Передние ядра таламуса: критический субстрат непространственной парно-ассоциированной памяти у крыс. Часть 3

3.2|Пространственная рабочая память в оперативной памяти

Как и ожидалось, обе группы крыс с поражением ATN показали серьезное ухудшение производительности при тестировании пространственной рабочей памяти в восьмилапной оперативной памяти (рис. 3). Первоначальное сходство в производительности между группами объясняется тем, что большинство крыс бегали в течение 10 минут, но делали относительно мало входов в руки. начало тестирования.

Рабочая память и память — два очень важных метода запоминания в человеческом мозге. Хотя между этими двумя методами запоминания есть некоторые различия, они оба одинаково полезны для успеваемости людей в учебе, работе, жизни и других аспектах.

Прежде всего, рабочая память означает, что мы временно запоминаем информацию или задачи, которые нам нужно использовать в течение короткого периода времени. Другими словами, это объем памяти, который мы используем при обработке новых данных. Память относится к информации или опыту, который мы сохраняем в течение длительного периода. Эта информация может помочь нам понять и решить проблемы при дальнейшем использовании.

Хотя эти два типа памяти имеют разные функции, они не отделены друг от друга. Рабочая память и память влияют друг на друга. Во время рабочей памяти нам необходимо за короткий период временно хранить и обрабатывать новую информацию и связывать ее с предыдущими знаниями и опытом. Именно такого рода связи и ссылки использует память.

Кроме того, хорошую рабочую память можно улучшить с помощью тренировок. Исследования показывают, что связь между памятью и рабочей памятью двусторонняя. Постоянно тренируя и тренируя рабочую память, мы можем улучшить объем памяти мозга и укрепить нашу память. Следовательно, пока мы продолжаем активно тренировать свой мозг и укреплять тренировку памяти, мы можем эффективно улучшить нашу рабочую память и память.

В повседневной жизни нам необходимо развивать хорошие привычки и активно использовать рабочую память и память, чтобы лучше выполнять задачи. Например, мы можем укрепить нашу память о новых знаниях путем постоянного их уточнения и пересмотра. Только постоянно совершенствуя нашу рабочую память и память, мы сможем более комфортно реализовывать свой потенциал в учебе, работе и жизни. Видно, что нам необходимо 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 ​​различными содержащимися в нем активными ингредиентами, включая кислоты, полисахариды, флавоноиды и т. д. Эти ингредиенты могут способствовать здоровью мозга различными способами.

Нажмите «Знайте 10 способов улучшить память»

Количество ошибок, допущенных крысами с имитацией поражения и ATN-поражением, различалось на второй день обучения, после чего в обеих группах с поражением ATN не было обнаружено никаких признаков улучшения по сравнению с обеими группами имитации (группа, F3, 27=39,66, p < {{7) }}.001;Групповой день, F27,{{10}}.75, p < 0.001). Две фиктивные группы не различались, но обе они заметно отличались (p <0,001) от каждой из групп с поражением ATN, которые не отличались. Крысы в ​​обеих группах с поражением ATN также сделали меньше правильных вариантов выбора руки до первой ошибки, тогда как крысы в ​​обеих группах имитации постепенно вводили больше рук, прежде чем совершить ошибку по мере продолжения тестирования (группа, F3, 27=27,53, p <0,001; каждая Шамгруппа против каждой группы ATN, p <0,001; Group Day, F27, 243=2.21, p <0,001).

Нарушение пространственной рабочей памяти можно рассматривать как эталонный показатель последствий поражения ATN (Aggleton & Nelson, 2015). Поскольку две группы с поражением ATN показали одинаковый уровень нарушений пространственной рабочей памяти, на последующие сравнения непространственных задач вряд ли повлияют различия в поражениях между этими двумя группами.

3.3|Непространственные простые задачи различения

Задачи по обнаружению как простого запаха, так и простого предмета, задачи распознавания «давай-не-ходи» показаны на рисунках 4a,b. Всекрысы быстро освоили эти задачи. Показатели разницы в задержке для четырех групп не различались в простой задаче на различение запахов (Группа, F3, 27=0.97, p=0.42; Группа День, F15, 135=1.4, п=0.15). Группам потребовалось в среднем 4–5 дней, чтобы достичь критерия в задаче на распознавание простого запаха (группа, F3, 27=1.99, p=0.13).

