Korkuyu Bozmak İçin Yeniden Konsolidasyon Sırasında Hipokampal Aracılı Anıların Yeniden Etkinleştirilmesi Bölüm 1

Anılar, hücresel toplulukların öğrenme sırasında etkinleştirilmesi ve geri alma sırasında yeniden etkinleştirilmesi nedeniyle beyinde depolanır. Farelerde Tet-tag sistemini kullanarak, kanalrodopsin-2 ile pozitif, nötr veya negatif deneyimlerle aktive edilen dorsal dentat girus nöronlarını etiketliyoruz.

Hücre grupları insan vücudundaki çeşitli organların temel birimleridir ve aynı zamanda oldukça işbirlikçi ve karmaşık biyolojik sistemlerdir. Hücre grupları hafızanın oluşumunda çok önemli bir rol oynar.

Bellek kısa süreli bellek ve uzun süreli bellek olarak ikiye ayrılır. Farklı anı türlerinin saklanması ve işlenmesi için farklı hücre grupları gerekir. Kısa süreli hafıza esas olarak serebral korteksin yüzeyindeki sinir hücrelerinde depolanır. Bunun aksine, uzun süreli hafıza, nöronlar arasındaki bağlantıların sürekli olarak güçlendirilmesini ve güçlendirilmesini gerektirir ve sonuçta serebral korteksin derinliklerindeki hücre gruplarında depolanır.

Hücre popülasyonlarının miktarı ve kalitesi hafızanın iyileştirilmesinde çok önemli bir rol oynar. Hayatta beyin hücre gruplarını okumak, dil öğrenmek, egzersiz yapmak ve günlük hayatı yaşamak gibi birçok yolla aktive edebilir ve güçlendirebiliriz.

Ek olarak, doğru beslenme, yeterince uyumak ve aşırı içki ve sigaradan kaçınmak gibi bazı sağlıklı yaşam tarzı alışkanlıkları da hücre gruplarının sağlığının korunmasına yardımcı olarak hafızanın iyileşmesine yardımcı olabilir.

Kısacası hücre popülasyonları ile hafıza arasında ayrılmaz bir ilişki vardır. Beynimizi sağlıklı ve esnek tutmak, hafızamızı ve bilişsel yeteneklerimizi geliştirmek için hücre popülasyonlarımızı aktif olarak geliştirmeli ve korumalıyız. Belleği geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola, birçok benzersiz etkiye sahip olan geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir ve bunlardan biri hafızayı geliştirmektir. Cistanche Deserticola'nın etkinliği, tanik asit, polisakkaritler, flavonoid glikozitler vb. dahil olmak üzere içerdiği çok sayıda aktif bileşenden gelir. Bu bileşenler, çeşitli yollarla beyin sağlığını geliştirebilir.

Belleği geliştirmenin 10 yolunu bilin'e tıklayın

Korku şartlandırmasının ardından bu hücreler yapay olarak gerçektir.Korku hafızasının geri çağrılması sırasında etkinleştirilir. Rekabetçi bir pozitif hafızanın optik olarak uyarılması, yeniden konsolidasyon sırasında hafızanın güncellenmesi için yeterlidir, böylece koşullu korkuyu akut ve kalıcı bir şekilde azaltır.

Dahası, fareler, olumlu bir hafızanın yeniden etkinleştirilmesi için yanıt veren edimsel bir davranış sergiliyor ve bunun ödüllendirici özelliklerini doğruluyor. Bu sonuçlar, ödüllendirici bir deneyimden kaynaklanan müdahalenin olumsuz duygusal durumları ortadan kaldırabileceğini göstermektedir.

Hafızanın yeniden aktivasyonuyla tetiklenen hafıza güncellemesi nispeten küçük bir nöron grubunu içerse de, aynı zamanda rastgele etiketlenmiş dorsal dentat girus nöronlarından oluşan büyük bir popülasyonun aktive edilmesinin yeniden konsolidasyonu teşvik etmede etkili olduğunu da bulduk.

