruppe) p < 0,001).

For belønnede forsøg viste alle fire grupper lignende gennemsnitlige svarforsinkelser i retentionstesten sammenlignet med latens i blok 10 af træningen (Blok, F1,27=3.75,p=0.06; Group Blok, F3,27=1.02, s.=0.39). Hurtigere kørehastigheder i Sham-Trace-gruppen end alle andre grupper var tydelige på tværs af blok 10 og retentionstesten (Group, F3,27=3.85, s.=0.02; Sham-Trace vs. alle andre grupper, s. < 0,03).

Den direkte sammenligning af belønnede og ikke-belønnede forsøg på fastholdelsestesten, udtrykt som en latensforskelscore (figur 5c), bekræftede, at alle fire grupper opretholdt ensartede præstationer på dette mål sammenlignet med deres Block 10 erhvervelsespræstation (Gruppe, F3,27=189.43, p < 0,001; Blok, F1,27=0.08, p=0.76;Gruppeblokinteraktion, F3,27=0.22, p=0.88).

3,6|Zif268 udtryk

Vores primære interesse var at bestemme gruppeforskelle i interesseområderne. I betragtning af de opnåede adfærdsmæssige resultater rapporterer vi ikke sammenhænge mellem Zif268-ekspression og ydeevne, da de ville producere falske korrelationer, der er drevet af clearnon-læsion versus sham-statusforskelle og lille-inden-gruppen variation på det primære mål for interesse, det vil sige latenser på ikke-belønnede forsøg. Tilsvarende vil enhver sammenhæng, der er tydelig i regioner såsom retrosplenial cortex, igen skabe en kunstig korrelation på grund af de markante gruppeniveauforskelle i Zif268-ekspression.

3,7|Præfrontale regioner

Zif268-ekspression på tværs af de fire grupper i den prælimbiske præfrontale cortex (A32V) og den anteriore cingulatecortex (A32D; A24b; A24a) er vist i figur 6. Der var en signifikant gruppe-hovedeffekt for område 32V(F2,37=5.49 , p < {{10}}.01; figur 6b). Her viste de to ATN-grupper lignende overordnede udtryk til hinanden (p=0.32), såvel som Sham-No Trace-gruppen (p > 0.1), men begge læsionsgrupper viste lavere udtryk end i Sham-Trace-gruppen (p < 0.02). Det lavere Zif268-udtryk i Sham-No Trace-gruppen sammenlignet med Sham-Trace-gruppen nåede ikke signifikans (p=0.06). Der var også en signifikant hovedeffekt på tværs af de fire lag (F3,81=147.8, p < 0,001), men ingen gruppelagsinteraktion (F9,181=1.15,p > 0,3).

For de forreste cingulate (Cg) regioner (figur 6c) viste de to ATN-læsionsgrupper lavere Zif268-ekspression end begge de to Sham-læsionsgrupper (Gruppe F3,27=12.47, p < 0 .001; begge Sham-grupper afveg fra hver af ATN-grupperne, p < 0.{{20}}04, men ikke fra hinanden, s=0.31). En signifikant gruppelagsinteraktion (F6,54=4.02, p < 0.002) afspejlede større forskelle mellem ATN og Shamgroups for Layer II og Layer III (p < 0,001) end for Layer V, hvor grupperne ikke adskilte sig signifikant (p > 0,1). Udtrykket var forskelligt på tværs af de tre cingulateregioner (Region hovedeffekt, F2,54=11.41, p < 001), idet det var lavest for A24a (posterior) sammenlignet med både A32D og A24b (p < 0,002), og var højest for LayerIII ( Lag, F2,54=242.38, p < 0,001), men størrelsen af ​​disse forskelle varierede mellem lag på tværs af de tre-cingulære regioner (Region Layer, F4,108=5.29,p < 0,001). Interaktionerne mellem grupperegion og grupperegionlag var imidlertid ikke-signifikante (alle F < 1,0).

