למידה מוקדמת של פחד מאפשרת הטמעה מהירה של זיכרונות פחד חדשים ישירות לתוך רשתות קורטיקליות חלק 2

למידה קודמת של פחד הקשרי מאפשרת לקליפת המוח הקדמית לקודד זיכרונות חדשים באופן מיידי

עד כה, חקרנו את הדינמיקה של איחוד מערכת בזיכרונות פחד שמיעתיים. עם זאת, המודל של איחוד המערכת מגיע בעיקר ממחקרים על זיכרון תלוי היפוקמפוס.

פחד שמיעתי הוא בעיה פסיכולוגית נפוצה מאוד שיכולה להשפיע רבות על חיי היומיום של אנשים. כאשר מתרחשת פוביה שמיעה, אנשים יכולים להרגיש מאוד אי נוחות, ואף עלולים לגרום לבעיות בריאותיות שונות. אבל במקביל, ישנם גם ניסויים המוכיחים שפחד שמיעה עשוי גם לשפר את הזיכרון.

בשנים האחרונות חוקרים גילו שאנשים עם פוביה שמיעתית קשובים ורגישים יותר מאחרים. המוח שלהם מגיב בצורה חזקה ומהירה יותר לגירוי קול. תגובה זו הופכת אותם לרגישים יותר לצלילים בחייהם. במקרים מסוימים, הם מסוגלים טוב יותר לעבד מגוון של מידע ואפילו לקבל רמזים מועילים יותר מהצלילים, מה שעלול לשפר את הזיכרון הכללי שלהם.

כאשר אדם נמצא במצב רגשי מתוח או חרד, המוח משחרר חומר הנקרא אדרנלין. חומר זה יכול לקדם את פעילותם של נוירונים במוח ולהגביר את הריכוז של אנשים. לכן, במהלך מצב פחד שמיעתי, שחרור אדרנלין מוביל לריכוז וזיכרון גבוהים יותר אצל המאזין.

יחד עם זאת, כאשר גירוי הפחד האודיו נמשך, המוח יכול להסתגל לגירוי זה על ידי בניית זיכרון עמוק יותר של הצליל. זיכרון זה יכול לעזור למטופלים להגיב טוב יותר לגירויים קוליים שונים, ולאפשר להם להיות בטוחים ועצמאיים יותר.

לכן, למרות שפחד שמיעתי עלול לגרום לאי נוחות רבות בחיי היומיום של אנשים, הוא עשוי גם להשפיע לטובה על הזיכרון. כאשר אנשים לומדים כיצד להתמודד עם בעיה פסיכולוגית זו, הם יכולים להתגבר על הפחדים שלהם ואף להפיק מהם תועלת. זה גם מזכיר לנו שעלינו לראות בעיות פסיכולוגיות בצורה נכונה, לשים לב לבריאות הנפשית ולהשתמש בגישה חיובית כדי להתמודד עם קשיים כדי לשפר את חיינו. ניתן לראות שעלינו לשפר את הזיכרון שלנו. Cistanche deserticola יכולה לשפר משמעותית את הזיכרון, מכיוון ש-Cistanche deserticola יכולה גם לווסת את איזון הנוירוטרנסמיטורים, כמו הגדלת רמות האצטילכולין וגורמי גדילה. חומרים אלו חשובים מאוד לזיכרון וללמידה. בנוסף, בשר יכול גם לשפר את זרימת הדם ולקדם אספקת חמצן, מה שיכול להבטיח שהמוח יקבל מספיק חומרים מזינים ואנרגיה, ובכך לשפר את חיוניות המוח וסיבולת.

לחץ על יודע תוספי מזון כדי לשפר את הזיכרון

חושבים שזיכרונות אלו נוצרים בתחילה הן ברמת ההיפוקמפוס והן ברמת הקורטיקל. לאורך זמן, המשחק המתואם בין ההיפוקמפוס לרשתות הקורטיקליות מוביל לעיצוב הדרגתי של מעגלים בקליפת המוח שבסופו של דבר מאחסנים זיכרונות מרוחקים [1-5]. בהתאם לכך, בבעלי חיים תמימים, זיכרונות פחד תלויי ההיפוקמפוס, כלומר זיכרונות פחד הקשריים, תלויים בתחילה בהיפוקמפוס והופכים תלויים בהדרגה ברשת קליפת המוח המקיפה את ה-ACC ואת הקורטקס הפרה-פרונטלי [1,2,6-8 ].

