Predhodno učenje strahu omogoča hitro asimilacijo novih spominov strahu neposredno v kortikalna omrežja 2. del

Predhodno kontekstualno učenje strahu omogoči anteriornemu cingularnemu korteksu, da takoj kodira nove spomine

Do danes smo raziskovali dinamiko konsolidacije sistema v slušnih spominih strahu. Vendar pa model konsolidacije sistema večinoma izhaja iz študij spomina, odvisnega od hipokampusa.

Slušni strah je zelo pogosta psihološka težava, ki lahko močno vpliva na vsakdanje življenje ljudi. Ko se pojavi slušna fobija, se lahko ljudje počutijo zelo neprijetno in lahko povzročijo celo različne zdravstvene težave. A hkrati obstajajo tudi poskusi, ki dokazujejo, da lahko slušni strah izboljša tudi spomin.

V zadnjih letih so raziskovalci ugotovili, da so ljudje s slušno fobijo bolj pozorni in občutljivi kot drugi. Njihovi možgani se močneje in hitreje odzivajo na zvočno stimulacijo. Ta reakcija jih naredi bolj občutljive na zvoke v njihovem življenju. V nekaterih primerih so sposobni bolje obdelati različne informacije in celo dobiti bolj koristne namige iz zvokov, kar lahko izboljša njihov splošni spomin.

Ko je oseba v napetem ali tesnobnem čustvenem stanju, možgani sproščajo snov, imenovano adrenalin. Ta snov lahko spodbuja aktivnost možganskih nevronov in poveča koncentracijo ljudi. Zato med stanjem slušnega strahu sproščanje adrenalina povzroči večjo koncentracijo in spomin pri poslušalcu.

Istočasno, ko zvočni dražljaj strahu vztraja, se lahko možgani prilagodijo temu dražljaju tako, da zgradijo globlji spomin na zvok. Ta spomin lahko pomaga bolnikom, da se bolje odzivajo na različne zvočne dražljaje, kar jim omogoča, da postanejo bolj samozavestni in neodvisni.

Čeprav lahko torej slušni strah povzroči številne nevšečnosti v vsakdanjem življenju ljudi, lahko pozitivno vpliva tudi na spomin. Ko se ljudje naučijo spopadati s to psihološko težavo, lahko premagajo svoje strahove in jim celo koristijo. To nas tudi opominja, da moramo na psihološke težave gledati pravilno, biti pozorni na duševno zdravje in se s pozitivnim odnosom soočati s težavami, da bi bilo naše življenje boljše. Vidi se, da moramo izboljšati spomin. Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj lahko Cistanche deserticola uravnava tudi ravnovesje nevrotransmiterjev, kot je povečanje ravni acetilholina in rastnih faktorjev. Te snovi so zelo pomembne za spomin in učenje. Poleg tega lahko meso izboljša pretok krvi in ​​pospeši dostavo kisika, kar lahko zagotovi, da možgani prejmejo dovolj hranilnih snovi in ​​energije ter tako izboljšajo vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite poznajte dodatke za izboljšanje spomina

Ti spomini naj bi se sprva oblikovali tako na ravni hipokampusa kot kortikalne ravni. Sčasoma usklajeno medsebojno delovanje med hipokampusom in kortikalnimi mrežami vodi do postopnega preoblikovanja kortikalnih vezij, ki sčasoma shranijo oddaljene spomine [1–5]. V skladu s tem so pri naivnih živalih od hipokampusa odvisni spomini na strah, in sicer kontekstualni spomini na strah, sprva odvisni od hipokampusa in postopoma postanejo odvisni od kortikalne mreže, ki zajema ACC in prefrontalni korteks [1,2,6–8]. ].

Tako smo razmislili, ali se je ta časovno odvisna reorganizacija zgodila drugače, če je prej prišlo do sistemske konsolidacije prejšnjega pomnilnika. Podgane so bile usposobljene za povezovanje konteksta z ZDA. Dva tedna prej se je 1 skupina podgan naučila druge povezave med drugačnim kontekstom in ZDA (CtxA-CtxB), medtem ko je druga skupina prejela le takojšnje boleče dražljaje, ki so ovirali kontekstualno učenje strahu (šok-CtxB) (S1A slika). Živalim smo injicirali CNQX ali fiziološko raztopino v ACC 24 ur po kontekstualnem učenju (sliki 4A in S1B).

