Передні ядра таламуса: критичний субстрат для непросторової парно-асоційованої пам'яті у щурів. Частина 1

Анотація

Пошкодження або дисфункція передніх ядер таламуса (АТН) може бути ключовим фактором, що сприяє розвитку багатьох випадків діенцефальної амнезії.

Переднє ядро ​​таламуса (АТН) є дуже важливою областю мозку, яка тісно пов’язана з функцією пам’яті. Коли на ATN впливає травма або хвороба, може виникнути втрата пам'яті. Однак нам не варто надто хвилюватися.

По-перше, ми повинні знати, що більшість здорових людей не страждають від АТН. Навіть якщо деякі люди страждають від пошкодження ATN, компенсація може відбутися в інших областях мозку, щоб зберегти здатність пам’яті. Крім того, пошкодження ATN може вплинути лише на певні завдання пам’яті. Якщо пошкодження легке, воно може вплинути лише на короткочасну пам’ять, але здатність довгострокової пам’яті істотно не зменшиться.

Звичайно, при деяких захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера і хвороба Альцгеймера, пошкодження ATN може мати серйозний вплив на пам'ять. Однак ми повинні активно протистояти цим захворюванням, вчасно лікувати їх і намагатися відстрочити погіршення симптомів. Крім того, ми можемо захистити здоров’я свого мозку, тренуючи тіло та мозок і дотримуючись здорового способу життя.

Коротше кажучи, хоча пошкодження ATN може мати певний вплив на пам'ять, ми не повинні надмірно хвилюватися та боятися. Поки ми ведемо активний і здоровий спосіб життя, запобігаємо й лікуємо хвороби, ми можемо краще захистити свій мозок і пам’ять. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність м’ясного фаршу полягає в його різноманітних активних інгредієнтах, включаючи кислоту, полісахариди, флавоноїди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть дізнатися про 10 способів покращити пам’ять

Експериментальні ураження ATN погіршують просторову пам’ять і часові розрізнення, але існує лише обмежена підтримка більш загальної ролі в непросторовій пам’яті.

Щоб розширити докази наслідків уражень ATN, ми дослідили отримання двоумовних зв’язків між запахом і парами об’єктів, представлених на злітно-посадковій смузі, з часовим проміжком між цими елементами або без нього.

Інтактні дорослі чоловічі щури отримали версії цього непросторового завдання як без слідів, так і 10-s trace. У інтактних щурів, навчених у відстежуваній версії, виявилася підвищена активація Zif268 у дорсальній частині СА1 гіпокампу, що свідчить про те, що часовий компонент рекрутував додаткові нейронні обробки.

Поразки ATN повністю заблокували отримання в обох версіях цього завдання асоціативної пам’яті. Цей дефіцит не був наслідком поганого гальмування невинагороджених сигналів або порушення сенсорної обробки, оскільки щури з ураженнями ATN не мали порушень у розпізнаванні простих запахів і простих предметів, використовуючи подібні завдання в тому самому апараті.

Ці докази ставлять під сумнів думку про те, що порушення довільного парно-асоційованого навчання після уражень ATN потребують використання мультимодальних просторових стимулів. Це припускає, що діенцефальна амнезія, пов’язана з ATN, виникає через погіршення уваги до асоціацій стимул-p–p–стимул та їх репрезентації в системі розподіленої пам’яті.

КЛЮЧОВІ СЛОВА

Біумовна дискримінація, розширена система пам'яті, ранні гени, щур, таламікамнезія.

Скорочення:

A24a, ділянка 24a передньої поясної кори; A24b, ділянка 24b передньої поясної кори; A29a, ділянка 29a гранулярної ретроспленіальної кори; A29b, ділянка 29b гранулярної ретроспленіальної кори; A29c, ділянка 29c гранулярної ретроспленіальної кори; A30, ділянка 30 дисгранулярної ретропленіальної кори; A32D, ділянка 32D передньої поясної кори; A32V, ділянка 32V медіальної префронтальної кори; AD — передньодорсальталамічні ядра; AM — передньомедіальні ядра таламуса; ATN, передні таламічні ядра; AV — передньовентральні ядра таламуса; CA1, cornu amonis 1; CA3, cornu amonis 3; cc, мозолисте тіло; Cg1/Cg2, зона поясної частини 1/2; DG hilus, ворота зубчастої звивини; DG, зубчаста звивина; dSub, дорсальний субікулум; IEG, ранній ген; lEC, латеральна енторинальна кора; MD, медіодорзальні таламічні ядра; mEC, медіальна енторинальна кора; МТТ, маммілоталамічний тракт; NAc, nucleus accumbens; PRh, периринальна кора; Rdg, зерниста ретроспленіальна кора; Re/Rh, reuniens/ромбовидні ядра; Rga, дисгранулярна ретроспленіальна кора; Rgb, дисгранулярна b ретроспленіальна кора; V — шлуночок; vCA1, дорсальна зона cornu ammonis 1; vCA3, дорсальна зона cornuammonis 3; vSub, вентральний субікулум.

