Forudgående frygtindlæring muliggør hurtig assimilering af nye frygtminder direkte i kortikale netværk, del 2

Tidligere kontekstuel frygtindlæring gør det muligt for den forreste cingulate cortex at indkode nye minder med det samme

Til dato har vi undersøgt dynamikken i systemkonsolidering i auditive frygtminder. Modellen for systemkonsolidering kommer dog for det meste fra undersøgelser af hippocampus-afhængig hukommelse.

Auditiv frygt er et meget almindeligt psykisk problem, som kan have stor indflydelse på menneskers dagligdag. Når der opstår auditiv fobi, kan folk føle sig meget utilpas, og kan endda forårsage forskellige helbredsproblemer. Men samtidig er der også eksperimenter, der beviser, at auditiv frygt også kan forbedre hukommelsen.

I de senere år har forskere fundet ud af, at mennesker med hørefobi er mere opmærksomme og følsomme end andre. Deres hjerner reagerer stærkere og hurtigere på lydstimulering. Denne reaktion gør dem mere følsomme over for lydene i deres liv. I nogle tilfælde er de bedre i stand til at behandle en række informationer og endda få flere nyttige signaler fra lydene, hvilket potentielt forbedrer deres overordnede hukommelse.

Når en person er i en anspændt eller ængstelig følelsesmæssig tilstand, frigiver hjernen et stof kaldet adrenalin. Dette stof kan fremme aktiviteten af ​​hjerneneuroner og øge folks koncentration. Derfor, under en auditiv frygttilstand, fører frigivelsen af ​​adrenalin til større koncentration og hukommelse hos lytteren.

På samme tid, når lydfrygtstimulus fortsætter, kan hjernen tilpasse sig denne stimulus ved at opbygge en dybere hukommelse af lyden. Denne hukommelse kan hjælpe patienter med at reagere bedre på forskellige lydstimuli, hvilket giver dem mulighed for at blive mere selvsikre og uafhængige.

Selvom høreskræk kan forårsage mange gener i folks dagligdag, kan det derfor også have en positiv indvirkning på hukommelsen. Når folk lærer at håndtere dette psykologiske problem, kan de overvinde deres frygt og endda drage fordel af dem. Dette minder os også om, at vi bør se psykologiske problemer korrekt, være opmærksomme på mental sundhed og bruge en positiv holdning til at håndtere vanskeligheder for at gøre vores liv bedre. Det kan ses, at vi skal forbedre vores hukommelse. Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola også kan regulere balancen af ​​neurotransmittere, såsom at øge niveauet af acetylcholin og vækstfaktorer. Disse stoffer er meget vigtige for hukommelse og indlæring. Derudover kan kød også forbedre blodgennemstrømningen og fremme ilttilførsel, hvilket kan sikre, at hjernen får tilstrækkelige næringsstoffer og energi, og dermed forbedre hjernens vitalitet og udholdenhed.

Klik på kend kosttilskud for at forbedre hukommelsen

Disse erindringer menes at være dannet oprindeligt på både hippocampus og kortikale niveauer. Over tid fører det koordinerede samspil mellem hippocampus og kortikale netværk til en gradvis ombygning af kortikale kredsløb, der til sidst gemmer fjernhukommelser [1-5]. I overensstemmelse hermed er hippocampus-afhængige frygtminder, nemlig kontekstuelle frygtminder, hos naive dyr initialt afhængige af hippocampus og bliver gradvist afhængige af et kortikalt netværk, der omfatter ACC og den præfrontale cortex [1,2,6-8 ].

Vi overvejede således, om denne tidsafhængige reorganisering fandt sted anderledes, hvis systemkonsolidering af en tidligere hukommelse tidligere havde fundet sted. Rotter blev trænet til at forbinde konteksten med USA. To uger tidligere havde 1 gruppe rotter lært en anden sammenhæng mellem en anden kontekst og USA (CtxA-CtxB), mens en anden gruppe kun modtog øjeblikkelige smertefulde stimuli, der hæmmede kontekstuel frygtindlæring (shock-CtxB) (S1A Fig.). Dyr blev injiceret med CNQX eller saltvand i ACC ved 24 timer efter kontekstuel læring (fig. 4A og S1B).