Четыре группы также выучили простое задание на различение объектов без каких-либо существенных различий (Группа, F3, 27=1.07, p=0.37; Группа День, F18, 162=0.97, p=0.49). Крысам потребовалось в среднем 5–6 дней, чтобы достичь критерия в задаче по различению простых объектов (группа, F3, 27=0.30, p=0.82).

3,4|Непространственные парно-ассоциированные задачи

3.4.1|Приобретение

Средняя задержка во время регистрации для четырех групп показана на рисунке 5. Задержки во время регистрации были перенесены для крыс, достигших критерия. Основные выводы были очевидны. Две группы с имитацией поражения выполнили свои соответствующие задачи, но ни одна крыса с поражением ATN не продемонстрировала усвоения задания независимо от включения следа 10- s между запахом и объектными стимулами. Основным доказательством приобретения является то, научились ли крысы подавлять свою реакцию на объект в испытаниях без вознаграждения (рис. 5а).

По этому показателю две группы имитации постепенно задержали реакцию на объект на пары запах-объект без вознаграждения во время обучения (т.е. продемонстрировали снижение показателей взаимной задержки). Напротив, все крысы в ​​обеих группах с поражением ATN показали все более быстрые задержки ответа по мере продвижения обучения. То есть в испытаниях без вознаграждения крысы с поражением ATN научились только быстрее искать под объектом, несмотря на то, что сочетание запах-объект было неправильным. Обратите внимание, что две группы с поражением ATN, во всяком случае, реагировали медленнее, чем с имитацией поражения. группы в начале обучения в испытаниях без вознаграждения, поэтому общая гиперактивность не была очевидна после поражений АТН в этом задании (диапазон латентности блока 1: поражение АТН 2,5–5.0 с, Шамлезион 1,9–4,5 с; блок 1 0: АТН-поражение 1,4–3,0 с, Шамлезион 5,5–7,6 с).

ANOVA латентности в исследованиях без вознаграждения дал значительный основной эффект во всех четырех группах (F3, 27=22.63, p < 0.001) и значительный групповой эффект. Блокировать взаимодействие (F27,243=26.27,p < 0,001). Две группы имитации не различались по этому показателю, и две группы ATN не различались, но обе группы имитации отличались от каждой из групп с поражением ATN (p <0,001).

Когда сочетание запах-объект было вознаграждено, все четыре группы демонстрировали все более быстрые задержки ответа (т. е. демонстрировали увеличение взаимных оценок) в разных блоках испытаний (Основной эффект блока, F9, 27=75,78, p < 0).{ {18}}01;Рисунок 5b), независимо от группы (Групповой блок,F27,243=0.63, p=0.92; Рисунок 5b). Основной эффект группы снова был значительным (F3,27=5.67, p=0.003), что в данном случае было связано с более высокой скоростью бега крыс в группе Sham-Trace по сравнению с обеими группами ATN ( p <0,008) и крысы Sham-No-Trace (p=0.02). Однако оставшиеся три группы показали аналогичную задержку ответа в испытаниях с вознаграждением. Опять же, обратите внимание, что две группы с поражением ATN показали более медленную реакцию в начале обучения в испытаниях с вознаграждением по сравнению с группами с ложным поражением.

Прямое сравнение задержек для испытаний без вознаграждения и с вознаграждением показано на рисунке 5c и выражено в виде показателей разницы в задержке. Рисунок 5c ясно показывает, что ни в одной из групп с поражением ATN обучение не произошло, тогда как обе группы с ложным поражением приобрели задание (взаимодействие группового блока, F27, 243=23.99,p < 0.001 ). Оценка разницы в латентности позволяет предположить, что группа «Имитация следа» лучше справилась с заданием, чем группа «Имитация без следа», а средние различия между этими двумя группами были значимыми для последних трех блоков испытаний (р <0,01). Однако это различие между двумя фиктивными группами было в первую очередь обусловлено их различиями в испытаниях с парами стимулов с вознаграждением (сравните рисунок 5b с рисунком 5a).

