Mae Dysgu Rhag Ofn yn Galluogi Cymhathu Atgofion Ofn Newydd yn Gyflym i Rwydweithiau Cortigol Rhan 2

Mae dysgu ofn cyd-destunol blaenorol yn galluogi'r cortecs cingulate blaenorol i amgodio atgofion newydd ar unwaith

Hyd yn hyn, rydym wedi ymchwilio i ddeinameg cydgrynhoi systemau mewn atgofion ofn clywedol. Fodd bynnag, daw'r model o gyfuno system yn bennaf o astudiaethau ar gof sy'n dibynnu ar hippocampus.

Mae ofn clywedol yn broblem seicolegol gyffredin iawn a all gael effaith fawr ar fywydau beunyddiol pobl. Pan fydd ffobia clywedol yn digwydd, gall pobl deimlo'n anghyfforddus iawn, a gallant hyd yn oed achosi problemau iechyd amrywiol. Ond ar yr un pryd, mae yna hefyd arbrofion sy'n profi y gallai ofn clywedol wella'r cof hefyd.

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr wedi canfod bod pobl â ffobia clywedol yn fwy sylwgar a sensitif nag eraill. Mae eu hymennydd yn ymateb yn gryfach ac yn gyflymach i symbyliad sain. Mae'r adwaith hwn yn eu gwneud yn fwy sensitif i'r synau yn eu bywydau. Mewn rhai achosion, maent yn gallu prosesu amrywiaeth o wybodaeth yn well a hyd yn oed gael ciwiau mwy defnyddiol o'r synau, gan wella eu cof cyffredinol o bosibl.

Pan fydd person mewn cyflwr emosiynol llawn tyndra neu orbryderus, mae'r ymennydd yn rhyddhau sylwedd o'r enw adrenalin. Gall y sylwedd hwn hyrwyddo gweithgaredd niwronau'r ymennydd a chynyddu crynodiad pobl. Felly, yn ystod cyflwr ofn clywedol, mae rhyddhau adrenalin yn arwain at fwy o ganolbwyntio a chof yn y gwrandäwr.

Ar yr un pryd, pan fydd yr ysgogiad ofn clywedol yn parhau, gall yr ymennydd addasu i'r ysgogiad hwn trwy adeiladu cof dyfnach o'r sain. Gall y cof hwn helpu cleifion i ymateb yn well i wahanol ysgogiadau sain, gan ganiatáu iddynt ddod yn fwy hyderus ac annibynnol.

Felly, er y gall ofn clywedol achosi llawer o anghyfleustra ym mywydau beunyddiol pobl, gall hefyd gael effaith gadarnhaol ar y cof. Pan fydd pobl yn dysgu sut i ddelio â'r broblem seicolegol hon, gallant oresgyn eu hofnau a hyd yn oed elwa ohonynt. Mae hyn hefyd yn ein hatgoffa y dylem edrych ar broblemau seicolegol yn gywir, rhoi sylw i iechyd meddwl, a defnyddio agwedd gadarnhaol i ddelio ag anawsterau i wella ein bywydau. Gellir gweld bod angen i ni wella ein cof. Gall Cistanche deserticola wella cof yn sylweddol, oherwydd gall Cistanche deserticola hefyd reoleiddio cydbwysedd niwrodrosglwyddyddion, megis cynyddu lefelau acetylcholine a ffactorau twf. Mae'r sylweddau hyn yn bwysig iawn ar gyfer cof a dysgu. Yn ogystal, gall cig hefyd wella llif y gwaed a hyrwyddo darpariaeth ocsigen, a all sicrhau bod yr ymennydd yn derbyn digon o faetholion ac egni, gan wella bywiogrwydd a dygnwch yr ymennydd.

Cliciwch gwybod atchwanegiadau i wella cof

Credir bod yr atgofion hyn yn cael eu ffurfio i ddechrau ar y lefelau hippocampal a cortigol. Dros amser, mae'r cydadwaith cydgysylltiedig rhwng yr hippocampus a rhwydweithiau cortigol yn arwain at ailfodelu graddol o gylchedau cortigol sydd yn y pen draw yn storio atgofion anghysbell [1-5]. Yn unol â hyn, mewn anifeiliaid naïf, mae atgofion ofn sy'n dibynnu ar hippocampal, sef atgofion ofn cyd-destunol, yn dibynnu i ddechrau ar yr hippocampus ac yn dod yn gynyddol ddibynnol ar rwydwaith cortigol sy'n cwmpasu'r ACC a'r cortecs rhagflaenol [1,2,6-8 ].

Fe wnaethom felly ystyried a oedd yr ad-drefnu hwn sy'n dibynnu ar amser wedi digwydd yn wahanol pe bai system o gydgrynhoi cof blaenorol wedi digwydd yn flaenorol. Hyfforddwyd llygod mawr i gysylltu'r cyd-destun â'r Unol Daleithiau. Bythefnos ynghynt, roedd grŵp 1 o lygod mawr wedi dysgu cysylltiad arall rhwng cyd-destun gwahanol a'r Unol Daleithiau (CtxA-CtxB), tra bod grŵp arall wedi derbyn ysgogiadau poenus ar unwaith yn unig a oedd yn rhwystro dysgu ofn cyd-destunol (sioc-CtxB) (S1A Ffig). Chwistrellwyd anifeiliaid â CNQX neu halwynog i'r ACC am 24 awr ar ôl dysgu cyd-destunol (Ffig 4A ac S1B).