3,8|Hippocampale og parahippocampale regioner

Figur 7 viser Zif268-ekspressionen for de fire grupper i hippocampale og parahippocampale regioner. For hippocampus viste de dorsale CA1- og CA3-underregioner, især CA1, højere udtryk end de ventralhippocampale CA1 og CA3 (dorsal vs. ventral,F1,24=541.4, p < {{10}} .001; CA1 vs. CA3, F1,24=759.3,p < 0.{{40}}{{56} }1; interaktion mellem disse to faktorer,F1,{{20}}.4, p < 0.001). Det mest interessante fund var imidlertid, at der var et højere udtryk i den dorsale CA1 i Sham-Trace-gruppen end i hver af de tre andre grupper (p < 0,02), understøttet af en signifikant tredobbelt interaktion for gruppe [dorsalregion vs. ventralregion] ] [CA1 vs. CA3], F3,24=6.09, p < 0,003). For de tre andre grupper var dorsal CA1-ekspression den laveste i ATN-Trace-gruppen (ATN-Trace vs. Sham-No Trace og ATN-No Trace, p < 0,03), hvorimod de to No Tracegroups ikke adskilte sig signifikant (p {{42 }}.84). Analyse af den dorsale dentate gyrus (DG; kun dorsalt blev undersøgt) viste højere ekspression i hilus end det granulære cellelag (F1,27=386.1, p < 0,001), hvilket var større for Sham-Trace og ATN-No Trace-grupper end for Sham-No Trace- og ATN-Trace-betingelserne (Group DGSubregion, F3,27=4.07, p < 0.01). Det ventrale subiculum viste højere udtryk end det dorsale subiculum (F1,27=9.02, p < 0.005), men der var ingen gruppeeffekt (F3,27=1.41, p=0.25 ) eller Group [dorsal vs. ventralregions] interaktion (F3,27=0.15, s.=0.92). I de parahippocampale regioner udviste den perirhinale cortex lavere udtryk end de to entorhinale cortex-områder (F2, 54=16.2, p < 0,001), men grupperne adskilte sig ikke på disse steder (Gruppe, F3,27 < 1,0; Gruppe) Region,F6,54=1.8, p > 0.1).

3,9|Retrosplenial cortex

Figur 8 viser Zif268-ekspressionen i de overfladiske og dybe lag af Rga, Rgb og Rdg. De to ATN-grupper viste markant lavere udtryk på tværs af disse tre regioner, end det blev vist af de to Sham-grupper (Group main effect, F3.27=40.9, p < 0.0{{22} }1). For de aggregerede værdier på tværs af de tre regioner havde de to Sham-grupper højere middelværdier for Zif268 end begge ATN-læsionsgrupper (p=0.0001), men Sham -Trace group viste også højere niveauer end Sham-No Trace-gruppen (p=0.04). Forskellen mellem Sham-grupper og ATN-grupper var mindst for Riga-regionen (Grupperegion, F6, 54=2.72, p < 0.02). Niveauet af Zif268-udtryk mellem grupper varierede også på tværs af lag (Gruppelag, F3,17=40.0, p < 0,001). Denne interaktion afspejlede forskelle mellem begge Sham-grupper sammenlignet med begge ATN-grupper, der var større i de overfladiske lag end i de dybe lag. Ikke desto mindre var virkningerne af Sham versus ATN gruppe stadig signifikante i de dybe lag (p < 0,001). Derudover viste Sham-Trace-gruppen højere udtryk i de overfladiske lag sammenlignet med Sham-NoTrace-gruppen (s.=0.03), hvorimod udtryk i deeplayerne ikke var forskellig mellem disse to grupper (s=0 .23). Der var ingen interaktion med gruppeområdelag(F6,54=1.0, s.=0.43).

3,10|Auditiv kontrol cortex

Der blev ikke fundet forskelle i den auditive (kontrol) cortex (Group, F3,27=1.2, p=0.35).

4|DISKUSSION

Denne undersøgelse havde til formål at undersøge virkningerne af ATN-læsioner på ikke-spatial parret-associeret hukommelse og indflydelsen af ​​en eksplicit forsinkelse (dvs. et 10-s spor) mellem den præsenterede lugt og objektstimuli. Beviser for svækket parret-associeret hukommelse efter ATN-læsioner er tidligere kun blevet rapporteret, når en af ​​de parrede komponenter krævede behandling af distale rumlige signaler (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas &Petrides, 1999).

Vi havde forventet, at virkningerne af ATN-læsioner på ikke-spatial parret-associeret hukommelse i vores opgave ville være mest tydelig, når en eksplicit sporingsprocedure blev brugt. Dette skyldtes, at det er blevet foreslået, at CA1-læsioner kun forringer ikke-spatial parret-associeret hukommelse, når et 10-s 'spor' bruges (Kesneret al., 2005), og den mikrostrukturelle integritet af CA1-neuroner reduceres af begge ATN-læsioner (Harlandet al., 2014) og af mammillothalamus-læsioner, der forårsager ATN-dysfunktion (Dillingham et al., 2019).

