για περισσότερες πληροφορίες:ali.ma@wecistanche.com

Κάντε κλικ εδώ για το Μέρος 1

Κάντε κλικ εδώ για το Μέρος 3

Εξαρτημένη από τον ιππόκαμπο μάθηση καιμνήμηαξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας μια θέση αντικειμένουΜνήμη(OLM), μια μη αποτρεπτική χωρική εργασίαμνήμηέργο που βασίζεται στην έμφυτη προτίμηση του τρωκτικού για την εξερεύνηση της νέας τοποθέτησης αντικειμένων44. Όλα τα ποντίκια δοκιμάστηκαν σε OLM κατά την εφηβεία (P41-42). Τα καθιστικά και τα ακίνητα ποντίκια που στεγάζονται σε τροχούς δεν είχαν σημαντικές διαφορές στις επιδόσεις τους στο OLM, επομένως αυτές οι ομάδες συνδυάστηκαν (χωρίς ELE). Τα ποντίκια εκτέθηκαν σε δύο πανομοιότυπα αντικείμενα είτε για 3-λεπτά ή 10-λεπτά κατά τη φάση απόκτησης OLM, ακολουθούμενη από μια δοκιμή διατήρησης OLM 5-λεπτών που πραγματοποιήθηκε 24 ώρες αργότερα (Εικ. 2α). Κατά τη διάρκεια της δοκιμής OLM ένα από τα αντικείμενα τοποθετήθηκε σε μια νέα τοποθεσία και οι χρόνοι που δαπανήθηκαν για εξερεύνηση γνωστών και νέων τοποθεσιών αντικειμένων ποσοτικοποιήθηκαν και εκφράστηκαν ως δείκτης διάκρισης (DI). Όλα τα ποντίκια εξοικειώθηκαν στους θαλάμους OLM για τρεις συνεχόμενες ημέρες, δύο φορές την ημέρα, και έδειξαν εξοικείωση μειώνοντας σημαντικά την απόσταση που διανύθηκε στις δοκιμές ανεξάρτητα από την ομάδα άσκησης (Εικ. 2β, γ, αρσενικά: κύρια επίδραση της δοκιμής εξοικείωσης: F(3.6 , 146.2)=75.76, p < 0.0001,="" καμία="" επίδραση="" της="" ομάδας="" άσκησης:="" f(7,="" 83)="1.48," p="0.19;" ομάδα="" x="" δοκιμαστική="" αλληλεπίδραση:="" f(15,203)="2.63," p="0.001." γυναίκες:="" κύρια="" επίδραση="" της="" δοκιμής="" εξοικείωσης:="" f(1.201,="" 45.38)="8.93," p="" {="" {36}}.003·="" καμία="" επίδραση="" της="" ομάδας="" άσκησης:="" f(3,40)="0.55," p="0.65·" καμία="" ομάδα="" x="" δοκιμαστική="" αλληλεπίδραση:="" f(15,189)="" {{46}="" }.81,="" p="">

Κάντε κλικ στοΟφέλη για την υγεία σε σκόνη Cistanche για τη βελτίωση της μνήμης

Στον σχεδιασμό OLM υποκατωφλίου που χρησιμοποιήθηκε για αυτήν τη μελέτη, η 3-ελάχιστη έκθεση εκπαίδευσης (φάση απόκτησης) είναι μια διάρκεια που είχε καθοριστεί προηγουμένως ως δευτερεύον κατώφλι για υποστήριξη μακροπρόθεσμηςμνήμησχηματισμός σε ενήλικα ποντίκια, ενώ η 10-ελάχιστη έκθεση εκπαίδευσης είναι συνήθως επαρκής45 . Τα πρώτα μας πειράματα έλεγξαν εάν 10-λεπτά προπόνησης κατά την απόκτηση του OLM ήταν επίσης επαρκή για μακροχρόνιαμνήμησχηματισμός κατά την εφηβεία. Δεν παρατηρήθηκε προτίμηση αντικειμένου σε καμία από τις ομάδες, όπως υποδεικνύεται από τους μέσους όρους DI κοντά στο {{0}} (Εικ. 2d; αρσενικά: F(3, 27)=0.47, p { {6}}.70· γυναίκες: F(3,27)=1.93, p=0.15). Κατά τη διάρκεια της δοκιμής OLM 24 ώρες αργότερα, όλες οι 10-ελάχιστες εκπαιδευμένες ομάδες επέδειξαν ισχυρή προτίμηση για νέα τοποθετημένα αντικείμενα, όπως αποδεικνύεται από μια σημαντική αύξηση στη δοκιμή DI σε σύγκριση με τα DI απόκτησης (Εικ. 2e, άνδρες: κύρια επίδραση του OLM περίοδος λειτουργίας: F(1,27)=143.5, p < 0.0001·="" κανένα="" αποτέλεσμα="" της="" ομάδας="" εκτέλεσης:="" f(3,27)="2.06," p="0.12·" και="" χωρίς="" αλληλεπίδραση:="" f(3,27)="0.73," p="0.54." γυναίκες:="" κύριο="" αποτέλεσμα="" της="" συνόδου="" olm:="" f(1,26)="66.4," p="">< 0,0001,="" καμία="" επίδραση="" της="" ομάδας="" εκτέλεσης:="" f(3,26)="0.78," p="0.52" και="" καμία="" αλληλεπίδραση:="" f(3,26)="0.80" ,="" σ="0.50)." η="" έκθεση="" στο="" τρέξιμο="" δεν="" βελτιώθηκε="">μνήμηαπόδοση κατά τη διάρκεια των δοκιμών OLM, υποδηλώνοντας ένα πιθανό επίπεδο μάθησης που φθάνουν όλες οι ομάδες μετά την εκπαίδευση για 10-λεπτά την προηγούμενη ημέρα (άνδρες: F(3,27)=1.71, p {{5} }.19· θηλυκά: F(3,26)=0.23, p=0.87). Επιπλέον, δεν υπήρξαν διαφορές στους συνολικούς χρόνους εξερεύνησης αντικειμένων κατά τη διάρκεια της δοκιμής OLM (Εικ. 2f; αρσενικά: F(3,27)=0.56, p=0.65· γυναίκες: F(3, 26)=1.65, p=0.20). Αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η απόδοση στην εργασία OLM μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ισχυρό μέτρο μακροπρόθεσμαμνήμησχηματισμός σε έφηβους αρσενικούς και θηλυκούς ποντικούς.

