Tidligere fryktlæring muliggjør rask assimilering av nye fryktminner direkte inn i kortikale nettverk, del 2

Tidligere kontekstuell fryktinnlæring gjør det mulig for den fremre cingulate cortex å kode nye minner umiddelbart

Til dags dato har vi undersøkt dynamikken til systemkonsolidering i auditive fryktminner. Imidlertid kommer modellen for systemkonsolidering for det meste fra studier på hippocampusavhengig minne.

Hørselsskrekk er et svært vanlig psykologisk problem som kan ha stor innvirkning på folks daglige liv. Når auditiv fobi oppstår, kan folk føle seg svært ubehagelige, og kan til og med forårsake ulike helseproblemer. Men samtidig er det også eksperimenter som beviser at hørselsskrekk også kan forbedre hukommelsen.

De siste årene har forskere funnet ut at personer med hørselsfobi er mer oppmerksomme og følsomme enn andre. Hjernen deres reagerer sterkere og raskere på lydstimulering. Denne reaksjonen gjør dem mer følsomme for lydene i livet. I noen tilfeller er de bedre i stand til å behandle en rekke informasjon og til og med få mer nyttige signaler fra lydene, noe som potensielt forbedrer deres generelle hukommelse.

Når en person er i en anspent eller engstelig følelsesmessig tilstand, frigjør hjernen et stoff som kalles adrenalin. Dette stoffet kan fremme aktiviteten til hjerneneuroner og øke folks konsentrasjon. Derfor, under en auditiv frykttilstand, fører frigjøring av adrenalin til større konsentrasjon og hukommelse hos lytteren.

Samtidig, når lydfryktstimulusen vedvarer, kan hjernen tilpasse seg denne stimulansen ved å bygge et dypere minne om lyden. Dette minnet kan hjelpe pasienter til å reagere bedre på ulike lydstimuli, slik at de kan bli mer selvsikre og uavhengige.

Derfor, selv om hørselsskrekk kan forårsake mange ulemper i folks daglige liv, kan det også ha en positiv innvirkning på hukommelsen. Når folk lærer hvordan de skal håndtere dette psykologiske problemet, kan de overvinne frykten og til og med dra nytte av dem. Dette minner oss også om at vi bør se psykologiske problemer riktig, ta hensyn til mental helse og bruke en positiv holdning til å håndtere vanskeligheter for å gjøre livene våre bedre. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen vår. Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig, fordi Cistanche deserticola også kan regulere balansen av nevrotransmittere, som å øke nivåene av acetylkolin og vekstfaktorer. Disse stoffene er svært viktige for hukommelse og læring. I tillegg kan kjøtt også forbedre blodstrømmen og fremme oksygentilførsel, noe som kan sikre at hjernen får tilstrekkelig med næringsstoffer og energi, og dermed forbedre hjernens vitalitet og utholdenhet.

Klikk vet kosttilskudd for å forbedre hukommelsen

Disse minnene antas å være dannet i utgangspunktet både på hippocampus og kortikale nivå. Over tid fører det koordinerte samspillet mellom hippocampus og kortikale nettverk til en gradvis ombygging av kortikale kretsløp som til slutt lagrer eksterne minner [1–5]. I tråd med dette, hos naive dyr, er hippocampusavhengige fryktminner, nemlig kontekstuelle fryktminner, i utgangspunktet avhengige av hippocampus og blir gradvis avhengige av et kortikalt nettverk som omfatter ACC og prefrontal cortex [1,2,6–8 ].

Vi vurderte derfor om denne tidsavhengige omorganiseringen skjedde annerledes hvis systemkonsolidering av et tidligere minne tidligere hadde skjedd. Rotter ble opplært til å assosiere konteksten med USA. To uker tidligere hadde 1 gruppe rotter lært en annen assosiasjon mellom en annen kontekst og USA (CtxA-CtxB), mens en annen gruppe bare mottok umiddelbare smertefulle stimuli som hindret kontekstuell fryktinnlæring (shock-CtxB) (S1A Fig). Dyr ble injisert med CNQX eller saltvann i ACC ved 24 timer etter kontekstuell læring (fig 4A og S1B).

