Främre thalamiska kärnor: ett kritiskt substrat för icke-spatialt par-associerat minne hos råttor del 3

3.2|Rumsligt arbetsminne i RAM-minnet

Som väntat visade båda grupperna av ATN-skada råttor kraftigt försämrad prestanda när spatialt arbetsminne testades i det åttaarmiga RAM-minnet (Figur 3). Den initiala likheten i prestanda mellan grupperna beror på att de flesta råttor sprang i 10 minuter men gjorde relativt få armingångar vid början av testet.

Arbetsminne och minne är två mycket viktiga minnesmetoder i den mänskliga hjärnan. Även om det finns vissa skillnader mellan dessa två minnesmetoder, är de båda lika användbara för människors prestationer i studier, arbete, liv och andra aspekter.

Först och främst innebär arbetsminnet att vi tillfälligt kommer ihåg den information eller uppgifter vi behöver använda under en kort period. Det är med andra ord minneskapaciteten vi använder när vi bearbetar nya saker. Minne hänvisar till den information eller upplevelser vi behåller under en lång period. Denna information kan hjälpa oss att förstå och lösa problem vid framtida användning.

Även om dessa två typer av minne har olika funktioner, är de inte separata från varandra. Arbetsminne och minne påverkar varandra. Under arbetsminnet behöver vi tillfälligt lagra och bearbeta ny information under en kort period och koppla den till tidigare kunskaper och erfarenheter. Den här typen av anslutning och referens är vad minnet använder.

Dessutom kan bra arbetsminne också förbättras genom träning. Forskning visar att kopplingen mellan minne och arbetsminne går åt båda hållen. Genom att ständigt träna och träna arbetsminnet kan vi förbättra hjärnans minneskapacitet och stärka vårt minne. Så länge vi fortsätter att aktivt träna våra hjärnor och stärka minnesträning kan vi därför effektivt förbättra vårt arbetsminne och minne.

I det dagliga livet behöver vi utveckla goda vanor och aktivt använda arbetsminne och minne för att hjälpa oss att utföra uppgifter bättre. Till exempel kan vi stärka vårt minne av ny kunskap genom kontinuerlig förädling och granskning. Endast genom att kontinuerligt förbättra vårt arbetsminne och minne kan vi bli mer bekväma med att förverkliga vår potential i studier, arbete och liv. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial som har många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från de olika aktiva ingredienserna det innehåller, inklusive syra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa på olika sätt.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Antalet fel gjorda av sken- och ATN-skada råttor skilde sig från dag 2 av träningen, varefter båda ATN-lesionsgrupperna inte visade några tecken på förbättring jämfört med båda skengrupperna (Grupp, F3,27=39.66, p < {{7 }}.001;Gruppdag, F27,{{10}}.75, p < 0.001). De två shamgrupperna skilde sig inte, men de skilde sig båda markant (p < 0,001) från var och en av ATN-lesionsgrupperna, som inte skilde sig åt. Råttor i båda ATN-lesionsgrupperna gjorde också färre korrekta armval före det första felet, medan råttor i båda Sham-grupperna successivt gick in i fler armar innan de gjorde ett fel när testerna fortsatte (Group, F3,27=27.53, p < 0,001; varje Shamgroup vs. varje ATN-grupp, p < 0,001; Group Day, F27, 243=2.21, p < 0,001).

Försämrat rumsligt arbetsminne kan betraktas som ett riktmärke för effekter på ATN-lesions (Aggleton & Nelson, 2015). Eftersom de två ATN-lesionsgrupperna visade en liknande nivå av försämring i rumsligt arbetsminne är det osannolikt att efterföljande jämförelser av icke-spatiala uppgifter kommer att påverkas av lesionsskillnader mellan dessa två grupper.

3.3|Icke-rumsliga enkla diskrimineringsuppgifter

Förvärv av både den enkla lukten och enkla objekt, go-no-go diskrimineringsuppgifter visas i figur 4a,b. Allrats fick snabbt dessa uppgifter. Latensskillnadspoängen för de fyra grupperna skiljde sig inte åt i uppgiften att diskriminera enkel lukt (Group, F3,27=0.97, p=0.42;Group Day, F15,135=1.4, p=0.15). Det tog grupperna i genomsnitt 4–5 dagar att nå kriteriet i uppgiften att diskriminera enkel lukt (Grupp, F3,27=1.99, s=0.13).

