Prelimbik Korteks Etkileşimlerinin Bazolateral Amigdala Güdümlü Kolaylaştırılması Yoluyla Tanıma Belleğinin Glukokortikoid Artışı

daha fazla bilgi için:ali.ma@wecistanche.com

Areg Barsegyana,b, Gabriele Mironea,b, Giacomo Ronzonia,b, Chunan Guoa,b, Qi Songa,b, Daan van Kuppevelda,b, Evelien HS Schuta,b, Piray Atsaka,b, Selina Teurlingsa,b, James L. McGaughc,d,1, Dirk Schuberta,b,

ve Benno Roozendaala,b,1

aBilişsel Sinirbilim Departmanı, Radboud Üniversitesi Tıp Merkezi, 6500 HB Nijmegen, Hollanda; bonders Beyin, Biliş ve Davranış Enstitüsü, Radboud Üniversitesi, 6525 EN Nijmegen, Hollanda; Öğrenme Nörobiyolojisi merkezi veHafıza, California Üniversitesi, Irvine, CA 92697-3800; ve Nörobiyoloji ve Davranış Bölümü, California Üniversitesi, Irvine, CA 92697-3800

Katkıda bulunan James L. McGaugh, 15 Şubat 2019 (incelenmek üzere 28 Ocak 2019'da gönderildi; Ivan Izquierdo ve Barry Setlow tarafından gözden geçirildi)

Kapsamlı kanıtlar, bazolateral amigdalanın (BLA), stres hormonuna aracılık etmede diğer beyin bölgeleriyle etkileşime girdiğini ve duygusal uyarılma etkilerini göstermektedir.hafızakonsolidasyon. Beyin aktivasyon çalışmaları, uyarıcı koşulların, BLA'nın ötesindeki beyin bölgeleri arasında büyük ölçekli sinir ağlarının ve çeşitli fonksiyonel bağlantıların aktivasyonuna yol açtığını göstermiştir. Bu tür uzak etkileşimlerin olup olmadığıhafızakonsolidasyonun da BLA aktivitesine bağlı olduğu henüz bilinmemektedir. Erkek Sprague-Dawley sıçanlarında, BLA aktivitesinin, nesne tanımanın farklı bileşenleri üzerindeki glukokortikoid etkilerini düzenlemede ön insular korteks (at) ve dorsal hipokampus (HPC) ile prelimbik korteks (PrL) etkileşimlerine olanak sağlayıp sağlamadığını araştırdık.hafıza. Glukokortikoid reseptörü (GR) agonisti RU 28362, PrL'ye uygulandı, ancak infralimbik kortekse uygulanmadı, nesne tanıma eğitimi 24-saat artırıldıktan hemen sonrahafızasırasıyla at ve DHCP ile işlevsel etkileşimler yoluyla nesnenin hem kimliğinin hem de konumunun belirlenmesi. Önemli olarak, BLA'nın noradrenerjik antagonist propranolol tarafından antrenman sonrası inaktivasyonu, GR agonistinin PrL'ye uygulanmasının etkisini ortadan kaldırdı.hafızanesnenin hem kimliğinin hem de konumunun iyileştirilmesi. Propranolol tarafından BLA inaktivasyonu ayrıca, PrL'ye GR agonist uygulamasının, öğrenme sonrası konsolidasyon döneminde at ve dHPC içindeki nöronal aktivitedeki değişiklikleri indükleme ve ayrıca 24 saat sonra değerlendirilen omurga morfolojisindeki yapısal değişiklikler üzerindeki etkisini de bloke etti. Bu bulgular, BLA noradrenerjik aktivitesinin, stres hormonunun düzenlenmesinde PrL ile aIC ve dHPC arasında fonksiyonel etkileşimler sağladığına dair kanıt sağlar.hafıza.

TıklaCistanche faydaları ve yan etkileri ve hafıza için Cistanche

Stresli ve duygusal deneyimler, güçlü anılar yaratan hormonal ve beyin sistemlerini harekete geçirir (1, 2). Kapsamlı kanıtlar, duygusal uyarılma tarafından indüklenen bazolateral amigdalanın (BLA) noradrenerjik aktivasyonunun, uzun vadeli konsolidasyonun güçlendirilmesinde çok önemli bir rol oynadığını göstermektedir.hafıza(2). BLA'nın noradrenerjik aktivasyonunun, adrenal stres hormonlarının, yani epinefrin ve glukokortikoidlerin vücut üzerindeki etkilerini arttırmada kritik bir rol oynadığını gösteren kapsamlı kanıtlar bildirdik.hafızakonsolidasyon (3–5). Daha önceki birçok çalışma, bu tür BLA aktivasyonunun konsolidasyonu nasıl geliştirdiğini araştırdı.hafızahipokampus gibi belirli hedef bölgelerdeki sinirsel plastisite ve bilgi depolama süreçlerini etkileyerek (2, 6-10). Beyin aktivasyon çalışmalarından elde edilen kanıtlar, uyandırma koşullarının büyük ölçekli sinir ağlarının aktivasyonunu arttırdığını (11-13) ve ayrıca amigdalanın ötesindeki beyin bölgeleri arasındaki sayısız fonksiyonel etkileşimi etkilediğini göstermektedir (14, 15). Bununla birlikte, bu tür uzak beyin bölgeleri arasındaki fonksiyonel etkileşimler üzerindeki duygusal uyarılma etkilerini düzenlemek için BLA aktivitesinin gerekli olup olmadığı bilinmemektedir.

