Η προηγούμενη εκμάθηση σχετικών μη ανατρεπτικών πληροφοριών είναι μια οριακή συνθήκη για την αποφυγή Επανενοποίηση της μνήμης στον ιππόκαμπο του αρουραίου

Για περισσότερες πληροφορίες:ali.ma@wecistanche.com

Οι επαναδραστηριοποιημένες μνήμες μπορούν να τροποποιηθούν κατά τη διάρκεια της επανασύνδεσης, καθιστώντας αυτή τη διαδικασία πιθανό θεραπευτικό στόχο για τη διαταραχή μετατραυματικού στρες (PTSD), μια ψυχική ασθένεια που χαρακτηρίζεται από την επαναλαμβανόμενη αποφυγή καταστάσεων που προκαλούν φόβους που σχετίζονται με τραύματα. Ωστόσο, αποφυγήμνήμηΗ επανενοποίηση εξαρτάται από ένα σύνολο ακόμη χαλαρά καθορισμένων οριακών συνθηκών, που περιορίζουν τη μεταφραστική αξία της βασικής έρευνας. Ειδικότερα, η εμπλοκή του ιππόκαμπου στην αποφυγή με κίνητρο φόβουμνήμηη επανενοποίηση παραμένει αμφιλεγόμενη. Συνδυάζοντας συμπεριφορικές και ηλεκτροφυσιολογικές αναλύσεις σε αρσενικούς αρουραίους Wistar, διαπιστώσαμε ότι η προηγούμενη εκμάθηση σχετικών μη αποτρεπτικών πληροφοριών είναι απαραίτητη για να προκληθεί η συμμετοχή του ιππόκαμπου στην αποφυγήμνήμηεπανασύνδεση, η οποία σχετίζεται με αύξηση της ισχύος θήτα και γάμμα ταλάντωσης και σύζευξης διασταυρούμενης συχνότητας στο ραχιαίο CA1 κατά την επανενεργοποίηση της απόκρισης αποφυγής. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι εμπλέκεται ο ιππόκαμποςμνήμηεπανασύνδεση μόνο όταν η επανενεργοποίηση έχει ως αποτέλεσμα αντιφατικές αναπαραστάσεις σχετικά με τις συνέπειες της αποφυγής και υποδηλώνει ότι η ισχυρή φωλεοποίηση των ρυθμών θήτα-γάμα του ιππόκαμπου κατά τη στιγμή της ανάκτησης είναι ένας συγκεκριμένος δείκτης επανασύνδεσης.

Λέξεις-κλειδιά: αποφυγή; φόβος; γάμμα-ταλαντώσεις; ιππόκαμπος; επανενοποίηση· θήτα-ταλαντώσεις

XAndressa Radiske,* Maria Carolina Gonzalez,* Sergio A. Conde-Ocazionez, XAnatildes Feitosa, Cristiano A. Ko¨hler, Lia R. Bevilaqua και XMartín Cammarota

Εργαστήριο Ερευνών Μνήμης, Ινστιτούτο Εγκεφάλου, Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο του Rio Grande do Norte, RN 59056-450 Natal, Βραζιλία

Δήλωση Σημασίας

Η διαταραχή μετατραυματικού στρες (PTSD) χαρακτηρίζεται από δυσπροσαρμοστικές αντιδράσεις αποφυγής σε ερεθίσματα ή συμπεριφορές που αντιπροσωπεύουν ομοιότητα με κάποια πτυχή της ατραυματικής εμπειρίας. Η διακοπή της ενοποίησης, η διαδικασία με την οποία οι επανενεργοποιημένες μνήμες γίνονται ευαίσθητες σε τροποποιήσεις, είναι μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη θεραπεία ασθενών με PTSD. Ωστόσο, πολλά από αυτά που είναι γνωστά για την αποφυγή με κίνητρο φόβουμνήμηΗ επανενοποίηση προέρχεται από μελέτες που βασίζονται στην προετοιμασία του φόβου αντί σε παραδείγματα αποφυγής-μάθησης. Χρησιμοποιώντας μια εργασία ανασταλτικής αποφυγής σταδιακής αποφυγής σε αρουραίους, διαπιστώσαμε ότι ο ιππόκαμπος εμπλέκεται σεμνήμηεπανασύνδεση μόνο όταν τα ζώα απέκτησαν την απόκριση αποφυγής σε ένα περιβάλλον που είχαν προηγουμένως μάθει ως ασφαλές και έδειξαν ότι η αυξημένη σύζευξη θήτα και ταλάντωσης γάμμα κατά την επανενεργοποίηση είναι μια ηλεκτροφυσιολογική υπογραφή αυτής της διαδικασίας.

Εισαγωγή

Η αποφυγή είναι μια συνήθης αμυντική συμπεριφορά που αποσκοπεί στην αποφυγή δυσάρεστων ή φοβικών καταστάσεων. Ωστόσο, σε ασθενείς με διαταραχή μετατραυματικού στρες (PTSD), η αποφυγή συναισθημάτων, σκέψεων και ερεθισμάτων που συμβολίζουν ή μοιάζουν με τραυματικά γεγονότα είναι οξυμένη και δυσανάλογη. Η επανενεργοποίηση μπορεί να καταστήσει τις μνήμες παροδικά ασταθείς και, για να παραμείνουν, αυτές οι μνήμες πρέπει να υποβληθούν σε μια διαδικασία επανασταθεροποίησης που εξαρτάται από την έκφραση γονιδίων και τη σύνθεση πρωτεϊνών, η οποία αναφέρεται ως επανασύνδεση, κατά τη διάρκεια της οποίας μπορούν επίσης να ενημερωθούν ή να ενισχυθούν (Misanin et al., 1968; Spear, 1973· Lewis, 1979· Przybyslawski and Sara, 1997· Nader et al., 2000, Haubrich and Nader, 2016). Ως εκ τούτου, έχει προταθεί ότι οι θεραπευτικές παρεμβάσεις που βασίζονται στην παρέμβαση της ανασυγκρότησης της μνήμης αποφυγής με κίνητρο φόβου μπορεί να βοηθήσουν τους ασθενείς με PTSD να επαναπροσδιορίσουν τις παρεμβατικές αναμνήσεις και να αντιμετωπίσουν το άγχος (Schwabe et al., 2014; Dunbar and Taylor, 2017). Ωστόσο, ίσως επειδή ο εξαρτημένος φόβος έχει συσχετιστεί εδώ και πολύ καιρό με την ενίσχυση των απαντήσεων αποφυγής που προκαλούνται από φόβο (Mowrer and Lamoreaux, 1946· Miller, 1948), οι περισσότερες μελέτες σχετικά με τη συνάφεια της επανένωσης για τη θεραπεία διαταραχών που σχετίζονται με το στρες έχουν πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας Παραδείγματα μάθησης που προκαλούν φόβο (Johansen et al., 2011; Reichelt and Lee, 2013). Ωστόσο, υπάρχουν σημαντικές νευροανατομικές και νευροχημικές διαφορές μεταξύ της προετοιμασίας του φόβου και της επεξεργασίας της μνήμης αποφυγής με κίνητρο φόβου (Wilensky et al., 2000; Tinsley et al., 2004; Alberini, 2005) και αρκετές αναφορές έχουν ξεκάθαρα διαχωρίσει την αποφυγή που προκαλείται από το φόβο. έκφραση εξαρτημένου φόβου (Riccio και Silvestri, 1973· Overmier και Brackbill, 1977· Mineka, 1979). Στην πραγματικότητα, υπάρχει ανεπάρκεια πληροφοριών σχετικά με τις συνθήκες συμπεριφοράς που περιορίζουν την επανενοποίηση της αποφυγής που προκαλείται από το φόβο και τις φυσιολογικές ιδιότητες που διακρίνουν αυτή τη διαδικασία από άλλα φαινόμενα που εξαρτώνται από την επανενεργοποίηση της μνήμης.