3-λεπτά εκπαίδευσης OLM έχει αποδειχθεί ανεπαρκή για μακροπρόθεσμημνήμησχηματισμός σε ενήλικες που δεν ασκούνται, αλλά μπορεί να γίνει επαρκής εάν προηγηθεί αμέσως η άσκηση42,43. Δεδομένων των βελτιώσεων που προκαλούνται από την άσκηση στο μακροπρόθεσμο χώρομνήμησε ενήλικα ποντίκια, προσπαθήσαμε να προσδιορίσουμε εάν αυτό το φαινόμενο ισχύει και κατά την εφηβεία. Όλες οι ομάδες που εκπαιδεύτηκαν για 3-λεπτά δεν εμφάνισαν σημαντική προτίμηση αντικειμένων κατά την απόκτηση OLM (Εικ. 2g, άνδρες: F(3, 27)=1.17, p=0.34, γυναίκες : F(3,24)=0.03, p=0.99). Τα καθιστικά αρσενικά και θηλυκά ποντίκια είχαν σημαντικά χαμηλότερο DIs από τα 10-λεπτά εκπαιδευμένα καθιστικά ποντίκια, υποδηλώνοντας ότι τα 3-ελάχιστα εκπαιδευμένα, μη ασκούμενα ποντίκια έφηβοι (P42) δεν σχηματίζουν ισχυρά μακροχρόνιαμνήμηγια τη θέση αντικειμένου (μη ζευγαρωμένα τεστ t, αρσενικά: t(14)=4.73, p=0.{{20}}003; γυναίκες: t(16) {{ 7}}.90, σ=0.01). Οι συγκρίσεις της αντίστοιχης δοκιμής OLM DI με την απόκτηση DI αποκάλυψαν ότι οποιαδήποτε έκθεση σε άσκηση πρώιμης ζωής σε αρσενικά ποντίκια οδηγεί σε σημαντική προτίμηση νέας θέσης αντικειμένου κατά τη διάρκεια της δοκιμής, ενώ στα θηλυκά ποντίκια, μόνο οι ομάδες juv ELE και juv-adol ELE είχαν σημαντική προτίμηση αντικειμένου κατά τη διάρκεια της δοκιμής σε σύγκριση με την προπόνηση (Εικ. 2h; αρσενικά: όχι ELE: p=0.18; juv-adol ELE: p=0.0002; juv ELE: p <0,0001; adol="" ele="" :="" p="0.03·" γυναίκες:="" όχι="" ele:="" p="0.15·" juv-adol="" ele:="" p="0.002·" juv="" ele:="" p="">< 0,0001·="" adol="" ele:="" p="" {="" {31}}.47).="" κατά="" τη="" σύγκριση="" κάθε="" ομάδας="" άσκησης="" με="" καθιστικούς="" ελέγχους,="" τα="" αρσενικά="" ποντίκια="" που="" υποβλήθηκαν="" σε="" άσκηση="" κατά="" τη="" διάρκεια="" της="" νεανικής="" περιόδου="" (juv="" ele="" και="" juv-adol="" ele)="" έδειξαν="" έντονη="" προτίμηση="" για="" νέα="" θέση="" αντικειμένου="" όταν="" εκπαιδεύτηκαν="" για="" 3-λεπτά="" (εικ.="" 2h;="" f(3,="" 27)="7.78," p="0.0007;" no="" ele="" vs="" juv-adol="" ele:="" p="0.009;" no="" ele="" vs="" juv="" ele:="" p="" {{46="" }}.001)="" ενώ="" τα="" ποντίκια="" adol="" ele="" όχι="" (no="" ele="" vs="" adol="" ele:="" p="0.84)." στα="" θηλυκά,="" μόνο="" η="" ομάδα="" juv="" ele="" είχε="" σημαντικά="" μεγαλύτερη="" προτίμηση="" για="" τη="" θέση="" νέου="" αντικειμένου="" σε="" σύγκριση="" με="" τους="" καθιστικούς="" μάρτυρες="" (εικ.="" 2h;="" f(3,22)="5.23," p="0.007;" όχι="" ele="" vs="" juv="" ele:="" p="0.01·" no="" ele="" vs="" juv-adol="" ele:="" p="0.38·" no="" ele="" vs="" adol="" ele:="" p="0.92)." όλες="" οι="" ομάδες="" 3-λεπτών="" εκπαιδευμένων="" ποντικών="" πέρασαν="" παρόμοιους="" χρόνους="" εξερευνώντας="" αντικείμενα="" κατά="" τη="" διάρκεια="" της="" δοκιμής="" olm="" (εικ.="" 2i;="" αρσενικά:="" f(3,27)="0.16," p="0.92," θηλυκά="" :="" f(3,22)="0.39," p="">

