Усиление угасающей памяти с помощью фармакологических и поведенческих вмешательств, направленных на ее реактивацию.

Для получения дополнительной информации:ali.ma@wecistanche.com

Усиление вымиранияПамятьфармакологическими и поведенческими вмешательствами, направленными на его реактивацию

Хосуэ Хобрих, Адриано Мачадо, Флавия Сакутеги Боос, Ана П. Крестани, Родриго О. Сьерра, Лукас де Оливейра Альварес и Хорхе А. Квиллфельдт

Угасание — это процесс, который включает в себя новое обучение, которое подавляет выражение ранее приобретенных воспоминаний. Хотя временное угасание эффективно, оно не стирает первоначальную ассоциацию со страхом. Поскольку след исчезновения имеет тенденцию исчезать со временем, первоначальныйПамятьможет возродиться. С другой стороны, укрепляющие эффекты были описаны в нескольких исследованиях реконсолидации с использованием различных поведенческих и фармакологических манипуляций. Чтобы узнать, можно ли усилить воспоминание об угасании с помощью интервенций, основанных на реактивации, в задаче на обусловление контекстуального страха, мы начали с воспроизведения классического феномена спонтанного восстановления, чтобы показать, что короткие сеансы повторного воздействия могут предотвратить распад следа угасания с течением времени в организме человека. длительный путь. Было показано, что это ослабление страха зависит как от кальциевых каналов L-типа, так и от синтеза белка, что предполагает процесс реконсолидации, стоящий за усиливающим эффектом, вызванным реактивацией. След угасания также был восприимчив к усилению пост-реактивационным введениемПамять- усиливающий препарат (NaB), который также был способен предотвращать быстрое повторное приобретение страха (сбережения). Эти результаты указывают на новые подходы, основанные на реактивации, способные усилить память об угасании, чтобы способствовать ее сохранению. Конструктивное взаимодействие между угасанием и реконсолидацией может представлять собой многообещающий новый подход в области лечения расстройств, связанных со страхом.

Нажмите на Cistanche и Cistanches для памяти

Памятьпоиск — это динамическое явление, которое при правильных условиях может вызвать два различных процесса: реконсолидацию или исчезновение. После короткого сеанса поиска в том же учебном контексте ранее консолидированныйПамятьможет войти в лабильное состояние, которое требует синтеза белка de novo для повторной стабилизации и сохранения, процесс, называемый реконсолидацией1. Однако длительные сеансы извлечения без подкрепления могут вызвать угасание2. Хотя реконсолидация воспоминаний о страхе широко изучалась3, 4, очень немногие исследования до сих пор изучали возможность того, что след угасания подвергнется реконсолидации после извлечения5–7, а его возможные результаты и клиническое применение в настоящее время не изучены8.

Угашение снижает условные реакции посредством процесса, который влечет за собой закрепление нового тормозногоПамять; считается, что это не является разучиванием или стиранием исходного следа9, 10. Терапия, основанная на угашении, обычно используется для подавления аверсивных реакций у пациентов с расстройствами, связанными со страхом, такими как посттравматическое стрессовое расстройство11, 12. Несмотря на то, что это эффективное вмешательство, рецидив Часто сообщается о симптомах страха13, показывающих, что по сравнению с сильными воспоминаниями о страхе угасание менее продолжительно и подвержено распаду. Реакции страха могут легко восстанавливаться благодаря нескольким рецидивирующим процессам, таким как спонтанное восстановление, восстановление, возобновление и быстрое повторное приобретение14, 15. Соответственно, очень важно найти более эффективные подходы для повышения силы и устойчивости угашения.

Несмотря на то, что и реконсолидация, и исчезновение вызываются извлечением, это разные процессы. С точки зрения поведения реконсолидация обычно происходит при кратковременном воздействии условного раздражителя (УС), тогда как для угасания требуются более длительные воздействия. Кроме того, индукция реконсолидации модулируется другими контекстуальными и когнитивными факторами, известными под общим названием «граничные условия»16. Изменяя продолжительность воздействия CS, анамнестический агент будет избирательно нарушать либо реконсолидацию исходного следа, либо консолидацию.

Лаборатория психобиологии и нейровычислений и нейробиологииПамятьлаборатория Программа для выпускников нейробиологии, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул, Порту-Алегри, Бразилия. Корреспонденцию и запросы на материалы следует направлять в JH (электронная почта: biohaubrich@gmail.com) или JAQ (электронная почта: quillfe@ufrgs.br) следа вымирания 17–23. Тот факт, что оба процесса не происходят одновременно, предполагает эффект доминирования трассы, заключающийся в том, что доминирующая трасса будет первой, если не единственной, затронутой каким-либо вмешательством. Доминирование следов также происходит, когда ранее консолидированные следы страха и исчезновения сосуществуют, что влияет на их поиск. В таких условиях повторное воздействие CS, которое потенциально может активировать как следы страха, так и следы угасания, приведет к выражению доминирующей памяти и торможению другой2. Как обсуждалось выше, изначально угасание является доминирующим и легко подавляет страх. Однако со временем первоначальный след страха преодолевает торможение путем угасания и снова становится доминантно выраженным14. Кроме того, существует двойная диссоциация между двумя процессами в отношении молекулярных маркеров, таких как Zif26824, кальцинейрин19, 25 и BDNF26, что указывает на то, что оба процесса не происходят параллельно.

Часто предполагается, что функциональная роль процесса дестабилизации-рестабилизации, лежащего в основе реконсолидации, заключается в том, чтобы позволитьПамятьобновлять, чтобы сохранить свою прогностическую и адаптивную релевантность3, 27–29. Например,Памятьсодержание может быть обновлено за счет включения новой информации30–34. Кроме того, в нескольких исследованиях сообщалось, что реконсолидация может опосредоватьПамятьусиление и усиление30, 35–39, а также затухание памяти (без угасания) аверсивных переживаний34, 40 . Интересно, что есть исследования, показывающие, что в некоторых задачах реконсолидация происходит только тогда, когда память еще не находится на асимптотическом уровне41–43, что еще больше подчеркивает ее роль в укреплении следа памяти. Однако до сих пор неизвестно, можно ли изменить консолидированный след вымирания путем реконсолидации.