Desuden undersøgte nøgleeksemplerne på ikke-rumlig hukommelsessvækkelse efter ATN-læsioner tidsmæssige forskelle mellem flere objekter eller lugtgenstande præsenteret inden for en enkelt blok af forsøg (Dumont & Aggleton, 2013; Wolff et al., 2006). Imidlertid viste ingen af ​​de 17 rotter med ATN-læsioner tegn på erhvervelse af den lugt-objekt parrede associerede opgave, inklusive dem, der ikke blev trænet med en eksplicit forsinkelse mellem de ikke-spatiale stimuli. På trods af en længere periode med træning var ATN-læsionsrotterne ikke i stand til at vise hæmmet respons på de ikke-belønnede lugt-objekt-parringer. Generel hyperaktivitet hos ATN-læsionsrotterne synes ikke at være et træk ved denne svækkelse, fordi de viste en langsommere respons end sham-læsionsrotterne under de indledende stadier af erhvervelsen.

Sham-Trace-gruppen viste kortere latenser end de tre andre grupper i de belønnede forsøg, men denne forskel kan afspejle øget forventning om belønning, når den blev fastholdt for en 10- forsinkelse snarere end et mål for hurtigere erhvervelse af denne gruppe. Den hurtigere erhvervelse ville forventes at blive afspejlet af responshæmning på de ikke-belønnede forsøg, men de to sham-læsionsgrupper adskilte sig ikke på dette mål.

Manglen på at lære de parrede associerede hukommelsesopgaver efter ATN-læsioner ser ikke ud til at skyldes dårlig inhibering eller svækket sensorisk behandling. ATN-læsionsrotterne udviste hurtig erhvervelse i både den simple objektdiskrimineringsopgave og den simple lugtdiskrimineringsopgave, som var lig med den viste bysham-læsionsrotter. Opgavekravene til disse simple diskriminationer var identiske med den parret-associerede opgave og brugte det samme apparat. Af samme grund skyldes det parret-associerede underskud efter ATN-læsioner heller ikke en simpel svigtende opmærksomhed på de anvendte individuelle stimuli. ATN-læsioner svækker evnen til at lære et opmærksomhedssæt og letter ekstradimensionelle skift, men ændrer ikke vedvarende opmærksomhed eller adfærdsfleksibilitet (Chudasama & Muir, 2001; Kinnavane et al., 2019; Wright et al., 2015). Den hurtige erhvervelse af de simple diskriminationer i den nuværende baneopgave stod i kontrast til langsommere erhvervelse, da vi trænede en tidligere gruppe rotter på en åben cirkulær platform til at lære simpel lugtdiskrimination og især simpel objektdiskrimination (Bell, 2007). Så det er muligt, at brugen af ​​en landingsbane og den eksplicitte reduktion af distraherende rumlige signaler, plus den aktive interaktion med objektet for at søge efter mad, lettede opmærksomheden på de ikke-rumlige stimuli i den aktuelle undersøgelse.

Sværhedsgraden af ​​læsionssvækkelsen for at lære sammenhængen mellem lugt og objektstimuli tyder på, at denne opgave er stærkt afhængig af ATN's integritet. Denne evidens er i modstrid med antydningen om, at parrede associerede svækkelser efter ATN-læsioner kræver brug af multimodale rumlige stimuli (Dumontet al., 2014; Nelson, 2021). En mulig forklaring på forskellen mellem resultatet i den nuværende undersøgelse og det af Dumont et al. (2014) er, at diskrete ikke-rumlige stimuli i læringsopgaver med bibetinget diskrimination, såsom specifikke genstande eller lugte, kan stille større opmærksomhedskrav om etablering af en unik integreret repræsentation sammenlignet med brugen af ​​en generel lokal kontekst, såsom det termiske, visuelle ortaktile lokale miljø. . På en lignende måde kan den dybe modtagelighed af rumlige parrede associerede opgaver for svækkelse efter ATN-læsioner også stole på integrationen af ​​relationelle rumlige cues i kombination med en fremtrædende diskret cue, fordi erhvervelsen af ​​en simpel rumlig diskrimination i sig selv kun var delvist svækket (Dumontet al. ., 2014; Gibb et al., 2006). Et uventet fund er, at rotter med ATN-læsioner ikke viste noget underskud, når de skulle vælge en bestemt placering i en krydslabyrint baseret på en betinget visuel cue på et valgsted (Sziklas & Petrides, 2007). I den situation blev det betingede forhold imidlertid bestemt af en enkelt fremtrædende cue præsenteret på et enkelt sted, der havde utvetydighed eller indlejret association med de forskellige positioner af den korrekte rumlige placering. Dette står i kontrast til en fuldstændig fiasko hos rotter med ATN-læsioner, når de skulle lære en objekt-sted association, hvor de skulle vælge en af ​​to korrekte objekter baseret på deres tilknyttede placering (Sziklas & Petrides, 1999).

