Anterior Thalamic Nuclei: A Critical Substrat For Non-spatial Pair-associated Memory in Rats Del 3

3.2|Romlig arbeidsminne i RAM

Som forventet viste begge gruppene av ATN-lesjonsrotter alvorlig svekket ytelse når romlig arbeidsminne ble testet i åttearms RAM (Figur 3). Den opprinnelige likheten i ytelse på tvers av grupper er fordi de fleste rotter løp i 10 minutter, men gjorde relativt få arminnganger kl. starten av testingen.

Arbeidsminne og minne er to svært viktige minnemetoder i den menneskelige hjernen. Selv om det er noen forskjeller mellom disse to minnemetodene, er de begge like nyttige for folks prestasjoner i studier, arbeid, liv og andre aspekter.

For det første betyr arbeidsminne at vi midlertidig husker informasjonen eller oppgavene vi må bruke i løpet av en kort periode. Det er med andre ord minnekapasiteten vi bruker når vi behandler nye ting. Minne refererer til informasjonen eller opplevelsene vi beholder over en lang periode. Denne informasjonen kan hjelpe oss med å forstå og løse problemer ved fremtidig bruk.

Selv om disse to minnetypene har forskjellige funksjoner, er de ikke atskilt fra hverandre. Arbeidsminne og minne påvirker hverandre. Under arbeidsminnet må vi midlertidig lagre og behandle ny informasjon i løpet av en kort periode og koble den med tidligere kunnskap og erfaring. Denne typen tilkobling og referanse er det minnet bruker.

I tillegg kan godt arbeidsminne også forbedres gjennom trening. Forskning viser at sammenhengen mellom minne og arbeidsminne går begge veier. Ved å hele tiden trene og trene arbeidsminnet kan vi forbedre hjernens hukommelseskapasitet og styrke hukommelsen vår. Derfor, så lenge vi fortsetter å aktivt trene hjernen og styrke hukommelsestrening, kan vi effektivt forbedre arbeidsminnet og minnet vårt.

I dagliglivet må vi utvikle gode vaner og aktivt bruke arbeidsminne og minne for å hjelpe oss med å fullføre oppgaver bedre. For eksempel kan vi styrke vår hukommelse om ny kunnskap gjennom kontinuerlig foredling og gjennomgang. Bare ved å kontinuerlig forbedre arbeidsminnet og minnet vårt kan vi være mer komfortable med å realisere potensialet vårt i studier, arbeid og liv. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av kjøttdeig kommer fra de ulike aktive ingrediensene den inneholder, inkludert syre, polysakkarider, flavonoider osv. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse på ulike måter.

Klikk vet 10 måter å forbedre hukommelsen

Antall feil gjort av sham- og ATN-lesjonsrotter divergerte på dag 2 av trening, hvoretter begge ATN-lesjonsgruppene viste ingen tegn på forbedring sammenlignet med begge sham-gruppene (Gruppe, F3,27=39.66, p < {{7 }}.001;Gruppedag, F27,{{10}}.75, p < 0.001). De to shamgruppene skilte seg ikke, men de skilte seg begge markant (p < 0,001) fra hver av ATN-lesjonsgruppene, som ikke skilte seg. Rotter i begge ATN-lesjonsgruppene gjorde også færre riktige armvalg før den første feilen, mens rotter i begge Sham-gruppene gradvis gikk inn i flere armer før de gjorde en feil ettersom testingen fortsatte (Group, F3,27=27.53, p < 0,001; hver Shamgroup vs. hver ATN-gruppe, p < 0,001; Group Day, F27, 243=2.21, p < 0,001).

Nedsatt romlig arbeidsminne kan betraktes som et referansemål for ATN-lesjonseffekter (Aggleton & Nelson, 2015). Siden de to ATN-lesjonsgruppene viste et lignende nivå av svekkelse i romlig arbeidsminne, er det usannsynlig at påfølgende sammenligninger av de ikke-romlige oppgavene vil bli påvirket av lesjonsforskjeller mellom disse to gruppene.

3.3|Ikke-romlige enkle diskrimineringsoppgaver

Anskaffelse av både den enkle lukten og enkle objekt, go-no-go diskrimineringsoppgaver er vist i figur 4a,b. Allrats fikk raskt disse oppgavene. Latensforskjellene for de fire gruppene skilte seg ikke i oppgaven for enkel luktdiskriminering (Group, F3,27=0.97, p=0.42;Gruppedag, F15,135=1.4, p=0.15). Gruppene tok i gjennomsnitt 4–5 dager å nå kriteriet i oppgaven for enkel luktdiskriminering (Gruppe, F3,27=1.99, s=0.13).