BLA noradrenerjik aktivitesinin, medial prefrontal korteks (mPFC) ve anterior insular korteks (aIC) ve dorsal hipokampus (dHPC) arasında glukokortikoid hormon tanımanın arttırılmasına aracılık etmede fonksiyonel etkileşimleri mümkün kılıp kılmadığını araştırdık.hafızanesneler ve konumları için. Önceki bulgular, mPFC'nin katkıda bulunduğunu göstermektedir.hafızaüzerinde bilişsel veya stratejik kontrol yoluylahafızadiğer beyin alanlarındaki süreçler (16, 17) ve aIC'nin bir nesnenin kimliği için bellekte yer aldığı (18). mPFC ve aIC arasındaki fonksiyonel etkileşimler, yeni nesneler de dahil olmak üzere duygusal olarak göze çarpan bilgiler tespit edildiğinde ortaya çıkabilir (19, 20). Önceki bulgular ayrıca, dHPC'nin bir nesneyi bağlamı veya yeri ile ilişkilendirmeye dahil olduğunu (21–23) ve bağlamsal bilginin işlenmesinin mPFC ile dHPC (24–26) arasında işlevsel bir karşılıklı görüşmeyi devreye soktuğunu göstermektedir. Önemli olarak, mPFC (27), aIC (28) ve dHPC'nin (29) tümü BLA'dan güçlü girdiler alır. Bir nesne tanıma eğitimi deneyiminden sonra prelimbik kortekse (PrL) uygulanan ancak mPFC'nin infralimbik korteksine (IL) uygulanmayan bir glukokortikoid reseptörü (GR) agonistinin, bir nesnenin hem kimliğinin hem de konumunun hafızasının konsolidasyonunu geliştirdiğini gösterdik. sırasıyla aIC ve dHPC ile fonksiyonel çapraz konuşma. En önemlisi, BLA noradrenerjik aktivitesinin bu uzak beyin bölgeleri arasındaki fonksiyonel etkileşimleri yönlendirdiğini gösteriyoruz. Bu bulgular, BLA'nın büyük ölçekli beyin ağlarını etkilediğini göstermektedir.

Önemi

Stres hormonlarının kolaylaştırdığı bilinmektedir.hafızaBazolateral amigdalanın (BLA) aracılık ettiği bir etki ve bunun diğer beyin bölgeleriyle etkileşimi. Beyin aktivasyon çalışmaları ayrıca duygusal uyarılmanın BLA'nın ötesinde birkaç fonksiyonel bağlantıyı aktive ettiğini göstermektedir. Bununla birlikte, BLA aktivitesinin bu bağlantıları etkileyip etkilemediği büyük ölçüde bilinmemektedir. Burada, BLA aktivitesinin, tanıma üzerindeki glukokortikoid hormon etkilerini düzenlemede prelimbik korteks, anterior insular korteks ve dorsal hipokampus arasında fonksiyonel etkileşimler sağladığını bildiriyoruz.hafıza. Bu bulgular, BLA aktivitesinin duygusal durumu nasıl etkilediğine dair anlayışımızı artırıyor.hafızabüyük beyin ağları içinde. stres hormonunun düzenlenmesinde ve hafıza üzerindeki duygusal uyarılma etkilerinde (13).

Sonuçlar

GR antagonistinin eğitim sonrası infüzyonları ile GR aktivitesinin oranı, RU 38486 (3 veya 10 0,5 μL'de)hafızabu eğitimin. Hayvanların nesnenin kimliği için bir bellek sergileyip sergilemediğini (nesne tanıma belleği, ORM) belirlemek için bazı farelere, bir nesnenin tanıdık ve diğer nesnenin yeni olduğu bir 24-h alıkoyma testi verildi. Bu protokol Şekil 1A'da gösterilmektedir. hayvanların gösterip göstermediğini belirlemek içinhafızanesnenin konumu için (nesne konum belleği, OLM), diğer farelere her iki nesnenin de bilindiği ancak birinin yeni bir konuma yerleştirildiği 24-h bir tutma testi verildi (Şekil 1E).

ORM görevi. 3-dakikalık bir eğitim denemesinden hemen sonra PrL'ye GR agonist uygulaması, geliştirilmiş 24-hhafızanesnenin kimliği için (ayrım indeksi için tek yönlü ANOVA: F2,33=10.02, P=0.0004). Şekil 1B'de gösterildiği gibi, araçla tedavi edilen kontrol sıçanları, nesnenin 24-h tutulmasını ifade etmedi (tek numuneli t testi: t11=0.40, P=0.69) ve GR agonistinin her iki dozu, tutmayı önemli ölçüde arttırdı (3 ng: P < 0.05;="" 10="" ng:="" p="">< 0.01="" vs.="" araç).="" buna="" karşılık,="" il'ye="" uygulanan="" gr="" agonist="" infüzyonları,="" 24-h="" tutmayı="" etkilemedi="" (f2,33="0.25," p="0.78;" şekil="" 1c).="" şekil="" 1d'de="" gösterildiği="" gibi,="" 10-dakikalık="" bir="" eğitim="" seansından="" sonra="" prl'ye="" gr="" antagonisti="" uygulaması="" 24-saati="" önemli="" ölçüde="">hafızanesnenin kimliği için (F2,32=13.14, P < 0.0001).="" araçla="" tedavi="" edilen="" sıçanlar,="" önemli="" düzeyde="" tutma="" (t12="12.08," p="">< 0.0001)="" ve="" gr="" antagonistinin="" her="" iki="" dozu,="" tutma="" performansını="" bozdu="" (3="" ve="" 10="" ng:="" p="">< 0.01).="" tedavi="" grupları,="" eğitim="" veya="" 24-h="" alıkoyma="" testi="" sırasında="" iki="" nesnenin="" toplam="" keşif="" süresinde="" farklılık="" göstermedi="" (si="" ek,="" şekil="">