Yn unol ag astudiaethau blaenorol [1,6,8], roedd anactifadu ACC mewn anifeiliaid nad oeddent wedi dysgu cysylltiad ofn arall yn flaenorol wedi gadael rhewi i'r CtxB heb ei effeithio, gan awgrymu felly nad oedd y driniaeth hon yn effeithio ar y cof diweddar. Fodd bynnag, yn debyg i'r data a gafwyd mewn dysgu ofn clywedol, gostyngodd anactifadu'r ACC i'r CtxB diweddar mewn llygod mawr a oedd wedi dysgu cysylltiad ofn cyd-destunol blaenorol (Ffig 4B a 4C).

Roedd y ffenomen hon yn gysylltiedig yn achosol â datblygiad y system araf o atgyfnerthu'r cof cyntaf oherwydd ei fod yn absennol mewn anifeiliaid lle'r oedd y ddau ddigwyddiad ofn wedi'u gwahanu gan ddim ond 7 neu 24 h, ac yn y rhai lle cafodd y PGC ei anactifadu 24 h ar ôl y ddau. dysgu ofn cyd-destunol cyntaf a'r ail. Ar ben hynny, roedd yn absennol mewn llygod mawr a brofodd archwilio'r cyd-destun cyntaf yn absenoldeb unrhyw USs (grŵp Cyd-destun-CtxB) (Ffig 4D a 4E).

Yn hollbwysig, roedd anactifadu'r ACC 1 h ar ôl dysgu hefyd yn effeithio ar y cof ofn diweddar (Ffig 4F a 4G). Ar yr adeg hon, gostyngodd gweinyddiaeth anisomycin rewi i'r CtxB mewn anifeiliaid a oedd wedi profi dysgu ofn cyd-destunol blaenorol (Ffig 4H a 4I). Mae'r data hyn yn cefnogi'r syniad, unwaith y bydd digwyddiad ofn cyntaf wedi'i gofio, bod y neocortex yn dod yn hanfodol ar gyfer atgofion newydd ar unwaith, trwy ddefnyddio'r mecanweithiau cydgrynhoi synaptig yn unig.

Mae dysgu ofn cyd-destunol blaenorol yn ad-drefnu rhagamcanion ACC-i-BLA fel eu bod yn cefnogi atgofion diweddar

Gwnaethom archwilio nesaf a all y cysylltedd niwral sy'n cael ei recriwtio wrth gadw cof o bell mewn anifeiliaid naïf hefyd gymryd rhan yn y cadw cof diweddar mewn anifeiliaid a oedd wedi dysgu cof ofn cyd-destunol arall yn flaenorol. I'r perwyl hwn, buom yn ymchwilio i gynnwys rhagamcanion gan y PGC i'r BLA o ran cadw atgofion cyd-destunol diweddar ac anghysbell.

Dangosodd astudiaeth flaenorol fod ataliad optogenetig o derfynellau axon a ragamcanwyd o'r cortecs rhagflaenol i'r BLA â nam ar y cyd-destun ofn cadw cof ar bwyntiau amser anghysbell ond nid diweddar mewn anifeiliaid naïf [7]. Chwistrellwyd y fector firaol adeno-gysylltiedig (AAV5-CaMKIIa-eNpHR3.0-mCherry) neu'r fector rheoli (AAV5-CaMKIIa-mCherry) i'r ACC mewn 2 grŵp, fel yn yr arbrofion a ddisgrifiwyd uchod (Ffigyrau 5A–5C ac S3C). Roedd ataliad optogenetig o derfynellau ACC yn y BLA yn ystod y cadw cof ofn cyd-destunol diweddar yn amharu ar rewi i'r CtxB mewn anifeiliaid a chwistrellwyd ag eNpHR3 yn unig. ).

Yn y grŵp hwn, achosodd yr ataliad dilynol o derfynellau ACC yn y BLA hefyd ostyngiad sylweddol mewn rhewi i'r CtxA, gan awgrymu ei fod hefyd yn effeithio ar gadw'r gymdeithas cyd-destun anghysbell-UDA (Ffig 5E). Mae'r canlyniadau hyn yn cefnogi'r syniad bod yr un llwybr niwral yn hanfodol ar gyfer cadw cof anghysbell y digwyddiad ofn cyntaf ac atgofion diweddar o ddigwyddiadau tebyg newydd. Mae'r data hyn hefyd yn awgrymu bod aildrefnu llwybrau cortigol sy'n disgyn i'r BLA, a achosir gan y cof cyntaf, yn broses gyffredin ar gyfer atgofion clywedol a chyd-destunol o ofn.

Ar ôl dysgu ofn blaenorol, mae'r hipocampws dorsal a'r ACC ill dau yn angenrheidiol ar gyfer ffurfio atgofion newydd.

Mae'r canfyddiadau hyn yn codi'r cwestiwn a yw'r hippocampus yn ffurfio atgofion newydd hyd yn oed os yw dysgu ofn cyd-destunol blaenorol wedi digwydd. Fel arall, gallai'r cortecs ffurfio atgofion newydd, hyd yn oed yn absenoldeb yr hippocampus. I ateb y cwestiynau hyn, fe wnaethom anactifadu'r hippocampus 1 h ar ôl dysgu ofn cyd-destunol mewn 2 grŵp tebyg i'r arbrofion uchod.