Реконсолидация может открыть окно для фармакологической модуляции реактивированногоПамять. Это было бы параллельно классическим экспериментам, в которых постреактивационное введение амнезиаков ухудшало память1 или, по крайней мере, эффективно уменьшало реакцию страха при фобиях44. Кроме того, постреактивационные вмешательства, способствующие реконсолидации, могут привести к повышению производительности45–47. Следовательно, определенные соединения, вводимые в течение окнаПамятьлабильность во время реконсолидации допускает положительную или отрицательную модуляциюПамятьпрочность.

Учитывая его клиническую значимость, существует значительный интерес к разработке более эффективных подходов, основанных на угашении48. Воспоминания об исчезновении эффективны для кратковременного подавления реакции страха, но страх возвращается легко2. Исходя из того, что поисковый процесс реконсолидации может привести кПамятьусиление либо поведенческого30, 35–39, либо фармакологического45–47, мы предполагаем, что если угасаниеПамятьреактивируется, он может подвергаться процессу реконсолидации и положительно модулироваться поведенческими и фармакологическими вмешательствами, что приводит к повышению устойчивости к рецидивам.

Чтобы проверить это, мы оценили эффект кратких повторных воздействий условного контекста на животных, которые ранее были обучены контекстуальному условному рефлексу страха (CFC) и подвергались угашению. Мы обнаружили, что спонтанное восстановление наблюдалось через 2 недели после угасания, но периодические сеансы реактивации могли отсрочить возрождение следа страха как минимум на 4 недели. Было показано, что этот эффект зависит от потенциалзависимых кальциевых каналов L-типа (L-VGCC), и было показано, что реактивация через один день после сеанса угасания приводит к тому, что след угасания временно становится лабильным в зависимости от синтеза белка. Все вместе взятые данные убедительно свидетельствуют о процессе реконсолидации, воздействующем на след исчезновения. Кроме того, в протоколе, используемом для исследования быстрого повторного приобретения страха — еще одного рецидивирующего процесса после угасания 49 -, однократное постреактивационное введение бутирата натрия (NaB), ингибитора HDAC, который позитивно регулирует пластичность нейронов50, было способно усилить исчезновениеПамятьвплоть до сопротивления восстановлению страха. Данные показывают, что след вымирания можно эффективно усилить с помощью вмешательств, основанных на реактивации.

Эксперимент 1: ВымираниеПамятьлишь временно подавляет выражение страха. Угасание — это новое обучение, которое временно подавляет ранее приобретенное.Память. Таким образом, после угасания две противоположные памяти сосуществуют и конкурируют за выражение. Первоначально память угасания доминирует над следом страха и, таким образом, способна подавлять его выражение. Однако это подавление не является постоянным. Со временем память о страхе преодолевает торможение угасания, и возвращаются аверсивные поведенческие реакции. Этот процесс называется спонтанным выздоровлением15. Во-первых, мы оценили временной профиль спонтанного восстановления в нашем протоколе CFC. Соответственно, животные были выведены из страха и через 24 часа прошли обучение угашению. На следующий день была проведена тестовая сессия для оценки сохранения угасания. Второй тест был проведен через 7, 14, 21 или 28 дней для оценки спонтанного выздоровления (рис. 1А).

Во время сеанса угасания уровни замирания со временем уменьшались во всех группах, что указывает на приобретение угашения (повторные измерения ANOVA, F (5,140)=13,625, P=0,001; рис. 1B). . В тесте 1 у животных наблюдался низкий уровень замирания, что указывает на сохранение угашения (рис. 1С). Чтобы оценить спонтанное восстановление, производительность в тесте 1 и тесте 2 сравнивали с повторными измерениями ANOVA, который выявил значительное взаимодействие группы и сеанса (повторные измерения ANOVA, F (3,27)=8,085, P { {18}}.0005). Апостериорный анализ Тьюки показал, что значительное восстановление реакции страха наблюдалось только в группах, где тест 2 проводился либо через 21 (P=0.013), либо через 28 дней (P=0.0002) после теста 1. но не ранее (7 сут: P= 0,999; 14 сут: P= 0,969; рис. 1C).

Результаты иллюстрируют хорошо описанное15 спонтанное восстановление страха в зависимости от времени.Памятьпосле исчезновения. В нашем протоколе память угасания подавляет реакцию страха как минимум на 14 дней. Через 14 дней может произойти спонтанное восстановление страха. Следовательно, хотя первоначально память об исчезновении доминировала, со временем она ослабевает, позволяя возродиться выражению страха.

Эксперимент 2: Периодическая реактивация следа угасания задерживает его зависящее от времени затухание (самопроизвольное восстановление). В эксперименте 1 мы обнаружили, что изначально память угасания доминирует над аверсивной.Памятьслед, препятствующий его проявлению. Этот эффект исчезает в более поздние моменты времени, когда угасание больше не может подавлять выражение страха. Сообщалось, что сеансы реактивации могут привести кПамятьусиление30, 36, 39. Поскольку след угасания со временем ослабевает, мы предсказали, что его реактивация, возможно, приведет к его усилению, что повысит его стойкость и способность подавлять страх в отдаленные моменты времени.

Рисунок 1. ВымираниеПамятьне может подавить страх навсегда. (A) Схематическое изображение экспериментальных процедур. Крыс, привыкших к страху, подвергали 30-минутному сеансу угашения, а через 24 часа тестировали. Второй тест проводили через 7, 14, 21 или 28 дней после теста 1 (N=6/9 на группу). (B) Уровни замораживания во время сеансов вымирания. (C) Уровни замерзания во время испытаний. (*) Достоверная разница между тестами 1 и 2 (P<0.05, repeated-measures="" anova="" followed="" by="" tukey="" post-hoc="">

Соответственно, крысы, натренированные страхом, прошли обучение угашению, были протестированы через 1 день и повторно протестированы через 28 дней на спонтанное восстановление. В промежутке между тестом и повторным тестом группа животных подвергалась 3-минутным сеансам реактивации на 7, 14 и 21 день после теста 1 (группа реактивации) или оставалась в домашних клетках (группа контроля; рис. 2А). . Дополнительная группа была отправлена ​​на сеансы реактивации, но без обучения угашению (группа без угасания плюс реактивация). Интервал 7- дней между реактивациями был выбран потому, что в этот момент угасание все еще сильно выражено (Эксперимент 1).