I overensstemmelse med tidligere undersøgelser [1,6,8] har inaktiveringen af ​​ACC hos dyr, der ikke tidligere havde lært en anden frygtassociation, efterladt frysning til CtxB upåvirket, hvilket tyder på, at denne manipulation ikke påvirkede nyere hukommelse. Men i lighed med de data, der blev opnået i auditiv frygtindlæring, reducerede inaktivering af ACC frysning til den seneste CtxB hos rotter, der havde lært en tidligere kontekstuel frygtassociation (fig. 4B og 4C).

Dette fænomen var kausalt relateret til udviklingen af ​​den langsomme systemkonsolidering af den første hukommelse, fordi den var fraværende hos dyr, hvor de 2 frygtbegivenheder kun var adskilt med 7 eller 24 timer, og i dem, hvor ACC blev inaktiveret 24 timer efter både første og anden kontekstuel frygtindlæring. Desuden var det fraværende hos rotter, der oplevede udforskningen af ​​den første kontekst i fravær af nogen US'er (Context-CtxB-gruppe) (fig. 4D og 4E).

Kritisk set påvirkede inaktivering af ACC udført 1 time efter indlæring også den seneste frygthukommelse (fig. 4F og 4G). På dette tidspunkt reducerede anisomycinadministration frysning til CtxB hos dyr, der havde oplevet forudgående kontekstuel frygtindlæring (fig. 4H og 4I). Disse data understøtter ideen om, at når først en første frygthændelse er blevet husket, bliver neocortex essentiel for nye erindringer med det samme, ved kun at anvende de synaptiske konsolideringsmekanismer.

Tidligere kontekstuel frygtindlæring omorganiserer ACC-til-BLA-projektioner, så de understøtter nyere minder

Vi undersøgte derefter, om den neurale forbindelse, der rekrutteres under fjernhukommelsesopbevaring hos naive dyr, også kan deltage i den nylige hukommelsesopbevaring hos dyr, der tidligere havde lært en anden kontekstuel frygthukommelse. Til dette formål undersøgte vi inddragelsen af ​​projektioner fra ACC til BLA i bevarelsen af ​​nyere og fjerntliggende kontekstuelle minder.

En tidligere undersøgelse viste, at optogenetisk hæmning af axonterminaler projiceret fra den præfrontale cortex til BLA svækkede kontekstuelle frygthukommelsesbevarelse ved fjerntliggende, men ikke nyere tidspunkter hos naive dyr [7]. Den adeno-associerede virale vektor (AAV5-CaMKIIa-eNpHR3.0-mCherry) eller kontrolvektoren (AAV5-CaMKIIa-mCherry) blev injiceret i ACC i 2 grupper, som i eksperimenterne beskrevet ovenfor (fig. 5A-5C og S3C). Optogenetisk hæmning af ACC-terminaler i BLA under den nylige kontekstuelle frygthukommelsesretention svækkede kun nedfrysning til CtxB hos dyr, der blev injiceret med eNpHR3.0-mCherry-vektor, og som tidligere havde lært en særskilt sammenhæng mellem USA (fig. 5D) ).

I denne gruppe forårsagede den efterfølgende inhibering af ACC-terminaler i BLA også et signifikant fald i frysning til CtxA, hvilket tyder på, at det også påvirkede bevarelsen af ​​den fjerntliggende kontekst-US-association (fig. 5E). Disse resultater understøtter ideen om, at den samme neurale bane er essentiel for fastholdelsen af ​​fjernhukommelsen om den første frygtbegivenhed og nylige minder om nye analoge hændelser. Disse data tyder også på, at omlægningen af ​​kortikale veje, der falder ned til BLA, induceret af den første hukommelse, er en fælles proces for både auditive og kontekstuelle frygtminder.

Efter en forudgående frygtindlæring er den dorsale hippocampus og ACC begge nødvendige for dannelsen af ​​nye minder

Disse fund stiller spørgsmålet om, hvorvidt hippocampus danner nye minder, selvom forudgående kontekstuel frygtindlæring har fundet sted. Alternativt kan cortex danne nye minder, selv i fravær af hippocampus. For at besvare disse spørgsmål inaktiverede vi hippocampus 1 time efter kontekstuel frygtindlæring i 2 grupper svarende til ovenstående eksperimenter.