Τέλος, πραγματοποιήθηκε μια τριμερής ANOVA για τον προσδιορισμό της επίδρασης και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ όλων των ονομαστικών μεταβλητών στα DIs κάθε ομάδας, συμπεριλαμβανομένου του φύλου ως βιολογικής μεταβλητής (σύνολο τριών ονομαστικών μεταβλητών: διάρκεια εκπαίδευσης OLM, ομάδα ELE και φύλο. μετρήσιμη μεταβλητή: DI). Κάθε μεμονωμένη μεταβλητή ήταν μια σημαντική πηγή παραλλαγής (διάρκεια εκπαίδευσης OLM: F(1,102)=13.23, p=0.0004; φύλο: F(1.102)=4.74, p=0.03· ομάδα ELE: F(3.102)=4.42, p=0.006). Υπήρξε σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ της διάρκειας της εκπαίδευσης και της ομάδας ELE, υποστηριζόμενη από προηγούμενες αναλύσεις (p < 0,0001).="" ωστόσο,="" δεν="" υπήρχαν="" άλλες="" σημαντικές="" αλληλεπιδράσεις="" (ομάδα="" ele="" x="" φύλο,="" διάρκεια="" προπόνησης="" x="" φύλο,="" ομάδα="" ele="" x="" διάρκεια="" εκπαίδευσης="" x="" φύλο:="" όλες="" με="" p=""> 0,05). Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι και στα δύο φύλα, η άσκηση που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης νεανικής αναπτυξιακής περιόδου (P21-27) είναι επαρκής για τη μακροπρόθεσμη ενίσχυσημνήμηγια μια δοκιμή απόκτησης OLM που είναι συνήθως ανεπαρκής για τη μακροπρόθεσμη μνήμη σε καθιστικούς μάρτυρες και τη δυνατότητα μακροχρόνιας επαγόμενης από το juv ELEμνήμηυπάρχει τουλάχιστον 2 εβδομάδες μετά τη λήξη της περιόδου άσκησης των νέων.

Η συναπτική πλαστικότητα και η διεγερσιμότητα του ιππόκαμπου στο CA1 διαμορφώνονται σε αρσενικά ποντίκια μετά από άσκηση πρώιμης ζωής. Προηγούμενες μελέτες το έχουν επιβεβαιώσειμνήμηγια τη θέση του αντικειμένου απαιτείται ένας άθικτος, λειτουργικός ραχιαίος ιππόκαμπος46. Επομένως, η συναπτική πλαστικότητα εξετάστηκε στην παράπλευρη οδό CA3-CA1 Schafer του ιππόκαμπου σε ποντίκια με καθιστική ζωή και ELE, για να ελεγχθεί η υπόθεση ότι η ELE οδηγεί επίσης σε ενίσχυση της συναπτικής δύναμης στην ίδια περιοχή που εμπλέκεται σεμνήμηαπόδοση μετά γιουβ και γιουβ-Αντόλ ΕΛΕ. Πραγματοποιήθηκαν μελέτες μακροπρόθεσμης ενίσχυσης (LTP) σε οξείες τομές ιππόκαμπου από νεαρά, εφήβους και νεανικά-έφηβους ποντικούς ELE. Μόνο αρσενικά ποντίκια χρησιμοποιήθηκαν σε ηλεκτροφυσιολογικές μελέτες. Τα ποντίκια θυσιάστηκαν μεταξύ P42-P51. Το LTP προκλήθηκε με ένα μόνο συρμό 5 ριπών θήτα στις παράπλευρες εισόδους Schafer και τα διεγερτικά μετασυναπτικά δυναμικά εξωκυττάριου πεδίου (fEPSPs) καταγράφηκαν από κορυφαίους δενδρίτες του CA1b. Το LTP αυξήθηκε σημαντικά σε ποντικούς juv-Adol ELE αλλά όχι στις ομάδες juv ELE ή adol ELE (Εικ. 3a; F(3,42)=7.20, p=0.0005). Το ενισχυμένο LTP στην ομάδα juv-Adol ELE διατηρήθηκε για 50-60 λεπτά μετά το TBS (Εικ. 3b, σε σύγκριση με την καθιστική ζωή: p=0.0006). Αυτό το εύρημα είναι σύμφωνο με προηγούμενες μελέτες που έδειξαν ότι μια εβδομάδα εθελοντικής σωματικής δραστηριότητας είναι συνήθως μια ανεπαρκής διάρκεια άσκησης για την αύξηση του LTP σε ενήλικα τρωκτικά (ειδικά στην οδοντωτή έλικα10).