Во время обучения угашению животные эффективно демонстрировали зависящее от времени снижение реакции страха (F (5,110)=30,516, P=0, 001; рис. 2B). В тесте 1 наблюдалась значительная разница между группами (F(2,28)=8.11, P=0.002; рис. 2C). Апостериорное исследование Тьюки показало, что контрольная группа и группа реактивации демонстрировали одинаковые уровни замерзания (P=0,915), и обе показали более низкий уровень замерзания, чем группа без угасания плюс реактивация (P=0,007 и P { {21}}.001 соответственно). Во время сеансов реактивации дисперсионный анализ с повторными измерениями показал значительную разницу между группами реактивации и без угасания плюс реактивация (F(1,19)=46,63, P=0,0001) и отсутствие эффекта сеанса (F (2,38)=2.28, P=0.116) ни групповое x сеансовое взаимодействие (F(2,38)=1.00, P=0.376 ; рис. 2D). Сравнение между тестом 1 и тестом 2 выявило значительное взаимодействие группы и сеанса (повторные измерения ANOVA, F (2,28)=3,89, P=0,03). Апостериорные исследования Тьюки показали, что страх в группе «Реактивация» и в группе «Без угасания плюс реактивация» не изменился от теста 1 к тесту 2 (P=0,844), но в контрольной группе наблюдалось значительное восстановление страха. (стр=0.02). Важно отметить, что замирание группы реактивации было ниже, чем у всех остальных в тесте 2 (реактивация x контроль: P=0,007; реактивация x отсутствие угасания плюс реактивация: P=0,0001; рис. 2E). Это показывает, что реактивация усиливала угасаниеПамятьи, таким образом, предотвратить восстановление страха в отдаленный момент времени. Примечательно, что в этом протоколе сеансы реактивации сами по себе не влияли на уровень страха, когда не происходило обучения угашению.

Эксперимент 3 - Индуцированное реактивацией усиление угасания зависит от L-VGCC. Чтобы вызвать реконсолидацию,Памятьдолжен реактивироваться и войти в лабильное состояние. Предыдущие работы показали, что активация потенциалзависимых кальциевых каналов (L-VGCC) во время реактивации необходима для дестабилизации, а их блокада нимодипином предотвращает реконсолидацию51. Чтобы оценить роль L-VGCC в индуцированном реактивацией усилении угашения, мы повторили схему эксперимента последнего эксперимента и перед реактивацией вводили нимодипин (рис. 3А).

Во время обучения угашению у животных наблюдалось зависящее от времени снижение реакции страха (F (5,125)=13,55, P=0,001; рис. 3B). В тесте 1 животные из групп, получавших носитель и нимодипин, демонстрировали одинаково низкие уровни замирания (t-критерий Стьюдента; t(25)=0,510, P=0,615; фиг. 3C). Во время сеансов реактивации наблюдалось значительное взаимодействие группы x сеанса (F(2,50)=7.863, P=0.001; рис. 3D) с животными, получавшими нимодипин, проявляющими увеличение страха между сеансами (P=0,004), тогда как у крыс, получавших носитель, не было изменений в выражении страха (P=0,983).

Во втором тесте крысы, получавшие нимодипин, демонстрировали более высокие уровни замирания, чем контрольные (t(25)=5.44, P=0.0001; рис. 3E). Сравнивая производительность обеих тестовых сессий, ANOVA с повторными измерениями обнаружил значительное взаимодействие группы и сессии (F(1,20)=7,75, P=0,006). Tukey'spost показал, что показатели животных, получавших нимодипин, в тесте 2 были выше, чем показатели всех других групп и сеансов (P <0,001). это="" показывает,="" что="" усиление="" угасания="" за="" счет="" реактивации="" требует="" активации="">

Эксперимент 4: Реактивация единичного следа угасания открывает чувствительное к синтезу белка окно. После реактивации,Памятьможет пройти фазу, которая требует реконсолидации и сохранения синтеза белка de novo. Таким образом, в этом лабильном состоянии он подвержен разрушению ингибиторами синтеза белка1. В предыдущей работе было продемонстрировано, что исчезновениеПамятьподвержен реконсолидации

Рисунок 2. Периодические реактивации предотвращают спонтанное восстановление угасания.Память. (A) Схематическое изображение экспериментальных процедур. Крыс, привыкших к страху, подвергали 30-минутным сеансам угасания или оставляли в своих домашних клетках (группа без угашения плюс реактивация: N=7). Тест был проведен на следующий день и повторный тест через 28 дней. В промежутке между тестами животных реактивировали на 3-мин на 7, 14 и 21 день после теста 1 или оставляли в домашних клетках (группа «Вымирание плюс отсутствие реактивации»: N=10; группа «Вымирание плюс реактивация»: N=14). (B) Уровни замораживания во время сеансов вымирания. (C) Уровни замерзания во время теста. (D) Уровни замораживания во время повторной активации. (E) Уровни замерзания во время повторного тестирования. (*) Достоверные различия между группами (P<0.05, two-way="" or="" repeated-measures="" anova="" followed="" by="" tukey="" post-hoc="">

нарушение постреактивационным вмешательством в парадигму торможения избегания 5, 6. После использования сеансов повторного воздействия в предыдущих экспериментах мы здесь оценили, были ли эти повторные воздействия на самом деле сеансами реактивации, включающими рекрутирование синтеза белка. Соответственно, животных настраивали на страх, и на следующий день одна группа подвергалась обучению угашению (группа угасания), в то время как другие оставались в своих домашних клетках (группа без угасания). На 2-й день после обучения все животные подвергались короткому 3-минутному сеансу реактивации и сразу же после этого им вводили ингибитор синтеза белка циклогексимид (ЦГХ) или его носитель. На следующий день животных тестировали (рис. 4А).