Fordi det meste af litteraturen om systemkonsolidering stammer fra undersøgelser, hvor hippocampus blev ødelagt permanent, begyndte vi med irreversibelt at skade den dorsale hippocampus 1 time efter indlæring (fig. 6A-6C). Hippocampale læsioner forårsagede et signifikant fald i frysningen til CtxB i begge grupper (fig. 6C). Fordi excitotoksiske læsioner forbigående kan interferere med aktiviteten af ​​hjerneregioner uden for hippocampus, såsom ACC, gentog vi dette eksperiment ved at inaktivere den dorsale hippocampus med CNQX for at blokere lokale AMPA-glutamatreceptorer og fandt amnesiske effekter i begge grupper (fig. 6D og 6E) ).

Disse resultater viste, at hippocampus er nødvendig for dannelsen af ​​nye kontekstuelle erindringer, uanset om forudgående frygtindlæring havde fundet sted. Sammen med ovenstående resultater indikerer disse data også, at hos dyr, der har lært en forudgående kontekstuel frygthændelse, er både hippocampus og ACC nødvendige for at danne nylige frygtminder, og ingen af ​​disse steder alene kan understøtte hukommelsesdannelse i fravær af den anden.

Vi undersøgte derefter tidsforløbet for hippocampus involvering ved at forsinke hippocampus læsion til 1 uge efter indlæring. I overensstemmelse med tidligere fund [46] påvirkede hippocampale læsioner stadig hukommelsesdannelse hos dyr, der aldrig tidligere havde lært andre frygtassociationer. Omvendt, i gruppen, der havde lært en tidligere frygthændelse, påvirkede hippocampus-læsioner ikke hukommelsesbevarelse (fig. 6F og 6G), hvilket tyder på, at en tidligere frygthukommelse forkorter tidsvinduet for hippocampus-involvering (fra 2 uger til 1 uge), da også observeret for rumlig læring [3,20,21].

Diskussion

I denne undersøgelse fandt vi ud af, at tidligere systemkonsolidering af en auditiv frygthukommelse gør det muligt for Te2 straks at kode en ny auditiv frygthukommelse via synaptisk konsolidering. Desuden bliver de faldende projektioner fra Te2 til BLA, der blev aktiveret under konsolideringen af ​​realkompetencer, nødvendige i dannelsen af ​​nye auditive frygtminder.

Lignende resultater blev observeret i hippocampus-afhængig kontekstuel frygtindlæring. I sidstnævnte opgave fandt vi også, at realkompetence forkorter varigheden af ​​hippocampus involvering i nyere kontekstuel frygtindlæring. Tilsammen tyder vores resultater på, at realkompetencer omorganiserer hjernekredsløb, så ny analog information vil blive indlært med det samme i kortikale strukturer.

Det nuværende koncept for systemkonsolidering af hippocampus-afhængige erindringer antager, at hippocampus er involveret på en tidsbegrænset måde, og at en ledsagende gradvis proces af hjernekredsløbsreorganisering opstår over tid, således at kortikale netværk bliver gradvist vigtigere [1-5].

Selvom alternative teorier også eksisterer [47], understøtter talrige undersøgelser den tidsmæssigt begrænsede rolle af hippocampus i hukommelsesprocesser i både menneskelige og dyremodeller [1-3]. Tværtimod er reorganiseringen af ​​hjernekredsløb, der understøtter hukommelse over tid, for det meste blevet påvist i dyremodeller, mens beviser hos mennesker er mere kontroversielle [3].

Nogle undersøgelser viste, at hippocampus aktivitet under hukommelseshentning hos mennesker falder progressivt over uger og måneder, hvorimod aktiviteten i den ventrale mediale præfrontale region [48], i den temporale neocortex [49], eller forbindelse mellem kortikale områder [48] steg signifikant. Tværtimod viste nyere undersøgelser, at selvom hippocampus aktivitet faldt med tiden, forblev den kortikale aktivitet stabil over tid [50] eller faldt også [51]. Mere konsistent bevis om reorganisering af hjernekredsløb, der understøtter hukommelse over tid, blev opnået hos dyr [1-3]. Disse undersøgelser blev udført på eksperimentelt naive dyr.

