Reactivació dels records mediats per l'hipocamp durant la reconsolidació per alterar la por Part 1

Els records s'emmagatzemen al cervell a mesura que els conjunts cel·lulars s'activen durant l'aprenentatge i es reactiven durant la recuperació. Utilitzant el sistema Tet-tag en ratolins, etiqueteu les neurones de la circumvolució dentada dorsal activades per experiències positives, neutres o negatives amb la canalrodopsina-2.

Els grups cel·lulars són les unitats bàsiques de diversos òrgans del cos humà i també són sistemes biològics complexos i altament col·laboratius. Els grups cel·lulars tenen un paper molt important en la formació de la memòria.

La memòria es divideix en memòria a curt termini i memòria a llarg termini. Els diferents tipus de records requereixen diferents grups de cèl·lules per emmagatzemar i processar-los. La memòria a curt termini s'emmagatzema principalment a les cèl·lules nervioses de la superfície de l'escorça cerebral. En canvi, la memòria a llarg termini requereix un enfortiment i un enfortiment continus de les connexions entre les neurones i, finalment, s'emmagatzema en grups cel·lulars profunds a l'escorça cerebral.

La quantitat i la qualitat de les poblacions cel·lulars tenen un paper crucial en la millora de la memòria. A la vida, podem activar i enfortir grups de cèl·lules cerebrals de moltes maneres, com ara llegint, aprendre idiomes, fer exercici i viure la vida diària.

A més, alguns hàbits de vida saludables, com menjar bé, dormir prou i evitar beure i fumar en excés, també poden ajudar a mantenir la salut dels grups cel·lulars, afavorint així la millora de la memòria.

En resum, hi ha una relació inseparable entre les poblacions cel·lulars i la memòria. Hem de conrear i protegir activament les nostres poblacions cel·lulars per mantenir el nostre cervell sans i flexible, millorant la nostra memòria i les capacitats cognitives. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria perquè Cistanche deserticola és un material medicinal tradicional xinès que té molts efectes únics, un dels quals és millorar la memòria. L'eficàcia de Cistanche deserticola prové dels múltiples ingredients actius que conté, com l'àcid tànnic, polisacàrids, glicòsids flavonoides, etc. Aquests ingredients poden promoure la salut del cervell a través de diverses vies.

Feu clic a Coneix 10 maneres de millorar la memòria

Després del condicionament de la por, aquestes cèl·lules són reactivades artificialmentactivat durant la memòria de la por. L'estimulació òptica d'una memòria positiva competitiva és suficient per actualitzar la memòria durant la reconsolidació, reduint així la por condicionada de manera aguda i duradora.

A més, els ratolins demostren una resposta operant per a la reactivació d'una memòria positiva, confirmant les seves propietats gratificants. Aquests resultats mostren que la interferència d'una experiència gratificant pot contrarestar estats afectius negatius.

Tot i que l'actualització de la memòria, induïda per la reactivació de la memòria, implica un conjunt relativament petit de neurones, també trobem que l'activació d'una gran població de neurones del gir dentat dorsal marcades aleatòriament és eficaç per promoure la reconsolidació.

És important destacar que l'actualització de la memòria és específica de la memòria de la por. Aquestes troballes impliquen el gir dentat dorsal com un node terapèutic potencial per modular els records per suprimir la por.

La por condicionada desadaptativa, causada per circuits de por desregulats, juga un paper important en l'etiologia dels trastorns d'ansietat com les fòbies específiques i el trastorn per estrès postraumàtic (TEPT).

El TEPT es pot desenvolupar en persones que han experimentat un esdeveniment traumàtic i es caracteritza per tenir records persistents del trauma1. En conseqüència, el condicionament de la por contextual (CFC), que està molt conservat entre espècies2, s'ha utilitzat com a model representatiu en animals per estudiar certs aspectes del TEPT, com ara la generalització de la por, les respostes de por exagerada i la reactivitat a l'estrès millorada3–5.
Els paradigmes de CFC més utilitzats impliquen combinar un estímul condicionat emocionalment neutre (CS), com ara un context d'entrenament, amb un estímul aversiu incondicionat (EUA) com un xoc de peus que normalment provoca explosions d'activitat que condueixen a respostes de congelació condicionades en rosegadors. Emergeix una associació apresa i el CS adquireix propietats aversives que faciliten la recuperació de la memòria condicionada de la por en absència dels EUA.

