Japon Bıldırcını Hipokampüsünün Rostrokaudal Ekseni Boyunca Fonksiyonel Ayrışma Bölüm 1

Soyut

Memeli hipokampüsü (Hp), dorsal hipokampusun (dHp) mekansal hafızaya ve ventral hipokampusun (vHp) stres tepkileri ve duygusal davranışa katılımıyla septotemporalaksi boyunca işlevsel olarak ayrılabilir.

Septotemporal eksen insan beyninde bulunan ve vücudun işitme, dil, hafıza ve diğer işlevlerini kontrol eden önemli bir yapıdır. Hafıza, insan beyninin önemli yeteneklerinden biridir ve hayatımızla yakından ilgilidir. Peki septotemporal eksen ile hafıza arasındaki ilişki nedir?

Araştırmalar septotemporal eksenin hafıza sürecinde çok önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Bellek oluşumu sürecinde septotemporal eksen; ses, kelime ve görüntü gibi bilgilerin işlenmesinden ve saklanmasından sorumludur. Bazı bilgileri hatırlamaya çalıştığımızda, septotemporal eksendeki nöronlar bilgiyi hızlı bir şekilde beyinde depolar. Buna ek olarak, septotemporal eksen aynı zamanda duygular ve duygularla da ilişkilidir; bu da algısal ve duygusal anıları daha iyi saklamamıza ve geri çağırmamıza yardımcı olabilir.

Ayrıca insanlar yaşlandıkça septotemporal eksen giderek dejenere olur ve bu da hafızanın azalmasına neden olur. Ancak septotemporal ekseni korumanın ve hafızayı geliştirmenin birkaç yolu vardır. Örneğin: daha fazla egzersiz yapın, iyi uyku alışkanlıklarını ve düzenli çalışma ve dinlenme zamanlarını koruyun, mutlu bir tutum sergileyin, okuma alışkanlıkları geliştirin, daha fazla düşünme ve zihinsel egzersizlerle meşgul olun, vb.

Kısacası septotemporal eksen ile hafıza arasında ayrılmaz bir ilişki vardır. Bu ilişkiyi anlamak beynimizi daha iyi koruyabilir, hafızamızı geliştirebilir ve daha mutlu, daha sağlıklı yaşamlar yaşayabilir. Hafızamızı geliştirmemiz gerektiği görülebilir. Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola birçok benzersiz etkiye sahip geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir ve bunlardan biri hafızayı geliştirmektir. Kıymanın etkinliği içerdiği asit, polisakkaritler, flavonoidler vb. gibi çeşitli aktif bileşenlerden gelir. Bu bileşenler beyin sağlığını çeşitli şekillerde geliştirebilir.

Bellek terimini nasıl geliştireceğinizi bilin'e tıklayın

Bu çalışmada kuş beyninde önerilen homologlarda karşılaştırılabilir fonksiyonel ayrışmayı araştırıyoruz. Japon bıldırcını (Coturnix Japonica) kullanarak, rostral hipokampusun (rHp) iki taraflı lezyonlarının mekansal Y labirent ayrımcılığında (YMD) güçlü eksiklikler ürettiğini rapor ediyoruz. Bağlamsal korku koşullandırması (CFC) sırasında performansı korurken test, memelilerdeki lezyonlardan homolog bölgelere kadar olan sonuçlarla karşılaştırılabilir.

Buna karşılık, kaudal hipokampus (cHp) lezyonları CFC veya YMD'de eksiklik oluşturmada başarısız oldu; bu da, memelilerden farklı olarak, kuşların hem cHp hem de rHp'sinin duygusal davranışı destekleyebileceğini düşündürmektedir. Bu gözlemler, kısmen memeli hipokampal septotemporal ekseni boyunca görülen farklılıklarla karşılaştırılabilir olan, kuş Hp'sinin rostrokaudal ekseni boyunca fonksiyonel ayrışmayı göstermektedir.

giriiş

Hipokampus (Hp), çeşitli türlerde pek çok hafıza biçimi ve mekansal navigasyon için kritik bir yapıdır. Bu yapının bu karmaşık bilişsel işlevlere hizmet etmek için tamamlaması gereken birçok hesaplama göz önüne alındığında, Hp'nin üniter bir yapı olmayıp bunun yerine işlevsel olarak farklı birden fazla alt bölgeye ayrılması şaşırtıcı değildir.