לפיכך שקלנו האם ארגון מחדש תלוי-זמן זה התרחש בצורה שונה אם התרחש קודם לכן איחוד מערכת של זיכרון קודם. חולדות אומנו לשייך את ההקשר לארה"ב. שבועיים קודם לכן, קבוצה אחת של חולדות למדה קשר נוסף בין הקשר אחר לארה"ב (CtxA-CtxB), בעוד שקבוצה אחרת קיבלה רק גירויים כואבים מיידיים שהפריעו למידת פחד הקשרי (shock-CtxB) (איור S1A). בעלי חיים הוזרקו עם CNQX או מי מלח ל-ACC ב-24 שעות לאחר למידה הקשרית (איורים 4A ו-S1B).

בהתאם למחקרים קודמים [1,6,8], השבתת ACC בבעלי חיים שלא למדו קשר פחד אחר בעבר השאירה את הקפאה ל-CtxB ללא השפעה, ובכך מרמזת שהמניפולציה הזו לא השפיעה על הזיכרון האחרון. עם זאת, בדומה לנתונים שהושגו בלימוד פחד שמיעתי, ביטול ה-ACC הפחית את ההקפאה ל-CtxB האחרון בחולדות שלמדו קשר קודם לפחד הקשרי (איור 4B ו-4C).

תופעה זו הייתה קשורה סיבתית להתפתחות של גיבוש המערכת האיטי של הזיכרון הראשון מכיוון שהיא נעדרת בבעלי חיים שבהם 2 אירועי הפחד הופרדו רק ב-7 או 24 שעות, ובאלה שבהם ה-ACC הושבת 24 שעות לאחר שני אירועי הפחד. הראשון והשני למידת פחד הקשרי. יתר על כן, הוא נעדר בחולדות שחוו את חקירת ההקשר הראשון בהיעדר USs כלשהם (קבוצת Context-CtxB) (איור 4D ו-4E).

באופן קריטי, השבתת ה-ACC שבוצעה שעה אחת לאחר הלמידה השפיעה גם על זיכרון הפחד האחרון (איור 4F ו-4G). בנקודת זמן זו, מתן anisomycin הפחית את ההקפאה ל-CtxB בבעלי חיים שחוו למידה קודמת של פחד הקשרי (איור 4H ו-4I). נתונים אלה תומכים ברעיון שברגע שאירוע פחד ראשון נשנן, הניאוקורטקס הופך חיוני לזיכרונות חדשים באופן מיידי, על ידי שימוש במנגנוני הגיבוש הסינפטי בלבד.

למידה קודמת של פחד הקשרי מארגנת מחדש תחזיות ACC-to-BLA כך שיתמכו בזיכרונות האחרונים

לאחר מכן בדקנו האם הקישוריות העצבית המגויסת במהלך שימור זיכרון מרחוק בבעלי חיים תמימים יכולה להשתתף גם בשימור הזיכרון האחרון בבעלי חיים שלמדו בעבר זיכרון פחד הקשרי אחר. לשם כך, חקרנו את המעורבות של תחזיות מה-ACC ל-BLA בשמירה של זיכרונות הקשרים עדכניים ומרוחקים.

מחקר קודם הראה שעיכוב אופטוגנטי של מסופי האקסון המוקרנים מקליפת המוח הקדם-מצחית ל-BLA פגע בשמירה על זיכרון הפחד ההקשרי בנקודות זמן מרוחקות אך לא לאחרונה בבעלי חיים נאיביים [7]. הווקטור הנגיפי הקשור לאדנו (AAV5-CaMKIIa-eNpHR3.0-mCherry) או וקטור הבקרה (AAV5-CaMKIIa-mCherry) הוזרקו ל-ACC ב-2 קבוצות, כמו ב- הניסויים שתוארו לעיל (איורים 5A-5C ו-S3C). עיכוב אופטוגנטי של מסופי ACC ב-BLA במהלך שימור זיכרון הפחד ההקשרי האחרון פגע בהקפאה ל-CtxB רק בבעלי חיים שהוזרקו עם וקטור eNpHR3.0-mCherry ואשר למדו בעבר קשר מובהק בין הקשר לארה"ב (איור 5D ).