OLM görevi. PrL'ye GR agonist yönetimi ayrıca 24-h'yi geliştirdihafızanesnenin konumu için (F2,28=9.69, P=0.0006). Şekil lF'de gösterildiği gibi, araçla tedavi edilen kontrol sıçanları, önemli düzeyde ekspresyon göstermedi.hafıza{0}}dakikalık eğitim denemesinin (tek örnek t testi: t10=−0.80, P=0.44) ve her iki doz GR agonisti geliştirilmiş tutma (3 ve 10 ng: P < 0.01).="" il'ye="" gr="" agonist="" uygulaması="" 24-h="" tutmayı="" etkilemedi="" (f2,30="0.17," p="0.84;" şekil="" 1g).="" şekil="" 1h'de="" gösterildiği="" gibi,="" 10-dakikalık="" bir="" eğitim="" seansından="" sonra="" prl'ye="" uygulanan="" gr="" antagonisti="" önemli="" ölçüde="">hafızanesnenin konumu için (F2,32=4.30, P=0.02). Araçla tedavi edilen sıçanlar, önemli 24-h tutma (t12= 4.57, P=0.0006) ve daha yüksek GR antagonisti dozu, tutma performansını bozdu (10 ng: P < 0.01).="" tedavi="" grupları,="" eğitim="" veya="" 24-h="" alıkoyma="" testi="" sırasında="" iki="" nesnenin="" toplam="" keşif="" süresinde="" farklılık="" göstermedi="" (si="" ek,="" şekil="" s2).="" dolayısıyla="" bu="" bulgular,="" benzer="" gr="" ekspresyon="" seviyelerine="" (şekil="" 1j)="" rağmen="" il'ye="" değil="" de="" prl'ye="" gr="" agonist="" uygulamasının="" hem="" "ne"="" (nesne="" kimliği)="" hem="" de="" "nerede"="" (nesne="" konumu)="" hafızasının="" konsolidasyonunu="" arttırdığını="" göstermektedir.="" nesne="" tanıma="" belleğinin="">

ORM Üzerinde GR Agonist Etkilerinin Düzenlenmesinde aIC ile PrL Etkileşimleri.GR agonist etkilerine aracılık etmede PrL ve aIC arasındaki etkileşimleri araştırdık.hafızaORM ve OLM görevlerinde. IL değil PrL, aIC'ye (31) doğrudan anatomik projeksiyonlar gönderir ve aIC, bir nesnenin konumu için değil, kimliği için bellekte yer alır (22, 23). AIC'nin, nöronal aktivite ve sinaptik plastisitede kritik olarak yer alan bir sinyalleşme kaskadı olan fosforile hücre dışı sinyalle düzenlenen kinaz1 / 2'nin (pERK1/2) inhibisyonu yoluyla fonksiyonel bir blokajın, intra-PrL GR agonistinin etkisini önleyip önlemediğini inceledik. yönetimhafızahem ORM hem de OLM görevlerinde iyileştirme. Şekil 2A'da gösterildiği gibi, sol PrL'ye antrenman sonrası GR agonisti (0.5 μL'de 3 veya 10 ng) uygulaması (infüzyon bölgeleri için bkz. SI Ek, Şekil S3A) arttı ORM görevindeki nesnenin kimliği için 24-h bellek (3 ng:P < 0.05;="" 10="" ng:="" p="">< {{22})="" }.01).="" eğitimden="" sonra="" ipsilateral="" aic'ye="" uygulanan="" mek="" inhibitörü="" pd98059="" (0.5="" μl'de="" 50="" ng),="" nesnenin="" kimliği="" için="" hafıza="" geliştirme="" üzerindeki="" gr="" agonist="" etkisini="" bloke="" etti="" (3="" ng:="" p="">< 0.05;="" 10="" ng:="" p="">< 0.01).="" buna="" karşılık,="" mek="" inhibitörünün="" bu="" dozu="" ile="" aic'nin="" fonksiyonel="" blokajı,="" gr="" agonistinin="" prl'ye="" uygulanmasının="" modülatör="" etkisini="">hafızaOLM görevindeki nesnenin konumu için. Şekil 2B'de gösterildiği gibi, MEK inhibitörü