V skladu s prejšnjimi študijami [1, 6, 8] je inaktivacija ACC pri živalih, ki se niso naučile druge povezave s strahom, predhodno pustila zamrznitev na CtxB nespremenjeno, kar nakazuje, da ta manipulacija ni vplivala na nedavni spomin. Vendar je podobno kot pri podatkih, pridobljenih pri slušnem učenju strahu, inaktivacija ACC zmanjšala zmrzovanje na nedavno CtxB pri podganah, ki so se naučile predhodne kontekstualne povezave s strahom (sliki 4B in 4C).

Ta pojav je bil vzročno povezan z razvojem počasne sistemske konsolidacije prvega spomina, ker ga ni bilo pri živalih, kjer sta bila dva dogodka strahu ločena le 7 ali 24 ur, in pri tistih, kjer je bil ACC inaktiviran 24 ur po obeh prvo in drugo kontekstualno učenje strahu. Poleg tega ga ni bilo pri podganah, ki so izkusile raziskovanje prvega konteksta v odsotnosti kakršnih koli US (skupina Context-CtxB) (sliki 4D in 4E).

Kritično je, da je inaktivacija ACC, izvedena 1 uro po učenju, vplivala tudi na nedavni spomin na strah (sliki 4F in 4G). V tej časovni točki je dajanje anizomicina zmanjšalo zmrzovanje na CtxB pri živalih, ki so že doživele kontekstualno učenje strahu (sliki 4H in 4I). Ti podatki podpirajo zamisel, da ko je prvi dogodek strahu zapomnil, neokorteks takoj postane bistven za nove spomine, tako da uporablja samo mehanizme sinaptične konsolidacije.

Predhodno kontekstualno učenje strahu reorganizira projekcije ACC v BLA, tako da podpirajo nedavne spomine

Nato smo preučili, ali lahko nevronska povezljivost, ki se pridobi med ohranjanjem spomina na daljavo pri naivnih živalih, sodeluje tudi pri nedavnem ohranjanju spomina pri živalih, ki so se predhodno naučile drugega kontekstualnega spomina na strah. V ta namen smo raziskali vpletenost projekcij od ACC do BLA pri ohranjanju nedavnih in oddaljenih kontekstualnih spominov.

Prejšnja študija je pokazala, da je optogenetska inhibicija aksonskih terminalov, projiciranih iz prefrontalnega korteksa v BLA, oslabila kontekstualno zadrževanje spomina na strah v oddaljenih, vendar ne nedavnih časovnih točkah pri naivnih živalih [7]. Adeno-povezan virusni vektor (AAV5-CaMKIIa-eNpHR3.0-mCherry) ali kontrolni vektor (AAV5-CaMKIIa-mCherry) smo vbrizgali v ACC v 2 skupinah, kot v zgoraj opisanih poskusih (sliki 5A–5C in S3C). Optogenetska inhibicija terminalov ACC v BLA med nedavnim kontekstualnim zadrževanjem spomina strahu je oslabila zamrznitev do CtxB samo pri živalih, ki so jim vbrizgali eNpHR3.0-vektor mCherry in ki so se predhodno naučile posebne povezave med kontekstom in ZDA (slika 5D). ).

V tej skupini je poznejša inhibicija terminalov ACC v BLA povzročila tudi znatno zmanjšanje zamrznitve na CtxA, kar kaže, da je vplivalo tudi na ohranitev povezave oddaljenega konteksta z ZDA (slika 5E). Ti rezultati podpirajo idejo, da je ista nevronska pot bistvena za ohranitev oddaljenega spomina na prvi dogodek strahu in nedavnih spominov na nove podobne dogodke. Ti podatki tudi kažejo, da je preureditev kortikalnih poti, ki se spuščajo do BLA, inducirana s prvim spominom, običajen proces tako za slušne kot kontekstualne spomine strahu.

Po predhodnem učenju strahu sta dorzalni hipokampus in ACC potrebna za nastanek novih spominov

Te ugotovitve postavljajo vprašanje, ali hipokampus oblikuje nove spomine, tudi če je prišlo do predhodnega kontekstualnega učenja strahu. Druga možnost je, da skorja tvori nove spomine, tudi če hipokampusa ni. Da bi odgovorili na ta vprašanja, smo inaktivirali hipokampus 1 uro po kontekstualnem učenju strahu v 2 skupinah, podobnih zgornjim poskusom.

