L'activació noradrenèrgica de l'amígdala basolateral manté la precisió de la memòria remota depenent de l'hipocamp

Contacte: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

La millora emocional de la memòria mitjançant mecanismes noradrenèrgics està ben descrita, però les conseqüències a llarg termini d'aquesta millora són poc enteses. Amb el temps, es creu que les traces de memòria pateixen una reorganització neuronal, és a dir, una consolidació de sistemes, durant la qual es transfereixen, almenys, de l'hipocamp a les xarxes neocorticals. Aquesta transferència va acompanyada d'una disminució del detall episòdic. Aquí es va investigar si l'administració de norepinefrina (NE) a l'amígdala basolateral després de l'entrenament en una tasca de discriminació d'evitació inhibitòria, que inclou dos contextos d'entrenament diferents, altera la dinàmica de consolidació dels sistemes per mantenir la precisió episòdica i la dependència de l'hipocamp de la memòria emotiva. En una prova de retenció 2-, tant les rates tractades amb solució salina com amb NE van discriminar amb precisió el context d'entrenament en què havien rebut un cop de peu, la inactivació de l'hipocamp amb musd-mol abans de les proves de retenció va interrompre la discriminació del context de xoc en ambdós grups de tractament. .Als 28 d, les rates tractades amb solució salina van mostrar una recuperació independent de l'hipocamp i una manca de discriminació. En canvi, les rates tractades amb NE van continuar mostrant una memòria precisa de l'associació de context de xoc. La inactivació de l'hipocamp en aquesta prova de retenció remota va bloquejar la precisió episòdica i va induir un deteriorament general de la memòria. Aquestes troballes suggereixen que el tractament amb NE va alterar la dinàmica de consolidació dels sistemes mantenint la implicació de l'hipocamp en la memòria. Aquest canvi en la consolidació de sistemes va ser paral·lel a la metilació de l'ADN regulada en el temps i els canvis transcripcionals dels gens relacionats amb la memòria, és a dir, Reln i Pkwy, a l'hipocamp i el neocòrtex. i, com a conseqüència, influeix en el manteniment de la precisió episòdica de la memòria a llarg termini.

Millorar la memòria: cistanche

Les experiències emocionalment excitants es conserven bé a la memòria Fmo2) Més enllà de la seva força augmentada, els records emocionalment millorats també es caracteritzen sovint per una major vivesa i la sensació subjectiva de recordar (3,4). Tant la investigació en animals com en humans indiquen que l'activació noradrenèrgica de l'amígdala basolateral (BLA) millora la memòria d'experiències emocionalment excitants mitjançant la regulació de la plasticitat neuronal i els processos d'emmagatzematge d'informació en altres regions del cervell (5-12). La majoria dels estudis que investiguen els efectes de l'activació noradrenèrgica del BLA a la memòria s'han centrat en tasques episòdiques (declaratives) o contextuals que impliquen el funcionament de l'hipocamp (13-17). El BLA envia projeccions extenses a l'hipocamp (18) i té un impacte important en el funcionament de l'hipocamp (19-21).

Hi ha una àmplia evidència que la millora de la memòria induïda per l'activació de BLA per l'administració de norepinefrina (NE) o l'excitació emocional durant o poc després de l'aprenentatge implica l'activació de l'hipocamp (20, 22-24). Aquesta activació pot augmentar la força dels records episòdics o específics del context (22.25). permetent una separació més clara de traces de memòria per a elements individuals o conjunts de dades similars (26. 27).

Així. ja està ben establert que l'activació noradrenèrgica del BLA millora la formació inicial de records dependents de l'hipocamp. No obstant això, la comprensió de com l'activació noradrenèrgica després de la codificació afecta l'especificitat o la precisió posteriors de la memòria episòdica millorada segueix sent esquiva. Amb el temps, es creu que les traces de memòria pateixen una reorganització neuronal. coneguda com a consolidació de sistemes, durant la qual es transfereixen, almenys en part, de l'hipocamp a les xarxes neocorticals (28-32). Aquest canvi temporal de representació a la memòria s'associa amb una transformació en la qualitat de la memòria (30.33). La recuperació de memòries remotes es basa principalment en representacions semàntiques o com l'essència en estructures extrahipocampals, per exemple, l'escorça cingulada anterior (ACC). que és probable que mantinguin informació bàsica però pocs detalls contextuals (29,30,33). Aquests canvis dinàmics de la representació neuronal en la consolidació dels sistemes i el canvi que l'acompanya en la naturalesa de la memòria estan recolzats per modificacions epigenètiques específiques del temps i de la regió cerebral (34, 35). Els mecanismes moleculars subjacents, com la metilació de l'ADN, per exemple, el silenciament de l'expressió per modificacions covalents de l'ADN, proporcionen vies per a alternances transcripcionals autoperpetuades impulsades per senyals ambientals. Descobriments anteriors han indicat que aquests canvis epigenètics dels gens relacionats amb la memòria tenen un paper crucial tant en la formació com en el manteniment de la memòria (35-37). Per exemple. nivells de metilació més baixos de reelin (Reln) i nivells de metilació augmentats de la proteïna fosfatasa 1 (Pp1) a l'hipocamp van provocar una retenció de memòria reeixida 1 dia més tard (36), mentre que l'expressió cortical de la proteïna cinasa M zeta (PKM). la forma truncada de la proteïna cinasa C zeta és necessària per al manteniment de la memòria a llarg termini(37). Tanmateix, si la dinàmica de consolidació dels sistemes i el canvi depenent del temps en l'especificitat de la memòria estan regulats activament per les condicions ambientals. com l'estat d'excitació emocional. no té. encara s'ha investigat.