3,5|Тест на удержание

Все группы продемонстрировали реакцию на сеансе без вознаграждения в 5-дневном тесте на удержание, который был аналогичен их соответствующим показателям в блоке 10 обучения[Групповой блок (тест на удержание по сравнению с блоком 1{{26) }}),F3,27=2.00, p=0.13; Рисунок 5а]. Несмотря на незначительное взаимодействие группового блока, наблюдалась общая разница в задержке между блоком 10 и тестом удержания (сохранение и блок 10, F1, 27=7.22, p=0.01), которая, по-видимому, в основном из-за поражения ATN крысы быстрее реагировали на тест на удержание. Значительный групповой основной эффект (F3, 27=73.13, p < 0,001) был обусловлен тем, что группы имитации продолжали подавлять реакцию в испытаниях без вознаграждения, в отличие от групп с поражением ATN (каждая группа имитации по сравнению с каждой группой с поражением ATN). , р < 0,001).

В испытаниях с вознаграждением все четыре группы показали схожие средние задержки ответа в тесте на удержание по сравнению с задержкой в ​​блоке 10 обучения (блок, F1,27=3.75,p=0.06; группа Блок, F3,27=1.02, p=0.39). Более высокая скорость бега в группе Sham-Trace, чем во всех других группах, была очевидна в блоке 10 и тесте на удержание (группа, F3, 27=3.85, p=0.02; Sham-Trace по сравнению со всеми другими группами, p <0,03).

Прямое сравнение испытаний с вознаграждением и без вознаграждения в тесте на удержание, выраженное в виде показателя разницы в задержке (рис. 5c), подтвердило, что все четыре группы сохранили схожие показатели по этому показателю по сравнению с их показателями сбора данных в блоке 10 (группа, F3,27=189.43, p < 0,001;Блокировать, F1,27=0.08, p=0.76;Групповое взаимодействие блоков, F3,27=0.22, p=0.88).

3,6|Выражение Zif268

Нашей основной целью было определить групповые различия в интересующих регионах. Учитывая полученные поведенческие результаты, мы не сообщаем о связях между экспрессией Zif268 и производительностью, поскольку они могут привести к ложным корреляциям, которые обусловлены явными различиями в статусе отсутствия поражения и фиктивным статусом и небольшими внутригрупповыми вариациями основного показателя, представляющего интерес, то есть латентных задержек на испытания без вознаграждения. Аналогичным образом, любые ассоциации, очевидные в таких областях, как ретросплениальная кора, снова создадут искусственную корреляцию из-за заметных различий на уровне группы в экспрессии Zif268.

3,7|Префронтальные области

Экспрессия Zif268 в четырех группах в прелимбической префронтальной коре (A32V) и передней поясной извилине (A32D; A24b; A24a) показана на рисунке 6. Был отмечен значительный групповой основной эффект для области 32V(F2,37=5).49 , p < {{10}}.01; рисунок 6б). Здесь две группы ATN показали схожую общую экспрессию друг с другом (p=0.32), а также с группой Sham-No Trace (p > 0.1), но обе группы поражений показали более низкую выражение, чем в группе Sham-Trace (p < 0.02). Более низкая экспрессия Zif268 в группе Sham-No Trace по сравнению с группой Sham-Trace не достигла значимости (p=0.06). Также наблюдался значительный основной эффект на четырех уровнях (F3, 81=147.8, p < 0,001), но не было взаимодействия группового уровня (F9, 181=1.15, p > 0,3).

Для передней поясной извилины (Cg) (рис. 6c) в двух группах поражений ATN наблюдалась более низкая экспрессия Zif268, чем в обеих группах ложных поражений (группа F3, 27=12.47, p < 0) .001; обе фиктивные группы отличались от каждой из групп ATN, p < 0.{{20}}04, но не друг от друга, р=0.31). Значительное взаимодействие группового уровня (F6,54=4.02, p < 0.002) отражало большие различия между ATN и фиктивными группами для уровней II и III (p < 0,001), чем для уровня V, где группы достоверно не различались (р > 0,1). Экспрессия различалась в трех поясных областях (основной эффект области, F2, 54=11.41, p < 001), будучи самой низкой для A24a (задней) по сравнению как с A32D, так и с A24b (p < 0,002), и была самой высокой для LayerIII ( Слой, F2, 54=242.38, p <0,001), но размер этих различий варьировался между слоями в трех поясных областях (областной слой, F4, 108=5.29,p < 0,001). Однако взаимодействие группового региона и группового слоя региона было незначительным (все F <1,0).