I tråd med tidligere studier [1,6,8] ble inaktiveringen av ACC hos dyr som ikke hadde lært en annen fryktassosiasjon tidligere, frysing til CtxB upåvirket, noe som tyder på at denne manipulasjonen ikke påvirket nyere hukommelse. Imidlertid, i likhet med dataene som ble oppnådd i auditiv fryktinnlæring, reduserte inaktivering av ACC frysingen til den nylige CtxB hos rotter som hadde lært en tidligere kontekstuell fryktassosiasjon (fig 4B og 4C).

Dette fenomenet var kausalt relatert til utviklingen av den langsomme systemkonsolideringen av det første minnet fordi det var fraværende hos dyr der de to frykthendelsene ble atskilt med bare 7 eller 24 timer, og i de der ACC ble inaktivert 24 timer etter både første og andre kontekstuell fryktlæring. Dessuten var det fraværende hos rotter som opplevde utforskningen av den første konteksten i fravær av noen US-er (Context-CtxB-gruppe) (fig 4D og 4E).

Kritisk nok påvirket inaktivering av ACC utført 1 time etter læring også nylig fryktminne (fig 4F og 4G). På dette tidspunktet reduserte anisomycinadministrasjon frysing til CtxB hos dyr som tidligere hadde opplevd kontekstuell fryktinnlæring (fig 4H og 4I). Disse dataene støtter ideen om at når en første frykthendelse er blitt lagret, blir neocortex essensiell for nye minner umiddelbart, ved å bruke bare de synaptiske konsolideringsmekanismene.

Tidligere kontekstuell fryktlæring omorganiserer ACC-til-BLA-projeksjoner slik at de støtter nyere minner

Vi undersøkte deretter om den nevrale tilkoblingen som rekrutteres under ekstern minneoppbevaring hos naive dyr, også kan delta i den nylige minneoppbevaringen hos dyr som tidligere hadde lært et annet kontekstuelt fryktminne. For dette formål undersøkte vi involveringen av projeksjoner fra ACC til BLA i oppbevaring av nyere og eksterne kontekstuelle minner.

En tidligere studie viste at optogenetisk inhibering av aksonterminaler projisert fra den prefrontale cortex til BLA svekket kontekstuell fryktminnetensjon ved fjerntliggende, men ikke nyere tidspunkt hos naive dyr [7]. Den adeno-assosierte virale vektoren (AAV5-CaMKIIa-eNpHR3.0-mCherry) eller kontrollvektoren (AAV5-CaMKIIa-mCherry) ble injisert i ACC i 2 grupper, som i eksperimentene beskrevet ovenfor (fig 5A–5C og S3C). Optogenetisk hemming av ACC-terminaler i BLA under den nylige kontekstuelle fryktminnetensjonen svekket frysing til CtxB bare hos dyr som ble injisert med eNpHR3.0-mCherry-vektor og som tidligere hadde lært en distinkt kontekst-amerikansk assosiasjon (fig 5D ).

I denne gruppen forårsaket den påfølgende hemmingen av ACC-terminaler i BLA også en betydelig reduksjon i frysing til CtxA, og antyder dermed at det også påvirket oppbevaringen av den eksterne konteksten-US-assosiasjonen (fig 5E). Disse resultatene støtter ideen om at den samme nevrale banen er avgjørende for oppbevaring av det eksterne minnet om den første frykthendelsen og nylige minner om nye analoge hendelser. Disse dataene antyder også at omorganiseringen av kortikale baner som går ned til BLA, indusert av det første minnet, er en vanlig prosess for både auditive og kontekstuelle fryktminner.

Etter en tidligere fryktinnlæring er dorsal hippocampus og ACC begge nødvendige for dannelsen av nye minner

Disse funnene stiller spørsmålet om hippocampus danner nye minner selv om tidligere kontekstuell fryktinnlæring har skjedd. Alternativt kan cortex danne nye minner, selv i fravær av hippocampus. For å svare på disse spørsmålene inaktiverte vi hippocampus 1 time etter kontekstuell fryktlæring i 2 grupper som ligner på eksperimentene ovenfor.