Κάντε κλικ στη δόση Cistanche tubulosa για μνήμη

Συγκεκριμένα, ο ρόλος του ιππόκαμπου, ο οποίος είναι καλά τεκμηριωμένος στην ανασυγκρότηση της μνήμης που ρυθμίζει τον φόβο (de Oliveira Alvares et al., 2008; Besnard et al., 2013; Ishikawa et al., 2016), παραμένει ασαφής για την περίπτωση της αποφυγής και ορισμένες έρευνες, συμπεριλαμβανομένης της δικής μας, απέτυχαν να βρουν στοιχεία ότι η de novo πρωτεϊνική σύνθεση του ιππόκαμπου είναι απαραίτητη για την αποκατάσταση της μνήμης αποφυγής που προκαλείται από φόβο μετά την επανενεργοποίηση (Taubenfeld et al., 2001; Cammarota et al., 2004; Power et al. , 2006· Arguello et al., 2013). Μια πιθανή εξήγηση για αυτά τα αρνητικά αποτελέσματα είναι ότι η μνήμη αποφυγής δεν υφίσταται ποτέ επαναεδροποίηση, κάτι που είναι εξαιρετικά απίθανο επειδή έχει αναφερθεί ότι η συστηματική χορήγηση αναστολέων πρωτεϊνοσύνθεσης μετά από ανάκτηση μνήμης αποφυγής που προκαλείται από φόβο προκαλεί αμνησία (Taubenfeld et al., 2001). Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι η επανενεργοποίηση προκαλεί επανέδραση της μνήμης αποφυγής, αλλά ο ιππόκαμπος δεν παίζει κανένα ρόλο σε αυτή τη διαδικασία, η οποία φαίνεται επίσης απίθανη επειδή ο ιππόκαμπος είναι απαραίτητος, όχι μόνο για την εδραίωση, την ανάκτηση και την εξάλειψη της απόκρισης αποφυγής που προκαλείται από τον φόβο (Bernabeu et al., 1995· Cammarota et al., 2005· Bonini et al., 2006) αλλά και για την επανενοποίηση της μνήμης αποφυγής εξαφάνισης (Radiske et al., 2015). Αυτή η τελευταία παρατήρηση υποδηλώνει μια τρίτη υπόθεση, την οποία διερευνήσαμε σε αυτή τη μελέτη, ότι ο ιππόκαμπος εμπλέκεται σε επανασύνδεση μνήμης αποφυγής με κίνητρο φόβου μόνο όταν η επανενεργοποίηση οδηγεί σε αντιφατικές προβλέψεις σχετικά με τα πιθανά αποτελέσματα της απόκρισης αποφυγής.

Οι τροποποιήσεις στην ταλαντωτική δραστηριότητα του ιππόκαμπου συνδέονται με την επεξεργασία της μνήμης (Lisman, 2005). Ειδικότερα, οι αυξημένες αλληλεπιδράσεις θήτα-γάμα σχετίζονται με την ανάκτηση μνήμης (Gruber et al., 2004· Montgomery and Buzsaki, 2007) και αυτές οι ταλαντώσεις χρησιμεύουν για τον υπολογισμό των σημάτων αβεβαιότητας (Garrido et al., 2015) και για τη διάκριση μεταξύ σωστών και λανθασμένων αποκρίσεις (Sederberg et al., 2007), οι οποίες όλες έχουν συσχετιστεί με κάποια πτυχή της επανασύνδεσης της μνήμης σε διάφορα παρασκευάσματα (Ferna'ndez et al., 2016).

Ως εκ τούτου, υποθέσαμε επίσης ότι ο ανταγωνισμός των ιχνών κατά την έναρξη της επανασύνδεσης ενισχύει τη σύζευξη θήτα-γάμα στον ιππόκαμπο. Για να ελέγξουμε αυτές τις υποθέσεις, χρησιμοποιήσαμε το παράδειγμα ανασταλτικής αποφυγής υποβάθμισης (SD-IA), μια δοκιμαστική εργασία μάθησης που εξαρτάται από τον ιππόκαμπο, κατάλληλη για τη μελέτη χρονοεξαρτώμενων αλλαγών που σχετίζονται με την ανάκτηση της μαθημένης αποφυγής σε αρουραίους.

Υλικά και μέθοδοι

Μαθήματα. Χρησιμοποιήσαμε 3-αφελείς αρσενικούς αρουραίους Wistar μηνών με βάρος 300 – 350 g για τα πειράματα. Τα ζώα στεγάστηκαν σε ομάδες των πέντε και διατηρήθηκαν σε κύκλο φωτός/σκότους 12:12 ωρών (τα φώτα αναμμένα στις 6:00 π.μ.) στις 23 μοίρες με ad libitum πρόσβαση σε τροφή και νερό. Κάναμε τα πειράματα κατά τη διάρκεια του κύκλου φωτός. Τα ζώα εκπαιδεύτηκαν και δοκιμάστηκαν μόνο μία φορά. Όλες οι διαδικασίες ακολουθούσαν τον Οδηγό του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας για τη Φροντίδα και τη Χρήση των Εργαστηριακών Ζώων και εγκρίθηκαν από την τοπική θεσμική επιτροπή δεοντολογίας (Comissa˜o de E´tica no Uso de Animais, CEUA). Τα πειράματα διεξήχθησαν τυφλά στην κατάσταση θεραπείας των ζώων.

Εμφυτεύματα σωληνίσκου και πολλαπλών ηλεκτροδίων. Εμφυτεύσαμε ζώα με {{0}}οδηγούς από ανοξείδωτο χάλυβα μετρητή που στοχεύουν στην περιοχή CA1 του ραχιαίο ιππόκαμπο (στερεοταξικές συντεταγμένες, σε χιλιοστά: προσθιοοπίσθιο, 4,2, προσθιοπλάγιο, 3.0, ραχιαία, 3.{7}}, ραχιαία, 3. .0). Έξι ζώα εμφυτεύτηκαν χρόνια με 16-συστοιχίες ηλεκτροδίων καναλιού στον αριστερό ραχιαίο ιππόκαμπο (στερεοταξικές συντεταγμένες, σε χιλιοστά: προσθιοοπίσθια, 3,6, προσθιοπλάγια, 2,4, ραχιαία, 3,6 mm) και δύο επισκληρίδιοι κοχλίες που εντοπίζονται στο τοιχωματικό έδαφος ηλεκτρόδια. Οι συστοιχίες ηλεκτροδίων κατασκευάστηκαν από 50 m αμβλείας κοπής, επικαλυμμένα με PFA, μικροσύρματα βολφραμίου (AM Microsystems) τοποθετημένα σε διάταξη 2 8 με απόσταση 250 m μεταξύ γειτονικών ηλεκτροδίων. Τα εμφυτεύματα πραγματοποιήθηκαν υπό αναισθησία κεταμίνης (80 mg/kg)/ξυλαζίνης (10 mg/kg) και, αμέσως μετά τη χειρουργική επέμβαση, τα ζώα έλαβαν μία υποδόρια δόση μελοξικάμης (0,2 mg/kg) ως αναλγητικό. Μετά τη χειρουργική επέμβαση, οι αρουραίοι με εμφυτεύματα ηλεκτροδίων στεγάστηκαν μεμονωμένα. Οι διαδικασίες συμπεριφοράς ξεκίνησαν 7–10 ημέρες μετά την επέμβαση.