Ved at undersøge dette problem hos dyr, der har dannet en tidligere frygthukommelse, fandt vi ud af, at hippocampus er nødvendig for dannelsen af ​​nye minder, uanset om tidligere frygtindlæring havde fundet sted. Reorganiseringen af ​​hjernekredsløb udløst af den første indlæring gør imidlertid neocortex i stand til at kode nye minder med det samme, blot gennem cellulære mekanismer for synaptisk konsolidering. Dette fænomen gælder både for hippocampus-afhængige og -uafhængige frygtminder, og det blev specifikt induceret af den langsomme systemkonsolidering udløst af den indledende læringsbegivenhed.

Det var fraværende hos rotter, hvor de 2 indlæringsforsøg var tidsmæssigt tæt på hinanden (et par timer eller 1 dag), og hos dem, hvor kortikal inaktivering efter den første indlæringsbegivenhed udelukkede omlejring af cortex og dens efterfølgende involvering i den hurtige assimilering af nye minder. Desuden, når først den første frygtindlæring har omorganiseret hjerneforbindelsen, er de veje, der går ned fra cortex til BLA, ikke kun nødvendige for at bevare fjernhukommelsen som i naive rotter, men også for nyere. Vi konkluderer, at hvis en analog hukommelse er blevet kodet tidligere, var reorganisering af hjernekredsløb allerede fundet sted og kan ikke længere være nødvendig for dannelsen af ​​nye minder, som omvendt engagerer cortex og dens samspil med subkortikale steder med det samme.

På trods af det store antal undersøgelser, der viser den tidsafhængige reorganisering af hjernekredsløb hos naive dyr, er det nøjagtige formål med denne proces langt fra at blive defineret. Fordi de adfærdsmæssige reaktioner forbundet med hukommelse kan forblive ens over tid, menes det, at denne proces tjener til at forbedre hukommelsesstabiliteten over tid [1,2,52]. Baseret på vores resultater foreslår vi, at når en frygthændelse opstår for første gang, gennemgår hjernekredsløb en langvarig reorganiseringsproces, som beskrevet i systemkonsolideringsmodellen. Denne proces kan tjene til at omarrangere de neurale netværk, der lagrer frygthukommelse permanent, så de straks kan erhverve ny analog information gennem synaptiske konsolideringsmekanismer. Faktisk kan denne driftsmekanisme gøre ny læring mere "økonomisk", fordi den kan reducere ressourceforbruget til at erhverve ny relateret information og derved frigive flere ressourcer til at lære ny, ikke-relateret information.

Et vigtigt spørgsmål, der opstår ud fra vores fund, er, om realkompetencer permanent ændrer neurale netværk, så lignende oplevelser kan lagres i neocortices med det samme, selvom de forekommer med meget fjerne tidsintervaller. Alternativt kan det være, at systemet nulstilles til det oprindelige niveau for naive dyr, hvis der ikke snart opstår nye lignende oplevelser. Eksperimenter, der vurderer inddragelsen af ​​neocortex med stigende tidsintervaller mellem den første og den anden indlæring vil afklare dette punkt.

Vi fandt også, at blokaden af ​​neocortex under den tidlige konsolidering af en første oplevelse forhindrede den øjeblikkelige tildeling af nye lignende oplevelser til neocortex (se fig. 1F og 4D). Disse resultater tyder på, at cellulære processer, der forekommer umiddelbart efter den første indlæring i neocortex, er nødvendige for dens rekruttering i systemhukommelseskonsolideringsprocessen. Denne idé er i tråd med resultaterne af, at nogle "mærkede" celler aktiveres i neocortex ved læring i naive dyr og tjener til opbevaring af fjerntliggende, men ikke nyere minder [7,8,12,44]. Fremtidige undersøgelser er nødvendige for at afklare, om disse celler også spiller denne rolle efter realkompetence, eller om de også deltager i dannelsen af ​​nyere minder.

Oprindeligt førte modellen for systemkonsolidering til den yderligere idé, at hippocampus lærer ny information hurtigt, mens neocortex lærer det langsomt, men efterfølgende undersøgelser viste, at neocortex også er i stand til hurtige læreprocesser [3,20,21,53]. Vores data viste, at 2 forskellige cortex (Te2 og ACC) kan lære ny information med det samme, hvis en lignende hændelse har fundet sted tidligere.