Daha da önemlisi, hafıza güncellemesi korku hafızasına özeldir. Bu bulgular, dorsal dentat girusun, korkuyu bastırmak için anıları modüle etmede potansiyel bir terapötik düğüm olduğunu göstermektedir.

Düzensiz korku devrelerinin neden olduğu uyumsuz koşullu korku, spesifik fobiler ve travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) gibi anksiyete bozukluklarının etiyolojisinde önemli bir rol oynar.

TSSB, travmatik bir olay yaşayan bireylerde gelişebilir ve sıklıkla travmaya ilişkin kalıcı anılarla karakterize edilir1. Sonuç olarak, türler arasında yüksek oranda korunan bağlamsal korku koşullandırma (CFC), hayvanlarda TSSB'nin korku genellemesi, abartılı korku tepkileri ve artan stres tepkisi3-5 gibi belirli yönlerini incelemek için temsili bir model olarak kullanılmıştır.
En yaygın kullanılan CFC paradigmaları, bir eğitim bağlamı gibi duygusal açıdan nötr bir koşullu uyaranın (CS), tipik olarak kemirgenlerde koşullu donma tepkilerine yol açan aktivite patlamalarını ortaya çıkaran bir ayak şoku gibi rahatsız edici bir koşulsuz uyaranla (ABD) eşleştirilmesini içerir. Öğrenilmiş bir ilişki ortaya çıkar ve CS, ABD'nin yokluğunda koşullu korku hafızasının geri getirilmesini kolaylaştıran caydırıcı özellikler kazanır.

Kemirgen modellerinde bu, bu öğrenilmiş ilişkiyi gösteren bağlama yeniden maruz kalma üzerine koşullu bir korku tepkisi ile sonuçlanır6. İnsanlarda, travmatik olayın gerçekleştiği bağlam tam olarak bilinmese bile, patolojik koşullu korku onlarca yıl boyunca ortaya çıkabilir.

Anksiyete bozukluklarının genel popülasyonda son derece yaygın olmasına ve birçok kişinin abartılı bir korku durumunun bir biçimi olarak patolojik kaygıyı deneyimlemesine rağmen, uyumsuz koşullu korkuyu hafifletmenin çok az yolu vardır.

Ancak yeniden konsolidasyon, Pavlov korkusunu azaltacak terapötik bir mekanizma olma potansiyeline sahiptir7. Yeniden konsolidasyon teorisi, anıların geri çağırma sırasında istikrarsız hale geldiğini, geçici bir şekillendirilebilirlik durumuna girdiklerinde ve yeniden stabil hale gelmeleri gerektiğinde modüle edilebildiklerini öne sürer7,8.

Belleği bozmak veya geliştirmek için çeşitli farmakolojik ajanlar, davranışsal tedaviler ve stimülasyon protokolleri kullanan deneysel yeniden birleştirmeyle ilgili müdahalelerin uzun geçmişine rağmen9-11, bu çalışmalar karışık sonuçlar vermiştir.
İyileştirilmiş yeniden konsolidasyona dayalı tedaviler ve yeni müdahaleler geliştirme potansiyeli ancak son zamanlarda fark edildi12,13. Bununla birlikte, TSSB için en etkili tedaviler travma odaklıdır, yani tedavi travmatik olayın anısına odaklanır14.

Belleğin, dağıtılmış bir ağ15-17 içindeki nöronal popülasyonların seyrek aktivite modellerinde depolandığı düşünülmektedir veya WilderPenfield'ın, belleği "bilinçli deneyim yoluyla beynin arkasında bıraktığı yazı"18 olarak tanımladığı gibi.