Ker večina literature o konsolidaciji sistema izvira iz študij, kjer je bil hipokampus trajno uničen, smo začeli z nepopravljivo poškodbo hrbtnega hipokampusa 1 uro po učenju (slika 6A–6C). Hipokampalne lezije so povzročile znatno zmanjšanje zmrzovanja na CtxB v obeh skupinah (slika 6C). Ker lahko ekscitotoksične lezije začasno vplivajo na aktivnost možganskih regij zunaj hipokampusa, kot je ACC, smo ta poskus ponovili z inaktivacijo hrbtnega hipokampusa s CNQX, da smo blokirali lokalne glutamatne receptorje AMPA in ugotovili amnezijske učinke v obeh skupinah (sliki 6D in 6E). ).

Ti rezultati so pokazali, da je hipokampus potreben za oblikovanje novih kontekstualnih spominov, ne glede na to, ali je prišlo do predhodnega učenja strahu. Skupaj z zgornjimi rezultati ti podatki tudi kažejo, da sta pri živalih, ki so se naučile predhodnega kontekstnega dogodka strahu, tako hipokampus kot ACC potrebna za oblikovanje nedavnih spominov na strah in nobeno od teh mest samo po sebi ne more podpreti oblikovanja spomina v odsotnosti drugega.

Nato smo raziskali časovni potek prizadetosti hipokampusa z odložitvijo lezije hipokampusa na 1 teden po učenju. V skladu s prejšnjimi ugotovitvami [46] so lezije hipokampusa še vedno vplivale na nastanek spomina pri živalih, ki se še nikoli niso naučile drugih asociacij strahu. Nasprotno pa v skupini, ki se je naučila predhodnega dogodka strahu, lezije hipokampusa niso vplivale na ohranjanje spomina (sliki 6F in 6G), kar kaže, da predhodni spomin na strah skrajša časovno okno vpletenosti hipokampusa (z 2 tednov na 1 teden), saj opazili tudi pri prostorskem učenju [3,20,21].

Diskusija

V tej študiji smo ugotovili, da predhodna sistemska konsolidacija spomina slušnega strahu omogoča Te2, da takoj kodira nov spomin slušnega strahu prek sinaptične konsolidacije. Poleg tega padajoče projekcije od Te2 do BLA, ki so bile aktivirane med utrjevanjem predhodnega učenja, postanejo potrebne pri oblikovanju novih slušnih spominov na strah.

Podobne rezultate so opazili pri kontekstualnem učenju strahu, odvisnem od hipokampusa. Pri slednji nalogi smo tudi ugotovili, da predhodno učenje skrajša trajanje vpletenosti hipokampusa v nedavnem kontekstualnem učenju strahu. Naše ugotovitve skupaj kažejo, da predhodno učenje reorganizira možganske kroge, tako da se nove analogne informacije naučijo takoj v kortikalnih strukturah.

Trenutni koncept sistemske konsolidacije spominov, odvisnih od hipokampusa, predpostavlja, da je hipokampus vključen na časovno omejen način in da se sčasoma pojavi sočasni postopen proces reorganizacije možganskega vezja, tako da postajajo kortikalne mreže postopoma pomembnejše [1–5].

Čeprav obstajajo tudi alternativne teorije [47], številne študije podpirajo časovno omejeno vlogo hipokampusa v spominskih procesih tako na človeških kot živalskih modelih [1–3]. Nasprotno, reorganizacija možganskih vezij, ki podpirajo spomin skozi čas, je bila večinoma dokazana na živalskih modelih, medtem ko so dokazi pri ljudeh bolj sporni [3].

Nekatere študije so pokazale, da se aktivnost hipokampusa med vračanjem spomina pri ljudeh postopoma zmanjšuje v tednih in mesecih, medtem ko se aktivnost v ventralni medialni prefrontalni regiji [48], v temporalnem neokorteksu [49] ali povezljivost med kortikalnimi območji [48] znatno poveča. Nasprotno, novejše študije so pokazale, da čeprav je aktivnost hipokampusa s časom upadala, je kortikalna aktivnost skozi čas ostala stabilna [50] ali pa se je tudi zmanjšala [51]. Bolj dosledni dokazi o reorganizaciji možganskih vezij, ki podpirajo spomin skozi čas, so bili pridobljeni pri živalih [1–3]. Te študije so bile izvedene na eksperimentalno naivnih živalih.