De fire gruppene lærte også den enkle objektdiskrimineringsoppgaven uten noen vesentlige forskjeller(Gruppe, F3,27=1.07, s=0.37; Group Day,F18,162=0.97, p=0.49). Rotter brukte i gjennomsnitt 5–6 dager på å nå kriteriet for den enkle objektdiskrimineringsoppgaven (Group, F3,27=0.30, p=0.82).

3.4|Ikke-romlige, sammenkoblede oppgaver

3.4.1|Oppkjøp

Den gjennomsnittlige løpende latensen under innhenting av de fire gruppene er vist i figur 5. Latenser under innhenting ble videreført for rotter som nådde kriteriet. Hovedfunnene var klare. De to Sham-lesjonsgruppene fikk sine respektive oppgaver, men ikke en eneste ATN-lesjonsrotte viste oppgaveinnhenting uavhengig av inkluderingen av et 10--spor mellom lukt og objektstimuli. Det primære beviset for anskaffelse er om rottene lærte å hemme deres respons på objektet i de ikke-belønnede forsøkene (figur 5a).

På dette tiltaket forsinket de to Sham-gruppene gradvis å svare på objektet på ikke-belønnede lukt-objekt-parringer under trening (dvs. viste reduserte gjensidige latensskårer). Derimot viste alle rottene i begge ATN-lesjonsgruppene stadig raskere responsforsinkelser etter hvert som treningen gikk. Det vil si at på ikke-belønnede forsøk, lærte ATN-lesjonsrottene bare å søke raskere under objektet til tross for at lukt-objekt-paringen var feil. Merk at de to ATN-lesjonsgruppene var, om noe, tregere til å reagere enn Sham-lesjonen grupper ved starten av treningen på de ikke-belønnede forsøkene, så generell hyperaktivitet var ikke tydelig etter ATN-lesjoner i denne oppgaven (Blokk 1 latenstidsområde: ATN-lesjon 2,5–5.0 s, Shamlesjon 1,9–4,5 s; Blokk 1 0: ATN-lesjon 1,4–3,0 s, Shamlesjon 5,5–7,6 s).

ANOVA av ventetider på de ikke-belønnede forsøkene ga en betydelig hovedeffekt på tvers av de fire gruppene (F3,27=22.63, p < 0.001) og en betydelig gruppe Blokkinteraksjon (F27,243=26.27,p < 0.001). De to Sham-gruppene skilte seg ikke på dette målet, og de to ATN-gruppene skilte seg ikke, men begge Sham-gruppene skilte seg fra hver av ATN-lesjonsgruppene (p < 0,001).

Når paringen lukt og objekt ble belønnet, viste alle fire gruppene stadig raskere responsforsinkelser (dvs. viste økte gjensidige poengsum) på tvers av blokker av forsøk (Blokk hovedeffekt, F9,27=75.78, p < 0.{ {18}}01;Figur 5b), uavhengig av gruppe (Gruppeblokk,F27,243=0.63, s=0.92; Figur 5b). Gruppens hovedeffekt var igjen signifikant (F3,27=5.67, p=0.003), som i dette tilfellet skyldtes høyere løpehastighetsbyrater i Sham-Trace-gruppen sammenlignet med begge ATN-gruppene ( p < 0,008) og Sham-No-Trace-rottene (p=0.02). Imidlertid viste de resterende tre gruppene lignende responsforsinkelse på de belønnede forsøkene. Igjen, merk at de to ATN-lesjonsgruppene viste langsommere respons ved starten av treningen på de belønnede forsøkene, sammenlignet med Sham-lesjonsgruppene.

Den direkte sammenligningen på tvers av latenser for ikke-belønnede og belønnede forsøk er vist i figur 5c, uttrykt som latensforskjellsscore. Figur 5c viser tydelig at ingen læring forekom i noen av ATN-lesjonsgruppene, mens begge Sham-lesjonsgruppene fikk oppgaven (Group Block interaction, F27,243=23.99,p < 0.001 ). Latensforskjellsskåren antyder at Sham-Trace-gruppen fikk oppgaven sterkere enn Sham-No Trace-gruppen, og de gjennomsnittlige forskjellene mellom disse to gruppene var signifikante for de tre siste blokkene med forsøk (p < 0,01). Denne forskjellen mellom de to falske gruppene ble imidlertid først og fremst drevet av forskjellene deres i forsøk med belønnede stimulusparinger (sammenlign figur 5b med figur 5a).

