Prednje talamusne jezgre: kritični supstrat za neprostorno upareno pamćenje kod štakora, 3. dio

3.2|Prostorna radna memorija u RAM-u

Kao što se i očekivalo, obje skupine štakora s ATN lezijom pokazale su ozbiljno oslabljenu izvedbu kada je prostorno radno pamćenje testirano u RAM-u s osam krakova (Slika 3). Početna sličnost u izvedbama među skupinama je zato što je većina štakora trčala 10 minuta, ali je napravila relativno malo ulazaka u ruke na početak testiranja.

Radno pamćenje i pamćenje dvije su vrlo važne metode pamćenja u ljudskom mozgu. Iako postoje neke razlike između ove dvije metode pamćenja, obje su jednako korisne za izvedbu ljudi u učenju, radu, životu i drugim aspektima.

Prije svega, radna memorija znači da se privremeno sjećamo informacija ili zadataka koje trebamo iskoristiti u kratkom razdoblju. Drugim riječima, to je kapacitet memorije koji koristimo kada obrađujemo nove stvari. Pamćenje se odnosi na informacije ili iskustva koja zadržavamo tijekom dugog razdoblja. Ove nam informacije mogu pomoći u razumijevanju i rješavanju problema u budućoj uporabi.

Iako ove dvije vrste memorije imaju različite funkcije, one nisu odvojene jedna od druge. Radno pamćenje i pamćenje utječu jedno na drugo. Tijekom radnog pamćenja potrebno je privremeno pohraniti i u kratkom vremenu obraditi nove informacije te ih povezati s prethodnim znanjem i iskustvom. Ova vrsta veze i reference je ono što memorija koristi.

Osim toga, treningom se također može poboljšati dobra radna memorija. Istraživanja pokazuju da je veza između pamćenja i radnog pamćenja dvosmjerna. Konstantnim vježbanjem i treniranjem radne memorije možemo poboljšati sposobnost pamćenja mozga i ojačati svoje pamćenje. Stoga, sve dok aktivno vježbamo mozak i jačamo trening pamćenja, možemo učinkovito poboljšati radnu memoriju i pamćenje.

U svakodnevnom životu moramo razviti dobre navike i aktivno koristiti radnu memoriju i pamćenje kako bismo lakše izvršavali zadatke. Na primjer, možemo ojačati svoje pamćenje novih znanja stalnim usavršavanjem i pregledom. Samo stalnim poboljšanjem radne memorije i pamćenja možemo ugodnije ostvariti svoje potencijale u učenju, radu i životu. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je Cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, a jedno od njih je i poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa dolazi od raznih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući kiseline, polisaharide, flavonoide itd. Ovi sastojci mogu na različite načine promicati zdravlje mozga.

Kliknite na 10 načina za poboljšanje pamćenja

Broj pogrešaka koje su napravili štakori s lažnom i ATN lezijom razlikovao se 2. dana treninga nakon čega obje skupine s ATN lezijom nisu pokazale nikakav dokaz poboljšanja u usporedbi s obje skupine s lažnom (skupina, F3, 27=39).66, p < {{7 }}.001;Grupni dan, F27,{{10}}.75, p < 0.001). Dvije lažne skupine nisu se razlikovale, ali su se obje izrazito razlikovale (p < 0,001) od svake od skupina s ATN lezijama, koje se nisu razlikovale. Štakori u obje skupine s ATN lezijom također su napravili manje ispravnih izbora ruku prije prve pogreške, dok su štakori u obje lažne skupine progresivno unosili više ruku prije nego što su napravili pogrešku kako se testiranje nastavljalo (Skupina, F3, 27=27.53, p < 0,001; svaka Shamgroup u odnosu na svaku ATN skupinu, p < 0,001; dan skupine, F27, 243=2.21, p < 0,001).

Oštećenje prostornog radnog pamćenja može se smatrati referentnom mjerom učinaka ATN lezija (Aggleton & Nelson, 2015.). Budući da su dvije skupine lezija ATN-a pokazale sličnu razinu oštećenja prostornog radnog pamćenja, malo je vjerojatno da će naknadne usporedbe neprostornih zadataka biti pod utjecajem razlika u lezijama između ove dvije skupine.

3.3|Neprostorni jednostavni zadaci razlikovanja

Usvajanje zadataka razlikovanja jednostavnog mirisa i jednostavnog objekta, go-no-go prikazano je na slici 4a,b. Allrats su brzo preuzeli ove zadatke. Rezultati razlike latencije za četiri skupine nisu se razlikovali u zadatku razlikovanja jednostavnih mirisa (skupina, F3,27=0.97, p=0.42; dan skupine, F15,135=1.4, p=0.15). Grupama je u prosjeku trebalo 4-5 dana da postignu kriterij u zadatku razlikovanja jednostavnih mirisa (skupina, F3,27=1.99, str=0.13).