בקבוצה זו, העיכוב שלאחר מכן של מסופי ACC ב-BLA גרם גם לירידה משמעותית בהקפאה ל-CtxA, ובכך מצביע על כך שהוא השפיע גם על שימור הקשר המרוחק-ארה"ב (איור 5E). תוצאות אלו תומכות ברעיון שאותו מסלול עצבי חיוני לשמירה על הזיכרון המרוחק של אירוע הפחד הראשון וזיכרונות אחרונים של אירועים אנלוגיים חדשים. נתונים אלה גם מצביעים על כך שהסידור מחדש של מסלולי קליפת המוח היורדים ל-BLA, המושרה על ידי הזיכרון הראשון, הוא תהליך נפוץ עבור זיכרונות פחד שמיעתיים וקונטקסטואליים כאחד.

לאחר לימוד פחד קודם, ההיפוקמפוס הגבי וה-ACC נחוצים שניהם ליצירת זיכרונות חדשים

ממצאים אלו מעלים את השאלה האם ההיפוקמפוס יוצר זיכרונות חדשים גם אם התרחשה למידה קודמת של פחד הקשרי. לחלופין, הקורטקס עשוי ליצור זיכרונות חדשים, אפילו בהיעדר ההיפוקמפוס. כדי לענות על שאלות אלו, השבתנו את ההיפוקמפוס שעה אחת לאחר למידת פחד הקשרי בשתי קבוצות דומות לניסויים שלעיל.

מכיוון שרוב הספרות על איחוד מערכת מגיעה ממחקרים שבהם ההיפוקמפוס נהרס לצמיתות, התחלנו בפגיעה בלתי הפיכה בהיפוקמפוס הגב שעה אחת לאחר הלמידה (איור 6A-6C). נגעים בהיפוקמפוס גרמו לירידה משמעותית בהקפאה ל-CtxB בשתי הקבוצות (איור 6C). מכיוון שנגעים אקציטוטוקסיים עלולים להפריע זמנית לפעילות של אזורי מוח מחוץ להיפוקמפוס, כגון ACC, חזרנו על הניסוי הזה על ידי השבתת ההיפוקמפוס הגבי עם CNQX כדי לחסום קולטני AMPA גלוטמט מקומיים ומצאנו השפעות אמנזיות בשתי הקבוצות (איור 6D ו-6E ).

תוצאות אלו הראו כי ההיפוקמפוס הכרחי ליצירת זיכרונות הקשרים חדשים, ללא קשר אם התרחשה למידה קודמת של פחד. יחד עם התוצאות לעיל, נתונים אלה גם מצביעים על כך שבבעלי חיים שלמדו אירוע פחד קונטקסטואלי קודם, הן ההיפוקמפוס והן ה-ACC נחוצים ליצירת זיכרונות פחד עדכניים, ואף אחד מהאתרים הללו לבדו לא יכול לתמוך ביצירת זיכרון בהיעדר של האחר.

לאחר מכן חקרנו את מהלך הזמן של מעורבות ההיפוקמפוס על ידי דחיית הנגע בהיפוקמפוס לשבוע אחד לאחר הלמידה. בהתאם לממצאים קודמים [46], נגעים בהיפוקמפוס עדיין השפיעו על היווצרות זיכרון בבעלי חיים שמעולם לא למדו בעבר אסוציאציות אחרות של פחד. לעומת זאת, בקבוצה שלמדה אירוע פחד קודם, נגעים בהיפוקמפוס לא השפיעו על שימור הזיכרון (איור 6F ו-6G), מה שמצביע על כך שזיכרון פחד קודם מקצר את חלון הזמן של מעורבות ההיפוקמפוס (משבועיים לשבוע). נצפה גם ללמידה מרחבית [3,20,21].

דִיוּן

במחקר הנוכחי, מצאנו כי איחוד מערכת קודם של זיכרון פחד שמיעתי מאפשר ל-Te2 לקודד מיד זיכרון פחד שמיעתי חדש באמצעות איחוד סינפטי. יתרה מכך, ההשלכות היורדות מה-Te2 ל-BLA שהופעלו במהלך איחוד הלמידה הקודמת הופכות הכרחיות ביצירת זיכרונות פחד שמיעתיים חדשים.

תוצאות דומות נצפו בלמידת פחד הקשרי תלוי בהיפוקמפוס. במשימה האחרונה, מצאנו גם שלמידה קודמת מקצרת את משך המעורבות של ההיפוקמפוס בלמידת פחד הקשרי לאחרונה. ביחד, הממצאים שלנו מצביעים על כך שלמידה קודמת מארגנת מחדש את מעגלי המוח כך שמידע אנלוגי חדש ילמד מיד במבנים בקליפת המוח.