yalnızca aIC'ye yönetim,

Şekil 1. Eğitim sonrası GR agonisti ve GR antagonistinin PrL'ye uygulanması, ancak IL modüle ORM ve OLM değil. (A) ORM görevinin deneysel tasarımı (SI Ek, Ek Yöntemler). (B) GR agonisti RU 28362 (0.5 μL cinsinden 3 veya 10 ng), 3-dakikalık bir eğitim denemesinden sonra PrL'ye uygulanır 24-saatlik ORM . Veriler, ayrım indeksi olarak sunulur (ortalama ± SEM; bkz. Yöntemler). n=11– 13 sıçan/grup. (C) 24-h ORM'de {{10}}dakikalık bir eğitim denemesinden sonra IL'ye GR agonist uygulamasının etkisi yok. n=12 sıçan/grup. (D) GR antagonisti RU 38486 (0,5 μL'de 3 veya 10 ng), 10-dakikalık bir eğitim denemesi 24-h ORM'yi bozduktan sonra PrL'ye uygulandı. n=10– 13 sıçan/grup. (E) OLM görevinin deneysel tasarımı. (F) 3-dakikalık bir eğitim denemesinden sonra PrL'ye uygulanan GR agonisti, 24-h OLM'yi geliştirdi. n=9– 11 sıçan/grup. (G) 24-h OLM'de 3-dakikalık bir eğitim denemesinden sonra IL'ye GR agonist uygulamasının etkisi yok. n=10– 12 sıçan/grup. (H) GR antagonisti, 10-dakikalık bir eğitim denemesinden sonra 24-h OLM'yi bozduktan sonra PrL'ye uygulandı. n=11– 13 sıçan/grup. *P < 0.05;="" **p="">< 0.01.="" (i)="" şekil="" 1="" b="" ve="" c'de="" yer="" alan="" sıçanların="" prl'sindeki="" (koyu="" daireler)="" ve="" il'deki="" (içi="" boş="" daireler)="" infüzyon="" bölgeleri.="" (j)="" prl="" ve="" il="" içinde="" benzer="" gr="" ekspresyon="" seviyelerini="" gösteren="" floresan="" fotomikrografi.="" cl,="" klostrum;="" fmi,="" korpus="" kallozumun="" minör="" forsepsleri.="" (ölçek="" çubuğu,="" 300="" μm.)="" (k)="" prl'de="" gr="" (yeşil)="" ve="" nöron="" işaretleyici="" neun'un="" (kırmızı)="" birlikte="" ifadesini="" gösteren="" ayrıntılı="" resim.="" (ölçek="" çubuğu,="" 100="">

(L) IL'de GR (yeşil) ve NeuN (kırmızı) birlikte ifadesini gösteren ayrıntılı resim. (Ölçek çubuğu, 100 μm.)

Şekil 2. aIC aktivitesinin bir MEK inhibitörü ile inhibisyonu, GR agonist tedavisinin ORM'nin arttırılması üzerindeki PrL'ye etkisini seçici olarak bloke eder. Sıçanlara 3-dakikalık bir eğitim denemesi ve ardından MEK inhibitörü (PD98059, 0.5 μL'de 50 ng) veya birlikte sol aIC'ye araç uygulaması verildi. GR agonisti ile (RU 28362, 3 veya 10 0.5 μL cinsinden) veya araç aynı taraf PrL'ye. ORM veya OLM 24 saat sonra test edildi. (A) aIC'ye PD98059 uygulaması, GR agonistinin PrL'ye uygulanmasıyla indüklenen ORM'nin bloke geliştirmesini engelledi (n=8– 11 sıçan/grup, iki yönlü ANOVA: RU 28362 F2,{{ 18}}.44, P=0.04; PD98059 F1,51=16.45, P=0.0002; etkileşim F2,51=5.03, P {{31 }}.01). (B) aIC'ye tek başına PD98059 uygulaması OLM'yi geliştirdi, ancak bu, GR agonist uygulamasının PrL'ye neden olduğu bellek modülasyonunu engellemedi (n=9–14 sıçan/grup, iki yönlü ANOVA: RU 28362 F2,{ {39}}.13, P=0.88; PD98059 F1,60=0.02, P=0.88; etkileşim F2,60=5.38, P {{ 52}}.007). *P < 0.05,="" **p="">< 0.01="" -="" araca="" karşı;="" ◆p="">< 0,05,="" ◆◆p="">< 0,01="" ile="" karşılaştırıldığında="" araç="" veya="" tek="" başına="" ru="">

nesnenin konumu (P < {0}}.01)="" ve="" bu="" durumda,="" gr="" agonistinin="" prl'ye="" uygulanması="" önemli="" bellek="" bozulmasına="" neden="" oldu="" (10="" ng:="" p="">< 0.05="" vs.="" araç).="" tedavi="" grupları,="" eğitim="" veya="" 24-h="" alıkoyma="" testi="" (siappendix,fig.s3="" b="" ve="" c)="" sırasında="" iki="" nesnenin="" toplam="" keşif="" süresinde="" farklılık="" göstermedi.="" bu="" bulgular,="" prl'nin,="" nesnenin="" konumu="" için="" değil,="" kimlik="" için="" bellek="" üzerindeki="" gr="" agonist="" etkilerini="" düzenlemede="" aic="" ile="" etkileşime="" girdiğini="">