Četiri skupine također su naučile jednostavan zadatak razlikovanja objekata bez značajnih razlika (Grupa, F3,27=1.07, str=0.37; Dan grupe, F18,162=0.97, str=0.49). Štakorima je u prosjeku trebalo 5-6 dana da postignu kriterij na zadatku jednostavnog razlikovanja objekata (Skupina, F3, 27=0.30, str=0.82).

3.4|Neprostorni zadaci u paru-suradnici

3.4.1|Stjecanje

Srednja aktivna latencija tijekom akvizicije za četiri skupine prikazana je na slici 5. Latencije tijekom akvizicije prenesene su naprijed za štakore koji su dosegli kriterij. Glavni su nalazi bili jasni. Dvije skupine s lažnom lezijom dobile su svoje zadatke, ali niti jedan štakor s ATN lezijom nije pokazao stjecanje zadatka bez obzira na uključivanje 10- traga između mirisa i podražaja objekta. Primarni dokaz za stjecanje je jesu li štakori naučili inhibirati svoj odgovor na objekt u nenagrađenim pokusima (Slika 5a).

Prema ovoj mjeri, dvije lažne skupine progresivno su odgađale odgovor na objekt na nenagrađenim parovima miris-objekt tijekom treninga (tj. pokazale su smanjene rezultate recipročne latencije). Nasuprot tome, svi štakori u obje skupine s ATN lezijom pokazali su sve brže latencije odgovora kako je trening napredovao. To jest, u nenagrađenim ispitivanjima, štakori s ATN lezijom naučili su samo brže tražiti ispod objekta unatoč tome što je par mirisa i objekta bio netočan. Imajte na umu da su dvije skupine s ATN lezijom, ako ništa drugo, sporije reagirale od Sham-lezije skupine na početku obuke u nenagrađenim ispitivanjima, tako da opća hiperaktivnost nije bila vidljiva nakon lezija ATN-a u ovom zadatku (raspon latencije bloka 1: ATN-lezija 2,5–5.0 s, Shamlesion 1,9–4,5 s; blok 1 0: ATN-lezija 1,4–3,0 s, Shamlesion 5,5–7,6 s).

ANOVA latencije u nenagrađenim ispitivanjima proizvela je značajan glavni učinak u četiri skupine (F3,27=22.63, p < 0.001) i značajan Grupni Blok interakcija (F27,243=26.27,p < 0,001). Dvije skupine Sham nisu se razlikovale po ovoj mjeri, a dvije ATN skupine se nisu razlikovale, ali obje skupine Sham su se razlikovale od svake skupine ATN lezija (p < 0,001).

Kada je nagrađeno uparivanje mirisa i objekta, sve četiri skupine pokazale su sve brže latencije odgovora (tj. pokazale su povećane recipročne rezultate) u blokovima ispitivanja (glavni učinak bloka, F9, 27=75.78, p < 0.{ {18}}01; Slika 5b), bez obzira na grupu (Blok grupe, F27, 243=0.63, p=0.92; Slika 5b). Glavni učinak grupe ponovno je bio značajan (F3,27=5.67, p=0.003), što je u ovom slučaju bilo zbog veće brzine trčanja štakora u grupi Sham-Trace u usporedbi s obje ATN grupe ( p < 0,008) i štakori Sham-No-Trace (p=0.02). Međutim, preostale tri skupine pokazale su sličnu latenciju odgovora na nagrađenim ispitivanjima. Opet, imajte na umu da su dvije skupine s ATN lezijom pokazale sporije odgovore na početku obuke na nagrađenim ispitivanjima, u usporedbi sa skupinama s lažnom lezijom.

Izravna usporedba između latencija za nenagrađena i nagrađena ispitivanja prikazana je na slici 5c, izražena kao rezultati razlike latencije. Slika 5c jasno pokazuje da nije došlo do učenja ni u jednoj skupini ATN-lezija, dok su obje skupine s lažnim lezijama dobile zadatak (interakcija grupnog bloka, F27,243=23).99,p < 0.001 ). Rezultat razlike latencije sugerira da je skupina Sham-Trace bolje usvojila zadatak od skupine Sham-No Trace, a srednje razlike između ove dvije skupine bile su značajne za posljednja tri bloka ispitivanja (p < 0,01). Međutim, ova razlika između dviju lažnih skupina prvenstveno je bila potaknuta njihovim razlikama u ispitivanjima s parovima nagrađenih podražaja (usporedite sliku 5b sa slikom 5a).

