Взаимодействия между амигдалата и медиалния префронтален кортекс като upstream регулатори на хипокампуса за реконсолидира и подобряване на извлечената инхибиторна избягване памет

За повече информация:ali.ma@wecistanche.com

Абстрактен

Реконсолидация на паметтасмята се, че поддържа или повишава даденаоригинална паметили да добавите нова информация към паметта. Извлечениинхибиторна избягване (IA) паметсе повишава чрез реконсолидация на паметта чрез активиране на генната експресия в амигдалата, Медиален префронтален кортекс (mPFC), и хипокампус, Въпреки това, остава неясно как тези региони взаимодействат, за да реконсолидира/ засили IA памет Тук открихме взаимодействията между амигдалата и mPFC като upstream регулатори на хипокампуса за IAпаметреконсолидация, Фармакологично инактивиране на амигдалата, MPFC, или хипокампус веднага след IA извличане на памет блокира IA подобряване на паметта, По-важното е, инактивиране на амигдалата или mPFCblocked индукцията на c-Fos в амигдалата, mPFC, и хипокампус, докато хипокампус блокада го инхибира само в хипокампуса. Тези наблюдения предполагат взаимодействия между амигдалата и mPFC и двамата функционират като регулатори нагоре по веригата на хипокампуса, за да реконсолидират IAпамет.Нашите констатации предполагат механизми за схеми, залегнали IA памет подобрение чрез реконсолидация между амигдала, mPFC, и хипокампус.

Ключови думи:Реконсолидация на паметта, Амигдала, Медиална префронтална кора, Хипокампус,Извличане на памет, Подобрение на паметта

Паметизвличане не е пасивен процес, а по-скоро отваря памет процеси за модифициране и/или актуализиране на паметта. Извлечената памет става лабилна и се стабилизира отново чрез реконсолидация на паметта, което изисква активиране на генната експресия [1–9]. Смята се, че реконсолидацията на паметта поддържа или засилва оригинална памет или добавя нова информация към паметта [6, 8, 10–12]. Преди това показахме, че извлечената инхибиторна избягване (IA) памет се засилва чрез паметта реконсолидация, която изисква генна експресия в амигдалата, медиален префронтален кортекс (mPFC), и хипокампус [9]. Важно е, че инхибирането на протеиновия синтез в амигдалата нарушава извлечената IA памет, Докато това инхибиране в mPFC или хипокампуса блокира IA подобрение на паметта без прекъсване, което предполага, че амигдалата е необходима за реконсолидация/подобряване на IA памет, докато mPFC и хипокампуса са необходими за неговото подобрение. Тези констатации предполагат, че невронните мрежи между амигдалата, mPFC, и хипокампуса са необходими за IA памет реконсолидация/подобрение, но амигдалата играе отчетливи роли от mPFC и хипокампуса. Въпреки това, Остава неизвестно как тези мозъчни региони взаимодействат, за да реконсолидират / подобряване на IA памет. В това проучване изследвахме механизмите, залегнали в основата на IA паметта реконсолидация/подобрение чрез изследване на взаимодействията между амигдалата, mPFC, и хипокампуса след извличане на паметта на IA.

Щракнете към Cistanche ефекти за памет

Първоначално изследвахме ефектите от инактивиране на амигдалата, mPFC(инфралимбични и прелимбични региони), или хипокампус върху IA памет реконсолидация/подобрение с помощта на микроинфузия на натриевия канал блокер лидокаин(ЛИДО) в тези региони (Фиг. лак). В задачата IA [9] мишките са поставени в светлото отделение. При 5 s след като са влезли в тъмното отделение от светлото отделение, е доставен електрически удар (Обучение). Мишките са били отново изложени на светлинното отделение при 24 часа след Тренировка (Реактивация) и кръстосаната им латентност да влязат в тъмното отделение е оценена. Мишките бяха върнати в домашните си клетки веднага след като влязоха в тъмното отделение, без да получат удар. Веднага след Реактивацията мишките са получили микроинфузия на ЛИДО или превозно средство (VEH) в амигдалата, mPFC, или хипокампуса. След 48 ч. латентността на кросоувъра е оценена два пъти с интервал от 48 h (PR-LTM-1 и-2). Двупосочен повторен анализ на варианс(ANOVA)идентифицира значителни ефекти на Наркотици и наркотици срещу време (фиг. лак; Допълнителен файл 1). В съответствие с предишното ни проучване [9], post hoc Bonferroni анализ разкри, че групите VEH показват значително повишена кросоувър латентност при PR-LTM-1 в сравнение с Reactivation, което показва, че извличането на паметта на IA в светлото отделение е засилило паметта (Фиг. лак). За разлика от това, групите LIDO показват сравнима и значително по-малко латентност на кръстосване при PR-LTM-1 в сравнение с Реактивацията и групите VEH, съответно, което показва, че инактивирането на амигдалата, mPFC или хипокампуса веднага след Реактивиране блокира IA подобрение на паметта (Фиг. лак). Важно е, че групите LIDO показват значително повече и сравнима кросоувър латентност при PR-LTM-2 в сравнение с PR-LTM-1 и групите VEH съответно при PR-LTM-1, което предполага, че групите LIDO са показали подобрение на паметта на IA при PR-LTM-2 при липса на LIDO микроинфузия при PR-LTM-1. Колективно, нашите наблюдения посочиха, че инактивиране на тези региони от LIDO блокира извличане индуцирана IA памет подобрение.

