Přední thalamická jádra: kritický substrát pro neprostorovou spárovanou paměť u krys, část 3

3,2|Prostorová pracovní paměť v RAM

Jak se očekávalo, obě skupiny potkanů ​​s lézí ATN vykazovaly při testování prostorové pracovní paměti v osmiramenné RAM (obrázek 3) vážně zhoršený výkon (obrázek 3). Počáteční podobnost ve výkonu napříč skupinami je způsobena tím, že většina potkanů ​​běžela 10 minut, ale provedla relativně málo vstupů do paží. začátek testování.

Pracovní paměť a paměť jsou dvě velmi důležité paměťové metody v lidském mozku. Přestože mezi těmito dvěma paměťovými metodami existují určité rozdíly, obě jsou stejně užitečné pro výkon lidí ve studiu, práci, životě a dalších aspektech.

Za prvé, pracovní paměť znamená, že si dočasně pamatujeme informace nebo úkoly, které potřebujeme v krátké době použít. Jinými slovy, je to kapacita paměti, kterou využíváme při zpracovávání nových věcí. Paměť se týká informací nebo zkušeností, které si uchováváme po dlouhou dobu. Tyto informace nám mohou pomoci pochopit a vyřešit problémy při budoucím použití.

Přestože tyto dva typy paměti mají různé funkce, nejsou od sebe odděleny. Pracovní paměť a paměť se vzájemně ovlivňují. Během pracovní paměti potřebujeme dočasně uložit a zpracovat nové informace v krátkém období a propojit je s předchozími znalostmi a zkušenostmi. Tento druh spojení a odkazu používá paměť.

Tréninkem lze navíc zlepšit i dobrou pracovní paměť. Výzkum ukazuje, že spojení mezi pamětí a pracovní pamětí jde oběma směry. Neustálým cvičením a tréninkem pracovní paměti můžeme zlepšit paměťovou kapacitu mozku a posílit naši paměť. Pokud tedy budeme neustále aktivně cvičit mozek a posilovat trénink paměti, můžeme efektivně zlepšovat svou pracovní paměť a paměť.

V každodenním životě si musíme vypěstovat dobré návyky a aktivně využívat pracovní paměť a paměť, abychom mohli lépe plnit úkoly. Svou paměť na nové poznatky můžeme například posilovat neustálým zdokonalováním a opakováním. Pouze neustálým zlepšováním naší pracovní paměti a paměti můžeme být pohodlnější při realizaci našeho potenciálu ve studiu, práci a životě. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost mletého masa vychází z různých účinných látek, které obsahuje, včetně kyselin, polysacharidů, flavonoidů atd. Tyto složky mohou různými způsoby podporovat zdraví mozku.

Klikněte na 10 způsobů, jak zlepšit paměť

Počet chyb, kterých se dopustily krysy s falešnými a ATN lézemi, se rozcházel ve 2. dni tréninku, po kterém obě skupiny ATN lézí nevykazovaly žádné známky zlepšení ve srovnání s oběma falešnými skupinami (skupina, F3,27=39,66, p < {{7 }}.001;Den skupiny, F27,{{10}}.75, p < 0.001). Tyto dvě simulované skupiny se nelišily, ale obě se výrazně lišily (p < 0,001) od každé ze skupin ATN-lézí, které se nelišily. Potkani v obou skupinách s lézí ATN také před první chybou udělali méně správných paží, zatímco krysy v obou falešných skupinách postupně vstoupily do více paží, než udělaly chybu, jak testování pokračovalo (skupina, F3, 27=27,53, p < 0,001; každá Shamgroup vs. každá skupina ATN, p < 0,001; den skupiny, F27, 243=2,21, p < 0,001).

Zhoršená prostorová pracovní paměť může být považována za srovnávací měřítko účinků lézí ATN (Aggleton & Nelson, 2015). Vzhledem k tomu, že dvě skupiny s ATN-lézemi vykazovaly podobnou úroveň zhoršení prostorové pracovní paměti, je nepravděpodobné, že by následná srovnání neprostorových úkolů byla ovlivněna rozdíly v lézích mezi těmito dvěma skupinami.

3,3|Neprostorové jednoduché diskriminační úlohy

Na obrázku 4a,b jsou akvizice jak jednoduchého zápachu, tak jednoduchého předmětu, úlohy diskriminace go-no-go. Allrats rychle získal tyto úkoly. Skóre rozdílů latence pro čtyři skupiny se nelišily v úloze diskriminace prostého zápachu (Skupina, F3,27=0.97, p=0.42;Den skupiny, F15,135=1.4, p=0.15). Skupinám trvalo v průměru 4–5 dní, než dosáhly kritéria v úloze diskriminace prostého zápachu (Skupina, F3,27=1.99, s.=0.13).