3.5|Test zadržavanja

Sve su grupe pokazale odgovor na nenagrađenu sesiju na 5-dnevnom testu zadržavanja koji je bio sličan njihovoj odgovarajućoj izvedbi u Bloku 10 treninga[Grupni blok (Test zadržavanja u odnosu na Blok 1{{26) }}),F3,27=2.00, p=0.13; Slika 5a]. Unatoč neznačajnoj interakciji grupnog bloka, postojala je ukupna razlika u kašnjenju u bloku 10 u odnosu na test zadržavanja (zadržavanje u odnosu na blok 10, F1, 27=7.22, p=0.01) koja se čini uglavnom zbog ATN-lezije štakori su brže reagirali u testu zadržavanja. Značajan glavni učinak skupine (F3, 27=73.13, p < 0,001) potaknut je lažnim skupinama koje su nastavile inhibirati odgovor na nenagrađena ispitivanja, za razliku od skupina s ATN lezijama (svaka skupina s lažnim lezijama u odnosu na svaku skupinu s ATN lezijama , p < 0,001).

Za nagrađena ispitivanja, sve su četiri skupine pokazale slične srednje latencije odgovora u testu zadržavanja u usporedbi s latencijom u Bloku 10 treninga (Blok, F1,27=3.75,p=0.06; Grupa Blokiraj, F3, 27=1.02, str=0.39). Brže brzine trčanja u skupini Sham-Trace nego u svim ostalim skupinama bile su očite u Bloku 10 i testu zadržavanja (skupina, F3, 27=3.85, str=0.02; Sham-Trace u odnosu na sve druge skupine, str < 0,03).

Izravna usporedba nagrađenih i nenagrađenih pokusa na testu zadržavanja, izražena kao rezultat razlike latencije (Slika 5c), potvrdila je da su sve četiri skupine zadržale sličnu izvedbu na ovoj mjeri u usporedbi s njihovom izvedbom akvizicije Bloka 10 (skupina, F3, 27=189.43, p < 0,001; Blok, F1, 27=0.08, p=0.76; Interakcija grupnog bloka, F3, 27=0.22, p=0.88).

3.6|Zif268 izraz

Naš primarni interes bio je utvrditi grupne razlike u regijama interesa. S obzirom na dobivene ishode ponašanja, ne izvješćujemo o povezanosti između ekspresije Zif268 i performansi jer bi one proizvele lažne korelacije koje su potaknute razlikama u statusu jasne ne lezije naspram lažnog statusa i malim varijacijama unutar grupe na primarnoj mjeri interesa, to jest, latencijama na nenagrađena ispitivanja. Slično tome, sve povezanosti očite u regijama kao što je retrosplenialni korteks opet bi stvorile umjetnu korelaciju zbog izraženih razlika na razini grupe u ekspresiji Zif268.

3.7|Prefrontalne regije

Ekspresija Zif268 u četiri skupine u prelimbičkom prefrontalnom korteksu (A32V) i prednjem cingulatekorteksu (A32D; A24b; A24a) prikazana je na slici 6. Postojao je značajan glavni učinak grupe za područje 32V(F2,37=5).49 , p < {{10}}.01; slika 6b). Ovdje su dvije ATN skupine pokazale sličnu ukupnu ekspresiju jedna drugoj (p=0.32), kao i skupina Sham-No Trace (p > 0.1), ali obje skupine lezija pokazale su niže izraz nego u skupini Sham-Trace (p < 0.02). Niži Zif268 izraz u skupini Sham-No Trace u usporedbi s grupom Sham-Trace nije dosegnuo značaj (p=0.06). Također je postojao značajan glavni učinak preko četiri sloja (F3, 81=147.8, p < 0,001), ali nije bilo interakcije grupnog sloja (F9, 181=1.15, p > 0,3).

Za prednje cingularne (Cg) regije (Slika 6c), dvije skupine ATN lezija pokazale su nižu ekspresiju Zif268 nego obje dvije skupine lažnih lezija (skupina F3, 27=12).47, p < 0 .001; obje lažne grupe razlikovale su se od svake od ATN grupa, p < 0.{{20}}04, ali ne jedan od drugog, p=0.31). Značajna interakcija sloja Grupe (F6, 54=4.02, p < 0.002) odražava veće razlike između ATN-a i Shamgroups za sloj II i sloj III (p < 0,001) nego za sloj V, gdje se skupine nisu značajno razlikovale (p > 0,1). Ekspresija se razlikovala u tri cingularne regije (glavni učinak regije, F2, 54=11.41, p < 001), bila je najniža za A24a (stražnji dio) u usporedbi s A32D i A24b (p < 0,002), a bila je najveća za sloj III ( Sloj, F2, 54=242.38, p < 0,001), ali je veličina ovih razlika varirala između slojeva u tri cingularna područja (sloj regije, F4, 108=5.29, p < 0,001). Međutim, interakcije regije skupine i sloja regije skupine nisu bile značajne (sve F < 1,0).