Els presents experiments van investigar, en rates, si l'activació de l'energia del borax del BLA després de l'entrenament en una tasca de discriminació episòdica afecta la dinàmica de consolidació dels sistemes i els canvis epigenètics i transcripcionals associats per mantenir la precisió episòdica i la dependència de l'hipocamp de la memòria remota. Aquests canvis induïts per NE en la consolidació de sistemes m: representen un mecanisme crític subjacent a la vivesa a llarg termini: dels records emocionals (3,4).

Millorar la memòria: cistanche

Resultats

L'activació noradrenèrgica del postentrenament BLA manté la precisió de la memòria remota. Primer vam investigar l'efecte de les infusions de NE posterior a l'entrenament al BLA sobre la precisió episòdica de la memòria recent i remota. Les rates masculines Sprague-Dawley van ser entrenades en una versió modificada de la tasca d'evitació inhibitòria, anomenada tasca de discriminació d'evitació inhibitòria (38), en la qual van explorar dos aparells d'evitació inhibitòria diferents contextualment en un interval de 2-min, però es va donar un cop de peu. només en aquest darrer context （Fig. LA）. NE（1.0 ug en 0.2 μL) o solució salina es va microinfusionar bilateralment al BLA immediatament després de la sessió d'entrenament. Ja sigui 2 d (recent) o 28 d (remot) més tard, les latències de retenció es van provar en els dos contextos d'entrenament (és a dir, "caixa de xoc" i "caixa sense xoc"), així com en una caixa "noveguda" per avaluar si les rates van discriminar amb precisió. el context d'entrenament en què havien rebut el cop de peu.

Primer vam determinar l'efecte de les infusions de NE posterior a l'entrenament sobre la precisió de la memòria en una prova de retenció 2-d. L'ANOVA bidireccional per a les latències de retenció en els tres entorns de prova va indicar un NE significatiu (F3=5.25;P=0.03), context (F2=45.02;P<00001). and="" interaction="" effects="" (f,s="6.66:P=0003).As" shown="" in="" fig.="" 1b,="" rats="" treated="" with="" either="" saline="" or="" ne="" in="" the="" bla="" after="" the="" training="" session="" displayed="" significantly="" longer="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" than="" in="" the="" nonshock="" box=""><0.01)or the="" novel="">< 0.001),="" indicating="" accurate="" discrimination="" of="" the="" shock="" context.="" moreover,="" ne-treated="" rats,="" relative="" to="" saline="" controls,="" had="" longer="" retention="" latencies="" in="" the="" shock=""><0.05), indicating="" increased="" memory="" strength.="" delayed="" infusions="" of="" ne="" given="" 3="" h="" posttraining="" were="" ineffective="" (fig="" 1c),="" supporting="" the="" view="" that="" the="" ne="" effect="" is="" dependent="" on="" a="" consolidation="" process="">

A continuació, vam examinar, en grups separats de rates, l'efecte de les infusions de NE posterior a l'entrenament sobre la precisió de la memòria en una prova de retenció 28-d. L'ANOVA de dues vies per a les latències de retenció no va revelar cap efecte NE (FL=0.16; P= 0.69) sinó un efecte context significatiu (F2 =18.27:P<0.0001)as well="" as="" a="" significant="" interaction="" be-tween="" ne="" and="" context="" (f246="8.09;P=0.001).As" shown="" in="" fig.="" 1d,="" saline-treated="" rats="" no="" longer="" accurately="" discriminated="" the="" shock="" context,="" as="" indicated="" by="" similar="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" and="" nonshock="" box="" (p'="0.89)." unlike="" saline="" controls,="" ne-treated="" rats="" continued="" to="" display="" accurate="" memory="" of="" the="" shock-context="" association,="" as="" shown="" by="" significantly="" longer="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" than="" in="" the="" nonshock="" box="" (p="" <="" 0.001)="" or="" the="" novel="" box="" (p="" <="" 0.001).="" moreover,="" ne-treated="" rats,="" relative="" to="" saline-treated="" controls,="" had="" longer="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" (p="" <="" 0.01),="" indicating="" that="" the="" ne-induced="" memory="" enhancement="" was="" also="" still="" present="" 4="" wk="">

L'activació noradrenèrgica del postentrenament BLA manté la dependència de l'hipocamp de la memòria remota. A continuació, vam investigar si la memòria remota precisa episòdica que mostren les rates tractades amb NE continua confiant en l'hipocamp. Per a això, es va administrar NE o solució salina al BLA immediatament després de l'entrenament, com anteriorment, i la implicació de l'hipocamp en l'expressió de la memòria es va determinar mitjançant la inactivació de l'hipocamp dorsal amb l'agonista del receptor GABAèrgic muscimol (0,5 ug). en 0,5 μL）20 min abans de la prova de retenció (39）).

