Predné talamické jadrá: kritický substrát pre nepriestorovú pridruženú pamäť u potkanov, časť 1

Abstraktné

Poranenie alebo dysfunkcia v predných talamických jadrách (ATN) môže byť kľúčovým faktorom v mnohých prípadoch diencefalickej amnézie.

Predné talamické jadro (ATN) je veľmi dôležitá oblasť mozgu, ktorá úzko súvisí s pamäťovou funkciou. Keď je ATN ovplyvnená zranením alebo chorobou, môže dôjsť k strate pamäti. Nemali by sme sa však príliš obávať.

Po prvé, musíme vedieť, že väčšina zdravých ľudí netrpí poškodením ATN. Aj keď niektorí ľudia trpia poškodením ATN, kompenzácia môže nastať v iných oblastiach mozgu, aby sa zachovali pamäťové schopnosti. Okrem toho môže poškodenie ATN ovplyvniť iba niektoré pamäťové úlohy. Ak je poškodenie mierne, môže ovplyvniť len krátkodobú pamäť, ale schopnosť dlhodobej pamäte sa výrazne nezníži.

Samozrejme, pri niektorých ochoreniach, ako je Alzheimerova choroba a Alzheimerova choroba, môže mať poškodenie ATN vážny dopad na pamäť. Týmto ochoreniam by sme však mali aktívne čeliť, včas ich liečiť a snažiť sa oddialiť zhoršenie príznakov. Okrem toho si môžeme zdravie mozgu chrániť cvičením tela a mozgu a udržiavaním zdravého životného štýlu.

Skrátka, aj keď poškodenie ATN môže mať určitý vplyv na pamäť, nemali by sme sa prehnane báť a báť. Pokiaľ budeme udržiavať aktívny a zdravý životný štýl a predchádzať chorobám a liečiť ich, môžeme si lepšie chrániť mozog a spomienky. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť mletého mäsa pochádza z jeho rôznych aktívnych zložiek, vrátane kyselín, polysacharidov, flavonoidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na spoznajte 10 spôsobov, ako zlepšiť pamäť

Experimentálne lézie ATN zhoršujú priestorovú pamäť a časové rozlišovanie, ale existuje len obmedzená podpora všeobecnejšej úlohy v nepriestorovej pamäti.

Aby sme rozšírili dôkazy o účinkoch lézií ATN, skúmali sme získanie bipodmienených asociácií medzi pármi zápachu a predmetov prezentovanými na dráhe, buď s alebo bez časovej medzery medzi týmito položkami.

Intaktné dospelé samce získali obe verzie tejto nepriestorovej úlohy bez stopy a 10-s stopovú verziu. Neporušené potkany trénované v stopovej verzii vykazovali zvýšenú aktiváciu Zif268 v dorzálnom CA1 hipokampu, čo naznačuje, že dočasná zložka získala ďalšie nervové spracovanie.

ATN lézie úplne zablokovali akvizíciu v oboch verziách tejto asociačno-pamäťovej úlohy. Tento deficit nebol spôsobený slabou inhibíciou neocenených podnetov alebo zhoršeným senzorickým spracovaním, pretože potkany s ATN léziami boli bez narušenia pri získavaní jednoduchých pachových diskriminácií a jednoduchých objektových rozlišovaní pomocou podobných úloh v rovnakom prístroji.

Tento dôkaz spochybňuje názor, že poruchy v ľubovoľnom párovom pridruženom učení po léziách ATN vyžadujú použitie multimodálnych priestorových stimulov. Naznačuje to, že diencefalická amnézia spojená s ATN pramení z degradovanej pozornosti na asociácie stimul-p-p-stimul a ich reprezentáciu v distribuovanom pamäťovom systéme.

KĽÚČOVÉ SLOVÁ

Bipodmienečná diskriminácia, rozšírený pamäťový systém, okamžité skoré gény, potkan, talamikamnézia.

skratky:

A24a, oblasť 24a prednej cingulárnej kôry; A24b, oblasť 24b prednej cingulárnej kôry; A29a, oblasť 29a granularretrospleniálneho kortexu; A29b, oblasť 29b granulárneho retrospleniálneho kortexu; A29c, oblasť 29c granulárneho retrospleniálneho kortexu; A30, oblasť 30 dysgranulárneho retrospleniálneho kortexu; A32D, oblasť 32D prednej cingulárnej kôry; A32V, oblasť 32V mediálneho prefrontálneho kortexu; AD, anterodorsaltalamické jadrá; AM, anteromediálne talamické jadrá; ATN, predné talamické jadrá; AV, anteroventrálne talamické jadrá; CA1, cornu ammonis 1; CA3,cornu ammonis 3; cc, corpus callosum; Cg1/Cg2, cingulatívna plocha 1/2; DG hilus, hilus gyrus dentatus; DG, dentate gyrus; dSub, dorzálne subikulum; IEG, bezprostredný skorý gén; lEC, laterálny entorinálny kortex; MD, mediodorzálne talamické jadrá; mEC, mediálny entorinálny kortex; MTT, mamilotalamický trakt; NAc, nucleus accumbens; PRh, perirhinálna kôra; Rdg, granulárny retrospleniálny kortex; Re/Rh, reuniens/romboidné jadrá; Rga, dysgranulárny a retrospleniálny kortex; Rgb, dysgranulárny b retrospleniálny kortex; V, komora; vCA1, oblasť dorzálnej cornu ammonis 1; vCA3, oblasť dorzálnej cornuammonis 3; vSub, ventrálne subikulum.