3.8|Hipokampalne i parahipokampalne regije

Slika 7 prikazuje izraz Zif268 za četiri skupine u hipokampalnim i parahipokampalnim regijama. Za hipokampus, dorzalne podregije CA1 i CA3, posebno CA1, pokazale su veću ekspresiju od ventralnih hipokampalnih CA1 i CA3 (dorzalno naspram ventralno, F1,24=541.4, p < {{10}} .001; CA1 naspram CA3, F1,24=759.3,p < 0.{{40}}{{56} }1; interakcija između ova dva faktora,F1,{{20}}.4, p < 0.001). Međutim, najzanimljivije otkriće bilo je da postoji veća ekspresija u dorzalnom CA1 u skupini Sham-Trace nego u svakoj od druge tri skupine (p < 0,02), što je potkrijepljeno značajnom trostrukom interakcijom za skupinu [leđna regija naspram ventralna regija ] [CA1 u odnosu na CA3], F3, 24=6.09, p < 0,003). Za ostale tri skupine, dorzalna ekspresija CA1 bila je najniža u ATN-Trace skupini (ATN-Trace u odnosu na Sham-No Trace i ATN-No Trace, p < 0,03), dok se dvije skupine No Trace nisu značajno razlikovale (p {{42 }}.84). Analiza dorzalnog dentatnog girusa (DG; ispitan je samo dorzalni dio) pokazala je veću ekspresiju u hilusu nego u sloju granularnih stanica (F1, 27=386.1, p < 0,001), što je bilo veće za Sham-Trace i ATN-No Grupe praćenja nego za uvjete Sham-No Trace i ATN-Trace (Grupa DGSubregion, F3,27=4.07, p < 0,01). Ventralni subikulum pokazao je veću ekspresiju od dorzalnog subikuluma (F1,27=9.02, p < 0,005), ali nije bilo grupnog učinka (F3,27=1.41, p=0.25 ) ili Grupna [dorzalna naspram ventralna regija] interakcija (F3,27=0.15, p=0.92). U parahipokampalnim regijama, peririnalni korteks pokazao je manju ekspresiju od dva područja entorhinalnog korteksa (F2, 54=16.2, p < 0,001), ali se skupine nisu razlikovale na tim mjestima (skupina, F3,27 < 1,0; skupina Regija,F6,54=1.8, p > 0,1).

3.9|Retrosplenialni korteks

Slika 8 prikazuje ekspresiju Zif268 u površinskim i dubokim slojevima Rga, Rgb i Rdg. Dvije ATN skupine pokazale su izrazito nižu ekspresiju u ove tri regije nego što su pokazale dvije lažne skupine (Glavni učinak skupine, F3.27=40.9, p < 0.0{{22} }1). Za agregirane vrijednosti u tri regije, dvije lažne skupine imale su više srednje vrijednosti Zif268 nego obje skupine ATN lezija (p=0.0001), ali lažna - Grupa praćenja također je pokazala više razine od grupe Lažno bez tragova (p=0.04). Razlika između skupina Sham i ATN skupina bila je najmanja za regiju Rige (regija skupine, F6, 54=2.72, p < 0,02). Razina ekspresije Zif268 između skupina također je varirala među slojevima (sloj grupe, F3, 17=40.0, p < 0,001). Ova interakcija je odražavala razlike između obje lažne skupine u usporedbi s obje ATN skupine koje su bile veće u površinskim nego u dubokim slojevima. Unatoč tome, učinci Sham-a u odnosu na ATN skupinu još uvijek su bili značajni u dubokim slojevima (p < 0,001). Osim toga, skupina Sham-Trace pokazala je veću ekspresiju u površinskim slojevima u usporedbi s grupom Sham-NoTrace (p=0.03), dok se ekspresija u dubokim slojevima nije razlikovala između ove dvije skupine (p=0 .23). Nije bilo interakcije sloja regije grupe (F6, 54=1.0, p=0.43).

3.10|Auditivni kontrolni korteks

Nisu pronađene razlike u slušnom (kontrolnom) korteksu (Skupina, F3,27=1.2, str=0.35).