Čtyři skupiny se také naučily jednoduchý úkol rozlišování předmětů bez jakýchkoliv podstatných rozdílů (Skupina, F3,27=1.07, str.=0.37; Den skupiny,F18,162=0.97, str=0.49). Krysám trvalo v průměru 5–6 dní, než dosáhly kritéria v úloze jednoduchého rozlišování objektů (Skupina, F3,27=0.30, str.=0.82).

3,4|Neprostorové párové přidružené úlohy

3.4.1|Získávání

Průměrná latence běhu během akvizice čtyřmi skupinami je ukázána na obrázku 5. Latence během akvizice byly přeneseny dále pro krysy, které dosáhly kritéria. Hlavní zjištění byla jasná. Dvě skupiny s falešnými lézemi získaly své příslušné úkoly, ale ani jedna krysa ATNléze nevykázala získání úkolu bez ohledu na zahrnutí 10- stopy mezi pachové a objektové podněty. Primárním důkazem pro získání je to, zda se krysy naučily inhibovat svou reakci na objekt ve studiích bez odměny (obrázek 5a).

Při tomto měření dvě falešné skupiny progresivně zpožďovaly reakci na objekt na párech pach-objekt během tréninku bez odměny (tj. vykazovaly snížené skóre reciproční latence). Naproti tomu všichni potkani v obou skupinách s lézí ATN vykazovali s postupujícím tréninkem stále rychlejší latence odezvy. To znamená, že ve studiích bez odměny se krysy ATNléze naučily pouze rychleji hledat pod objektem, přestože párování pachu a objektu bylo nesprávné. Všimněte si, že dvě skupiny s ATN lézemi reagovaly pomaleji než falešné léze. skupiny na začátku tréninku v neohodnocených studiích, takže obecná hyperaktivita nebyla po lézích ATN v této úloze evidentní (rozsah latence 1: ATN-léze 2,5–5.{11}} s, Shamleze 1,9–4,5 s; blok 1 0: ATN-léze 1,4–3,0 s, Shamléze 5,5–7,6 s).

ANOVA latence u testů bez odměny přinesla významný hlavní účinek napříč čtyřmi skupinami (F3,27=22.63, p < 0.001) a významnou skupinou Bloková interakce (F27,243=26.27,p < 0,001). Dvě skupiny Sham se v tomto měření nelišily a dvě skupiny ATN se nelišily, ale obě skupiny Sham se lišily od každé ze skupin ATN-lézí (p < 0,001).

Když bylo párování pach–objekt odměněno, všechny čtyři skupiny vykazovaly stále rychlejší latence odezvy (tj. vykazovaly zvýšené reciproční skóre) napříč bloky pokusů (Hlavní efekt bloku, F9, 27=75.78, p < 0.{101} {18}}01;obrázek 5b), bez ohledu na skupinu (blok skupiny,F27,243=0.63, p=0.92; obrázek 5b). Hlavní efekt skupiny byl opět významný (F3,27=50,67, p=0,003), což bylo v tomto případě způsobeno rychlejšími byraty ve skupině Sham-Trace ve srovnání s oběma skupinami ATN ( p < 0,008) a krysy Sham-No-Trace (p=0,02). Zbývající tři skupiny však vykazovaly podobnou latenci odezvy ve studiích s odměnou. Opět si všimněte, že dvě skupiny s ATN-lézemi vykazovaly pomalejší odezvy na začátku tréninku v hodnocených studiích ve srovnání se skupinami s falešnými lézemi.

Přímé srovnání mezi latencemi pro neodměněné a odměněné studie je znázorněno na obrázku 5c, vyjádřeno jako skóre rozdílu latence. Obrázek 5c jasně ukazuje, že k žádnému učení nedošlo ani v jedné skupině lézí ATN, zatímco obě skupiny s falešnými lézemi získaly úkol (interakce skupinového bloku, F27,243=23.99,p < 0.001 ). Skóre rozdílu latence naznačuje, že skupina Sham-Trace získala úkol silněji než skupina Sham-No Trace a průměrné rozdíly mezi těmito dvěma skupinami byly významné pro poslední tři bloky pokusů (p < 0,01). Tento rozdíl mezi dvěma falešnými skupinami byl však primárně způsoben jejich rozdíly ve studiích s páry odměňovaných stimulů (srovnej obrázek 5b s obrázkem 5a).