3,5|Retensjonstest

Alle gruppene viste et svar på den ikke-belønnede økten på 5-dagers retensjonstesten som var lik deres tilsvarende ytelse på blokk 10 av treningen[Gruppeblokk (retensjonstest vs. blokk 1{{26) }}),F3,27=2.00, s=0.13; Figur 5a]. Til tross for den ikke-signifikante gruppeblokk-interaksjonen, var det en generell forskjell i latens på tvers av blokk 10 versus retensjonstesten (retensjon vs. blokk 10, F1,27=7.22, s=0.01) som mest ser ut til å på grunn av at ATN-lesjonsrotter reagerer raskere i retensjonstesten. En signifikant gruppe-hovedeffekt (F3,27=73.13, p < 0.001) ble drevet av at Sham-grupper fortsatte å hemme responsen på de ikke-belønnede forsøkene, i motsetning til ATN-lesjonsgruppene (hver Sham-gruppe mot hver ATN-lesjonsgruppe , p < 0,001).

For belønnede forsøk viste alle fire gruppene lignende gjennomsnittlig responsforsinkelse i retensjonstesten sammenlignet med latens i blokk 10 av treningen (Blokk, F1,27=3.75,p=0.06; Gruppe Blokk, F3,27=1.02, s=0.39). Høyere løpshastigheter i Sham-Trace-gruppen enn alle andre grupper var tydelig over blokk 10 og retensjonstesten (Group, F3,27=3.85, s=0.02; Sham-Trace vs. alle andre grupper, s. < 0,03).

Den direkte sammenligningen av belønnede og ikke-belønnede forsøk på retensjonstesten, uttrykt som en latensforskjellsscore (figur 5c), bekreftet at alle fire gruppene opprettholdt samme ytelse på dette målet sammenlignet med blokk 10-anskaffelsesytelsen (gruppe, F3,27=189.43, p < 0,001; Block, F1,27=0.08, p=0.76;Gruppeblokkinteraksjon, F3,27=0.22, p=0.88).

3.6|Zif268 uttrykk

Vår primære interesse var å bestemme gruppeforskjeller i interesseområdene. Gitt atferdsresultatene som er oppnådd, rapporterer vi ikke assosiasjoner mellom Zif268-uttrykk og ytelse, da de vil produsere falske korrelasjoner som er drevet av forskjellene i klar non-lesjon versus falske statusforskjeller og variasjon i små grupper på det primære målet for interesse, det vil si latenser på ikke-belønnede forsøk. På samme måte vil enhver assosiasjon som er tydelig i regioner som retrosplenial cortex igjen skape en kunstig korrelasjon på grunn av de markante gruppenivåforskjellene i Zif268-uttrykk.

3.7|Prefrontale regioner

Zif268-uttrykk på tvers av de fire gruppene i den prelimbiske prefrontale cortex (A32V) og den fremre cingulatecortex (A32D; A24b; A24a) er vist i figur 6. Det var en signifikant gruppe-hovedeffekt for område 32V(F2,37=5.49 , p < {{10}}.01; figur 6b). Her viste de to ATN-gruppene likt overordnet uttrykk til hverandre (p=0.32), så vel som Sham-No Trace-gruppen (p > 0.1), men begge lesjonsgruppene viste lavere uttrykk enn i Sham-Trace-gruppen (p < 0.02). Det nedre Zif268-uttrykket i Sham-No Trace-gruppen sammenlignet med Sham-Trace-gruppen nådde ikke signifikans (p=0.06). Det var også en signifikant hovedeffekt på tvers av de fire lagene (F3,81=147.8, p < 0.001), men ingen gruppelaginteraksjon (F9,181=1.15,p > 0.3).

For de fremre cingulate (Cg)-regionene (Figur 6c), viste de to ATN-lesjonsgruppene lavere Zif268-uttrykk enn begge de to Sham-lesjonsgruppene (Gruppe F3,27=12.47, p < 0 .001; begge Sham-gruppene skilte seg fra hver av ATN-gruppene, p < 0.{{20}}04, men ikke fra hverandre, s=0.31). En betydelig gruppelagsinteraksjon (F6,54=4.02, p < 0.002) reflekterte større forskjeller mellom ATN og Shamgroups for lag II og lag III (p < 0,001) enn for lag V, hvor gruppene ikke skilte seg signifikant (p > 0,1). Uttrykket var forskjellig på tvers av de tre cingulate-regionene (regionens hovedeffekt, F2,54=11.41, p < 001), og var lavest for A24a (posterior) sammenlignet med både A32D og A24b (p < 0,002), og var høyest for LayerIII ( Lag, F2,54=242.38, p < 0.001), men størrelsen på disse forskjellene varierte mellom lagene på tvers av de tresingulære regionene (Region Layer, F4,108=5.29,p < 0,001). Interaksjonene mellom grupperegion og grupperegionlag var imidlertid ikke-signifikante (alle F < 1,0).