4|RASPRAVA

Ovo je istraživanje imalo za cilj ispitati učinke ATN lezija na neprostorno pamćenje uparenih suradnika i utjecaj eksplicitnog kašnjenja (tj. traga 10-) između predstavljenog mirisa i podražaja predmeta. Dokazi o oslabljenom pamćenju parnih suradnika nakon lezija ATN-a ranije su bili prijavljeni samo kada je jedna od uparenih komponenti zahtijevala obradu distalnih prostornih znakova (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Očekivali smo da će učinci lezija ATN-a na neprostorno pamćenje uparenih suradnika u našem zadatku biti najočitiji kada se koristi eksplicitna procedura praćenja. To je zato što je sugerirano da lezije CA1 oštećuju neprostorno pamćenje uparenih suradnika samo kada se koristi 10-s 'trag' (Kesneret sur., 2005.), a mikrostrukturni integritet CA1 neurona smanjen je i zbog ATN lezije (Harlandet al., 2014.) i lezije mamilotalamičkog trakta koje uzrokuju ATN disfunkciju (Dillingham et al., 2019.).

Štoviše, ključni primjeri neprostornog oštećenja pamćenja nakon ATN lezija ispitivali su temporalne diskriminacije među više objekata ili predmeta s mirisom predstavljenih unutar jednog bloka ispitivanja (Dumont & Aggleton, 2013.; Wolff i sur., 2006.). Međutim, niti jedan od 17 štakora s lezijama ATN-a nije pokazao dokaze o stjecanju zadatka uparivanja mirisa i objekta, uključujući one koji nisu trenirani s eksplicitnim kašnjenjem između neprostornih podražaja. Unatoč produljenom razdoblju treninga, štakori s ATN lezijom nisu mogli pokazati inhibirani odgovor na nenagrađene parove miris-objekt. Čini se da opća hiperaktivnost u štakora s ATN lezijom nije značajka ovog oštećenja, jer su pokazali sporiji odgovor od štakora s lažnom lezijom tijekom početnih faza stjecanja.

Grupa Sham-Trace pokazala je kraće latencije od druge tri grupe u nagrađenim ispitivanjima, ali ova razlika može odražavati povećano iščekivanje nagrade kada je ograničena na kašnjenje od 10- s, a ne mjeru bržeg stjecanja od strane ove grupe. Očekivalo bi se da će se brže stjecanje odraziti na inhibiciju odgovora u nenagrađenim ispitivanjima, ali dvije skupine lažnih lezija nisu se razlikovale po ovoj mjeri.

Čini se da neuspjeh u učenju zadataka pamćenja uparenih suradnika nakon lezija ATN-a nije posljedica slabe inhibicije ili oslabljene senzorne obrade. Štakori s ATN lezijom pokazali su brzo stjecanje i u zadatku jednostavnog razlikovanja objekata i u zadatku jednostavnog razlikovanja mirisa, što je bilo jednako onome što su pokazali štakori s lezijom sham. Zahtjevi zadatka za ove jednostavne diskriminacije bili su identični zadatku uparenih suradnika i koristili su isti aparat. Iz istog razloga, manjak uparenog suradnika nakon lezija ATN također vjerojatno nije posljedica jednostavnog neusmjeravanja pozornosti na pojedinačne korištene podražaje. ATN lezije oštećuju sposobnost učenja skupa pozornosti i olakšavaju izvandimenzionalne pomake, ali ne mijenjaju stalnu pažnju ili fleksibilnost ponašanja (Chudasama & Muir, 2001; Kinnavane i sur., 2019; Wright i sur., 2015). Brzo stjecanje jednostavnog razlikovanja u trenutnom zadatku piste bilo je u suprotnosti sa sporijim stjecanjem kada smo trenirali prethodnu skupinu štakora na otvorenoj kružnoj platformi da nauče jednostavno razlikovanje mirisa i, posebno, jednostavno razlikovanje predmeta (Bell, 2007). Dakle, moguće je da je korištenje piste i eksplicitno smanjenje ometajućih prostornih znakova, plus aktivna interakcija s objektom u potrazi za hranom, olakšalo obraćanje pažnje na neprostorne podražaje u trenutnoj studiji.