Во время сеанса угашения повторные измерения ANOVA выявили приобретение угасания (F (5,75)=24,08, P=0,001; рис. 4B). Во время реактивации двухсторонний ANOVA показал, что животные, которые ранее подвергались вымиранию, демонстрировали более низкие уровни замирания по сравнению с группой без вымирания (F(1,43)=23.32, P=0. 001; рис. 4С). В тесте двухфакторный дисперсионный анализ выявил значительное взаимодействие группы с лекарственным средством (F(1,43)=22,64, P=0,001). Постфактум Тьюки показал, что животные, получавшие циклогексимид, в группе без угасания демонстрировали более низкие уровни замерзания, чем животные, получавшие носитель (P=0.01), что указывает на то, что страхПамятьбыл нарушен. В группе вымирания

Рисунок 3. Индуцированное реактивацией усиление угасания зависит от потенциалзависимых кальциевых каналов L-типа. (A) Схематическое изображение экспериментальных процедур. Крыс, привыкших к страху, подвергали 30-минутному сеансу угасания. Тест был проведен на следующий день и повторный тест через 28 дней. В промежутке между тестами животных реактивировали через 3-мин на 7, 14 и 21 сутки после теста 1. Нимодипин (N=15) или его носитель (N=12) вводили подкожно. вводится за 30 минут до каждой реактивации (B) Уровни замораживания во время сеанса угасания. (C) Уровни замерзания во время теста. (D) Уровни замораживания во время повторной активации. (E) Уровни замерзания во время повторного тестирования. (*) Достоверные различия между группами (P<0.05, two-way="" or="" repeated-measures="" anova="" followed="" by="" tukey="" post-hoc="" test).="" chx-treated="" animals="" showed="" higher="" freezing="" levels="" than="" vehicle-treated="" ones="" (p="0.001)," indicating="" that="" extinction="">Памятьбыл нарушен.

Соответственно, когда обучение угашению не проводилось, след страха дестабилизируется реактивацией и разрушается CHX. Когда воспоминания угасания и страха сосуществуют, возникает эффект доминирования следа, и угасаниеПамятьэто тот, который страдает от дестабилизации, требуя, чтобы синтез белка de novo сохранялся. Это открытие показывает, что след угасания был эффективно реактивирован, предполагая, что реконсолидация является механизмом, опосредующим усиление памяти угасания.

Эксперимент 5. Другой процесс рецидива угасания, быстрое повторное приобретение, можно фармакологически задержать с помощью постреактивационного лечения. Сообщалось, что реконсолидация может быть усилена постреактивационным введением таких соединений, как ингибиторы HDAC, что приводит к повышению производительности в постреактивационном долгосрочном периоде.Памятьтест45, 52–54. Здесь мы спросили, может ли угасание быть положительно смодулировано постреактивационной обработкой ингибитором HDAC бутиратом натрия (NaB). Таким образом, мы использовали протокол восстановления, который позволяет обнаруживать относительные изменения в силе страха и памяти угасания в соответствии с коэффициентом повторного приобретения страха. Например, обычно после стандартных процедур угашения повторное усвоение происходит быстро32, 34, но может быть медленным при определенных обстоятельствах, таких как экстенсивное обучение угашению или слабое начальное обусловливание14.

Крысы, привыкшие к страху, были обучены угашению, а через 24 часа — сеансу реактивации. Немедленно после реактивации вливали NaB или его носитель (внутрибрюшинно). В течение следующих четырех дней животные подвергались смешанной процедуре тестирования и слабой реабилитации для оценки повторного приобретения страха. Каждая сессия состояла из 4-минутного теста, за которым следовал слабый удар током по стопе и дополнительный 30-секундный период в боксе (рис. 5А). Во время обучения вымиранию животные демонстрировали

Рисунок 4. ВымираниеПамятьтребует синтеза белка de novo после его реактивации, чтобы сохраниться. (A) Схематическое изображение экспериментальных процедур. Крыс, привыкших к страху, подвергали 30-минутным сеансам угасания или оставляли в своих домашних клетках. Сеанс реактивации был проведен через 7 дней, а затем на следующий день был проведен тест. Сразу после реактивации животным внутрибрюшинно вводили циклогексимид (группа угасания: N=10; группа без угасания: N=14) или его носитель (группа угасания: N=9; группа без угасания группа: N=11). (B) Уровни замораживания во время сеанса вымирания. (C) Уровни замораживания во время сеанса реактивации. (D) Уровни замораживания во время тестовых сеансов. (*) Достоверные различия между группами (P<0.05, repeated-measures="" or="" two-way="" anova="" followed="" by="" tukey="" post-hoc="">

зависящее от времени снижение реакции страха (F(5,110)=32,89, P=0,001; рис. 5B). При реактивации не было различий между группами, которым позже вводили NaB или Veh (t(22)=0,59, P=0,56; рис. 5C). Во время 4 тестовых сеансов (закончившихся слабым восстановлением, эффект которого был проанализирован в следующем тесте; рис. 5D), дисперсионный анализ с повторными измерениями показал значительное взаимодействие препарата и сеанса (F(3,66)=4.82 , P=0.004). Апостериорное исследование Тьюки показало, что во время первого теста группы Veh и NaB были равны по уровню замерзания (P=0,99). Тем не менее, после одного сеанса восстановления у пациентов, получавших Veh, быстро восстанавливался страх (P=0,0002), тогда как у получавших NaB этого не было (P=0,99). Группа, получавшая NaB, показала значительное повторное приобретение только после трех сеансов восстановления в тесте 4 (P=0,002).

Эти результаты показывают, что постреактивационная обработка NaB привела к исчезновениюПамятьустойчивы к быстрому повторному захвату. Животные из группы, получавшей носитель, легко продемонстрировали сбережения после одного слабого сеанса переобучения.

Рисунок 5. Постреактивационная инфузия, аПамятьУсиливающий препарат, также усиливает след угасания, предотвращая быстрое повторное приобретение страха. (A) Схематическое изображение экспериментальных процедур.

Крыс, привыкших к страху, подвергали 30-минутному сеансу угасания. Через 24 ч была проведена реактивация с последующим немедленным введением бутирата натрия (NaB; N=12) или его носителя (N=12). В течение следующих 3 дней животные подвергались тестовым сеансам, заканчивающимся нанесением слабого электрошока плюс дополнительные 30 с контекстуального исследования (протокол быстрого повторного обнаружения). Через день был проведен стандартный тест. (B) Уровни замораживания во время сеанса вымирания. (C) Уровни замораживания во время реактивации. (D) Уровни замерзания во время испытаний. (*) Достоверные различия между группами (P<0.05, independent-samples="" t-test="" or="" repeated-measures="" anova="" followed="" by="" tukey="" post-hoc="">

В свою очередь, у животных, получавших NaB, наблюдалась экономия только после 3 сеансов восстановления. Это демонстрирует, что след угасания может быть усилен постреактивационными фармакологическими вмешательствами.