התפיסה הנוכחית של גיבוש מערכת של זיכרונות תלויי ההיפוקמפוס מניחה שההיפוקמפוס מעורב באופן מוגבל בזמן ושתהליך הדרגתי נלווה של ארגון מחדש של מעגל המוח מתרחש לאורך זמן כך שרשתות קליפת המוח הופכות חשובות יותר ויותר [1-5].

למרות שקיימות גם תיאוריות אלטרנטיביות [47], מחקרים רבים תומכים בתפקיד מוגבל זמני של ההיפוקמפוס בתהליכי זיכרון במודלים אנושיים ובעלי חיים כאחד [1-3]. להיפך, הארגון מחדש של מעגלי מוח התומכים בזיכרון לאורך זמן הוכח בעיקר במודלים של בעלי חיים בעוד שהראיות בבני אדם שנויות במחלוקת יותר [3].

כמה מחקרים הראו שפעילות ההיפוקמפוס במהלך שליפת זיכרון בבני אדם פוחתת בהדרגה במשך שבועות וחודשים, בעוד שהפעילות באזור הפרה-פרונטלי הגחוני [48], בניאוקורטקס הטמפורלי [49], או הקישוריות בין אזורי קליפת המוח [48] עלתה משמעותית. להיפך, מחקרים עדכניים יותר הראו שלמרות שפעילות ההיפוקמפוס ירדה ככל שחלף הזמן, פעילות קליפת המוח נשארה יציבה לאורך זמן [50] או ירדה גם כן [51]. עדויות עקביות יותר לגבי ארגון מחדש של מעגלי מוח התומכים בזיכרון לאורך זמן הושגו בבעלי חיים [1-3]. מחקרים אלו בוצעו על בעלי חיים תמימים בניסוי.

על ידי חקירת נושא זה בבעלי חיים שיצרו זיכרון פחד קודם, מצאנו שההיפוקמפוס הכרחי ליצירת זיכרונות חדשים, ללא קשר אם התרחשה למידה מוקדמת של פחד. עם זאת, הארגון מחדש של מעגלי המוח המופעל על ידי הלמידה הראשונה מאפשר לניאוקורטקס לקודד זיכרונות חדשים באופן מיידי, פשוט באמצעות מנגנונים תאיים של איחוד סינפטי. תופעה זו חלה הן על זיכרונות פחד תלויי ההיפוקמפוס והן על זיכרונות פחד בלתי תלויים והיא נגרמה במיוחד על ידי איחוד המערכת האיטי שהופעל על ידי אירוע הלמידה הראשוני.

זה נעדר בחולדות שבהן שני ניסויי הלמידה היו קרובים זה לזה באופן זמני (כמה שעות או יום אחד) ובאלה שבהם אי-אקטיבציה של קליפת המוח לאחר אירוע הלמידה הראשון מנעה סידור מחדש של קליפת המוח ומעורבותו לאחר מכן בהטמעה מהירה של חדשים. זיכרונות. יתרה מכך, ברגע שלמידת הפחד הראשונה ארגנה מחדש את הקישוריות המוחית, המסלולים היורדים מהקליפת המוח ל-BLA נחוצים לא רק לשמירת זיכרונות מרוחקים כמו בחולדות נאיביות, אלא גם עבור אלה שנעשו לאחרונה. אנו מסיקים שאם קודד בעבר זיכרון אנלוגי, ארגון מחדש של מעגלי המוח כבר התרחש וייתכן שלא יידרש עוד ליצירת זיכרונות חדשים, אשר לעומת זאת מעורבים בקליפת המוח ובמשחק הגומלין שלו עם אתרים תת-קורטיקליים באופן מיידי.