Z raziskovanjem tega vprašanja pri živalih, ki so oblikovale predhodni spomin na strah, smo ugotovili, da je hipokampus nujen za oblikovanje novih spominov, ne glede na to, ali je prišlo do predhodnega učenja strahu. Vendar pa reorganizacija možganskih vezij, ki jo sproži prvo učenje, omogoči neokorteksu, da takoj kodira nove spomine, preprosto prek celičnih mehanizmov sinaptične konsolidacije. Ta pojav velja tako za spomine strahu, ki so odvisni od hipokampusa, kot za neodvisne, posebej pa ga je povzročila počasna konsolidacija sistema, ki jo je sprožil začetni dogodek učenja.

Odsoten je bil pri podganah, kjer sta bila 2 poskusa učenja časovno blizu drug drugemu (nekaj ur ali 1 dan) in pri tistih, kjer je kortikalna inaktivacija po prvem dogodku učenja onemogočala preureditev skorje in njeno kasnejšo vpletenost v hitro asimilacijo novih spomini. Poleg tega, ko je prvo učenje strahu reorganiziralo možgansko povezljivost, poti, ki se spuščajo iz korteksa v BLA, niso potrebne le za ohranjanje oddaljenih spominov kot pri naivnih podganah, ampak tudi za nedavne. Sklepamo, da če je bil podoben spomin predhodno kodiran, je že prišlo do reorganizacije možganskih vezij in morda ni več potrebna za tvorbo novih spominov, ki obratno takoj vključijo skorjo in njeno medsebojno delovanje s subkortikalnimi mesti.

Kljub velikemu številu študij, ki dokazujejo časovno odvisno reorganizacijo možganskih vezij pri naivnih živalih, natančen namen tega procesa še zdaleč ni opredeljen. Ker lahko vedenjski odzivi, povezani s spominom, čez čas ostanejo podobni, se domneva, da ta proces služi za izboljšanje stabilnosti spomina skozi čas [1,2,52]. Na podlagi naših ugotovitev predlagamo, da so možganska vezja, ko se dogodek strahu pojavi prvič, podvržena podaljšanemu procesu reorganizacije, kot je opisano v modelu konsolidacije sistema. Ta proces lahko služi za preureditev nevronskih mrež, ki trajno shranjujejo spomin na strah, tako da lahko takoj pridobijo nove analogne informacije prek mehanizmov sinaptične konsolidacije. Dejansko lahko ta mehanizem delovanja naredi novo učenje bolj "ekonomično", ker lahko zmanjša porabo virov za pridobivanje novih povezanih informacij, s čimer se sprosti več virov za učenje novih, nepovezanih informacij.

Pomembno vprašanje, ki izhaja iz naših ugotovitev, je, ali predhodno učenje trajno spremeni nevronske mreže, tako da se lahko podobne izkušnje takoj shranijo v neokortik, tudi če se zgodijo v zelo oddaljenih časovnih intervalih. Druga možnost je, da se sistem ponastavi na začetno raven naivnih živali, če v kratkem ne pride do novih podobnih izkušenj. Poskusi, ki ocenjujejo vključenost neokorteksa v naraščajočih časovnih intervalih med prvim in drugim učenjem, bodo to točko razjasnili.

Ugotovili smo tudi, da je blokada neokorteksa med zgodnjo konsolidacijo prve izkušnje preprečila takojšnjo dodelitev novih podobnih izkušenj neokorteksu (glej sliki 1F in 4D). Ti rezultati kažejo, da so celični procesi, ki se pojavijo takoj po prvem učenju v neokorteksu, potrebni za njegovo rekrutiranje v procesu konsolidacije sistemskega pomnilnika. Ta zamisel je v skladu z ugotovitvami, da se nekatere "označene" celice aktivirajo znotraj neokorteksa ob učenju pri naivnih živalih in služijo za shranjevanje oddaljenih, vendar ne nedavnih spominov [7,8,12,44]. Potrebne so prihodnje študije, da se pojasni, ali te celice igrajo to vlogo tudi po predhodnem učenju ali pa sodelujejo tudi pri oblikovanju nedavnih spominov.