Ifølge vores tidligere undersøgelser [10,16,17,34,43,45] bruger vi udtrykket Te2 til at henvise til den mest bageste region af bæltets auditive område, der baseret på Zilles' undersøgelser [24,25] omfatter det meste den tidsmæssige forening og ektorområder. Selvom vi ikke kan udelukke, at vores resultater kan afspejle bidrag fra lægemiddeleffekter også i omkringliggende regioner, nemlig den tilstødende visuelle cortex, primære auditive cortex og perirhinal cortex, tyder de data, vi opnåede i naive dyr på, at de primært skyldtes inaktiveringen af ​​Te .

Vi fandt ud af, at i naive dyr var Te2 nødvendig for fjerntliggende, men ikke nylige auditive hukommelser, mens inaktivering af den tilstødende visuelle cortex efterlod fjerntliggende auditive hukommelser upåvirket [10]. Omvendt svækkede en kombineret blokade af primær- og Te2-barken også den seneste hukommelse [34]. På samme måde svækkede inaktiveringen af ​​den forreste perirhinale cortex frygthukommelser [32,54], mens inaktiveringen af ​​den posteriore perirhinale cortex ikke påvirkede nylige [54] og fjerne [10] frygtminder.

Også i tilfælde af ACC og kontekstuelle frygthukommelser påvirkede inaktiveringen af ​​den tilstødende primære og sekundære motoriske cortex ikke nyere og fjerntliggende hukommelser [55], mens inaktiveringen af ​​den tilstødende prælimbiske cortex svækkede både nyere og fjerntliggende hukommelser [11].

Med hensyn til den rolle, som disse cortex spiller i hukommelsesprocesser, deltager Te2 i memoriseringen af ​​den følelsesmæssige værdi parret med lyde [10,13,16,56]. Denne idé er for nylig blevet demonstreret også i den højere ordens visuelle cortex [57,58]. På den anden side kan ACC danne og gemme minder, men det kan også modulere aktiviteten af ​​andre kortikale områder [1-3,6].

På trods af det store antal undersøgelser, der viser, at Te2 og ACC er nødvendige for fjerntliggende, men ikke nyere minder, rapporterede nogle nyere undersøgelser, at disse cortex også kan være nødvendige for fastholdelse af nylige auditive [34,59] og kontekstuelle [55] frygtminder. De præcise grænsebetingelser, der kan bestemme nødvendigheden af ​​disse cortex for nyere minder, er dårligt forstået.

En af disse undersøgelser antydede, at intensiteten af ​​den følelsesmæssige oplevelse kan spille en vigtig rolle [34], men fremtidige undersøgelser burde bedre adressere dette problem. Fremtidige undersøgelser vil også skulle afklare, om de celler, der aktiveres i neocortex ved læring i naive dyr, og som tjener til opbevaring af fjerntliggende, men ikke nyere minder [7,8,12,44], også spiller denne rolle efter tidligere læring, eller om de deltager i dannelsen af ​​nyere minder.

Med hensyn til hippocampus deltagelse i hukommelsesprocesser fandt vi her, at den dorsale hippocampus er nødvendig for at lære ny kontekstuel hukommelse, selvom forudgående kontekstuel læring har fundet sted. Et lignende resultat blev observeret ved at udføre et design inden for forsøgspersoner på rotter, der lærte både fjerntliggende og nye kontekstuelle minder [60]. På den anden side er det også blevet vist, at de cellulære mekanismer, der medierer den efterfølgende læring i hippocampus, kan adskille sig fra dem, der var involveret under realkompetenceforsøget [22,61].

Vi fandt også, at hos dyr, der oplevede kontekstuel frygt for første gang, er hippocampus nødvendig også 1 uge efter læring, på linje med et tidligere fund hos naive dyr [46]. Omvendt, i den anden gruppe, påvirkede hippocampale læsioner ikke hukommelsesbevarelse på dette tidsinterval, hvilket tyder på, at en tidligere frygtindlæring forkorter tidsvinduet for hippocampus involvering, som også observeret for rumlig læring [3,20,21]. Disse undersøgelser og den nuværende giver derfor konvergerende bevis for, at tidsvinduet for den tidsmæssige amnesi induceret af hippocampale læsioner afhænger af de tidligere lærte erfaringer i både rumlige og følelsesmæssige erindringer.