Fordi det meste av litteraturen om systemkonsolidering kommer fra studier der hippocampus ble ødelagt permanent, begynte vi med irreversibel lesjonering av dorsale hippocampus 1 time etter læring (fig 6A–6C). Hippocampale lesjoner forårsaket en signifikant reduksjon i frysingen til CtxB i begge grupper (fig 6C). Fordi eksitotoksiske lesjoner forbigående kan forstyrre aktiviteten til hjerneregioner utenfor hippocampus, slik som ACC, gjentok vi dette eksperimentet ved å inaktivere dorsal hippocampus med CNQX for å blokkere lokale AMPA-glutamatreseptorer og fant amnesiske effekter i begge grupper (fig 6D og 6E ).

Disse resultatene viste at hippocampus er nødvendig for dannelsen av nye kontekstuelle minner, uavhengig av om tidligere fryktinnlæring hadde skjedd. Sammen med resultatene ovenfor indikerer disse dataene også at hos dyr som har lært en tidligere kontekstuell frykthendelse, er både hippocampus og ACC nødvendig for å danne nylige fryktminner, og ingen av disse stedene alene kan støtte minnedannelse i fravær av den andre.

Vi undersøkte deretter tidsforløpet for hippocampus involvering ved å utsette hippocampus lesjon til 1 uke etter læring. I tråd med tidligere funn [46], påvirket hippocampale lesjoner fortsatt hukommelsesdannelse hos dyr som aldri tidligere hadde lært andre fryktassosiasjoner. Omvendt, i gruppen som hadde lært en tidligere frykthendelse, påvirket ikke hippocampale lesjoner hukommelsesbevaring (fig 6F og 6G), noe som tyder på at et tidligere fryktminne forkorter tidsvinduet for hippocampus-engasjement (fra 2 uker til 1 uke), som også observert for romlig læring [3,20,21].

Diskusjon

I denne studien fant vi at tidligere systemkonsolidering av et auditivt fryktminne gjør at Te2 umiddelbart kan kode et nytt auditivt fryktminne via synaptisk konsolidering. Dessuten blir de synkende projeksjonene fra Te2 til BLA som ble aktivert under konsolideringen av realkompetanse nødvendige i dannelsen av nye auditive fryktminner.

Lignende resultater ble observert i hippocampus-avhengig kontekstuell fryktlæring. I sistnevnte oppgave fant vi også at realkompetanse forkorter varigheten av hippocampus-engasjement i nyere kontekstuell fryktlæring. Samlet antyder funnene våre at realkompetanse omorganiserer hjernekretsløp slik at ny analog informasjon vil bli lært umiddelbart i kortikale strukturer.

Det nåværende konseptet med systemkonsolidering av hippocampusavhengige minner antar at hippocampus er involvert på en tidsbegrenset måte og at en samtidig gradvis prosess med hjernekretsreorganisering skjer over tid slik at kortikale nettverk blir stadig viktigere [1–5].

Selv om alternative teorier også eksisterer [47], støtter mange studier den tidsmessig begrensede rollen til hippocampus i minneprosesser i både menneskelige og dyremodeller [1–3]. Tvert imot, omorganiseringen av hjernekretsløp som støtter hukommelse over tid har blitt demonstrert mest i dyremodeller mens bevis hos mennesker er mer kontroversielle [3].

Noen studier viste at hippocampus aktivitet under minneinnhenting hos mennesker avtar progressivt over uker og måneder, mens aktiviteten i den ventrale mediale prefrontale regionen [48], i den temporale neocortex [49], eller tilkobling mellom kortikale områder [48] økte betydelig. Tvert imot, nyere studier viste at selv om hippocampus-aktiviteten avtok etter hvert som tiden gikk, forble kortikal aktivitet stabil over tid [50] eller reduserte også [51]. Mer konsistente bevis om omorganisering av hjernekretsløp som støtter hukommelse over tid ble oppnådd hos dyr [1–3]. Disse studiene ble utført på eksperimentelt naive dyr.