Prvotno je model konsolidacije sistemov vodil do dodatne ideje, da se hipokampus hitro uči novih informacij, medtem ko se neokorteks uči počasi, vendar so nadaljnje študije pokazale, da je neokorteks sposoben tudi hitrih procesov učenja [3,20,21,53]. Naši podatki so pokazali, da se lahko 2 različni možganski skorji (Te2 in ACC) takoj naučita novih informacij, če se je prej zgodil podoben dogodek.

Glede na naše predhodne študije [10,16,17,34,43,45] uporabljamo izraz Te2 za označevanje najbolj posteriornega predela slušnega območja pasu, ki na podlagi Zillesovih študij [24,25] vključuje večinoma temporalna asociacija in ektorinalna področja. Čeprav ne moremo izključiti, da lahko naši rezultati odražajo prispevke učinkov zdravil tudi v okoliških regijah, in sicer v sosednji vidni skorji, primarni slušni skorji in peririnalnem korteksu, podatki, ki smo jih pridobili pri naivnih živalih, kažejo, da so bili predvsem posledica inaktivacije Te .

Ugotovili smo, da je bil pri naivnih živalih Te2 potreben za oddaljene, vendar ne nedavne slušne spomine, medtem ko je inaktivacija sosednje vidne skorje pustila oddaljene slušne spomine nespremenjene [10]. Nasprotno pa je kombinirana blokada primarnega in Te2 korteksa poslabšala tudi nedavni spomin [34]. Podobno je inaktivacija sprednjega peririnalnega korteksa oslabila spomine na strah [32, 54], medtem ko inaktivacija posteriornega peririnalnega korteksa ni vplivala na nedavne [54] in oddaljene [10] spomine na strah.

Tudi v primeru ACC in kontekstualnih spominov strahu inaktivacija sosednjega primarnega in sekundarnega motoričnega korteksa ni vplivala na nedavne in oddaljene spomine [55], medtem ko je inaktivacija sosednjega prelimbičnega korteksa poslabšala tako nedavne kot oddaljene spomine [11].

Kar zadeva vlogo, ki jo imajo te skorje v spominskih procesih, Te2 sodeluje pri pomnjenju čustvene vrednosti v paru z zvoki [10,13,16,56]. Ta ideja je bila pred kratkim dokazana tudi v vizualni skorji višjega reda [57,58]. Po drugi strani pa lahko ACC tvori in shranjuje spomine, lahko pa tudi modulira aktivnost drugih kortikalnih področij [1–3,6].

Kljub velikemu številu študij, ki kažejo, da sta Te2 in ACC potrebna za oddaljene, vendar ne nedavne spomine, so nekatere nedavne študije poročale, da so te skorje morda potrebne tudi za ohranjanje nedavnih slušnih [34,59] in kontekstualnih [55] spominov na strah. Natančni mejni pogoji, ki lahko določajo potrebo po teh skorjah za nedavne spomine, so slabo razumljeni.

Ena od teh študij je nakazala, da lahko intenzivnost čustvenega doživljanja igra pomembno vlogo [34], vendar bi morale prihodnje študije bolje obravnavati to vprašanje. Prihodnje študije bodo morale tudi pojasniti, ali celice, ki se aktivirajo v neokorteksu ob učenju pri naivnih živalih in ki služijo za shranjevanje oddaljenih, vendar ne nedavnih spominov [7,8,12,44], prav tako igrajo to vlogo po predhodnem učenja ali pa sodelujejo pri oblikovanju nedavnih spominov.

Kar zadeva sodelovanje hipokampusa v spominskih procesih, smo ugotovili, da je dorzalni hipokampus potreben za učenje novega kontekstualnega spomina, tudi če je prišlo do predhodnega kontekstualnega učenja. Podoben rezultat je bil opažen z izvedbo zasnove znotraj subjekta na podganah, ki so se naučile tako oddaljenih kot nedavnih kontekstualnih spominov [60]. Po drugi strani pa je bilo tudi dokazano, da se celični mehanizmi, ki posredujejo poznejše učenje v hipokampusu, lahko razlikujejo od tistih, vključenih med predhodnim učnim poskusom [22,61].

Ugotovili smo tudi, da je pri živalih, ki so prvič doživele kontekstualni strah, hipokampus potreben tudi 1 teden po učenju, v skladu s prejšnjo ugotovitvijo pri naivnih živalih [46]. Nasprotno pa v drugi skupini lezije hipokampusa niso vplivale na ohranjanje spomina v tem časovnem intervalu, kar kaže na to, da predhodno učenje strahu skrajša časovno okno vpletenosti hipokampusa, kot so opazili tudi pri prostorskem učenju [3, 20, 21]. Te študije in sedanja torej zagotavljajo konvergentne dokaze, da je časovno okno časovne amnezije, ki jo povzročijo lezije hipokampusa, odvisno od predhodnih naučenih izkušenj v prostorskih in čustvenih spominih.

