Передние ядра таламуса: критический субстрат непространственной парно-ассоциированной памяти у крыс. Часть 1

Абстрактный

Повреждение или дисфункция передних ядер таламуса (ПЯТ) может быть ключевым фактором, способствующим во многих случаях диэнцефальной амнезии.

Переднее таламическое ядро ​​(ATN) — очень важная область мозга, тесно связанная с функцией памяти. Когда на АТН влияет травма или заболевание, может возникнуть потеря памяти. Однако нам не следует слишком беспокоиться.

Во-первых, нам нужно знать, что большинство здоровых людей не страдают от повреждений АТН. Даже если некоторые люди страдают от повреждения АТН, компенсация может произойти в других областях мозга для поддержания способностей памяти. Более того, повреждение ATN может повлиять только на определенные задачи памяти. Если повреждение незначительное, оно может повлиять только на кратковременную память, но способность долговременной памяти существенно не ухудшится.

Конечно, при некоторых заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Альцгеймера, повреждение АТН может оказать серьезное влияние на память. Однако нам следует активно противостоять этим заболеваниям, вовремя лечить их и стараться отсрочить ухудшение симптомов. Кроме того, мы можем защитить здоровье нашего мозга, тренируя тело и мозг и поддерживая здоровый образ жизни.

Короче говоря, хотя повреждение АТН может оказывать определенное влияние на память, нам не следует слишком волноваться и бояться. Пока мы ведем активный и здоровый образ жизни, а также предотвращаем и лечим заболевания, мы можем лучше защитить наш мозг и память. Видно, что нам нужно улучшить память, а цистанхе пустынный может значительно улучшить память, потому что цистанхе пустынный — это традиционное китайское лекарственное средство, обладающее множеством уникальных эффектов, одним из которых является улучшение памяти. Эффективность мясного фарша обусловлена ​​его различными активными ингредиентами, включая кислоты, полисахариды, флавоноиды и т. д. Эти ингредиенты могут способствовать здоровью мозга различными способами.

Нажмите «Узнай 10 способов улучшить память»

Экспериментальные поражения АТН нарушают пространственную память и временную дискриминацию, но существует лишь ограниченное подтверждение более общей роли непространственной памяти.

Чтобы расширить данные о влиянии поражений ATN, мы исследовали приобретение двуусловных ассоциаций между запахом и парами объектов, представленных на взлетно-посадочной полосе, с временным разрывом между этими объектами или без него.

Интактные взрослые крысы-самцы освоили как бесследовую, так и 10--следовую версию этой непространственной задачи. Интактные крысы, обученные следовой версии, показали повышенную активацию Zif268 в дорсальном СА1 гиппокампа, что позволяет предположить, что временной компонент рекрутирует дополнительные нервные клетки. обработка.

Поражения ATN полностью блокировали приобретение данных в обеих версиях задачи ассоциативной памяти. Этот дефицит не был вызван плохим торможением невознаграждаемых сигналов или нарушением сенсорной обработки, поскольку крысы с поражениями ATN не страдали от нарушений в овладении простым распознаванием запахов и простым распознаванием объектов при использовании аналогичных задач в одном и том же аппарате.

Эти данные бросают вызов мнению, что нарушения произвольного парного обучения после поражений ATN требуют использования мультимодальных пространственных стимулов. Это предполагает, что диэнцефальная амнезия, связанная с АТН, возникает из-за снижения внимания к ассоциациям стимул-р-р-стимул и их репрезентации в распределенной системе памяти.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Двуусловная дискриминация, расширенная система памяти, непосредственные ранние гены, крыса, таламамнезия.

Сокращения:

А24а, область 24а передней поясной извилины; А24б — область 24б передней поясной извилины; А29а, область 29а гранулярно-ретросплениальной коры; А29б — область 29б зернистой ретросплениальной коры; A29c, область 29c гранулярной ретросплениальной коры; А30 — область 30 дисгранулярной ретросплениальной коры; A32D, область 32D передней поясной извилины; А32В — область 32В медиальной префронтальной коры; АД — антеродорсальталамические ядра; АМ — переднемедиальные ядра таламуса; АТН — передние ядра таламуса; AV — передне-вентральные ядра таламуса; CA1 — аммониевый рог 1; СА3, аммонийный рог 3; cc, мозолистое тело; Cg1/Cg2, поясная зона 1/2; DG hilus, ворота зубчатой ​​извилины; ДГ, зубчатая извилина; dSub, дорсальный субикулюм; IEG, немедленный ранний ген; lEC — латеральная энторинальная кора; MD — медиодорсальные ядра таламуса; мЭК – медиальная энторинальная кора; МТТ – маммиллоталамический тракт; NAc — прилежащее ядро; PRh, периринальная кора; Rdg — гранулярная ретросплениальная кора; Re/Rh – reuniens/ромбовидные ядра; Rga, дисгранулярная ретросплениальная кора; Rgb — дисгранулярная b ретросплениальная кора; V — желудочек; vCA1 — область 1 дорсального аммониса; vCA3, область 3 дорсального рога; vSub, вентральный субикулюм.

1|ВВЕДЕНИЕ

Передние ядра таламуса (ATN) имеют сложные реципрокные связи со многими структурами мозга в сети «гиппокамп-диэнцефал-поясная извилина» (Bubbet al., 2017).

Схема связей позволяет предположить, что этот небольшой участок мозга является важнейшим подкорковым узлом, поддерживающим память. Эта точка зрения согласуется с данными о том, что потеря нейронов ATN у людей с синдромом Корсакова, который характеризуется тяжелой и стойкой амнезией, отличает этих пациентов от алкоголиков, которые сохраняют относительно хорошую память (Hardinget al., 2000; Kopelman, 2015; Maillard et al., 2021).

Интраталамические записи у пациентов с эпилепсией также подтверждают связь между функцией ATN и памятью (Sweeney-Reed et al., 2021). Дополнительную поддержку оказывает нарушение работы АТН, вызванное отключением маммиллоталамического тракта (МТТ) (Dillingham et al., 2019; Perry et al., 2018), которое представляет собой травму головного мозга, которая наиболее часто соответствует нарушениям памяти после таламических инфарктов (Carlesimo et al., 2018). , 2011).

Связь между АТН и памятью подтверждается большим количеством экспериментальных исследований повреждений. Однако эти исследования в подавляющем большинстве были сосредоточены на пространственной памяти и сходстве между эффектами АТН и поражениями гиппокампа (Aggleton & Brown, 1999; Aggleton & Nelson, 2015). ; Dalrymple-Alford et al., 2015; Nelson, 2021; Perry et al., 2018).

Однако клинические данные показывают, что дисфункция памяти выходит за рамки пространственной информации (Rempel-Clower et al., 1996; Turriziani et al., 2004). Существование непространственных дефицитов после экспериментальных поражений АТН имеет некоторую поддержку. Дисфункция АТН замедляет способность крыс формировать набор внимания при изучении серии различных пар непространственных стимулов, в которых вознаграждается только один размер стимула (Bubb et al., 2021; Нельсон, 2021; Райт и др., 2015).

Латентное торможение, связанное с предшествующим воздействием неподкрепляемых слуховых сигналов, также нарушается (Nelson et al., 2018). И наоборот, реляционная обработка непространственных стимулов во время сенсорного прекондиционирования не нарушается повреждениями ATN (Ward-Robinson et al., 2002).

Данные задач, которые более явно ориентированы на память, до сих пор ограничивались вспоминанием временного порядка непространственных элементов, но эти эффекты ограничены требованиями конкретных задач.

То есть поражения ATN нарушали суждения об относительной давности, когда список множества объектов с множеством запахов и объектов был представлен в одном блоке испытаний, но не тогда, когда относительный выбор был основан на непространственных стимулах, представленных в более различных временных эпизодах, включая одну или две пары предметов. блоки из нескольких предметов (Aggleton et al., 2011; Dumont & Aggleton, 2013; Mitchell & Dalrymple-Alford, 2005; Wolff et al., 2006).

Необходимы дополнительные примеры дефицита непространственной памяти при повреждении ATN, чтобы подтвердить специфическую связь между клинической амнезией и ухудшением памяти после дисфункции ATN.

Неспособность запомнить ассоциации произвольных стимулов является основной особенностью амнезического синдрома (Turriziani et al., 2004). Эти задачи дают возможность изучить непространственную память.