3.8|Hippocampal og parahippocampalregioner

Figur 7 viser Zif268-uttrykket for de fire gruppene i hippocampus- og parahippocampus-regionene. For hippocampus viste underregionene dorsal CA1 og CA3, spesielt CA1, høyere uttrykk enn ventralhippocampus CA1 og CA3 (dorsal vs. ventral,F1,24=541.4, p < {{10}} .001; CA1 vs. CA3, F1,24=759.3,p < 0.{{40}}{{56} }1; interaksjon mellom disse to faktorene,F1,{{20}}.4, p < 0.001). Det mest interessante funnet var imidlertid at det var et høyere uttrykk i dorsal CA1 i Sham-Trace-gruppen enn i hver av de tre andre gruppene (p < 0,02), støttet av en signifikant trippel interaksjon for Group [dorsal region vs. ventralregion] ] [CA1 vs. CA3], F3,24=6.09, p < 0,003). For de tre andre gruppene var dorsal CA1-uttrykk det laveste i ATN-Trace-gruppen (ATN-Trace vs. Sham-No Trace og ATN-No Trace, p < 0,03), mens de to No Trace-gruppene ikke skilte seg signifikant (p {{42 }}.84). Analyse av dorsal dentate gyrus (DG; bare dorsal ble undersøkt) viste høyere ekspresjon i hilus enn granularcellelaget (F1,27=386.1, p < 0,001), som var større for Sham-Trace og ATN-No Trace-grupper enn for Sham-No Trace- og ATN-Trace-betingelsene (Group DGSubregion, F3,27=4.07, p < 0.01). Den ventrale subiculum viste høyere uttrykk enn den dorsale subiculum(F1,27=9.02, p < 0.005), men det var ingen gruppeeffekt (F3,27=1.41, p=0.25 ) eller Group [dorsal vs. ventralregions] interaksjon (F3,27=0.15, s=0.92). I de parahippocampale regionene viste den perirhinale cortex lavere uttrykk enn de to entorhinale cortex-områdene (F2,54=16.2, p < 0,001), men gruppene skilte seg ikke på disse stedene (Gruppe, F3,27 < 1,0; Gruppe) Region,F6,54=1.8, p > 0.1).

3.9|Retrosplenial cortex

Figur 8 viser Zif268-uttrykket i de overfladiske og dype lagene av Rga, Rgb og Rdg. De to ATN-gruppene viste markant lavere uttrykk på tvers av disse tre regionene enn det som ble vist av de to Sham-gruppene (Gruppehovedeffekt, F3.27=40.9, p < 0.0{{22} }1). For de aggregerte verdiene på tvers av de tre regionene hadde de to Shamgruppene høyere gjennomsnittlige Zif268-verdier enn begge ATNlesjonsgruppene (p=0.0001), men Sham -Sporgruppe viste også høyere nivåer enn Sham-No Trace-gruppen(p=0.04). Forskjellen mellom falske grupper og ATN-grupper var minst for Riga-regionen (Grupperegion, F6, 54=2.72, p < 0.02). Nivået på Zif268-uttrykk mellom grupper varierte også på tvers av lagene (Gruppelag, F3,17=40.0, p < 0,001). Denne interaksjonen reflekterte forskjeller mellom begge Sham-gruppene sammenlignet med begge ATN-gruppene som var større i de overfladiske lagene enn i de dype lagene. Likevel var effektene av Sham versus ATN-gruppen fortsatt signifikante i de dype lagene (p < 0,001). I tillegg viste Sham-Trace-gruppen høyere uttrykk i de overfladiske lagene sammenlignet med Sham-NoTrace-gruppen (p=0.03), mens uttrykket i dypspillerne ikke var forskjellig mellom disse to gruppene (s=0 .23). Det var ingen interaksjon med grupperegionlag(F6,54=1.0, p=0.43).

3,10|Auditiv kontroll cortex

Det ble ikke funnet forskjeller i den auditive (kontroll) cortex (Gruppe, F3,27=1.2, p=0.35).

4|DISKUSJON

Denne studien tok sikte på å undersøke effekten av ATN-lesjoner på ikke-romlig paret assosiert minne og påvirkningen av en eksplisitt forsinkelse (dvs. et 10-s spor) mellom presentert lukt og objektstimuli. Bevis på svekket parret assosiert minne etter ATN-lesjoner har tidligere bare blitt rapportert når en av de parede komponentene krevde prosessering av distale romlige signaler (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas &Petrides, 1999).