Ved å undersøke dette problemet hos dyr som har dannet et tidligere fryktminne, fant vi at hippocampus er nødvendig for dannelsen av nye minner, uavhengig av om tidligere fryktinnlæring hadde skjedd. Omorganiseringen av hjernekretsløp utløst av den første læringen gjør imidlertid neocortex i stand til å kode nye minner umiddelbart, ganske enkelt gjennom cellulære mekanismer for synaptisk konsolidering. Dette fenomenet gjelder både hippocampusavhengige og -uavhengige fryktminner, og det ble spesifikt indusert av den langsomme systemkonsolideringen utløst av den første læringshendelsen.

Det var fraværende hos rotter der de 2 læringsforsøkene var midlertidig nær hverandre (noen timer eller 1 dag) og hos de der kortikal inaktivering etter den første læringshendelsen utelukket omorganisering av cortex og dens påfølgende involvering i rask assimilering av nye. minner. Dessuten, når den første fryktinnlæringen har reorganisert hjerneforbindelsen, er banene som går ned fra cortex til BLA ikke bare nødvendige for å beholde fjernminner som hos naive rotter, men også for nyere. Vi konkluderer med at hvis et analogt minne har blitt kodet tidligere, hadde omorganisering av hjernekretsløp allerede skjedd og kan ikke lenger være nødvendig for dannelsen av nye minner, som omvendt engasjerer cortex og dens samspill med subkortikale steder umiddelbart.

Til tross for det store antallet studier som viser den tidsavhengige omorganiseringen av hjernekretsløp hos naive dyr, er den nøyaktige hensikten med denne prosessen langt fra å være definert. Fordi atferdsreaksjonene assosiert med hukommelse kan forbli like over tid, antas det at denne prosessen tjener til å forbedre minnestabiliteten over tid [1,2,52]. Basert på funnene våre foreslår vi at når en frykthendelse inntreffer for første gang, gjennomgår hjernekretsløp en langvarig reorganiseringsprosess, som beskrevet i systemkonsolideringsmodellen. Denne prosessen kan tjene til å omorganisere de nevrale nettverkene som lagrer fryktminne permanent, slik at de umiddelbart kan tilegne seg ny analog informasjon gjennom synaptiske konsolideringsmekanismer. Faktisk kan denne driftsmekanismen gjøre ny læring mer "økonomisk", fordi den kan redusere ressursforbruket for å skaffe ny relatert informasjon, og dermed frigjøre flere ressurser for å lære ny, urelatert informasjon.

Et viktig spørsmål som oppstår fra våre funn er om realkompetanse endrer nevrale nettverk permanent slik at lignende erfaringer kan lagres i neocortices umiddelbart, selv om de oppstår med svært fjerne tidsintervaller. Alternativt kan det være at systemet tilbakestilles til det opprinnelige nivået for naive dyr hvis nye lignende opplevelser ikke oppstår om kort tid. Eksperimenter som vurderer involveringen av neocortex ved økende tidsintervaller mellom første og andre læring vil avklare dette punktet.

Vi fant også at blokaden av neocortex under den tidlige konsolideringen av en første erfaring forhindret umiddelbar tildeling av nye lignende erfaringer til neocortex (se fig. 1F og 4D). Disse resultatene tyder på at cellulære prosesser som skjer umiddelbart etter den første læringen i neocortex er nødvendige for rekruttering i systemminnekonsolideringsprosessen. Denne ideen er i tråd med funnene om at noen "merkede" celler aktiveres i neocortex ved læring hos naive dyr og tjener til lagring av fjerntliggende, men ikke nyere minner [7,8,12,44]. Fremtidige studier er nødvendig for å avklare om disse cellene spiller denne rollen også etter realkompetanse eller om de også deltar i dannelsen av nyere minner.

Opprinnelig førte modellen for systemkonsolidering til den ekstra ideen om at hippocampus lærer ny informasjon raskt, mens neocortex lærer det sakte, men påfølgende studier viste at neocortex også er i stand til raske læringsprosesser [3,20,21,53]. Dataene våre viste at 2 forskjellige cortex (Te2 og ACC) kan lære ny informasjon umiddelbart hvis en lignende hendelse har skjedd tidligere.