Πειραματικός σχεδιασμός και στατιστική ανάλυση. Πριν από την εκπαίδευση στο SD-IA (βλ. παρακάτω), οι αρουραίοι υποβλήθηκαν σε μία από τις τρεις διαφορετικές διαδικασίες ως εξής. Τα ζώα ελέγχου υποβλήθηκαν σε χειρισμό για 5 λεπτά/ημέρα κατά τη διάρκεια 5 ημερών (ομάδα ελέγχου). Τα ζώα της ομάδας ανοιχτού πεδίου (OF) είχαν τη δυνατότητα να εξερευνήσουν μια αρένα 60 * 6{{3{0}} * 60 cm ανοιχτού γκρι OF για 5 λεπτά/ημέρα για 5 ημέρες. Τα ζώα της ομάδας εκπαιδευτικού κουτιού (TB) τοποθετήθηκαν στην πλατφόρμα ΤΒ SD-IRA και αφέθηκαν να εξερευνήσουν τη συσκευή ελεύθερα για 5 λεπτά/ημέρα κατά τη διάρκεια 5 ημερών. Μία ημέρα ή 28 ημέρες μετά το τέλος αυτών των διαδικασιών, οι αρουραίοι εκπαιδεύτηκαν στην εργασία SD-IA. Η συσκευή SD-IA ήταν ένα κουτί από πλεξιγκλάς 50 25 25 cm με μια πλατφόρμα ύψους 5-cm, 8-πλάτους και μήκους 25-cm στο αριστερό άκρο μιας σειράς μπρούτζινων ράβδων που αποτελούσε το πάτωμα του κουτιού. Για εκπαίδευση (μία μόνο συνεδρία που εκτελείται μεταξύ 8:00 π.μ. και 11:00 π.μ.), τα ζώα τοποθετήθηκαν στην πλατφόρμα που βλέπει στην πίσω αριστερή γωνία της συσκευής SD-IRA. Όταν υποχώρησαν και τοποθέτησαν τα τέσσερα πόδια τους στο πλέγμα, δέχθηκαν ένα ανακατεμένο σοκ στα πόδια 0,8 mA (ισχυρή προπόνηση) ή 0,4 mA (αδύναμη προπόνηση) κατά τη διάρκεια 2 δευτερολέπτων και επέστρεψαν αμέσως στο κλουβί του σπιτιού τους. Για να επανενεργοποιηθεί το ίχνος μνήμης αποφυγής, 24 ώρες μετά την εκπαίδευση SD-IA, τα ζώα τοποθετήθηκαν ξανά στην πλατφόρμα ΤΒ για 40 δευτερόλεπτα. Κατά τη διάρκεια αυτής της δεκαετίας του '40, οι αρουραίοι εξερεύνησαν την πλατφόρμα αποφεύγοντας να κατέβουν από αυτήν. Η κατακράτηση αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας ανεξάρτητες ομάδες ζώων 3 ώρες, 1 ημέρα ή 14 ημέρες μετά την επανενεργοποίηση της μνήμης SD-IA. Για να γίνει αυτό, τα ζώα τοποθετήθηκαν στην πλατφόρμα SD-IA TB και μετρήθηκε ο λανθάνοντας χρόνος αποχώρησης από αυτήν. Αυτή η συνεδρία ολοκληρώθηκε όταν το ζώο κατέβηκε στο πλέγμα ή μετά από 500 δευτερόλεπτα. Δεν έγινε σοκ στο πόδι. Λόγω του ανώτατου ορίου των 500 δευτερολέπτων που επιβάλλεται στην λανθάνουσα περίοδο δοκιμής διατήρησης και του γεγονότος ότι δεν υπάρχει επικυρωμένη πολυπαραγοντική δοκιμή ANOVA για μη παραμετρικές μεταβλητές, τα δεδομένα εκφράζονται ως διάμεσοι (διατεταρτημόριο εύρος) και αναλύονται με δύο ουρές Mann-Whitney U test ή Kruskal- Δοκιμή Wallis ακολουθούμενη από συγκρίσεις post hoc του Dunn, όπου χρειάζεται. Τα δεδομένα από συνεδρίες προέκθεσης και εκπαίδευσης (δεν επιβάλλεται ανώτατο όριο) εκφράζονται ως μέσος όρος SEM και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας ANOVA ακολουθούμενη από τη δοκιμή πολλαπλών συγκρίσεων του Bonferroni. Η σημασία ορίστηκε στο p 0,05. Οι αναλύσεις δεδομένων πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το λογισμικό GraphPad Prism 6 (RRID: SCR_002798).