Vi hadde regnet med at effekten av ATN-lesjoner på ikke-romlig parret assosiert minne i vår oppgave ville være mest tydelig når en eksplisitt sporingsprosedyre ble brukt. Dette var fordi det har blitt antydet at CA1-lesjoner bare svekker ikke-spatialt par-assosiert minne når et 10-s 'spor' brukes (Kesneret al., 2005) og den mikrostrukturelle integriteten til CA1-nevroner reduseres av begge ATN-lesjoner (Harlandet al., 2014) og ved mammillothalamic-lesjoner som forårsaker ATN-dysfunksjon (Dillingham et al., 2019).

Dessuten undersøkte nøkkeleksemplene på ikke-romlig hukommelsessvekkelse etter ATN-lesjoner tidsforskjeller mellom flere objekter eller luktelementer presentert i en enkelt blokk med forsøk (Dumont & Aggleton, 2013; Wolff et al., 2006). Imidlertid viste ingen av de 17 rottene med ATN-lesjoner bevis på tilegnelse av lukt-objekt paret assosierte oppgave, inkludert de som ikke ble trent med en eksplisitt forsinkelse mellom de ikke-romlige stimuli. Til tross for en lengre periode med trening, var ATNlesion-rottene ikke i stand til å vise hemmet respons på de ikke-belønnede lukt-objekt-parringene. Generell hyperaktivitet hos ATN-lesjonsrottene ser ikke ut til å være et trekk ved denne svekkelsen, fordi de viste en langsommere respons enn sham-lesjonsrottene under de innledende stadiene av oppkjøpet.

Sham-Trace-gruppen viste kortere ventetider enn de tre andre gruppene i de belønnede prøvene, men denne forskjellen kan reflektere økt forventning om belønning når den ble begrenset for en 10-s forsinkelse i stedet for et mål på raskere anskaffelse av denne gruppen. Den raskere ervervelsen forventes å bli reflektert av responshemming på de ikke-belønnede forsøkene, men de to sham lesjonsgruppene skilte seg ikke på dette målet.

Unnlatelsen av å lære de sammenkoblede minneoppgavene etter ATN-lesjoner ser ikke ut til å skyldes dårlig hemming eller svekket sensorisk prosessering. ATN-lesjonsrottene demonstrerte rask tilegnelse i både den enkle objektdiskrimineringsoppgaven og den enkle luktdiskrimineringsoppgaven, som var lik den som ble vist ved sham-lesjonsrotter. Oppgavekravene for disse enkle diskrimineringene var identiske med den sammenkoblede oppgaven og brukte det samme apparatet. Av samme grunn er det usannsynlig at det sammenkoblede underskuddet etter ATN-lesjoner også skyldes en enkel svikt i oppmerksomheten til de individuelle stimuli som brukes. ATN-lesjoner svekker evnen til å lære et oppmerksomhetssett og letter ekstradimensjonale skift, men endrer ikke vedvarende oppmerksomhet eller atferdsfleksibilitet (Chudasama & Muir, 2001; Kinnavane et al., 2019; Wright et al., 2015). Den raske anskaffelsen av de enkle diskrimineringene i den nåværende rullebaneoppgaven stod i kontrast til langsommere anskaffelse da vi trente en tidligere gruppe rotter på en åpen sirkulær plattform for å lære enkel luktdiskriminering og spesielt enkel objektdiskriminering (Bell, 2007). Så det er mulig at bruken av en rullebane og den eksplisitte reduksjonen av distraherende romlige signaler, pluss den aktive interaksjonen med objektet for å søke etter mat, lettet oppmerksomheten til de ikke-romlige stimuli i den nåværende studien.