3,5|Retenční test

Všechny skupiny vykazovaly odezvu na relaci bez odměny v 5-denním testu udržení, která byla podobná jejich odpovídajícímu výkonu v bloku 10 tréninku[Blok skupiny (test udržení vs. blok 1{{26 }}),F3,27=2.00, p=0.13; Obrázek 5a]. Navzdory nevýznamné interakci skupinového bloku byl mezi blokem 10 a retenčním testem celkový rozdíl v latenci (retence vs. blok 10, F1,27=7.22, p= 0.01), který se zdá být většinou vzhledem k tomu, že potkani s lézí ATN reagovali rychleji v retenčním testu. Významný hlavní účinek skupiny (F3, 27=73 0,13, p < 0,001) byl řízen simulovanými skupinami, které na rozdíl od skupin s ATN lézí (každá skupina s falešnými lézemi vs. každá skupina s ATN lézí) nadále inhibovaly reakci ve studiích bez odměny , p < 0,001).

U zkoušek s odměnou všechny čtyři skupiny vykazovaly podobné průměrné latence odezvy v retenčním testu ve srovnání s latencí v bloku 10 tréninku (blok, F1,27=3.75,p=0.06; skupina Blok, F3,27=1.02, p=0.39). Vyšší rychlosti ve skupině Sham-Trace než ve všech ostatních skupinách byly evidentní v bloku 10 a retenčním testu (Skupina, F3,27=3.85, str.=0.02; Sham-Trace vs. všechny ostatní skupiny, str. < 0,03).

Přímé srovnání pokusů s odměnou a bez odměny v retenčním testu, vyjádřené jako rozdílové skóre latence (obrázek 5c), potvrdilo, že všechny čtyři skupiny si udržely podobný výkon v tomto měření ve srovnání s jejich akvizičním výkonem bloku 10 (skupina, F3,27=189.43, p < 0,001; Blok, F1,27=0.08, p=0.76;Interakce skupinového bloku, F3,27=0.22, p=0.88).

3,6|Výraz Zif268

Naším primárním zájmem bylo určit skupinové rozdíly v oblastech zájmu. Vzhledem k získaným behaviorálním výsledkům neuvádíme asociace mezi expresí Zif268 a výkonem, protože by produkovaly falešné korelace, které jsou řízeny rozdíly ve stavu bez lézí oproti simulovanému stavu a malými variacemi v rámci skupiny na primární míru zájmu, tj. latence na zkoušky bez odměny. Podobně by jakékoli asociace evidentní v oblastech, jako je retrospleniální kortex, opět vytvořily umělou korelaci kvůli výrazným rozdílům na úrovni skupiny v expresi Zif268.

3,7|Prefrontální oblasti

Exprese Zif268 napříč čtyřmi skupinami v prelimbické prefrontální kůře (A32V) a přední cingulární kůře (A32D; A24b; A24a) je znázorněna na obrázku 6. Pro oblast 32V(F2,37=5) ​​byl významný hlavní účinek skupiny.49 , p < {{10}}.01; obrázek 6b). Zde dvě skupiny ATN vykazovaly navzájem podobnou celkovou expresi (p=0,32), stejně jako skupina Sham-No Trace (p > 0,1), ale obě skupiny lézí vykazovaly nižší výraz než ve skupině Sham-Trace (p < 0.02). Nižší exprese Zif268 ve skupině Sham-No Trace ve srovnání se skupinou Sham-Trace nedosáhla významnosti (p=0.06). Mezi čtyřmi vrstvami byl také významný hlavní efekt (F3,81=147.8, p < 0,001), ale žádná interakce vrstvy skupiny (F9,181=1.15,p > 0,3).

Pro přední cingulární (Cg) oblasti (obrázek 6c) vykazovaly dvě skupiny s lézí ATN nižší expresi Zif268 než obě dvě skupiny s falešnými lézemi (skupina F3, 27=12.47, p < 0 .001; obě skupiny Sham se lišily od každé ze skupin ATN, p < 0.{{20}}04, ale ne od sebe, p=0.31). Významná interakce skupinové vrstvy (F6,54=4.{39}}2, p < 0,002) odrážela větší rozdíly mezi ATN a Shamgroups pro vrstvu II a vrstvu III (p < 0,001) než pro vrstvu V, kde se skupiny významně nelišily (p > 0,1). Exprese se lišila napříč třemi cingulárními oblastmi (hlavní účinek regionu, F2,54=11.41, p < 001), byla nejnižší pro A24a (zadní) ve srovnání s oběma A32D a A24b (p < 0,002) a byla nejvyšší pro vrstvu III ( Vrstva, F2, 54=242 0,38, p < 0,001), ale velikost těchto rozdílů se mezi vrstvami v rámci třícingulárních oblastí lišila (Vrstva oblasti, F4, 108=5,29, p < 0,001). Interakce skupinové oblasti a vrstvy oblasti skupiny však byly nevýznamné (všechny F < 1,0).