Обсуждение

В настоящем исследовании мы показываем, что контекстуальное угасание страхаПамятьможно усилить короткими сеансами реактивации. Во-первых, мы показали, что после обучения угашению спонтанное восстановление страха наблюдается через 21 день, но не через 14 дней или раньше (Эксперимент 1). Далее мы обнаружили, что при вымиранииПамятьпериодически реактивировался, его зависящее от времени затухание было предотвращено, и не было подтверждено спонтанного восстановления страха в течение по крайней мере 28 дней (эксперимент 2), эффект также опосредуется L-VGCC (эксперимент 3). Чтобы проверить, был ли задействован синтез белка сеансами повторного воздействия, мы вводили циклогексимид после реактивации и наблюдали появление нового окна пластичности, подтверждая идею о том, что процесс повторной консолидации имеет место (Эксперимент 4). Наконец, используя другой протокол, направленный на другой механизм рецидива памяти угасания — быстрое повторное приобретение (сохранение), — мы подтвердили, что постреактивационное фармакологическое ингибирование HDAC также способно усиливать след угашения, что подтверждается наблюдаемой устойчивостью к быстрому повторному приобретению памяти. реакция страха.

Известно, что потеря условных реакций после угашения не является постоянной55, поскольку угашение на самом деле не зависит отПамятьстирание. Вместо этого он способствует новому обучению, которое предотвращает выражение ранее сохраненной ассоциации14. Следовательно, воспоминания об исчезновении и страхе сосуществуют и конкурируют за выражение. Это приводит к эффекту следового доминирования с угасанием, подавляющим выражение страха. Однако угасание легко затухает, и память о страхе преодолевает свое торможение с помощью нескольких механизмов рецидива15, 20. Наиболее очевидным из них является возвращение страха просто по прошествии времени, называемое спонтанным восстановлением15. Кроме того, память о страхе может быть отделена от торможения угашения с помощью поведенческих феноменов, таких как быстрое повторное приобретение, восстановление и обновление14. Распад вымиранияПамятьс течением времени показано в эксперименте 1. Первоначально угасание подавляет условные реакции страха. Однако в отдаленные моменты времени этот эффект исчезает, что приводит к спонтанному выздоровлению. Быстрое повторное приобретение наблюдается в эксперименте 5. Крысы контрольной группы быстро проявляют сильный страх после одного сеанса слабого восстановления. Новые методы, разработанные для того, чтобы обойти слабую стойкость угасания за счет усиления его силы, потенциально могут улучшить психиатрическое лечение расстройств, связанных со страхом48.

С момента исчезновенияПамятьсо временем ослабевает и теряет способность подавлять страх15, было бы полезно предотвратить этот распад. В эксперименте 2 мы обнаружили, что постоянство воспоминаний об угасании можно положительно модулировать путем их простой реактивации. Соответственно, не было никаких признаков спонтанного восстановления, когда животные подвергались кратковременным реактивациям, даже через 4 недели после обучения угашению. Интересно, что реактивация не увеличивала реакцию страха у животных, не подвергавшихся обучению угашению, как сообщалось ранее30, вероятно, из-за эффекта потолка. Следовательно, краткие сеансы реактивации могли надолго предотвратить зависящее от времени затухание вымирания.

Часто предлагается провести реконсолидацию, чтобы позволитьПамятьконтент, который необходимо обновлять, сохраняя его адаптивную актуальность для лучшего управления поведением в будущем. Сообщения об обновлении памяти, вызванном реконсолидацией, показывают, что это может происходить за счет включения новой информации32, 34 или усиления существующих ассоциаций30, 35–39. Важно отметить, что даже когда усиление является результатом дополнительного обучения в ходе идентичного второго обучающего испытания, процесс дестабилизации-рестабилизации все равно необходим36. Следовательно, мы предположили, что эффект усиления, вызванный реактивацией, наблюдаемый в эксперименте 2, может быть опосредован процессом реконсолидации, который включает фазу дестабилизации, зависящую от реактивации, за которой следует фаза рестабилизации, которая требует синтеза белка de novo. Предыдущие работы показали, что блокатор L-VGCC нимодипин предотвращает дестабилизацию памяти, тем самым предотвращая реконсолидацию51. В эксперименте 3 мы обнаружили, что усиливающий эффект реактивации предотвращает блокатор L-VGCC нимодипин, что подтверждает участие реконсолидации в усилении следа угасания. Нимодипин также был вовлечен в нарушение приобретения угашения, а также консолидации56, 57. Однако в нашем экспериментальном протоколе нимодипин вводили через несколько дней после сеанса угашения, что делало его эффекты отличными от тех, которые были получены при первоначальном обучении угашению. Таким образом, независимо от того, какой процесс фактически блокируется – реконсолидация или угасание, – опыт 3 показывает, что реактивационно-индуцированное усиление угашения требует активации –VGCC.

Реконсолидация – это процесс, при котором ранее установленноеПамятьреактивируется и становится лабильным, требуя для сохранения синтеза белка de novo. Для дальнейшего решения вопроса о том, вызывает ли сеанс реактивации реконсолидацию следа угашения, мы исследовали влияние ингибирования синтеза белка после реактивации у животных, которые ранее проходили или не проходили обучение угашению (Эксперимент 4). У животных, не подвергшихся вымиранию, ингибирование синтеза белка после реактивации нарушало реконсолидацию контекстуального страха.Память, что приводит к низким уровням замерзания. Противоположный поведенческий результат имел место в группе, подвергшейся угашению: в тесте у животных, получавших CHX, наблюдался высокий уровень замирания, что указывало на нарушение памяти угашения. В этом эксперименте, поскольку угашение было нарушено ингибированием синтеза белка после однократного повторного воздействия (что подтвердилось в тесте на следующий день), дополнительные сеансы повторного воздействия не исследовались. Результаты этого эксперимента показывают, что след вымирания был затруднен до такой степени, что он больше не мог подавлять страх. Предыдущие работы 5, 7 показывают, что реактивация не просто способствовала «дополнительному обучению угасанию», но побуждала след угасания переходить в лабильное состояние, для сохранения которого требовалась реконсолидация. Следует заметить, что либо память угасания, либо память страха выражались во время реактивации. Соответственно, след, который преимущественно активируется при реактивации, был дестабилизирован и, таким образом, поврежден ингибированием синтеза белка.