Gan fod y rhan fwyaf o'r llenyddiaeth ar gydgrynhoi systemau yn dod o astudiaethau lle cafodd yr hippocampus ei ddinistrio'n barhaol, fe ddechreuon ni trwy friwio'r hippocampus dorsal 1 h ar ôl dysgu (Ffig 6A–6C). Achosodd briwiau hippocampal ostyngiad sylweddol yn y rhewbwynt i'r CtxB yn y ddau grŵp (Ffig 6C). Oherwydd y gallai briwiau excitotoxic ymyrryd dros dro â gweithgaredd rhanbarthau ymennydd y tu allan i'r hippocampus, fel yr ACC, fe wnaethom ailadrodd yr arbrawf hwn trwy anactifadu'r hipocampws dorsal gyda CNQX i rwystro derbynyddion glwtamad AMPA lleol a chanfod effeithiau amnesig yn y ddau grŵp (Ffig 6D a 6E ).

Dangosodd y canlyniadau hyn fod yr hippocampus yn angenrheidiol ar gyfer ffurfio atgofion cyd-destunol newydd, ni waeth a oedd dysgu ofn blaenorol wedi digwydd. Ynghyd â’r canlyniadau uchod, mae’r data hyn hefyd yn dangos, mewn anifeiliaid sydd wedi dysgu am ddigwyddiad ofn cyd-destunol blaenorol, bod yr hippocampus a’r ACC yn angenrheidiol i ffurfio atgofion ofn diweddar, ac ni all y naill na’r llall o’r safleoedd hyn yn unig gefnogi ffurfio cof yn absenoldeb. o'r llall.

Yna fe wnaethom ymchwilio i gwrs amser cyfranogiad hippocampal trwy ohirio briwiau hippocampal i 1 wythnos ar ôl dysgu. Yn unol â chanfyddiadau blaenorol [46], roedd briwiau hippocampal yn dal i effeithio ar ffurfio cof mewn anifeiliaid nad oeddent erioed wedi dysgu cymdeithasau ofn eraill o'r blaen. I’r gwrthwyneb, yn y grŵp a oedd wedi dysgu digwyddiad ofn blaenorol, nid oedd briwiau hippocampal yn effeithio ar gadw cof (Ffig 6F a 6G), sy’n awgrymu bod cof ofn blaenorol yn byrhau’r ffenestr amser o gyfranogiad hippocampal (o 2 wythnos i 1 wythnos), fel arsylwyd hefyd ar gyfer dysgu gofodol [3,20,21].

Trafodaeth

Yn yr astudiaeth bresennol, canfuom fod cydgrynhoi system flaenorol o gof ofn clywedol yn galluogi'r Te2 i amgodio cof ofn clywedol newydd ar unwaith trwy gydgrynhoi synaptig. Ar ben hynny, mae'r rhagamcanion disgynnol o'r Te2 i'r BLA a gafodd eu rhoi ar waith yn ystod y broses o atgyfnerthu dysgu blaenorol yn dod yn angenrheidiol wrth ffurfio atgofion ofn clywedol newydd.

Gwelwyd canlyniadau tebyg mewn dysgu ofn cyd-destunol dibynnol ar hippocampus. Yn y dasg olaf, canfuom hefyd fod dysgu blaenorol yn byrhau hyd cyfranogiad hipocampal mewn dysgu ofn cyd-destunol diweddar. Gyda'i gilydd, mae ein canfyddiadau'n awgrymu bod dysgu blaenorol yn ad-drefnu cylchedau'r ymennydd fel y bydd gwybodaeth gyfatebol newydd yn cael ei dysgu ar unwaith mewn strwythurau cortigol.

Mae'r cysyniad presennol o gydgrynhoi system o atgofion dibynnol hippocampal yn rhagdybio bod yr hippocampus yn cymryd rhan mewn modd â therfyn amser a bod proses raddol gydredol o ad-drefnu cylched yr ymennydd yn digwydd dros amser fel bod rhwydweithiau cortigol yn dod yn fwyfwy pwysig [1-5].

Er bod damcaniaethau amgen hefyd yn bodoli [47], mae nifer o astudiaethau'n cefnogi rôl gyfyngedig dros dro yr hippocampus mewn prosesau cof mewn modelau dynol ac anifeiliaid [1-3]. I'r gwrthwyneb, mae ad-drefnu cylchedau ymennydd sy'n cefnogi cof dros amser wedi'i ddangos yn bennaf mewn modelau anifeiliaid tra bod tystiolaeth mewn bodau dynol yn fwy dadleuol [3].

Dangosodd rhai astudiaethau fod gweithgaredd hippocampal yn ystod adalw cof mewn bodau dynol yn lleihau'n raddol dros wythnosau a misoedd, tra bod gweithgaredd yn y rhanbarth rhagflaenol medial fentrol [48], yn y neocortex amser [49], neu gysylltedd ymhlith ardaloedd cortigol [48] wedi cynyddu'n sylweddol. I'r gwrthwyneb, dangosodd astudiaethau mwy diweddar, er bod gweithgaredd hippocampal wedi dirywio wrth i amser fynd heibio, roedd gweithgaredd cortigol yn aros yn sefydlog dros amser [50] neu'n gostwng hefyd [51]. Cafwyd tystiolaeth fwy cyson am ad-drefnu cylchedau ymennydd sy'n cefnogi cof dros amser mewn anifeiliaid [1-3]. Perfformiwyd yr astudiaethau hyn ar anifeiliaid naïf arbrofol.