3,8|Гиппокампальная и парагиппокампальная области

На рисунке 7 показана экспрессия Zif268 для четырех групп в гиппокампальной и парагиппокампальной областях. В гиппокампе дорсальные субрегионы CA1 и CA3, особенно CA1, демонстрировали более высокую экспрессию, чем вентральные субрегионы CA1 и CA3 гиппокампа (дорсальные и вентральные, F1, 24=541.4, p < {{10}} .001; CA1 против CA3, F1,24=759.3,p < 0.{{40}}{{56} }1; взаимодействие между этими двумя факторами,F1,{{20}}.4, p < 0.001). Однако наиболее интересным открытием было то, что в группе Sham-Trace наблюдалась более высокая экспрессия дорсального CA1, чем в каждой из трех других групп (p <0,02), что подтверждается значительным тройным взаимодействием для группы [дорсальная область против вентральной области]. ] [CA1 против CA3], F3, 24=6.09, p <0,003). Для остальных трех групп дорсальная экспрессия CA1 была самой низкой в ​​группе ATN-Trace (ATN-Trace против Sham-No Trace и ATN-No Trace, p <0,03), тогда как две группы без Trace существенно не различались (p {{42 }}.84). Анализ дорсальной зубчатой ​​извилины (DG; исследовалась только дорсальная) показал более высокую экспрессию в воротах, чем в слое гранулярных клеток (F1, 27=386.1, p <0,001), которая была выше для Sham-Trace и ATN-No. Группы трассировок, чем для условий Sham-No Trace и ATN-Trace (Группа DGSubregion, F3, 27=4.07, p <0,01). Вентральный субикулюм показал более высокую экспрессию, чем дорсальный субикулюм (F1, 27=9.02, p <0,005), но группового эффекта не было (F3, 27=1.41, p=0.25 ) или групповое взаимодействие [дорсальных и вентральных областей] (F3, 27=0.15, p=0.92). В парагиппокампальных областях периринальная кора демонстрировала более низкую экспрессию, чем две области энторинальной коры (F2, 54=16.2, p < 0,001), но группы не различались по этим участкам (Группа, F3,27 < 1,0; Группа Регион,F6,54=1.8, p > 0,1).

3,9|Ретросплениальная кора

На рис. 8 показана экспрессия Zif268 в поверхностных и глубоких слоях Rga, Rgb и Rdg. Две группы ATN показали заметно более низкую экспрессию в этих трех регионах, чем две группы имитации (основной эффект группы, F3.27=40.9, p < 0.0{{22} }1). Что касается агрегированных значений по трем регионам, две группы Sham имели более высокие средние значения Zif268, чем обе группы ATNlesion (p=0.0001), но группа Sham Группа -Trace также показала более высокие уровни, чем группа Sham-No Trace (p=0.04). Разница между группами имитации и группами ATN была наименьшей в Рижском регионе (группа «Регион», F6, 54=2,72, p <0,02). Уровень экспрессии Zif268 между группами также различался по слоям (групповой уровень, F3, 17=40.0, p <0,001). Это взаимодействие отражало различия между обеими группами Шама по сравнению с обеими группами ATN, которые были больше в поверхностных слоях, чем в глубоких слоях. Тем не менее, эффекты группы Sham по сравнению с ATN все еще были значимыми в глубоких слоях (p <0,001). Кроме того, группа Sham-Trace показала более высокую экспрессию в поверхностных слоях по сравнению с группой Sham-NoTrace (p=0.03), тогда как экспрессия в глубоких слоях не различалась между этими двумя группами (p=0 .23). Не было взаимодействия на уровне группового региона (F6, 54=1.0, p=0.43).

3.10|Слуховая контрольная кора

В слуховой (контрольной) коре различий не обнаружено (Группа, F3, 27=1.2, p=0.35).