3,8|Hipokampální a parahipokampální oblasti

Obrázek 7 ukazuje expresi Zif268 pro čtyři skupiny v hipokampální a parahipokampální oblasti. U hippocampu dorzální podoblasti CA1 a CA3, zejména CA1, vykazovaly vyšší expresi než ventralhippokampální CA1 a CA3 (dorzální vs. ventrální, F1,24=541.4, p < {{10}} .001; CA1 vs. CA3, F1,24=759.3,p < 0.{{40}}{{56} }1; interakce mezi těmito dvěma faktory, F1, {{20}}.4, p < 0.001). Nejzajímavějším zjištěním však bylo, že ve skupině Sham-Trace byla vyšší exprese v dorzálním CA1 než v každé z ostatních tří skupin (p < 0,02), podpořená významnou trojitou interakcí pro skupinu [dorzální oblast vs. ventrální oblast ] [CA1 vs. CA3], F3, 24=6,09, p < 0,003). U ostatních tří skupin byla dorzální exprese CA1 nejnižší ve skupině ATN-Trace (ATN-Trace vs. Sham-No Trace a ATN-No Trace, p < 0,03), zatímco dvě skupiny No Trace se významně nelišily (p {{42 }}.84). Analýza dorzálního dentálního gyru (DG; vyšetřována byla pouze dorzální) prokázala vyšší expresi v hilu než ve vrstvě granulárních buněk (F1,27=386.1, p < 0,001), která byla vyšší pro Sham-Trace a ATN-No Skupiny trasování než pro podmínky Sham-No Trace a ATN-Trace (Group DGSubregion, F3,27=4.07, p < 0,01). Ventrální subikulum vykazovalo vyšší expresi než dorzální subikulum (F1,27=9.02, p < 0.005), ale nebyl zaznamenán žádný skupinový efekt (F3,27=1.41, p=0.25 ) nebo Skupinová interakce [hřbetní vs. ventrální oblasti] (F3,27=0.15, p=0.92). V parahipokampálních oblastech vykazoval perirhinální kortex nižší expresi než dvě oblasti entorhinálního kortexu (F2,54=16.2, p < 0.001), ale skupiny se na těchto místech nelišily (skupina, F3,27 < 1,0; skupina Region,F6,54=1.8, p > 0,1).

3,9|Retrosplenální kůra

Obrázek 8 ukazuje expresi Zif268 v povrchových a hlubokých vrstvách Rga, Rgb a Rdg. Dvě skupiny ATN vykázaly v těchto třech oblastech výrazně nižší expresi, než jaká byla ukázána dvěma falešnými skupinami (hlavní efekt skupiny, F3.27=40.9, p < 0.0{{22} }1). Pokud jde o agregované hodnoty napříč třemi regiony, měly dvě Shamgroups vyšší průměrné hodnoty Zif268 než obě skupiny ATNlesion (p=0.0001), ale Sham -Skupina Trace také vykazovala vyšší úrovně než skupina Sham-No Trace (p=0.04). Rozdíl mezi falešnými skupinami a skupinami ATN byl nejmenší pro region Riga (region skupiny, F6, 54=2,72, p < 0,02). Úroveň exprese Zif268 mezi skupinami se také lišila napříč vrstvami (vrstva skupiny, F3, 17=40.0, p < 0,001). Tato interakce odrážela rozdíly mezi oběma Shamgroups ve srovnání s oběma skupinami ATN, které byly větší v povrchových vrstvách než v hlubokých vrstvách. Nicméně efekty skupiny Sham versus ATN byly stále významné v hlubokých vrstvách (p < 0,001). Kromě toho skupina Sham-Trace vykazovala vyšší expresi v povrchových vrstvách ve srovnání se skupinou Sham-NoTrace (p=0,03), zatímco exprese v hlubokých vrstvách se mezi těmito dvěma skupinami nelišila (p=0 .23). Nedošlo k žádné interakci s vrstvou oblasti skupiny (F6,54=1.0, p=0.43).