Bellek kodlaması sırasında aktif olan bu topluluklara sıklıkla bellek izleri veya engramlar19,20 adını veririz ve bu engramlar geri alma sırasında yeniden etkinleştirilir17,21. Çeşitli çalışmalardan elde edilen bulgular, korku anıları da dahil olmak üzere belirli anıların, ilgili engramların engellenmesiyle bozulabileceğini göstermiştir15,22-26. Spesifik olarak, hipokampusun dorsal dentat girusu (dDG), bağlamsal korku anılarının27-30 kodlanması açısından önemlidir ve çeşitli anksiyete bozukluklarının patofizyolojisinde rol oynadığı gösterilmiştir28,31.

TSSB ile özellikle ilgili olan, uzamsal bilgiden daha fazlasını içeren bağlamsal bilgi, korku ve güvenliği modüle edebilir. 4. Değerlik (örneğin, olumsuz anılar), hipokampusta oluşan ilişkiler yoluyla abartılı korku tepkilerini ve korku genellemesini teşvik etme potansiyeline sahip olan bağlamın bir yönü olarak düşünülebilir. .

Daha da önemlisi, DG ayrıca travmayla ilişkili ve travmayla ilişkili olmayan bağlamsal bilgilerin32,33 yanı sıra yok oluşun öğrenilmesinde34 ve TSSB hastalarında her ikisinde de bozulmalar görülmesinde32,33 bir rol oynar. Dahası, dDG'de depolanan pozitif hafızanın yapay olarak yeniden etkinleştirilmesinin, stres kaynaklı, depresyonla ilişkili davranışları acilen kurtarabildiğini daha önce göstermiştik35.

Burada, yeniden konsolidasyon sırasında önceden oluşturulmuş dDG aracılı hafızayı yapay olarak yeniden etkinleştirmek için optogenetiğin kullanılmasının orijinal korku hafızasını kalıcı olarak değiştireceği ve bozacağı hipotezine dayanan yenilikçi bir müdahale öneriyoruz. Channelrhodopsin-2 (ChR2) ile pozitif, nötr veya negatif deneyimlere maruz bırakılarak aktive edilen dDG nöronlarını etiketlemek için Tet-tag sistemini36 kullandık.

Fareler daha sonra korkuyla koşullandırıldı ve bu etiketli nöronların optik olarak yeniden etkinleştirildiği bir korku hafızası hatırlama testi uygulandı. Yeniden konsolidasyon penceresi sırasındaki bu müdahalenin, korku hafızasını rakip engramdan gelen niteliklerle güncelleyeceğini, böylece koşullu korkunun davranışsal ifadesini azaltacağını varsaydık.

Üstelik, daha önce pozitif bir deneyim sırasında aktif olan dDG hücrelerinin optik olarak yeniden etkinleştirilmesiyle stres kaynaklı davranışların kurtarılabileceğini daha önce gösterdiğimiz35 ve diğerlerinin, pozitif duyguların olumsuz duyguların bir dizi sonraki etkilerini ortadan kaldırdığını gösterdiği37 için, bu etkinin rekabet halindeyken daha belirgin olacağını öne sürdük. engram, nötr veya olumsuz bir deneyime kıyasla olumlu bir deneyimle ilişkilendirildi.

Burada, rekabetçi, pozitif bir hafızanın optik olarak yeniden etkinleştirilmesiyle indüklenen yeniden konsolidasyona dayalı hipokampal müdahalenin, topluluk düzeyinde bir korku hafızasını güncellemek için yeterli olduğunu ve uyumsuz koşullu korkunun zayıflamasıyla sonuçlandığını gösteriyoruz.

Sonuçlar

Korku hafızasının yeniden konsolidasyonu sırasında hipokampal aracılı hatıraların yapay olarak yeniden etkinleştirilmesi, korkuyu akut ve kalıcı bir şekilde azaltır

Vahşi tip c57BL/6 farelerinde viral, aktiviteye bağlı ve uyarılabilir bir nöronal etiketleme stratejisi kullandık (Şekil 1a). Erkek farelere bir virüs (ChR2 veya eYFP) enjekte edildi ve bir etiketleme penceresi açmak için DOX'tan çıkarılmadan önce iki taraflı optik fiberler implante edildi17,38.