Trwy ymchwilio i'r mater hwn mewn anifeiliaid sydd wedi ffurfio cof ofn blaenorol, canfuom fod yr hippocampus yn angenrheidiol ar gyfer ffurfio atgofion newydd, ni waeth a oedd dysgu ofn blaenorol wedi digwydd. Fodd bynnag, mae ad-drefnu cylchedau ymennydd a ysgogwyd gan y dysgu cyntaf yn galluogi'r neocortex i amgodio atgofion newydd ar unwaith, yn syml trwy fecanweithiau cellog cydgrynhoi synaptig. Mae'r ffenomen hon yn berthnasol i atgofion ofn sy'n ddibynnol ar hippocampal ac -annibynnol ac fe'i hysgogwyd yn benodol gan y cydgrynhoi system araf a ysgogwyd gan y digwyddiad dysgu cychwynnol.

Roedd yn absennol mewn llygod mawr lle'r oedd y 2 dreial dysgu yn agos at ei gilydd dros dro (ychydig oriau neu 1 diwrnod) ac yn y rhai hynny lle'r oedd anweithredol cortigol ar ôl y digwyddiad dysgu cyntaf yn atal aildrefnu'r cortecs a'i gyfranogiad dilynol mewn cymhathiad cyflym o rai newydd. atgofion. Ar ben hynny, unwaith y bydd y dysgu ofn cyntaf wedi ad-drefnu cysylltedd yr ymennydd, mae'r llwybrau sy'n disgyn o'r cortecs i'r BLA nid yn unig yn angenrheidiol ar gyfer cadw atgofion anghysbell fel mewn llygod mawr naïf ond hefyd ar gyfer rhai diweddar. Rydym yn dod i'r casgliad, os yw cof analog wedi'i amgodio o'r blaen, bod ad-drefnu cylchedau'r ymennydd eisoes wedi digwydd ac efallai na fydd ei angen mwyach ar gyfer ffurfio atgofion newydd, sydd i'r gwrthwyneb yn ymgysylltu'r cortecs a'i ryngweithio â safleoedd isgortigol ar unwaith.

Er gwaethaf y nifer fawr o astudiaethau sy'n dangos ad-drefnu cylchedau ymennydd sy'n dibynnu ar amser mewn anifeiliaid naïf, nid yw union ddiben y broses hon ymhell o gael ei ddiffinio. Oherwydd y gall yr ymatebion ymddygiadol sy'n gysylltiedig â chof aros yn debyg dros amser, credir bod y broses hon yn gwella sefydlogrwydd cof dros amser [1,2,52]. Yn seiliedig ar ein canfyddiadau, rydym yn cynnig, pan fydd digwyddiad ofn yn digwydd am y tro cyntaf, bod cylchedau ymennydd yn mynd trwy broses hir o ad-drefnu, fel y disgrifir yn y model cydgrynhoi system. Gall y broses hon aildrefnu'r rhwydweithiau niwral sy'n storio cof ofn yn barhaol fel y gallant gael gwybodaeth gyfatebol newydd ar unwaith trwy fecanweithiau cydgrynhoi synaptig. Yn wir, efallai y bydd y mecanwaith gweithredu hwn yn gwneud dysgu newydd yn fwy "darbodus," oherwydd gall leihau gwariant adnoddau ar gyfer caffael gwybodaeth gysylltiedig newydd, a thrwy hynny ryddhau mwy o adnoddau ar gyfer dysgu gwybodaeth newydd, anghysylltiedig.

Cwestiwn pwysig sy'n codi o'n canfyddiadau yw a yw dysgu blaenorol yn newid rhwydweithiau niwral yn barhaol fel y gellir storio profiadau tebyg yn y neocortigau ar unwaith, hyd yn oed os ydynt yn digwydd ar gyfnodau amser pell iawn. Fel arall, efallai y bydd y system yn cael ei hailosod i lefel gychwynnol anifeiliaid naïf os na fydd profiadau newydd tebyg yn digwydd yn fuan. Bydd arbrofion sy'n asesu cyfranogiad y neocortecs ar gyfnodau amser cynyddol rhwng y dysgu cyntaf a'r ail ddysgu yn egluro'r pwynt hwn.

Canfuom hefyd fod blocâd y neocortex yn ystod cydgrynhoi profiad cyntaf yn gynnar wedi atal dyraniad uniongyrchol profiadau tebyg newydd i'r neocortex (gweler Ffigys 1F a 4D). Mae'r canlyniadau hyn yn awgrymu bod prosesau cellog sy'n digwydd yn syth ar ôl y dysgu cyntaf o fewn y neocortex yn angenrheidiol ar gyfer ei recriwtio yn y broses cydgrynhoi cof system. Mae'r syniad hwn yn unol â'r canfyddiadau bod rhai celloedd "wedi'u tagio" yn cael eu hactifadu o fewn y neocortex wrth ddysgu mewn anifeiliaid naïf ac yn gwasanaethu ar gyfer storio atgofion anghysbell ond nid diweddar [7,8,12,44]. Mae angen astudiaethau yn y dyfodol i egluro a yw'r celloedd hyn yn chwarae'r rôl hon hefyd yn dilyn dysgu blaenorol neu a ydynt hefyd yn cymryd rhan mewn ffurfio atgofion diweddar.