Οι καμπύλες εισόδου/εξόδου δημιουργήθηκαν καταγράφοντας κλίσεις fEPSP ως απόκριση σε αυξανόμενες εντάσεις ερεθισμάτων προκειμένου να ελεγχθεί η υπόθεση ότι το ELE μπορεί να ενισχύσει τη συναπτική μετάδοση του ιππόκαμπου. Η σχέση εισόδου/εξόδου για το fEPSP έναντι της έντασης του ερεθίσματος (ρεύμα) αποκάλυψε ένα κύριο αποτέλεσμα της ομάδας ELE (Εικ. 3c; F(3,38)=5.93, p=0.{{ 12}}02), επίδραση της έντασης του ερεθίσματος (F(9,342) {{10}}.3, p < 0.0001)="" και="" σημαντική="" αλληλεπίδραση="" (f(27,342)="5.08," p=""><0,0001). η="" εκ="" των="" υστέρων="" ανάλυση="" αποκάλυψε="" ενισχυμένες="" κλίσεις="" fepsp="" στις="" ομάδες="" juv="" ele="" και="" juv-adol="" ele="" σε="" σύγκριση="" με="" τους="" ελέγχους,="" που="" παρατηρούνται="" μόνο="" στις="" υψηλότερες="" εντάσεις="" ερεθίσματος="" (μεταξύ="" 7-10="" (x10)="" ua,="" p="">< 0,05).="" επιπρόσθετα,="" τα="" πλάτη="" προσαγωγών="" βόλεϊ="" (τα="" οποία="" θεωρείται="" ότι="" αντιπροσωπεύουν="" προσυναπτικές="" φυσιολογικές="" αποκρίσεις="" εντός="" της="" τομής)="" σχεδιάστηκαν="" επίσης="" έναντι="" της="" έντασης="" του="" ερεθίσματος="" και="" κατέδειξαν="" και="" πάλι="" τα="" κύρια="" αποτελέσματα="" της="" ομάδας="" ele="" (εικ.="" 3δ,="" f(3,420)="34.07" ,="" p="">< 0,0001),="" κύρια="" επίδραση="" της="" έντασης="" του="" ερεθίσματος="" (f(9.420)="148.2," p=""><0.0001) και="" σημαντική="" αλληλεπίδραση="" (f(27.420)="2.02," p="" {{44}="" }.002).="" για="" να="" αξιολογήσουμε="" τη="" σχέση="" μεταξύ="" της="" κλίσης="" του="" fepsp="" και="" του="" αντίστοιχου="" πλάτους="" προσυναπτικού="" fber="" volley,="" σχεδιάσαμε="" αυτές="" τις="" τιμές="" μεταξύ="" τους="" και="" πραγματοποιήσαμε="" μια="" γραμμική="">

Εικόνα 3. Η πρώιμη άσκηση ενισχύει τη συναπτική πλαστικότητα του ιππόκαμπου στο CA1. (α) Φέτες ιππόκαμπου από ποντίκια που υποβλήθηκαν σε άσκηση 3 εβδομάδων (just-adol ELE) είχαν σημαντική αύξηση στο LTP ως απόκριση στη διέγερση θήτα έκρηξης (TBS) σε σύγκριση με τους καθιστικούς μάρτυρες, 1-εβδομαδιαία άσκηση σε νεαρά ποντίκια κατά τη διάρκεια P21–27 (juv ELE) και 1-εβδομαδιαία άσκηση σε έφηβους ποντικούς κατά τη διάρκεια P35–41 (Adol ELE). (β) Αυτή η ενισχυμένη ενίσχυση στις φέτες ELE juv-Adol διατηρήθηκε 50–60 λεπτά μετά το TBS. (γ) Η καμπύλη I/O που σχεδιάζει την κλίση EPSP έναντι του ρεύματος που δημιουργείται στις εξασφαλίσεις Schafer έδειξε σημαντική αύξηση στις κλίσεις fEPSP τόσο στο juv ELE όσο και στο juv-Adol ELE σε σύγκριση με το adol ELE και τους καθιστικούς ελέγχους. (δ) Η καμπύλη I/O που σχεδιάζει την κλίση EPSP έναντι των προσυναπτικών βολέ ινών δείχνει επίσης μια σημαντική επίδραση της άσκησης πρώιμης ζωής στο πλάτος του βόλεϊ με ίνες σε σύγκριση με τους καθιστικούς μάρτυρες. (ε) Καμπύλη I/O που απεικονίζει τη σχέση μεταξύ του πλάτους του βολέ ινών και της κλίσης EPSP. (στ) Δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των ομάδων μετά από διευκόλυνση ζευγαρωμένων παλμών. ***p Μικρότερο ή ίσο με 0,005.