De fyra grupperna lärde sig också den enkla objektdiskrimineringsuppgiften utan några signifikanta skillnader(Group, F3,27=1.07, p=0.37; Group Day,F18,162=0.97, p=0.49). Det tog i genomsnitt 5–6 dagar för råttor att nå kriteriet för den enkla objektdiskrimineringsuppgiften (Group, F3,27=0.30, p=0.82).

3.4|Icke-rumsliga parade-associerade uppgifter

3.4.1|Förvärv

Den genomsnittliga körlatensen under förvärvet av de fyra grupperna visas i figur 5. Latenser under förvärvet överfördes för råttor som nådde kriteriet. De viktigaste resultaten var tydliga. De två Sham-lesionsgrupperna fick sina respektive uppgifter, men inte en enda ATN-lesionsråtta visade uppgiftsinhämtning oavsett inkluderandet av ett 10--spår mellan lukt och objektstimuli. Det primära beviset för förvärvet är om råttorna lärde sig att hämma deras svar på föremålet i de icke-belönade försöken (Figur 5a).

På denna åtgärd fördröjde de två Sham-grupperna successivt att svara på objektet på icke-belönade lukt-objekt-parningar under träning (dvs. visade minskade ömsesidiga latenspoäng). Däremot visade alla råttor i båda ATN-lesionsgrupperna allt snabbare svarslatenser när träningen fortskred. Det vill säga, i icke-belönade försök, lärde sig ATN-lesionsråttorna bara att söka snabbare under objektet trots att parningen av lukt-objekt var felaktig. Observera att de två ATN-lesionsgrupperna var, om något, långsammare att svara än Sham-lesionen grupper i början av träningen på de icke-belönade försöken, så generell hyperaktivitet var inte uppenbar efter ATN-lesioner i denna uppgift (Block 1 latensintervall: ATN-lesion 2,5–5.0 s, Shamlesion 1,9–4,5 s; Block 1 0: ATN-skada 1,4–3,0 s, Shamlesion 5,5–7,6 s).

ANOVA av latenser på de icke-belönade försöken gav en signifikant huvudeffekt i de fyra grupperna (F3,27=22.63, p < 0.001) och en signifikant grupp Blockinteraktion (F27,243=26.27,p < 0.001). De två Sham-grupperna skilde sig inte på detta mått, och de två ATN-grupperna skilde sig inte, men båda Sham-grupperna skilde sig från var och en av ATN-lesionsgrupperna (p < 0,001).

När parningen av lukt-objekt belönades visade alla fyra grupperna allt snabbare svarslatenser (dvs. visade ökade ömsesidiga poäng) över försöksblock (Block huvudeffekt, F9,27=75.78, p < 0.{ {18}}01;Figur 5b), oavsett grupp (Group Block,F27,243=0.63, p=0.92; Figur 5b). Gruppens huvudeffekt var återigen signifikant (F3,27=5.67, p=0.003), vilket i detta fall berodde på snabbare körhastighetsbyrats i Sham-Trace-gruppen jämfört med båda ATN-grupperna ( p < 0,008) och Sham-No-Trace-råttorna (p=0.02). De återstående tre grupperna visade dock liknande svarslatens på de belönade försöken. Återigen, observera att de två ATN-lesionsgrupperna visade långsammare svar i början av träningen på de belönade försöken, jämfört med Sham-lesionsgrupperna.

Den direkta jämförelsen mellan latenser för icke-belönade och premierade försök visas i figur 5c, uttryckt som latensskillnadspoäng. Figur 5c visar tydligt att ingen inlärning inträffade i någon av ATN-lesionsgrupperna, medan båda Sham-lesionsgrupperna fick uppgiften (Group Block interaction, F27,243=23.99,p < 0.001 ). Latensskillnadspoängen tyder på att Sham-Trace-gruppen fick uppgiften starkare än Sham-No Trace-gruppen, och medelskillnaderna mellan dessa två grupper var signifikanta för de tre sista försöksblocken (p < 0,01). Denna skillnad mellan de två skengrupperna drevs dock främst av deras skillnader i försök med belönade stimulusparningar (jämför figur 5b med figur 5a).