I disse undersøgelser foreslog forfatterne også, at træning af rotter i en længere periode i en rumlig opgave producerer et "mentalt" videnskema, hvor ny relateret information hurtigt kan assimileres [3,20,21,53]. Selvom vores resultater også kan være i overensstemmelse med denne idé, er det meget svært at sige, om et forsøg med frygtindlæring kan danne et associativt "skema" af viden, og om en ny og anderledes begivenhed, der forekommer i et andet miljø, kan integreres i dette skema . Yderligere undersøgelser er nødvendige for at afklare dette spørgsmål. Under alle omstændigheder, i betragtning af at de fleste minder hos mennesker og andre dyr er bygget på tidligere erfaringer, kan de hjernenetværk, der lagrer fjerntliggende frygtminder for første gang, være dem, der koder både nyere og fjerntliggende frygtminder gennem hele livet.

Metoder eksperimentel model og emne detaljer

Dyr

Raske Wistar-hanrotter (alder, 65 til 70 dage; vægt, 250 til 350 g, vildtype), afledt af en intern opdræt af dyr, blev anbragt 3 pr. bur med mad og vand tilgængeligt ad libitum under et 12 timers lys /mørkecyklus (lyser kl. 7:00 AM) ved en konstant temperatur på 22 ± 1˚C. Alle forsøgene blev godkendt af det italienske sundhedsministerium (autorisation nr. 408/2020-PR) og af den lokale bioetiske komité ved Universitetet i Torino.

Eksperimentelt design

Data reproducerbarhed blev vurderet med forskellige replikater (S1 tabel). De første CNQX-inaktiveringseksperimenter i Te2 (Fig. 1A-1C) blev udført i et højere antal replikater, fordi de var de første eksperimenter, vi udførte og tjente til at teste den vigtigste hypotese i vores undersøgelse. Dyr blev a priori tildelt forskellige adfærdsgrupper på en vægtafbalanceret måde.

Handyr fra den samme yngel blev tilfældigt tildelt hver forsøgsgruppe. Vi behandlede først hovedhypotesen i vores undersøgelse, dvs. den kortikale inaktivering kan på anden måde påvirke konsolideringen af ​​en ny frygthukommelse hos eksperimentelt naive rotter og hos dyr, der havde lært en tidligere frygtbegivenhed. I tilfælde af statistiske forskelle mellem disse grupper udførte vi til sidst yderligere kontrolgrupper gennem injektion af saltvand. En lignende tilgang blev anvendt til de optogenetiske eksperimenter, hvor AAV-kontrolgruppen kun blev udført efter statistiske forskelle mellem naive og tidligere trænede rotter blev påvist. Disse forsøgsplaner gjorde det muligt for os at undgå unødvendige kontrolgrupper og brugen af ​​unødvendige dyr, et nøglespørgsmål i den europæiske og italienske lovgivning om dyreforsøg (3 Rs-princippet).

Adfærdsmæssige procedurer

Alle eksperimenter blev udført i den lette fase af dagen (kl. 8.00 til 16.00). Dyr blev transporteret enkeltvis fra anlægget til forsøgsrummene i forskellige små gennemsigtige spande afhængigt af de eksperimentelle krav.

Auditiv træning: Første adfærdssession.

Auditive frygt-betingede dyr (CS1-CS2). I denne gruppe blev rotter forsigtigt taget fra deres hjemmebur og båret fra stuen til det lydisolerede rum. Når man først var der, blev dyrene anbragt inde i konditioneringsapparatet bestående af et rektangulært sort bur (35 × 40 cm) udstyret med et gitter af rustfrit stålstænger (1 cm i diameter, med en afstand på 1,5 cm) forbundet med en stødafgivelse. Opsætning. Rotter blev efterladt uforstyrrede i 1 minut. Efter dette tidspunkt blev 7 konditionerede stimuli (CS'er) bestående af en ren tone på 15 kHz frekvens (15 s varighed hver, 80 dB, 36 s forsøgsinterval) administreret. De sidste 1 s af hver tone blev parret med en smertefuld UL (0,5 mA, 1 s). Ved slutningen af ​​konditioneringssessionen blev rotterne bragt tilbage til deres hjemmebur.

