Dissociació funcional al llarg de l'eix rostrocaudal de l'hipocamp de guatlla japonesa, part 2

Histologia

Després de les proves, els subjectes van ser transportats a una sala de procediments, anestesiats amb isoflurà, decapitats i es van extreure els cervells i es van congelar en 2-metilbutà (SigmaAldrich, Oakville, ON). Les seccions coronals es van tallar amb un gruix de 30 μm amb un criòstat CM3050 (Leica) i es van descongelar a les diapositives Superfrost Plus ™ (Thermo Scientific, Waltham, MA).

L'eix septotemporal és una estructura important del cervell humà, que controla l'oïda, el llenguatge, la memòria i altres funcions del cos. La memòria és una de les capacitats importants del cervell humà i està estretament relacionada amb les nostres vides. Aleshores, quina relació hi ha entre l'eix septotemporal i la memòria?

La investigació mostra que l'eix septotemporal té un paper molt important en el procés de memòria. En el procés de formació de la memòria, l'eix septotemporal s'encarrega de processar i emmagatzemar informació com ara sons, paraules i imatges. Quan intentem recordar alguna informació, les neurones de l'eix septotemporal emmagatzemen ràpidament la informació al cervell. A més, l'eix septotemporal també està relacionat amb les emocions i les emocions, que ens poden ajudar a emmagatzemar i recuperar millor els records perceptius i emocionals.

A més, a mesura que les persones envelleixen, l'eix septotemporal va degenerant, la qual cosa també comporta la disminució de la memòria. Tanmateix, hi ha diverses maneres de protegir l'eix septotemporal i millorar la memòria. Per exemple: fer més exercici, mantenir uns bons hàbits de son i un temps de treball i descans regular, mantenir una actitud feliç, desenvolupar hàbits de lectura, dedicar-se a més exercicis de pensament i mental, etc.

En definitiva, hi ha una relació inseparable entre l'eix septotemporal i la memòria. Si entenem aquesta relació, podem protegir millor el nostre cervell, millorar la nostra memòria i viure vides més feliços i saludables. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria, perquè Cistanche deserticola també pot regular l'equilibri dels neurotransmissors, com l'augment dels nivells d'acetilcolina i factors de creixement. Aquestes substàncies són molt importants per a la memòria i l'aprenentatge. A més, la carn també pot millorar el flux sanguini i promoure el lliurament d'oxigen, cosa que pot garantir que el cervell rebi suficients nutrients i energia, millorant així la vitalitat i la resistència del cervell.

Feu clic a conèixer maneres de millorar la funció cerebral

A continuació, cada 6a secció es va tenyir amb metil verd per observar la col·locació i l'extensió de les lesions sota un microscopi de llum. Les seccions muntades en descongelació es van fixar durant 5 minuts en formaldehid tamponat al 4%, es van esbandir amb aigua destil·lada doblement durant 5 minuts i després es van incubar en verd de metil durant 5 minuts a temperatura ambient. A continuació, es van deshidratar les diapositives en una sèrie graduada d'etanol, es van netejar amb Neo-clear i es van incrustar a Neo-mount (tots els reactius d'histologia es van obtenir de Sigma Aldrich, Oakville, ON).

Anàlisi

Dues guatlles van morir durant la cirurgia, mentre que altres 2 van ser excloses per falta de moviment en almenys una de les 2 proves, donant dades finals sobre 25 guatlles (9 rHp, 7 cHp, 7 simulacres).

L'anàlisi de les dades de CFC es va dur a terme mitjançant una anàlisi de mesures repetides de la variància (ANOVA) del temps dedicat a la congelació durant els 2 primers minuts de cada assaig utilitzant el context (és a dir, aparellat acústicament vs. control) i el temps (és a dir, immediat vs. remot) com a factors dins del subjecte i el grup (és a dir, rHp, cHp i sham) com a factors entre subjectes. Com a control addicional, també es va comparar el temps dedicat a la congelació en cada context abans de qualsevol estimulació acústica mitjançant un ANOVA de 2 (context) x 3 (grup).

Al YMD, el temps dedicat a cada braç es va quantificar com a proporció del temps total d'exploració. Es considerava que el subjecte explorava un braç si tot el seu tors estava dins del braç. El temps dedicat a explorar els braços novells (TN) i familiars (TF) (excloent el braç inicial) es va convertir en una proporció de discriminació (DR) per a cada subjecte, de la següent manera: DR=(TNTF)/(TN+TF) ). Aquests DR es van comparar entre grups mitjançant un ANOVA unidireccional.

Les proves post hoc es van realitzar mitjançant l'HSD de Tukey. Totes les proves estadístiques es van realitzar mitjançant JASP [38].

Resultats

Les lesions a l'hipocamp rostral o caudal estalvien el condicionament de la por contextual a les guatlles

L'anàlisi de CFC (figura 2) no va mostrar cap diferència significativa entre contextos (F1,20=1.03;p=0.32) o grups (F2,20=1.42). ; p=0.27) abans de l'estimulació acústica, demostrant que les cirurgies no van induir cap diferència inicial en el comportament de congelació. L'examen del temps dedicat a la congelació durant les proves després de l'estimulació no va mostrar un efecte principal significatiu del temps (F1,20=1,03; p=0,32) o del grup (F2,20=0 .33; p=0.73). No obstant això, un efecte significatiu del context (F1,20=7.83; p=0}.01) així com una interacció significativa temps per context (F1,20=9.35;p <0,01) es van observar.