Yn wreiddiol, arweiniodd y model o gyfuno systemau at y syniad ychwanegol bod yr hippocampus yn dysgu gwybodaeth newydd yn gyflym tra bod y neocortex yn ei dysgu'n araf, ond dangosodd astudiaethau dilynol fod y neocortex hefyd yn gallu prosesau dysgu cyflym [3,20,21,53]. Dangosodd ein data y gallai 2 cortice gwahanol (Te2 ac ACC) ddysgu gwybodaeth newydd ar unwaith os oes digwyddiad tebyg wedi digwydd o'r blaen.

Yn ôl ein hastudiaethau blaenorol [10,16,17,34,43,45], rydym yn defnyddio'r term Te2 i gyfeirio at y rhanbarth mwyaf posterior o'r ardal glywedol gwregys sydd, yn seiliedig ar astudiaethau Zilles [24,25], yn cynnwys yn bennaf y cysylltiad tymhorol a'r ardaloedd ectorhinol. Er na allwn eithrio y gallai ein canlyniadau adlewyrchu cyfraniadau o effeithiau cyffuriau hefyd yn y rhanbarthau cyfagos, sef y cortecs gweledol cyfagos, cortecs clywedol sylfaenol, a cortecs perirhinal, mae'r data a gawsom mewn anifeiliaid naïf yn awgrymu eu bod yn bennaf oherwydd anactifadu Te .

Canfuom fod y Te2 mewn anifeiliaid naïf yn angenrheidiol ar gyfer atgofion clywedol o bell ond nid yn ddiweddar, tra bod anactifadu'r cortecs gweledol cyfagos yn gadael atgofion clywedol o bell heb eu heffeithio [10]. I'r gwrthwyneb, roedd rhwystr cyfun o'r corticau cynradd a Te2 hefyd yn amharu ar y cof diweddar [34]. Yn yr un modd, roedd anactifadu'r cortecs perirhinal blaenorol yn amharu ar atgofion ofn [32,54], tra nad oedd anactifadu'r cortecs perirhinal ôl yn effeithio ar atgofion ofn diweddar [54] ac anghysbell [10].

Hefyd yn achos ACC ac atgofion ofn cyd-destunol, ni wnaeth anactifadu'r cortecs modur cynradd ac uwchradd cyfagos effeithio ar atgofion diweddar ac anghysbell [55], tra bod anactifadu'r cortecs prelimbig cyfagos yn amharu ar atgofion diweddar ac anghysbell [11].

O ran y rôl y mae'r corticau hyn yn ei chwarae mewn prosesau cof, mae Te2 yn cymryd rhan yn y broses o gofio'r gwerth emosiynol ynghyd â synau [10,13,16,56]. Mae'r syniad hwn wedi'i ddangos yn ddiweddar hefyd yn y cortecs gweledol lefel uwch [57,58]. Ar y llaw arall, gall y PGC ffurfio a storio atgofion ond hefyd gall fodiwleiddio gweithgaredd ardaloedd cortigol eraill [1-3,6].

Er gwaethaf y nifer fawr o astudiaethau sy'n dangos bod Te2 ac ACC yn angenrheidiol ar gyfer atgofion anghysbell ond nid rhai diweddar, nododd rhai astudiaethau diweddar y gallai'r corticau hyn fod yn angenrheidiol hefyd ar gyfer cadw atgofion ofn clywedol diweddar [34,59] a chyd-destunol [55]. Prin yw'r ddealltwriaeth o'r union amodau terfyn a allai bennu pa mor angenrheidiol yw'r corticau hyn ar gyfer atgofion diweddar.

Awgrymodd un o'r astudiaethau hyn y gallai dwyster y profiad emosiynol chwarae rhan bwysig [34], ond dylai astudiaethau yn y dyfodol fynd i'r afael â'r mater hwn yn well. Bydd angen i astudiaethau yn y dyfodol hefyd egluro a yw'r celloedd sy'n cael eu hactifadu o fewn y neocortex wrth ddysgu mewn anifeiliaid naïf, ac sy'n gwasanaethu ar gyfer storio atgofion anghysbell ond nid diweddar [7,8,12,44], hefyd yn chwarae'r rôl hon yn dilyn ymlaen llaw. dysgu, neu a ydynt yn cymryd rhan mewn ffurfio atgofion diweddar.

O ran cyfranogiad hippocampal mewn prosesau cof, canfuom yma fod yr hippocampus dorsal yn angenrheidiol ar gyfer dysgu cof cyd-destunol newydd hyd yn oed os yw dysgu cyd-destunol blaenorol wedi digwydd. Gwelwyd canlyniad tebyg trwy berfformio dyluniad o fewn pynciau ar lygod mawr a ddysgodd atgofion cyd-destunol anghysbell a diweddar [60]. Ar y llaw arall, dangoswyd hefyd y gallai'r mecanweithiau cellog sy'n cyfryngu'r dysgu dilynol yn yr hippocampus fod yn wahanol i'r rhai a gymerodd ran yn ystod y treial dysgu blaenorol [22,61].

Gwelsom hefyd, mewn anifeiliaid a brofodd ofn cyd-destunol am y tro cyntaf, fod angen yr hippocampus hefyd 1 wythnos ar ôl dysgu, yn unol â chanfyddiad blaenorol mewn anifeiliaid naïf [46]. I'r gwrthwyneb, yn y grŵp arall, nid oedd briwiau hippocampal yn effeithio ar gadw cof ar yr egwyl amser hwn, sy'n awgrymu bod dysgu ofn blaenorol yn byrhau'r ffenestr amser ar gyfer cynnwys hippocampal, fel y gwelwyd hefyd ar gyfer dysgu gofodol [3,20,21]. Mae’r astudiaethau hynny a’r un presennol felly’n darparu tystiolaeth gydgyfeiriol bod ffenestr amser yr amnesia amser a achosir gan friwiau hippocampal yn dibynnu ar y profiadau a ddysgwyd eisoes mewn atgofion gofodol ac emosiynol.