1|ВСТУП

Передні ядра таламуса (АТН) мають складні взаємні зв’язки з багатьма структурами головного мозку в мережі «гіппокамп-діенцефало-цингулярна» (Bubbet al., 2017).

Схема зв’язків свідчить про те, що ця невелика область мозку є критично важливим підкірковим вузлом, який підтримує пам’ять. Ця точка зору узгоджується з доказами того, що втрата нейронів ATN у людей із синдромом Корсакова, який характеризується важкою та стійкою амнезією, відрізняє цих пацієнтів від алкоголіків, які зберігають відносно добру пам’ять (Hardinget al., 2000; Kopelman, 2015; Maillard et al., 2021).

Інтраталамічні записи у пацієнтів з епілепсією також підтверджують зв’язок між функцією ATN і пам’яттю (Sweeney-Reed et al., 2021). Додатковою підтримкою є порушення ATN, спричинене роз’єднанням мамілоталамічного тракту (MTT) (Dillingham et al., 2019; Perry et al., 2018), що є травмою головного мозку, яка найбільш послідовно відповідає погіршенню пам’яті після таламічних інфарктів (Carlesimo et al. , 2011).

Зв’язок між ATN і пам’яттю підтверджується великою кількістю експериментальних досліджень уражень. Однак ці дослідження переважно зосереджені на просторовій пам’яті та подібності між ефектами ATN і ураженнями гіпокампу (Aggleton & Brown, 1999; Aggleton & Nelson, 2015). ; Dalrymple-Alford та ін., 2015; Нельсон, 2021; Перрі та ін., 2018).

Однак клінічні дані показують, що дисфункція пам’яті виходить за межі просторової інформації (Rempel-Clower та ін., 1996; Turriziani та ін., 2004). Існування непросторових дефіцитів після експериментальних уражень ATN має певну підтримку. Дисфункція ATN уповільнює здатність щурів формувати набір уваги під час вивчення серії різних пар непросторових стимулів, у яких винагороджується лише один вимір стимулу (Bubb et al., 2021; Нельсон, 2021; Райт та ін., 2015).

Латентне гальмування, пов’язане з попереднім впливом непідкріплених слухових сигналів, також порушується (Nelson et al., 2018). І навпаки, реляційна обробка непросторових стимулів під час сенсорного прекондиціонування не порушується ураженнями ATN (Ward-Robinson et al., 2002).

Докази завдань, які більш явно зосереджені на пам’яті, наразі обмежувалися пригадуванням тимчасового порядку непросторових елементів, але ці ефекти обмежені вимогами конкретного завдання.

Тобто, ураження ATN порушували судження про відносну недавність, коли список із кількома запахами або кількома об’єктами був представлений в одному блоці випробувань, але не тоді, коли відносний вибір ґрунтувався на непросторових стимулах, представлених у більш чітких тимчасових епізодах, включаючи одну пару чи два предмети блоки з кількох елементів (Aggleton et al., 2011; Dumont & Aggleton, 2013; Mitchell & Dalrymple-Alford, 2005; Wolff et al., 2006).

Щоб підтвердити специфічний зв’язок між клінічною амнезією та погіршенням пам’яті після дисфункції ATN, необхідно навести більше прикладів дефіциту ураження ATN у непросторовій пам’яті.

Неспроможність придбати пам’ять для асоціації довільних стимулів є основною ознакою амнезичного синдрому (Turriziani та ін., 2004). Ці завдання пропонують можливість дослідити непросторову пам’ять.

Одним із класів асоціативної пам’яті є здатність розрізняти комбінацію сигналів відносно їх складових елементів (McDonald et al., 1997). Як і ураження гіпокампу, ураження ATN не впливають на ці конфігураційні навчальні завдання, коли вони покладаються на непросторові ознаки (Chudasama та ін., 2001; McDonaldet ін., 1997; Moran & Dalrymple-Alford, 2003; Ridleyet al., 2002).