Stød-kun dyr (chok-CS2). I denne gruppe blev rotter på lignende måde placeret i det samme konditioneringsapparat. Umiddelbart derefter blev hver rotte udsat for 7-fodstød (1 s, 0,5 mA) umiddelbart efter hinanden. Ved afslutningen af ​​stimulationen blev dyrene bragt tilbage til deres hjemmebur. Tidsvarigheden i konditioneringsburet var mindre end 9 sekunder. Tidligere undersøgelser viste, at denne procedure giver mulighed for at undgå associative processer mellem smertefulde stimuli og sensoriske stimuli [29,30].

Lugt frygt-betingede dyr (lugt-CS2). I denne gruppe blev rotter anbragt inde i det samme rektangulære sorte bur, som blev anvendt i de ovennævnte forsøgsgrupper, og forbundet til en chokleveringsopsætning. Rotter blev efterladt uforstyrrede i 2 min. Efter dette tidspunkt blev 7 CS'er bestående af vanilje lugte administreret (10 s varighed hver, 24 s forsøgsinterval). De sidste 1 s af hver lugt blev parret med en smertefuld UL (0,5 mA, 1 s). Konditioneringsmodulet blev placeret i nærheden af ​​en ventilationskilde for at undgå vedvarende af de leverede stimuli efter deres offset. Buret var sikret med et øvre gitter. Lugte blev præsenteret ved anvendelse af et flow-fortynding olfaktometer. Ren luft (1,5 l/min) blev ledt til en magnetventil, som, når den blev betjent, ledte luften til en 15 ml flaske indeholdende 10 ml vaniljelugt.

Kun tonedyr (Tone-CS2). Rotter i denne gruppe blev anbragt i det samme sorte bur og blev præsenteret for 15-kHz-tonen (7 stimuli, 15 s varighed, 36 s ITI) leveret i fravær af USA.

Præ-eksponerede dyr (Tone-CS1-CS2). Rotter blev placeret inde i konditioneringsburet, og 1 min senere blev de præsenteret 20 gange med 15-kHz-tonen alene, og 24 timer senere blev den samme tone parret med USA, der blev CS1.

Hvid støj frygt-konditionerede dyr (WN-CS2). I denne gruppe blev rotter anbragt inde i det rektangulære sorte bur og efterladt uforstyrret i 1 minut. Efter dette tidspunkt blev 7 CS'er bestående af en WN (15 s af varighed hver, 75 dB, 36 s mellem forsøgsinterval) administreret. De sidste 1 s af hver tone blev parret med en smertefuld UL (0,5 mA, 1 s). Ved slutningen af ​​konditioneringssessionen blev rotterne bragt tilbage til deres hjemmebur.

Auditiv frygtindlæring: Anden adfærdstræning.

To uger efter procedurerne beskrevet i ovenstående afsnit blev dyrene trænet i en anden anden auditiv frygtkonditioneringsopgave. Rotter blev puttet i en standard skinner-boks, som i vores tidligere arbejde [10], og efterladt uforstyrret i 2 min. Efter dette tidspunkt blev der leveret 7 CS'er bestående af rene toner på 3 kHz frekvens (8 s varighed hver, 80 dB, 22 s inter-trial interval). De sidste 1 s af hver tone blev parret med en smertefuld UL (0,5 mA, 1 s). Ved slutningen af ​​konditioneringssessionen blev rotterne bragt tilbage til deres hjemmebur.

Frygt hukommelse fastholdelse. Retentionen af ​​auditiv frygthukommelse, der for nylig er erhvervet til CS2 (3 kHz), blev testet 4 dage senere. For optogenetiske eksperimenter blev testen af ​​nyere hukommelse udført med laserlevering 24 timer efter CS2-US-indlæringen i analogi med det tidsinterval, hvor vi udførte kortikal inaktivering gennem administration af CNQX (dvs. 24 timer efter uddannelse). Rotter blev vænnet til et andet apparat end det, der blev brugt til konditionering og anbragt i et andet rum for at undgå betinget frygtadfærd til kontekstuelle signaler [10,62]. Det nye apparat bestod af et gennemsigtigt plastikbur med en sortmalet side indesluttet i en lyddæmpende boks udstyret med en udsugningsventilator, som eliminerede lugt tilført luft fra kabinettet og gav baggrundsstøj på 60 dB. Dyr fik lov til at udforske buret i 5 minutter om dagen under tilvænningssessionen. På dagen for frygthukommelsestesten, efter 2 minutters fri udforskning, leverede vi 4 CS2 på 3 kHz (8 s—22 ITI), ikke efterfulgt af nogen amerikansk.