4|ОБСУЖДЕНИЕ

Это исследование было направлено на изучение влияния повреждений ATN на непространственную парно-ассоциированную память и влияние явной задержки (т. е. следа 10- с) между представленным запахом и объектными стимулами. О нарушении парно-ассоциированной памяти после поражений АТН ранее сообщалось только тогда, когда один из парных компонентов требовал обработки дистальных пространственных сигналов (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Мы ожидали, что влияние поражений ATN на непространственную парно-ассоциированную память в нашей задаче будет наиболее очевидным при использовании явной процедуры отслеживания. Это произошло потому, что было высказано предположение, что поражения CA1 нарушают непространственную парно-ассоциированную память только тогда, когда используется «след» 10-s (Kesneret al., 2005), а микроструктурная целостность нейронов CA1 снижается как Поражения АТН (Harlandet al., 2014) и поражения маммиллоталамического тракта, которые вызывают дисфункцию АТН (Диллингем и др., 2019).

Более того, ключевыми примерами нарушений непространственной памяти после поражений АТН были рассмотрены временные различия между несколькими объектами или предметами запаха, представленными в одном блоке исследований (Dumont & Aggleton, 2013; Wolff et al., 2006). Однако ни у одной из 17 крыс с поражениями ATN не было обнаружено признаков освоения парной задачи запах-объект, включая тех, которые не были обучены с явной задержкой между непространственными стимулами. Несмотря на длительный период обучения, крысы ATNlesion не смогли продемонстрировать подавленную реакцию на пары запах-объект, которые не были вознаграждены. Общая гиперактивность у крыс с поражением ATN, по-видимому, не является признаком этого нарушения, поскольку на начальных стадиях приобретения они демонстрировали более медленный ответ, чем крысы с ложным поражением.

Группа Sham-Trace показала более короткие задержки, чем три другие группы в испытаниях с вознаграждением, но эта разница может отражать повышенное ожидание вознаграждения при ограничении задержки на 10- с, а не показатель более быстрого приобретения этой группой. Ожидалось, что более быстрое приобретение будет отражено в подавлении ответа в исследованиях без вознаграждения, но две группы с ложным поражением не различались по этому показателю.

Неспособность выучить парные задачи памяти после поражений АТН, по-видимому, не связана с плохим торможением или нарушением обработки сенсорной информации. Крысы с поражением ATN продемонстрировали быстрое овладение как простым заданием на различение объектов, так и простым заданием на различение запахов, которое было равно тому, которое было продемонстрировано крысами с ложным поражением. Требования к выполнению этих простых различений были идентичны задаче с парными ассоциатами и использовали тот же аппарат. По той же причине маловероятно, что парно-ассоциированный дефицит после поражения АТН обусловлен простой потерей внимания к используемым отдельным стимулам. Поражения АТН ухудшают способность к обучению набору внимания и способствуют межпространственным сдвигам, но не меняют устойчивого внимания или поведенческой гибкости (Chudasama & Muir, 2001; Kinnavane et al., 2019; Wright et al., 2015). Быстрое освоение простых различий в текущем задании на взлетно-посадочной полосе контрастировало с более медленным освоением, когда мы обучали предыдущую группу крыс на открытой круглой платформе обучению простому различению запахов и, особенно, простому различению объектов (Bell, 2007). Таким образом, вполне возможно, что использование взлетно-посадочной полосы и явное сокращение отвлекающих пространственных сигналов, а также активное взаимодействие с объектом для поиска еды облегчили внимание к непространственным стимулам в текущем исследовании.

Тяжесть нарушения способности к обучению ассоциации между запахом и объектными стимулами позволяет предположить, что эта задача сильно зависит от целостности ATN. Эти данные противоречат предположению о том, что парно-ассоциированные нарушения после поражений АТН требуют использования мультимодальных пространственных стимулов (Dumontet al., 2014; Nelson, 2021). Одним из возможных объяснений разницы между результатами настоящего исследования и результатами Dumont et al. (2014) заключается в том, что дискретные непространственные стимулы в задачах обучения биусловной дискриминации, такие как конкретные объекты или запахи, могут требовать большего внимания при создании уникального интегрированного представления по сравнению с использованием общего локального контекста, такого как тепловая, визуальная или тактильная локальная среда. . Аналогичным образом, глубокая восприимчивость пространственных парно-ассоциативных задач к нарушениям после поражений АТН может также зависеть от интеграции реляционных пространственных сигналов в сочетании с заметным дискретным сигналом, поскольку приобретение простого пространственного различения само по себе было нарушено лишь частично (Dumontet al. ., 2014; Гибб и др., 2006). Одним из неожиданных открытий является то, что у крыс с поражениями ATN не наблюдалось никаких нарушений, когда от них требовалось выбрать определенное место в перекрестном лабиринте на основе условного визуального сигнала в точке выбора (Sziklas & Petrides, 2007). Однако в этой ситуации условные отношения определялись единственным заметным сигналом, представленным в одном месте, который не имел двусмысленности или встроенной ассоциации с различными позициями правильного пространственного местоположения. Это контрастирует с полной неудачей крыс с поражением ATN, когда им приходилось учиться ассоциации объект-место, в которой им приходилось выбирать один из двух правильных объектов на основе их соответствующего местоположения (Sziklas & Petrides, 1999).

