Rhyngweithiadau Rhwng Cortex Amygdala a Medial Prefrontal Fel Rheolyddion Uwchffrwd y Hippocampus I Ad-drefnu a Gwella Cof Osgoi Atal a Adferwyd

I gael rhagor o wybodaeth:ali.ma@wecistanche.com

Haniaethol

Ad-drefnu'r cofcredir ei fod yn cynnal neu'n gwellacof gwreiddiolneu ychwanegu gwybodaeth newydd at y cof. Hadalwcof osgoi atal (IA)yn cael ei wella drwy ad-drefnu'r cof drwy actifadu mynegiant genynnau yn yr amygdala, cortex rhagflas cyfryngol (mPFC), a hippocampus, Fodd bynnag, mae'n dal yn aneglur sut mae'r rhanbarthau hyn yn rhyngweithio i ail-lunio/gwella cof IA Yma gwelsom y rhyngweithio rhwng yr amygdala a'r mPFC fel rheoleiddwyr i fyny'r afon o'r hippocampws ar gyfer IAcofad-drefnu, diffyg gweithredu Ffarmacolegol o'r amygdala, mPFC, neu hippocampus yn union ar ôl i'r cof IA gael ei adfer wedi rhwystro gwella cof IA, Yn bwysicach na hynny, diffyg gweithredu'r amygdala neu mPFCb cloi'r ymsefydlu c-Fos yn yr amygdala, mPFC, a hippocampus, tra bod blocâd hippocampal yn ei rwystro yn y hippocampws yn unig. Mae'r arsylwadau hyn yn awgrymu rhyngweithio rhwng yr amygdala a'r mPFC ac mae'r ddau ohonynt yn gweithredu fel rheolyddion i fyny'r afon o'r hippocampus i ail-lunio IAcof.Mae ein canfyddiadau'n awgrymu mecanweithiau cylchedau sy'n sail i wella cof IA drwy ail-lunio rhwng yr amygdala, mPFC, a hippocampus.

Allweddeiriau:Ad-drefnu'r cof, Amygdala, cortex rhagflas Medial, Hippocampus,Adalw'r cof, Gwella'r cof

Cofnid yw adalw yn broses oddefol, ond yn hytrach mae'n agor prosesau cof i addasu a/neu ddiweddaru cof. Mae cof wedi'i adfer yn dod yn labile ac yn cael ei ail-sefydlogi drwy ail-lunio cof, sy'n gofyn am actifadu mynegiant genynnau [1–9]. Credir bod ailgyflunio cof yn cynnal neu'n gwella cof gwreiddiol neu'n ychwanegu gwybodaeth newydd at y cof [6, 8, 10–12]. Yn y gorffennol, dangoswyd bod cof osgoi atal a adferwyd (IA) yn cael ei wella drwy ail-lunio cof, sy'n gofyn am fynegiant genynnau yn yr amygdala, cortex rhagflas cyfryngol (mPFC), a hippocampus [9]. Yn bwysig, mae atal synthesis protein yn yr amygdala yn tarfu ar gof IA a adferwyd, tra bod yr ataliad hwn yn y blociau mPFC neu hippocampus yn rhwystro gwella cof IA heb darfu, gan awgrymu bod angen yr amygdala ar gyfer ailgyflunio/gwella cof IA, tra bod angen y mPFC a'r hippocampws er mwyn ei wella. Mae'r canfyddiadau hyn yn awgrymu bod angen y rhwydweithiau niwral rhwng yr amygdala, mPFC, a hippocampus ar gyfer ailgyflunio/gwella cof IA, ond mae'r amygdala yn chwarae rolau gwahanol o'r mPFC a'r hippocampws. Fodd bynnag, nid yw'n hysbys sut y mae'r rhanbarthau ymennydd hyn yn rhyngweithio i ail-lunio/gwella cof IA. Yn yr astudiaeth hon, buom yn archwilio'r mecanweithiau sy'n sail i ail-lunio/gwella cof yr IA drwy archwilio'r rhyngweithio rhwng yr amygdala, mPFC, a hippocampus yn dilyn adalw cof yr IA.