Ηλεκτροφυσιολογία in vivo. Τα νευροφυσιολογικά σήματα αποκτήθηκαν συνεχώς με τη χρήση του συστήματος Cerebus Neural Signal Processor (Black rock Microsystems). Τα δεδομένα ενισχύθηκαν, φιλτράρθηκαν σε συχνότητες αποκοπής 0.3 και 150 Hz, δειγματοληψία στα 1000 Hz και αναλύθηκαν εκτός σύνδεσης στο MATLAB (RRID: SCR_001622) χρησιμοποιώντας ενσωματωμένες και προσαρμοσμένες ρουτίνες ( Εργαλειοθήκη επεξεργασίας σήματος). Το στρώμα πυραμιδικού κυττάρου CA1 αναγνωρίστηκε από στερεοταξικές συντεταγμένες και τυπικές ηλεκτροφυσιολογικές παραμέτρους όπως η μέγιστη ισχύς θήτα στη σχισμή του ιππόκαμπου και η αντιστροφή φάσης της δραστηριότητας θήτα κατά μήκος της ακτίνας στιβάδας (Brankack et al., 1993· Bragin et al., 1995). Χρησιμοποιήσαμε τη μέθοδο περιοδογραφήματος Welch (5 s Hamming παράθυρα, 75 τοις εκατό επικάλυψη) για υπολογισμούς φασμάτων ισχύος. Ο λόγος ισχύος υποδεικνύει την ισχύ ανά μονάδα συχνότητας κανονικοποιημένη από την ισχύ κατά τη διάρκεια της βασικής εποχής (τα πρώτα 40 δευτερόλεπτα σταθερής εγγραφής στον κλωβό εγγραφής). Τα δυναμικά πεδίου αναφοράς αποκτήθηκαν στον κλωβό εγγραφής 1 ώρα πριν από την επανενεργοποίηση της μνήμης. Η ισχύς ζώνης του θήτα, του αργού γάμμα και του γρήγορου γάμμα ορίστηκε ως η μέση ισχύς στην περιοχή συχνοτήτων 5–10, 35–55 και 55–100 Hz, αντίστοιχα. Για ανάλυση διασταυρούμενης σύζευξης, τα αργά και γρήγορα πλάτη γάμμα και οι φάσεις θήτα κατά μήκος της εγγραφής υπολογίστηκαν από τον μετασχηματισμό Hilbert των φιλτραρισμένων εκδόσεων κάθε ζώνης συχνοτήτων. Οι φάσεις θήτα δεσμεύτηκαν σε 18 διαστήματα των 20 μοιρών. Το μέσο πλάτος των ζωνών γάμμα υπολογίστηκε για κάθε κάδο φάσης θήτα και κανονικοποιήθηκε από το άθροισμα των τιμών πλάτους σε όλα τα δοχεία. Η ισχύς διαμόρφωσης μεταξύ των ζωνών συχνοτήτων εκφράστηκε από τον δείκτη διαμόρφωσης (MI), ο οποίος υποδεικνύει την απόσταση Kullback–Leiber μεταξύ της ομοιόμορφης κατανομής και της συνάρτησης πιθανότητας που προέρχεται από το μέσο πλάτος ανά κατανομή φάσης (Tort et al., 2010). Οι χάρτες συνδιαμόρφωσης λήφθηκαν εκφράζοντας το MI πολλών ζευγών ζώνης συχνοτήτων (4 Hz εύρη ζώνης, βήματα 1 Hz για συχνότητες φάσης· 10 Hz εύρη ζώνης, βήματα 5 Hz για συχνότητες πλάτους) σε μια διδιάστατη γραφική παράσταση ψευδοχρωμάτων (Tort et al., 2010) . Ο μέσος όρος MI λήφθηκε με τον μέσο όρο των αντίστοιχων τιμών MI στις περιοχές (5–10 Hz) (35–55 Hz) ή (5–10 Hz) (55–100 Hz) των χαρτών συνδιαμόρφωσης. Οι MI υπολογίστηκαν από μεμονωμένα ηλεκτρόδια χρησιμοποιώντας 40-s-long συνεχόμενες εγγραφές LFP από την περίοδο επανενεργοποίησης. Τα συμβάντα αργού και γρήγορου πλάτους γάμμα ταυτοποιήθηκαν και προσδιορίστηκε η σχετιζόμενη φάση θήτα. Αυτά τα συμβάντα ορίστηκαν ως χρονικά διαστήματα όταν η ισχύς γάμμα ξεπερνούσε κατά 2 SD την αντίστοιχη μέση χρονική ισχύ τους, όπως στο Colgin et al. (2009). Για να αποφευχθεί η ανάλυση τεχνητών γεγονότων γάμμα, δεν λάβαμε υπόψη χρονικά διαστήματα με ισχύ 6 SD στους υπολογισμούς. Συμβάντα που χωρίζονται με 100 ms συγχωνεύτηκαν και θεωρήθηκαν ως ένα ενιαίο συμβάν. Η φάση θήτα στα χρονικά σημεία που αντιστοιχούν στο μέγιστο κάθε συμβάντος γάμμα εξήχθη και υπολογίστηκε ο κυκλικός μέσος όρος, λαμβάνοντας μια τιμή μονοφασικής που σχετίζεται με την εμφάνιση υψηλού πλάτους γάμμα. Για την παρακολούθηση της θέσης του ζώου χρησιμοποιήθηκαν ψηφιακές βιντεοκάμερες τοποθετημένες πάνω από τη συσκευή SD-IA και κλουβιά εγγραφής. Τα δεδομένα βίντεο ελήφθησαν στα 30 καρέ/δευτερόλεπτα και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το σύστημα TopScan (CleverSys). Τα δεδομένα εκφράζονται ως μέσος όρος SEM και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας μη ζευγαρωμένο Student's t-test ή one-sample t-test με θεωρητικό μέσο όρο 1. Η τοποθέτηση ηλεκτροδίων επαληθεύτηκε μεταθανάτια. Οι αρουραίοι αναισθητοποιήθηκαν βαθιά και εγχύθηκαν ενδοκαρδιακά πρώτα με φυσιολογικό ορό, pH 7,2, και στη συνέχεια με 4 τοις εκατό παραφορμαλδεΰδη, pH 7,2. Οι εγκέφαλοι αφαιρέθηκαν, αφέθηκαν σε σακχαρόζη 30 τοις εκατό για 48 ώρες και κόπηκαν στεφανιαία (τομές 50 m). Οι σχετικές τομές επιλέχθηκαν και χρωματίστηκαν με ιώδες κρεζυλίου για να επιβεβαιωθεί η θέση του ηλεκτροδίου. πειράματα, 1 λίτρο κυανού του μεθυλενίου 4 τοις εκατό εγχύθηκε όπως περιγράφηκε παραπάνω και η επέκταση της βαφής 30 λεπτά στη συνέχεια λήφθηκε ως ένδειξη της προηγουμένως εγχυθείσας διάχυσης φορέα/φαρμάκου. Μόνο δεδομένα από ζώα με σωστά εμφυτεύματα σωληνίσκου (96 τοις εκατό ) συμπεριλήφθηκαν στις στατιστικές αναλύσεις.

Αποτελέσματα

Η επαναλαμβανόμενη μη ενισχυμένη προ-προπονητική έκθεση στη συσκευή προπόνησης προκαλεί τη συμμετοχή του ιππόκαμπου στην αποφυγή εμπέδωσης μνήμης

Για να προσδιοριστεί η επίδραση της προηγούμενης μάθησης στην ανασυγκρότηση της μνήμης αποφυγής με κίνητρο φόβου, αντιμετωπίστηκαν αρσενικοί αρουραίοι Wistar (ηλικίας 3 μηνών· 300 –35{0 g) (ομάδα ελέγχου) ή επιτρέπεται να εξερευνήσετε ελεύθερα είτε μια αρένα OF (ομάδα OF) είτε την SD-IA TB (ομάδα ΤΒ) για 5 λεπτά μία φορά την ημέρα για 5 ημέρες. Εικοσιτέσσερις ώρες αργότερα, τα ζώα εκπαιδεύτηκαν σε SD-IA (0,8 mA/2 s σοκ στο πόδι) και 1 ημέρα στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε μια συνεδρία επανενεργοποίησης μη ενισχυμένης μνήμης διάρκειας 40-s. Αμέσως μετά, οι αρουραίοι έλαβαν αμφίπλευρες ενέσεις φορέα (VEH; 0,9 τοις εκατό φυσιολογικό ορό), τον αναστολέα μεταγραφής γονιδίου AMA (45 ng/πλευρά) ή τον αναστολέα πρωτεϊνικής σύνθεσης ANI (160 g /side) στην περιοχή CA1 του ραχιαίου ιππόκαμπου. Τα ζώα ελέγχου και OF έδειξαν φυσιολογική διατήρηση μνήμης SD-IA κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας δοκιμής που πραγματοποιήθηκε 24 ώρες μετά την επανενεργοποίηση ανεξάρτητα από τη θεραπεία. Τα ζώα φυματίωσης που έλαβαν VEH εμφάνισαν επίσης φυσιολογική κατακράτηση, αλλά αυτά που έλαβαν AMA ή ANI ήταν αμνησιακά (Εικ. 1Β, ομάδα ελέγχου: H 0.8501, p 0.6537; OF ομάδας: H 0,1925, p 0,9082· ομάδα TB: H 12,23, p 0,0022, VEH vs AMA p 0,05, VEH vs ANI p 0,01 σε πολλαπλές συγκρίσεις Dunn μετά τη δοκιμή Kruskal–Wallis).

Μετά την επανενεργοποίηση ενδο-CA1 χορήγηση AMA και ANI προκάλεσε επίσης αμνησία σε ζώα φυματίωσης που εκπαιδεύτηκαν σε SD-IA χρησιμοποιώντας ασθενές σοκ στο πόδι (0.4 mA/2 s; Εικ. 1C; ομάδα ελέγχου: H {{7} }.2679, p 0.8747; ομάδα TB: H 14,96, p 0.0006, VEH vs AMA p 0,05, VEH vs ANI p 0,001 in Οι πολλαπλές συγκρίσεις του Dunn μετά τη δοκιμή Kruskal–Wallis).