Önemli bir fonksiyonel ayrım, aynı zamanda septotemporal veya "uzun" eksen olarak da adlandırılan dorsoventral eksen boyuncadır. Hp lezyonlarının davranışsal etkilerini inceleyen ilk çalışmalardan bu yana bu eksen boyunca fonksiyonel ayrımlara dair kanıtlar kaydedilmiştir [1-3] ve çok sayıda çalışma bu gözlemleri doğrulamış ve genişletmiştir ([4]'te gözden geçirilmiştir). Hp içindeki fonksiyonel alanların kesin doğası bir tartışma konusu olmayı sürdürürken [4-6], örneğin dorsal Hp'nin (dHp) küçük ortamlardaki mekansal hafıza için kritik olduğu [7, 8] konusunda fikir birliği vardır. ventral bölge (vHp), duygusal davranış ve bağlamsal korku dahil stres tepkileri açısından daha kritiktir [9-12].

Bu ayrışmayı değerlendirmenin bir yolu çözünürlükteki farklılıktır. dHp lezyonları, radyal kol labirentinde yemli kolların bulunması [13-15] veya su labirentinde gizli bir platformun konumu gibi, ödüllerin veya nesnelerin kesin uzaysal konumlarının yüksek çözünürlükte hatırlanmasını gerektiren görevlerin performansını ciddi şekilde bozar. [7, 8] veya yeni bir mekansal konumdaki bir nesneyi tanımak ve ona yaklaşmak [16]. Bunun aksine, vHp lezyonları bu davranışları etkilemez. Buna karşılık, bağlamsal korku koşullandırma (CFC) gibi genel anlamda bir olayın bir bağlamla eşleştirilmesini gerektiren görevler, dHp'den değil [19-21] vHp'nin [17, 18] eğitim öncesi lezyonlarından etkilenir.

Kuş Hp'si, gelişim, bağlantı ve nörotransmitterlerdeki benzerlikler dahil olmak üzere birçok nedenden dolayı ve uzaysal bilişteki rolü nedeniyle memeli Hp'sinin önerilen bir homologudur (inceleme için bkz. [22-25]). Memelilerde dorsoventral eksen boyunca gözlemlenen fonksiyonel değişime benzer şekilde, birçok çalışma kuş Hp'sinin rostrokaudal ekseni boyunca benzer bir fonksiyonel değişim önermektedir. Bağlantılılık [26], gen ekspresyonu[27, 28] ve yer hücre özellikleri [29] ile ilgili çalışmaların tümü, kuş Hp'sinin rostral kutbu (rHp) ile memeli Hp'sinin dorsal kutbu arasında benzerlikler olduğunu göstermektedir (inceleme için bkz. [30]). ). Bilinmeyen şey, kuş Hp'sinin (cHp) kaudal kutbunun işlevsel olarak memeli Hp'sinin ventral kutbuyla karşılaştırılabilir olup olmadığı ve eğer öyleyse, rostral ve kaudal kutuplar arasında işlevsel bir ayrışma olup olmadığıdır.

Bu sorunu çözmek için Japon bıldırcını (Coturnix Japonica) gruplarına Hp'nin rostral veya kaudal kutbunda seçici lezyonlar uygulandı. Daha sonra denekler, uzaysal Y-Labirent ayrımcılığı (YMD) görevinin yanı sıra CFC kullanılarak test edildi; çünkü bu tür bilgilerin, memeli Hp'sinin kutuplarını farklı şekilde vergilendirdiği biliniyor.

Malzemeler ve yöntemler

Konular

Bu deneyde yaklaşık 3 aylık yirmi yedi yetişkin dişi Japon bıldırcını (Spring Creek Quail Farms, Saint Ann's, ON) kullanıldı. Bıldırcınların her birine varış anında kimlik tespiti amacıyla plastik bacak bantları yerleştirildi. Bıldırcınlar, 213 cm x 305 cm boyutlarında, 12:12 ışık döngüsüne sahip ve 20–25˚C ve %45–75 nemde tutulan tutma bölmelerinde kuş başına minimum 400 cm2 taban alanına sahip olacak şekilde barındırılan grup oldu. Yatak takımı, yuva malzemesi olarak sağlanan Teklad Tek-fresh ile Teklad Aspen yatak takımından oluşuyordu.

Hayvanlar, Mazuri egzotik av kuşu başlangıç ​​ve Mazuri Av kuşu Yetiştiricisine doğaçlama erişime sahipti. Deriler, girişleri kesilmiş ters çevrilmiş plastik saklama kapları şeklinde sağlandı ve kum banyosu için boya rulosu kumla doldurulmuş tepsiler sağlandı. Davranış testinden önce tüm hayvanlara en az 7 gün boyunca günde 15 dakika muamele edildi. Tüm prosedürler Wilfrid Laurier Üniversitesi hayvan bakım komitesi tarafından Kanada Hayvan Bakım Konseyi'nin yönergelerine göre onaylandı.

Ameliyat

Tüm ameliyatlar herhangi bir davranış testinden önce gerçekleştirildi. Her lezyon grubu 9 denekten (9 rHp, 9 cHp, 9 Sham) oluşuyordu. Cerrahi prosedürler, Damphousse ve ark.'nın ana hatlarıyla belirttiği yöntemlere göre değiştirildi [31]. Bıldırcınlara bir SomnoSuiteanestezi makinesi (Kent Scientific, Torrington, CT) kullanılarak izofluran ile anestezi uygulandı ve stereotaksik bir alete (Kopf Instruments, Tujunga, CA) yerleştirildi.