Ozbiljnost oštećenja lezije za učenje povezanosti između mirisa i podražaja predmeta sugerira da ovaj zadatak snažno ovisi o integritetu ATN-a. Ovi dokazi su u suprotnosti s sugestijom da oštećenja povezana s parom nakon lezija ATN-a zahtijevaju upotrebu multimodalnih prostornih podražaja (Dumontet al., 2014.; Nelson, 2021.). Jedno moguće objašnjenje za razliku između ishoda u trenutnoj studiji i onoga Dumonta i sur. (2014) je da diskretni neprostorni podražaji u zadacima učenja dvouvjetne diskriminacije, kao što su specifični predmeti ili mirisi, mogu predstavljati veći zahtjev za pozornost na uspostavljanje jedinstvene integrirane reprezentacije u usporedbi s upotrebom općeg lokalnog konteksta, kao što je toplinsko, vizualno ili taktilno lokalno okruženje . Na sličan način, duboka podložnost prostornih zadataka vezanih uz parove na oštećenje nakon lezija ATN-a također se može oslanjati na integraciju relacijskih prostornih znakova u kombinaciji s istaknutim diskretnim znakom jer je stjecanje jednostavne prostorne diskriminacije samo po sebi bilo samo djelomično oštećeno (Dumontet al. ., 2014.; Gibb i sur., 2006.). Jedno neočekivano otkriće je da štakori s lezijama ATN-a nisu pokazali nedostatak kada se od njih tražilo da odaberu određenu lokaciju u križnom labirintu na temelju uvjetnog vizualnog znaka na točki izbora (Sziklas & Petrides, 2007.). U toj je situaciji, međutim, uvjetni odnos određen jednim istaknutim znakom predstavljenim na jednom mjestu koji nije imao dvosmislenosti ili ugrađene povezanosti s različitim položajima točne prostorne lokacije. Ovo je u suprotnosti s potpunim neuspjehom štakora s oštećenjem ATN-a kada su morali naučiti asocijaciju objekt-mjesto u kojoj su morali odabrati jedan od dva ispravna objekta na temelju njihove povezane lokacije (Sziklas & Petrides, 1999.).

Otkriće da su lezije ATN-a uzrokovale duboki nedostatak u pamćenju parova suradnika mirisa i objekta, bez obzira na prisutnost 10- traga između podražaja, pridodaje našim ranijim dokazima o deficitu pamćenja parova suradnika kada je objekt i miris su istovremeno predstavljeni na platformi od sira (Bell, 2007). Zajedno, ovo sugerira da su deficiti pamćenja nakon lezija ATN-a na pamćenju parova suradnika miris-objekt dodatni primjer da lezije ATN-a ne odražavaju uvijek obrazac deficita uvjetovanog asocijativnog pamćenja uzrokovanog lezijama hipokampalnog sustava (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Dok lezije ATN-a mogu uzrokovati veća oštećenja prostorne memorije nego lezije forniksa (Warburton & Aggleton, 1999.) ili nedostatke u zadacima razlikovanja objekta i mjesta i geometrije koji se ne nalaze kod lezija forniksa (Aggletonet sur., 2009.; Sziklas i sur., 1998.), postoje manje je dokaza da lezije ATN-a mogu uzrokovati ozbiljna oštećenja pamćenja u zadacima na koje općenito ne utječu lezije formacije hipokampusa. Što se tiče neprostornih proizvoljnih asocijacija, dokaz da je hipokampus kritičan samo kada se koristi 10- trag između dva podražaja izveden je usporedbom akvizicije u dva različita zadatka. Gilbert i Kesner (2002.) izvijestili su da velike lezije hipokampusa nisu oslabile memoriju suradnika u paru predmet-miris kada su testirane na platformi s daskom sira na kojoj su dva podražaja predstavljena istovremeno. Na pisti sličnoj našoj, ali s predmetom predstavljenim prije izlaganja pijesku s mirisom koji bi mogao sadržavati areward, Kesner et al. (2005.) pokazali su da dorzalne CA1 lezije, ali ne i CA3, uzrokuju deficit pri korištenju 10--ovog stanja traga.

Ni mi ni Kesner i kolege nismo ispitali učinke lezija hipokampusa u zadatku piste bez uvjeta traga. Dakle, ne možemo biti sigurni da bi štakori s lezijama hipokampusa bili neoštećeni u uvjetima bez tragova kada bi se trenirali na pisti korištenjem naših postupaka. Usprkos tome, naša studija proširuje predviđenu povezanost između CA1 funkcije i vremenske obrade u neprostornom zadatku uparenih suradnika pronalaženjem povećane ekspresije Zif268 indorzalno CA1 u skupini Sham-lezije treniranoj pomoću 10-strace u odnosu na Sham-leziju Nema grupe tragova. Nasuprot tome, srednja ekspresija Zif268 u dorzalnom CA1 bila je najniža u skupini s tragovima lezije ATN.

Također je bilo dokaza, iako slabijih, da je stanje u tragovima kod štakora s lažnom lezijom povezano s povećanom ekspresijom Zif268 u površinskim slojevima retrosplenijalnog korteksa. Uzorak različitih ponašanja u skupinama s lezijom i bez lezije tijekom retencije učinio je neprikladnim ispitati povezanost između varijacija u izvedbi i varijacija u izražaju Zif268. Kao iu prethodnim studijama (Aggleton & Nelson, 2015.; Perryet al., 2018.), najjači učinak bio je izrazito smanjenje ekspresije IEG-a nakon lezija ATN-a u retrosplenialkorteksu, posebno u površinskim slojevima. Čini se vjerojatnim da je ovo otkriće posljedica gubitka ili smanjene aktivnosti u izravnim ulazima iz ATN-a u RSC (Barnett et al., 2021.).