Als 2 d, l'ANOVA de tres vies per a les latències de retenció va revelar efectes significatius de NE (Fi9= 6.37;P= 0.002) i muscimol (percent de Fi=12.33;P<0.0001)but no="" significant="" interaction="" between="" these="" factors(f196="2.37:P=" 0.19).="" as="" shown="" in="" fig.="" 24.="" hippocampal="" inactivation="" of="" both="" saline-="" and="" ne-treated="" rats="" disrupted="" the="" expression="" of="" accurate="" memory="" of="" the="" shock-con-text="" association,="" illustrated="" by="" similar="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" and="" nonshock="" box="" (ps="" ≥0.94).="" the="" muscimol="" infusion="" neither="" impaired="" retention="" latencies="" of="" saline="" controls="" (p="0.81)nor" blocked="" the="" ne-induced="" memory="" enhancement="" (p="0.96)indicating" that="" the="" hippocampal="" inactivation="" did="" not="" disrupt="" the="" general="" expression="" of="" memory="" strength.="" moreover,="" the="" muscimol="" infusion="" did="" not="" affect="" the="" discrimination="" of="" the="" two="" training="" contexts="" from="" the="" novel="">< 0.001).="" when="" these="" rats="" were="" tested="" again="" 24="" h="" after="" the="" muscimol="" infusion(fig.s24),="" the="" expression="" of="" accurate="" memory="" of="" the="" shock-context="" association="" had="" returned,="" confirming="" that="" the="" muscimol-induced="" inactivation="" of="" the="" hippocampus="" was="" transient="" and="" had="" worn="" off="" 24="" h="">

Als 28 d, l'ANOVA de tres vies per a les latències de retenció va mostrar un NE significatiu (F别=14,07; P<0.0001）. muscimol="" （fs=""><0.0001).and interaction="" effects(fs=""><0.0001).as in="" the="" first="" experiment,="" rats="" administered="" saline="" into="" the="" bla="" after="" training="" no="" longer="" accurately="" discriminated="" the="" shock="" context="" at="" this="" remote="" retention="" test="" (p="0.83;" shock="" vs.="" nonshock="" box)(fig.="" 2b).="" hippocampal="" inactivation="" of="" saline-treated="" rats="" did="" not="" significantly="" alter="" retention="" performance,="" supporting="" the="" systems="" consolidation="" hypothesis="" that="" the="" expression="" of="" remote="" generalized="" memory="" is="" associated="" with="" a="" loss="" of="" hippocampal="" engagement.="" by="" contrast,="" hippocampal="" inactivation="" of="" ne-treated="" rats="" blocked="" the="" expression="" of="" accurate="" memory="" of="" the="" shock-context="" association="" (p="0.63:" shock="" vs.="" nonshock="" box).="" moreover,="" and="" unlike="" at="" the="" 2-d="" retention="" test,="" muscimol="" inactivation="" of="" ne-treated="" rats="" also="" impaired="" general="" expression="" of="" memory.="" as="" shown="" in="" fig.2b.="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" of="" ne-treated="" rats="" administered="" muscimol="" before="" retention="" testing="" were="" significantly="" shorter="" than="" those="" of="" ne-treated="" rats="" administered="" saline="" into="" the="" hippocampus="">< 005).and="" also="" than="" those="" of="" saline-treated="" rats="" administered="" muscimol="" before="" the="" retention="" test="">< 0.05).="" further,="" retention="" latencies="" in="" the="" shock="" box="" did="" not="" differ="" significantly="" from="" those="" in="" the="" novel="" box="" (p="0.13)." indicating="" that="" these="" rats,="" without="" an="" intact="" hippocampus,="" did="" not="" show="" any="" evidence="" of="" retention.="" when="" these="" ne-treated="" rats="" were="" tested="" again="" 24="" h="" after="" the="" muscimol="" inactivation(fig.="" s2b).="" the="" original="" accurate="" discrimination="" of="" the="" shock="" context="" as="" well="" as="" memory="" strength="" had="">

L'activació noradrenèrgica del postentrenament BLA indueix canvis transcriptòmics específics del temps i dels teixits. Els nostres resultats indiquen que l'activació de BLA posterior a l'entrenament promou una precisió prolongada de la memòria episòdica a través d'un hipocamp.