Alvorlighetsgraden av svekket lesjon for å lære assosiasjonen mellom lukt og objektstimuli antyder at denne oppgaven er sterkt avhengig av integriteten til ATN. Dette beviset er i strid med antydningen om at parede assosierte svekkelser etter ATN-lesjoner krever bruk av multimodale romlige stimuli (Dumontet al., 2014; Nelson, 2021). En mulig forklaring på forskjellen mellom resultatet i den nåværende studien og det til Dumont et al. (2014) er at diskrete ikke-romlige stimuli i læringsoppgaver med bibetinget diskriminering, slik som spesifikke objekter eller lukt, kan stille større oppmerksomhetskrav om etablering av en unik integrert representasjon sammenlignet med bruken av en generell lokal kontekst, slik som det termiske, visuelle ortaktile lokale miljøet. . På en lignende måte kan den dype mottakeligheten til romlige, sammenkoblede oppgaver for svekkelse etter ATN-lesjoner også stole på integreringen av relasjonelle romlige signaler i kombinasjon med en fremtredende diskret pekepinn fordi tilegnelsen av en enkel romlig diskriminering i seg selv bare ble delvis svekket (Dumontet al. ., 2014; Gibb et al., 2006). Et uventet funn er at rotter med ATN-lesjoner ikke viste noe underskudd når de ble pålagt å velge et bestemt sted i en krysslabyrint basert på en betinget visuell pekepinn ved et valgpunkt (Sziklas & Petrides, 2007). I den situasjonen ble imidlertid det betingede forholdet bestemt av en enkelt fremtredende cue presentert på et enkelt sted som hadde ingen tvetydighet eller innebygd assosiasjon med de forskjellige posisjonene til den korrekte romlige plasseringen. Dette står i kontrast til en fullstendig svikt av ATN-lesjonsrotter når de måtte lære en objekt-sted-assosiasjon der de måtte velge ett av to riktige objekter basert på deres tilknyttede plassering (Sziklas & Petrides, 1999).

Funnet om at ATN-lesjoner ga et betydelig underskudd i lukt-objekt paret assosiert minne, uavhengig av tilstedeværelsen av et 10- spor mellom stimuliene, legger til våre tidligere bevis på et underskudd av paret assosiert minne når objektet og lukt ble presentert samtidig på en ostebrettplattform (Bell, 2007). Sammen antyder dette at hukommelsesmangelen etter ATN-lesjoner på lukt-objekt-parret-assosiert minne er et ekstra eksempel på at ATN-lesjoner ikke alltid speiler mønsteret av betingede assosiative hukommelsesmangler produsert av lesjoner til hippocampalsystemet (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Mens ATN-lesjoner kan forårsake større romlig hukommelsessvikt enn fornix-lesjoner (Warburton & Aggleton, 1999), eller mangler i objekt-sted- og geometriske diskrimineringsoppgaver som ikke finnes med fornix-lesjoner (Aggletonet al., 2009; Sziklas et al., 1998), der. er mindre bevis på at ATN-lesjoner kan gi alvorlige hukommelsessvekkelser som vanligvis ikke påvirkes av lesjoner i hippocampusformasjonen. Når det gjelder ikke-romlige vilkårlige assosiasjoner, ble bevisene for at hippocampus bare er kritisk når et 10--spor brukes mellom de to stimuli, utledet ved å sammenligne innhenting i to forskjellige oppgaver. Gilbert og Kesner (2002) rapporterte at store hippocampale lesjoner ikke svekket objekt-lukt-paret assosierte minne når de ble testet på en ostebrettplattform der de to stimuli ble presentert samtidig. På en lignende rullebane som vår, men med et objekt presentert før eksponering for luktende sand som kan inneholde areward, Kesner et al. (2005) viste at dorsale CA1lesjoner, men ikke CA3-lesjoner, ga et underskudd ved bruk av en 10-s sportilstand.

Verken vi eller Kesner og kollegene undersøkte effekten av hippocampale lesjoner i rullebaneoppgaven uten sportilstanden. Så vi kan ikke være sikre på at rotter med hippocampus-lesjoner ville være uskadet under tilstanden uten spor når de trenes på rullebanen ved å bruke prosedyrene våre. Ikke desto mindre utvider vår studie den forutsagte assosiasjonen mellom CA1-funksjon og tidsmessig prosessering i en ikke-romlig paret-assosiert oppgave ved å finne økt Zif268-uttrykk indorsal CA1 i Sham-lesjonsgruppen trent med en 10-strace i forhold til Sham-lesjonen Ingen sporingsgruppe. Derimot var gjennomsnittlig Zif268-uttrykk i dorsal CA1 lavest i ATN-lesjonssporgruppen.

Det var også bevis, om enn svakere, for at sportilstanden hos sham-lesjonsrotter var assosiert med økt Zif268-ekspresjon i de overfladiske lagene av retrosplenial cortex. undersøke sammenhengen mellom variasjoner i ytelse og variasjoner i Zif268-uttrykk. I likhet med tidligere studier (Aggleton & Nelson, 2015; Perry et al., 2018), var den sterkeste effekten en markant reduksjon i IEG-uttrykk etter ATN-lesjoner i retrosplenialcortex, spesielt de overfladiske lagene. Det virker sannsynlig at dette funnet skyldes tap av eller redusert aktivitet i de direkte inputene fra ATN til RSC (Barnett et al., 2021).