למרות המספר הרב של מחקרים המדגימים ארגון מחדש תלוי זמן של מעגלי מוח בבעלי חיים תמימים, המטרה המדויקת של תהליך זה רחוקה מלהיות מוגדר. מכיוון שהתגובות ההתנהגותיות הקשורות לזיכרון עשויות להישאר דומות לאורך זמן, נהוג לחשוב שתהליך זה משמש לשיפור יציבות הזיכרון לאורך זמן [1,2,52]. בהתבסס על הממצאים שלנו, אנו מציעים שכאשר מתרחש אירוע פחד בפעם הראשונה, מעגלי המוח עוברים תהליך ממושך של ארגון מחדש, כפי שמתואר במודל איחוד המערכת. תהליך זה עשוי לשמש לארגון מחדש של הרשתות העצביות המאחסנות זיכרון פחד לצמיתות כך שיוכלו לרכוש מיד מידע אנלוגי חדש באמצעות מנגנוני איחוד סינפטיים. אכן, מנגנון תפעול זה עשוי להפוך את הלמידה החדשה ל"כלכלית" יותר, משום שהיא יכולה לצמצם את הוצאות המשאבים לרכישת מידע קשור חדש, ובכך לשחרר משאבים נוספים ללימוד מידע חדש, לא קשור.

שאלה חשובה שעולה מהממצאים שלנו היא האם למידה קודמת משנה לצמיתות רשתות עצביות כך שניתן יהיה לאחסן חוויות דומות בקורטיקים הניאו-קורטיקים באופן מיידי, גם אם הן מתרחשות במרווחי זמן רחוקים מאוד. לחלופין, יכול להיות שהמערכת מאופסת לרמה ההתחלתית של בעלי חיים תמימים אם חוויות דומות חדשות לא מתרחשות בקרוב. ניסויים המעריכים את המעורבות של הניאוקורטקס במרווחי זמן הולכים וגדלים בין הלמידה הראשונה והשנייה יבהירו נקודה זו.

מצאנו גם שהחסימה של הניאוקורטקס במהלך האיחוד המוקדם של התנסות ראשונה מנעה הקצאה מיידית של חוויות דומות חדשות לניאוקורטקס (ראה איורים 1F ו-4D). תוצאות אלו מצביעות על כך שתהליכים תאיים המתרחשים מיד לאחר הלמידה הראשונה בתוך הניאוקורטקס נחוצים לגיוס שלו בתהליך קונסולידציה של זיכרון המערכת. רעיון זה תואם את הממצאים שכמה תאים "מתויגים" מופעלים בתוך הניאוקורטקס עם למידה בבעלי חיים תמימים ומשמשים לאחסון של זיכרונות מרוחקים אך לא עדכניים [7,8,12,44]. יש צורך במחקרים עתידיים כדי להבהיר האם תאים אלו ממלאים תפקיד זה גם בעקבות למידה קודמת או שהם משתתפים גם ביצירת זיכרונות אחרונים.

במקור, המודל של איחוד מערכות הוביל לרעיון הנוסף שההיפוקמפוס לומד מידע חדש במהירות בעוד שהניאוקורטקס לומד אותו לאט, אך מחקרים שלאחר מכן הוכיחו שהניאוקורטקס מסוגל גם לתהליכי למידה מהירים [3,20,21,53]. הנתונים שלנו הראו ששני קליפת המוח שונים (Te2 ו-ACC) עשויים ללמוד מידע חדש מיד אם התרחש אירוע מקביל בעבר.

על פי המחקרים הקודמים שלנו [10,16,17,34,43,45], אנו משתמשים במונח Te2 כדי להתייחס לאזור האחורי ביותר של אזור השמיעה החגורה, אשר, בהתבסס על מחקריו של זילס [24,25], כולל בעיקר האסוציאציה הזמנית והאזורים האגטוריניים. למרות שאיננו יכולים לשלול שהתוצאות שלנו עשויות לשקף תרומות של השפעות תרופות גם באזורים הסובבים, כלומר קליפת הראייה הסמוכה, קליפת השמיעה הראשונית והקורטקס הפרירינלי, הנתונים שהשגנו בחיות תמימות מצביעות על כך שהם נבעו בעיקר מההשבתה של Te. .

מצאנו שבבעלי חיים תמימים, ה-Te2 היה הכרחי עבור זיכרונות שמיעתיים מרוחקים אך לא עדכניים, בעוד שהשבתה של קליפת המוח החזותית הסמוכה השאירה זיכרונות שמיעתיים מרוחקים לא מושפעים [10]. לעומת זאת, חסימה משולבת של קליפת המוח הראשונית וה-Te2 פגעה גם בזיכרון האחרון [34]. באופן דומה, השבתת הקורטקס הפרירינלי הקדמי פגעה בזיכרונות הפחד [32,54], בעוד שההשבתה של הקורטקס הפרירינלי האחורי לא השפיעה על זיכרונות פחד [54] ומרוחקים [10] לאחרונה.