OLM üzerindeki GR Agonist Etkilerinin Düzenlenmesinde dHPC ile PrL Etkileşimleri.Daha sonra, GR agonist etkilerine aracılık etmede PrL ve dHPC arasındaki fonksiyonel etkileşimleri inceledik.hafızaORM ve OLM görevlerinde. Aşinalık ayrımcılığında dHPC'nin rolü tartışmalı olsa da (33), bazı bulgular bir nesnenin bağlamı veya yeri ile ilişkisinin dHPC'yi gerektirdiğini göstermektedir (22, 23). Şekil 3A'da gösterildiği gibi, GR agonisti (0.5 μL'de 3 veya 10 ng) eğitim denemesinden sonra sol PrL'ye uygulanması 24-h arttıhafızaORM görevindeki nesnenin kimliği için (10 ng: P < 0.01)="" ve="" aynı="" taraf="" dhpc'nin="" mek="" inhibitörü="" pd98059="" (50="" ng)="" ile="" birlikte="" blokajı="" için="" 0,5="" μl'de)="" (infüzyon="" bölgeleri="" için="" bkz.="" si="" ek,="" şekil="" s4a)="" bu="" gr="" agonist="" etkisini="" engellemedi="" (3="" ve="" 10="" ng:="" p="">< 0.01="" vs.="" araç).="" buna="" karşılık,="" dhpc="" inaktivasyonu,="" gr="" agonist="" etkisini="" tamamen="" bloke="">hafızaOLM görevindeki nesnenin konumu için geliştirme. Şekil 3B'de gösterildiği gibi, GR agonistinin PrL'ye uygulanması, nesnenin konumunun 24-h tutulmasını arttırır (10 ng: P < 0.01).="" )="" ve="" bu="" etki,="" dhpc'ye="" mek="" inhibitör="" uygulamasının="" ardından="" bloke="" edildi="" (3="" ng:="" p="">< 0.05;="" 10="" ng:="" gr="" agonistine="" karşı="" p="">< 0.01).="" tedavi="" grupları,="" eğitim="" veya="" 24-h="" alıkoyma="" testi="" sırasında="" iki="" nesnenin="" toplam="" keşif="" süresinde="" farklılık="" göstermedi="" (si="" ek,="" şekil="" s4="" b="" ve="" c).="" bu="" nedenle,="" bu="" bulgular="" prl'nin="" dhpc="" ile="" gr="" agonistinin="" konum="" için="" bellek="" üzerindeki="" etkilerini="" düzenlemede="" etkileşime="" girdiğini,="" ancak="" nesnenin="" kimliğini="">

BLA Noradrenerjik Aktivitesinin GR Agonist İdaresinin ORM ve OLM üzerindeki PrL'ye Etkisi Üzerindeki Etkisi.BLA noradrenerjik aktivitesinin, GR agonist uygulamasının PrL'ye etkisinin düzenlenmesinde kritik olarak yer alıp almadığını belirlemek içinhafızaORM ve OLM görevlerinde, sol PrL'ye GR agonisti (0.5 μL'de 3 veya 10 ng) ve -adrenoseptör antagonisti propranolol (0) uygulandı. 3 ug 0.2 uL) eğitim denemesinden hemen sonra ipsilateral BLA'ya (infüzyon bölgeleri için bkz. SIAppendix, Şekil S5A) uygulandı. Şekil 4A'da gösterildiği gibi, GR agonistinin PrL'ye uygulanması 24-h gelişmişhafızaORM görevindeki nesnenin kimliği için (3 ve 10 ng: P < 0.01)="" ve="" bla'ya="" propranolol="" uygulaması="" bu="" gr="" agonist="" etkisini="" engelledi="" (3="" ng:p="">< 0.05;="" 10="" ng:="" p="">< 0.01="" ve="" tek="" başına="" gr="" agonisti).="" şekil="" 4b'de="" gösterildiği="" gibi,="" prl'ye="" gr="" agonist="" uygulaması="" da="" 24-h'yi="">hafızanesnenin OLM görevindeki (3 ve 10 ng:P < 0.01)="" konumu="" için="" ve="" bla'ya="" propranolol="" uygulaması="" da="" bu="" gr="" agonist="" etkisini="" engelledi="" (10="" ng:="" p="">< 0.01="" ve="" tek="" başına="" gr="" agonisti).="" tedavi="" grupları,="" eğitim="" veya="" 24-h="" alıkoyma="" testi="" sırasında="" iki="" nesnenin="" toplam="" keşif="" süresinde="" farklılık="" göstermedi="" (si="" ek,="" şekil="" s5="" b="" ve="" c).="" bu="" nedenle,="" bu="" bulgular,="" gr="" agonist="" uygulamasının="" prl'ye="" etkisinin="" sağlanması="" için="" bla="" noradrenerjik="" aktivitesinin="" gerekli="" olduğunu="">hafızahem aIC'ye bağlı ORM'nin hem de dHPC'ye bağlı OLM'nin geliştirilmesi.

BLA Noradrenerjik Aktivitesinin, aIC ve dHPC İçindeki Nöronal Aktivite Değişiklikleri Üzerinde GR Agonist Yönetiminin PrL'ye Etkisi Üzerindeki Etkisi.BLA noradren-

ergic aktivite, PrL ile aIC ve dHPC arasındaki fonksiyonel etkileşimleri mümkün kılar, nesne tanıma eğitiminden sonra PrL'ye GR agonist uygulamasının, öğrenme sonrası konsolidasyon döneminde aIC ve dHPC içinde aktiviteye bağlı nöronal aktivite değişikliklerine neden olup olmadığını araştırdık (34 ) ve en önemlisi, bu etkilerin BLA noradrenerjik aktivitesine bağlı olup olmadığı. Nöronal aktivite, eğitim ve ilaç tedavisinden 1 saat sonra, yakın zamanda aktive olan hücreleri (36) ve nöronal toplulukların haritasını belirlemek için iyi kurulmuş bir moleküler markör olan acil bir erken gen ürünü olan c-Fos (35) için immünofloresan ile değerlendirildi. artan görevle ilgili aktiviteye maruz kalanlar (37).