mecanisme dependent. Aquest canvi en el mecanisme de consolidació podria estar recolzat per canvis sostinguts a nivell molecular, és a dir, l'expressió gènica modificada. Per tant, vam mesurar els canvis transcripcionals a l'hipocamp (àrea del gir dentat) i ACC, estructures cerebrals associades anteriorment a les fases primerenca i tardana de consolidació de la memòria, respectivament (29,30). Per a això, vam entrenar i provar una altra cohort de rates en la mateixa tasca (Fig. 3E). Per obtenir una imatge àmplia dels canvis específics del temps i dels teixits. primer vam utilitzar l'anàlisi d'enriquiment del conjunt de gens (GSEA) i ens vam centrar en un conjunt de gens associats a la memòria (MGS:122 gens: vegeu Mètodes SI). Anteriorment, es va informar que aquests gens s'expressaven de manera diferent al cervell del rosegador després d'entrenar en una tasca de memòria episòdica (adaptat de la referència 40: Taula S1). L'administració de NE posterior a l'entrenament al BLA es va associar amb una expressió diferencial de MGS depenent del temps a l'hipocamp (Pnaninal =0.007; Padiuse).<0.02, global="" test;="" table="" s2).="" next,="" we="" analyzed="" the="" mgs="" genes="" individually="" and="" examined="" nedependent="" changes="" in="" gene="" expression="" at="" the="" remote="" time="" point="" in="" the="" two="" brain="" regions.="" upon="" applying="" a="" bonferroni="" correction,="" reln="" was="" significantly="" up-regulated="" in="" the="" hippocampus="" and="" pkmny="" was="" down-regulated="" in="" the="" acc=""><>

Estudis anteriors van relacionar Rebn amb les primeres etapes de plasticitat a l'hipocamp (36) i Pknt amb el manteniment de la memòria a llarg termini a l'escorça (37). Per tant, la nostra anàlisi de segon nivell es va centrar en l'expressió d'aquests dos gens en un context farmacològic i específic de temps i teixit. Primer vam examinar els patrons d'expressió de Reln i Pkng per separat per als animals tractats amb NE i solució salina (Fi S3), seguit d'examinar els canvis específics induïts per NE en la dinàmica d'expressió d'aquests gens, després de tenir en compte els efectes salins (Fig. 3). A l'hipocamp dels animals que van rebre NE. L'expressió real es va regular de manera estable tant a 2 com a 28 d (Fig. S3A), a diferència d'una única regulació inicial inicial al punt de temps 2- d en animals tractats amb solució salina (Fig. S3C). Després de restar els efectes salins, el tractament amb NE es va associar amb una regulació a la baixa de l'expressió de Reln a l'hipocamp a 2 d (PBonterni).<0.0)and, interestingly,="" an="" up-regulation="" at="" 28="" d="">< 0.05),="" thus="" indicating="" a="" time-regulated="" expression="" shift="" (p="0.0004;" fig.3a="" and="" fig.="" s4a).="" in="" contrast,="" ne="" treatment-associated="" pkong="" expression="" in="" the="" hippocampus="" was="" not="" significantly="" changed="" over="" time="" (p="">0.05: Fig.3A i Fig. S4A: després de restar els efectes salins), principalment a causa de dinàmiques d'expressió similars tant en el grup NE com en el grup salin (Fig. S3 B i D). A l'ACC. L'expressió real tant en animals tractats amb NE com amb solució salina es va regular a la baixa als 28 d en comparació amb 2 d (Fig. S3A i C). D). Després de restar els efectes salins, el tractament amb NE es va associar amb una regulació positiva de l'expressió de PkonL i Reln a l'ACC a 2 d (PBonfromi).<0.06)but only="" transitional="" for="" phonl="" (28="" y.="" 2="" d.p="0.006)," while="" reln="" expression="" remained="" up-regulated="" (28vs.2="" d,="" p="">0.05; Fig.3B i Fig S4B). Aquestes dinàmiques d'expressió específiques de temps i teixits estan en línia amb les nostres observacions de comportament d'una consolidació de sistemes alterats en rates tractades amb NE, marcada per una dependència sostinguda de l'hipocamp.

L'activació noradrenèrgica del postentrenament BLA indueix canvis de metilació de l'ADN específics del temps i dels teixits en els promotors del gen Reln i Pkmt.

