Interaksi Antara Amygdala Dan Korteks Prefrontal Medial Sebagai Pengatur Hulu Hippocampus Untuk Menyatukan Semula Dan Meningkatkan Ingatan Pengelakan Perencatan yang Diperoleh

Untuk maklumat lanjut:ali.ma@wecistanche.com

Abstrak

Penyatuan semula ingatandifikirkan untuk mengekalkan atau meningkatkan sesuatuingatan asalatau menambah maklumat baharu pada ingatan. Diambil semulaingatan pengelakan perencatan (IA).dipertingkatkan melalui penyatuan semula ingatan dengan mengaktifkan ekspresi gen dalam amygdala, korteks prefrontal medial (mPFC), dan hippocampus, Walau bagaimanapun, masih tidak jelas bagaimana kawasan ini berinteraksi untuk menyatukan semula / meningkatkan memori IA Di sini kami mendapati interaksi antara amygdala dan mPFC sebagai huluan. pengawal selia hippocampus untuk IAingatanpenyatuan semula, Penyahaktifan farmakologi amygdala, mPFC, atau hippocampus sejurus selepas pengambilan memori IA menyekat peningkatan memori IA, Lebih penting lagi, penyahaktifan amygdala atau mPFC menyekat induksi c-Fos dalam amygdala, mPFC, dan hippocampus, manakala sekatan hippocampal menghalang ia hanya di hippocampus. Pemerhatian ini mencadangkan interaksi antara amygdala dan mPFC dan kedua-duanya berfungsi sebagai pengawal selia hulu hippocampus untuk menyatukan semula IAingatan.Penemuan kami mencadangkan mekanisme litar yang mendasari peningkatan memori IA melalui penyatuan semula antara amygdala, mPFC, dan hippocampus.

Kata kunci:Penyatuan semula ingatan, Amygdala, Korteks prefrontal medial, Hippocampus,Pengambilan semula ingatan, Peningkatan ingatan

Ingatanmendapatkan semula bukan proses pasif, sebaliknya membuka proses ingatan untuk mengubah suai dan/atau mengemas kini ingatan. Memori yang diambil menjadi labil dan distabilkan semula melalui penyatuan semula memori, yang memerlukan pengaktifan ekspresi gen [1-9]. Penyatuan semula ingatan difikirkan untuk mengekalkan atau meningkatkan ingatan asal atau menambah maklumat baharu pada ingatan [6, 8, 10–12]. Sebelum ini, kami menunjukkan bahawa ingatan penghindaran perencatan (IA) yang diambil dipertingkatkan melalui penyatuan semula memori, yang memerlukan ekspresi gen dalam amygdala, korteks prefrontal medial (mPFC), dan hippocampus [9]. Yang penting, perencatan sintesis protein dalam amygdala mengganggu ingatan IA yang diambil, manakala perencatan ini dalam mPFC atau hippocampus menyekat peningkatan memori IA tanpa gangguan, menunjukkan bahawa amigdala diperlukan untuk penyatuan semula / peningkatan memori IA, manakala mPFC dan hippocampus adalah diperlukan untuk peningkatannya. Penemuan ini menunjukkan bahawa rangkaian saraf antara amygdala, mPFC, dan hippocampus diperlukan untuk penyatuan semula / peningkatan memori IA, tetapi amygdala memainkan peranan yang berbeza daripada mPFC dan hippocampus. Walau bagaimanapun, masih tidak diketahui bagaimana kawasan otak ini berinteraksi untuk menyatukan semula/meningkatkan ingatan IA. Dalam kajian ini, kami mengkaji mekanisme yang mendasari penyatuan semula / peningkatan memori IA dengan mengkaji interaksi antara amygdala, mPFC, dan hippocampus berikutan pengambilan semula memori IA.