3,5|Retentionstest

Alla grupper visade ett svar på den icke-belönade sessionen vid 5-dagens retentionstest som liknade deras motsvarande prestation på Block 10 av träningen[Group Block (Retention Test vs. Block 1{{26) }}),F3,27=2.00, p=0.13; Figur 5a]. Trots den icke-signifikanta interaktionen med gruppblockering fanns det en övergripande skillnad i latens mellan block 10 jämfört med retentionstestet (retention vs. block 10, F1,27=7.22, p=0.01) som verkar mestadels på grund av att ATN-skada råttor svarar snabbare i retentionstestet. En signifikant grupphuvudeffekt (F3,27=73.13, p < 0,001) drevs av att Sham-grupper fortsatte att hämma svar på de icke-belönade försöken, till skillnad från ATN-lesionsgrupperna (varje Sham-grupp mot varje ATN-lesionsgrupp) p < 0,001).

För premierade försök visade alla fyra grupper liknande medelsvarslatenser i retentionstestet jämfört med latens i Block 10 av träningen (Block, F1,27=3.75,p=0.06; Group Block, F3,27=1.02, p=0.39). Snabbare körhastigheter i Sham-Trace-gruppen än alla andra grupper var uppenbara över block 10 och retentionstestet (Group, F3,27=3.85, p=0.02; Sham-Trace vs. alla andra grupper, p. < 0,03).

Den direkta jämförelsen av belönade och icke-belönade prövningar på retentionstestet, uttryckt som en latensskillnadspoäng (Figur 5c), bekräftade att alla fyra grupperna bibehöll liknande prestanda på detta mått jämfört med deras förvärvsprestanda i Block 10 (Grupp, F3,27=189.43, p < 0,001; Block, F1,27=0.08, p=0.76;Gruppblockinteraktion, F3,27=0.22, p=0.88).

3.6|Zif268 uttryck

Vårt primära intresse var att fastställa gruppskillnader i de intressanta regionerna. Med tanke på de beteendemässiga resultaten som erhållits rapporterar vi inte samband mellan Zif268-uttryck och prestanda eftersom de skulle producera falska korrelationer som drivs av skillnaderna i clearnon-lesion kontra skenstatus och små inom gruppen variation på det primära måttet på intresse, det vill säga latenser på icke-belönade prövningar. På liknande sätt skulle alla samband som är uppenbara i regioner som retrosplenial cortex återigen skapa en artificiell korrelation på grund av de markanta skillnaderna på gruppnivå i Zif268-uttryck.

3.7|Prefrontala regioner

Zif268-uttryck över de fyra grupperna i den prelimbiska prefrontala cortexen (A32V) och den främre cingulatecortexen (A32D; A24b; A24a) visas i figur 6. Det fanns en signifikant grupphuvudeffekt för område 32V(F2,37=5.49 , p < {{10}}.01; Figur 6b). Här visade de två ATN-grupperna liknande övergripande uttryck för varandra (p=0.32), såväl som gruppen Sham-No Trace (p > 0.1), men båda lesionsgrupperna visade lägre uttryck än i Sham-Trace-gruppen (p < 0.02). Det lägre Zif268-uttrycket i Sham-No Trace-gruppen jämfört med Sham-Trace-gruppen nådde inte signifikans (p=0.06). Det fanns också en signifikant huvudeffekt över de fyra lagren (F3,81=147.8, p < 0,001), men ingen interaktion med grupplager (F9,181=1.15,p > 0,3).

För de främre cingulatregionerna (Cg) (Figur 6c) visade de två ATN-lesionsgrupperna lägre Zif268-uttryck än båda de två Sham-lesionsgrupperna (Grupp F3,27=12.47, p < 0 .001; båda skengrupperna skilde sig från var och en av ATN-grupperna, p < 0.{{20}}04, men inte från varandra, s=0.31). En signifikant grupplagerinteraktion (F6,54=4.02, p < 0.002) återspeglade större skillnader mellan ATN och Shamgroups för lager II och lager III (p < 0,001) än för lager V, där grupperna inte skilde sig signifikant (p > 0,1). Uttrycket skilde sig mellan de tre cingulateregionerna (regionens huvudeffekt, F2,54=11.41, p < 001), och var lägst för A24a (posterior) jämfört med både A32D och A24b (p < 0,002), och var högst för LayerIII ( Lager, F2,54=242.38, p < 0,001), men storleken på dessa skillnader varierade mellan lagren över de trecingulära regionerna (Region Layer, F4,108=5.29,p < 0,001). Interaktionerna mellan gruppregion och gruppregionskikt var emellertid icke-signifikanta (alla F < 1,0).