aIC içinde, c-Fos etiketlemesi, üç ana alt bölümünün kortikal katmanları II/III içinde belirlendi (SI Ek, Şekil S6A). Araçla tedavi edilen eğitimli sıçanlar, agranüler ve disgranüler alt bölümler içinde en yüksek olan yüksek sayısal c-Fos-pozitif hücre yoğunluğu gösterdi (SI Ek, Şekil S6B). Şekil 5A'da gösterildiği gibi, sol PrL'ye GR agonisti (0.5 μL'de 10 ng) uygulanması, hücre içindeki c-Fos-pozitif hücrelerin sayısal yoğunluğunda önemli bir azalmaya yol açtı. ipsilateral aIC (P < 0.01)="" (alt="" bölüm="" başına="" analiz="" için="" bkz.="" si="" ek,="" şekil="" s6b).="" gabaerjik="" inhibitör="" nöronlar="" (38)="" için="" bir="" belirteç="" olan="" c-fos="" ve="" glutamik="" asit="" dekarboksilaz="" 67="" (gad67)="" için="" çift="" boyama,="" c-fos'un="" ağırlıklı="" olarak="">

Şekil 3. Bir MEK inhibitörü ile dHPC aktivitesinin inhibisyonu, GR agonist tedavisinin, OLM'nin arttırılması üzerinde PrL'ye olan etkisini seçici olarak bloke eder. Sıçanlara 3-dakikalık bir eğitim denemesi verildi, ardından MEK inhibitörü (PD98059, 0.5 μL'de 50 ng) veya sol dHPC'ye birlikte araç uygulaması verildi. GR agonisti ile (RU 28362, 3 veya 10 0.5 μL cinsinden) veya araç aynı taraf PrL'ye. ORM veya OLM 24 saat sonra test edildi. (A) dHPC'ye PD98059 uygulaması, PrL'ye GR agonist uygulaması tarafından indüklenen ORM geliştirmesini engellemedi (n=9– 13 sıçan/grup, iki yönlü ANOVA: RU 28362 F2,64=12.91, P < 0.0001;="" pd98059="" f1,64="0.20," p="0.66;" etkileşim="" f2,64="0.10," p="" {{32="" }}.91).="" (b)="" dhpc'ye="" pd98059="" uygulaması,="" prl'ye="" gr="" agonist="" uygulaması="" tarafından="" indüklenen="" olm="" gelişimini="" bloke="" etti="" (n="9-13" sıçan/grup,="" iki="" yönlü="" anova:="" ru="" 28362="" f2,61="1)." 33,="" p="0.27;" pd98059="" f1,61="14.66," p="0.0003;" etkileşim="" f2,61="3.31," p="0.04" ).="" **p="">< 0.01,="" araca="" göre;="" ◆p="">< 0.05,="" ◆◆p="">< 0.01="" ve="" tek="" başına="" ru="">

Şekil 6. BLA noradrenerjik aktivitesinin blokajı, nesne tanıma eğitiminden 24 saat sonra değerlendirilen, aIC içindeki omurga morfolojisi değişiklikleri üzerindeki GR agonist tedavisinin PrL'ye etkisini önler. (A) Golgi emdirilmiş bir nöronun görüntüsü. (B) Farklı omurga tiplerini gösteren dendrit (100× büyütme). (C) Apikal dendritlerde uzun ince, küt, mantar ve dallı omurga tipleri için omurga yoğunlukları. Veriler, mikrometre başına diken sayısı (ortalama ± SEM) [n=15–20 hücre (beş sıçandan)/ grup: iki yönlü ANOVA, mantar dikenleri: RU 28362 F1,69=7 olarak sunulmuştur. .72, P=0.007; propranolol F1,69=1.38, P=0.24; etkileşim F1,69=4.40, P=0.04; dallı dikenler: RU 28362 F1,69=6.40, P=0.01; propranolol F1,69=2.63, P=0.11; etkileşim F1,69=9.21, P=0.003]. (D) Bazal dendritlerdeki omurga yoğunlukları [n=15– 18 hücre (beş sıçandan)/grup: iki yönlü ANOVA, mantar dikenleri: RU 28362 F1,62=1.46, P {{46 }}.23; propranolol F1,62=1.84, P=0.18; etkileşim F1,62=5.71, P=0.02; dallı dikenler: RU 28362 F1,62=5.75, P=0.02; propranolol F1,62=2.99, P=0.09; etkileşim F1,62=4.24, P=0.04]. **P < 0.01,="" araca="" göre;="" ◆◆p="">< 0.01="" ve="" tek="" başına="" ru="">

nesne tanıma eğitiminin ardından aIC içindeki yapısal plastisite değişiklikleri vehafıza-GR agonist tedavisini geliştirmek.