Yn yr astudiaethau hynny, cynigiodd yr awduron hefyd fod hyfforddi llygod mawr am gyfnod estynedig mewn tasg ofodol yn cynhyrchu sgema gwybodaeth "meddwl", lle gellir cymhathu gwybodaeth gysylltiedig newydd yn gyflym [3,20,21,53]. Er y gallai ein canfyddiadau hefyd fod yn gyson â'r syniad hwn, mae'n anodd iawn dweud a all un treial o ddysgu ofn ffurfio "schema" cysylltiadol o wybodaeth ac a ellir integreiddio digwyddiad newydd a gwahanol sy'n digwydd mewn amgylchedd gwahanol yn y sgema hwn. . Mae angen astudiaethau pellach i egluro'r mater hwn. Beth bynnag, o ystyried bod y rhan fwyaf o atgofion mewn bodau dynol ac anifeiliaid eraill yn seiliedig ar brofiadau'r gorffennol, efallai mai'r rhwydweithiau ymennydd sy'n storio atgofion ofn o bell am y tro cyntaf yw'r rhai sy'n amgodio atgofion ofn diweddar ac anghysbell ar draws yr oes.

Dulliau model arbrofol a manylion pwnc

Anifeiliaid

Cafodd llygod mawr Wistar gwrywaidd iach (oedran, 65 i 70 diwrnod; pwysau, 250 i 350 g, math gwyllt), yn deillio o bara cyfleuster anifeiliaid mewnol, eu cartrefu 3 y cawell gyda bwyd a dŵr ar gael ad libitum, o dan olau 12 h. /cylchred dywyll (goleuadau ymlaen ar 7:00 AM) ar dymheredd cyson o 22 ± 1˚C. Cymeradwywyd yr holl arbrofion gan Weinyddiaeth Iechyd yr Eidal (awdurdodiad rhif 408/2020-PR) a chan bwyllgor biofoesegol lleol Prifysgol Turin.

Dyluniad arbrofol

Aseswyd atgynhyrchedd data gyda gwahanol ddyblygiadau (Tabl S1). Perfformiwyd yr arbrofion anactifadu CNQX cyntaf yn Te2 (Ffig 1A-1C) mewn nifer uwch o atgynhyrchiadau oherwydd dyma'r arbrofion cyntaf a gynhaliwyd gennym ac a wasanaethodd i brofi prif ddamcaniaeth ein hastudiaeth. Roedd anifeiliaid yn flaenoriaeth a neilltuwyd i wahanol grwpiau ymddygiad mewn modd cytbwys o ran pwysau.

Rhoddwyd anifeiliaid gwrywaidd o'r un nythaid ar hap i bob grŵp arbrofol. Aethom i'r afael yn gyntaf â phrif ddamcaniaeth ein hastudiaeth, hy, gall anactifadu cortigol effeithio'n wahanol ar gydgrynhoi cof ofn newydd mewn llygod mawr naïf arbrofol ac mewn anifeiliaid a oedd wedi dysgu digwyddiad ofn blaenorol. Yn achos gwahaniaethau ystadegol rhwng y grwpiau hyn, yn y pen draw fe wnaethom berfformio grwpiau rheoli ychwanegol trwy chwistrelliad halwynog. Defnyddiwyd dull tebyg i'r arbrofion optogenetig, lle perfformiwyd y grŵp rheoli AAV dim ond ar ôl canfod gwahaniaethau ystadegol rhwng llygod mawr naïf a llygod mawr a hyfforddwyd yn flaenorol. Roedd yr atodlenni arbrofol hyn yn ein galluogi i osgoi grwpiau rheoli diangen a'r defnydd o anifeiliaid diangen, mater allweddol yn y ddeddfwriaeth Ewropeaidd ac Eidalaidd ar arbrofi anifeiliaid (egwyddor 3 Rs).

Gweithdrefnau ymddygiad

Cynhaliwyd yr holl arbrofion yn ystod cyfnod golau'r dydd (8 AM i 4 PM). Cludwyd anifeiliaid yn unigol o'r cyfleuster i'r ystafelloedd arbrofol o fewn gwahanol fwcedi tryloyw bach yn dibynnu ar y gofynion arbrofol.

Hyfforddiant clywedol: Sesiwn ymddygiadol gyntaf.

Anifeiliaid â chyflwr ofn clywedol (CS1-CS2). Yn y grŵp hwn, roedd llygod mawr yn cael eu cymryd yn ysgafn o gawell eu cartref a'u cario o'r ystafell dan do i'r ystafell gwrthsain. Unwaith yr oeddent yno, gosodwyd anifeiliaid y tu mewn i'r offer cyflyru a oedd yn cynnwys cawell du hirsgwar (35 × 40 cm) gyda grid gwiail dur gwrthstaen (1 cm mewn diamedr, wedi'i wahanu 1.5 cm oddi wrth ei gilydd) wedi'i gysylltu â chyflenwad sioc. gosodiad. Gadawyd llygod mawr heb eu haflonyddu am 1 munud. Ar ôl yr amser hwn, gweinyddwyd 7 ysgogiad cyflyredig (CSs) yn cynnwys naws pur o 15 kHz o amlder (15 s o hyd yr un, 80 dB, cyfwng treialon 36 s). Cafodd y 1 s olaf o bob tôn ei baru â U.S. poenus (0.5 mA, 1 s). Ar ddiwedd y sesiwn cyflyru, daethpwyd â llygod mawr yn ôl i'w cawell cartref.