La metilació de l'ADN és fonamental per a la formació de la memòria (36) així com per al manteniment de la memòria (34.35). Per tant, a continuació vam examinar si els canvis en l'expressió gènica induïts per l'activació de NE podrien ser impulsats per mecanismes epigenètics. és a dir, la metilació de l'ADN. De fet, les mesures d'ARNm de les ADN metiltransferases (Dnmts), una família d'enzims que catalitza la metilació de l'ADN (36). a l'hipocamp 30 minuts després de l'entrenament van revelar una expressió regulada de nou Dmt3a en rates tractades amb NE (P).<0.01, after="" subtracting="" saline="" effects;="">< 0.05="" for="" cnb="" transcriptional="" factor="" as="" a="" control;="" fig,="" 3f).="" thus,="" posttraining="" ne="" activation="" of="" the="" bla="" induced="" changes="" in="" de="" noo="" dmmt3a="" expression="" that="" was="" obvious="" shortly="" after="" the="" training="" session,="" during="" the="" initial="" consolidation="">

A més, per examinar si la metilació de l'ADN es podria associar amb els canvis d'expressió específics del temps i dels teixits dels gens associats a la memòria, vam mesurar la metilació de l'ADN dels promotors de Reln i Pkny en els punts de temps recents i remots [mitjana entre CpGs en el promotor rellevant. regions: chr4: 9.346.306 a 9.346.547 per a Reln (35) i chr5: 172.751.942 a 172.752.163 per a PkomL (41): Fig 3 G i H A més, vam examinar els canvis temporals en l'expressió Dmmt3a. A l'hipocamp, la metilació de l'ADN del promotor Rebi va mostrar dinàmiques oposades depenent del temps en rates tractades amb NE i solució salina (Fig, S5A i C). Després de restar efectes salins. El tractament amb NE es va associar amb la hipermetilació del promotor Reln a l'hipocamp als 2 d, però una hipometilació als 28 d (PBfroi).<0.05: fig.3c).="" these="" findings="" indicate="" that="" noradrenergic="" activation="" of="" the="" bla="" induced="" a="" temporal="" shift="" in="" relan="" promoter="" dna="" methylation="" in="" the="" hippocampus="" (p="0.0002).Furthermore.Dmt3a" expression="" in="" the="" hippocampus="" was="" accordingly="" down-regulated="" at="" 28=""><0.05.after subtracting="" saline="" effects:="" fig.="" s6),="" suggesting="" that="" the="" sustained="" changes="" in="" dna="" methylation="" and="" gene="" expression="" could="" be="" actively="" maintained.="" in="" the="" acc.dna="" methylation="" at="" the="" reln="" promoter="" increased="" over="" time="" both="" in="" ne-="" and="" saline-treated="" rats="" (fig.="" s5="" a="" and="" c).="" while="" it="" decreased="" at="" the="" pknl="" promoter="" in="" animals="" that="" received="" saline="" only(fig="" s5d).dna="" methylation="" of="" the="" pkonl="" promoter="" in="" the="" accof="" ne-treated="" rats="" did="" not="" show="" a="" change="" across="" time(fig.s5b).after="" accounting="" for="" saline="" effects.="" ne="" treatment="" was="" associated="" with="" hypomethylation="" of="" both="" the="" reb="" and="" pkng="" promoters="" in="" the="" acc="" at="" 2="" d="">< 0.06;="" fig.3d);="" this="" effect="" was="" only="" transitional="" for="" pknl="" (28vs.2d,="" p="0.0004)." while="" reb="" remained="" hypomethylated="" at="" 28d=""><005). ne="" treatment="" did="" not="" significantly="" affect="" dmnt3a="" expression="" levels="" in="" the="" acc="" at="" either="" the="" recent="" or="" remote="" time="" points(fig.="" s6d).="" these="" observed="" dna="" methylation="" changes="" were="" concordant="" and="" negatively="" correlated="" with="" the="" ne="" treatment-associated="" temporal="" expression="" dynamics="" of="" reln="" and="" pkn,="" both="" in="" the="" hippocampus="" and="">

Millorar la memòria: cistanche

Discussió

Els nostres resultats indiquen que l'administració de NE al BLA després de l'entrenament de discriminació per evitar inhibicions va mantenir la precisió de la memòria a llarg termini depenent de l'hipocamp. Aquests efectes es van associar amb la metilació de l'ADN regulada pel temps i els canvis transcripcionals de gens relacionats amb la memòria, és a dir, Reln i Pknt, a l'hipocamp i al neocòrtex. Aquests canvis induïts per NE en la dinàmica de consolidació de sistemes poden representar un mecanisme crític subjacent a la vivacitat a llarg termini dels records emocionals (3.4).

Dècades d'investigació han proporcionat proves convincents que l'excitació emocional o breus períodes d'estrès després de la codificació faciliten el rendiment posterior de la memòria (2.12). L'evidència indica que el BLA a l'excitació emocional o l'activació noradrenèrgica modula la transferència d'informació i els mecanismes de plasticitat neuronal en diferents circuits de memòria per millorar la consolidació de diferents tipus d'experiències d'entrenament(10,12,42,43). els resultats d'estudis humans van confirmar el paper clau de l'excitació noradrenèrgica en la millora de la memòria emocional (13, 44). Les troballes dels estudis de neuroimatge humana van indicar a més que l'activació induïda per l'excitació de l'amígdala millora l'activitat hipocampal relacionada amb la memòria (16,17,20,22,45). Les presents troballes proporcionen proves que aquesta activació noradrenèrgica posterior a l'entrenament també afecta la força i la precisió posteriors de la memòria: l'administració de NE al BLA immediatament després de l'aprenentatge de la discriminació d'evitació inhibitòria va mantenir la força així com l'especificitat episòdica a llarg termini de la memòria. A més. les troballes amb rates que van rebre infusions de NE després de l'entrenament al BLA, així com la inactivació de l'hipocamp amb muscimol durant les proves de retenció, van revelar que aquesta especificitat episòdica depenia de l'hipocamp tant en moments recents com remots. Aquestes troballes suggereixen fortament que l'activació noradrenèrgica del BLA pot alterar la transferència depenent del temps de la traça de memòria des de l'hipocamp a les àrees neocorticals, evitant així la transformació dels records detallats i molt específics en records més semàntics i semblants a l'essència.