3.10|Kůra kontroly sluchu

Ve sluchové (kontrolní) kůře nebyly nalezeny žádné rozdíly (skupina, F3, 27=1.2, p=0.35).

4|DISKUSE

Cílem této studie bylo prozkoumat účinky ATN lézí na neprostorovou párovou asociovanou paměť a vliv explicitního zpoždění (tj. 10-s trace) mezi prezentovaným pachem a objektovými podněty. Důkazy o zhoršené párové asociované paměti po lézích ATN byly dříve hlášeny pouze tehdy, když jedna z párových komponent vyžadovala zpracování distálních prostorových podnětů (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Předpokládali jsme, že účinky lézí ATN na neprostorovou párovou asociovanou paměť v našem úkolu budou nejzřetelnější, když se použije explicitní sledovací postup. Bylo to proto, že bylo navrženo, že léze CA1 poškozují neprostorovou spárovanou asociovanou paměť pouze tehdy, když se použije 10-s 'stopa' (Kesneret al., 2005) a mikrostrukturální integrita neuronů CA1 je snížena oběma lézí ATN (Harlandet al., 2014) a lézí mamilothalamického traktu, které způsobují dysfunkci ATN (Dillingham et al., 2019).

Kromě toho klíčové příklady poškození jiné než prostorové paměti po lézích ATN zkoumaly časovou diskriminaci mezi více předměty nebo pachovými položkami prezentovanými v jediném bloku studií (Dumont & Aggleton, 2013; Wolff et al., 2006). Žádný ze 17 potkanů ​​s lézemi ATN však nevykazoval důkaz o získání úkolu spojeného se spárováním pach-objekt, včetně těch, které nebyly trénovány s explicitním zpožděním mezi neprostorovými stimuly. Navzdory prodloužené době tréninku nebyly krysy ATNlesion schopny vykazovat inhibovanou reakci na párování pach-objekt bez odměny. Obecná hyperaktivita u potkanů ​​s lézí ATN se nezdá být rysem tohoto poškození, protože vykazovali pomalejší odezvu než potkani s falešnou lézí během počátečních fází akvizice.

Skupina Sham-Trace vykazovala kratší latence než ostatní tři skupiny ve zkouškách s odměnou, ale tento rozdíl může odrážet zvýšené očekávání odměny, když je omezena na 10-s zpoždění spíše než míru rychlejšího získávání touto skupinou. Očekává se, že rychlejší akvizice se projeví inhibicí odezvy ve studiích bez odměny, ale dvě skupiny s falešnými lézemi se v tomto měřítku nelišily.

Nezdá se, že by neschopnost naučit se úkoly spojené s párovou pamětí po lézích ATN byla způsobena špatnou inhibicí nebo narušeným senzorickým zpracováním. Potkani ATNlesion prokázali rychlé osvojení jak v úloze jednoduchého rozlišování objektů, tak v úloze prosté diskriminace zápachu, která byla stejná jako u potkanů ​​s falešnou lézí. Nároky úloh pro tyto jednoduché diskriminace byly identické s párovými přidruženými úlohami a využívaly stejné zařízení. Ze stejného důvodu je také nepravděpodobné, že by párový asociovaný deficit po lézích ATN byl způsoben prostým selháním pozornosti vůči jednotlivým použitým stimulům. ATN léze zhoršují schopnost naučit se sadu pozornosti a usnadňují extradimenzionální posuny, ale nemění trvalou pozornost nebo flexibilitu chování (Chudasama & Muir, 2001; Kinnavane a kol., 2019; Wright a kol., 2015). Rychlé osvojení jednoduchých diskriminací v aktuální úloze dráhy kontrastovalo s pomalejším osvojováním, když jsme trénovali předchozí skupinu krys na otevřené kruhové platformě, aby se naučili jednoduché rozlišování pachů a zejména jednoduché rozlišování objektů (Bell, 2007). Je tedy možné, že použití ranveje a explicitní omezení rušivých prostorových podnětů, plus aktivní interakce s objektem při hledání potravy, usnadnily pozornost k neprostorovým podnětům v současné studii.