Σε συμφωνία με την αντίληψη ότι η προηγούμενη εκμάθηση αντικρουόμενων μη αποτρεπτικών πληροφοριών είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη συμμετοχή του ιππόκαμπου στην αποφυγή ανασυγκρότησης μνήμης, η αμνησία που προκλήθηκε από το AMA και το ANI διήρκεσε για τουλάχιστον 14 ημέρες (Εικ. 1D; H 15.43, p { {4}}.0004, VEH vs AMA p 0.001, VEH vs ANI p 0,05 in Πολλαπλές συγκρίσεις του Dunn μετά τη δοκιμή Kruskal–Wallis) και δεν παρατηρήθηκε όταν εγχύθηκαν AMA και ANI 6 ώρες μετά (Εικ. 1E, H 2,376, p 0,3049) ή απουσία επανενεργοποίησης μνήμης (Εικ. 1F, H 2,282, p 0,3196 ), όταν δοκιμάσαμε τα ζώα για κατακράτηση 3 ώρες αντί για 24 ώρες μετά την επανενεργοποίηση (Εικ. 1G; H 1.959, p 0.3754) ή όταν υποβάλαμε τα ζώα σε μία μόνο συνεδρία προέκθεσης φυματίωσης (Εικ. 1H; H 1.478, p. 0,4776).

Η επαναλαμβανόμενη προέκθεση στη φυματίωση μείωσε τον λανθάνοντα χρόνο υποχώρησης κατά την προπόνηση, αλλά δεν επηρέασε την ισχύ ή την επιμονή της μνήμης SD-IA (Εικ. 2Α, αριστερά: F(2,47) 26.46, p 0.0 01 εφέ προέκθεσης; t(47) 2.144, p 0.05 για ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας OF; t(47) 7.1{{30}} 6, p 0.001 για ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης· t(47) 4.994, σελ 0.001 για ομάδα OF έναντι ομάδα φυματίωσης στην ομάδα του Bonferroni δοκιμή πολλαπλών συγκρίσεων μετά από μονόδρομη ANOVA· Εικ. 2Α, δεξιά, ημέρα 1: Η 0,4478, ρ 0,7994· ημέρα 14: Η 0,2072, σελ 0,9016). Επιπλέον, η μη ενισχυμένη επανενεργοποίηση δεν επηρέασε τη δύναμη της μαθημένης απόκρισης αποφυγής ανεξάρτητα από την ένταση του ποδιού κατά την προπόνηση (Εικ. 2B, C, U 24.50, p 0.9999, ομάδα χωρίς RA έναντι ομάδας RA για ισχυρή προπόνηση και U 20.00, p 0,5594, ομάδα no-RA έναντι ομάδας RA, για αδύναμη προπόνηση).

Η έκφραση του μεταγραφικού παράγοντα Zif268 είναι ένας δείκτης επιλεκτικής επανασυγκεντρώσεως του ιππόκαμπου (Lee et al., 2004) και η φαρμακολογική ενεργοποίηση της σηματοδότησης των αδρενεργικών υποδοχέων ενισχύει την επανασυγκέντρωση της μνήμης του φόβου (αλλά βλέπε επίσης Muravieva και Alberini, 2010· De˛biec et al., 2011). Σε ζώα φυματίωσης, αλλά όχι σε ζώα ελέγχου, η ενδο-CA1 έγχυση των αντιπληροφοριακών ολιγοδεοξυνουκλεοτιδίων Zif268 (2 nmol/πλευρά) 90 λεπτά πριν από την επανενεργοποίηση της μνήμης προκάλεσε αμνησία 24 ώρες αργότερα (Εικ. 3Α· ομάδα ελέγχου: U 49,5{ {55}}, p 0.9999, MSO vs ASO· ομάδα TB: U 7.50, p 0.0007, MSO vs. ASO στη δοκιμή Mann-Whitney) ενώ η ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση του αγωνιστή ISO των αδρενεργικών υποδοχέων (5 mg/kg) αμέσως μετά την επανενεργοποίηση επιβράδυνε την αποσύνθεση της μνήμης (Εικ. 3Β, U 15.{{80}}}{{ 89}}, p 0.0{{100}}73, VEH έναντι ISO στη δοκιμή Mann–Whitney). Επιπλέον, η χορήγηση AMA και ANI μετά την επανενεργοποίηση μνήμης SD-IA δεν επηρέασε τη διατήρηση σε ζώα που έλαβαν τον ανταγωνιστή NMDAr AP5 (5 g/πλευρά) στο ραχιαίο CA1 μετά από κάθε συνεδρία προέκθεσης (Εικ. 4Α, αριστερά: F(4,196) 5,472, p 0,0003 για το αποτέλεσμα θεραπείας, F(1,49) 15,81, p 0,0002 για το αποτέλεσμα συνεδρίας, F(4,196) 5,248, p 0,0005 για αλληλεπίδραση, συνεδρία 4-AP5: t(245) 4,038, ps σύνοδος 4-VEH; session 5-AP5:t(245) 4.179, p 0.001 vs session 5-VEH στη δοκιμή πολλαπλών συγκρίσεων του Bonferroni μετά από αμφίδρομη ANOVA· Εικ. 4Α, δεξιά: VEH μετά από επαναλαμβανόμενη προέκθεση: H 12,96, p 0,0015, VEH vs AMAp 0,01, VEH vs ANI p 0,05· AP5 μετά από επαναλαμβανόμενη προέκθεση: H 2,046, p 0,3595 σε πολλαπλές συγκρίσεις Dunn μεταξύ του τελευταίου χρόνου δοκιμής του Elalis μετά το Kruskalps) – συνεδρία προέκθεσης και η προπόνηση αυξήθηκε από 1 σε 28 ημέρες. Ωστόσο, η επανέκθεση στην SD-IA TB, αλλά όχι σε μια αρένα OF, 27 ημέρες μετά την τελευταία συνεδρία προέκθεσης αποκατέστησε το αμνησιακό αποτέλεσμα των AMA και ANI (Εικ. 4C αριστερά: ομάδα χειρισμού: H 0,07045, σελ 0,9654, ομάδα OF: H 3.214, σελ 0.2005· επανεκτιθέμενη ομάδα: H 19.20, p 0.0001, VEH vs AMAp 0.001, VEH vs ANI p 0.001 στις πολλαπλές συγκρίσεις του Dunn μετά τη δοκιμή Kruskal–Wallis)

Η ανασυγκρότηση μνήμης αποφυγής αυξάνει τη σύζευξη θήτα-γάμα του ιππόκαμπου

Η ανασυγκρότηση της μνήμης έχει χαρακτηριστεί εκτενώς σε φαρμακολογικό και μοριακό επίπεδο (Alberini, 2005; Tronson and Taylor, 2007; Haubrich and Nader, 2016). Ωστόσο, λείπουν οι ηλεκτροφυσιολογικές αναλύσεις αυτής της διεργασίας, γεγονός που μέχρι τώρα εμπόδιζε την περιγραφή ορισμένων ηλεκτροφυσιολογικών υπογραφών επανασύνδεσης.