3.8|Hippocampal och parahippocampalregioner

Figur 7 visar Zif268-uttrycket för de fyra grupperna i hippocampus- och parahippocampusregionerna. För hippocampus visade de dorsala CA1- och CA3-subregionerna, särskilt CA1, högre uttryck än de ventralhippocampus CA1 och CA3 (dorsal vs. ventral,F1,24=541.4, p < {{10}} .001; CA1 vs. CA3, F1,24=759.3,p < 0.{{40}}{{56} }1; interaktion mellan dessa två faktorer,F1,{{20}}.4, p < 0.001). Det mest intressanta fyndet var dock att det fanns ett högre uttryck i den dorsala CA1 i Sham-Trace-gruppen än i var och en av de andra tre grupperna (p < 0,02), vilket stöddes av en signifikant trippelinteraktion för Group [dorsal region vs. ventralregion] ] [CA1 vs. CA3], F3,24=6.09, p < 0,003). För de andra tre grupperna var det dorsala CA1-uttrycket det lägsta i ATN-Trace-gruppen (ATN-Trace vs. Sham-No Trace och ATN-No Trace, p < 0,03), medan de två No Trace-grupperna inte skilde sig signifikant (p {{42 }}.84). Analys av den dorsala dentat gyrus (DG; endast dorsal undersöktes) visade högre uttryck i hilus än det granulära cellskiktet (F1,27=386.1, p < 0,001), vilket var större för Sham-Trace och ATN-No Spårningsgrupper än för villkoren Sham-No Trace och ATN-Trace (Group DGSubregion, F3,27=4.07, p < 0.01). Den ventrala subiculum visade högre uttryck än den dorsala subiculum (F1,27=9.02, p < 0,005), men det fanns ingen gruppeffekt (F3,27=1.41, p=0.25 ) eller Group [dorsal vs. ventralregions] interaktion (F3,27=0.15, p=0.92). I de parahippocampala regionerna visade den perirhinala cortex lägre uttryck än de två entorhinala cortexområdena (F2, 54=16.2, p < 0,001), men grupperna skilde sig inte åt på dessa platser (Grupp, F3,27 < 1,0; grupp Region,F6,54=1.8, p > 0.1).

3.9|Retrosplenial cortex

Figur 8 visar Zif268-uttrycket i de ytliga och djupa lagren av Rga, Rgb och Rdg. De två ATN-grupperna visade markant lägre uttryck över dessa tre regioner än vad som visades av de två skengrupperna (Group main effect, F3.27=40.9, p < 0.0{{22} }1). För de aggregerade värdena över de tre regionerna hade de två Sham-grupperna högre genomsnittliga Zif268-värden än båda ATN-lesionsgrupperna (p=0.0001), men Sham -Spårgruppen visade också högre nivåer än gruppen Sham-No Trace (p=0.04). Skillnaden mellan skengrupper och ATN-grupper var minst för Riga-regionen (gruppregion, F6, 54=2.72, p < 0.02). Nivån för Zif268-uttryck mellan grupper varierade också mellan lagren (Group Layer, F3, 17=40.0, p < 0,001). Denna interaktion återspeglade skillnader mellan båda Shamgroups jämfört med båda ATN-grupperna som var större i de ytliga skikten än i de djupa skikten. Ändå var effekterna av Sham kontra ATN-gruppen fortfarande signifikanta i de djupa lagren (p < 0,001). Dessutom visade Sham-Trace-gruppen högre uttryck i de ytliga lagren jämfört med Sham-NoTrace-gruppen (s=0.03), medan uttrycket i deeplayers inte skilde sig mellan dessa två grupper (s=0 .23). Det fanns ingen interaktion med gruppregionlager (F6,54=1.0, p=0.43).

3,10|Auditiv kontroll cortex

Inga skillnader hittades i den auditiva (kontroll) cortex (Group, F3,27=1.2, p=0.35).

4|DISKUSSION

Denna studie syftade till att undersöka effekterna av ATNlesioner på icke-spatialt parad-associerat minne och inverkan av en explicit fördröjning (dvs. ett 10-s-spår) mellan den presenterade lukten och objektstimuli. Bevis på försämrat paired-associerat minne efter ATN-lesioner har tidigare rapporterats endast när en av de parade komponenterna krävde bearbetning av distala rumsliga signaler (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas &Petrides, 1999).