Klik untuk kesan Cistanche untuk ingatan

Kami pada mulanya mengkaji kesan penyahaktifan amygdala, mPFC (kawasan infralimbic dan prelimbic), atau hippocampus pada penyatuan semula/peningkatan memori IA menggunakan penyerapan mikro lidocaine penyekat saluran natrium (LIDO) ke kawasan ini (Rajah lac). Dalam tugas IA [9], tikus diletakkan di dalam petak cahaya. Pada 5 s selepas mereka memasuki petak gelap dari petak terang, renjatan kaki elektrik telah dihantar (Latihan). Tikus telah didedahkan semula kepada petak cahaya pada 24 jam selepas Latihan (Pengaktifan Semula) dan kependaman crossover mereka untuk memasuki petak gelap dinilai. Tikus-tikus itu dikembalikan ke sangkar rumah mereka sejurus selepas mereka memasuki petak gelap tanpa menerima kejutan kaki. Sejurus selepas Pengaktifan semula, tikus menerima penyerapan mikro LIDO atau kenderaan (VEH) ke dalam amygdala, mPFC, atau hippocampus. Selepas 48 jam, kependaman silang telah dinilai dua kali dengan selang 48 jam (PR-LTM-1 dan-2). Analisis varians berulang dua hala (ANOVA) mengenal pasti kesan ketara Dadah dan Dadah berbanding Masa (Gamb. lac; Fail tambahan 1). Selaras dengan kajian terdahulu kami [9], analisis Bonferroni post hoc mendedahkan bahawa kumpulan VEH menunjukkan peningkatan ketara kependaman silang pada PR-LTM-1 berbanding dengan Pengaktifan Semula, menunjukkan bahawa pengambilan semula memori IA dalam petak cahaya meningkatkan memori (Rajah . lac). Sebaliknya, kumpulan LIDO menunjukkan kependaman silang yang setanding dan kurang ketara pada PR-LTM-1 berbanding dengan Pengaktifan Semula dan kumpulan VEH, masing-masing, menunjukkan bahawa ketidakaktifan amygdala, mPFC atau hippocampus sejurus selepas Pengaktifan semula menyekat peningkatan memori IA (Gamb. lac). Yang penting, kumpulan LIDO menunjukkan kependaman silang yang lebih ketara dan setanding pada PR-LTM-2 berbanding PR-LTM-1 dan kumpulan VEH di PR-LTM-1, masing-masing, mencadangkan bahawa Kumpulan LIDO menunjukkan peningkatan memori IA pada PR-LTM-2 tanpa kehadiran mikro-infusi LIDO di PR-LTM-1. Secara kolektif, pemerhatian kami menunjukkan bahawa penyahaktifan kawasan ini oleh LIDO menyekat peningkatan memori IA yang disebabkan oleh pengambilan semula.

Kami seterusnya mengkaji kesan ketidakaktifan amygdala, mPFC, atau hippocampus oleh LIDO mikro-infusi pada induksi ekspresi c-Fos di kawasan lain selepas Pengaktifan semula menggunakan imunohistokimia [9]. Kami melakukan eksperimen yang sama seperti dalam Rajah. lac, kecuali ekspresi c-Fos dinilai pada 90 minit selepas kumpulan Pengaktifan Semula [Pengaktifan Semula (React)]. Kumpulan tanpa pengaktifan semula (No-react) telah dilatih, tetapi tidak didedahkan semula kepada petak cahaya. Bilangan sel c-Fos-positif dikira dalam amygdala, mPFC, dan hippocampus [9]. Yang penting, penyahaktifan amygdala atau mPFC dalam kumpulan React menghalang induksi ekspresi c-Fos di kawasan otak yang lain, walaupun penyahaktifan ini dalam kumpulan No-react tidak menjejaskan ekspresi c-Fos di kawasan otak yang lain (Rajah 1). LG, h). ANOVA dua hala mengenal pasti interaksi Ubat lwn. Pengaktifan semula (Pendedahan Semula atau Tiada pendedahan semula) yang ketara dalam hippocampus (CA1 dan CA3), amygdala (kawasan sisi dan basolateral), dan mPFC (kawasan pra-limbik dan infralimbik)( Fail tambahan 1). Kumpulan React yang diselitkan dengan VEH ke dalam amygdala atau mPFC menunjukkan induksi c-Fos yang ketara dalam amygdala, mPFC, dan hippocampus berbanding kumpulan No-react. Sebaliknya, kumpulan React yang diselitkan dengan LIDO ke dalam amygdala atau mPFC menunjukkan tahap ekspresi c-Fos yang jauh lebih rendah di kawasan otak berbanding dengan kumpulan React-VEH. Pemerhatian ini menunjukkan bahawa penyahaktifan mPFC atau amygdala menghalang induksi c-Fos dalam amygdala, mPFC, dan hippocampus.