Hvis det var nødvendigt af den eksperimentelle efterspørgsel, blev rotter derefter testet for tilbageholdelse af fjernfrygthukommelsen, erhvervet 2 uger før det andet auditive frygtkonditioneringsforsøg. Til dette formål blev dyr 7 dage efter frygthukommelsestesten til 3-kHz-tonen sat i et nyt miljø (et sort-hvidstribet bur) og derefter præsenteret for 15-kHz-tonen. Fire toner blev præsenteret med 36s mellemrum.

Kontekstuel træning: Første adfærdssession.

Kontekstuel frygtkonditionerende gruppe (CtxA-CtxB). I denne gruppe blev rotter forsigtigt taget fra deres hjemmebur, lagt i en spand og båret fra stuen til det lydisolerede rum. Når de først var der, blev dyrene anbragt inde i konditioneringsapparatet bestående af det førnævnte rektangulære sorte bur, udstyret med det rustfrie stålstængerist forbundet med en stødafgivelsesopstilling. Rotter blev efterladt uforstyrrede i 1 minut. Efter dette tidspunkt blev 5 US (0,5 mA, 1 s) administreret med 51 s tidsintervaller. I slutningen af ​​sessionen blev dyrene bragt tilbage til deres hjemmebur.

Kun stødgruppe (chok-CtxB). Når rotter først var anbragt inde i konditioneringsapparatet, fik de straks 5-fodstød (1 s, 0,5 mA) umiddelbart efter hinanden. Tidsvarigheden i konditioneringsburet var mindre end 7 sekunder. Tidligere undersøgelser viste, at denne procedure giver mulighed for at undgå associative processer mellem smertefulde stimuli og sensoriske stimuli [29,30].

Kontekstdyr (context-CtxB). Rotter blev anbragt inde i det samme sorte bur, som blev anvendt i de ovennævnte eksperimenter, i 5 minutter uden afgivelse af noget US.

Ny kontekstuel frygtkonditionering og nylig fastholdelse af frygthukommelse. To uger efter de procedurer, der er beskrevet i ovenstående afsnit, blev alle grupper trænet i at forbinde et nyt kontekstuelt miljø (skinnerbox-modulet, placeret i et andet rum) med en smertefuld UL (0,5 mA, 1 s) . Hvert dyr blev anbragt inde i det nye kammer og efterladt uforstyrret i 2 min. Derefter blev den udsat for 5 US adskilt med intervaller på 30 s.

Retentionen af ​​kontekstuel frygthukommelse blev testet 4 dage efter frygtkonditioneringsproceduren ved at sætte rotter igen i Skinner-bokskammeret i 3 min. Til optogenetiske eksperimenter blev testen af ​​nyere hukommelse udført med laserlevering 24 timer efter CtxB-US-indlæringen i analogi med det tidsinterval, hvor vi udførte kortikal inaktivering gennem administration af CNQX (dvs. 24 timer efter træning). Hvis det var påkrævet af den eksperimentelle efterspørgsel, blev rotter derefter testet for fastholdelse af fjernfrygthukommelsen ved at sætte dyr i sammenhængen parret med USA 2 uger før den nye forening.

Dyr blev båret i 2 forskellige spande til konditioneringskamrene i overensstemmelse med de forskellige kontekstuelle procedurer.

Fryseforanstaltning. I alle eksperimentelle procedurer blev vurderingen af ​​frygthukommelsesbevarelsen bestemt som en frysereaktion [10], analyseret som det fuldstændige fravær af somatisk mobilitet bortset fra åndedrætsbevægelser. For hvert dyr blev mængden af ​​tid (i sekunder) brugt i frysning målt offline af 2 uafhængige observatører, som var blindet for dyregrupperne.

For more information:1950477648nn@gmail.com