Одним из классов ассоциативной памяти является способность различать комбинации сигналов относительно их составляющих элементов (McDonaldet al., 1997). Подобно поражениям гиппокампа, поражения ATN не влияют на выполнение задач конфигурационного обучения, когда они полагаются на непространственные сигналы (Chudasama et al., 2001; McDonaldet al., 1997; Moran & Dalrymple-Alford, 2003; Ridleyet al., 2002).

Задачи условного обучения предоставляют второй класс произвольных ассоциаций. На этот раз один правильный ответ сигнализируется одним стимулом, а второй правильный ответ сигнализируется альтернативным стимулом.

Однако, в отличие от поражений гиппокампа, поражения ATN не задерживали освоение этих задач, когда либо эгоцентрические реакции, либо неэгоцентрический пространственный выбор сигнализировались одним визуальным сигналом (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Задачи на обучение в паре предлагают альтернативный тест памяти на произвольные ассоциации. Эти задачи на память требуют формирования уникальных представлений стимул-стимул.

Это отличается от ситуации, когда распознавание основано на сочетании сигналов, противопоставленных их элементам, или когда условная связь определяется памятью об одном выраженном сигнале и его последствиях. В парно-ассоциированных задачах часто используются пары стимулов, требующие двуусловных отношений между двумя стимулами, имеющими отдельные атрибуты (разные типы информации).

Например, атрибут anodour в сочетании с атрибутом местоположения вознаграждается (например, Запах 1 + Местоположение A и Запах2 + Местоположение B), но альтернативные пары не вознаграждаются (Запах 1 + Местоположение B и Запах{ {3}} Местоположение А). Подобно поражениям гиппокампа (Gilbert & Kesner, 2002, 2003; Hunsaker et al., 2006; Jo & Lee, 2010; Lee & Solivan, 2008; Sziklas & Petrides, 2002), поражения ATN вызывают серьезные нарушения приобретенного восприятия, когда один из признаков касается местоположения, например как в задачах по ассоциации запах-место или объект-место (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Эти нарушения происходят не только из-за включения атрибута места, поскольку поражения ATN оказали гораздо более мягкое влияние на безусловную пространственную дискриминацию при использовании аналогичных тестовых процедур (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006).

Однако поражения ATN не нарушали двуусловную дискриминацию, когда использовались локальные контекстуальные сигналы, которые были визуальными, термическими или текстурными (Dumont et al., 2014). Эти результаты позволяют предположить, что включение пространственных атрибутов может быть необходимо для выявления нарушений в обучении произвольным ассоциациям после поражений ATN.

Однако мы обнаружили предварительные доказательства нарушения усвоения задачи ассоциации непространственных объектов и запахов после поражений ATN (Bell, 2007). В этом исследовании использовалась открытая круглая платформа из сырной доски (Gilbert & Kesner, 2003), поэтому вполне возможно, что в характеристики задания вносились пространственные элементы, которые мешали усвоению информации.

Поэтому в настоящем исследовании изучалось приобретение непространственной ассоциативной памяти на взлетно-посадочной полосе из красного плексигласа с высокими стенами, которая минимизировала доступность пространственных сигналов. Взлетно-посадочная полоса также позволила нам оценить влияние явной временной задержки 10- (т. е. следа) между представлением запаха и объектными стимулами.

Коллеги Кеснеранда предположили, что поражения гиппокампа не препятствуют приобретению ассоциативной памяти «объект-запах», если только процедура не включает явный временной разрыв между непространственными стимулами, который был связан со специфической потерей дорсальных нейронов CA1 (Gilbert & Kesner, 2002; Kesner et др., 2005).

Как поражения ATN, так и поражения маммиллоталамического тракта уменьшают количество дендритных шипов CA1 (Dillingham et al., 2019; Harland et al., 2014) и могут снижать активацию немедленных ранних генов (IEG) гиппокампа (Dupireet al., 2013; Jenkins et al., 2002). ; Дженкинс и др., 2002; Лукавенко и др., 2015; Перри и др., 2018).

Мы ожидали, что повреждения ATN будут замедлять освоение стандартной задачи обучения парному соединению запах-объект на взлетно-посадочной полосе, когда нет явного следа между парными стимулами, но серьезно ухудшать усвоение в следовой версии этого задания из-за дополнительного временного компонента.

Мы дополнили эту работу, исследовав экспрессию Zif268 IEG в структурах мозга, связанных с памятью, после сеанса удерживания, проведенного через 5 дней после окончания обучения.

For more information:1950477648nn@gmail.com