Konstateringen af, at ATN-læsioner frembragte et dybt underskud i lugt-objekt parret associeret hukommelse, uanset tilstedeværelsen af ​​et 10- spor mellem stimuli, føjer til vores tidligere bevis på et underskud af parret associeret hukommelse, når objektet og lugt blev præsenteret samtidigt på en ostebordsplatform (Bell, 2007). Tilsammen antyder dette, at hukommelsesmanglerne efter ATN-læsioner på lugt-objekt parret-associeret hukommelse er et yderligere eksempel på, at ATN-læsioner ikke altid afspejler mønsteret af betingede associative hukommelsesmangler produceret af læsioner til hippocampussystemet (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Hvorimod ATN-læsioner kan forårsage større rumlige hukommelsessvækkelser end fornix-læsioner (Warburton & Aggleton, 1999) eller mangler i objekt-sted- og geometriske diskriminationsopgaver, som ikke findes med fornix-læsioner (Aggletonet al., 2009; Sziklas et al., 1998), der er mindre bevis på, at ATN-læsioner kan forårsage alvorlige hukommelsessvækkelser, som generelt ikke er påvirket af læsioner i hippocampus-formationen. Hvad angår ikke-rumlige vilkårlige associationer, blev beviset for, at hippocampus kun er kritisk, når et 10--spor bruges mellem de to stimuli, afledt ved at sammenligne erhvervelse i to forskellige opgaver. Gilbert og Kesner (2002) rapporterede, at store hippocampale læsioner ikke svækkede objekt-lugt-parret associeret hukommelse, når de blev testet på en cheeseboard-platform, hvor de to stimuli blev præsenteret samtidigt. På en lignende landingsbane som vores, men med et objekt præsenteret før eksponering for lugtende sand der kan indeholde areward, Kesner et al. (2005) viste, at dorsale CA1-læsioner, men ikke CA3-læsioner, gav et underskud ved anvendelse af en 10-s sportilstand.

Hverken vi eller Kesner og kolleger undersøgte virkningerne af hippocampale læsioner i baneopgaven uden sportilstanden. Så vi kan ikke være sikre på, at rotter med hippocampuslæsioner ville være usvækket under den sporløse tilstand, når de trænes på landingsbanen ved hjælp af vores procedurer. Ikke desto mindre udvider vores undersøgelse den forudsagte sammenhæng mellem CA1-funktion og tidsmæssig behandling i en ikke-spatial parret-associeret opgave ved at finde øget Zif268-ekspression indorsal CA1 i Sham-læsionsgruppen trænet ved hjælp af en 10--strace i forhold til Sham-læsionen Ingen sporgruppe. I modsætning hertil var den gennemsnitlige Zif268-ekspression i den dorsale CA1 lavest i ATN-læsion Trace-gruppen.

Der var også beviser, omend svagere, for at sportilstanden i sham-læsionsrotter var forbundet med øget Zif268-ekspression i de overfladiske lag af retrosplenial cortex. undersøge sammenhængen mellem variationer i ydeevne og variationer i Zif268-ekspression. Som i tidligere undersøgelser (Aggleton & Nelson, 2015; Perryet al., 2018) var den stærkeste effekt en markant reduktion af IEG-ekspression efter ATN-læsioner i retrosplenialcortex, især de overfladiske lag. Det forekommer sandsynligt, at dette fund skyldes tabet af eller formindsket aktivitet i de direkte input fra ATN til RSC (Barnett et al., 2021).