ανάλυση (Εικ. 3ε). Αυτή η ανάλυση δεν αποκάλυψε καμία αλλαγή στη σχέση πλάτους βόλεϊ ινών – κλίσης fEPSP στην ομάδα juv ELE σε σύγκριση με τον έλεγχο (p > 0.05), αλλά υπήρχε σημαντική διαφορά στο juv-Adol ELE. (p=0.002) και ομάδες Adol ELE (p < 0,0001).="" πειράματα="" διευκόλυνσης="" ζευγαρωμένων="" παλμών="" πραγματοποιήθηκαν="" επίσης="" για="" να="" διερευνηθεί="" η="" προσυναπτική="" λειτουργία.="" το="" tese="" δεν="" έδειξε="" διαφορά="" μεταξύ="" των="" ομάδων="" (εικ.="" 3f;="" f(3,41)="1.75," p="0.171)." συνολικά,="" αυτά="" τα="" δεδομένα="" υποδηλώνουν="" σημαντική="" επίδραση="" του="" ele="" στην="" ενίσχυση="" της="" μακροπρόθεσμης="" ενίσχυσης="" του="" ιππόκαμπου.="" αν="" και="" αυτό="" το="" εύρημα="" έρχεται="" σε="" αντίθεση="" με="" τα="" δεδομένα="" σε="" ενήλικα="" ποντίκια="" που="" δείχνουν="" έλλειψη="" ενίσχυσης="" στην="" ca1-ltp="" μετά="" το="" χρόνιο="" εκούσιο="" τρέξιμο="" με="" τροχό9,="" μπορεί="" να="" συνεπάγεται="" μια="" συγκεκριμένη,="" 1-εβδομαδιαία="" περίοδο="" νεανικής="" άσκησης="" που="" μπορεί="" να="" οδηγήσει="" σε="" διαρκή="" αλλαγές="" στη="" λειτουργία="" και="" την="" πλαστικότητα="" του="" κυκλώματος="" ca1="" του="">

Συζήτηση

Σχεδιάσαμε με επιτυχία ένα μοντέλο ποντικού εθελοντικής άσκησης πρώιμης ζωής για την αξιολόγηση της εξαρτώμενης από τον ιππόκαμπομνήμηκαι συναπτική πλαστικότητα κατά τη μεταγεννητική ανάπτυξη. Στόχος μας ήταν να διερευνήσουμε την πιθανότητα ότι η σωματική άσκηση κατά την πρώιμη ζωή μπορεί να οδηγήσει σε διαρκή οφέλη στη λειτουργία του ιππόκαμπου. Για τον σκοπό αυτό, το μοντέλο μας σχεδιάστηκε για να στοχεύει σε πρώιμες περιόδους ωρίμανσης του ιππόκαμπου για να αποκαλύψει χρονικά ειδικούς κυτταρικούς και μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται μοναδικά από την άσκηση πρώιμης ζωής. Αυτός ο πειραματικός σχεδιασμός μας επέτρεψε να ελέγξουμε την υπόθεση ότι η νεανική άσκηση για μία εβδομάδα (P21-27) είναι αρκετή για να επηρεάσει τη λειτουργία του ιππόκαμπου με διαρκή τρόπο. Ανακαλύψαμε ότι η άσκηση για την 4η -6η μεταγεννητική εβδομάδα (juv-Adol ELE), καθώς και μια μικρότερη εμπειρία άσκησης μόνο κατά τη διάρκεια της 4ης μεταγεννητικής εβδομάδας (juv ELE) επιτρέπουν την εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο χωρικόμνήμησχηματισμός σε αρσενικά ποντίκια. Αυτό δεν ίσχυε για ποντίκια που ασκούνταν μόνο κατά τη διάρκεια της 6ης μεταγεννητικής εβδομάδας (adol ELE), υποδηλώνοντας ότι η 4η μεταγεννητική εβδομάδα ανάπτυξης ήταν ιδιαίτερα ευαίσθητη στην εμπειρία άσκησης σχετικά με την ενεργοποίηση της μακροπρόθεσμης λειτουργίας μνήμης με διαρκή τρόπο. Το CA1-Το LTP αυξήθηκε σημαντικά σε ποντίκια που ασκήθηκαν για 3-εβδομάδες, αλλά δεν ενισχύθηκε περαιτέρω στους 1-εβδομαδιαίους εφήβους ούτε σε 1-εβδομαδιαίες εφήβους που ασκούνταν σε σύγκριση με τους μάρτυρες που έκαναν καθιστική ζωή. Ένα ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι οι ιδιότητες που αντανακλούν τη διεγερσιμότητα του ιππόκαμπου (καμπύλες I/O) διαμορφώθηκαν σημαντικά και στις δύο ομάδες ποντικών που ασκήθηκαν κατά την 4η μεταγεννητική εβδομάδα. Επιπλέον, αυτές οι αλλαγές διήρκεσαν για τουλάχιστον 2 εβδομάδες στην ομάδα juv ELE. Αυτό το αποτέλεσμα αντιστοιχούσε με τη διαρκή επίδραση του juv ELE στην ενίσχυση της λειτουργίας μνήμης στο OLM, η οποία επίσης αποδείχθηκε δύο εβδομάδες μετά τη διακοπή της άσκησης. Από ό,τι γνωρίζουμε, αυτό το εύρημα δεν έχει προηγουμένως δοκιμαστεί ή περιγραφεί σε άλλα υπάρχοντα μοντέλα πρώιμης ζωής τρωκτικών ή άσκησης ενηλίκων.