גם במקרה של ACC וזכרונות פחד הקשריים, השבתת הקורטקס המוטורי הראשוני והשניוני הסמוך לא השפיעה על זיכרונות אחרונים ומרוחקים [55], בעוד שהשבתת הקורטקס הפרה-לימבי הסמוך פגעה בזיכרונות אחרונים ומרוחקים כאחד [11].

לגבי התפקיד שממלאים קליפת המוח הללו בתהליכי זיכרון, Te2 משתתף בשינון הערך הרגשי יחד עם צלילים [10,13,16,56]. רעיון זה הוכח לאחרונה גם בקורטקס החזותי מסדר גבוה [57,58]. מצד שני, ה-ACC עשוי ליצור ולאחסן זיכרונות אך גם הוא עשוי לווסת את הפעילות של אזורים אחרים בקליפת המוח [1-3,6].

למרות המספר הרב של מחקרים שהראו כי Te2 ו-ACC נחוצים עבור זיכרונות מרוחקים אך לא עדכניים, כמה מחקרים עדכניים דיווחו כי קליפת המוח הללו עשויה להיות נחוצה גם לשמירה על זיכרונות פחד שמיעתיים [34,59] והקשריים [55] עדכניים. תנאי הגבול המדויקים שעשויים לקבוע את נחיצותם של קליפת המוח הללו עבור זיכרונות אחרונים אינם מובנים היטב.

אחד מהמחקרים הללו העלה כי עוצמת החוויה הרגשית עשויה למלא תפקיד חשוב [34], אך מחקרים עתידיים צריכים להתייחס טוב יותר לסוגיה זו. מחקרים עתידיים יצטרכו גם להבהיר האם התאים המופעלים בתוך הניאוקורטקס עם למידה בבעלי חיים תמימים, ואשר משמשים לאחסון של זיכרונות מרוחקים אך לא עדכניים [7,8,12,44], ממלאים תפקיד זה גם לאחר למידה, או אם הם משתתפים ביצירת זיכרונות אחרונים.

לגבי השתתפות ההיפוקמפוס בתהליכי זיכרון, כאן מצאנו שההיפוקמפוס הגבי נחוץ ללימוד זיכרון הקשרי חדש גם אם התרחשה למידה הקשרית קודמת. תוצאה דומה נצפתה על ידי ביצוע עיצוב בתוך הנבדקים על חולדות שלמדו גם זיכרונות הקשריים מרוחקים וגם עדכניים [60]. מצד שני, הוכח גם שהמנגנונים התאיים שמתווכים את הלמידה הבאה בהיפוקמפוס עשויים להיות שונים מאלה המעורבים במהלך ניסוי הלמידה הקודמת [22,61].

מצאנו גם שבבעלי חיים שחוו פחד הקשרי בפעם הראשונה, ההיפוקמפוס נחוץ גם שבוע לאחר הלמידה, בהתאם לממצא קודם בבעלי חיים נאיביים [46]. לעומת זאת, בקבוצה השנייה, נגעים בהיפוקמפוס לא השפיעו על שימור הזיכרון במרווח זמן זה, מה שמצביע על כך שלמידת פחד קודם מקצרת את חלון הזמן של מעורבות ההיפוקמפוס, כפי שנצפה גם בלמידה מרחבית [3,20,21]. מחקרים אלה והמחקר הנוכחי מספקים אפוא ראיות מתכנסות לכך שחלון הזמן של אמנזיה טמפורלית הנגרמת על ידי נגעים בהיפוקמפוס תלוי בחוויות הנלמדות הקודמות בזיכרונות מרחביים ורגשיים כאחד.

במחקרים אלה, המחברים גם הציעו שאימון חולדות לתקופה ממושכת במשימה מרחבית מייצר סכימה "מנטלית" של ידע, שבה ניתן להטמיע במהירות מידע קשור חדש [3,20,21,53]. למרות שהממצאים שלנו עשויים גם להתאים לרעיון זה, קשה מאוד לומר אם ניסוי אחד של למידת פחד יכול ליצור "סכימה" אסוציאטיבית של ידע והאם ניתן לשלב אירוע חדש ושונה המתרחש בסביבה אחרת בתוך סכימה זו. . נדרשים מחקרים נוספים כדי להבהיר סוגיה זו. בכל מקרה, בהתחשב בכך שרוב הזיכרונות בבני אדם ובבעלי חיים אחרים בנויים על חוויות עבר, רשתות המוח המאחסנות זיכרונות פחד מרוחקים בפעם הראשונה עשויות להיות כאלו המקודדות זיכרונות פחד עדכניים ומרוחקים לאורך כל החיים.