Обнаружение того, что поражения АТН вызывают глубокий дефицит парно-ассоциированной памяти запах-объект, независимо от наличия следа 10- между стимулами, дополняет наши более ранние доказательства дефицита парно-ассоциированной памяти, когда объект и запах были представлены одновременно на платформе из сырной доски (Bell, 2007). В совокупности это позволяет предположить, что дефицит памяти после поражения АТН в парной ассоциативной памяти запах-объект является дополнительным примером того, что поражения АТН не всегда отражают картину условного ассоциативного дефицита памяти, вызванного поражением гиппокампальной системы (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

В то время как поражения ATN могут вызывать более серьезные нарушения пространственной памяти, чем поражения свода (Warburton & Aggleton, 1999), или нарушения в задачах определения места объекта и геометрической дискриминации, которые не наблюдаются при поражениях свода (Aggletonet al., 2009; Sziklas et al., 1998), существуют меньше доказательств того, что поражения АТН могут вызывать серьезные нарушения памяти при выполнении задач, на которые обычно не влияют поражения гиппокампальной формации. Что касается непространственных произвольных ассоциаций, доказательства того, что гиппокамп имеет решающее значение только тогда, когда между двумя стимулами используется след 10-s, были получены путем сравнения сбора данных в двух разных задачах. Гилберт и Кеснер (2002) сообщили, что большие поражения гиппокампа не нарушали ассоциативную память, связанную с объектом, запахом, при тестировании на платформе из сырной доски, на которой оба стимула предъявлялись одновременно. это может содержать вознаграждение, Kesner et al. (2005) показали, что поражения дорсального CA1, но не поражения CA3, вызывают дефицит при использовании следового состояния 10-s.

Ни мы, ни Кеснер и его коллеги не исследовали влияние поражений гиппокампа на взлетно-посадочной полосе без следов. Таким образом, мы не можем быть уверены, что крысы с поражениями гиппокампа не пострадают в условиях отсутствия следов при обучении на взлетно-посадочной полосе с использованием наших процедур. Тем не менее, наше исследование расширяет предсказанную связь между функцией CA1 и временной обработкой в ​​непространственной парной задаче, обнаружив повышенную экспрессию Zif268 в дорсальном CA1 в группе с ложным поражением, обученной с использованием 10-следа относительно ложного поражения. Группа «Нет трассировки». Напротив, средняя экспрессия Zif268 в дорсальном CA1 была самой низкой в ​​группе Trace ATN-lesion.

Были также доказательства, хотя и более слабые, что следовое состояние у крыс с имитацией поражения было связано с повышенной экспрессией Zif268 в поверхностных слоях ретросплениальной коры. Характер различных поведенческих показателей в группах с поражением и без поражения при сохранении делал нецелесообразным изучить связь между вариациями производительности и вариациями экспрессии Zif268. Как и в предыдущих исследованиях (Aggleton & Nelson, 2015; Perryet al., 2018), наиболее сильным эффектом было заметное снижение экспрессии IEG после поражений ATN в ретросплениальной коре, особенно в поверхностных слоях. Кажется вероятным, что этот результат обусловлен потерей или уменьшением активности прямых входов от ATN к RSC (Barnett et al., 2021).