En els models de rosegadors, això dóna lloc a una resposta de por condicionada després de la reexposició al context que demostra aquesta relació apresa6. En els humans, la por condicionada patològica pot ocórrer durant dècades, fins i tot en absència del context exacte en què va tenir lloc l'esdeveniment traumàtic.

Tot i que els trastorns d'ansietat són extremadament freqüents a la població general i moltes persones experimenten ansietat patològica com una forma d'estat de por exagerat, hi ha poques maneres d'atenuar la por condicionada desadaptada.

La reconsolidació, però, té potencial com a mecanisme terapèutic per disminuir la por de Pavlovian7. La teoria de la reconsolidació postula que els records es desestabilitzen durant el record a mesura que entren en un estat transitori de mal·leabilitat on es poden modular quan es necessita per reestabilitzar-se7,8.

Malgrat la llarga història d'intervencions experimentals relacionades amb la reconsolidació que utilitzen una varietat d'agents farmacològics, tractaments de comportament i protocols d'estimulació per interrompre o millorar la memòria9-11, aquests estudis han donat resultats contradictoris.
Només recentment s'ha reconegut el potencial de desenvolupar tractaments millorats basats en la consolidació i noves intervencions12,13. No obstant això, les teràpies més efectives per al TEPT estan centrades en el trauma, és a dir, el tractament se centra en la memòria de l'esdeveniment traumàtic14.

Es creu que la memòria s'emmagatzema en els patrons d'activitat dispersos de les poblacions neuronals dins d'una xarxa distribuïda15–17, o com WilderPenfield va descriure la memòria com "l'escriptura que deixa enrere el cervell per l'experiència conscient"18.

Sovint ens referim a aquests conjunts, actius durant la codificació de la memòria, com a rastres de memòria o engrames19,20, i aquests engrames es reactiven durant la recuperació17,21. Les troballes de diversos estudis han demostrat que els records específics, inclosos els de la por, es poden interrompre per la inhibició dels engrames associats15,22–26. Concretament, el gir dentat dorsal (dDG) de l'hipocamp és important per codificar records de por contextual27-30 i s'ha implicat en la fisiopatologia de diversos trastorns d'ansietat28,31.

De particular rellevància per al TEPT, la informació contextual, que inclou més informació que la espacial, pot modular la por i la seguretat. .

És important destacar que el DG també juga un paper en la desambiguació de la informació contextual relacionada amb el trauma i la no relacionada amb el trauma32,33, així com en l'aprenentatge de l'extinció34 i els pacients amb TEPT presenten deficiències en ambdós3. A més, hem demostrat anteriorment que la reactivació artificial d'una memòria positiva emmagatzemada al dDG pot rescatar de manera aguda el comportament relacionat amb la depressió induït per l'estrès35.

Aquí, proposem una intervenció innovadora basada en la hipòtesi que l'ús de l'optogenètica per reactivar artificialment una memòria mediada per dDG prèviament formada durant la reconsolidació alterarà i alterarà permanentment la memòria de la por original. Hem utilitzat el sistema Tet-tag36 per etiquetar les neurones dDG activades per l'exposició a experiències positives, neutres o negatives amb la canalrodopsina-2 (ChR2).

Els ratolins van ser posteriorment condicionats per la por i se'ls va fer una prova de recordatori de la por en què aquestes neurones etiquetades es reactivaven òpticament. Vam plantejar la hipòtesi que aquesta intervenció durant la finestra de reconsolidació actualitzaria la memòria de la por amb atributs de l'engrama competidor, reduint així l'expressió conductual de la por condicionada.