Aquest patró de resultats suggereix que les guatlles de tots els grups de la prova immediata es van congelar selectivament en el context emparellat amb l'estímul acústic i no en l'entorn de control (context aparellat vs. no aparellat: p < 0.05 per a tots els grups), cosa que indica que puguin discriminar entre els dos contextos i conservar una memòria del context en què s'havia presentat l'estímul acústic.

Per tant, sembla que l'Hp estalviat en qualsevol grup de lesions admet aquest comportament. En canvi, 24 hores després, la congelació havia disminuït fins al punt en què no es va poder observar cap diferència significativa en cap grup (p > 0,05 per a tots els grups), cosa que suggereix que la memòria s'havia degradat per a totes les guatlles.

L'hipocamp rostral de guatlla és fonamental per a la discriminació del laberint Y

L'anàlisi de la YMD (Fig 3), va produir un efecte significatiu de la condició (F2, 20=3.99; p=0.03). Les proves post-hoc van mostrar que, mentre que les guatlles lesionades per rHp van tenir un rendiment significativament pitjor. que shams (p=0,04), la guatlla lesionada per chp no ho va fer (p=0.12). Aquest patró de resultats suggereix que, com els mamífers, l'rHp de la guatlla pot donar suport de manera desproporcionada a les tasques d'aprenentatge espacial.

Discussió

Els resultats actuals són els primers a informar de la segregació funcional al llarg de l'eix rostrocaudal de l'Hp aviar. Aquests resultats confirmen parcialment l'existència d'un gradient al llarg de la rostrocaudalaxi que d'alguna manera és comparable a l'eix dorsoventral dels mamífers. En particular, observem que el rHp és necessari per a la identificació de la novetat espacial durant la YMD. Aquesta observació és coherent amb els resultats produïts en rosegadors que completen tasques comparables després de lesions al dHp ([10, 39]; però vegeu [40]).

A més, els resultats actuals són coherents amb els informes d'un gradient de contingut d'informació espacial en Hp aviar, amb la informació espacial més gran representada a les cèl·lules principals de la rHp [29]. Aquest patró, que reflecteix el canvi en el contingut d'informació observat al llarg de l'eix dorsoventral del rosegador [41] reforça encara més el conjunt d'evidències que demostren que l'extensió més rostral de l'Hp admet de manera desproporcionada el processament d'informació espacial d'alta resolució tant a Aves com a Mammalia.

Les dades actuals repliquen observacions anteriors [37] que, com els rosegadors, les guatlles reaccionaran a estímuls nous, incloses ubicacions espacials noves apropant-se al nou estímul, fins i tot quan la novetat és relativa (és a dir, el nou estímul s'ha vist però fa menys vegades o més temps). Val la pena assenyalar, però, que durant la prova de prova de YMD, el nou braç no s'ha vist durant 24 hores. Amb aquest retard, la guatlla tampoc es congela selectivament en un context anteriorment associat a la por, cosa que suggereix que les 24 hores superen la capacitat de memòria espacial de la guatlla.

L'observació de la congelació selectiva a intervals més curts durant l'entrenament amb CFC mostra que, com els mamífers, la guatlla pot associar un estímul nociu amb el context en què es va presentar, donant lloc a la congelació selectiva de la guatlla en el context associat a l'estímul. L'observació que aquesta associació es conserva després de lesions de rHp o de chp és incompatible amb la majoria de dades sobre el vHp dels mamífers. A partir d'aquesta observació, són possibles diverses conclusions. Les lesions caudals poden fer que aquí hi hagi prou teixit per mediar CFC.

Algunes dades suggereixen que l'equivalent funcional del vHp pot ser considerablement més gran en un ocell que en un mamífer. Els estudis anatòmics en coloms [26] informen que l'entrada de les nucleustànies de l'amígdala està absent al terç rostral de l'HF, però molt estesa als dos terços caudals d'aquesta regió. Aquestes connexions generalitzades suggereixen que la majoria de l'Hp aviar és homòleg a l'Hp ventral dels mamífers, i les lesions de cHp realitzades aquí no eren suficients per eliminar aquesta estructura distribuïda en la seva totalitat. Això pot ser especialment cert per a les guatlles japoneses (o els gal·liformes en general) en relació amb altres ordres d'aus. Aquest suggeriment és coherent amb les observacions de diferències d'espècies en el processament de la informació espacial. Les espècies d'ocells varien considerablement pel que fa a l'extensió de l'analògic dHp d'alta resolució ajustat espacialment [29].