1|ÚVOD

Predné talamické jadrá (ATN) majú zložité recipročné spojenia s mnohými mozgovými štruktúrami v sieti „hipokampálno-diencefalicko-cingulát“ (Bubbet al., 2017).

Vzorec spojení naznačuje, že táto malá oblasť mozgu je kritickým subkortikálnym uzlom, ktorý podporuje pamäť. Táto perspektíva je v súlade s dôkazom, že strata ATN neurónov u ľudí s Korsakoffovým syndrómom, ktorý je charakterizovaný ťažkou a perzistentnou amnéziou, odlišuje týchto pacientov od alkoholikov, ktorí si zachovávajú relatívne dobrú pamäť (Hardinget al., 2000; Kopelman, 2015; Maillard et al., 2021).

Intratalamické záznamy u pacientov s epilepsiou tiež posilňujú spojenie medzi funkciou ATN a pamäťou (Sweeney-Reed et al., 2021). Ďalšia podpora pochádza z narušenia ATN spôsobeného odpojením mamilotalamického traktu (MTT) (Dillingham et al., 2019; Perry et al., 2018), čo je poškodenie mozgu, ktoré najkonzistentnejšie korešponduje s poruchou pamäti po talamických infarktoch (Carlesimo et al. , 2011).

Súvislosť medzi ATN a pamäťou je podporovaná veľkým množstvom experimentálnych štúdií lézií. Tieto štúdie sa však v drvivej väčšine zamerali na priestorovú pamäť a podobnosť medzi účinkami ATN a hipokampálnymi léziami (Aggleton & Brown, 1999; Aggleton & Nelson, 2015 Dalrymple-Alford a kol., 2015; Nelson, 2021; Perry a kol., 2018).

Klinické dôkazy však ukazujú, že dysfunkcia pamäte presahuje priestorové informácie (Rempel-Clower a kol., 1996; Turriziani a kol., 2004). Existencia nepriestorových deficitov po experimentálnych léziách ATN má určitú podporu. Dysfunkcia ATN spomaľuje schopnosť potkanov vytvárať súbor pozornosti, keď sa učia sériu rôznych nepriestorových párovaní stimulov, v ktorých je odmeňovaná iba jedna dimenzia stimulu (Bubb et al., 2021; Nelson, 2021; Wrightet al., 2015).

Latentná inhibícia spojená s predchádzajúcim vystavením nezosilneným sluchovým podnetom je tiež narušená (Nelson et al., 2018). Naopak, relačné spracovanie nepriestorových stimulov počas zmyslového predkondicionovania nie je narušené léziami ATN (Ward-Robinson et al., 2002).

Dôkazy z úloh, ktoré sa explicitnejšie zameriavajú na pamäť, boli doteraz obmedzené na vybavovanie si časového poradia nepriestorových položiek, ale tieto účinky sú obmedzené špecifickými požiadavkami na úlohy.

To znamená, že lézie ATN narušili úsudky o relatívnej aktuálnosti, keď bol v jedinom bloku pokusov prezentovaný zoznam viacerých pachových alebo viacnásobných predmetov, ale nie vtedy, keď bol relatívny výber založený na nepriestorových stimuloch prezentovaných v rôznych časových epizódach, vrátane jedného páru položiek alebo dvoch položiek. bloky viacerých položiek (Aggleton a kol., 2011; Dumont & Aggleton, 2013; Mitchell & Dalrymple-Alford, 2005; Wolf a kol., 2006).

Na podporu špecifickej asociácie medzi klinickou amnéziou a poruchou pamäti po dysfunkcii ATN je potrebných viac príkladov deficitov ATN lézií v nepriestorovej pamäti.

Neschopnosť získať pamäť pre asociáciu ľubovoľných stimulov je hlavnou črtou amnesického syndrómu (Turriziani et al., 2004). Tieto úlohy ponúkajú príležitosť preskúmať nepriestorovú pamäť.

Jednou triedou asociačnej pamäte je schopnosť rozlíšiť kombináciu podnetov vo vzťahu k ich komponentným prvkom (McDonaldet al., 1997). Podobne ako hipokampálne lézie, ani lézie ATN neovplyvňujú tieto úlohy konfigurácie učenia, keď sa spoliehajú na nepriestorové podnety (Chudasama a kol., 2001; McDonaldet al., 1997; Moran & Dalrymple-Alford, 2003; Ridleyet al., 2002).

