Genaktivering af Hippocampus-medierede minder under rekonsolidering for at forstyrre frygt, del 3

dDG-interferens er specifik for frygthukommelsen og påvirker ikke andre hippocampus-medierede minder

Forholdet mellem frygtminder og hukommelse er vigtigt, fordi de har en betydelig indflydelse på vores livsresultater. Selvom frygt ofte opfattes som negativt og ubehageligt, kan det forbedre vores hukommelse og kognitive evner.

Frygthukommelse er en kraftfuld form for hukommelse, fordi den er ledsaget af en intens følelsesmæssig oplevelse. Forskning viser, at vi er mere tilbøjelige til at huske relevant information, når vi står over for frygt eller trusler, end med andre begivenheder i vores daglige liv. Denne hukommelsesevne gør os mere opmærksomme på potentielt livstruende situationer, så vi bedre kan reagere på fremtidige trusler.

Derudover kan frygtminder forbedre vores kognitive evner. Fordi denne form for hukommelse har følelser og mening, kombineres den med anden information, hvilket gør det lettere at huske og forstå. Dette hjælper også med at forbedre vores koncentrations- og tankeevner, hvilket yderligere forbedrer vores indlærings- og hukommelsesevner.

Derfor er forståelsen af ​​frygthukommelsens rolle og værdi afgørende for mennesker, der ønsker at forbedre deres hukommelse. Selvom frygt kan være en svær oplevelse at acceptere, kan den, hvis vi indtager en positiv holdning, blive vores ven og allierede i at fremme vores kognitive og personlige vækst. Uanset hvilken frygt vi møder, kan vi få erfaringer fra den, lære at overvinde den og forbedre vores kognitive og psykologiske modstandskraft.

Så selvom frygtminder kan føles overvældende og foruroligende, bør vi ikke se dem som en negativ ting. I stedet bør vi lære at bruge det til vores vækst og fremskridt. Ved blot at forblive positive og tænke hårdt, kan vi lære mere af virkningerne af frygt og forbedre vores hukommelse og kognitive evner. 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 den ene er at forbedre hukommelsen. Virkningen af ​​Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingredienser, den indeholder, herunder garvesyre, polysaccharider, flavonoidglycosider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed gennem en række forskellige veje.

Klik på kend kosttilskud for at forbedre hukommelsen

For at afgøre, om vores manipulation, som forstyrrer frygthukommelsen, også vilkårligt ville påvirke andre typer hippocampus-medieret hukommelse, trænede vi mus i en rumlig referencehukommelsesopgave.

Som det forrige eksperiment injicerede vi mus med ufortyndet AAV5-CaMKIIa-(hChR2-H134R)-eYFP til tilfældigt mærkede DG-neuroner (fig. 5a). Vandbegrænsede mus blev derefter trænet til at opnå en vandbelønning fra en af ​​armene i en 8-arm radial labyrint.

De modtog 4 forsøg, indtil et sæt præstationskriterier var opfyldt. Bagefter, for at vurdere effekten af ​​stimulationen på frygthukommelsen, gennemgik de den samme adfærdsprotokol som tidligere eksperimenter.

For at vurdere virkningerne af dDG-stimulering på rumlig referencehukommelse gentestede vi mus på rumlig hukommelsesydelse efter frygtkonditionering og efter tilbagekaldelse og kørte en gardinprobe-forsøg efter EXT2 for at sikre, at mus brugte ekstra-labyrint-signaler til at udføre opgaven. Interessant nok viste mus i dette eksperiment lavere postshock-frysning under frygtkonditionering sammenlignet med andre mus i undersøgelsen, hvilket vi mener er et direkte resultat af at blive håndteret oftere på grund af træning i den rumlige referenceopgave (fig. 5b og supplerende fig. 1g).

Ikke desto mindre udviste eYFP-mus under tilbagekaldelse normal nedfrysning, mens ChR2--mus som forventet udviste reduktion af nedfrysning i realtid (fig. 5c). Denne formindskede frygtreaktion fortsatte under udryddelse (fig. 5d) med ChR2-mus, der viste mindre frysning i de første 3 minutter af EXT1 (supplerende fig. 1g) og gennem hele EXT2-sessionen. Der blev ikke set nogen forskelle under øjeblikkelig chok (fig. 5e), og som forventet udviste ChR2-grupper mindre frysning under genindsættelse (fig. 5f, g).

For labyrints ydeevne opfyldte alle mus-kriterier mellem 5 og 14 dage (fig. 5h) og forbedrede over tid under erhvervelse, med hensyn til latens for at finde belønningen, antal armafvigelser (ved en muss første besøg i en arm), antal referencefejl (dvs. indtaste forkert arm) og gentagne referencefejl (arbejdshukommelsesfejl) lavet (fig. 5i–p, paneler længst til venstre).