I henhold til våre tidligere studier [10,16,17,34,43,45] bruker vi begrepet Te2 for å referere til den mest bakre regionen av beltets auditive område som, basert på Zilles studier [24,25], inkluderer det meste den tidsmessige foreningen og ektorsområder. Selv om vi ikke kan utelukke at resultatene våre kan reflektere bidrag fra medikamenteffekter også i omkringliggende regioner, nemlig den tilstøtende visuelle cortex, primære auditive cortex og perirhinal cortex, tyder dataene vi innhentet fra naive dyr på at de først og fremst skyldtes inaktiveringen av Te .

Vi fant at i naive dyr var Te2 nødvendig for eksterne, men ikke nyere auditive minner, mens inaktivering av den tilstøtende visuelle cortex gjorde at eksterne auditive minner ikke ble påvirket [10]. Omvendt svekket en kombinert blokade av primær- og Te2-barken også nyere hukommelse [34]. Tilsvarende svekket inaktiveringen av den fremre perirhinale cortex fryktminner [32,54], mens inaktiveringen av den bakre perirhinale cortex ikke påvirket nylige [54] og fjerntliggende [10] fryktminner.

Også når det gjelder ACC og kontekstuelle fryktminner, påvirket ikke inaktiveringen av den tilstøtende primære og sekundære motoriske cortex nylige og eksterne minner [55], mens inaktiveringen av den tilstøtende prelimbiske cortex svekket både nyere og eksterne minner [11].

Når det gjelder rollen som disse cortexene spiller i hukommelsesprosesser, deltar Te2 i memoreringen av den emosjonelle verdien sammen med lyder [10,13,16,56]. Denne ideen har nylig blitt demonstrert også i den høyere ordens visuelle cortex [57,58]. På den annen side kan ACC danne og lagre minner, men den kan også modulere aktiviteten til andre kortikale områder [1–3,6].

Til tross for det store antallet studier som viser at Te2 og ACC er nødvendige for fjerntliggende, men ikke nyere minner, rapporterte noen nyere studier at disse cortexene kan være nødvendige også for oppbevaring av nylige auditive [34,59] og kontekstuelle [55] fryktminner. De nøyaktige grensebetingelsene som kan bestemme nødvendigheten av disse cortexene for nyere minner er dårlig forstått.

En av disse studiene antydet at intensiteten av den emosjonelle opplevelsen kan spille en viktig rolle [34], men fremtidige studier burde bedre adressere dette problemet. Fremtidige studier vil også måtte avklare om cellene som aktiveres i neocortex ved læring hos naive dyr, og som tjener til lagring av fjerntliggende, men ikke nyere minner [7,8,12,44], også spiller denne rollen etter tidligere læring, eller om de deltar i dannelsen av nyere minner.

Når det gjelder hippocampus deltakelse i hukommelsesprosesser, fant vi her at dorsal hippocampus er nødvendig for å lære nytt kontekstuelt minne selv om tidligere kontekstuell læring har skjedd. Et lignende resultat ble observert ved å utføre et innen-fagdesign på rotter som lærte både fjerntliggende og nyere kontekstuelle minner [60]. På den annen side har det også blitt vist at de cellulære mekanismene som medierer den påfølgende læringen i hippocampus kan avvike fra de involverte under realkompetanseforsøket [22,61].

Vi fant også at hos dyr som opplevde kontekstuell frykt for første gang, er hippocampus nødvendig også 1 uke etter læring, i tråd med et tidligere funn hos naive dyr [46]. Omvendt, i den andre gruppen, påvirket ikke hippocampale lesjoner hukommelsesbevaring på dette tidsintervallet, noe som tyder på at en tidligere fryktinnlæring forkorter tidsvinduet for hippocampus-involvering, som også observert for romlig læring [3,20,21]. Disse studiene og den nåværende gir derfor konvergerende bevis på at tidsvinduet for den tidsmessige hukommelsestapen indusert av hippocampale lesjoner avhenger av de tidligere lærte erfaringene i både romlige og emosjonelle minner.