Tartışma

Bu çalışma, BLA noradrenerjik aktivitesinin, nesne tanımanın farklı bileşenleri üzerindeki glukokortikoid etkilere aracılık etmede aIC ve dHPC ile PrL etkileşimlerini düzenleyip düzenlemediğini araştırdı.hafıza. Bu soru, BLA aktivitesinin, diğer beyin bölgeleriyle etkileşimler yoluyla duygusal olarak uyandıran deneyimlerin hafızasının konsolidasyonunu kolaylaştırdığına dair önceki bulgulardan kaynaklanmaktadır (1, 2). Bununla birlikte, özellikle insan nörogörüntüleme çalışmalarından elde edilen kanıtlar, duygusal uyarılmanın, BLA'nın ötesinde çeşitli fonksiyonel bağlantılara sahip büyük ölçekli sinir ağlarının aktivasyonunu indüklediğini göstermektedir (12). BLA aktivitesinin, bu tür uzak beyin bölgeleri arasındaki bağlantıdaki duygusal uyarılma ile ilişkili değişiklikleri modüle edip etmediği araştırılmamıştır.

Bu çalışmada, PrL içindeki GR'lerin eğitim sonrası aktivasyonunun, ancak IL'nin uzun vadede arttırdığını bulduk.hafızaORM ve OLM görevlerinde nesnenin hem kimliği hem de konumu. Tersine, PrL içindeki GR'lerin antagonizmi, her iki görevde de hafıza konsolidasyonunu bozmuştur. Bu bulgular, mPFC'ye glukokortikoid uygulamasının, farklı türdeki eğitim deneyimlerinin hafızasının uzun süreli depolanmasını kolaylaştırdığına dair ek kanıtlar sağlar (50, 51). Ek olarak, aIC ve dHPC aktivitesini (32, 50) işlevsel olarak bloke ederek, GR agonistininhafızanesnelerin kimliği için, PrL'nin aIC ile etkileşimini gerektirir ve nesnenin konumu için bellek üzerindeki GR agonist etkisinin, dHPC ile bir PrL etkileşimine bağlı olmasıdır. Bu bulgular, aIC ve dHPC'nin tanıma belleğine belirgin katkılar sağladığına dair kapsamlı kanıtlarla tutarlıdır. Bellek güdümlü davranışın tam tamamlayıcısını desteklemek için, iki sistem etkileşime girmelidir ve PrL, iki sistem arasında bir entegrasyon yeri olarak hizmet edebilir (17). Otonom ve visseral bilgilerin duygusal, bilişsel ve motivasyonel işlevlere entegrasyonunda rol oynayan aIC, tanıma belleğinde ve öğelerle ilgili bilgilerin işlenmesinde (18, 22, 23) yer alır. Bununla birlikte, bizim bulgumuz, aIC'nin kendi başına, nesnenin konumu için bellek geliştirmeyi indüklediğine dair bulgumuz, aIC'nin uzaysal ve bağlamsal bilgi işlemeye de katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir (53). Öte yandan, dHPC, bir nesnenin bağlamı veya yeri ile ilişkilendirilmesine dahil olur (21–23) ve bağlamsal bilginin işlenmesinin, mPFC ile dHPC arasında önemli bir işlevsel çapraz konuşmayı devreye soktuğu bilinmektedir (24– 26). Önemli kanıtlar, mPFC ve dHPC'nin iki yönlü bilgi akışını yansıtan salınımlı senkronizasyon yoluyla birleştiğini göstermektedir (54).

Bu tür fonksiyonel etkileşimleri daha fazla desteklemek için, nesne tanıma eğitiminden sonra PrL'ye GR agonist uygulamasının, öğrenme sonrası konsolidasyon döneminde aIC ve dHPC içinde aktiviteye bağlı nöronal aktivite değişikliklerini ve ayrıca 24 saat sonra değerlendirilen omurga morfolojisindeki yapısal değişiklikleri indüklediğini bulduk. . GR agonistinin neden olduğu tanıma geliştirmesinin bulgumuzhafızaaIC'nin azalmış c-Fos ekspresyonu ve muhtemelen nöronal aktivitesi ile ilişkilidir, sıçanlarda inhibitör kaçınma eğitimini takiben sistemik kortikosteron tedavisinden sonra azalan aIC nöronal aktivitesini gösteren önceki bulgularla uyumludur (55) veya insanda stres kaynaklı glukokortikoid salınımından sonra konular (56). Bu tür azaltılmış aIC aktivitesine, muhtemelen göze çarpan uyaranların saptanması için eşiği geçici olarak artırarak, yerel konsolidasyon süreçlerini kolaylaştırmak için ihtiyaç duyulabilir (23, 57). Alternatif olarak, aIC, farklı sinir ağı sistemleri (58) arasında bir "anahtar" olarak çalışabileceğinden, azaltılmış aIC etkinliği, sinir kaynaklarının yeniden tahsis edilmesini ve dolayısıyla nesne bilgisinin ve üst düzey bilişsel depolamada yer alan diğer beyin sistemlerinin disinhibisyonunu yansıtabilir. süreçler (56). Buna karşılık, GR agonist uygulaması, dHPC'nin dDG bölgesi içindeki c-Fos ekspresyonunu etkilemeden CA1 içindeki c-Fos-pozitif piramidal hücrelerin sayısını arttırdı. CA1 üzerindeki bu PrL etkisinin dolaylı NRE yolunu (40-42) içerdiği görüşünü desteklemek için, NRE içinde artan sayıda c-Fos-pozitif hücre bulduk. Birlikte, bu bulgular, GR agonistinin PrL'ye uygulanmasının, aIC ve dHPC ile işlevsel bağlantı yoluyla tanıma belleğinin farklı bileşenlerinin konsolidasyonunu geliştirdiğine dair kanıt sağlar.