Anifeiliaid sioc yn unig (sioc-CS2). Yn y grŵp hwn, gosodwyd llygod mawr yn yr un modd y tu mewn i'r un cyfarpar cyflyru. Yn syth ar ôl hynny, cafodd pob llygoden fawr o dan 7-siociau traed (1 s, 0.5 mA) un yn syth ar ôl y llall. Ar ddiwedd y symbyliad, daethpwyd ag anifeiliaid yn ôl i'w cawell cartref. Roedd y sefydlogrwydd amser yn y cawell cyflyru yn llai na 9 eiliad. Dangosodd astudiaethau blaenorol fod y driniaeth hon yn caniatáu ar gyfer osgoi prosesau cysylltiadol rhwng ysgogiadau poenus ac ysgogiadau synhwyraidd [29,30].

Arogl anifeiliaid â chyflwr ofn (arogl-CS2). Yn y grŵp hwn, gosodwyd llygod mawr y tu mewn i'r un cawell hirsgwar du a ddefnyddiwyd yn y grwpiau arbrofol uchod a'u cysylltu â set darparu sioc. Gadawyd llygod mawr heb eu haflonyddu am 2 funud. Ar ôl yr amser hwn, rhoddwyd 7 CS yn cynnwys arogleuon fanila (10 s yr un, cyfwng prawf o 24 s). Cafodd y 1 s olaf o bob arogl ei baru â US poenus (0.5 mA, 1 s). Gosodwyd y modiwl cyflyru ger ffynhonnell awyru er mwyn osgoi parhad yr ysgogiadau a gyflwynwyd ar ôl eu gwrthbwyso. Sicrhawyd y cawell gyda grid uchaf. Cyflwynwyd arogleuon gan ddefnyddio olfactometer gwanhau llif. Roedd aer glân (1.5 L/min) yn cael ei gyfeirio at falf solenoid, a oedd, o'i weithredu, yn trosglwyddo'r aer i botel 15 ml yn cynnwys 10 ml o arogl fanila.

Anifeiliaid tôn yn unig (Tôn-CS2). Gosodwyd llygod mawr yn y grŵp hwn y tu mewn i'r un cawell du a chyflwynwyd y tôn 15-kHz (7 ysgogiad, 15 s o hyd, 36 s ITI) iddynt yn absenoldeb yr UD.

Anifeiliaid sy'n agored i niwed (Tone-CS1-CS2). Gosodwyd llygod mawr y tu mewn i'r cawell cyflyru ac, 1 munud yn ddiweddarach, cyflwynwyd y tôn 15-kHz yn unig iddynt 20 gwaith, a 24 awr yn ddiweddarach parwyd yr un naws â'r UD yn dod yn CS1.

Anifeiliaid â chyflwr ofn sŵn gwyn (WN-CS2). Yn y grŵp hwn, gosodwyd llygod mawr y tu mewn i'r cawell hirsgwar du a'u gadael heb eu haflonyddu am 1 munud. Ar ôl yr amser hwn, gweinyddwyd 7 CS yn cynnwys WN (15 s o hyd yr un, 75 dB, cyfwng rhwng treialon 36 s). Cafodd y 1 s olaf o bob tôn ei baru â U.S. poenus (0.5 mA, 1 s). Ar ddiwedd y sesiwn cyflyru, daethpwyd â llygod mawr yn ôl i'w cawell cartref.

Dysgu ofn clywedol: Ail hyfforddiant ymddygiadol.

Bythefnos ar ôl y gweithdrefnau a ddisgrifir yn y paragraff uchod, roedd anifeiliaid yn cael eu hyfforddi mewn tasg cyflyru ofn clywedol gwahanol arall. Rhoddwyd llygod mawr mewn blwch skinner safonol, fel yn ein gwaith blaenorol [10], a'u gadael heb darfu am 2 funud. Ar ôl yr amser hwn, danfonwyd 7 CSs yn cynnwys arlliwiau pur o 3 kHz o amledd (8 s o hyd yr un, 80 dB, cyfwng rhwng treialon 22 s). Cafodd y 1 s olaf o bob tôn ei baru â U.S. poenus (0.5 mA, 1 s). Ar ddiwedd y sesiwn cyflyru, daethpwyd â llygod mawr yn ôl i'w cawell cartref.