שיטות מודל ניסיוני ופרטי נושא

בעלי חיים

חולדות ויסטאר זכרים בריאים (גיל, 65 עד 70 ימים; משקל, 250 עד 350 גרם, סוג בר), שמקורם במתקן פנימי ללחם של בעלי חיים, אוחסנו 3 לכלוב עם מזון ומים זמינים באופן חופשי, תחת אור של 12 שעות מחזור חשיכה (נדלק בשעה 7:00 AM) בטמפרטורה קבועה של 22 ± 1˚C. כל הניסויים אושרו על ידי משרד הבריאות האיטלקי (אישור מס' 408/2020-PR) ועל ידי הוועדה הביו-אתית המקומית של אוניברסיטת טורינו.

עיצוב נסיוני

שחזור הנתונים הוערכה עם שכפולים שונים (טבלה S1). ניסויי השבתת ה-CNQX הראשונים ב-Te2 (איור 1A-1C) בוצעו במספר גבוה יותר של שכפולים מכיוון שהם היו הניסויים הראשונים שערכנו ושימשו לבחון את ההשערה העיקרית של המחקר שלנו. בעלי חיים הוקצו א-פריורי לקבוצות התנהגותיות שונות באופן מאוזן משקל.

בעלי חיים זכרים מאותו זן הוקצו באופן אקראי לכל קבוצת ניסוי. תחילה התייחסנו להשערה העיקרית של המחקר שלנו, כלומר, אי-אקטיבציה של קליפת המוח עשויה להשפיע באופן שונה על איחוד זיכרון פחד חדש בחולדות נאיביות בניסוי ובבעלי חיים שלמדו אירוע פחד קודם. במקרה של הבדלים סטטיסטיים בין הקבוצות הללו, בסופו של דבר ביצענו קבוצות ביקורת נוספות באמצעות הזרקת מי מלח. גישה דומה הוחלה על הניסויים האופטוגנטיים, שבהם קבוצת הביקורת של AAV בוצעה רק לאחר שזוהו הבדלים סטטיסטיים בין חולדות תמימות וחולדות שעברו הכשרה בעבר. לוחות זמנים ניסויים אלו אפשרו לנו להימנע מקבוצות בקרה מיותרות ושימוש בבעלי חיים מיותרים, נושא מרכזי בחקיקה האירופית והאיטלקית בנושא ניסויים בבעלי חיים (עקרון 3 Rs).

נהלים התנהגותיים

כל הניסויים נערכו במהלך השלב הקל של היום (8 בבוקר עד 4 אחר הצהריים). בעלי חיים הועברו באופן יחיד מהמתקן לחדרי הניסוי בתוך דליים שקופים קטנים שונים בהתאם לדרישות הניסוי.

אימון שמיעתי: מפגש התנהגותי ראשון.

בעלי חיים מותנים בפחד שמיעתי (CS1-CS2). בקבוצה זו, חולדות נלקחו בעדינות מהכלוב הביתי שלהן ונושאו מחדר הדיור לחדר האטום לרעש. כשהם שם, בעלי חיים הונחו בתוך מכשיר המיזוג המורכב מכלוב שחור מלבני (35 × 40 ס"מ) מצויד ברשת מוטות נירוסטה (קוטר 1 ס"מ, ברווח של 1.5 ס"מ זה מזה) המחובר להעברת זעזועים להכין. חולדות נותרו ללא הפרעה במשך דקה אחת. לאחר זמן זה, 7 גירויים מותנים (CSs) המורכבים מטון טהור של 15 קילו-הרץ של תדר (15 שניות משך כל אחד, 80 dB, מרווח ניסויים של 36 שניות). 1 השניות האחרונות של כל טון הוצמדו ל-US כואב (0.5 mA, 1 s). בתום מפגש ההתניה, חולדות הובאו לכלוב הביתי שלהן.

חיות הלם בלבד (shock-CS2). בקבוצה זו, חולדות הוצבו באופן דומה בתוך אותו מנגנון מיזוג. מיד לאחר מכן, כל חולדה ספגה 7-זעזועים ברגל (1 שניות, 0.5 mA) בזה אחר זה. בתום הגירוי החזירו בעלי חיים לכלובם הביתי. קביעות הזמן בכלוב המיזוג הייתה פחות מ-9 שניות. מחקרים קודמים הראו שהליך זה מאפשר להימנע מתהליכים אסוציאטיביים בין גירויים כואבים לגירויים תחושתיים [29,30].