Умовні навчальні завдання забезпечують другий клас довільних асоціацій. Цього разу одна правильна відповідь сигналізується одним стимулом, а друга правильна відповідь сигналізується альтернативним стимулом.

Проте, на відміну від уражень гіпокампу, ушкодження ATN не затримували виконання цих завдань, коли егоцентрична реакція або неегоцентричний просторовий вибір сигналізувалися одним візуальним сигналом (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Навчальні завдання з парними асоціаціями пропонують альтернативний тест на пам’ять для довільних асоціацій. Ці завдання пам’яті вимагають формування унікальних стимул-стимульних уявлень.

Це відрізняється від ситуації, коли розрізнення ґрунтується на комбінації сигналів, протиставлених їхнім елементам, або коли умовний зв’язок визначається пам’яттю про одну помітну ознаку та її наслідок. Парно-асоційовані завдання часто використовують пари стимулів, які вимагають двоумовного зв’язку між двома стимулами, що мають окремі атрибути (різні типи інформації).

Наприклад, атрибут анодування в поєднанні з атрибутом місцезнаходження винагороджується (наприклад, запах 1 + місцезнаходження А та запах2 + місцезнаходження B), але альтернативні пари не винагороджуються (запах 1 + місцезнаходження B і запах{ {3}} Розташування A). Подібно до ураження гіпокампу (Gilbert & Kesner, 2002, 2003; Hunsaker et al., 2006; Jo & Lee, 2010; Lee & Solivan, 2008; Sziklas & Petrides, 2002), ATN-ураження викликають серйозні порушення сприйняття, коли один із атрибутів стосується розташування, наприклад як у завданнях асоціації «запах-місце» або «об’єкт-місце» (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Ці порушення пов’язані не лише з включенням атрибута місця, оскільки ураження ATN мали набагато м’якший вплив на безумовне просторове розрізнення з використанням подібних процедур тестування (Dumont та ін., 2014; Гібб та ін., 2006).

Проте ураження ATN не погіршували двоумовне розрізнення, коли використовувалися локальні контекстуальні сигнали, які були візуальними, тепловими або текстурними (Dumont et al., 2014). Ці результати показують, що включення просторових атрибутів може бути необхідним для виявлення порушень у навчанні довільних асоціацій після уражень ATN.

Проте ми знайшли попередні докази порушення асоціації непросторового об’єкта із запахом після уражень ATN (Bell, 2007). У цьому дослідженні використовувалася відкрита кругла сирна дошка (Gilbert & Kesner, 2003), тому цілком можливо, що характеристики завдання вводили просторові елементи, які перешкоджали отриманню даних.

Таким чином, у поточному дослідженні розглядалося придбання непросторової асоціативної пам’яті на злітно-посадковій смузі з високими стінками з червоного плексигласу, що мінімізувало доступність просторових сигналів. Злітно-посадкова смуга також дозволила нам оцінити вплив явної 10--ї часової затримки (тобто сліду) між презентацією запаху та об’єктними стимулами.

Kesner та його колеги припустили, що ураження гіпокампу не перешкоджає отриманню асоціативної пам’яті запаху об’єкта, якщо процедура не включає явний часовий розрив між непросторовими стимулами, який був пов’язаний із специфічною втратою дорсальних нейронів CA1 (Gilbert & Kesner, 2002; Kesner et. ін., 2005).

Ураження як ATN, так і ураження маммілоталамічного тракту зменшують кількість дендритних шипів CA1 (Dillingham et al., 2019; Harland et al., 2014) і можуть зменшити ранню активацію гена (IEG) у гіпокампалі (Dupireet al., 2013; Jenkins et al., 2002). Дженкінс та ін., 2002; Лукавенко та ін., 2015; Перрі та ін., 2018).

Ми передбачали, що ураження ATN уповільнюватимуть засвоєння стандартного завдання навчання парного асоційованого запаху та об’єкта на злітно-посадковій смузі, коли немає явного сліду між парними стимулами, але серйозно погіршуватимуть оволодіння у версії трасування цього завдання через додатковий часовий компонент.

Ми доповнили цю роботу, вивчивши експресію Zif268 IEG у структурах мозку, пов’язаних із пам’яттю, після сеансу утримання, проведеного через 5 днів після закінчення навчання.

For more information:1950477648nn@gmail.com