Vi hade räknat med att effekterna av ATN-lesioner på icke-spatialt par-associerat minne i vår uppgift skulle vara mest uppenbart när ett explicit spårningsförfarande användes. Detta berodde på att det har föreslagits att CA1-lesioner endast försämrar icke-spatialt parat associerat minne när ett 10-s 'spår' används (Kesneret al., 2005) och den mikrostrukturella integriteten hos CA1-neuroner reduceras av båda ATN-lesioner (Harlandet al., 2014) och av mammillothalamic tract lesioner som orsakar ATN-dysfunktion (Dillingham et al., 2019).

Dessutom undersökte nyckelexemplen på icke-spatial minnesförsämring efter ATN-lesioner tidsdiskriminering mellan flera föremål eller luktartiklar som presenterades inom ett enda försöksblock (Dumont & Aggleton, 2013; Wolff et al., 2006). Ingen av de 17 råttorna med ATN-lesioner visade dock bevis på förvärv av den associerade associerade uppgiften med lukt-objekt, inklusive de som inte tränades med en explicit fördröjning mellan de icke-spatiala stimulierna. Trots en längre period av träning kunde ATNlesion-råttorna inte visa hämmat svar på de icke-belönade lukt-objekt-parningarna. Allmän hyperaktivitet hos råttor med ATN-skada verkar inte vara ett kännetecken för denna försämring, eftersom de visade ett långsammare svar än sken-skada-råttorna under de inledande stadierna av förvärvet.

Sham-Trace-gruppen visade kortare latenser än de andra tre grupperna i de belönade försöken, men denna skillnad kan återspegla ökad förväntan om belöning när den var begränsad för en 10-s fördröjning snarare än ett mått på snabbare förvärv av denna grupp. Det snabbare förvärvet skulle förväntas återspeglas av responsinhibering på de icke-belönade försöken, men de två skenlesionsgrupperna skilde sig inte åt på detta mått.

Misslyckandet med att lära sig de parade associerade minnesuppgifterna efter ATN-lesioner verkar inte bero på dålig hämning eller försämrad sensorisk bearbetning. ATN-lesionsråttorna visade snabbt förvärv i både den enkla objektdiskrimineringsuppgiften och den enkla luktdiskrimineringsuppgiften, som var lika med den som visades av sham-lesionsråttor. Uppgiftskraven för dessa enkla särskiljningar var identiska med den parade associerade uppgiften och använde samma apparat. Av samma anledning är det osannolikt att det parade associerade underskottet efter ATN-lesioner inte heller beror på ett enkelt misslyckande med uppmärksamheten på de individuella stimuli som används. ATN-lesioner försämrar förmågan att lära sig en uppmärksamhetsuppsättning och underlättar extradimensionella skiftningar men förändrar inte varaktig uppmärksamhet eller beteendeflexibilitet (Chudasama & Muir, 2001; Kinnavane et al., 2019; Wright et al., 2015). Det snabba förvärvet av de enkla diskrimineringarna i den nuvarande banuppgiften stod i kontrast till långsammare förvärv när vi tränade en tidigare grupp råttor på en öppen cirkulär plattform för att lära sig enkel luktdiskriminering och i synnerhet enkel objektdiskriminering (Bell, 2007). Så det är möjligt att användningen av en bana och den explicita minskningen av distraherande rumsliga ledtrådar, plus den aktiva interaktionen med objektet för att söka efter mat, underlättade uppmärksamheten på de icke-spatiala stimulierna i den aktuella studien.