A més, com hem demostrat anteriorment que els comportaments induïts per l'estrès es poden rescatar reactivant òpticament les cèl·lules dDG prèviament actives durant una experiència positiva35 i altres han demostrat que les emocions positives contraresten un subconjunt de conseqüències d'emocions negatives37, vam proposar que aquest efecte seria més pronunciat quan els competidors L'engrama es va associar amb una experiència positiva en comparació amb una experiència neutra o negativa.

Aquí mostrem que la interferència hipocampal basada en la reconsolidació induïda per la reactivació òptica d'una memòria positiva competidora és suficient per actualitzar una memòria de por a nivell de conjunt, donant lloc a una atenuació de la por condicionada desadaptativa.

Resultats

La reactivació artificial dels records mediats per l'hipocamp durant la reconsolidació de la memòria de la por redueix la por de manera aguda i duradora

Hem utilitzat una estratègia d'etiquetatge neuronal viral, dependent de l'activitat i induïble en ratolins c57BL / 6 de tipus salvatge (Fig. 1a). Els ratolins mascles van ser injectats amb un virus (ChR2 o eYFP) i implantats amb fibres òptiques bilaterals abans de treure'ls DOX per obrir una finestra d'etiquetatge17,38.

Es van dividir en tres grups i a cadascun se li va assignar una experiència de comportament amb valència diferencial (Fig. 1a). Tots els ratolins es van col·locar en una nova gàbia neta i es van deixar sense molèsties (neutre)21, es van col·locar amb una femella (positiva)35,39 o es van col·locar en un tub de contenció amb forats d'aire (negatiu)35 i després es van col·locar a la gàbia. Els ratolins van ser retornats a les gàbies de casa seva 1 h més tard a DOX per tancar la finestra d'etiquetatge.

El dia següent, els ratolins van ser condicionats per la por (FC) en el context A i 24 hores després se'ls va fer una prova de record de 20 minuts en el mateix context. Durant aquesta prova, en la qual vam avaluar la por condicionada (és a dir, la congelació) com a indicador per a la recuperació de la memòria de la por associativa, vam estimular simultàniament els conjunts de dDG etiquetats durant la primera (F10) o la darrera meitat (L10) de la sessió en lloc de tota la sessió. ja que no volíem arriscar-nos a danys per calor al cervell40 i volíem comparar els períodes d'encesa i apagada d'una manera dins del subjecte.

Inicialment vam plantejar la hipòtesi que la reactivació d'un record positiu durant l'última meitat de la sessió de record afavoriria la reconsolidació, ja que el record de la por ja estaria en línia. Això podria alterar potencialment el conjunt de la memòria de la por, actualitzant-lo amb atributs positius de l'experiència que resulta en una congelació reduïda en els punts temporals posteriors.

Teníem com a objectiu debilitar específicament la força de l'associació CS-EUA disminuint l'aversió adquirida al CS41 i alterant la memòria de la por original mitjançant la reconsolidació. Per tant, vam triar una durada de la sessió no superior a 20 minuts per assegurar-nos que la nostra manipulació òptica s'introduïria durant la curta finestra posterior a la reactivació de la memòria quan es produeix la reconsolidació42 i no durant l'aprenentatge de l'extinció43.

Aquesta estratègia ens permet mesurar les disminucions en temps real de la congelació amb estimulació òptica durant la recuperació. A més, ens permet mesurar qualsevol efecte durador de la nostra manipulació i, per tant, hem ampliat la nostra avaluació per incloure dues sessions d'extinció per provar la reintegració induïda per l'estrès després d'un xoc immediat en el context B.

El xoc es va lliurar en un nou context en menys de 2 segons, de manera que els ratolins no formarien una representació contextual de l'entorn i, per tant, no formarien un nou record associatiu de la por, sinó que encara experimentarien estrès.