Στον ιππόκαμπο, οι ταλαντώσεις τοπικού δυναμικού πεδίου (LFP) στη ζώνη θήτα (5–1{0 Hz) σχετίζονται με την ανίχνευση έκτακτης ανάγκης (Nokia και Wikgren, 201{0), ενώ οι αργές (35–55 Hz) και οι γρήγορες ταλαντώσεις γάμμα (55–100 Hz) εμπλέκονται στη μεταφορά πληροφοριών από και προς άλλες περιοχές του εγκεφάλου (Fries, 2{0 09). Το αργό γάμμα προέρχεται από το CA3 και διαδίδεται στο στρώμα CA1 μέσω των εξασφαλίσεων Schaffer, ενώ η γρήγορη δραστηριότητα γάμμα φαίνεται να δημιουργείται κυρίως στον έσω ενδορινικό φλοιό και διαδίδεται στη μοριακή λακουνόζη στιβάδα, αν και η πραγματική προέλευση και η φύση αυτής της ταλαντωτικής δραστηριότητας παραμένει να διευκρινιστεί πλήρως (Csicsvari et al., 2003; Colgin et al., 2009; Zemankovics et al., 2{{1 06}}13· Laszto´ czi and Klausberger, 2014, 2016). Οι αργές και γρήγορες ταλαντώσεις γάμμα μπορούν επίσης να καταγραφούν από το πυραμιδικό στρώμα CA1 (Butler et al., 2016), όπου η σύζευξή τους με το θήτα αντικατοπτρίζει την ενσωμάτωση νέων πληροφοριών με αυτές που ανακτώνται από τις αποθήκες μακροπρόθεσμης μνήμης κατά τη διάρκεια της εκμάθησης (Fell και Axmacher, 2011; Yaffe et al., 2014). Για να προσδιορίσουμε εάν η επαγόμενη από επανενεργοποίηση δραστηριότητα του LFP του ιππόκαμπου διαφέρει μεταξύ των ζώων που μόλις ανέκτησαν την απόκριση αποφυγής (ομάδα ελέγχου) και των ζώων που ενσωμάτωσαν εκ νέου αυτήν την απόκριση (ομάδα φυματίωσης), καταγράψαμε τα LFP στο ραχιαίο στρώμα πυραμιδικών κυττάρων CA1 και αναλύσαμε τις αλλαγές στην ταλαντωτική μοτίβο κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης SD-IA μετρώντας τη σχετική ισχύ των ζωνών θήτα και γάμμα. Βρήκαμε ότι το πλάτος των αργών ταλαντώσεων γάμμα αυξήθηκε τόσο στις ομάδες ελέγχου όσο και στις ομάδες φυματίωσης κατά την επανενεργοποίηση (Εικ. 5C· ομάδα ελέγχου: t(5) 2.605, p 0.0480· ομάδα TB: t(5) 5.182, p 0.0035 σε{35 }}δείγμα t-test με θεωρητικό μέσο όρο 1· ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης: t(10) 1,858, p 0,0928 σε μη ζευγαρωμένη δοκιμή t), σε συμφωνία με αναφορές που υποδηλώνουν ότι το αργό γάμμα εμπλέκεται στην ανάκτηση μνήμης (Colgin, 2015) . Τα ζώα της φυματίωσης, αλλά όχι τα ζώα ελέγχου, παρουσίασαν επίσης αύξηση στη ισχύ θήτα και ταχείας γάμμα (Εικ. 5C· ομάδα ΤΒ: t(5) 8,754, p 0,0003 για τη ζώνη θήτα· t(5) 3,601, p 0,0155 για τη ζώνη γρήγορης γάμμα σε 1-δείγμα t-test με θεωρητικό μέσο όρο 1· ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης: t(10) 2,524, p 0,0302 για τη ζώνη θήτα· t(10) 2,527, p 0,0300 για γρήγορη ζώνη γάμμα σε μη ζευγαρωμένη δοκιμή t ). Χρησιμοποιώντας το MI (Canolty et al., 2006; Tort et al., 2010), βρήκαμε ότι τα αργά και γρήγορα πλάτη γάμμα συζεύχθηκαν με το θήτα κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης SD-IA και ότι αυτή η διαμόρφωση ήταν ισχυρότερη στα ζώα φυματίωσης από ότι στα ζώα ελέγχου. (Εικ. 5F· ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας ΤΒ: t(10) 3,639, p 0,0045 για το θήτα-αργή γάμμα· t(10) 3,963, p 0,0027 για το θήτα-γρήγορο γάμμα σε μη ζευγαρωμένη t-test). Για να διερευνήσουμε εάν αυτή η διαφορά στην ισχύ σύζευξης αντανακλά πράγματι έναν επεξεργαστή ενεργής μνήμης ήταν απλώς το αποτέλεσμα βελτιωμένης αναγνώρισης φάσης λόγω της αυξημένης ισχύος θήτα σε ζώα με φυματίωση (Canolty et al., 2006· Tort et al., 2008), δεσμεύσαμε τις αποκρίσεις LFP καταγράφηκε κατά τη διάρκεια της περιόδου επανενεργοποίησης 40-s-long SD-IA σε 1-s-long διαστήματα και εξισώθηκε η ισχύς θήτα μεταξύ των ζώων ελέγχου και της φυματίωσης (Εικ. 5G, αριστερά: ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης: t( 10) 0,1640, p 0,8730 σε μη ζευγαρωμένη δοκιμή t) για να υπολογίσετε εκ νέου το MI λαμβάνοντας απλώς υπόψη εποχές με τιμές ισχύος θήτα πάνω ή κάτω από το 50ο εκατοστημόριο, αντίστοιχα. Βρήκαμε ότι, ακόμη και κάτω από αυτές τις αυστηρές συνθήκες, ο MI ήταν υψηλότερος στη φυματίωση από ό,τι στα ζώα ελέγχου (Εικ. 5G, δεξιά: ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης: t(10) 3,006, p 0,0132 για το θήτα-αργή γάμμα, t(10) 5,409, p 0,0003 για γάμμα θήτα-ταχείας σε μη ζευγαρωμένη t-test).

Η ανάλυση της κατανομής κανονικοποιημένου πλάτους γάμμα στις φάσεις θήτα έδειξε ότι σε ζώα ΤΒ, αλλά όχι σε ζώα ελέγχου, η μέγιστη ισχύς των αργών και γρήγορων συστατικών γάμμα εμφανίστηκε κοντά στην κορυφή του κύκλου θήτα κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης (Εικ. 5Η, αριστερά). Προσδιορίσαμε επίσης την κατανομή φάσης θήτα των αργών και γρήγορων γεγονότων γάμμα, που ορίζονται ως περίοδοι κατά τις οποίες η ισχύς της επιλεγμένης υποζώνης συχνότητας γάμμα ξεπέρασε τα 2 SDs τη μέση ισχύ και βρήκαμε ότι στα ζώα φυματίωσης συνέβησαν αργά και γρήγορα γεγονότα γάμμα σε διαφορετικές φάσεις του κύκλος θήτα, με αργά επεισόδια γάμμα επικεντρωμένα στο όψιμο ανοδικό τμήμα και γρήγορα γεγονότα γάμμα στην πρώιμη φθίνουσα φάση του κύματος θήτα (Εικ. 5Η, δεξιά: 347,18 μοίρες 5,33 για αργά συμβάντα γάμμα και 36,34 μοίρες 13.{15} }3 για γρήγορα γεγονότα γάμμα, μέση γωνιακή απόκλιση φάσης· F(2,10) 7.11, p 0.048 σε ζευγαρωτή δοκιμή δείγματος Hotelling για ίσα γωνιακά μέσα· ανομοιόμορφη κατανομή φάσης p 0,001 σε Rayleigh δοκιμή· 0 βαθμός ορίζεται ως η κορυφή του κύκλου θήτα).