Svårighetsgraden av lesionsförsämringen för att lära sig sambandet mellan lukt och objektstimuli tyder på att denna uppgift är starkt beroende av ATN:s integritet. Dessa bevis strider mot förslaget att parade associerade funktionsnedsättningar efter ATN-lesioner kräver användning av multimodala rumsliga stimuli (Dumontet al., 2014; Nelson, 2021). En möjlig förklaring till skillnaden mellan resultatet i den aktuella studien och det av Dumont et al. (2014) är att diskreta icke-spatiala stimuli i inlärningsuppgifter för bivillkorlig diskriminering, såsom specifika föremål eller lukter, kan ställa ett större uppmärksamhetskrav på upprättandet av en unik integrerad representation jämfört med användningen av en allmän lokal kontext, såsom den termiska, visuella ortaktila lokala miljön. . På ett liknande sätt kan den djupa mottagligheten av rumsliga parade-associerade uppgifter för funktionsnedsättning efter ATN-lesioner också förlita sig på integrationen av relationella rumsliga ledtrådar i kombination med en framträdande diskret ledtråd eftersom förvärvet av en enkel rumslig diskriminering i sig endast delvis försämrades (Dumontet al. ., 2014; Gibb et al., 2006). Ett oväntat fynd är att råttor med ATN-lesioner inte visade något underskott när de var tvungna att välja en viss plats i en korslabyrint baserat på en villkorad visuell signal vid en valpunkt (Sziklas & Petrides, 2007). I den situationen bestämdes dock det villkorliga förhållandet av en enda framträdande cue som presenterades på en enda plats som hade otydlighet eller inbäddad association med de olika positionerna för den korrekta rumsliga platsen. Detta står i kontrast till ett fullständigt misslyckande av ATN-skada råttor när de var tvungna att lära sig en objekt-plats-association där de var tvungna att välja ett av två korrekta objekt baserat på deras associerade plats (Sziklas & Petrides, 1999).

Upptäckten att ATN-lesioner gav ett kraftigt underskott i lukt-objekt parat-associerat minne, oavsett närvaron av ett 10--spår mellan stimuli, lägger till våra tidigare bevis på ett underskott av paired-associerat minne när objektet och lukt presenterades samtidigt på en ostbrädeplattform (Bell, 2007). Tillsammans antyder detta att minnesbristerna efter ATN-lesioner på lukt-objekt parat-associerat minne är ett ytterligare exempel på att ATN-lesioner inte alltid speglar mönstret av villkorliga associativa minnesbrister som produceras av lesioner i hippocampussystemet (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

Medan ATNlesioner kan orsaka större rumsliga minnesförsämringar än fornix-lesioner (Warburton & Aggleton, 1999), eller brister i objekt-plats- och geometriska diskrimineringsuppgifter som inte finns med fornix-lesioner (Aggletonet al., 2009; Sziklas et al., 1998), där. är mindre bevis för att ATN-lesioner kan ge allvarliga minnesförsämringar som i allmänhet är opåverkade av lesioner i hippocampusbildningen. När det gäller icke-spatiala godtyckliga associationer härleddes bevisen för att hippocampus endast är kritisk när ett 10-s-spår används mellan de två stimulierna genom att jämföra förvärvet i två olika uppgifter. Gilbert och Kesner (2002) rapporterade att stora hippocampus-lesioner inte försämrade associerat minne med föremål och lukt när de testades på en ostbrädeplattform där de två stimulierna presenterades samtidigt. På en liknande bana som vår, men med ett föremål som presenterades före exponering för luktad sand som kan innehålla areward, Kesner et al. (2005) visade att dorsala CA1lesioner men inte CA3-lesioner gav ett underskott vid användning av ett 10-s-spårtillstånd.

Varken vi eller Kesner och kollegor undersökte effekterna av hippocampus lesioner i banan utan spårtillståndet. Så vi kan inte vara säkra på att råttor med hippocampusskador skulle vara oförhindrade under tillståndet utan spår när de tränas på banan med våra procedurer. Icke desto mindre utökar vår studie det förutsagda sambandet mellan CA1-funktion och tidsbearbetning i en icke-spatial parad-associerad uppgift genom att hitta ökat Zif268-uttryck indorsal CA1 i Sham-lesionsgruppen som tränats med en 10-strace i förhållande till Sham-lesionen Ingen spårgrupp. Däremot var det genomsnittliga Zif268-uttrycket i den dorsala CA1 lägst i ATN-lesions Trace-gruppen.

Det fanns också bevis, om än svagare, att spårtillståndet hos råttor med skenskador var associerat med ökat Zif268-uttryck i de ytliga skikten av den retrospleniala cortex. Mönstret av olika beteendeprestationer i lesions- och icke-lesionsgrupper vid retention gjorde det olämpligt undersöka sambandet mellan variationer i prestanda och variationer i Zif268-uttryck. Liksom i tidigare studier (Aggleton & Nelson, 2015; Perryet al., 2018) var den starkaste effekten en markant minskning av IEG-uttryck efter ATN-lesioner i retrosplenialcortex, särskilt de ytliga skikten. Det verkar troligt att detta fynd beror på förlusten av eller minskad aktivitet i de direkta ingångarna från ATN till RSC (Barnett et al., 2021).