Aquest mètode ens va permetre modelar la generalització de la por i l'augment de la reactivitat de l'estrès com a exemple de condicionament inadaptat, ja que el factor estressant es va lliurar en un context diferent 44–46. Basant-se en estudis anteriors39,41,47, els ratolins primer van ser FC utilitzant un 4- protocol de xoc (figura 1b) en què presentaven la congelació de manera gradual, augmentant amb cada xoc successiu presentat (figura suplementària 1a-c).

Vam veure aquest patró de congelació per a tots els experiments (figura suplementària 1a–h). Els ratolins es van tornar al context l'endemà per a una prova de memòria de la por (Fig. 1c). Amb l'estimulació L10, els grups ChR2 positius i negatius de ratolins van demostrar una reducció en temps real de la congelació en comparació amb els ratolins del grup ChR2 neutre i dels controls eYFP respectivament.

Tot i que hi va haver un descens natural de la congelació durant la sessió a causa de l'absència de xoc, aquests ratolins van mostrar un descens significativament més pronunciat. Tot i que els nivells de congelació generalment van disminuir durant els dies d'extinció, no es van observar diferències de grup durant l'extinció (Fig. 1d i Fig. 1a suplementària) o el xoc immediat (Fig. 1e). Durant la reincorporació (Fig. 1f), vam veure menys congelació de ratolins ChR2 innegatius en comparació amb els ratolins neutres d'eYFP i, en general, els ratolins de control d'eYFP es van congelar més que els ratolins experimentals ChR2 a la reincorporació en comparació amb el xoc immediat (Fig. 1g).

En canvi, la congelació posterior al xoc després del condicionament de la por (Fig. 1h) es va reduir en la condició F10 (Fig. 1i), només per als ratolins ChR2 positius en comparació amb els controls eYFP, que es van produir específicament en els últims 10 minuts de la sessió. Aquí, neutral -Els ratolins ChR2 es van extingir més ràpidament; tanmateix, no es van observar diferències de grup durant l'extinció (Fig. 1j i Fig. 1b suplementària).

Com era d'esperar, no hi va haver diferències de grup durant el xoc immediat (Fig. 1k). Durant la reincorporació, els grups de ChR2 positius i neutres van demostrar una por reduïda en comparació amb els controls de l'eYFP, mentre que els ratolins ChR2 negatius no ho van fer (Fig. 1l).

De nou, els ratolins de control es van congelar més que els ratolins experimentals en la reincorporació en comparació amb el xoc immediat (Fig. 1m), i aquest va ser un efecte més pronunciat. Per tant, vam adoptar el protocol F10 per a tots els experiments posteriors.

Tanmateix, com a control addicional, vam afegir un experiment per avaluar l'efectivitat de la reactivació artificial d'una memòria positiva durant la part mitjana de la sessió (M10) en comparació amb l'estimulació F10 o L10 durant la memòria (figura suplementària 2a). Durant l'adquisició de la resposta FC, els ratolins en les tres condicions van mostrar una congelació més gran després del xoc (figura suplementària 2b-g).

Durant el record, l'estimulació va provocar disminucions en temps real de la congelació al grup ChR2 en les condicions F10 i L10, però no en la condició M10 (figura suplementària 2h-j). Els ratolins F10 ChR2 van continuar mostrant una congelació disminuïda a la segona meitat de la sessió de record en absència d'estimulació (figura suplementària 2j).

Els tres protocols d'estimulació van produir una disminució de la congelació en els ratolins ChR2 durant els primers 3 min d'extinció, però només es van observar diferències de grup amb els ratolins estimulats amb F 10- (figura suplementària 2k-m).

Durant la primera sessió d'extinció, l'expressió de la por es va reduir en els grups ChR2 F10 o M10 (figura suplementària 2n-p). No hi va haver diferències en el xoc immediat (figura suplementària 2q–s). Finalment, vam tornar a veure una congelació disminuïda tant per als grups ChR2 F10 com per a M10 durant la reincorporació (figura suplementària 2t–y).

For more information:1950477648nn@gmail.com