Seria intuïtiu, doncs, plantejar la hipòtesi que els ocells amb un rHp més petit (per exemple, els ocells que no emmagatzemen aliments) tindrien un cHp proporcionalment més gran. Les dades fisiològiques recents que mostren una manca de cèl·lules de lloc a les guatlles, fins i tot en coordenades relativament rostrals, suggereixen a més que el rHp pot ser excepcionalment petit a les guatlles, fins i tot entre les aus que no es troben en caché d'aliments. Per extensió, la cogeneració pot ser excepcionalment gran en aquestes aus. Aquesta proposta és coherent amb un atles de guatlla basat en ressonància magnètica recent que admet la presència d'un gran cHp [42]. Funcionalment, la idea que la guatlla pot tenir un centre de "processament emocional" excepcionalment gran també és coherent amb l'ús de la guatlla com a model de reactivitat a l'estrès [43, 44]. Finalment, segueix sent possible que el CFC sigui totalment independent de Hp en les aus. Hi ha dades en rosegadors que impliquen el còrtex prefrontal en la mediació de CFC (revisat per [45]).

El NCL, l'estructura equivalent en les aus, també juga un paper en el context de processament [46, 47]. És possible que en els ocells, a diferència dels mamífers, theNCL sigui capaç de mediar CFC fins i tot davant d'un dany extens a l'hipocamp. Aquesta possibilitat sembla poc probable, però, donada l'extensa homologia trobada entre l'hipocamp d'avi i mamífer fins ara. Això es fa encara més improbable per dues observacions addicionals. El primer és que, fins i tot en els mamífers, fins a quin punt el dHp o el vHp es requereixen selectivament per al CFC es veu afectat per canvis relativament subtils en el protocol [48]. En particular, la presència d'un senyal discret que indica la presència de xoc durant l'entrenament sembla fer que la congelació posterior quan s'exposa només al context depengui més del vHp. Aquest senyal no estava en l'experiment actual.

A més, almenys un experiment ha informat de CFC conservat en rosegadors amb lesions selectives al dHp o al vHp [12]. És important destacar que en aquest estudi l'eliminació de tota la Hp va reduir dràsticament la congelació en un context associat al xoc, tot i que les lesions selectives a qualsevol de la meitat de l'Hp van deixar CFC intacte. Col·lectivament, aquestes observacions fan que sigui molt més probable que, com els mamífers en algunes condicions, el CFC de la guatlla pugui ser recolzat només per rHp o chp.

Tot i les preguntes obertes sobre l'extensió i l'heterogeneïtat funcional del CHP, els resultats actuals demostren que, com el seu homòleg de mamífers, l'Hp aviària és funcionalment heterogeni, amb la seva porció rostral especialitzada per a càlculs que suporten l'aprenentatge i la memòria espacials.

Aportacions de l'autor

Conceptualització: Chelsey C. Damphousse, Noam Miller, Diano F. Marrone.

Comissariat de dades: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Anàlisi formal: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Adquisició de finançament: Noam Miller, Diano F. Marrone.

Investigació: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Metodologia: Chelsey C. Damphousse, Noam Miller, Diano F. Marrone.

Direcció del projecte: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Supervisió: Noam Miller, Diano F. Marrone.

Redacció – esborrany original: Chelsey C. Damphousse.

Redacció – ressenya i edició: Chelsey C. Damphousse, Noam Miller, Diano F. Marrone.

Referèncias

1. Kimura D. Efectes del dany selectiu de l'hipocamp sobre el comportament d'evitació a la rata. Can J Psychol,1958; 12: 213.

2. Hughes KR. Lesions de l'hipocamp dorsal i ventral i aprenentatge laberint: influència de l'entorn preoperatori. Can J Psychol, 1965; 19: 325–332.

3. Nadel L. Lesions i comportament de l'hipocamp dorsal i ventral. Physiol Beh, 1968; 3: 891–900.

4. Strange BA, Witter MP, Lein ES, Moser EI. Organització funcional de l'eix longitudinal de l'hipocamp. Nature Rev Neurosci, 2014; 15: 655–669.

5. Fanselow MS, Dong HW. L'hipocamp dorsal i ventral són estructures funcionalment diferents? Neurona, 2010; 65: 7–19.

6. Small SA, Schobel SA, Buxton RB, Witter MP, Barnes CA. Un marc fisiopatològic de la disfunció de l'hipocamp en l'envelliment i la malaltia. Nat Rev Neurosci. 2011; 12: 585–601.

7. Moser E, Moser MB, Andersen P. El deteriorament de l'aprenentatge espacial és paral·lel a la magnitud de les lesions de l'hipocamp dorsal, però gairebé no està present després de les lesions ventrals. J Neurosci, 1993; 13: 3916–3925.

8. Moser MB, Moser EI, Forrest E, Andersen P, Morris R. Aprenentatge espacial amb una mini llosa a l'hipocamp dorsal. Proc Natl Acad Sci, 1995; 92: 9697–9701.

9. Gray JA, McNaughton N. Comparació entre els efectes conductuals de lesions septals i hipocampals: una revisió. Neurosci Biobehav Rev. 1983; 7: 119–188.

10. Hunsaker MR, Fieldsted PM, Rosenberg JS, Kesner RP. Dissociar els rols de CA1 dorsal i ventral per al processament temporal de ubicacions espacials, objectes visuals i olors. Behav Neurosci, 2008;122: 643.

For more information:1950477648nn@gmail.com