Det har funnits en växande medvetenhet om att ATN-lesioner kan utöva inflytande bortom rumsliga minnesförsämringar (Nelson, 2021; Wolff et al., 2006). Ett exempel är när ATN-lesioner fördröjer förvärvet av icke-spatialattentionell inlärning, vilket kan bero på ett funktionellt förhållande mellan ATN och de mellancingulära regionerna i cingulate cortex snarare än mediala prefrontala cortexanslutningar (Bubb et al., 2021;Wright et al., 2021;Wright et al. al., 2015). Såvitt vi vet har dock denna uppmärksammade uppgift inte undersökts med hippocampusskador hos råttor. Ett tydligare exempel på en dissociation mellan ATN-lesioner och lesioner i hippocampus är att endast den tidigare skadan försämrar uppmärksamhetsprocesser associerade med latent hämning (Nelson et al., 2018). Det är möjligt att en försvagad förmåga att fastställa relevansen eller förutsägbarheten av stimulus-stimulus-associationer ger en sammanhållande redogörelse inte bara för inlärning av uppmärksamhetsuppsättningar och latent hämning (se Nelson et al., 2018) utan också om fall av nedsatt inlärning i parad associering efter ATN-lesioner . Istället för att tillskriva ATN:s roll ur perspektivet av antingen hippocampala (för rum och tid) eller frontala (för uppmärksamhets) processer, är den bredare implikationen att ATN kan stödja minnesbehandling genom att aktivt orkestrera uppmärksamhet på vissa klasser av stimulus-stimulus-associationer och deras representation över flera hjärnstrukturer (Leszcynski & Staudigl, 2016). Exakt hur man karakteriserar klasserna av nedsatt minne förblir en experimentell utmaning för framtiden. Vad som är tydligt, från den aktuella studien, är att förklaringar baserade endast på en rumslig/icke-spatial dikotomi inte kan förklara djupa minnesbrister som kan hittas i båda domänerna efter ATN-lesioner.

Våra fynd bringar effekterna av ATN-lesioner hos råttor närmare i linje med parade associerade minnesförsämringar vid klinisk minnesförlust efter skada på mammillarybody-ATN-axeln (Rempel-Clower et al., 1996; Squireet al., 2020). Det finns emellertid en tydlig skillnad mellan det långsamma förvärvet av parat-associerat minne hos intakta råttor och det snabba förvärvet av paired-associerat minne omänskliga med intakta minnessystem. Parade-associerade uppgifter antas reflektera episodiskt minne genom att mäta förmågan att bilda unika representationer av flera stimuli snarare än minne för individuella komponenter (Crystal & Smith, 2014; Eichenbaum & Fortin, 2009). I vår studie krävde dock de intakta råttorna 4–5 veckor och över 300 träningsförsök innan det fanns tydliga bevis på förvärv, vilket tyder på att uppgiften kan vara mer regelbaserad eller semantisk-liknande i dessa råttor.

Denna begränsning skulle kunna kringgås framtida arbete genom att först träna intakta råttor på en eller flera icke-spatiala parade associerade uppgifter innan man testar förvärvet av en ny lukt-objekt-parning efter ATNlesions. På så sätt skulle den allmänna regeln för att bilda en förening redan vara etablerad, och kanske skulle förvärvstakten då vara relativt snabb för en ny uppgift i intakta råttor. Dessutom kan tillfälliga kemogenetiska eller optogenetiska manipulationer av ATN ge en möjlighet att undersöka vilken inverkan dessa kärnor har på att fördröja förvärv snarare än att förhindra förvärv eller på deras inverkan på retention snarare än förvärv. Det skulle också vara informativt att lära sig om många eller bara några neurala projektioner från ATN stödjer detta exempel på icke-spatial parad-associerad inlärning.