Cliciwch i Cistanche effeithiau er cof

I ddechrau, buom yn archwilio effeithiau diffyg gweithredu'r amygdala, mPFC (rhanbarthau tor-calch a rhaglimbig), neu hippocampus ar ail-lunio/gwella cof IA gan ddefnyddio micro-trwythiad o lidocaine (LIDO) y sianel sodiwm i'r rhanbarthau hyn (Ffig. lac). Yn y dasg IA [9], gosodwyd y llygod yn y compartment golau. Am 5 s ar ôl iddynt fynd i mewn i'r compartment tywyll o'r compartment golau, darparwyd traed trydanol (Hyfforddiant). Cafodd y llygod ei ail-amlygu i'r compartment golau am 24 h ar ôl Hyfforddiant (Reactivation) ac aseswyd eu hwyrni croesi i fynd i mewn i'r compartment tywyll. Dychwelwyd y llygod i'w cewyll cartref yn syth ar ôl iddynt fynd i mewn i'r compartment tywyll heb dderbyn traed. Yn union ar ôl Reactivation, derbyniodd y llygod ficro-drwythiad o LIDO neu gerbyd (VEH) i'r amygdala, mPFC, neu hippocampus. Ar ôl 48 h, aseswyd hwyrni croesi ddwywaith gyda bwlch o 48 h (PR-LTM-1 a-2). Nododd dadansoddiad ailadroddus dwy ffordd o amrywiant (ANOVA) effeithiau sylweddol Cyffuriau a Chyffuriau vs. Amser (Ffig. lac; Ffeil ychwanegol 1). Yn gyson â'n hastudiaeth flaenorol [9], datgelodd dadansoddiad ôl-hoc Bonferroni fod y grwpiau VEH yn dangos cynnydd sylweddol yn y chwydd croesfannau yn PR-LTM-1 o'i gymharu â Reactivation, sy'n dangos bod adalw cof IA yn y compartment golau yn gwella'r cof (Ffig. lac). I'r gwrthwyneb, dangosodd y grwpiau LIDO fod y grwpiau'n debyg ac yn llawer llai croes yn PR-LTM-1 o'i gymharu â Reactivation a'r grwpiau VEH, yn y drefn honno, sy'n dangos bod diffyg gweithredu'r amygdala, mPFC, neu hippocampus yn syth ar ôl blociau Reactivation i wella cof IA (Ffig. lac). Yn bwysig, dangosodd y grwpiau LIDO gryn dipyn yn fwy a'r gallu i groesi'n gymaradwy yn PR-LTM-2 o'i gymharu â PR-LTM-1 a'r grwpiau VEH yn PR-LTM-1, yn y drefn honno, gan awgrymu bod y grwpiau LIDO yn dangos gwelliant cof IA yn PR-LTM-2 yn absenoldeb micro-chwyddiant LIDO yn PR-LTM-1. Gyda'i gilydd, nododd ein harsylwadau fod diffyg gweithredu'r rhanbarthau hyn gan LIDO wedi rhwystro gwella cof IA a ysgogwyd gan adalw.

Buom yn archwilio nesaf effeithiau diffyg gweithredu'r amygdala, mPFC, neu hippocampws gan micro-chwyddiant LIDO ar sefydlu mynegiant c-Fos yn y rhanbarthau eraill yn dilyn Reactivation gan ddefnyddio imiwnhistochemistry [9]. Gwnaethom berfformio arbrawf tebyg fel yn Ffig. lac, ac eithrio bod mynegiant c-Fos wedi'i asesu ar 90 munud ar ôl grwpiau Reactivation [Reactivation (React). Hyfforddwyd y grwpiau dim adweithio (Dim ymateb), ond nid oeddent yn cael eu hail-amlygu i'r compartment golau. Cyfrifwyd nifer y celloedd c-Fos-gadarnhaol yn yr amygdala, mPFC, a hippocampus [9]. Yn bwysig, roedd diffyg gweithredu'r amygdala neu'r mPFC yn y grwpiau React yn llesteirio'r broses o sefydlu mynegiant c-Fos yn rhanbarthau eraill yr ymennydd, er nad oedd y diffyg gweithredu hwn yn y grwpiau Dim ymateb yn effeithio ar fynegiant c-Fos yn rhanbarthau eraill yr ymennydd (Ffig. LG, h). Nododd ANOVA ddwy ffordd Gyffuriau sylweddol vs. Ail-amlygiad (Ail-amlygiad neu Dim ail-amlygiad)rhyngweithio yn y hippocampus(CA1 a CA3), amygdala (rhanbarthau ochrol a basolateral), a mPFC (rhanbarthau cyn-limbig a thor-calch)(Ffeil ychwanegol 1). Dangosodd y grwpiau React a gafodd eu trwytho gyda VEH i'r amygdala neu mPFC ymsefydlu sylweddol c-Fos yn yr amygdala, mPFC, a hippocampus o'i gymharu â'r grwpiau Dim ymateb. I'r gwrthwyneb, dangosodd y grwpiau React a oedd wedi'u trwytho gyda LIDO i'r amygdala neu mPFC lefelau sylweddol is o fynegiant c-Fos yn rhanbarthau'r ymennydd o'i gymharu â'r grwpiau React-VEH. Mae'r arsylwadau hyn yn dangos bod diffyg gweithredu'r mPFC neu amygdala yn llesteirio ymsefydlu c-Fos yn yr amygdala, mPFC, a hippocampus.