V teh študijah so avtorji tudi predlagali, da usposabljanje podgan za daljše obdobje v prostorski nalogi ustvari "mentalno" shemo znanja, kjer je mogoče hitro asimilirati nove povezane informacije [3,20,21,53]. Čeprav so naše ugotovitve lahko tudi skladne s to idejo, je zelo težko reči, ali lahko en poskus učenja strahu tvori asociativno "shemo" znanja in ali je nov in drugačen dogodek, ki se zgodi v drugačnem okolju, mogoče vključiti v to shemo. . Za razjasnitev tega vprašanja so potrebne nadaljnje študije. V vsakem primeru, glede na to, da je večina spominov pri ljudeh in drugih živalih zgrajena na preteklih izkušnjah, so možganska omrežja, ki prvič shranijo oddaljene spomine na strah, morda tista, ki kodirajo tako nedavne kot oddaljene spomine strahu skozi vse življenje.

Metode eksperimentalni model in podrobnosti predmeta

Živali

Zdrave podganje samce Wistar (starost od 65 do 70 dni; teža od 250 do 350 g, divji tip), pridobljene iz notranjega živalskega obrata za vzrejo, so bile nameščene po 3 na kletko s hrano in vodo, ki sta bili na voljo ad libitum, pod 12-urno svetlobo. /temni cikel (sveti ob 7:00 zjutraj) pri stalni temperaturi 22 ± 1˚C. Vse poskuse je odobrilo italijansko ministrstvo za zdravje (št. dovoljenja 408/2020-PR) in lokalni bioetični odbor Univerze v Torinu.

Eksperimentalna zasnova

Ponovljivost podatkov je bila ocenjena z različnimi ponovitvami (tabela S1). Prvi poskusi inaktivacije CNQX v Te2 (slika 1A–1C) so bili izvedeni v večjem številu ponovitev, ker so bili prvi poskusi, ki smo jih izvedli, in služili za testiranje glavne hipoteze naše študije. Živali so bile a priori razvrščene v različne vedenjske skupine na uravnotežen način teže.

Samci iz istega zaroda so bili naključno razporejeni v vsako poskusno skupino. Najprej smo obravnavali glavno hipotezo naše študije, to je, da lahko kortikalna inaktivacija različno vpliva na konsolidacijo novega spomina na strah pri eksperimentalno naivnih podganah in pri živalih, ki so se naučile predhodnega dogodka strahu. V primeru statističnih razlik med temi skupinami smo na koncu izvedli dodatne kontrolne skupine z injiciranjem fiziološke raztopine. Podoben pristop je bil uporabljen pri optogenetskih poskusih, kjer je bila kontrolna skupina AAV izvedena šele po odkritju statističnih razlik med naivnimi in predhodno treniranimi podganami. Ti razporedi poskusov so nam omogočili, da smo se izognili nepotrebnim kontrolnim skupinam in uporabi nepotrebnih živali, kar je ključno vprašanje v evropski in italijanski zakonodaji o poskusih na živalih (načelo 3 Rs).

Vedenjski postopki

Vsi poskusi so bili izvedeni v svetli fazi dneva (od 8. do 16. ure). Živali so bile posamično prepeljane iz objekta v poskusne prostore v različnih majhnih prozornih vedrih, odvisno od poskusnih potreb.

Slušni trening: Prva vedenjska seja.

Živali, pogojene s slušnim strahom (CS1-CS2). V tej skupini so podgane nežno vzeli iz njihove domače kletke in jih odnesli iz bivališča v zvočno izolirano sobo. Ko so bile tam, so bile živali postavljene v napravo za kondicioniranje, sestavljeno iz pravokotne črne kletke (35 × 40 cm), opremljene z mrežo palic iz nerjavečega jekla (premera 1 cm, razmaknjenih 1,5 cm narazen), povezanih z dovodom šoka. nastaviti. Podgane so pustili nemotene 1 minuto. Po tem času je bilo danih 7 pogojnih dražljajev (CS), sestavljenih iz čistega tona frekvence 15 kHz (vsak traja 15 s, 80 dB, 36 s poskusni interval). Zadnja 1 s vsakega tona je bila povezana z bolečim ultrazvokom (0,5 mA, 1 s). Na koncu kondicioniranja so podgane vrnili v domačo kletko.