Üç gruba ayrıldılar ve her birine farklı değerliklere sahip bir davranış deneyimi verildi (Şekil 1a). Tüm fareler yeni, temiz bir kafese yerleştirildi ve ya rahatsız edilmeden (nötr)21 bırakıldı, bir dişi (pozitif)35,39 ile yerleştirildi ya da hava delikleri (negatif)35 olan bir kısıtlama tüpüne yerleştirildi ve daha sonra kafese yerleştirildi. Fareler, etiketleme penceresini kapatmak için 1 saat sonra DOX'taki ev kafeslerine geri gönderildi.

Ertesi gün, farelere A bağlamı içinde korku koşulu uygulandı (FC) ve 24 saat sonra aynı bağlamda 20 dakikalık bir hatırlama testi uygulandı. Koşullu korkuyu (yani donmayı) ilişkisel korku hafızasının geri getirilmesinin bir aracı olarak değerlendirdiğimiz bu test sırasında, etiketli dDG topluluklarını tüm seans yerine tezin ilk (F10) veya son yarısında (L10) eş zamanlı olarak uyardık. çünkü ısının beyne zarar verme riskini göze almak istemedik40 ve ışığın açık ve kapalı olduğu dönemleri denek içi bir şekilde karşılaştırmak istedik.

Başlangıçta, hatırlama seansının son yarısında olumlu bir anıyı yeniden etkinleştirmenin, korku anısı zaten çevrimiçi olacağından yeniden pekiştirmeyi destekleyeceğini varsaydık. Bu, potansiyel olarak korku hafızası topluluğunu değiştirecek ve onu sonraki zaman noktalarında artan donmayla sonuçlanan deneyimden elde edilen olumlu niteliklerle güncelleyecektir.

CS41'e karşı edinilen nefreti azaltarak ve yeniden konsolidasyon yoluyla orijinal korku hafızasını değiştirerek CS-ABD ilişkisinin gücünü özellikle zayıflatmayı amaçladık. Bu nedenle, optik manipülasyonumuzun yok olma öğrenimi43 sırasında değil, yeniden konsolidasyon meydana geldiğinde42 kısa pencere sonrası bellek yeniden aktivasyonu sırasında başlatılmasını sağlamak için 20 dakikadan uzun olmayan bir oturum uzunluğu seçtik.

Bu strateji, geri çağırma sırasında optik uyarıyla donmadaki gerçek zamanlı azalmaları ölçmemize olanak tanır. Üstelik, manipülasyonumuzun uzun süreli etkilerini ölçmemize izin veriyor ve bu nedenle değerlendirmemizi, B bağlamında ani bir şoktan sonra stresin neden olduğu eski haline dönmeyi test etmek için iki yok etme seansını içerecek şekilde genişlettik.

Şok yeni bir bağlamda 2 saniyeden kısa sürede verildi, böylece fareler çevrenin bağlamsal bir temsilini oluşturmadı ve dolayısıyla yeni bir ilişkisel korku hafızası oluşturmadı, ancak yine de stres deneyimledi.

Bu yöntem, stres etkeni farklı bir bağlamda iletildiğinden beri uyumsuz koşullanmanın bir örneği olarak korku genellemesini ve artan stres reaktivitesini modellememize olanak sağladı 44-46. Önceki çalışmalara39,41,47 göre, fareler ilk olarak 4- kullanılarak FC idi. şok protokolü (Şekil 1b), burada sunulan her ardışık şokla artan, aşamalı bir şekilde donma sergilediler (Ek Şekil 1a-c).