Ofn cadw cof. Profwyd cadw cof ofn clywedol a gafwyd yn ddiweddar i'r CS2 (3 kHz) 4 diwrnod yn ddiweddarach. Ar gyfer arbrofion optogeneteg, perfformiwyd y prawf cof diweddar gyda danfoniad laser 24 h ar ôl dysgu CS2-US mewn cyfatebiaeth i'r cyfnod amser pan wnaethom berfformio anactifadu cortigol trwy weinyddu'r CNQX (hy, 24 h ar ôl hyfforddiant). Roedd llygod mawr yn ymgynefino â chyfarpar gwahanol i'r un a ddefnyddir ar gyfer cyflyru a'u gosod mewn ystafell wahanol i osgoi ymddygiad ofn cyflyru i giwiau cyd-destunol [10,62]. Roedd yr offer newydd yn cynnwys cawell plastig tryloyw gydag ochr wedi'i phaentio'n ddu wedi'i hamgáu o fewn blwch gwanhau sain wedi'i gyfarparu â gwyntyll gwacáu, a oedd yn dileu aer ag arogl o'r lloc ac yn darparu sŵn cefndir o 60 dB. Caniatawyd i anifeiliaid archwilio'r cawell am 5 munud y dydd yn ystod y sesiwn cynefino. Ar ddiwrnod y prawf cadw cof ofn, ar ôl 2 funud o archwilio am ddim, fe wnaethom gyflwyno 4 CS2 o 3 kHz (8 s—22 ITI) heb ei ddilyn gan unrhyw UD.

Os yw'n ofynnol gan y galw arbrofol, cafodd llygod mawr eu profi wedyn i gadw'r cof ofn o bell, a gaffaelwyd 2 wythnos cyn yr ail dreial cyflyru ofn clywedol. I'r nod hwn, 7 diwrnod ar ôl y prawf cadw cof ofn i'r tôn 3-kHz, rhoddwyd anifeiliaid mewn amgylchedd newydd (cawell streipiog du a gwyn) ac yna cyflwynwyd y tôn 15-kHz iddynt. Cyflwynwyd pedair tôn bob 36s.

Hyfforddiant cyd-destunol: Sesiwn ymddygiadol gyntaf.

Grŵp cyflyru ofn cyd-destunol (CtxA-CtxB). Yn y grŵp hwn, roedd llygod mawr yn cael eu cymryd yn ysgafn o gawell eu cartref, eu rhoi mewn bwced, a'u cario o'r ystafell dan do i'r ystafell gwrthsain. Unwaith yr oeddent yno, gosodwyd anifeiliaid y tu mewn i'r offer cyflyru a oedd yn cynnwys y cawell hirsgwar du uchod, gyda'r grid gwiail dur di-staen wedi'i gysylltu â set cyflenwi sioc. Gadawyd llygod mawr heb eu haflonyddu am 1 munud. Ar ôl yr amser hwn, gweinyddwyd 5 UD (0.5 mA, 1 s) gyda chyfnodau amser o 51 s. Ar ddiwedd y sesiwn, daethpwyd â'r anifeiliaid yn ôl i'w cawell cartref.

Grŵp sioc yn unig (sioc-CtxB). Roedd llygod mawr, unwaith y cawsant eu gosod y tu mewn i'r offer cyflyru, yn derbyn 5-siociau traed (1 s, 0.5 mA) ar unwaith un yn syth ar ôl y llall. Roedd y sefydlogrwydd amser yn y cawell cyflyru yn llai na 7 eiliad. Dangosodd astudiaethau blaenorol fod y driniaeth hon yn caniatáu ar gyfer osgoi prosesau cysylltiadol rhwng ysgogiadau poenus ac ysgogiadau synhwyraidd [29,30].

Anifeiliaid cyd-destun yn unig (cyd-destun-CtxB). Rhoddwyd llygod mawr y tu mewn i'r un cawell du a ddefnyddiwyd yn yr arbrofion uchod am 5 munud heb gyflwyno unrhyw UD.

Cyflyru ofn cyd-destunol newydd a chadw cof ofn diweddar. Bythefnos ar ôl y gweithdrefnau a ddisgrifir yn y paragraff uchod, hyfforddwyd pob grŵp i gysylltu amgylchedd cyd-destunol newydd (y modiwl blwch skinner, wedi'i osod mewn ystafell wahanol) ag Unol Daleithiau poenus (0.5 mA, 1 s) . Rhoddwyd pob anifail y tu mewn i'r siambr newydd a'i adael heb ei aflonyddu am 2 funud. Yna, roedd yn agored i 5 UD wedi'u gwahanu gan gyfnodau o 30 s.

Profwyd cadw cof ofn cyd-destunol 4 diwrnod ar ôl y weithdrefn cyflyru ofn trwy roi llygod mawr eto yn siambr bocs Skinner am 3 munud. Ar gyfer arbrofion optogeneteg, perfformiwyd prawf cof diweddar gyda chyflwyniad laser 24 h ar ôl dysgu CtxB-US mewn cyfatebiaeth i'r cyfnod amser pan wnaethom berfformio anactifadu cortigol trwy weinyddu'r CNQX (hy, 24 h ar ôl hyfforddi). Os yw'n ofynnol gan y galw arbrofol, cafodd llygod mawr eu profi wedyn i gadw'r cof ofn o bell trwy roi anifeiliaid yn y cyd-destun wedi'u paru â'r UD 2 wythnos cyn y gymdeithas newydd.

Cludwyd anifeiliaid mewn 2 fwced gwahanol i'r siambrau cyflyru yn unol â'r gweithdrefnau cyd-destunol gwahanol.

Mesur rhewi. Ym mhob gweithdrefn arbrofol, penderfynwyd yr asesiad o gadw cof ofn fel ymateb rhewi [10], wedi'i ddadansoddi fel absenoldeb cyflawn symudedd somatig ac eithrio symudiadau anadlol. Ar gyfer pob anifail, cafodd yr amser (mewn eiliadau) a dreuliwyd yn rhewi ei fesur all-lein gan 2 arsylwr annibynnol a gafodd eu dallu i'r grwpiau anifeiliaid.

For more information:1950477648nn@gmail.com