Όλα τα ποντίκια που ασκήθηκαν κατά τη διάρκεια της νεανικής περιόδου σχηματίστηκαν μακροπρόθεσμαμνήμηενός μαθησιακού γεγονότος που είναι συνήθως υποκατώφλι για μακροπρόθεσμομνήμησχηματισμός45. Πιο συγκεκριμένα, η επίδραση του juv ELE στον σχηματισμό μακροπρόθεσμης μνήμης παρέμεινε τόσο σε αρσενικά όσο και σε θηλυκά ποντίκια. Τα δεδομένα μας από την ομάδα juv-adol ELE συμφωνούν με προηγούμενες εργασίες που αποδεικνύουν ότι σε ενήλικα αρσενικά ποντίκια, το εθελοντικό τρέξιμο τροχού για 3-εβδομάδες ενεργοποιήθηκεμνήμηστο ίδιο εξαρτώμενο από τον ιππόκαμπο παράδειγμα OLM42. Σε αυτή τη μελέτη, η χορήγηση του αναστολέα της αποακετυλάσης ιστόνης (HDAC) βουτυρικό νάτριο (NaB) παρήγαγε αποτελέσματα παρόμοια με την άσκηση στηνμνήμηκαι διατήρησε βελτιώσεις μνήμης για μεγαλύτερη διάρκεια από την άσκηση. Επιπλέον, τόσο η άσκηση όσο και η θεραπεία με NaB συσχετίστηκαν με αυξημένη έκφραση του BDNF καθώς και με εμπλουτισμένη ακετυλίωση του προαγωγέα BDNF H4K8 (δείκτης μεταγραφικής ενεργοποίησης42,47). Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η άσκηση δίνει τη δυνατότηταμνήμησχηματισμός με τροποποίηση της δομής της χρωματίνης, ενδεχομένως για να επιτρέψει τη μεταγραφική ενεργοποίηση των γονιδίων που απαιτούνται για την επαγόμενη από την άσκηση πλαστικότητα και το σχηματισμό μακροπρόθεσμης μνήμης. Προηγούμενη εργασία αναφέρθηκε σε αυτή την έννοια ως «μοριακή μνήμη» της άσκησης17,43,48. Στους Abel και Rissman18, 1-εβδομάδα άσκησης των εφήβων (P46–52) προκάλεσε αρκετά γονίδια του ιππόκαμπου που σχετίζονται με τη συναπτική πλαστικότητα και τη σηματοδότηση των κυττάρων (συμπεριλαμβανομένων των Bdnf, Cbln1, Syn1 και Syp), αυξημένη παγκόσμια ακετυλίωση H3 και πτώση- ρύθμισε πολλά γονίδια HDAC9. Δεδομένου του κρίσιμου ρόλου των μηχανισμών τροποποίησης ιστόνης σεμνήμηκαι συναπτική πλαστικότητα49,50 και το νέο μας εύρημα ότι η νεανική άσκηση μπορεί να οδηγήσει σε επίμονες επιπτώσεις στηνμνήμηλειτουργία, μια μελλοντική κατεύθυνση θα είναι να αξιολογηθεί εάν υπάρχει υποκείμενη εμμονή των τροποποιήσεων της χρωματίνης που μπορούν να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των μακροπρόθεσμωνμνήμησχηματισμός afer ELE.