I disse studiene foreslo forfatterne også at trening av rotter i en lengre periode i en romlig oppgave produserer et "mentalt" kunnskapsskjema, der ny relatert informasjon raskt kan assimileres [3,20,21,53]. Selv om funnene våre også kan stemme overens med denne ideen, er det svært vanskelig å si om en prøvelse av fryktlæring kan danne et assosiativt "skjema" av kunnskap og om en ny og annerledes hendelse som skjer i et annet miljø kan integreres i dette skjemaet. . Ytterligere studier er nødvendig for å avklare dette problemet. I alle fall, gitt at de fleste minner hos mennesker og andre dyr er bygget på tidligere erfaringer, kan hjernenettverkene som lagrer eksterne fryktminner for første gang være de som koder for både nyere og eksterne fryktminner gjennom hele livet.

Metoder eksperimentell modell og emnedetaljer

Dyr

Friske Wistar-hannrotter (alder, 65 til 70 dager; vekt, 250 til 350 g, villtype), avledet fra et internt oppdrettsanlegg for dyr, ble plassert 3 per bur med mat og vann tilgjengelig ad libitum, under et 12 timers lys /mørkesyklus (lys på klokken 7:00 AM) ved en konstant temperatur på 22 ± 1˚C. Alle eksperimentene ble godkjent av det italienske helsedepartementet (autorisasjon nr. 408/2020-PR) og av den lokale bioetiske komiteen ved Universitetet i Torino.

Eksperimentelt design

Datareproduserbarhet ble vurdert med forskjellige replikater (S1-tabell). De første CNQX-inaktiveringseksperimentene i Te2 (fig 1A–1C) ble utført i et høyere antall replikater fordi de var de første eksperimentene vi utførte og tjente til å teste hovedhypotesen i studien vår. Dyr ble a priori tildelt forskjellige atferdsgrupper på en vektbalansert måte.

Hanndyr fra samme yngel ble tilfeldig tildelt hver forsøksgruppe. Vi tok først opp hovedhypotesen i studien vår, dvs. at den kortikale inaktiveringen kan påvirke konsolideringen av et nytt fryktminne på en annen måte hos eksperimentelt naive rotter og hos dyr som hadde lært en tidligere frykthendelse. Ved statistiske forskjeller mellom disse gruppene, utførte vi etter hvert ytterligere kontrollgrupper gjennom injeksjon av saltvann. En lignende tilnærming ble brukt på de optogenetiske eksperimentene, der AAV-kontrollgruppen ble utført først etter at statistiske forskjeller mellom naive og tidligere trente rotter ble oppdaget. Disse forsøksplanene tillot oss å unngå unødvendige kontrollgrupper og bruk av unødvendige dyr, et nøkkelspørsmål i den europeiske og italienske lovgivningen om dyreforsøk (3 Rs-prinsippet).

Atferdsprosedyrer

Alle eksperimentene ble utført i løpet av dagens lysfase (kl. 08.00 til 16.00). Dyrene ble transportert enkeltvis fra anlegget til forsøksrommene i forskjellige små gjennomsiktige bøtter avhengig av de eksperimentelle kravene.

Auditiv trening: Første atferdsøkt.

Auditiv frykt-betingede dyr (CS1-CS2). I denne gruppen ble rotter forsiktig tatt fra hjemmeburet og båret fra stuen til det lydisolerte rommet. Vel fremme ble dyrene plassert inne i kondisjoneringsapparatet som besto av et rektangulært svart bur (35 × 40 cm) utstyrt med et rist av rustfritt stål (1 cm i diameter, med en avstand på 1,5 cm) koblet til en sjokklevering. oppsett. Rotter ble stående uforstyrret i 1 minutt. Etter denne tiden ble 7 betingede stimuli (CSs) bestående av en ren tone med 15 kHz frekvens (15 s varighet hver, 80 dB, 36 s forsøksintervall) administrert. De siste 1 sekundene av hver tone ble paret med en smertefull UL (0,5 mA, 1 s). På slutten av kondisjonsøkten ble rottene brakt tilbake til hjemmeburet.