Živali samo v šoku (šok-CS2). V tej skupini so bile podgane podobno nameščene v isti napravi za kondicioniranje. Takoj zatem je bila vsaka podgana ena za drugo izpostavljena 7-šokom z nogami (1 s, 0,5 mA). Po koncu stimulacije so živali vrnili v domačo kletko. Časovna obstojnost v kondicijski kletki je bila manj kot 9 sekund. Prejšnje študije so pokazale, da ta postopek omogoča izogibanje asociativnim procesom med bolečimi dražljaji in senzoričnimi dražljaji [29,30].

Živali, pogojene s strahom po vonju (vonj-CS2). V tej skupini so podgane postavili v isto pravokotno črno kletko, ki je bila uporabljena v zgornjih poskusnih skupinah, in jih povezali z nastavitvijo za dovajanje šoka. Podgane so pustili nemotene 2 minuti. Po tem času je bilo danih 7 CS, sestavljenih iz vonjev vanilije (vsak je trajal 10 s, poskusni interval 24 s). Zadnja 1 s vsakega vonja je bila povezana z bolečim ultrazvokom (0,5 mA, 1 s). Modul za kondicioniranje je bil nameščen blizu vira prezračevanja, da bi se izognili obstojnosti dostavljenih dražljajev po njihovem odmiku. Kletka je bila zavarovana z zgornjo rešetko. Vonjave so bile predstavljene z uporabo olfaktometra za redčenje toka. Čist zrak (1,5 L/min) je bil usmerjen v elektromagnetni ventil, ki je ob delovanju prevedel zrak v 15 ml steklenico, ki je vsebovala 10 ml vonja vanilije.

Živali samo z zvokom (Tone-CS2). Podgane v tej skupini so postavili v isto črno kletko in jim predstavili ton 15-kHz (7 dražljajev, trajanje 15 s, 36 s ITI), dostavljen v odsotnosti ZDA.

Predizpostavljene živali (Tone-CS1-CS2). Podgane so postavili v kletko za kondicioniranje in 1 minuto kasneje so jim 20-krat predstavili samo ton 15-kHz, 24 ur kasneje pa je bil isti ton združen z US, ki je postal CS1.

Živali s strahom pogojene z belim šumom (WN-CS2). V tej skupini so podgane postavili v pravokotno črno kletko in jih pustili nemotene 1 minuto. Po tem času je bilo danih 7 CS, sestavljenih iz WN (15 s trajanja vsak, 75 dB, 36 s interval med poskusi). Zadnja 1 s vsakega tona je bila povezana z bolečim UZ (0,5 mA, 1 s). Na koncu kondicioniranja so podgane vrnili v domačo kletko.

Slušno učenje strahu: Drugi vedenjski trening.

Dva tedna po postopkih, opisanih v zgornjem odstavku, so bile živali usposobljene za drugo drugačno nalogo kondicioniranja slušnega strahu. Podgane smo dali v standardno škatlo za odiranje, kot v našem prejšnjem delu [10], in jih pustili nemotene 2 minuti. Po tem času je bilo dostavljenih 7 CS, sestavljenih iz čistih tonov s frekvenco 3 kHz (vsak traja 8 s, 80 dB, 22 s interval med poskusi). Zadnja 1 s vsakega tona je bila povezana z bolečim ultrazvokom (0,5 mA, 1 s). Na koncu kondicioniranja so podgane vrnili v domačo kletko.

Strah zaradi ohranjanja spomina. Zadrževanje slušnega spomina na strah, ki je bil nedavno pridobljen na CS2 (3 kHz), je bilo testirano 4 dni kasneje. Za eksperimente optogenetike je bil test nedavnega spomina izveden z lasersko dostavo 24 ur po učenju CS2-US po analogiji s časovnim intervalom, v katerem smo izvedli kortikalno inaktivacijo z dajanjem CNQX (tj. 24 ur po usposabljanje). Podgane so navadili na aparat, ki se razlikuje od tistega, ki se uporablja za kondicioniranje, in jih postavili v drugo sobo, da bi se izognili pogojenemu vedenju strahu zaradi kontekstualnih znakov [10,62]. Nova naprava je bila sestavljena iz prozorne plastične kletke s črno pobarvano stranjo, zaprte v škatli za dušenje zvoka, opremljeni z izpušnim ventilatorjem, ki je iz ohišja odstranil vonjav zrak in ustvaril hrup v ozadju 60 dB. Živalim je bilo dovoljeno raziskovati kletko 5 minut na dan med sejo navajanja. Na dan preizkusa ohranjanja spomina na strah smo po 2 minutah prostega raziskovanja oddali 4 CS2 s frekvenco 3 kHz (8 s—22 ITI), ki jim ni sledil noben US.