Πρόσφατα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η άσκηση για ενήλικες μπορεί να ενεργοποιηθεί επίμοναμνήμηλειτουργία μετά από μια σύντομη άσκηση επανέκθεση43. Χρησιμοποιώντας το ίδιο παράδειγμα απόκτησης OLM που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη, απαιτήθηκαν τουλάχιστον δύο εβδομάδες εθελοντικής άσκησης γιαμνήμηβελτιώσεις για να διατηρηθούν. Επίσης, αυτές οι βελτιώσεις μνήμης παρέμειναν για περίπου τρεις ημέρες μετά την επιστροφή στην καθιστική δραστηριότητα. Σε ποντίκια 2 εβδομάδων που ασκήθηκαν, δόθηκε μια επιπλέον "άσκηση επανενεργοποίησης" 2 ημερών (συνήθως ανεπαρκής για τη βελτίωση της απόδοσης OLM) εντός ενός συγκεκριμένου χρονικού παραθύρου (επτά ημέρες, αλλά όχι 14 ημέρες, μετά την επιστροφή στην καθιστική δραστηριότητα) που θα μπορούσε να βελτιώσει εκ νέου την απόδοση της μνήμης στο OLM43. Αυτή η μελέτη, η οποία ελήφθη με τα τρέχοντα ευρήματά μας, υπογραμμίζει ότι ο χρόνος και η διάρκεια της άσκησης μπορεί να έχουν διαφορετικές επιπτώσεις στην απόδοση της μνήμης και μπορεί να αποκαλύψει νέους νευροβιολογικούς μηχανισμούς στους οποίους βασίζεται η εμμονή των επιδράσεων των ασκήσεων στη μνήμη42.

Το OLM απαιτεί έναν άθικτο ραχιαίο ιππόκαμπο46. Η ενεργοποιημένη απόδοση OLM σε ποντίκια juv-Adol ELE συμπληρώνει το εύρημα μας για ενισχυμένο CA1-LTP σε αυτά τα ποντίκια. Μελέτες που επικεντρώνονται στις επιδράσεις της άσκησης στο LTP στο CA1 του ιππόκαμπου είναι σχετικά υποεκπροσωπούμενες στη βιβλιογραφία, καθώς η χρηματοδότηση ότι το LTP παρέμεινε αμετάβλητο μετά το χρόνιο εθελοντικό τρέξιμο του τροχού σε ενήλικες αρουραίους9,10, αλλά η άσκηση μπορεί να σώσει τις βλάβες CA1-LTP στην ρυθμίσεις άγχους13 ή στέρησης ύπνου14. Σε αυτή τη μελέτη, το LTP ενισχύθηκε μετά τη διέγερση θήτα στην ομάδα των ζώων που υποβλήθηκαν σε άσκηση τριών εβδομάδων (μόνο-adol ELE), αλλά όχι σε εκείνα τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε άσκηση μίας εβδομάδας (μόνο ομάδες ELE και Adol ELE, Εικ. 3α). Αυτό υποδηλώνει ότι κατά τη διάρκεια της νεανικής και της εφηβικής περιόδου, οι βελτιώσεις της LTP μετά το ELE μπορεί να απαιτούν μακροχρόνια (μεγαλύτερη από 1-) εβδομάδα έκθεση στην άσκηση, η οποία είχε προταθεί στο παρελθόν9. Το LTP θεωρείται ότι είναι ο κυτταρικός συσχετισμός μάθησης και μνήμης51. Η διέγερση έκρηξης Teta ήταν το επιλεγμένο μας πρωτόκολλο επαγωγής LTP, επειδή αυτή η μορφή LTP εξαρτάται από το BDNF52,53 και μιμείται δυνητικά τα πρότυπα πυροδότησης κυκλώματος που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της μάθησης σε τρωκτικά54 και ανθρώπους55. Αυτή η μελέτη παρουσιάζει επίσης το νέο εύρημα ότι η διεγερσιμότητα του ιππόκαμπου αυξήθηκε επίμονα μετά από ELE, όπως επιβεβαιώθηκε σε ενισχυμένες κλίσεις fEPSP και πλάτη βόλεϊ ινών με αυξανόμενη ένταση ερεθίσματος τόσο στις ομάδες juv ELE όσο και στις ομάδες juv-Adol ELE. Περαιτέρω πειράματα που χαρακτηρίζουν τις ηλεκτροφυσιολογικές ιδιότητες του δικτύου του ιππόκαμπου μετά την άσκηση των ανηλίκων, ιδιαίτερα όταν ελέγχονται καλά μετά το τέλος της εμπειρίας άσκησης, θα ρίξουν φως στο πώς η συναπτική λειτουργία του ιππόκαμπου μπορεί να αλλάξει με διαρκή τρόπο.