Der har været en stigende bevidsthed om, at ATN-læsioner kan have indflydelse ud over rumlige hukommelsessvækkelser (Nelson, 2021; Wolff et al., 2006). Et eksempel er, når ATN-læsioner forsinker tilegnelsen af ​​ikke-spatialattentional-sæt læring, hvilket kan skyldes et funktionelt forhold mellem ATN og de midcingulate regioner af cingulate cortex snarere end medialle præfrontale cortex-forbindelser (Bubb et al., 2021; Wright et al., 2021; Wright et al. al., 2015). Så vidt vi ved, er denne opmærksomhedssatte opgave dog ikke blevet undersøgt med hippocampale læsioner hos rotter. Et tydeligere eksempel på en dissociation mellem ATN-læsioner og læsioner i hippocampus er, at kun den tidligere skade forringer opmærksomhedsprocesser forbundet med latent hæmning (Nelson et al., 2018). Det er muligt, at en forarmet evne til at etablere relevansen eller forudsigelsen af ​​stimulus-stimulus-associationer giver en samlende redegørelse ikke kun for opmærksomhedsindlæring og latent hæmning (se Nelson et al., 2018), men også for tilfælde af svækket parret-associeret læring efter ATN-læsioner . I stedet for at tilskrive ATN's rolle fra perspektivet af enten hippocampale (for rum og tid) eller frontale (for opmærksomhedsmæssige) processer, er den bredere implikation, at ATN kan understøtte hukommelsesbehandling ved aktivt at orkestrere opmærksomhed på visse klasser af stimulus-stimulus-associationer og deres repræsentation på tværs af flere hjernestrukturer (Leszcynski & Staudigl, 2016). Præcis hvordan man karakteriserer klasserne af svækket hukommelse forbliver en eksperimentel udfordring for fremtiden. Det, der er klart fra den nuværende undersøgelse, er, at forklaringer, der kun er baseret på en rumlig/ikke-rumlig dikotomi, ikke er i stand til at redegøre for dybe hukommelsesmangler, der kan findes i begge domæner efter ATN-læsioner.

Vores resultater bringer virkningerne af ATN-læsioner hos rotter tættere på linie med parret-associerede hukommelsessvækkelser i klinisk amnesi efter skade på mammillarybody-ATN-aksen (Rempel-Clower et al., 1996; Squireet al., 2020). Der er imidlertid en klar forskel mellem den langsomme tilegnelse af parret associeret hukommelse hos intakte rotter og den hurtige tilegnelse af parret associeret hukommelse inhumans med intakte hukommelsessystemer. Parrede associerede opgaver antages at afspejle episodisk-lignende hukommelse ved at måle evnen til at danne unikke repræsentationer af flere stimuli snarere end hukommelse for individuelle komponenter (Crystal & Smith, 2014; Eichenbaum & Fortin, 2009). I vores undersøgelse krævede de intakte rotter imidlertid 4-5 uger og over 300 træningsforsøg, før der var klare beviser for erhvervelse, hvilket tyder på, at opgaven kunne være mere regelbaseret eller semantisk-lignende i disse rotter.

Denne begrænsning kan omgås fremtidigt arbejde ved først at træne intakte rotter på en eller flere ikke-rumlige parrede associerede opgaver, før man tester erhvervelsen af ​​en ny lugt-objekt-parring efter ATN-læsioner. På denne måde ville den generelle regel om at lave en forening allerede være etableret, og måske ville anskaffelseshastigheden være relativt høj for en ny opgave i intakte rotter. Derudover kunne midlertidige kemogenetiske eller optogenetiske manipulationer af ATN give en mulighed for at undersøge den indvirkning, som disse kerner har på at forsinke erhvervelse i stedet for at forhindre erhvervelse eller på deres indvirkning på fastholdelse snarere end erhvervelse. Det ville også være informativt at lære, om mange eller kun nogle neurale projektioner fra ATN understøtter dette eksempel på ikke-rumlig parret-associeret læring.

Neuroanatomiske beviser tyder på et andet mønster af neurale forbindelser med limbiske og kortikale hukommelsesstrukturer blandt de tre ATN-kerner, det vil sige de anterodorsale kerner, anteroventralkerner og de anteromediale kerner (Bubb et al., 2017; Lomi et al., 2021;021son ). Derudover har disse ATN-komponentkerner forskellige molekylære og elektrofysiologiske egenskaber, der kan understøtte forskellige adfærdsmæssige funktioner (Jankowski et al., 2013; Roy et al., 2021, 2022; Safari et al., 2020). Læsioner eller genetiske manipulationer af de individuelle kerner i ATN kan give indsigt i, om parret-associeret hukommelse er afhængig af en eller flere af AD, AV eller AM. Det kan være tilfældet, at virkningen af ​​ATN-læsioner på denne opgave fortrinsvis involverer frontalhjerneregioner og/eller retrosplenial cortex og deres respektive involvering i regelbaserede og vidensbaserede systemer frem for begivenhedsbaseret hukommelse (Hunsaker & Kesner, 2018). Disse problemer kan også løses ved hjælp af kontralaterale afbrydelseslæsioner, der involverer ATN, da denne eksperimentelle tilgang er blevet brugt til med succes at demonstrere den systemomfattende indflydelse af ATN-hippocampus aksen i rumlige opgaver (Dumont et al., 2010; Warburton et al., 2000, 2001 ).