Det har vært økende bevissthet om at ATN-lesjoner kan ha påvirkning utover romlig hukommelsessvekkelse (Nelson, 2021; Wolff et al., 2006). Et eksempel er når ATN-lesjoner bremser tilegnelsen av ikke-romlig oppmerksomhetsbasert læring, noe som kan skyldes et funksjonelt forhold mellom ATN og de midtsingulære regionene i cingulate cortex snarere enn medialle prefrontale cortex-forbindelser (Bubb et al., 2021; Wright et al., 2021; Wright et al. al., 2015). Så vidt vi vet, har imidlertid ikke denne oppmerksomhetssatte oppgaven blitt undersøkt med hippocampale lesjoner hos rotter. Et tydeligere eksempel på en dissosiasjon mellom ATN-lesjoner og lesjoner i hippocampus er at bare den tidligere skaden svekker oppmerksomhetsprosesser assosiert med latent hemming (Nelson et al., 2018). Det er mulig at en dårlig evne til å etablere relevansen eller prediktiviteten til stimulus-stimulus-assosiasjoner gir en samlende beretning ikke bare om oppmerksomhetssettlæring og latent hemming (se Nelson et al., 2018), men også for tilfeller av svekket par-assosiert læring etter ATN-lesjoner . I stedet for å tilskrive rollen til ATN fra perspektivet til enten hippocampale (for rom og tid) eller frontale (for oppmerksomhets) prosesser, er den bredere implikasjonen at ATN kan støtte minneprosessering ved aktivt å orkestrere oppmerksomhet til visse klasser av stimulus-stimulus-assosiasjoner og deres representasjon på tvers av flere hjernestrukturer (Leszcynski & Staudigl, 2016). Nøyaktig hvordan karakterisere klassene med nedsatt hukommelse er fortsatt en eksperimentell utfordring for fremtiden. Det som er klart, fra den nåværende studien, er at forklaringer basert kun på en romlig/ikke-romlig dikotomi ikke er i stand til å forklare dype hukommelsessvikt som kan finnes i begge domener etter ATN-lesjoner.

Funnene våre bringer effekten av ATN-lesjoner hos rotter nærmere i tråd med parede assosierte hukommelsessvekkelser ved klinisk hukommelsestap etter skade på mammillarybody-ATN-aksen (Rempel-Clower et al., 1996; Squireet al., 2020). Det er imidlertid en klar forskjell mellom den langsomme tilegnelsen av paret assosiert minne hos intakte rotter og den raske tilegnelsen av paret assosiert minne som er intakte minnesystemer. Sammenkoblede oppgaver antas å reflektere episodisk-lignende minne ved å måle evnen til å danne unike representasjoner av flere stimuli i stedet for minne for individuelle komponenter (Crystal & Smith, 2014; Eichenbaum & Fortin, 2009). I vår studie krevde imidlertid de intakte rottene 4–5 uker og over 300 treningsforsøk før det var klare bevis på anskaffelse, noe som tyder på at oppgaven kan være mer regelbasert eller semantisk-lignende hos disse rottene.

Denne begrensningen kan omgås fremtidig arbeid ved først å trene intakte rotter på en eller flere ikke-romlige, sammenkoblede oppgaver før man tester anskaffelsen av en ny lukt-objekt-paring etter ATN-lesjoner. På denne måten ville den generelle regelen om å opprette en assosiasjon allerede være etablert, og kanskje anskaffelseshastigheten ville da være relativt høy for en ny oppgave i intakte rotter. I tillegg kan midlertidige kjemogenetiske eller optogenetiske manipulasjoner av ATN gi en mulighet til å undersøke hvilken innvirkning disse kjernene har på å forsinke anskaffelse i stedet for å forhindre akkvisisjon eller på deres innvirkning på retensjon i stedet for akkvisisjon. Det ville også være informativt å lære om mange eller bare noen nevrale projeksjoner fra ATN støtter dette eksemplet på ikke-romlig paret-assosiert læring.