Segons el model estàndard de consolidació de sistemes, els records depenen inicialment de l'hipocamp i posteriorment s'emmagatzemen, en la seva forma original, en altres àrees del cervell (28). Els resultats de diversos estudis suggereixen que la consolidació de sistemes pot ser un procés més dinàmic que implica una transformació de la naturalesa de la memòria, inclosa una disminució de l'especificitat de la memòria (30). podria continuar requerint l'hipocamp. Les nostres troballes indiquen que les rates de control de solució salina inicialment van mostrar una memòria episòdica precisa de l'associació del xoc amb el context d'entrenament, però a la prova de retenció 28-d no van poder discriminar el context del xoc. D'acord amb la teoria de consolidació de sistemes, els resultats de la inactivació de l'hipocamp durant les proves de retenció van indicar que la discriminació en el moment recent depèn de l'hipocamp, però que l'expressió de la memòria generalitzada en el moment remot ja no requereix l'hipocamp. Els nostres resultats suggereixen, a més, que l'hipocamp no sembla tenir cap paper crucial a l'hora de recordar l'experiència aversiva o els contextos d'entrenament per si mateixos. La inactivació de l'hipocamp també va preservar la millora inicial de la memòria induïda per NE, malgrat la manca de precisió episòdica. Com que se sap que l'activació noradrenèrgica activa xarxes neuronals a gran escala (46), és probable que l'administració de NE al BLA hagi millorat la consolidació inicial de diferents aspectes de la informació adquirida simultàniament en múltiples regions cerebrals (8). Estàvem especialment interessats a determinar si la memòria precisa a llarg termini de les rates tractades amb NE continua depenent de l'hipocamp. L'evidència indica que sí; La inactivació de l'hipocamp d'aquestes rates a la prova de retenció 28-d va bloquejar l'expressió d'una precisió episòdica de la memòria. De manera força inesperada, però, la inactivació de l'hipocamp de rates tractades amb NE en aquesta prova de retenció remota, diferent de la prova de retenció recent, també va provocar un deteriorament general de la memòria. Aquestes troballes indiquen, doncs, que l'activació de BLA mitjançant infusions de NE després de l'entrenament indueix records precisos i forts de llarga durada que enganxen l'hipocamp durant períodes de temps més llargs. L'estimulació noradrenèrgica poc després de l'aprenentatge pot no només desaccelerar, sinó fins i tot revertir la transformació de la memòria i mantenir la dependència de l'hipocamp, permetent una memòria precisa a llarg termini.

Aquesta consolidació de sistemes alterats va ser paral·lela a canvis dinàmics en la metilació de l'ADN i l'expressió de gens associats a la memòria. És molt probable que els complexos canvis en la consolidació de sistemes depenguin de diversos mecanismes moleculars. Per exemple, gens com Map2 i Grin1 també van ser regulats de manera diferent pel tractament amb NE al llarg del temps d'una manera específica del teixit (taula S1), donant suport al paper del BLA en l'afectació de la neurogènesi de l'hipocamp en la millora emocional de la memòria episòdica (47) . No obstant això, hem identificat aquí Reln i Pknt com els principals marcadors. L'expressió temporal d'aquests gens a les dues regions anatòmiques, anteriorment informades com a regions importants per al suport específic i depenent del temps de la memòria (29, 35), també es va alterar, reflectint el canvi en la consolidació de la memòria. El primer marcador. Rel. està implicat en processos de migració neuronal i posicionament en el cervell en desenvolupament(48). millora la plasticitat sinàptica mitjançant la regulació de la potenciació a llarg termini (49) i dóna suport a la formació de noves sinapsis (50). A més, s'ha informat que l'expressió de Reln a l'hipocamp està regulada activament, però de manera transitòria, per facilitar l'emmagatzematge de nous records, però torna als nivells basals 24 hores després del condicionament de la por (36). En l'estudi actual, les rates de control tractades amb solució salina van mostrar una regulació inicial de l'expressió de Reln a l'hipocamp a 2 d, seguida d'una regulació a la baixa als nivells basals als 28 d, d'acord amb la teoria de consolidació de sistemes. En canvi. El tractament amb NE del BLA després de l'entrenament va revertir activament aquesta regulació a la baixa de l'expressió de Reln a l'hipocamp en el moment 28-d, reflectint així els canvis de comportament observats i donant suport a una implicació millorada de l'hipocamp en el manteniment de la memòria a llarg termini. . A més, l'activació noradrenèrgica també va abolir els canvis d'expressió depenent del temps de Redln a l'ACC que es troben en animals de control, possiblement donant suport a un paper disminuït de l'escorça en el manteniment de la memòria a llarg termini després del tractament amb NE.