Závažnost poškození léze při učení asociace mezi pachovými a objektovými podněty naznačuje, že tento úkol je silně závislý na integritě ATN. Tento důkaz je v rozporu s návrhem, že párová přidružená poškození po lézích ATN vyžadují použití multimodálních prostorových stimulů (Dumontet al., 2014; Nelson, 2021). Jedním z možných vysvětlení rozdílu mezi výsledkem v současné studii a výsledkem Dumonta et al. (2014) je, že diskrétní neprostorové podněty ve výukových úlohách bipodmínkové diskriminace, jako jsou specifické předměty nebo pachy, mohou představovat větší nároky na pozornost na vytvoření jedinečné integrované reprezentace ve srovnání s použitím obecného místního kontextu, jako je tepelné, vizuální ortaktilní místní prostředí. . Podobným způsobem může hluboká náchylnost prostorových spárovaných přidružených úkolů k poškození po lézích ATN také spoléhat na integraci relačních prostorových vodítek v kombinaci s význačným diskrétním vodítkem, protože získání jednoduché prostorové diskriminace jako takové bylo narušeno pouze částečně (Dumontet al. ., 2014; Gibb et al., 2006). Jedním neočekávaným zjištěním je, že krysy s lézemi ATN nevykazovaly žádný deficit, když se od nich vyžadovalo vybrat konkrétní místo v křížovém bludišti na základě podmíněného vizuálního podnětu v bodě volby (Sziklas & Petrides, 2007). V této situaci však byl podmíněný vztah určen jediným význačným vodítkem prezentovaným na jediném místě, které nemělo jednoznačnost nebo vnořené spojení s různými pozicemi správného prostorového umístění. To kontrastuje s úplným selháním potkanů ​​s lézí ATN, když se musely naučit asociaci objekt-místo, ve které musely vybrat jeden ze dvou správných objektů na základě jejich přiřazené polohy (Sziklas & Petrides, 1999).

Zjištění, že léze ATN způsobily hluboký deficit pachově-přidružené paměti, bez ohledu na přítomnost 10- stopy mezi stimuly, přispívá k našim dřívějším důkazům o deficitu pachově-přidružené paměti, když předmět a zápach byly prezentovány současně na platformě cheeseboard (Bell, 2007). Společně to naznačuje, že deficity paměti po lézích ATN na pachově-objektové párové asociační paměti jsou dalším příkladem toho, že léze ATN vždy neodrážejí vzor podmíněných deficitů asociativní paměti produkovaných lézemi hipokampálního systému (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Zatímco ATN léze mohou způsobit větší poruchy prostorové paměti než fornixové léze (Warburton & Aggleton, 1999), nebo deficity v úkolech objekt-místo a geometrické rozlišování, které se u fornixových lézí nenacházejí (Aggletonet al., 2009; Sziklas et al., 1998), je méně důkazů, že léze ATN mohou způsobit vážné poruchy paměti, intasy, které nejsou obecně ovlivněny lézemi hipokampální formace. Co se týče neprostorových arbitrárních asociací, důkaz, že hippocampus je kritický pouze tehdy, když je mezi dvěma stimuly použita 10-s stopa, byl odvozen porovnáním akvizice ve dvou různých úlohách. Gilbert a Kesner (2002) uvedli, že velké hippokampální léze nezhoršily přidruženou paměť spárovanou s objektem a pachem, když byly testovány na platformě tvarohové desky, na které byly oba stimuly prezentovány současně. Na podobné dráze jako my, ale s předmětem prezentovaným před vystavením zapáchajícímu písku které by mohly obsahovat areward, Kesner et al. (2005) prokázali, že dorzální léze CA1, ale nikoli léze CA3, produkovaly deficit při použití 10- stopového stavu.

Ani my, ani Kesner a kolegové jsme nezkoumali účinky hipokampálních lézí v úloze dráhy bez stopového stavu. Nemůžeme si tedy být jisti, že krysy s hipokampálními lézemi budou beze stopy, když budou trénovány na dráze pomocí našich postupů. Naše studie nicméně rozšiřuje předpovězenou souvislost mezi funkcí CA1 a časovým zpracováním v neprostorovém párovém asociovaném úkolu tím, že nalezla zvýšenou indorzální expresi Zif268 CA1 ve skupině s falešnými lézemi trénovanou pomocí 10- křivky ve vztahu k falešné lézi Žádná skupina stop. Naproti tomu průměrná exprese Zif268 v dorzálním CA1 byla nejnižší ve skupině se sledováním lézí ATN.