Ffig. 1 Efects o ddiffyg gweithredu'r amygdala, mPFC, neu hippocampus ar sefydlu mynegiant c-Fos. a–c Micro-infusion o LIDO i'r amygdala (VEH, n=8, LIDO, n=11), mPFC (b VEH, n=9, LIDO, n=9) neu hippocampus (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="">

I'r gwrthwyneb, dim ond yn rhanbarthau CA1 a CA3 o'r hippocampus y mae diffyg gweithredu'r hippocampus yn llesteirio ymsefydlu c-Fos, heb effeithio ar fynegiant c-Fos yn yr amygdala a'r mPFC (Ffig. li). Nododd ANOVA ddwy ffordd gyffuriau sylweddol vs. Rhyngweithio yn y hippocampus (CAl a CA3), ond nid amygdala a mPFC (Ffeil ychwanegol 1). Dangosodd grŵp Te React gyda VEH i'r hippocampus ymsefydlu sylweddol c-Fos yn yr amygdala, mPFC, a hippocampus o'i gymharu â'r grwpiau Dim ymateb. I'r gwrthwyneb, dangosodd grŵp React-LIDO lefelau sylweddol is o fynegiant c-Fos yn y hippocampus, ond dangosodd fynegiant tebyg yn yr amygdala a'r mPFC, o'i gymharu â'r grŵp React-VEH. Mae'r arsylwadau hyn yn dangos bod diffyg gweithredu'r hippocampws wedi methu ag effeithio ar fynegiant c-Fos yn y ddau ranbarth arall. Gyda'i gilydd, mae ein data'n awgrymu bod yr amygdala a'r mPFC yn rhyngweithio â'i gilydd ac yn gweithredu fel rheolyddion i fyny'r afon o'r hippocampws.

Dangoswyd o'r blaen fod angen yr amygdala ar gyfer ail-lunio cof yr IA, tra bod angen y mPFC a'r hippocampus ar gyfer ei wella, ond nid ail-lunio[9], gan awgrymu bod yr amygdala yn chwarae rhan ganolog mewn ailgyflunio/gwella cof IA ar ôl adalw. Fodd bynnag, dangosodd yr astudiaeth gyfredol fod yr amygdala a'r mPFC yn cyfrannu'n gyfartal at ail-lunio/gwella cof yr IA drwy ryngweithio â'i gilydd.

Mae ein harsylwadau'n awgrymu bod y hippocampws yn cyfrannu at wella cof IA ar ôl adalw fel rheoleiddiwr i lawr yr afon o'r amygdala a mPFC. Er bod y hippocampws yn cael mewnbwn uniongyrchol gan yr amygdala [13], nid yw'n hysbys sut mae'r mPFC yn rheoleiddio'r hippocampws, gan nad yw'r hippocampws yn cael mewnbwn uniongyrchol gan y mPFC. Gall y hippocampus gael ei reoleiddio'n anuniongyrchol gan y mPFCvia yr amygdala. Mae'n bwysig nodi'r cylchedau niwral sy'n cyfryngu mewnbwn o'r mPFC i'r hippocampws.

I grynhoi, mae ein harsylwadau'n awgrymu bod yr amygdala a'r mPFC yn rhyngweithio â'i gilydd ac yn gweithredu fel rheoleiddwyr i fyny'r afon o'r hippocampus i ail-lunio/gwella cof IA a adferwyd a bod rhwydweithiau niwral ymhlith y rhanbarthau hyn yn rheoleiddio ail-lunio/gwella cof IA.