El segon marcador principal, Pkwy, s'ha relacionat amb el manteniment de la memòria a llarg termini a l'escorça (37, 51). PKMt és un domini catalític independent de la proteïna cinasa C de longitud completa.

Z i és actiu de manera constitutiva i persistent. sense necessitat d'un segon missatger(41). L'activació d'aquesta cinasa millora el tràfic d'AMPAR (receptors -amino-3-hidroxi{-5-metil-4-isoxazol propiònic) a la membrana postsinàptica i afecta la plasticitat mitjançant la modulació de la potenciació a llarg termini de la fase tardana. (52,53). Shema et al. (54) van informar que la inhibició de PKM a l'escorça cerebral suprimeix la memòria a llarg termini. Això està d'acord amb la teoria de la consolidació de sistemes i apunta a un mecanisme associat a l'escorça de manteniment de la memòria remota. Tanmateix, altres descobriments suggereixen que la PKMt és bastant prescindible i que altres cinases també poden tenir un paper (55.56). paper creixent de la PKMty cortical en el manteniment de la memòria a llarg termini. En canvi, el tractament amb NE va abolir aquesta regulació cortical de PknL depenent del temps provocada per l'experiència d'aprenentatge, donant suport encara més a una consolidació de sistemes alterats i al paper disminuït de l'escorça en el manteniment a llarg termini de la traça de memòria.

Així, aquestes troballes proporcionen proves que l'activació noradrenèrgica posterior a l'entrenament del BLA millora la força i l'especificitat episòdica a llarg termini de la memòria induïda per la dependència sostinguda de l'hipocampus. Sorprenentment, la memòria remota va romandre dependent de l'hipocamp fins i tot 4 setmanes després de l'entrenament, cosa que suggereix un canvi en la dinàmica de consolidació dels sistemes. Aquest canvi probablement va ser recolzat per canvis transcripcionals impulsats epigenèticament dels gens relacionats amb la memòria tant a l'hipocamp com al neocòrtex.

Millorar la memòria: extracte de cistanche

Mètodes

Matèries. Els mascles de rates Sprague-Dawley (riu Chares) es van mantenir individualment en una sala de viveri de 22 graus amb temperatura controlada (llums encesos de 07:00 a 19:00). L'entrenament i les proves es van realitzar durant el cicle de llum entre 1000 i 1500 hores. Tots els procediments experimentals van complir la Directiva 2010/63/UE de la Unió Europea i van ser aprovats pel Comitè Institucional de Cura i Ús d'Animals de la Universitat de Radboud, Nijmegen, Holanda.

Tasca de discriminació per evitar inhibicions. Les rates es van col·locar inicialment al compartiment inicial de la caixa sense xoc i podien explorar l'aparell durant 2 0 s sense que es produís un cop de peu (Fig. 1A). Després d'un retard de 2 minuts, es van col·locar al compartiment inicial d'un aparell d'evitació inhibitòria contextualment diferent (shok box). Quan la rata va entrar al compartiment fosc, es va dosificar la porta corredissa i es va lliurar un sol cop de peus ineludible (0,60 mA: 1s). A la prova de retenció. 2 o 28 dies després de l'entrenament, es van provar, en un ordre aleatori, tant en contextos d'entrenament com en un context nou (38) Mètode SI

Recollida de teixits, homogeneïtzació i extracció d'àcids nucleics. El teixit cerebral que contenia l'hipocamp o ACC es va tallar en rodanxes coronals de 350-μum de gruix. Punxons bilaterals de l'àrea de la circumvolució dentada de l'hipocamp [anteroposterior(AP):-2.64 a-3.{86mm] i ACC(AP: més 3.{{8} }} a més 1,92 mm) es van recollir de tres rodanxes consecutives fins a un total de sis cops de puny. Per a l'anàlisi transcriptòmica i metilòmica, vam combinar punxons individuals de teixit animal. L'aïllament paral·lel d'ADN i ARN es va realitzar mitjançant un protocol de lisi caotròpica (Mètode SY).

Anàlisi transcriptòmica. Els canvis d'expressió a tot el genoma es van mesurar amb el Rat Gene 2. 0 ST Array (Affymetrix 902124) mitjançant protocols estàndard (57) (Mètode Si).

Anàlisi d'enriquiment del conjunt de gens. Primer, vam airejar un conjunt de gens associats a la memòria compost per 122 gens implicats anteriorment en la memòria (Mètodes S). El GSEA es va realitzar mitjançant una estadística ponderada estàndard de Kolmogorov-Smirnov. Finalment, vam provar gens individuals del MGS mitjançant comparacions significatives i vam aplicar la correcció de Bonferroni per tenir en compte múltiples proves (Mètodes S).