Ydelsen blev opdelt i to kategorier: forsøg 1, der blev fortolket som en vurdering af langtidshukommelsen fra dagen før, og forsøg 2-4, der blev fortolket som en vurdering af korttidshukommelsen fra det forrige forsøg samme dag . Mus blev først testet igen i labyrinten 3 timer efter frygtkonditionering for at bekræfte, at frygtkonditionering i sig selv ikke påvirkede den rumlige hukommelse.

Vi så ingen effekter (fig. 5i-p, midterste paneler). Arbejdede under den antagelse, at forstyrrelse af frygthukommelsen ved vores optiske indgreb opstår, fordi der er betingelser for, at hukommelsen kan genkonsolideres, kan observation af en svækkelse af rumlig hukommelse blive sløret, hvis denne hukommelse gennemgår heller ikke rekonsolidering.

For præcist at teste, om vores intervention var specifik for frygthukommelsen, søgte vi at øge sandsynligheden for, at grænsebetingelser, der tillader hukommelsesrekonsolidering for den rumlige hukommelse, var opfyldt64. Til det formål gav vi halvdelen af ​​musene (påmindelsesgrupper) en påmindelsessession (forsøg 1) 5 minutter før tilbagekaldelsestesten for fearmemory.

Under denne påmindelsessession udskiftede vi gulvbelægningen i labyrintcentret med sandpapir for at skabe en forudsigelsesfejl 65. Dette påvirkede ikke belønningens placering, men det viste mus med et uventet signal under forsøget. Påmindelsesmus modtog forsøg 2-43 timer efter tilbagekaldelsessessionen, mens den anden halvdel af mus (Ingen påmindelsesgrupper) ikke modtog en påmindelsessession, og i stedet modtog alle 4 almindelige forsøg 3 timer efter tilbagekaldelsessessionen.

Igen så vi ingen forskelle i ydeevne, og alle mus klarede sig godt inden for kriterieområdet (fig. 5i-p, midterste paneler). Alle mus blev testet på labyrinten den følgende dag, og 3 timer senere fik de den første udryddelsessession. Nomesures blev påvirket under denne test undtagen armafvigelser (fig. 5k,l).

I forsøg 1 havde både ChR2- og eYFP-mus i Reminder-grupperne højere armafvigelser, hvilket tyder på påmindelsessessionen, som potentielt førte til rekonsolidering af den rumlige hukommelse, kortvarigt påvirket denne måling af ydeevne.

Denne effekt var imidlertid adfærdsmæssig og ikke et resultat af optisk stimulering af tilfældige dDG-celler, da der var nodifferences mellem ChR2 og eYFP-mus. I forsøg 2-4 viste mus i ChR2-grupper (både påmindelse og ingen påmindelse) bedre ydeevne (færre armafvigelser) sammenlignet med eYFP-grupper, hvilket tyder på, at labyrints ydeevne blev forbedret som et resultat af rekonsolidering, uanset om der blev givet en påmindelsessession.

Det er vigtigt, at dette også demonstrerede, at den forstyrrende effekt af vores manipulation var specifik for frygthukommelsen (fig. 5i-p, midterste paneler). efterfølgende dagmus blev givet en gardinsondetest.

Som forventet viste alle mus nedsat ydeevne på sonden sammenlignet med de sidste 3 dages træning, hvor ydeevnen nåede det niveau, den var på, da de først startede opgaven (fig. 5i-p, paneler længst til højre).

Omskrivning af den oprindelige frygthukommelse

Dernæst søgte vi at bestemme, om reduktionen i betinget frygt var ledsaget af en ændring i ensembledynamikken i det originale frygtengram. For at vurdere, om vores manipulation havde ændret den oprindelige frygthukommelse, kombinerede vi to virusbaserede systemer (fig. 6a).

Alle mus blev injiceret med c-Fos-tTA-TRE-mCherry for at mærke dDG-celler involveret i kodningen af ​​frygt-konditionerende epoke. Mus blev også injiceret med enten ufortyndet AAV5-CaMKIIa-hChR2-H134R-eYFP eller ufortyndet AAV5-CaMKIIa-eYFP for at mærke et konkurrerende sæt af dDG-neuroner. Mus gennemgik derefter den samme eksperimentelle protokol som før, hvor de var FC, hvilket viste post-chok-frysning (fig. 6b og supplerende fig. 1h).

Under tilbagekaldelse producerede optisk stimulation realtidsfald i frysning i ChR2-mus sammenlignet med eYFP-kontroller (fig. 6c), og disse forskelle fortsatte i ekstinktion (fig. 6d) inklusive de første 3 minutter af EXT1 og de sidste 3 minutter af EXT2 (Supplerende Fig. 1h). Ingen gruppeforskelle blev observeret under øjeblikkelig shock (fig. 6e). Under genindsættelse fortsatte ChR2-mus med at vise nedsat frysning (fig. 6f, g).