Наконец, мы оценили, может ли след угасания положительно модулироваться постреактивационной обработкой с помощьюПамять- укрепляющий препарат. Было показано, что некоторые фармакологические агенты усиливаютПамятьконсолидация и реконсолидация, включая ингибиторы HDAC, такие как бутират натрия 45, 52, 53. В эксперименте 5 мы обнаружили, что послереактивационная обработка NaB усиливала след угасания, позволяя ему противостоять рецидиву с помощью протокола быстрого повторного обнаружения. Животные, получавшие NaB, продемонстрировали замечательную устойчивость к сбережениям после быстрой процедуры повторного приобретения. Животные, получавшие носитель, показали улучшение после одного сеанса слабой реабилитации, в то время как крысам, получавшим NaB, потребовалось 3 сеанса восстановления, чтобы продемонстрировать тот же эффект восстановления. Это показывает, что даже краткий сеанс реактивации делает след угасания поддающимся усилению положительным вмешательством. Усиление угасания за счет ингибирования HDAC после реактивации, как сообщается здесь, предполагает, что такой же положительный эффект может быть достигнут с другими препаратами, улучшающими память, для подавления выражения страха с течением времени.

Следует рассмотреть возможность того, что зависимое от реактивации усиление угасания могло быть опосредовано дополнительным угасанием вместо реконсолидации. Сообщалось, что даже кратковременное повторное воздействие контекста может привести к исчезновению, если оно проводится в отдаленные моменты времени35. Хотя экспериментальный протокол этой статьи отличается от нашего во многих аспектах, мы включили дополнительную экспериментальную группу, чтобы контролировать эту конкретную проблему: в эксперименте 2 группа «Нет угасания плюс реактивация» прошла те же три сеанса реактивации, но не был представлен на заседание по вымиранию. Эта группа не показала затухания страха ни во время реактивации, ни во время теста, отличного от того, что можно было бы ожидать при угашении. Дополнительные доказательства получены из эксперимента 4. Если краткое воздействие вызывало дополнительное угасание, то лечение циклогексимидом нарушило бы только постепенное обучение в этом сеансе, оставив в стороне то, что было ранее сохранено. Однако постреактивационный циклогексимид нарушил след угасания, отменив торможение страха в тесте, проведенном через 24 часа. Нарушение ранее сохраненного следа ингибированием синтеза белка после реактивации согласуется с интерпретацией реконсолидации. Таким образом, принимая во внимание сходимость всех поведенческих и фармакологических данных, полученных с помощью настоящей экспериментальной схемы, наши результаты показывают, что то, что происходило во время сеансов реактивации, было процессом реконсолидации, который опосредовал усиление угасания.Память.

Восстановление страха после подходов, основанных на угашении, имеет решающее значение для понимания улучшения поведенческих и фармакологических методов лечения тревожных расстройств. Фактически усиление угашения можно считать отличительной чертой психиатрических исследований. Здесь мы обнаружили, что короткие сеансы реактивации были эффективны в предотвращении спонтанного восстановления угасшего страха.Память. Этот эффект был опосредован L-VGCC и включает синтез белка, что убедительно свидетельствует о том, что реконсолидация является механизмом, стоящим за этим усилением. Мы также обнаружили, что позитивная постреактивационная фармакологическая модуляция способна предотвратить быстрое повторное приобретение страха. Вместе эти результаты показывают, что вымирание может выиграть от вмешательств, основанных на реактивации, направленных на усиление его силы и устойчивости. Это также дополняет представление о том, что реконсолидация и исчезновение не являются полностью отдельными процессами, как часто предполагают современные парадигмы58. Из-за известности когнитивно-поведенческой терапии, основанной на угашении, эти результаты привносят важные идеи как в фундаментальные, так и в клинические исследования.

Методы

Предметы. В работе использовали крыс-самцов линии Вистар из нашей племенной колонии массой 300–350 г в возрасте 60–70 дней. Животных содержали в пластиковых клетках, по четыре-пять в каждой, с водой и пищей в свободном доступе. Все эксперименты проводились в соответствии с национальным законодательством и рекомендациями по уходу за животными (бразильский закон 11794/2008) и были одобрены комитетом по этике университета.

Контекстное обусловливание страха. Камера CFC состояла из освещенной коробки из плексигласа (решетка 25,0 × 25,0- см из параллельных стержней из нержавеющей стали калибра 0,1- см, расположенных на расстоянии 1,{{ 7}} см друг от друга). В ходе сеанса кондиционирования крыс помещали в камеру на 3-мин, а затем подвергали ударам электротоком по ступням два 2-с 0, 7 мА, разделенные интервалом 30-с. Животных выдерживали в кондиционирующей среде еще 30 с, прежде чем вернуться в свои домашние клетки.

Памятьугасание, реактивация и тестовые сеансы. Кратковременные или длительные повторные воздействия контекста использовались, чтобы вызвать реактивацию памяти или обучение угашению соответственно. Обучение угашению состояло из 30-минутного повторного воздействия условного контекста и всегда происходило через 24 часа после CFC. Сеансы реактивации памяти состояли из 3-минутного повторного воздействия обусловленного контекста. В экспериментах 2 и 3 реактивации проводились на 7, 14 и 21 день после теста 1. В опытах 4 и 5 они проводились через 24 часа после обучения угашению.

Тестовые сеансы состояли из повторного знакомства с контекстом в течение 4-мин. В экспериментах 1, 2 и 3 первый тест проводился через 24 часа после тренировки угашения, а второй тест проводился через 7, 14, 21 или 28 дней спустя для оценки страха перед спонтанным восстановлением. В экспериментах 4 и 5 тестовый сеанс проводился через 24 часа после реактивации для оценки эффекта постреактивационных фармакологических манипуляций.