La PCR quantitativa, les mesures d'expressió d'ADN metiltransferasa posterior a l'entrenament, així com la validació dels canvis d'expressió a partir de l'anàlisi transcriptòmica, es van realitzar mitjançant PCR quantitativa. Totes les reaccions es van realitzar per triplicat (Mètodes S/).

Anàlisi de piroseqüenciació. Metilació de l'ADN de les regions promotores rellevants de Ren de rata reportades anteriorment [chr49.346.306 a 9346.547;RGSC6.0m6 (35); Fig.3G] i PkmL[chr5:172.751.942 a 172.752.163; Els gens RGSC (Rat Genome Sequencing CorsortiumVRattus norveqicus) 6.0rn6 (41); Fig. 3H] es van quantificar mitjançant piroseqüenciació directa de bisulfit (58). Totes les reaccions es van realitzar per quadruplicat (Mètodes Sl).

Estadístiques. Les latències de retenció d'evitació inhibidora es van analitzar amb ANOVA de dues o tres vies amb latències de retenció en els diferents contextos de prova com a mesures repetides. Les comparacions de publicacions van utilitzar proves t no aparellades i aparellades. Per a l'anàlisi del transcriptoma i la metilació de l'ADN, es van analitzar tres rèpliques biològiques formades mitjançant l'agrupació de cops de teixit de 6 a 10animals independents per a cada combinació de teixit/tractament. Els diagrames de barres mostren diferències de canvi de plec de registre (FC) en l'expressió i la metilació entre els grups comparats. Els nivells d'ARNm del departament es van analitzar amb proves t no aparellades. Per a totes les comparacions, P <0, 05="" es="" va="" acceptar="" com="" estadísticament="" significatiu.="" si="" no="" s'indica="" el="" contrari,="" es="" va="" aplicar="" la="" correcció="" de="" bonferroni="" per="" tenir="" en="" compte="" diverses="">

Millorar la memòria: suplement de cistanche

Referència

1. McGaugh JL (2003) Memory and Emotion: The Making of Lasting Memories (Columbia Univ Press, Nova York).

2. McGaugh JL (2013) Making lasting records: Remembering the significant. Proc Natl Acad Sci USA 110:10402–10407.

3. Talarico JM, Rubin DC (2003) La confiança, no la coherència, caracteritza els records de les bombetes. Psychol Sci 14:455–461.

4. Sharot T, Delgado MR, Phelps EA (2004) Com l'emoció millora la sensació de recordar. Nat Neurosci 7:1376–1380.

5. Izquierdo I, et al. (1992) Receptors de neurotransmissors implicats en el processament de la memòria posterior a l'entrenament per part de l'amígdala, el septe medial i l'hipocamp de la rata. Behav Neural Biol 58:16–26.

6. McGaugh JL (2006) Fes que els moments suaus siguin memorables: Afegeix una mica d'excitació. Trends Cogn Sci 10:345–347.

7. Hurlemann R, et al. (2010) La reactivitat de l'amígdala humana es veu disminuïda pel propranolol, antagonista adrenèrgic -nor. Psychol Med 40: 1839–1848.

8. Roozendaal B, McGaugh JL (2011) Modulació de la memòria. Behav Neurosci 125:797–824.

9. Barsegyan A, McGaugh JL, Roozendaal B (2014) L'activació noradrenèrgica de l'amígdala basolateral modula la consolidació de la memòria de reconeixement d'objectes en context. Front Behav Neurosci 8:160.

10. Izquierdo I, Furini CRG, Myskiw JC (2016) Memòria de la por. Physiol Rev 96:695–750.

11. LaLumiere RT, McGaugh JL, McIntyre CK (2017) Modulació emocional de l'aprenentatge i la memòria: implicacions farmacològiques. Pharmacol Rev 69:236–255.

12. Roozendaal B, Hermans EJ (2017) Efectes de la norepinefrina sobre la codificació i consolidació de la memòria emocional: millora de la sinergia entre estudis en animals i humans. Curr Opin Behav Sci 14:115–122.

13. Cahill L, Prins B, Weber M, McGaugh JL (1994) Activació i memòria beta-adrenèrgica per a esdeveniments emocionals. Nature 371:702–704.

14. Roozendaal B, Nguyen BT, Power AE, McGaugh JL (1999) La influència noradrenèrgica de l'amígdala basolateral permet millorar la consolidació de la memòria induïda per l'activació del receptor de glucocorticoides de l'hipocamp. Proc Natl Acad Sci USA 96: 11642–11647.

15. Southwick SM, et al. (2002) Relació de l'activitat millorada de la norepinefrina durant la consolidació de la memòria amb la memòria a llarg termini millorada en humans. Am J Psychiatry 159:1420–1422.