Dyr med kun sjokk (sjokk-CS2). I denne gruppen ble rotter på samme måte plassert inne i det samme kondisjoneringsapparatet. Umiddelbart etterpå ble hver rotte utsatt for 7-fotstøt (1 s, 0,5 mA) umiddelbart etter hverandre. På slutten av stimuleringen ble dyrene brakt tilbake til hjemmeburet. Tidsvarigheten i kondisjoneringsburet var mindre enn 9 sekunder. Tidligere studier har vist at denne prosedyren gjør det mulig å unngå assosiative prosesser mellom smertefulle stimuli og sensoriske stimuli [29,30].

Lukt frykt-kondisjonerte dyr (odor-CS2). I denne gruppen ble rotter plassert inne i det samme rektangulære sorte buret som ble brukt i de ovennevnte eksperimentelle gruppene og koblet til et sjokkleveringsoppsett. Rotter ble stående uforstyrret i 2 min. Etter denne tiden ble 7 CS-er bestående av vaniljelukter administrert (10 s varighet hver, 24 s prøveintervall). De siste 1 sekundene av hver lukt ble paret med en smertefull UL (0,5 mA, 1 s). Konditioneringsmodulen ble plassert i nærheten av en ventilasjonskilde for å unngå utholdenhet av de leverte stimuli etter deres forskyvning. Buret ble sikret med et øvre gitter. Lukter ble presentert ved bruk av et strømningsfortynningsolfaktometer. Ren luft (1,5 l/min) ble ledet til en magnetventil, som når den ble betjent, ledet luften til en 15 ml flaske inneholdende 10 ml vaniljelukt.

Dyr med kun tone (Tone-CS2). Rotter i denne gruppen ble plassert inne i det samme sorte buret og ble presentert med 15-kHz-tonen (7 stimuli, 15 s varighet, 36 s ITI) levert i fravær av USA.

Forhåndseksponerte dyr (Tone-CS1-CS2). Rotter ble plassert inne i kondisjoneringsburet, og 1 min senere ble de presentert 20 ganger med 15-kHz-tonen alene, og 24 timer senere ble den samme tonen paret med USA som ble CS1.

Hvit støy frykt-kondisjonerte dyr (WN-CS2). I denne gruppen ble rotter plassert inne i det rektangulære sorte buret og latt stå uforstyrret i 1 minutt. Etter denne tiden ble 7 CS-er bestående av en WN (15 s varighet hver, 75 dB, 36 s mellomforsøksintervall) administrert. De siste 1 sekundene av hver tone ble paret med en smertefull UL (0,5 mA, 1 s). På slutten av kondisjonsøkten ble rottene brakt tilbake til hjemmeburet.

Auditiv fryktlæring: Andre atferdstrening.

To uker etter prosedyrene beskrevet i avsnittet ovenfor, ble dyrene trent i en annen annen oppgave for kondisjonering av auditiv frykt. Rotter ble satt i en standard skinner-boks, som i vårt tidligere arbeid [10], og ble stående uforstyrret i 2 min. Etter denne tiden ble det levert 7 CS-er bestående av rene toner med 3 kHz frekvens (8 s varighet hver, 80 dB, 22 s mellomprøveintervall). De siste 1 sekundene av hver tone ble paret med en smertefull UL (0,5 mA, 1 s). På slutten av kondisjonsøkten ble rottene brakt tilbake til hjemmeburet.

Frykt hukommelsesbevaring. Oppbevaring av hørselsfryktminne nylig ervervet til CS2 (3 kHz) ble testet 4 dager senere. For optogenetiske eksperimenter ble testen av nyere minne utført med laserlevering 24 timer etter CS2-US-læring i analogi med tidsintervallet vi utførte kortikal inaktivering gjennom administrering av CNQX (dvs. 24 timer etter opplæring). Rotter ble vant til et annet apparat enn det som ble brukt til kondisjonering og plassert i et annet rom for å unngå betinget fryktadferd til kontekstuelle signaler [10,62]. Det nye apparatet besto av et gjennomsiktig plastbur med en svartmalt side innelukket i en lyddempende boks utstyrt med en avtrekksvifte, som eliminerte luktende luft fra kabinettet og ga bakgrunnsstøy på 60 dB. Dyrene fikk utforske buret i 5 minutter om dagen under tilvenningsøkten. På dagen for fryktminne-retensjonstesten, etter 2 minutter med fri utforskning, leverte vi 4 CS2 på 3 kHz (8 s—22 ITI) ikke fulgt av noen US.