Для быстрого восстановления (или «экономии»; эксперимент 5) животных подвергали тесту 4-минут с последующим слабым электрошоком (одна 2-с 0,4 мА). Еще через 30 секунд они вернулись в свои клетки. Эту процедуру повторяли ежедневно три раза, а через день проводили дополнительный тест. В этой процедуре замирание всегда оценивалось перед электрошоком (который состоял из стандартного тестового сеанса). Это позволило нам как измерить производительность, так и подвергнуть животных слабому сеансу восстановления.

Наркотики. Ингибитор синтеза белка циклогексимид (CHX; Sigma) растворяли в стерильном изотоническом солевом растворе с 1% диметилсульфоксидом до концентрации 2,2 мг/мл. Циклогексимид или его носитель вводили внутрибрюшинно (ip) сразу после реактивации. Общий вводимый объем составлял 1 мл/кг.

Антагонист потенциалзависимых кальциевых каналов L-типа (LVGCC) нимодипин (Sigma) растворяли в стерильном изотоническом солевом растворе с 8% диметилсульфоксидом до концентрации 16 мг/мл. Нимодипин или его носитель вводили подкожно за 30 минут до сеансов реактивации. Общий вводимый объем составлял 1 мл/кг.

Бутират натрия (NaB; Sigma), ингибитор гистондеацетилазы (HDAC), растворяли в стерильном изотоническом солевом растворе до концентрации 0,6 г/мл. Общий объем инъекций составлял 1 мл/кг внутрибрюшинно сразу после реактивации.

Анализ данных.Памятьизмеряли путем количественной оценки замирания и выражали в процентах от общего времени сеанса. Замораживание оценивалось наблюдателем, слепым к экспериментальным условиям. Гомоскедастичность и нормальность распределения данных были подтверждены критерием Левена и критерием Колмогорова-Смирнова соответственно. Сеансы угасания были проанализированы с использованием повторных измерений ANOVA. Сеансы реактивации анализировали с использованием t-критерия Стьюдента, двустороннего дисперсионного анализа или дисперсионного анализа с повторными измерениями с последующим апостериорным тестом Тьюки. Тестовые сессии были проанализированы с использованием t-критерия Стьюдента, двухфакторного дисперсионного анализа или дисперсионного анализа с повторными измерениями с последующим апостериорным тестом Тьюки.

Ссылка

1. Nader, K., Schafe, GE & Le Doux, JE Воспоминания о страхе требуют синтеза белка в миндалевидном теле для реконсолидации после извлечения. Природа 406, 722–6 (2000).(2010).

3. Финни П.С.Б. и Надер К. Роль механизмов метапластичности в регуляцииПамятьдестабилизация и реконсолидация. Неврологи. Биоповедение. 36, 1667–707 (2012).

5. Россато, Дж. И., Бевилаква, Л. Р., Искьердо, И., Медина, Дж. Х. и Каммарота, М. Поиск вызывает реконсолидацию угасания страха.Память. проц. Натл. акад. науч. США 107, 21801–21805 (2010).

7. Айзенберг М. и Дудаи Ю. Реконсолидация воспоминаний о свежих, отдаленных и угасших страхах в Медаке: старые страхи не умирают. Eur J Neurosci 20, 3397–3403 (2004).

8. Росас-Видаль, Л., Родригес-Ромагера, Дж., До-Монте, Ф. и Андерсон, Р. Ориентация на реконсолидацию угасающих воспоминаний: новая потенциальная стратегия лечения тревожных расстройств. Мол. Психиатрия 20, 1264–1265 (2015).

9. Бутон М.Е., Вестбрук Р.Ф., Коркоран К.А. и Марен С. Контекстная и временная модуляция вымирания: поведенческие и биологические механизмы. биол. Психиатрия 60, 352–60 (2006).

11. Furini, C., Myskiw, J. & Izquierdo, I. Обучение угасанию страха. Неврологи. Биоповедение. Ред. 47, 670–683 (2014).

13. Vervliet, B., Craske, MG & Hermans, D. Страх угасания и рецидива: современное состояние. Анну. Преподобный Клин. психол. 9, 215–48 (2013). (2002).

15. Рескорла Ра Спонтанное выздоровление. Учиться. Мем. 11, 501–9 (2004).

17. Pedreira, ME & Maldonado, H. Синтез белка способствует реконсолидации или угасанию в зависимости от продолжительности напоминания. Нейрон 38, 863–869 (2003 г.).

18. Бустос, С.Г., Мальдонадо, Х. и Молина, В.А. Разрушающее действие мидазолама на реконсолидацию памяти о страхе: решающее влияние промежутка времени реактивации и возраста памяти. Нейропсихофармакология 34, 446–57 (2009).

19. Мерло, Э., Милтон, А.Л., Гузи, З.Й., Теобальд, Д.Е. и Эверитт, Б.Дж. Реконсолидация и вымирание — несовместимые и взаимоисключающие процессы: поведенческие и молекулярные доказательства. Дж. Нейроски. 34, 2422–31 (2014).

20. Айзенберг М., Кобило Т., Берман Д.Е. и Дудаи Ю. Стабильность восстановленной памяти: обратная корреляция с преобладанием трассировки. Наука 301, 1102–1104 (2003).

21. Судзуки А. и др. Реконсолидация и угасание памяти имеют различные временные и биохимические признаки. Неврологи. 24, 4787–95

(2004).

22. Lee, JLC, Milton, AL & Everitt, BJ Реконсолидация и угасание условного страха: торможение и потенциация. Дж. Нейроски. 26, 10051–6 (2006).

23. Flavell, CR & Lee, JL Реконсолидация и угасание аппетитной павловской памяти. Нейробиол. Узнайте, мем 104, 25–31

(2013).

24. Тедеско, В., Роке, Р.Ф., ДеМис, Дж., Чиамулера, К. и Монфис, М.-Х. Гашение, применяемое после восстановления слуховой памяти о страхе, избирательно увеличивает экспрессию белка цинковых пальцев 268 и фосфорилированного рибосомного белка S6 в префронтальной коре и латеральной миндалине. Нейробиол. Учиться. Мем. 115, 78–85 (2014).