Rajah 1 Kesan ketidakaktifan amygdala, mPFC, atau hippocampus pada induksi ekspresi c-Fos. a–c Penyerapan mikro LIDO ke dalam amigdala (a VEH, n=8, LIDO, n=11), mPFC (b VEH, n=9, LIDO, n{{6 }}) atau hippocampus (c VEH, n=10, LIDO, n=9). *hlm<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="">

Sebaliknya, ketidakaktifan hippocampus menghalang induksi c-Fos hanya di kawasan CA1 dan CA3 hippocampus, tanpa menjejaskan ekspresi c-Fos dalam amygdala dan mPFC (Rajah li). ANOVA dua hala mengenal pasti interaksi Ubat vs. Pengaktifan semula yang ketara dalam hippocampus (CAl dan CA3), tetapi bukan amygdala dan mPFC (Fail tambahan 1). Kumpulan Te React yang diselitkan dengan VEH ke dalam hippocampus menunjukkan induksi c-Fos yang ketara dalam amygdala, mPFC, dan hippocampus berbanding kumpulan No-react. Sebaliknya, kumpulan React-LIDO menunjukkan tahap ekspresi c-Fos yang jauh lebih rendah dalam hippocampus, tetapi menunjukkan ekspresi yang setanding dalam amygdala dan mPFC, berbanding kumpulan React-VEH. Pemerhatian ini menunjukkan bahawa ketidakaktifan hippocampus gagal mempengaruhi ekspresi c-Fos di dua kawasan lain. Secara kolektif, data kami mencadangkan bahawa amygdala dan mPFC berinteraksi antara satu sama lain dan berfungsi sebagai pengawal selia hulu hippocampus.

Kami sebelum ini menunjukkan bahawa amygdala diperlukan untuk penyatuan semula memori IA, manakala mPFC dan hippocampus diperlukan untuk peningkatannya, tetapi bukan penyatuan semula [9], menunjukkan bahawa amygdala memainkan peranan penting dalam penyatuan semula / peningkatan memori IA selepas pengambilan semula. Walau bagaimanapun, kajian semasa menunjukkan bahawa amygdala dan mPFC menyumbang sama kepada penyatuan semula / peningkatan memori IA dengan berinteraksi antara satu sama lain.

Pemerhatian kami mencadangkan bahawa hippocampus menyumbang kepada peningkatan memori IA selepas pengambilan semula sebagai pengawal selia hiliran amygdala dan mPFC. Walaupun hippocampus menerima input langsung daripada amygdala [13], ia masih tidak diketahui bagaimana mPFC mengawal hippocampus, kerana hippocampus tidak menerima input langsung daripada mPFC. Hippocampus boleh dikawal secara tidak langsung oleh mPFCvia amygdala. Adalah penting untuk mengenal pasti litar saraf yang mengantara input daripada mPFC ke hippocampus.

Ringkasnya, pemerhatian kami mencadangkan bahawa amygdala dan mPFC berinteraksi antara satu sama lain dan berfungsi sebagai pengawal selia huluan hippocampus untuk menyatukan semula / meningkatkan memori IA yang diambil dan rangkaian saraf di antara kawasan ini mengawal penyatuan semula / peningkatan memori IA.