Растет понимание того, что поражения АТН могут оказывать влияние, выходящее за рамки нарушений пространственной памяти (Nelson, 2021; Wolff et al., 2006). Одним из примеров является ситуация, когда поражения АТН замедляют приобретение непространственной установки внимания, что может быть связано с функциональными взаимоотношениями между АТН и среднепоясными областями поясной извилины, а не с медиальными связями префронтальной коры (Bubb et al., 2021; Wright et. др., 2015). Однако, насколько нам известно, эта задача, требующая внимания, не исследовалась на примере поражений гиппокампа у крыс. Более наглядным примером диссоциации между поражениями АТН и поражениями гиппокампа является то, что только первое повреждение нарушает процессы внимания, связанные со скрытым торможением (Nelson et al., 2018). Вполне возможно, что недостаточная способность устанавливать релевантность или прогнозируемость ассоциаций стимул-стимул позволяет объединить не только обучение установке внимания и латентное торможение (см. Nelson et al., 2018), но также случаи нарушения обучения парных ассоциатов после поражений АТН. . Вместо того, чтобы приписывать роль ATN с точки зрения гиппокампальных (для пространства и времени) или фронтальных (для внимания) процессов, более широкий вывод состоит в том, что ATN может поддерживать обработку памяти путем активной организации внимания к определенным классам ассоциаций стимул-стимул и их репрезентации. во многих структурах мозга (Leszcynski & Staudigl, 2016). Определение того, как именно охарактеризовать классы нарушений памяти, остается экспериментальной задачей будущего. Что ясно из текущего исследования, так это то, что объяснения, основанные только на пространственной/непространственной дихотомии, не могут объяснить глубокие нарушения памяти, которые могут быть обнаружены в обеих областях после поражений АТН.

Наши результаты приближают эффекты поражений ATN у крыс к парно-ассоциированным нарушениям памяти при клинической амнезии после повреждения оси маммиллярное тело-ATN (Rempel-Clower et al., 1996; Squireet al., 2020). Однако существует четкая разница между медленным приобретением парно-ассоциированной памяти у интактных крыс и быстрым приобретением парно-ассоциированной памяти у людей с интактной системой памяти. Предполагается, что парно-ассоциированные задачи отражают эпизодическую память, измеряя способность формировать уникальные представления о нескольких стимулах, а не память об отдельных компонентах (Crystal & Smith, 2014; Eichenbaum & Fortin, 2009). Однако в нашем исследовании интактным крысам потребовалось 4–5 недель и более 300 тренировочных испытаний, прежде чем появились явные доказательства приобретения, что позволяет предположить, что задача у этих крыс может быть в большей степени основана на правилах или семантике.

Это ограничение можно было бы обойти в будущих работах, сначала обучив интактных крыс выполнению одной или нескольких непространственных парных задач, прежде чем тестировать приобретение новой пары запах-объект после повреждений ATN. Таким образом, общее правило создания ассоциации уже будет установлено, и, возможно, скорость приобретения будет относительно высокой для новой задачи у интактных крыс. Кроме того, временные хемогенетические или оптогенетические манипуляции с ATN могут предоставить возможность исследовать влияние, которое эти ядра оказывают на замедление приобретения, а не на предотвращение приобретения, или на их влияние на удержание, а не на приобретение. Также было бы информативно узнать, поддерживают ли этот пример непространственного парно-ассоциированного обучения многие или только некоторые нейронные проекции ATN.

Нейроанатомические данные свидетельствуют о различном характере нейронных связей с лимбическими и корковыми структурами памяти среди трех ядер ATN, то есть переднедорсальных ядер, передне-вентральных ядер и переднемедиальных ядер (Bubb et al., 2017; Lomi et al., 2021; Nelson, 2021). ). Кроме того, эти ядра компонентов ATN имеют разные молекулярные и электрофизиологические характеристики, которые могут лежать в основе разных поведенческих функций (Jankowski et al., 2013; Roy et al., 2021, 2022; Safariet al., 2020). Поражения или генетические манипуляции отдельных ядер ATN могут дать представление о том, зависит ли парно-ассоциированная память от одного или нескольких AD, AV или AM. Возможно, влияние поражений АТН на выполнение этой задачи преимущественно затрагивает лобные области мозга и/или ретросплениальную кору и их соответствующее участие в системах, основанных на правилах и знаниях, а не в памяти, основанной на событиях (Hunsaker & Kesner, 2018). Эти проблемы также можно решить, используя контралатеральные повреждения разъединения с участием ATN, поскольку этот экспериментальный подход использовался для успешной демонстрации общесистемного влияния оси ATN-гиппокамп в пространственных задачах (Dumont et al., 2010; Warburton et al., 2000, 2001). ).