Birincil bulgumuz, BLA içindeki bir noradrenerjik iletim blokajının, bu intra-PrL GR agonist uygulama etkilerini bloke etmesidir.hafızaaIC ve dHPC içindeki nöronal aktivite ve yapısal plastisite değişikliklerinin yanı sıra geliştirme. Daha önceki birçok çalışmada, uyarılmanın BLA içinde norepinefrin salınımını indüklediğini (2, 59) ve yükselmiş BLA norepinefrin düzeylerinin stimülasyonun konsolidasyonunu arttırdığını bildirdik.hafızamPFC, aIC ve dHPC (2, 7, 9, 57, 60) dahil olmak üzere farklı beyin bölgelerinde nöral plastisiteyi ve bilgi depolamayı etkileyerek farklı eğitim deneyimlerinin değerlendirilmesi. Mevcut bulgular, BLA noradrenerjik aktivasyonunun, bu tür diğer beyin bölgeleri arasındaki fonksiyonel etkileşimleri sağlamak için de gerekli olduğuna ve büyük ölçekli beyin ağı dinamikleri üzerindeki duygusal uyarılma etkilerini düzenlemede BLA'nın rolünü anlamamızı arttırdığına dair kanıt sağlar.

yöntemler

Konular. Erkek Sprague-Dawley sıçanları (Charles River), sıcaklık kontrollü (22 derece) bir vivaryum odasında (0700–1900 saat ışıklar açık) ayrı ayrı tutuldu. Eğitim ve testler, döngünün 1000 ile 1500 saat arasındaki hafif evresinde gerçekleştirilmiştir. Tüm deneysel prosedürler, 2010/63/EU sayılı Avrupa Birliği Yönergesi ile uyumluydu ve Radboud Üniversitesi, Nijmegen, Hollanda'nın Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı.

Nesne Tanıma Görevi. Eğitim denemesinde, sıçanlar 3 veya 10 dakika boyunca iki özdeş nesneyi (A1 ve A2) araştırdı. Tutma 24 saat sonra test edildi. ORM için, tanıdık nesnenin bir kopyası (A3) ve yeni bir nesne (B), eğitim denemesi sırasında uyaranlarla aynı konuma yerleştirildi. OLM için, tanıdık nesnenin (A3) bir kopyası kutunun ortasına yerleştirildi (yeni konum); diğer tanıdık nesne (A4) eğitim denemesi sırasında olduğu gibi aynı yere yerleştirildi. Her iki nesneyi keşfetmek için harcanan toplam zamanın oranı olarak ifade edilen, yeni ve tanıdık nesneleri (veya konumları) keşfetme süresindeki fark olarak bir ayrım indeksi hesaplandı (yani, [(zaman romanı - tanıdık zaman)/(zaman romanı artı zaman) tanıdık)] × yüzde 100 ) (ref. 23; SI Ek, Ek Yöntemler).

İlaç tedavisi. RU 28362 (11 ,17 -dihidroksi-6,21-dimetil-17 -hamilelik-4,6- trien-20yn{{9 }}bir, 3 veya 10 ng, 0.5 μL) ve RU 38486 [17 -hidroksi-11 -(4- dimetilaminofenil){{18} }(1-propinil)-oestra-4,9-dien-3-bir, 3 veya 10 ng 0.5 μL] idi tuzlu su (51) içinde yüzde 0.5 etanol içinde çözüldü. Propranolol (0.2 uL içinde 0.3 ug) salin (60) içinde çözüldü. PD98059 [2-(2-amino-3-metoksifenil)-4H-1-benzopiran-4-bir, 0,5 μL'de 50 ng] 6 içinde çözüldü tuzlu su içinde yüzde DMSO (ref. 50; SI Ek, Ek Yöntemler).

c-Fos İmmünoreaktivitesi. Beyin kesitleri, birincil antikorlar [c-Fos (tavşan anti-c-Fos; 1:1,000; Sinaptik Sistemler), GAD67 (fare anti-GAD67; 1:250; Millipore), NeuN (tavuk) ile inkübe edildi. anti-NeuN; 1:500; Millipore)], ardından uygun floroforla konjuge sekonder antikorlar. Tüm beyin bölgeleri için, hayvan başına üç bölüm görüntülendi (20x veya 40x; Leica DMI 6000B). İmmünofloresan hücrelerin sayısı ImageJ 1.47v yazılımı ile ölçüldü ve alan düzeltildi. GAD67-pozitif nokta için, görüntüler bir konfokal mikroskopta (Olympus FV1000) 63x büyütmede elde edildi ve NeuN etiketli uyarıcı nöron başına GAD67-pozitif nokta sayısı manuel olarak sayıldı (SI Ek , Ek Yöntemler).

İstatistik.

Uygun olduğunda bir veya iki yönlü ANOVA'lar kullanılmış, ardından post hoc karşılaştırma testleri yapılmıştır. Tek örnek t testleri, ayrım indeksinin sıfırdan farklı olup olmadığını ve dolayısıyla öğrenmenin gerçekleşip gerçekleşmediğini belirledi. P < 0.05="" istatistiksel="" anlamlılık="" olarak="" kabul="">

TEŞEKKÜRLER.

Teknik yardım için Chantal Schoenmaker ve Masoud Ramuz'a teşekkür ederiz. Araştırma, bir Radboud Üniversitesi Topfund (BR'ye) tarafından desteklenmiştir.