Existovaly také důkazy, i když slabší, že stopový stav u potkanů ​​s falešnými lézemi byl spojen se zvýšenou expresí Zif268 v povrchových vrstvách retrospleniálního kortexu. Vzorec různých behaviorálních výkonů ve skupinách s lézí a bez lézí při retenci činil nevhodný zkoumat souvislost mezi variacemi výkonu a variacemi v expresi Zif268. Stejně jako v předchozích studiích (Aggleton & Nelson, 2015; Perryet al., 2018) bylo nejsilnějším účinkem výrazné snížení exprese IEG po lézích ATN v retrospleniální kůře, zejména v povrchových vrstvách. Zdá se pravděpodobné, že toto zjištění je způsobeno ztrátou nebo snížením aktivity v přímých vstupech z ATN do RSC (Barnett et al., 2021).

Roste povědomí o tom, že léze ATN mohou mít vlivy přesahující poruchy prostorové paměti (Nelson, 2021; Wolff et al., 2006). Jedním z příkladů je, když léze ATN zpomalují osvojení neprostorově-attentionálně nastaveného učení, což může být způsobeno spíše funkčním vztahem mezi ATN a středními cingulárními oblastmi cingulární kůry než spojením mediální prefrontální kůry (Bubb et al., 2021; Wright et al., 2015). Pokud je nám však známo, tento úkol zaměřený na pozornost nebyl zkoumán s hipokampálními lézemi u potkanů. Jasnějším příkladem disociace mezi lézemi ATN a lézemi hippocampu je, že pouze první zranění zhoršuje procesy pozornosti spojené s latentní inhibicí (Nelson et al., 2018). Je možné, že ochuzená schopnost stanovit relevanci nebo predikci asociací stimul-stimul poskytuje sjednocující popis nejen učení sady pozornosti a latentní inhibice (viz Nelson et al., 2018), ale také případů zhoršeného párového asociovaného učení po lézích ATN. . Spíše než připisování role ATN z perspektivy buď hipokampálních (pro prostor a čas) nebo frontálních (pro pozornost) procesů, širší implikace je, že ATN může podporovat zpracování paměti tím, že aktivně organizuje pozornost k určitým třídám asociací stimul-stimul a jejich reprezentaci. napříč více mozkovými strukturami (Leszcynski & Staudigl, 2016). Jak přesně charakterizovat třídy zhoršené paměti, zůstává experimentální výzvou do budoucna. Z aktuální studie je jasné, že vysvětlení založená pouze na prostorové/neprostorové dichotomii nejsou schopna vysvětlit hluboké paměťové deficity, které lze nalézt v obou doménách po lézích ATN.

Naše zjištění přibližují účinky lézí ATN u krysího uzávěru s párovým zhoršením paměti při klinické amnézii po poranění osy mammillarybody-ATN (Rempel-Clower et al., 1996; Squireet al., 2020). Existuje však jasný rozdíl mezi pomalým získáváním párové přidružené paměti u intaktních potkanů ​​a rychlým získáváním párové přidružené paměti u lidí s neporušenými paměťovými systémy. Předpokládá se, že párové asociační úlohy odrážejí epizodickou paměť tím, že měří schopnost vytvářet jedinečné reprezentace více podnětů spíše než paměť pro jednotlivé složky (Crystal & Smith, 2014; Eichenbaum & Fortin, 2009). V naší studii však intaktní krysy vyžadovaly 4–5 týdnů a více než 300 tréninkových pokusů, než byly jasné důkazy o akvizici, což naznačuje, že úkol by mohl být u těchto krys více založený na pravidlech nebo sémantice.

Toto omezení by se dalo v budoucí práci obejít tím, že se nejprve intaktní krysy vycvičí na jednom nebo více neprostorových párových přidružených úkolech, než se otestuje získání nového páru pach-objekt po lézích ATN. Tímto způsobem by již bylo zavedeno obecné pravidlo vytváření asociace a možná by pak rychlost akvizice byla pro nový úkol u intaktních krys relativně rychlá. Navíc dočasné chemogenetické nebo optogenetické manipulace s ATN by mohly poskytnout příležitost prozkoumat dopad, který tato jádra mají na zpomalení akvizice spíše než na zabránění akvizici, nebo na jejich dopad na retenci spíše než akvizici. Bylo by také informativní zjistit, zda mnoho nebo jen některé neuronové projekce z ATN podporují tento příklad neprostorového párového asociovaného učení.