Kafa, kulak çubukları ve burun konisi kullanılarak sabitlendikten sonra tüyler çıkarıldı ve antibakteriyel temizleyici (Phenrex1), %70 izopropil alkol ve klorheksidin glukonat çözeltisi (Baxedin1) kullanılarak bölge hazırlandı. Kafatasının orta hattına subkutan lidokain ve epinefrin (Bimeda, Cambridge, ON) enjeksiyonunun ardından orta hat kesisi yapıldı, saçlı deri geri çekildi ve lezyon bölgesine kraniyotomi yapıldı. Hp, yayınlanmış bir bıldırcın beyni atlası kullanılarak belirlenen koordinatlara göre aspirasyon yoluyla uzaklaştırılmıştır [32].

Lezyonların koordinatları, parieto-oksipital dikişin orta hat ile kesiştiği yere göre belirlendi. rHp lezyonları için aspirasyonlar bregmanın 1 mm ila 5 mm anteriorunda, orta hattın her iki yanında 1,5 mm ve 3 mm derinliğindeydi (Şekil 1). Chp'deki lezyonlar bregmanın 1 mm önünde, 3 mm arkasında, orta hattın her iki yanında 1,5 mm ve 3 mm derinliğindeydi (Şekil 2). Sahte hayvanlara yönelik kraniyotomiler, rHp lezyonlarının koordinatlarında gerçekleştirildi.

Kraniotomiler hemostatik bir sünger kullanılarak paketlendi, kemik mumu ile kapatıldı ve cilt dikildi. Bir ısıtma yastığı üzerinde iyileştikten ve hareket kabiliyetini yeniden kazandıktan sonra bıldırcınlar, antibiyotik ve analjezik tedavisi görürken 1 hafta boyunca iyileşmeleri için ayrı bir iyileşme odasında bireysel askılı güvercin kafeslerine yerleştirildi. Bıldırcınlar deneyin geri kalanı boyunca bu kafeslerde kaldı.

Burada açıklanan deneyler 2 ayrı bıldırcın grubu üzerinde gerçekleştirildi. Her bıldırcın partisinde tüm hayvanlar, ışık döngüsünün başlamasından en az 2 saat sonra rastgele bir sırayla aynı gün test edildi. Deneyin her günü başlamadan önce denekler, derlenme odasındaki kafeslerinden çıkarıldı ve içinde yiyecek bulunmayan ancak suya doğaçlama erişimi olan bir raf üzerindeki bireysel ayakkabı kutusu kafeslerine yerleştirildi. Her kafesin üzerini bir kefen kapladı ve denekler 1 saat boyunca rahatsız edilmeden bırakıldı. Denekler kapalı kafeslerinde tek tek test odasına nakledildi.

İlk grupta kuşlar, bir haftalık iyileşme döneminin hemen ardından (yani ameliyat sonrası 8. günde) YMD'de test edildi. YMD'nin 4 gününün (yani ameliyat sonrası 8 ila 11. günler) ardından bıldırcınlar daha sonra bir günde (yani 12. Gün) meydana gelen CFC'de test edildi ve ardından ertesi gün (13. Gün) uzaktan bir test yapıldı. İkinci bıldırcın partisinde eğitim sırası tersine çevrilerek CFC'nin ilk önce eğitilmesi sağlandı. Her iki grupta da bıldırcınlara anestezi uygulandı ve ameliyat sonrası 14. günde beyinleri toplandı.

Bağlamsal korku koşullandırma (CFC)

Bu deney, Bağlam A ve Bağlam B olarak adlandırılan, benzersiz yerel ve uzak ipuçları içeren iki farklı odada görsel olarak farklı iki arenaya maruz kalmayı içeriyordu (bkz. Şekil 2A). Bağlam A, 45 cm yüksekliğinde duvarları olan, 90 cm çapında dairesel bir arenadan oluşuyordu. beyaz oluklu plastik kaplamadan yapılmış, zemini aynı malzemeden kasap kağıdıyla kaplanmış. Bağlam B, boyalı kontrplaktan yapılmış, kenarları 90 cm ve 45 cm yüksekliğinde duvarları olan ve siyah tüylü hücre akrilonitril-butadien-stiren (ABS) zemini olan kare bir arenadan oluşuyordu. Davranış, tepedeki bir web kamerası kullanılarak izlendi ve izleme, HERHANGİ bir labirent (Stoelting, Wood Dale, IL) kullanılarak gerçek zamanlı olarak yapıldı.