След това изследвахме ефектите от инактивиране на амигдалата, mPFC, или хипокампуса чрез LIDO микроинфузия върху индукцията на c-Fos експресия в другите региони след Реактивиране с помощта на имунохистохимия [9]. Извършихме подобен експеримент като в Фиг. лак, с изключение на това, че c-Fos изразът е оценен на 90 min след групите Reactivation [Reactivation (React) ]. Групите без реактивиране (No-react) бяха обучени, но не и отново изложени на светлинното отделение. Броят на c-Fos-положителните клетки е преброен в амигдалата, mPFC, и хипокампус [9]. Важно е, инактивиране на амигдалата или mPFC в групите React инхибира индукцията на c-Fos експресия в другите мозъчни региони, въпреки че това инактивиране в групите No-react не е повлияло на c-Fos експресията в другите мозъчни региони (Fig.LG, h). Двупосочна ANOVA идентифицира значимо Лекарство срещу реактивиране (Повторно излагане или Без повторно излагане)взаимодействие в хипокампуса(CA1 и CA3), амигдала (странични и базолатерални региони), и mPFC(предлимбични и инфралимбни региони)(Допълнително досие 1). Групите React, вливани с VEH в амигдалата или mPFC, показват значителна c-Fos индукция в амигдалата, mPFC, и хипокампуса в сравнение с групите без реакция. За разлика от това, групите React, вливани с ЛИДО в амигдалата или mPFC, показват значително по-ниски нива на c-Fos експресия в мозъчните региони в сравнение с групите React-VEH. Тези наблюдения показват, че инактивиране на mPFC или амигдала инхибира c-Fos индукция в амигдала, mPFC, и хипокампуса.

Фиг. 1 Ефекти на инактивиране на амигдалата, mPFC, или хипокампуса върху индукцията на c-Fos израз. a–c Микроинфузия на ЛИДО в амигдалата (VEH, n=8, LIDO, n=11), mPFC (b VEH, n=9, LIDO, n=9) или хипокампус (c VEH, n=10, LIDO, n=9). *p<0.05; two-way="" repeated=""  anova="" followed="" by="" the="" post="" hoc="" bonferroni="" test.="" d–f="" experimental="" time-course="" and="" representative="" immunohistochemical="" staining="" of="" c-fos-positive="" cells="" in="" the="" ba="" and="" il="" from="" the="" indicated="" group.="" scale="" bar,="" 100="" μm.="" g–i="" c-fos="" expression="" in="" the="" pl="" and="" il="" of="" the="" mpfc,="" ca1,="" ca3,="" and="" dg="" regions="" of="" the="" hippocampus,="" and="" la,="" ba,="" and="" cea="" regions="" of="" the="" amygdala="" 90="" min="" after="" the="" micro-infusion="" of="" lido="" or="" veh="" into="" the="" amygdala="" (g),="" mpfc="" (h)=""  or="" hippocampus="" (i).="" n="7–15" for="" each="" group.=""><0.05; two-way="" anova="" followed="" by="" the="" post="" hoc="" bonferroni="" test.="" anova="" analysis="" of="" variance,="" ba="" basolateral,="" cea="" central,="" dg="" dentate="" gyrus,="" il="" infralimbic,="" la="" lateral,="" lido="" lidocaine,="" no-react="" no="" reactivation,="" pr-ltm-1="" post-reactivation="" long-term="" memory="" test-1,="" pr-ltm-2="" post-reactivation="" long-term="" memory="" test-2,="" pl="" prelimbic,="" react="" reactivation,="" veh="" vehicle.="" error="" bars,="" standard="" error="" of="" the="" mean.="" the="" results="" of="" the="" statistical="" analyses="" are="" presented="" in="" additional="" file="">

За разлика от това, инактивацията на хипокампуса инхибира c-Fos индукцията само в регионите CA1 и CA3 на хипокампуса, без да засяга c-Fos експресията в амигдалата и mPFC (фиг. ли). Двупосочна ANOVA идентифицира значително Лекарство срещу реактивиране взаимодействие в хипокампуса(CAl и CA3), но не амигдала и mPFC (Допълнителен файл 1). Te React група, влива с VEH в хипокампуса показа значителна c-Fos индукция в амигдала, mPFC, и хипокампуса в сравнение с групите No-react. За разлика от това, групата React-LIDO показва значително по-ниски нива на c-Fos експресия в хипокампуса, но показва сравним израз в амигдалата и mPFC, в сравнение с групата React-VEH. Тези наблюдения показват, че инактивацията на хипокампуса не е успяла да повлияе на изразяването на C-Fos в другите два региона. Колективно, нашите данни предполагат, че амигдалата и mPFC взаимодействат помежду си и функционират като регулатори нагоре по веригата на хипокампуса.

Преди това показахме, че амигдалата се изисква за IA памет реконсолидация, докато mPFC и хипокампуса са необходими за неговото подобрение, но не и реконсолидация[9], което предполага, че амигдалата играе централна роля в IA паметта реконсолидация/подобрение след извличане. Въпреки това, настоящото проучване показа, че амигдалата и mPFC допринасят еднакво за IA памет реконсолидация/подобрение чрез взаимодействие помежду си.

Нашите наблюдения предполагат, че хипокампуса допринася за IA памет подобрение след извличане като регулатор надолу по веригата на амигдалата и mPFC. Въпреки че хипокампусът получава директен вход от амигдалата [13], остава неизвестно как mPFC регулира хипокампуса, тъй като хипокампусът не получава директен вход от mPFC. Хипокампусът може да бъде регулиран непряко от mPFCvia амигдалата. Важно е да се идентифицират невронните вериги, които посредничи вход от mPFC към хипокампуса.

В обобщение, нашите наблюдения предполагат, че амигдалата и mPFC взаимодействат помежду си и функционират като регулатори нагоре по веригата на хипокампуса, за да реконсолидират/усилят извлечената IA памет и че невронните мрежи сред тези региони регулират IA паметта реконсолидация/подобрение.