Nærværende undersøgelse giver utvetydige beviser for, at ATN-læsioner producerer væsentlige svækkelser i ikke-rumlig parret-associeret læring og hukommelse, uanset tilstedeværelsen af ​​en eksplicit tidslig komponent. Omfattende træning viste ingen tegn på læring hos disse ATN-læsionsrotter. Det faktum, at der var relativt lille til minimal skade på de umiddelbart tilstødende intralaminære eller mediodorsale thalamiske regioner, tyder på, at disse svækkelser var specifikke for ATN-læsionen. Beviser fra disse ikke-rumlige parrede associerede opgaver antyder et nyt perspektiv på rollen som ATN som en kritisk knude i 'hippocampal-diencephalic-cingulate' hukommelsesnetværket (Bubb et al., 2017). Dette styrker opfattelsen af, at ATN ikke primært fungerer som et relæ for hippocampus information (Wolff & Vann, 2019). I stedet kan ATN aktivt kontrollere genereringen af ​​nogle klasser af vilkårlige hukommelsesrepræsentationer i hjernen.

ANKENDELSER

Denne forskning blev støttet af University of Canterburyequipment og forskningsstipendier og Early Career support (JJH) fra Brain Research New Zealand – RangahauRoro Aotearoa. Open access publicering faciliteret af University of Canterbury, som en del af Wiley - University of Canterbury aftalen via Council of Australian University Librarians.

REFERENCER

Aggleton, JP, Amin, E., Jenkins, TA, Pearce, JM, & Robinson, J. (2011). Læsioner i de forreste thalamiske kerner hos rotter forstyrrer ikke erhvervelsen af ​​stimulussekvensindlæring. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 64(1), 65-73.https://doi.org/10.1080/17470218.2010.495407

Aggleton, JP, & Brown, MW (1999). Episodisk hukommelse, hukommelsestab og hippocampus-forreste thalamus-akse. Behavioral and Brain Sciences, 22(3), 425-444.https://doi.org/10.1017/s0140525x99002034

Aggleton, JP, & Nelson, AJD (2015). Hvorfor forårsager læsioner i forreste thalamiske kerner så alvorlige rumlige underskud? Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 54, 131-144.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2014.08.013

Aggleton, JP, Poirier, GL, Aggleton, HS, Vann, SD, & Pearce, JM (2009). Læsioner af fornix og anterior thalamiske kerner adskiller forskellige aspekter af hippocampus-afhængig rumlig læring: Implikationer for det neurale grundlag for sceneindlæring. Behavioural Neuroscience, 123(3), 504-519.https://doi.org/10.1037/a0015404

Barnett, SC, Parr-Brownlie, LC, Perry, BA, Young, CK, Wicky, HE, Hughes, SM, McNaughton, N., & Dalrymple-Alford, JC (2021). Forreste thalamiske kerner neuroner opretholder hukommelsen. Current Research in Neurobiology, 2, 100022.https://doi.org/10.1016/j.crneur.2021.100022

Bell, R. (2007). Forreste og laterale thalamiske læsioner i objekt-odorpaired associeret læring (upubliceret kandidatafhandling). University of Canterbury, Christchurch, New Zealand.

Bubb, EJ, Aggleton, JP, O'Mara, SM, & Nelson, AJD (2021). Kemogenetik afslører en anterior cingulat-thalamisk vej til at tage sig af opgaverelevant information. Cerebral Cortex, 31(4), 2169-2186.https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa353

Bubb, EJ, Kinnavane, L., & Aggleton, JP (2017). Hippocampal-diencephalic-cingulate netværk for hukommelse og følelser: En anatomisk guide. Brain and Neuroscience Advances, 1(1),1–20.https://doi.org/10.1177/2398212817723443

For more information:1950477648nn@gmail.com