Sve je veća svijest da lezije ATN-a mogu imati utjecaje izvan oštećenja prostorne memorije (Nelson, 2021.; Wolff i sur., 2006.). Jedan primjer je kada lezije ATN-a usporavaju stjecanje učenja koje nije usmjereno na prostornu pažnju, što može biti posljedica funkcionalnog odnosa između ATN-a i središnjih regija cingularnog korteksa, a ne medijalnih veza prefrontalnog korteksa (Bubb et al., 2021; Wright et al. al., 2015). Međutim, koliko znamo, ovaj pažljivo postavljen zadatak nije ispitan s lezijama hipokampusa kod štakora. Jasniji primjer disocijacije između lezija ATN-a i lezija hipokampusa jest da samo prva ozljeda oštećuje procese pažnje povezane s latentnom inhibicijom (Nelson et al., 2018). Moguće je da oslabljena sposobnost utvrđivanja relevantnosti ili prediktivnosti asocijacija podražaj-podražaj pruža objedinjujući prikaz ne samo učenja skupa pozornosti i latentne inhibicije (vidi Nelson et al., 2018), već i slučajeva poremećenog učenja uparenih suradnika nakon lezija ATN-a . Umjesto pripisivanja uloge ATN-a iz perspektive bilo hipokampalnog (za prostor i vrijeme) ili frontalnog (za pozornost) procesa, šira je implikacija da ATN može podržati procesiranje pamćenja aktivnim orkestriranjem pozornosti na određene klase asocijacija podražaj-podražaj i njihovo predstavljanje preko više moždanih struktura (Leszcynski & Staudigl, 2016). Točno kako karakterizirati klase oštećenog pamćenja ostaje eksperimentalni izazov za budućnost. Ono što je jasno iz trenutne studije jest da objašnjenja koja se temelje samo na prostornoj/neprostornoj dihotomiji ne mogu objasniti duboke deficite pamćenja koji se mogu naći u obje domene nakon lezija ATN-a.

Naši nalazi dovode učinke lezija ATN-a u štakora u bližu liniju s poremećajima pamćenja povezanih s uparenim suradnicima u kliničkoj amneziji nakon ozljede osovine mamilarno tijelo-ATN (Rempel-Clower et al., 1996.; Squireet sur., 2020.). Međutim, postoji jasna razlika između sporog stjecanja uparenog pamćenja u intaktnih štakora i brzog stjecanja uparenog pamćenja kod neljudi s intaktnim sustavom pamćenja. Pretpostavlja se da zadaci uparenih suradnika odražavaju pamćenje slično epizodnom mjerenjem sposobnosti formiranja jedinstvenih prikaza višestrukih podražaja, a ne pamćenja za pojedinačne komponente (Crystal & Smith, 2014.; Eichenbaum & Fortin, 2009.). U našoj studiji, međutim, intaktnim štakorima bilo je potrebno 4-5 tjedana i više od 300 pokušaja treninga prije nego što su postojali jasni dokazi o stjecanju, što sugerira da bi se zadatak mogao više temeljiti na pravilima ili semantički u tim štakorima.

Ovo bi se ograničenje moglo zaobići u budućem radu tako da se intaktni štakori prvo obučavaju na jednom ili više zadataka koji nisu prostorni upareni suradnici prije testiranja stjecanja novog para miris-objekt nakon ATN lezija. Na taj bi način opće pravilo stvaranja asocijacija već bilo uspostavljeno, a možda bi stopa stjecanja tada bila relativno brza za novi zadatak kod intaktnih štakora. Osim toga, privremene kemogenetičke ili optogenetske manipulacije ATN-om mogle bi pružiti priliku za istraživanje utjecaja koji te jezgre imaju na usporavanje stjecanja umjesto na sprječavanje stjecanja ili na njihov utjecaj na zadržavanje, a ne na stjecanje. Također bi bilo informativno saznati podržavaju li mnoge ili samo neke neuralne projekcije iz ATN-a ovaj primjer neprostornog učenja u parovima.