Če je zahtevalo eksperimentalno povpraševanje, so podgane nato testirali na ohranjanje spomina na strah na daljavo, pridobljenega 2 tedna pred drugim poskusom kondicioniranja slušnega strahu. V ta namen so 7 dni po preskusu ohranjanja spomina strahu na ton 3-kHz živali postavili v novo okolje (črno-belo črtasto kletko) in jim nato predstavili ton 15-kHz. Predstavljeni so bili štirje toni v intervalih 36 s.

Kontekstualno usposabljanje: Prva vedenjska seja.

Kontekstualna skupina za pogojevanje strahu (CtxA-CtxB). V tej skupini so podgane nežno vzeli iz njihove domače kletke, jih dali v vedro in odnesli iz bivališča v zvočno izolirano sobo. Ko so bile tam, so bile živali postavljene v napravo za kondicioniranje, sestavljeno iz zgoraj omenjene pravokotne črne kletke, opremljene z mrežo palic iz nerjavečega jekla, ki je bila povezana z napravo za dovajanje šoka. Podgane so pustili nemotene 1 minuto. Po tem času je bilo apliciranih 5 US (0,5 mA, 1 s) s časovnimi intervali 51 s. Ob koncu seje so živali pripeljali nazaj v domačo kletko.

Skupina samo za šok (shock-CtxB). Podgane, ki so bile postavljene v napravo za kondicioniranje, so takoj enega za drugim prejele 5-sunke z nogami (1 s, 0,5 mA). Časovna obstojnost v kondicijski kletki je bila manj kot 7 sekund. Prejšnje študije so pokazale, da ta postopek omogoča izogibanje asociativnim procesom med bolečimi dražljaji in senzoričnimi dražljaji [29,30].

Živali samo v kontekstu (context-CtxB). Podgane so za 5 minut postavili v isto črno kletko, uporabljeno v zgornjih poskusih, brez dajanja US.

Novo kontekstualno pogojevanje strahu in zadrževanje spomina na nedavni strah. Dva tedna po postopkih, opisanih v zgornjem odstavku, so bile vse skupine usposobljene za povezovanje novega kontekstualnega okolja (modul skinner box, nameščen v drugi sobi) z bolečim ultrazvokom (0,5 mA, 1 s) . Vsako žival so dali v novo komoro in pustili nemoteno 2 minuti. Nato je bil izpostavljen 5 US, ločenim z intervali 30 s.

Zadrževanje kontekstualnega spomina na strah je bilo preizkušeno 4 dni po postopku kondicioniranja strahu, tako da so podgane za 3 minute ponovno postavili v komoro Skinner box. Za optogenetske poskuse je bil test nedavnega spomina izveden z lasersko dostavo 24 ur po učenju CtxB-US po analogiji s časovnim intervalom, v katerem smo izvedli kortikalno inaktivacijo z dajanjem CNQX (tj. 24 ur po treningu). Če je to zahtevalo eksperimentalno povpraševanje, so bile podgane nato testirane glede ohranitve oddaljenega spomina na strah, tako da so živali postavili v kontekst, povezan z ZDA, 2 tedna pred novo povezavo.

Živali so prenašali v 2 različnih vedrih v kondicionirne komore v skladu z različnimi kontekstualnimi postopki.

Ukrep zamrzovanja. V vseh eksperimentalnih postopkih je bila ocena zadrževanja spomina na strah določena kot odziv zmrzovanja [10], analiziran kot popolna odsotnost somatske mobilnosti, razen dihalnih gibov. Za vsako žival sta 2 neodvisna opazovalca, ki sta bila slepa za skupine živali, izmerila čas (v sekundah), preživet v zamrzovanju, brez povezave.

For more information:1950477648nn@gmail.com