For at bestemme, om disse mus havde færre overlappende neuroner fra den oprindelige frygtkonditioneringsperiode til genindsættelsestesten sammenlignet med eYFP-kontroller, blev mus perfunderet 90 minutter efter genindsættelse, og c-Fos-niveauer blev kvantificeret. For hvert eksperiment blev der taget repræsentative billeder fra hver neuronaltagging-strategi ( Fig. 7a-d og Supplerende Fig. 5a-e) og bruges til at opnå celletællinger.

Vi beregnede først det samlede antal DAPI-mærkede celler for hver gruppe (fig. 7e, f). For eksperimenter, hvor en adfærdsmæssig epoke blev fugtet med en c-Fos-promotor (fig. 1-3, 6), blev størrelsen af ​​engrammet bestemt som en procentdel af DAPI-mærkede neuroner (fig. 7g, eYFP; fig. 7h, Cherry) .

Uanset valens bestod mærkede celler forbundet med en bestemt adfærdsoplevelse, herunder en hjemmeburoplevelse38, af ca. 8 % af DAPI-mærkede neuroner i dDG (M=8.015, SD=0.572). Procentdelen af ​​celler mærket som c-Fos+, der repræsenterer sættet af celler, der var aktive under genindsættelsestesten (fig. 7g, i, RFP; fig. 7h, j, RFP & BFP) var ca. 1,5 % (M=1 .438, SD=0.21).

I det første sæt eksperimenter var procentdelen af ​​overlap (gul) (fig. 7g, k) mellem det mærkede engram, der blev brugt til at forstyrre frygthukommelsen under tilbagekaldelse (eYFP) (fig. 7g) og engram ved genindsættelse (RFP) (fig. 7g, i) kan fortolkes som en målestok for, om vores rekonsolideringsbaserede manipulation resulterede i at fusionere de to minder.

Vi observerede en større procentdel af overlap for negative oplevelser sammenlignet med neutrale oplevelser, hvilket tyder på, at de negative oplevelser delte større lighed med frygthukommelsen sammenlignet med de neutrale oplevelser. Der blev dog ikke observeret nogen forskelle mellem procentdelen af ​​overlap for negative oplevelser sammenlignet med positive oplevelser eller positive oplevelser sammenlignet med neutrale oplevelser.

Vi spekulerer i, at graden af ​​overlap mellem negative oplevelser og frygthukommelsen kan forhindre reaktiveringen af ​​disse ufortyndede engramgrupper sammenlignet med de fortyndede grupper, blot baseret på antallet af mærkede celler.

I de ufortyndede grupper mærkede vi ca. 40 % (M=37.16, SD=5.5) af DAPI-mærkede neuroner, og i de fortyndede grupper mærkede vi tilsvarende 8 % af cellerne (M {{ 7}}.57, SD=0.4) som vores epoke-associerede engrammer (fig. 7h). Til sidst søgte vi at bestemme, om den oprindelige frygthukommelse blev ændret fra konditionering til genindsættelse givet reduktionen i frygt, på trods af at vi ikke var forudindtaget til at inkorporere cellerne, der blev kunstigt aktiveret under tilbagekaldelse.

Procentdelen af ​​overlapninger (magenta) (fig. 7h, l) mellem disse sæt neuroner, dem, der er mærket i det originale frygtengram (mCherry) (fig. 7h) og frygtengrammet ved genindsættelse (BFP) (fig. 7h, j) kan tolkes som et mål for, hvorvidt vores rekonsolideringsbaserede intervention resulterede i ændring af den oprindelige frygthukommelse.

Vi fandt væsentligt færre overlapninger i frygthukommelsen på tværs af konditionering og genindsættelse i ChR2-gruppen, hvilket tyder på, at selvom vi ikke fusionerede frygthukommelsen med de forstyrrende ensembler (fig. 7m), ændrede vores manipulationer ikke desto mindre den oprindelige frygthukommelse (fig. 7n). som vi mener kan være med til at forklare tilsvarende reduktioner i frygt.

Vi spekulerer i, at vores rekonsolidering-baserede manipulation forårsagede adskillelse af disse ensembler på en ortogonal måde, der adskiller disse minder i forskellige neuronale populationer (fig. 7m, n).

Interessant nok var andelen af ​​tilfældigt mærkede/aktiverede (eYFP) celler, der også var en del af det oprindelige frygtengram (mCherry) over chancen (gul) og andelen af ​​tilfældigt mærkede/aktiverede (eYFP) celler, der også var en del af frygtengrammet ved genindsættelse (BFP) var også over tilfældighed (cyan), ligesom overlapning af alle 3 typer celler (hvide) i eYFP-gruppen (fig. 7l); der blev dog ikke set gruppeforskelle.

Tilsammen giver disse resultater foreløbige beviser for den potentielle terapeutiske effekt af kunstigt modulerende minder til både akut og varigt at undertrykke frygtreaktioner ved at ændre den oprindelige frygthukommelse under rekonsolideringsperioden.

For more information:1950477648nn@gmail.com