Úlohy podmieneného učenia poskytujú druhú triedu ľubovoľných asociácií. Tentokrát je jedna správna reakcia signalizovaná jedným stimulom a druhá správna reakcia je signalizovaná alternatívnym stimulom.

Na rozdiel od hipokampálnych lézií však lézie ATN neoddialili akvizíciu v týchto úlohách, keď buď egocentrické reakcie alebo neegocentrické priestorové voľby boli signalizované jediným vizuálnym podnetom (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Párové pridružené učebné úlohy ponúkajú alternatívny test pamäti pre ľubovoľné asociácie. Tieto pamäťové úlohy vyžadujú vytvorenie jedinečných reprezentácií stimulov.

Toto sa líši od situácie, keď je diskriminácia založená na kombinácii podnetov, ktoré sú v kontraste s ich prvkami, alebo keď je podmienený vzťah určený pamäťou jediného nápadného podnetu a jeho následkom. Párové pridružené úlohy zmäkčujú používanie párov stimulov, ktoré vyžadujú bipodmienkový vzťah medzi dvoma stimulmi, ktoré majú samostatné atribúty (rôzne typy informácií).

Napríklad atribút anodor kombinovaný s atribútom polohy je odmenený (napr. Zápach 1 + Miesto A a Zápach2 + Miesto B), ale alternatívne párovania nie sú odmenené (Zápach 1 + Miesto B a Zápach{ {3}} Miesto A). Podobne ako hipokampálne lézie (Gilbert & Kesner, 2002, 2003; Hunsaker a kol., 2006; Jo & Lee, 2010; Lee & Solivan, 2008; Sziklas & Petrides, 2002), aj lézie ATN spôsobujú vážne akvizičné deficity, keď sa jeden z atribútov týka miesta ako pri asociačných úlohách odour-placeor object-place (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Tieto poruchy nie sú spôsobené výlučne zahrnutím atribútu miesta, pretože lézie ATN mali oveľa miernejšie účinky na nepodmienené priestorové rozlišovanie pomocou podobných testovacích postupov (Dumont a kol., 2014; Gibb a kol., 2006).

Lézie ATN však nezhoršili bipodmienkovú diskrimináciu, keď sa použili lokálne kontextové podnety, ktoré boli buď vizuálne, tepelné alebo textúrne (Dumont et al., 2014). Tieto zistenia naznačujú, že zahrnutie priestorových atribútov môže byť potrebné na odhalenie porúch v učení sa arbitrárnych asociácií po léziách ATN.

Našli sme však predbežné dôkazy o zhoršenom získaní úlohy nepriestorovej asociácie medzi objektom a zápachom po léziách ATN (Bell, 2007). Táto štúdia využívala otvorenú kruhovú platformu tvarohovej dosky (Gilbert & Kesner, 2003), takže je možné, že charakteristiky úlohy zaviedli priestorové prvky, ktoré narušili akvizíciu.

Súčasná štúdia preto skúmala získavanie nepriestorovej asociatívnej pamäte na dráhe z červeného plexiskla s vysokými stenami, ktorá minimalizovala dostupnosť priestorových podnetov. Pristávacia dráha nám tiež umožnila posúdiť vplyv explicitného 10-časového oneskorenia (tj stopy) medzi prezentáciou pachu a objektových podnetov.

Kesnerand kolegovia navrhli, že hipokampálne lézie nebránia získaniu asociatívnej pamäte objekt-pach, pokiaľ postup nezahŕňa explicitnú časovú medzeru medzi nepriestorovými stimulmi, ktorá bola spojená so špecifickou stratou dorzálnych neurónov CA1 (Gilbert & Kesner, 2002; Kesner et al., 2005).

Lézie ATN aj lézie mamilotalamického traktu znižujú počet dendritických tŕňov CA1 (Dillingham a kol., 2019; Harland a kol., 2014) a môžu znížiť aktiváciu hippocampalimmediate skorého génu (IEG) (Dupireet al., 2013; 202 Jenkins a kol. Jenkins a kol., 2002; Loukavenko a kol., 2015; Perry a kol., 2018).

Očakávali sme, že lézie ATN spomalia získavanie štandardnej úlohy učenia sa pridruženého k pachu a objektu na dráhe, keď medzi párovými stimulmi nie je žiadna explicitná stopa, ale vážne zhoršia akvizíciu v stopovej verzii tejto úlohy kvôli ďalšej časovej zložke.

Túto prácu sme doplnili skúmaním expresie Zif268 IEG v mozgových štruktúrach súvisiacich s pamäťou po relácii aretencie vykonanej 5 dní po ukončení tréningu.

For more information:1950477648nn@gmail.com