Neuroanatomické důkazy naznačují odlišný vzorec nervových spojení s limbickými a kortikálními paměťovými strukturami mezi třemi jádry ATN, tj. anterodorzálními jádry, anteroventrálními jádry a anteromediálními jádry (Bubb et al., 2017; Lomi et al., 2021; 2021 ). Kromě toho mají tato jádra složky ATN různé molekulární a elektrofyziologické charakteristiky, které mohou podporovat různé behaviorální funkce (Jankowski et al., 2013; Roy et al., 2021, 2022; Safariet al., 2020). Léze nebo genetické manipulace jednotlivých jader ATN by mohly poskytnout pohled na to, zda spárovaná asociovaná paměť závisí na jedné nebo více z AD, AV nebo AM. Může se stát, že dopad lézí ATN na tento úkol přednostně zahrnuje oblasti frontálního mozku a/nebo retrospleniální kortex a jejich příslušné zapojení do systémů založených na pravidlech a znalostech spíše než do paměti založené na událostech (Hunsaker & Kesner, 2018). Tyto problémy by také mohly být vyřešeny pomocí kontralaterálních odpojovacích lézí zahrnujících ATN, protože tento experimentální přístup byl použit k úspěšné demonstraci celosystémového vlivu ATN-hipokampální osy v prostorových úlohách (Dumont et al., 2010; Warburton et al., 2000, 2001 ).

Tato studie poskytuje jednoznačný důkaz, že léze ATN způsobují podstatné poruchy v neprostorovém párovém asociovaném učení a paměti, bez ohledu na přítomnost explicitní časové složky. Rozsáhlý trénink neprokázal žádné známky učení u těchto potkanů ​​s ATN lézí. Skutečnost, že došlo k relativně malému až minimálnímu poškození bezprostředně sousedících intralaminárních nebo mediodorzálních oblastí thalamu, naznačuje, že tato poškození byla specifická pro ATNlézi. Důkazy z těchto neprostorových párových asociačních úloh naznačují nový pohled na roli ATNas jako kritického uzlu v rámci „hippokampální-diencefalicko-cingulátní“ paměťové sítě (Bubb et al., 2017). To posiluje názor, že ATN nefunguje primárně jako přenos hipokampálních informací (Wolff & Vann, 2019). Místo toho může ATN aktivně řídit generování některých tříd libovolných paměťových reprezentací v mozku.

PODĚKOVÁNÍ

Tento výzkum byl podpořen výzkumnými granty a vybavením University of Canterbury a podporou rané kariéry (JJH) od Brain Research New Zealand – RangahauRoro Aotearoa. Publikování s otevřeným přístupem usnadněné University of Canterbury jako součást dohody Wiley - University of Canterbury prostřednictvím Rady australských univerzitních knihovníků.

REFERENCE

Aggleton, JP, Amin, E., Jenkins, TA, Pearce, JM, & Robinson, J. (2011). Léze v předních thalamických jádrech potkanů ​​nenarušují získávání učení sekvence stimulů. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 64(1), 65–73.https://doi.org/10.1080/17470218.2010.495407

Aggleton, JP, & Brown, MW (1999). Epizodická paměť, amnézie a osa hippocampal-anterior thalamic. Behavioral and Brain Sciences, 22(3), 425–444.https://doi.org/10.1017/s0140525x99002034

Aggleton, JP, & Nelson, AJD (2015). Proč léze v předních thalamických jádrech hlodavců způsobují tak závažné prostorové deficity? Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 54, 131–144.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2014.08.013

Aggleton, JP, Poirier, GL, Aggleton, HS, Vann, SD, & Pearce, JM (2009). Léze fornixu a předního thalamického jádra disociují různé aspekty prostorového učení závislého na hipokampu: Důsledky pro nervový základ učení scény. Behavioral Neuroscience, 123(3), 504–519.https://doi.org/10.1037/a0015404

Barnett, SC, Parr-Brownlie, LC, Perry, BA, Young, CK, Wicky, HE, Hughes, SM, McNaughton, N., & Dalrymple-Alford, JC (2021). Neurony předních thalamických jader udržují paměť. Aktuální výzkum v neurobiologii, 2, 100022.https://doi.org/10.1016/j.crneur.2021.100022

Bell, R. (2007). Přední a laterální thalamické léze v objektově pachově spárovaném asociovaném učení (nepublikovaná diplomová práce). University of Canterbury, Christchurch, Nový Zéland.

Bubb, EJ, Aggleton, JP, O'Mara, SM a Nelson, AJD (2021). Mozková kůra, 31(4), 2169–2186.https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa353

Bubb, EJ, Kinnavane, L., & Aggleton, JP (2017). Hipokampální-diencefalicko-cingulární sítě pro paměť a emoce: Anatomický průvodce. Brain and Neuroscience Advances, 1(1),1–20.https://doi.org/10.1177/2398212817723443

For more information:1950477648nn@gmail.com