25. де ла Фуэнте, В., Фройденталь, Р. и Романо, А. Реконсолидация или угасание: переключение фактора транскрипции в определении хода памяти после извлечения. Дж. Нейроски. 31, 5562–73 (2011).

27. Lee, JLC Реконсолидация: поддержание актуальности памяти. Тренды Нейроси. 32, 413–20 (2009).

29. Надель, Л. и Хардт, О. Новые данные о системах и процессах памяти. Нейропсихофармакология 36, 251–73 (2011).

31. Forcato, C., Rodríguez, MLC, Pedreira, ME & Maldonado, H. Реконсолидация у людей открывает декларативную память для поступления новой информации. Нейробиол. Учиться. Мем. 93, 77–84 (2010).

32. Monfils, M.-H., Cowansage, KK, Klann, E. & LeDoux, JE Границы угасания-реконсолидации: ключ к стойкому ослаблению воспоминаний о страхе. Наука (80-.). 324, 951–955 (2009).

33. Хупбах А., Гомес Р., Хардт О. и Надель Л. Реконсолидация эпизодических воспоминаний: тонкое напоминание запускает интеграцию новой информации. Учиться. Мем. 14, 47–53 (2007).

34. Хаубрих, Дж. и соавт. Реконсолидация позволяет обновить память о страхе до менее неприятного уровня за счет включения информации об аппетите. Нейропсихофармакология 40, 315–326 (2015).

35. Инда М.С., Муравьева Е.В., Альберини С.М. Восстановление памяти и течение времени: от реконсолидации и укрепления к угасанию. Дж. Нейроски. 31, 1635–43 (2011).

(2008).

37. Фукусима Х. и др. Усиление памяти о страхе путем извлечения через реконсолидацию. Элиф 2014, 1–19 (2014).

39. Forcato, C., Rodríguez, MLC & Pedreira, ME Повторяющиеся процессы лабилизации-реконсолидации усиливают декларативную память у людей. PLoS One 6, e23305 (2011 г.).

(2015).

41. Garcia-DeLaTorre, P., Rodriguez-Ortiz, CJ, Arreguin-Martinez, JL, Cruz-Castaneda, P. & Bermudez-Mattoni, F. Одновременные, но не независимые инфузии анизомицина в островковую кору и миндалевидное тело препятствуют стабилизации вкусовой памяти. при обновлении. Учиться. Мем. 16, 514–519 (2009).

42. Lee, JLC Реконсолидация памяти опосредует обновление содержимого памяти гиппокампа. Фронт. Поведение Неврологи. 4, 168 (2010).

44. Саутер, М. и Киндт, М. Резкая трансформация фобического поведения после амнестического агента после извлечения. Биолпсихиатрия, doi:10.1016/j.biopsych.2015.04.006 (2015).

45. Bredy, TW & Barad, M. Ингибитор гистондеацетилазы вальпроевая кислота усиливает приобретение, угасание и реконсолидацию условного страха. Учиться. Мем. 15, 39–45 (2008).

47. Tronson, NC, Wiseman, SL, Olausson, P. & Taylor, JR Двунаправленная поведенческая пластичность реконсолидации памяти зависит от миндалевидной протеинкиназы A. Nat. Неврологи. 9, 167–9 (2006).

48. Фитцджеральд, П.Дж., Зееманн, Дж.Р. и Марен, С. Можно ли усилить угасание страха? Обзор фармакологических и поведенческих данных. Мозг Res. Бык. 105, 46–60 (2014).

49. Бутон, М.Е., Винтербауэр, Н.Е. и Тодд, Т.П. Процессы рецидива после исчезновения инструментального обучения: обновление, возрождение и повторное приобретение. Поведение Процессы 90, 130–41 (2012).

50. Графф Дж., Ким Д., Доббин М.М. и Цай Л. Эпигенетическая регуляция экспрессии генов при физиологических и патологических процессах головного мозга. 603–649, doi:10.1152/physrev.00012.2010 (2011).

51. Suzuki, A., Mukawa, T., Tsukagoshi, A., Frankland, PW & Kida, S. Активация рецепторов LVGCC и CB1, необходимая для дестабилизации реактивированных контекстуальных воспоминаний о страхе. Учиться. Мем. 15, 426–33 (2008).

52. Federman, N., Fustinana, MS & Romano, A. Реконсолидация включает ацетилирование гистонов в зависимости от силы памяти. Неврология 219, 145–156 (2012).

53. Villain, H., Florian, C. & Roullet, P. Ингибирование HDAC способствует как начальной консолидации, так и реконсолидации пространственной памяти у мышей. науч. 6, 27015 (2016).

54. Стефанко Д.П., Барретт Р.М., Ли А.Р., Реолон Г.К. и Вуд М.А. Модуляция долговременной памяти для распознавания объектов посредством ингибирования HDAC. проц. Натл. акад. науч. США. 106, 9447–52 (2009).

56. Flavell, CR, Barber, DJ & Lee, JLC. Реконсолидация поведенческой памяти воспоминаний о еде и страхе. Нац. коммун. 2 504

(2011).

57. Cain, CK, Blouin, AM & Barad, M. Потенциалзависимые кальциевые каналы L-типа необходимы для угасания, но не для приобретения или выражения условного страха у мышей. Дж. Нейроски. 22, 9113–9121 (2002).

58. Алмейда-Корреа, С. и Амарал, О.Б. Лабилизация памяти при реконсолидации и угасании – свидетельство общей системы пластичности? J Physiol Paris 108, 292–306 (2014).

Благодарности

Мы благодарим г-жу Зельму Регину В. де Алмейда за ее любезную и профессиональную техническую помощь, а также степень магистра наук. Джейн Чжан за ее щедрую и компетентную языковую проверку. Эта работа была поддержана стипендиями и грантами от CAPES (MEC), CNPq (MCT) и PROPESQ (UFRGS). Все авторы заявляют, что не имеют других источников компенсации, кроме основного финансирования учреждения и федерального финансирования.

Вклад автора

JH разработал исследование, провел эксперименты, проанализировал данные и написал рукопись. AM, FZB, APC и ROS помогали в экспериментах и ​​вносили свои идеи. LOA и JAQ помогли разработать исследование и написать рукопись. Все авторы рассмотрели рукопись.

Дополнительная информация

Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Примечание издателя: Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International