Tüm deneyler için bu donma modelini gördük (Ek Şekil 1a-h). Fareler ertesi gün korku hafızası hatırlama testi için ortama geri gönderildi (Şekil 1c). L10 uyarımı ile, pozitif ve negatif ChR2 fare grupları, sırasıyla nötr-ChR2 grubundaki farelere ve eYFP kontrollerine kıyasla donmada gerçek zamanlı bir azalma gösterdi.

Şokun olmaması nedeniyle seans boyunca donmada doğal bir düşüş yaşanırken, bu fareler önemli ölçüde daha dik bir düşüş gösterdi. Donma seviyeleri genel olarak yok olma günlerinde düşerken, yok olma (Şekil 1d ve Ek Şekil 1a) veya ani şok (Şekil 1e) sırasında hiçbir grup farklılığı gözlenmedi. Eski haline döndürme sırasında (Şekil 1f), nötr-eYFP farelerine kıyasla daha az dondurucu innegatif-ChR2 fareleri gördük ve genel olarak eYFP kontrol fareleri, anında şokla karşılaştırıldığında eski haline getirme sırasında deneysel ChR2 farelerinden daha fazla dondu (Şekil 1g).

Buna karşılık, korku koşullandırmayı takiben şok sonrası donma (Şekil 1h), F10 koşulunda (Şekil 1i), özellikle seansın son 10 dakikasında meydana gelen eYFP kontrollerine kıyasla yalnızca pozitif-ChR2 fareler için azaldı. Burada nötr -ChR2 fareleri daha çabuk yok oldu; ancak yok olma sırasında hiçbir grup farklılığı gözlenmedi (Şekil 1j ve Ek Şekil 1b).

Beklendiği gibi, ani şok sırasında hiçbir grup farklılığı yoktu (Şekil 1k). Eski haline döndürme sırasında, hem pozitif hem de nötr-ChR2 grupları, eYFP kontrollerine kıyasla korkunun azaldığını gösterirken, negatif-ChR2 fareleri bunu göstermedi (Şekil 1l).

Yine, kontrol fareleri, ani şoka kıyasla eski durumuna döndürme sırasında deney farelerine göre daha fazla dondu (Şekil 1m) ve bu daha belirgin bir etkiydi. Bu nedenle sonraki tüm deneyler için F10 protokolünü benimsedik.

Bununla birlikte, ek bir kontrol olarak, seansın orta kısmı sırasında (M10) pozitif hafızanın yapay olarak yeniden etkinleştirilmesinin, hatırlama sırasındaki F10 veya L10 uyarımı ile ne kadar etkili yapay olarak yeniden etkinleştirildiğini değerlendirmek için bir deney ekledik (Ek Şekil 2a). FC yanıtının elde edilmesi sırasında, her üç koşuldaki fareler, şok sonrası daha fazla donma gösterdi (Ek Şekil 2b-g).

Geri çağırma sırasında, stimülasyon, F10 ve L10 koşullarında ChR2 grubunda donmada gerçek zamanlı düşüşlere neden oldu, ancak M10 koşulunda olmadı (Ek Şekil 2h – j). F10 ChR2 fareleri, stimülasyonun yokluğunda geri çağırma oturumunun ikinci yarısında donmada azalma göstermeye devam etti (Ek Şekil 2j).

Üç stimülasyon protokolünün tümü, ChR2 farelerinde neslin tükenmesinin ilk 3 dakikasında donmanın azalmasını sağladı, ancak grup farklılıkları yalnızca F10- ile uyarılmış farelerde görüldü (Ek Şekil 2k–m).

İlk yok olma oturumunda, F10 veya M10 ChR2 gruplarında korku ifadesi azaldı (Ek Şekil 2n-p). Ani şokta hiçbir fark yoktu (Ek Şekil 2q-s). Son olarak, eski haline getirme sırasında hem F10 hem de M10 ChR2 grupları için donmanın azaldığını tekrar gördük (Ek Şekil 2t – y).

For more information:1950477648nn@gmail.com