CFC prosedürü dört aşamadan oluşuyordu: alışma, eğitim, test ve uzaktan test. Deneyin her gününe başlamadan önce denekler, derlenme odasındaki kafeslerinden çıkarıldı ve içinde yiyecek bulunmayan ancak reklam içeren bir raf üzerindeki bireysel ayakkabı kutusu kafeslerine yerleştirildi. -suya ücretsiz erişim. Her kafesin üzerini bir kefen kapladı ve denekler 1 saat boyunca rahatsız edilmeden bırakıldı. Denekler kapalı kafeslerinde tek tek test odasına nakledildi. Alışma, eğitim ve testlerin tümü aynı deney gününde gerçekleşti.

Alışkanlık sırasında denek Bağlam A'ya yerleştirildi ve 5 dakika boyunca serbestçe keşfetmesine izin verildi. Denek derhal uzaklaştırıldı ve aynı prosedür Bağlam B'de 1 dakikalık deneme aralığı (ITI) ile takip edildi. Denek daha sonra tekrar kapalı bir ayakkabı kutusu kafesine yerleştirildi ve 15 dakika boyunca rahatsız edilmeden bırakıldı. Eğitim sırasında denek, 5 dakika boyunca Bağlam A'ya tekrar maruz bırakıldı ve 1 dakika ITI'ye maruz bırakıldı ve ardından Bağlam B'ye yerleştirildi. Bağlam B'de 3 dakika sonra, 3 saniye boyunca işitsel bir uyaran (1000 Hz, 95 dB) verildi, ardından 2 dakikalık keşif yapıldı. Uyarıcının sunulduğu bağlam, denekler arasında dengelenmiştir.

Denek daha sonra tekrar kapalı ayakkabı kutusu kafesine yerleştirildi ve 15 dakika boyunca rahatsız edilmeden bırakıldı. Test sırasında prosedürler, alışkanlık halindekileri Bağlam A'da 5 dakika ve ardından Bağlam B'de 5 dakika ile eşleştirdi. Her aşamanın ardından arena, herhangi bir koku işaretini ortadan kaldırmak için %70 Etanol ile silindi. Ertesi gün deneklere uzaktan test uygulandı. Uzaktan test sırasında prosedürler, Bağlam A'da 5 dakika, Bağlam B'de 1 dakika ITI ve 5 dakika ile alışkanlık sırasında izlenenlerle tekrar eşleşti.

Bıldırcın, a) bacakların ve vücudun zeminle temas halinde toplam esnemesi veya b) bacakların kısmi esnemesi, ayaklar/bacaklar ve göğüs bölgesi arasında yakın temas halinde geniş bir açıklık ile karakteristik bir çömelme duruşu sergilediklerinde donmuş olarak kabul edilebilir. duvarlardan birinde, gözleri iyice açılmış ve nefes alışları hızlanmış halde. Diğer gözlemlenebilir davranışların yokluğuyla ilişkili bu tür duruş, güvercinlerdeki donma davranışını karakterize etmek için defalarca kullanılmıştır [33-36].

Y labirent ayrımcılığı (YMD)

Burada kullanılan YMD protokolü, Japon bıldırcını test eden önceki bir yayından uyarlanmıştır[37]. Kısaca, Y labirenti kolları 50 x 17 x 45 cm (U x G x Y) ölçülerindeydi ve deneklerin odanın dört duvarında da mevcut olan farklı görsel ipuçlarını kolayca görmesine olanak sağlayacak şekilde şeffaf akrilikten yapılmıştı. Çıkarılabilir opak akrilik giyotin kapılı kare çubuklu stiren kanalları iki araştırma koluna yerleştirildi. Zemin siyah tüy hücreli akrilonitril-butadien-stirenden (ABS) yapılmış ve ahşap talaşıyla kaplanmıştır. Davranış, tepedeki bir web kamerası kullanılarak izlendi ve izleme, HERHANGİ bir labirent (Stoelting, Wood Dale, IL) kullanılarak yapıldı.

Bıldırcın, labirentin tüm kollarına erişebildikleri 10-dakikalık alışma seanslarından oluşan art arda üç gün geçirdi. Örnek deneme sırasında, labirentin bir kolu giyotin kapısıyla kapatılarak kuşlara 5 dakikalık keşif süresi verildi. Daha sonra kuşlar 1 dakika süreyle uzaklaştırıldı, bu süre zarfında kapı çıkarıldı ve labirentteki yataklar, çıkarıcı ipuçlarıyla değiştirildi. Daha sonra kuşlar, her iki kolun da açık olduğu 5-dakikalık bir seçim denemesi için labirente geri gönderildi. Örnek deneme sırasında hangi kolun bloke edildiği denekler arasında dengelendi. Bu spontan tanıma hafızası görevinde labirentte herhangi bir ödül sağlanmadığını unutmayın.

For more information:1950477648nn@gmail.com