Nevroanatomiske bevis tyder på et annet mønster av nevrale forbindelser med limbiske og kortikale minnestrukturer blant de tre ATN-kjernene, det vil si anterodorsalkjernene, anteroventralkjernene og de anteromediale kjernene (Bubb et al., 2017; Lomi et al., 2021;021son ). I tillegg har disse ATN-komponentkjernene forskjellige molekylære og elektrofysiologiske egenskaper som kan underbygge forskjellige atferdsfunksjoner (Jankowski et al., 2013; Roy et al., 2021, 2022; Safari et al., 2020). Lesjoner eller genetiske manipulasjoner av de individuelle kjernene i ATN kan gi innsikt i om paret assosiert minne er avhengig av en eller flere av AD, AV eller AM. Det kan være tilfelle at virkningen av ATN-lesjoner på denne oppgaven fortrinnsvis involverer frontalhjerneregioner og/eller retrosplenial cortex og deres respektive involvering i regelbaserte og kunnskapsbaserte systemer i stedet for hendelsesbasert hukommelse (Hunsaker & Kesner, 2018). Disse problemene kan også løses ved å bruke kontralaterale frakoblingslesjoner som involverer ATN, ettersom denne eksperimentelle tilnærmingen har blitt brukt til å demonstrere systemomfattende påvirkning av ATN-hippocampus-aksen i romlige oppgaver (Dumont et al., 2010; Warburton et al., 2000, 2001 ).

Denne studien gir utvetydige bevis for at ATN-lesjoner gir betydelige svekkelser i ikke-romlig, par-assosiert læring og hukommelse, uavhengig av tilstedeværelsen av en eksplisitt temporal komponent. Omfattende opplæring viste ingen bevis for læring hos disse ATN-lesjonsrottene. Det faktum at det var relativt liten til minimal skade på de umiddelbart tilstøtende intralaminære eller mediodorsale thalamiske regionene, antyder at disse svekkelsene var spesifikke for ATN-lesjonen. Bevis fra disse ikke-romlige, sammenkoblede oppgavene antyder et nytt perspektiv på rollen til ATN som en kritisk node innenfor 'hippocampal-diencephalic-cingulate' minnenettverket (Bubb et al., 2017). Dette styrker synet om at ATN ikke primært fungerer som et relé for hippocampusinformasjon (Wolff &Vann, 2019). I stedet kan ATN aktivt kontrollere genereringen av noen klasser av vilkårlige minnerepresentasjoner i hjernen.

TAKK

Denne forskningen ble støttet av University of Canterburyequipment og forskningsstipend og tidlig karrierestøtte (JJH) fra Brain Research New Zealand – RangahauRoro Aotearoa. Open access-publisering tilrettelagt av University of Canterbury, som en del av Wiley - University of Canterbury-avtalen via Council of Australian University Librarians.

REFERANSER

Aggleton, JP, Amin, E., Jenkins, TA, Pearce, JM, & Robinson, J. (2011). Lesjoner i de fremre thalamuskjernene til rotter forstyrrer ikke tilegnelsen av stimulussekvenslæring. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 64(1), 65–73.https://doi.org/10.1080/17470218.2010.495407

Aggleton, JP, & Brown, MW (1999). Episodisk hukommelse, hukommelsestap og hippocampus-fremre thalamus-akse. Behavioral and Brain Sciences, 22(3), 425–444.https://doi.org/10.1017/s0140525x99002034

Aggleton, JP, & Nelson, AJD (2015). Hvorfor forårsaker lesjoner i fremre thalamuskjerner så alvorlige romlige mangler? Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 54, 131–144.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2014.08.013

Aggleton, JP, Poirier, GL, Aggleton, HS, Vann, SD, & Pearce, JM (2009). Lesjoner av fornix og fremre thalamuskjerner skiller forskjellige aspekter av hippocampus-avhengig romlig læring: Implikasjoner for det nevrale grunnlaget for scenelæring. Behavioral Neuroscience, 123(3), 504–519.https://doi.org/10.1037/a0015404

Barnett, SC, Parr-Brownlie, LC, Perry, BA, Young, CK, Wicky, HE, Hughes, SM, McNaughton, N., & Dalrymple-Alford, JC (2021). Fremre thalamiske kjerneneuroner opprettholder minne. Current Research in Neurobiology, 2, 100022.https://doi.org/10.1016/j.crneur.2021.100022

Bell, R. (2007). Fremre og laterale thalamuslesjoner i objekt-odorpairet assosiasjonslæring (upublisert masteroppgave). University of Canterbury, Christchurch, New Zealand.

Bubb, EJ, Aggleton, JP, O'Mara, SM, & Nelson, AJD (2021). Kjemogenetikk avslører en fremre cingulat-thalamisk vei for å ivareta oppgaverelevant informasjon. Cerebral Cortex, 31(4), 2169–2186.https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa353

Bubb, EJ, Kinnavane, L., & Aggleton, JP (2017). Hippocampal-diencephalic-cingulate nettverk for hukommelse og følelser: En anatomisk guide. Brain and Neuroscience Advances, 1(1),1–20.https://doi.org/10.1177/2398212817723443

For more information:1950477648nn@gmail.com