Neuroanatomiska bevis tyder på ett annat mönster av neurala anslutningar med limbiska och kortikala minnesstrukturer bland de tre ATN-kärnorna, det vill säga de anterodorsala kärnorna, anteroventrala kärnorna och de anteromediala kärnorna (Bubb et al., 2017; Lomi et al., 2021;021son ). Dessutom har dessa ATN-komponentkärnor olika molekylära och elektrofysiologiska egenskaper som kan underbygga olika beteendefunktioner (Jankowski et al., 2013; Roy et al., 2021, 2022; Safari et al., 2020). Lesioner eller genetiska manipuleringar av de individuella kärnorna i ATN kan ge insikt om huruvida parad-associerat minne är beroende av en eller flera av AD, AV eller AM. Det kan vara så att effekten av ATN-lesioner på denna uppgift företrädesvis involverar frontalhjärnregioner och/eller retrosplenial cortex och deras respektive involvering i regelbaserade och kunskapsbaserade system snarare än händelsebaserat minne (Hunsaker & Kesner, 2018). Dessa problem skulle också kunna lösas med kontralaterala frånkopplingsskador som involverar ATN, eftersom detta experimentella tillvägagångssätt har använts för att framgångsrikt demonstrera det systemomfattande inflytandet av ATN-hippocampusaxeln i rumsliga uppgifter (Dumont et al., 2010; Warburton et al., 2000, 2001 ).

Den föreliggande studien ger otvetydiga bevis för att ATN-lesioner ger avsevärda försämringar i icke-spatial parad-associerad inlärning och minne, oavsett närvaron av en explicit tidskomponent. Omfattande träning visade inga bevis för inlärning hos dessa ATN-lesionsråttor. Det faktum att det var relativt liten till minimal skada på de omedelbart intilliggande intralaminära eller medioodorsala thalamusregionerna antyder att dessa försämringar var specifika för ATNlesionen. Bevis från dessa icke-spatiala parade-associerade uppgifter antyder ett nytt perspektiv på rollen av ATN som en kritisk nod inom det "hippocampus-diencefaliska-cingulate" minnesnätverket (Bubb et al., 2017). Detta stärker uppfattningen att ATN inte primärt fungerar som ett relä för hippocampusinformation (Wolff &Vann, 2019). Istället kan ATN aktivt kontrollera genereringen av vissa klasser av godtyckliga minnesrepresentationer i hjärnan.

TACK

Denna forskning stöddes av University of Canterburyequipment och forskningsanslag och Early Career support (JJH) från Brain Research New Zealand – RangahauRoro Aotearoa. Open access-publicering underlättas av University of Canterbury, som en del av Wiley - University of Canterbury-avtalet via Council of Australian University Librarians.

REFERENSER

Aggleton, JP, Amin, E., Jenkins, TA, Pearce, JM, & Robinson, J. (2011). Lesioner i de främre talamuskärnorna hos råttor stör inte förvärvet av stimulussekvensinlärning. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 64(1), 65–73.https://doi.org/10.1080/17470218.2010.495407 (på engelska)

Aggleton, JP, & Brown, MW (1999). Episodiskt minne, minnesförlust och hippocampus-främre talamusaxeln. Behavioral andBrain Sciences, 22(3), 425–444.https://doi.org/10.1017/s0140525x99002034

Aggleton, JP, & Nelson, AJD (2015). Varför orsakar lesioner i främre thalamiska kärnor så allvarliga rumsliga brister? Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 54, 131–144.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2014.08.013

Aggleton, JP, Poirier, GL, Aggleton, HS, Vann, SD, & Pearce, JM (2009). Lesioner av fornix och främre talamuskärnor dissocierar olika aspekter av hippocampus-beroende rumslig inlärning: Implikationer för den neurala grunden för sceninlärning. Behavioral Neuroscience, 123(3), 504–519.https://doi.org/10.1037/a0015404 (på engelska)

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

Bell, R. (2007). Främre och laterala thalamiska lesioner i objektodorpärt associerat lärande (opublicerad magisteruppsats). University of Canterbury, Christchurch, Nya Zeeland.

Bubb, EJ, Aggleton, JP, O'Mara, SM, & Nelson, AJD (2021). Chemogenetics avslöjar en främre cingulat-thalamisk väg för att ta hand om uppgiftsrelevant information. Cerebral Cortex, 31(4), 2169–2186.https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa353

Bubb, EJ, Kinnavane, L., & Aggleton, JP (2017). Hippocampus-diencefaliska-cingulära nätverk för minne och känslor: En anatomisk guide. Brain and Neuroscience Advances, 1(1),1–20.https://doi.org/10.1177/2398212817723443 (på engelska)

For more information:1950477648nn@gmail.com