Η διαφορική διαμόρφωση των αργών και γρήγορων ζωνών γάμμα που παρατηρήθηκε σε ζώα φυματίωσης κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης ήταν ανεξάρτητη από τον αριθμό των γεγονότων γάμμα (Εικ. 5I, αργά συμβάντα γάμμα: t(10) 2.194, p 0 0,0529, ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης· γρήγορα συμβάντα γάμμα: t(10) 1,470, p 0,1724, ομάδα ελέγχου έναντι ομάδας φυματίωσης· μη ζευγαρωμένη t-test).

Συζήτηση

Η προηγούμενη μη αποτρεπτική μάθηση είναι μια οριακή συνθήκη για την εμπέδωση της μνήμης αποφυγής

Η επανασύνδεση δεν είναι απαραίτητη συνέπεια της επανενεργοποίησης της μνήμης, αλλά υπάρχουν πειραματικές συνθήκες που περιορίζουν αυτή τη διαδικασία. Αρκετές από αυτές τις οριακές συνθήκες έχουν ήδη περιγραφεί, αν και έχουν υπάρξει αντικρουόμενες αναφορές για καθεμία από αυτές, κάτι που δεν προκαλεί έκπληξη δεδομένου του αριθμού των μεταβλητών συμπεριφοράς και των φυσιολογικών αλληλεπιδράσεων που μπορούν να επηρεάσουν την επανενεργοποίηση και την ανάκτηση της μνήμης (Nader and Hardt, 2009). Ωστόσο, το εύρημα ότι η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης του ιππόκαμπου μετά την επανενεργοποίηση της αποφυγής φόβου δεν οδηγεί σε επίμονη αμνησία υπήρξε αξιοσημείωτα σταθερή με την πάροδο του χρόνου (Taubenfeld et al., 2001; Cammarota et al., 2004; Power et al., 2006; Arguello et al., 2013), υποστηρίζοντας την ιδέα ότι ο ιππόκαμπος δεν εμπλέκεται στην ανασυγκρότηση της μνήμης αποφυγής λόγω φόβου. Σε αντίθεση με αυτήν την άποψη, τα πειράματά μας καταδεικνύουν ότι ο ιππόκαμπος όντως συμμετέχει στην ανασυγκρότηση της μνήμης αποφυγής, αλλά μόνο όταν τα ζώα προεκτέθηκαν επανειλημμένα στο εκπαιδευτικό περιβάλλον πριν αποκτήσουν το ίχνος μνήμης αποφυγής. Αυτός ο ισχυρισμός βασίζεται σε αποτελέσματα που δείχνουν ότι η ενδο-CA1 χορήγηση του AMA ή του ANI αμέσως μετά την επανενεργοποίηση προκάλεσε χρονικά εξαρτώμενη αμνησία για τη μνήμη SD-IA σε προεκτεθειμένα ζώα (ομάδα φυματίωσης), αλλά όχι σε αρουραίους ελέγχου χωρίς προέκθεση (ομάδα ελέγχου) ή αρουραίους προ -εκτίθεται σε μια αρένα OF που δεν σχετίζεται με την SD-IA TB (ομάδα OF). Επιπλέον, το αμνησιακό αποτέλεσμα του AMA και του ANI δεν εμφανίστηκε όταν η κατακράτηση αξιολογήθηκε 3 ώρες μετά την επανενεργοποίηση και μιμήθηκε με τον αποκλεισμό της έκφρασης του δείκτη επανασύνδεσης Zif268 στον ιππόκαμπο. Είναι απίθανο ότι η λανθάνουσα αναστολή θα μπορούσε να ευθύνεται για τα αποτελέσματά μας, επειδή έχει αναφερθεί επανειλημμένα ότι η προ-έκθεση στο πλαίσιο της προπόνησης αυξάνει αντί να μειώνει τους φόβους για τη δύναμη της μνήμης (Pisano et al., 2012), η οποία με τη σειρά της θα πρέπει να κάνει τη μνήμη ανθεκτική στην επανενοποίηση (Suzuki et al., 2004; Wang et al., 2009). Σε κάθε περίπτωση, η προέκθεση στη συσκευή SD-IA δεν άλλαξε την ισχύ ή την επιμονή της μνήμης SD-IA, και η επίδραση των AMA και ANI στην επανασυγκράτηση ήταν ανεξάρτητη από την ισχύ της απόκρισης αποφυγής, η οποία μαζί με το γεγονός ότι Η επαναλαμβανόμενη προέκθεση μετέτρεψε το ίχνος ευαίσθητο αντί για ανθεκτικό στους χειρισμούς του ιππόκαμπου, μας επιτρέπει επίσης να απορρίψουμε οποιαδήποτε πιθανή επίδραση ενός αποτελέσματος διευκόλυνσης της προέκθεσης παρόμοιο με αυτό που περιγράφεται για το σχηματισμό της συναφούς μνήμης που ρυθμίζει τον φόβο (Fanselow, 1990; Barrientos et al., 2002).

Ο ιππόκαμπος υποστηρίζει το συνειρμικό σχήμα που οργανώνει προηγουμένως αποκτηθείσα γνώση και υπολογίζει σήματα αναντιστοιχίας (Vinogradova, 2001· Lisman and Grace, 2005· Schiller et al., 2015). Ως εκ τούτου, έχει προταθεί ότι ο ιππόκαμπος εμπλέκεται ειδικά στην επανενοποίηση της μνήμης όταν η επανενεργοποίηση συμβαίνει ταυτόχρονα με την ανίχνευση καινοτομίας ή σφαλμάτων πρόβλεψης (Morris et al., 2006; Rossato et al., 2007; Ferna´ndez et al., 2016). Ωστόσο, στα πειράματά μας, ούτε τα ζώα ελέγχου ούτε τα ζώα της φυματίωσης έκαναν κανένα λάθος ή έμαθαν νέες πληροφορίες κατά τη διάρκεια της συνεδρίας επανενεργοποίησης, αλλά αναμφίβολα είχαν διαφορετικές προσδοκίες σχετικά με τα πιθανά αποτελέσματα αυτής της συνεδρίας. Για τα ζώα ελέγχου, η μόνη προβλέψιμη συνέπεια της αποχώρησης από την ασφαλή πλατφόρμα κατά την επανενεργοποίηση ήταν ένα σοκ στο πόδι, ενώ, για τους αρουραίους φυματίωσης, οι συνέπειες αυτής της ενέργειας δεν ήταν αναμφισβήτητα προβλέψιμες. Επομένως, είναι δελεαστικό να υποθέσουμε ότι αυτό που πυροδοτεί τη συμμετοχή του ιππόκαμπου στην ανασυγκρότηση της μνήμης αποφυγής λόγω φόβου δεν είναι η ασυμφωνία μεταξύ γεγονότων και προβλέψεων ή η αντίληψη της καινοτομίας, αλλά μάλλον η αβεβαιότητα σχετικά με τις συνέπειες της αποφυγής που προκαλεί η σύγκριση μεταξύ ανταγωνισμού για αντιφατικές παραστάσεις.