Το ELE έχει παρόμοιες επιδράσεις στην απόδοση OLM σε γυναίκες στην ομάδα juv ELE (αλλά όχι στην ομάδα juv-Adol ELE) σε σύγκριση με τους μάρτυρες που έκαναν καθιστική ζωή. Γενικά, η εθελοντική αερόβια σωματική δραστηριότητα τόσο σε αρσενικά όσο και σε θηλυκά τρωκτικά κατά την ενηλικίωση παράγει παρόμοια οφέλη σε εξαρτώμενα από τον ιππόκαμπομνήμηεργασίες56. Παρόλο που έχει αποδειχθεί καλά ότι το BDNF είναι ένας από τους βασικούς μεσολαβητές που διευκολύνουν τις επιδράσεις της άσκησης στη λειτουργία του ιππόκαμπου σε αρσενικά ποντίκια57, μπορεί να υπάρχουν εξαρτώμενες από το φύλο παραλλαγές στις παραλλαγές ματίσματος του BDNF μετά τον επηρεασμό της άσκησηςμνήμηαπόδοση58. Τα οιστρογόνα έχει αποδειχθεί ότι ρυθμίζουν τη δομική πλαστικότητα στον ιππόκαμπο59 και μπορούν να ενισχύσουν τον ιππόκαμπομνήμημέσω BDNF60. Στην τρέχουσα μελέτη, οι έφηβες γυναίκες δεν ελέγχθηκαν επίσημα για το στάδιο του οίστρου, αλλά θα μπορούσαν να βρίσκονταν σε διαφορετικά στάδια του κύκλου κατά τη στιγμή του ELE ή του τεστ μνήμης, επηρεάζοντας έτσι τουςμνήμηαπόδοση 61,62.

Σε αυτή τη μελέτη, τόσο τα αρσενικά όσο και τα θηλυκά ποντίκια τρέχουν παρόμοιες αθροιστικές αποστάσεις ανεξάρτητα από το χρόνο άσκησης. Τα ενήλικα θηλυκά ποντίκια συνήθως τρέχουν μεγαλύτερες αποστάσεις από τα αρσενικά σε εθελοντικά παραδείγματα τροχών κύλισης63 και επιδράσεις του οίστρου στο τρέξιμο64. Η έλλειψη διαφορών μεταξύ των φύλων στο τρέξιμο απόστασης μπορεί να οφείλεται στα αποτελέσματα της κοόρτης της φάσης του οίστρου. Ένα άλλο ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι τα θηλυκά ποντίκια γραφικής ύλης (sta) κέρδισαν περισσότερο βάρος από τα ποντίκια που έκαναν καθιστική ζωή ή ασκούνταν κατά την εφηβική περίοδο (Εικ. 1β), κάτι που θα μπορούσε να αντικατοπτρίζει τις προσαρμογές των σκελετικών μυών από την αναρρίχηση στον τροχό. Απαιτούνται περισσότερες μελέτες για τον χαρακτηρισμό των φυσιολογικών προσαρμογών στο ELE σε αρσενικά και θηλυκά ποντίκια και κατά πόσον επηρεάζουν μακροπρόθεσμα αποτελέσματα στις συμπεριφορές άσκησης (κίνητρο για άσκηση ή τα ανταποδοτικά αποτελέσματα της άσκησης) καιμνήμηλειτουργίες.

Συνοπτικά, είναι ευρέως γνωστό ότι η άσκηση είναι ένας πολύ ισχυρός, θετικός ρυθμιστής της γνωστικής λειτουργίας στους ενήλικες. Ωστόσο, παράμετροι άσκησης για βέλτιστη γνωστική ανάπτυξη σε τυπικά αναπτυσσόμενα παιδιά, καθώς και σε παιδιά με γνωστικά προβλήματα, δεν υπάρχουν επί του παρόντος. Επιπλέον, ο τρόπος με τον οποίο η άσκηση στην πρώιμη ζωή μπορεί να συμβάλει στις γνωστικές λειτουργίες της μετέπειτα ζωής και οι μοριακοί μηχανισμοί που είναι υπεύθυνοι για τις επίμονες επιδράσεις του ELE, είναι ένας τομέας έρευνας έτοιμος για περαιτέρω εξερεύνηση19. Λόγω της έλλειψης προκλινικών και κλινικών δεδομένων σχετικά με το θέμα, οι οδηγίες για την άσκηση για παιδιά είναι επί του παρόντος ασαφείς65. Εάν τα ευρήματα αυτής της μελέτης σχετίζονται με τους ανθρώπους, υποδηλώνουν μια μόνιμη επίδραση του ELE στη μάθηση καιμνήμηλειτουργίες. Μια μηχανιστική κατανόηση του ELE μπορεί να αξιοποιηθεί για την ενημέρωση των παρεμβάσεων που βασίζονται στην άσκηση για τη βελτίωση και τη διατήρηση των γνωστικών λειτουργιών καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής των παιδιών.