Neuroanatomski dokazi upućuju na drugačiji obrazac neuralnih veza s limbičkim i kortikalnim memorijskim strukturama između tri jezgre ATN-a, to jest anterodorzalnih jezgri, anteroventralnih jezgri i teanteromedijalnih jezgri (Bubb et al., 2017; Lomi et al., 2021; Nelson, 2021 ). Osim toga, te jezgre komponente ATN-a imaju različite molekularne i elektrofiziološke karakteristike koje mogu poduprijeti različite funkcije ponašanja (Jankowski i sur., 2013.; Roy i sur., 2021., 2022.; Safariet sur., 2020.). Lezije ili genetske manipulacije pojedinačnih jezgri ATN-a mogle bi pružiti uvid u to oslanja li se pamćenje uparenih suradnika na jedan ili više AD, AV ili AM. Može biti slučaj da utjecaj lezija ATN-a na ovaj zadatak prvenstveno uključuje regije frontalnog mozga i/ili retrosplenijalni korteks i njihovu uključenost u sustave temeljene na pravilima i znanju, a ne u pamćenje temeljeno na događajima (Hunsaker & Kesner, 2018). Ovi problemi bi se također mogli riješiti korištenjem lezija kontralateralne diskonekcije koje uključuju ATN, budući da je ovaj eksperimentalni pristup korišten za uspješno demonstriranje utjecaja ATN-hipokampalne osi u cijelom sustavu u prostornim zadacima (Dumont et al., 2010; Warburton et al., 2000, 2001 ).

Ova studija daje nedvojbene dokaze da lezije ATN-a stvaraju značajna oštećenja u neprostornom učenju i pamćenju vezanih uz par, bez obzira na prisutnost eksplicitne vremenske komponente. Ekstenzivna obuka nije pokazala dokaze o učenju kod ovih štakora s ATN lezijama. Činjenica da je bilo relativno malo do minimalno oštećenje neposredno susjednih intralaminarnih ili mediodorzalnih talamusnih regija sugerira da su ta oštećenja bila specifična za ATN leziju. Dokazi iz ovih neprostornih uparenih pridruženih zadataka sugeriraju novu perspektivu o ulozi ATNa kao kritičnog čvora unutar 'hipokampalno-diencefalno-cingularne' memorijske mreže (Bubb et al., 2017.). Ovo jača mišljenje da ATN ne djeluje prvenstveno kao relej za informacije o hipokampusu (Wolff & Vann, 2019.). Umjesto toga, ATN može aktivno kontrolirati stvaranje nekih klasa proizvoljnih memorijskih reprezentacija u mozgu.

ZAHVALA

Ovo istraživanje poduprlo je Sveučilište u Canterburyu opremom i stipendijama za istraživanje te Early Career Support (JJH) od Brain Research New Zealand – RangahauRoro Aotearoa. Objavljivanje s otvorenim pristupom koje omogućuje Sveučilište Canterbury, kao dio sporazuma Wiley - Sveučilište Canterbury putem Vijeća australskih sveučilišnih knjižničara.

REFERENCE

Aggleton, JP, Amin, E., Jenkins, TA, Pearce, JM, & Robinson, J. (2011.). Lezije u prednjoj talamičkoj jezgri štakora ne ometaju stjecanje učenja slijeda podražaja. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 64(1), 65–73.https://doi.org/10.1080/17470218.2010.495407

Aggleton, JP i Brown, MW (1999). Epizodno pamćenje, amnezija i hipokampalno-prednja talamusna osovina. Znanosti o ponašanju i mozgu, 22(3), 425–444.https://doi.org/10.1017/s0140525x99002034

Aggleton, JP i Nelson, AJD (2015). Zašto lezije u prednjim jezgrama talamusa terodenta uzrokuju tako teške prostorne nedostatke? 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). Oštećenja forniksa i prednje jezgre talamusa odvajaju različite aspekte prostornog učenja ovisnog o hipokampusu: Implikacije za neuralnu osnovu učenja scene. Bihevioralna neuroznanost, 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., i Dalrymple-Alford, JC (2021.). Neuroni prednje jezgre talamusa održavaju pamćenje. Current Research in Neurobiology, 2, 100022.https://doi.org/10.1016/j.crneur.2021.100022

Bell, R. (2007). Prednje i lateralne lezije talamusa u pridruženom učenju sparenog mirisa (neobjavljeni diplomski rad). Sveučilište Canterbury, Christchurch, Novi Zeland.

Bubb, EJ, Aggleton, JP, O'Mara, SM, & Nelson, AJD (2021). Kemogenetika otkriva prednji cingulatno-talamički put za praćenje informacija relevantnih za zadatak. Cerebral Cortex, 31(4), 2169–2186.https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa353

Bubb, EJ, Kinnavane, L. i Aggleton, JP (2017.). Hipokampalno-diencefalno-cingularne mreže za pamćenje i emocije: anatomski vodič. Napredak mozga i neuroznanosti, 1(1),1–20.https://doi.org/10.1177/2398212817723443

For more information:1950477648nn@gmail.com