Ταλαντωτική δραστηριότητα στον ιππόκαμπο και αποφυγή ενοποίηση μνήμης Οι ταλαντώσεις θήτα του ιππόκαμπου συνδέονται με την ανάκτηση σχετικών πληροφοριών επιλογής κατά τη λήψη αποφάσεων (Womelsdorf et al., 2010) και συντονίζουν την επανενεργοποίηση διαφορετικών εισόδων αυξάνοντας την ακρίβεια των συγκρίσεων (Vinogradova, 2001). Οι ηλεκτροφυσιολογικές μας καταγραφές έδειξαν ότι η ισχύς CA1 θήτα αυξήθηκε σε ζώα φυματίωσης, αλλά όχι σε ζώα ελέγχου, κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης, υποδηλώνοντας ότι η δραστηριότητα θήτα του ιππόκαμπου μπορεί να αντανακλά τον υπολογισμό αντικρουόμενων πληροφοριών κατά την έναρξη της επανασύνδεσης. Έχει προταθεί ότι οι αργές συχνότητες γάμμα προάγουν την ανάκτηση μνήμης ενώ οι γρήγοροι ρυθμοί γάμμα διευκολύνουν την κωδικοποίηση και την επανακωδικοποίηση των τρεχουσών συμφραζόμενων πληροφοριών (Colgin, 2016). Σε συμφωνία με αυτές τις αναφορές, διαπιστώσαμε ότι τόσο τα ζώα ελέγχου όσο και τα ζώα φυματίωσης εμφάνισαν αυξημένη βραδεία δραστηριότητα γάμμα, ενώ μόνο τα ζώα φυματίωσης παρουσίασαν αλλαγές στη ζώνη ταχείας γάμμα κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης. Στην αμυγδαλή, η γρήγορη ισχύς γάμμα σχετίζεται με σήματα ασφαλείας και είναι γνωστό ότι η έκφραση καταστάσεων αποστροφής και ασφάλειας περιλαμβάνει συγχρονισμένη αλληλεπίδραση αυτής της δομής με τον ιππόκαμπο (Stujenske et al., 2014). Στη συνέχεια, μια εναλλακτική εξήγηση για τα ευρήματά μας είναι ότι η αυξημένη δραστηριότητα ταχείας γάμμα του ιππόκαμπου που παρατηρείται σε ζώα φυματίωσης αντικατοπτρίζει την επανενεργοποίηση της μη αποτρεπτικής αναπαράστασης που μαθαίνεται κατά την επαναλαμβανόμενη προέκθεση στη συσκευή εκπαίδευσης.

Οι αλληλεπιδράσεις θήτα-γάμα σχετίζονται με τη συναπτική πλαστικότητα, την ανάκτηση μνήμης και την επικοινωνία μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου (Lisman, 2005· Canolty και Knight, 2010· Jutras and Buffalo, 2010· Lesting et al., 2011). Βρήκαμε ότι η φάση θήτα ρυθμίζει έντονα το πλάτος των αργών και γρήγορων ζωνών γάμμα κατά την επανενεργοποίηση της μνήμης στη φυματίωση, αλλά όχι στα ζώα ελέγχου, υποδηλώνοντας ότι η ισχύς αυτής της σύζευξης διασταυρούμενης συχνότητας στον ιππόκαμπο είναι ένας ηλεκτροφυσιολογικός συσχετισμός της επανασύνδεσης της μνήμης. Παρόλο που έχουν αναφερθεί εξαρτώμενες από την ταχύτητα παραλλαγές στη δραστηριότητα του LFP του ιππόκαμπου (Whishaw and Vanderwolf, 1973; Montgomery et al., 2009; Newman et al., 2013), είναι απίθανο ότι οι διαφορές στην κινητική δραστηριότητα θα μπορούσαν να εξηγήσουν τα αποτελέσματά μας, επειδή και οι δύο ελέγχουν και τα ζώα της φυματίωσης παρέμειναν στην πλατφόρμα ΤΒ σε κατάσταση ελάχιστης κίνησης (μέση ταχύτητα 1 cm/s) κατά τη διάρκεια της συνεδρίας επανενεργοποίησης.

Συμπεράσματα και πιθανές επιπτώσεις

Οι κλινικές παρεμβάσεις που στοχεύουν στην άμβλυνση της επίμονης ανάμνησης τραυματικών εμπειριών μπορούν να βασιστούν, όχι μόνο στη διακοπή της ανασυγκρότησης της μνήμης αποφυγής, αλλά και στην ενίσχυση της εξάλειψης της μνήμης αποφυγής (Vervliet et al., 2013; Schwabe et al., 2014). Η εξάλειψη είναι η διαδικασία με την οποία η πιθανότητα εκπομπής μιας μαθημένης απόκρισης μειώνεται κατά την επαναλαμβανόμενη μη ενισχυμένη επανενεργοποίηση και συνεπάγεται το σχηματισμό μιας ανασταλτικής μνήμης που καταλήγει να ανταγωνίζεται το αρχικό ίχνος. Η επανασύνδεση και η εξάλειψη είναι αμοιβαία αποκλειόμενες διαδικασίες (Merlo et al., 2014) και έχει προταθεί ότι το εάν η ανάκτηση οδηγεί σε εκμάθηση εξάλειψης ή επανασύνδεση μνήμης εξαρτάται από τις οριακές συνθήκες που επικρατούν κατά τη διάρκεια της συνεδρίας επανενεργοποίησης. Ωστόσο, παρόλο που η εξάλειψη και η επανενοποίηση είναι αποκλειστικές η μία από την άλλη, το ανασταλτικό ίχνος μνήμης που προκαλείται από τη μάθηση της εξάλειψης είναι επιρρεπές σε επανενοποίηση (Rossato et al., 2010). Για παράδειγμα, η μνήμη εξάλειψης SD-IA υφίσταται επανασύνθεση που εξαρτάται από τη σύνθεση πρωτεΐνης στον ιππόκαμπο κατά την επανενεργοποίηση και ο χειρισμός της μπορεί είτε να ανακτήσει την απόκριση αποφυγής είτε να ενισχύσει το ίχνος μνήμης εξαφάνισης (Radiske et al., 2015; Rosas-Vidal et al., 2015). Αυτά τα ευρήματα, μαζί με τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται σε αυτή τη μελέτη, υποδηλώνουν έντονα ότι ο ιππόκαμπος εμπλέκεται στην επανασυγκέντρωση της μνήμης όταν ανιχνεύονται αντικρουόμενα σήματα κατά τη διάρκεια της συνεδρίας επανενεργοποίησης και ότι η μνημονική αναπαράσταση που ελέγχει πραγματικά τη συμπεριφορά του ζώου σε αυτή τη συνεδρία είναι αυτή που γίνεται ευάλωτο σε φαρμακολογική παρέμβαση, όπως προτείνεται από τη θεωρία της κυριαρχίας των ιχνών (Eisenberg et al., 2003). Σε αυτό το πλαίσιο, προτείνουμε να προτιμώνται θεραπείες που βασίζονται στην παρεμβολή της ανασυγκρότησης της μνήμης για τη θεραπεία τραυμάτων και φοβιών που σχετίζονται με οικεία περιβάλλοντα, ενώ οι παρεμβάσεις που βασίζονται στη διευκόλυνση της εξαφάνισης θα πρέπει να είναι η συνταγή επιλογής όταν τα τραυματικά γεγονότα προέρχονται από άγνωστο υπόβαθρο. . Τέλος, τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν επίσης ότι οι αναλύσεις σύζευξης πλάτους φάσης από σήματα ΗΕΓ που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια ψυχοθεραπειών που βασίζονται στην επανενοποίηση θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες για την επαλήθευση της πραγματικής εμφάνισης αυτής της διαδικασίας και την πρόβλεψη της αποτελεσματικότητας της θεραπείας.