Настоящее исследование предоставляет однозначные доказательства того, что поражения ATN вызывают существенные нарушения непространственного парно-ассоциированного обучения и памяти, независимо от наличия явного временного компонента. Обширное обучение не выявило доказательств обучения у этих крыс с поражением ATN. Тот факт, что повреждение непосредственно прилегающих внутриламинарных или медиодорсальных областей таламуса было относительно небольшим или минимальным, позволяет предположить, что эти нарушения были специфичны для поражения ATN. Данные, полученные в результате этих непространственных парных ассоциативных задач, позволяют по-новому взглянуть на роль ATN как критического узла в сети памяти «гиппокамп-диэнцефал-цингулярная зона» (Bubb et al., 2017). Это подтверждает мнение о том, что ATN не работает в первую очередь как ретранслятор информации гиппокампа (Wolff & Vann, 2019). Вместо этого ATN может активно контролировать генерацию некоторых классов произвольных представлений памяти в мозгу.

БЛАГОДАРНОСТИ

Это исследование было поддержано грантами на оборудование и исследования Кентерберийского университета, а также поддержкой ранней карьеры (JJH) от Brain Research New Zealand – RangahauRoro Aotearoa. Публикация в открытом доступе при содействии Кентерберийского университета в рамках соглашения Уайли и Кентерберийского университета через Совет библиотекарей австралийских университетов.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Агглтон Дж. П., Амин Э., Дженкинс Т. А., Пирс Дж. М. и Робинсон Дж. (2011). Поражения передних ядер таламуса у крыс не нарушают усвоение обучения последовательности стимулов. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 64 (1), 65–73.Источник://doi.org/10.1080/17470218.2010.495407

Агглтон, Дж.П., и Браун, М.В. (1999). Эпизодическая память, амнезия и гиппокамп-передняя таламическая ось. Поведенческие науки и науки о мозге, 22(3), 425–444.https://doi.org/10.1017/s0140525x99002034

Агглтон, JP, и Нельсон, AJD (2015). Почему поражения передних ядер таламуса теродентов вызывают такие серьезные пространственные нарушения? Неврологические и биоповеденческие обзоры, 54, 131–144.Источник://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2014.08.013

Агглтон, Дж.П., Пуарье, Г.Л., Агглтон, Х.С., Ванн, С.Д., и Пирс, Дж.М. (2009). Поражения свода и передних ядер таламуса диссоциируют различные аспекты зависимого от гиппокампа пространственного обучения: последствия для нейронной основы обучения сцен. Поведенческая неврология, 123(3), 504–519.Источник://doi.org/10.1037/a0015404

Барнетт, С.К., Парр-Браунли, Л.К., Перри, Б.А., Янг, С.К., Вики, Х.Э., Хьюз, С.М., Макнотон, Н., и Далримпл-Алфорд, Дж.К. (2021). Нейроны передних ядер таламуса поддерживают память. Текущие исследования в области нейробиологии, 2, 100022.https://doi.org/10.1016/j.crneur.2021.100022

Белл, Р. (2007). Передние и латеральные поражения таламуса при обучении ассоциированного объекта с запахом (неопубликованная магистерская диссертация). Кентерберийский университет, Крайстчерч, Новая Зеландия.

Бабб, Э. Дж., Агглтон, Дж. П., О'Мара, С. М., и Нельсон, AJD (2021). Хемогенетика раскрывает передний поясно-таламический путь для обработки информации, важной для выполнения задачи. Кора головного мозга, 31 (4), 2169–2186.Источник://doi.org/10.1093/cercor/bhaa353

Бабб, Э.Дж., Киннавейн, Л., и Агглтон, Дж.П. (2017). Гиппокампально-диэнцефально-поясная сеть для памяти и эмоций: анатомический справочник. Достижения в области мозга и нейробиологии, 1 (1), 1–20.Источник://doi.org/10.1177/2398212817723443

For more information:1950477648nn@gmail.com