Hvis det kreves av den eksperimentelle etterspørselen, ble rotter deretter testet for oppbevaring av fjernfryktminnet, ervervet 2 uker før den andre auditive fryktkonditioneringsforsøket. For dette formålet ble dyrene satt inn i et nytt miljø (et sort-hvitt stripete bur) 7 dager etter retentionstesten for fryktminne til 3-kHz-tonen og deretter presentert med 15-kHz-tonen. Fire toner ble presentert med 36 sekunders mellomrom.

Kontekstuell trening: Første atferdsøkt.

Kontekstuell fryktkondisjoneringsgruppe (CtxA-CtxB). I denne gruppen ble rotter forsiktig tatt fra hjemmeburet, plassert i en bøtte og båret fra stuen til det lydisolerte rommet. Vel fremme ble dyrene plassert inne i kondisjoneringsapparatet bestående av det ovennevnte rektangulære sorte buret, utstyrt med gitteret av rustfritt stål koblet til et sjokkleveringsoppsett. Rotter ble stående uforstyrret i 1 minutt. Etter denne tiden ble 5 US (0,5 mA, 1 s) administrert med 51 s tidsintervaller. På slutten av økten ble dyrene brakt tilbake til hjemmeburet.

Bare sjokkgruppe (sjokk-CtxB). Når rotter først ble plassert inne i kondisjoneringsapparatet, fikk de umiddelbart 5-fotstøt (1 s, 0,5 mA) umiddelbart etter hverandre. Tidsvarigheten i kondisjoneringsburet var mindre enn 7 sekunder. Tidligere studier har vist at denne prosedyren gjør det mulig å unngå assosiative prosesser mellom smertefulle stimuli og sensoriske stimuli [29,30].

Kun kontekstdyr (kontekst-CtxB). Rotter ble plassert inne i det samme sorte buret som ble brukt i eksperimentene ovenfor i 5 minutter uten tilførsel av noe US.

Ny kontekstuell fryktkondisjonering og nylig oppbevaring av fryktminne. To uker etter prosedyrene beskrevet i avsnittet ovenfor, ble alle gruppene opplært til å assosiere et nytt kontekstuelt miljø (skinnerbox-modulen, plassert i et annet rom) med en smertefull UL (0,5 mA, 1 s) . Hvert dyr ble plassert inne i det nye kammeret og forlatt uforstyrret i 2 minutter. Deretter ble den utsatt for 5 US atskilt med intervaller på 30 s.

Oppbevaringen av kontekstuelt fryktminne ble testet 4 dager etter fryktkondisjoneringsprosedyren ved å sette rotter igjen i Skinner-bokskammeret i 3 minutter. For optogenetiske eksperimenter ble testen av nyere hukommelse utført med laserlevering 24 timer etter CtxB-US-læringen i analogi med tidsintervallet vi utførte kortikal inaktivering gjennom administrering av CNQX (dvs. 24 timer etter trening). Hvis det var påkrevd av den eksperimentelle etterspørselen, ble rotter deretter testet for oppbevaring av fjernfryktminnet ved å sette dyr i konteksten paret til USA 2 uker før den nye assosiasjonen.

Dyrene ble båret i 2 forskjellige bøtter til kondisjoneringskamrene i henhold til de forskjellige kontekstuelle prosedyrene.

Frysetiltak. I alle eksperimentelle prosedyrer ble vurderingen av frykthukommelsesbevaring bestemt som en fryserespons [10], analysert som fullstendig fravær av somatisk mobilitet bortsett fra respirasjonsbevegelser. For hvert dyr ble mengden tid (i sekunder) brukt i frysing målt offline av 2 uavhengige observatører som ble blindet for dyregruppene.

For more information:1950477648nn@gmail.com