בעלי חיים מותנים בפחד (ריח-CS2). בקבוצה זו, חולדות הונחו בתוך אותו כלוב שחור מלבני שהופעל בקבוצות הניסוי הנ"ל וחוברו למערך העברת הלם. חולדות נותרו ללא הפרעה למשך 2 דקות. לאחר זמן זה, 7 CSs המורכבים מריחות וניל ניתנו (10 שניות של כל אחת, מרווח ניסוי של 24 שניות). 1 השניות האחרונות של כל ריח הוצמדו ל-US כואב (0.5 mA, 1 s). מודול המיזוג הוצב ליד מקור אוורור כדי למנוע את התמדה של הגירויים שנמסרו לאחר הקיזוז שלהם. הכלוב הובטח עם רשת עליונה. ריחות הוצגו באמצעות אולפקטומטר של דילול זרימה. אוויר נקי (1.5 ליטר/דקה) הופנה לשסתום סולנואיד, אשר בעת הפעלתו העביר את האוויר לבקבוק של 15 מ"ל המכיל 10 מ"ל של ריח וניל.

בעלי חיים בטון בלבד (Tone-CS2). חולדות בקבוצה זו הונחו בתוך אותו כלוב שחור והוצגו עם הטון 15-kHz (7 גירויים, משך 15 שניות, 36 שניות ITI) שנמסר בהיעדר ארה"ב.

בעלי חיים שנחשפו מראש (Tone-CS1-CS2). חולדות הונחו בתוך כלוב המיזוג וכעבור דקה אחת, הוצגו להן 20 פעמים עם הטון 15-kHz בלבד, ו-24 שעות לאחר מכן אותו טון הוצמד עם ארה"ב שהפכה ל-CS1.

בעלי חיים מותנים ברעש לבן (WN-CS2). בקבוצה זו, חולדות הונחו בתוך הכלוב השחור המלבני ונשארו ללא הפרעה למשך דקה. לאחר זמן זה, ניתנו 7 CSs המורכבים מ-WN (משך 15 שניות כל אחד, 75 dB, מרווח של 36 שניות בין ניסויים). 1 השניות האחרונות של כל טון הוצמדו ל-US כואב (0.5 mA, 1 s). בתום מפגש ההתניה, חולדות הובאו לכלוב הביתי שלהן.

למידת פחד שמיעתי: אימון התנהגותי שני.

שבועיים לאחר ההליכים המתוארים בפסקה לעיל, בעלי חיים אומנו במשימת התניה אחרת של פחד שמיעתי. חולדות הוכנסו לקופסת עור רגילה, כמו בעבודה הקודמת שלנו [10], ונשארו ללא הפרעה למשך 2 דקות. לאחר זמן זה, נמסרו 7 CSs המורכבים מגוונים טהורים של 3 קילו-הרץ של תדר (8 שניות של משך כל אחד, 80 dB, מרווח בין ניסויים של 22 שניות). 1 השניות האחרונות של כל טון הוצמדו ל-US כואב (0.5 mA, 1 s). בתום מפגש ההתניה, חולדות הובאו לכלוב הביתי שלהן.

פחד שימור זיכרון. שימור זיכרון הפחד השמיעתי שנרכש לאחרונה ל-CS2 (3 קילו-הרץ) נבדק 4 ימים לאחר מכן. עבור ניסויי אופטוגנטיקה, בדיקת הזיכרון העדכני בוצעה עם מתן לייזר 24 שעות לאחר לימוד CS2-US באנלוגיה למרווח הזמן שבו ביצענו השבתת קליפת המוח באמצעות מתן ה-CNQX (כלומר, 24 שעות לאחר הַדְרָכָה). חולדות הורגלו למכשיר שונה מזה המשמש להתניה והונחו בחדר אחר כדי להימנע מהתנהגות פחד מותנית לרמזים הקשריים [10,62]. המנגנון החדש כלל כלוב פלסטיק שקוף עם צד צבוע שחור סגור בתוך קופסה מחלשת קול המצוידת במאוורר פליטה, אשר סילק אוויר מריח מהמתחם וסיפק רעשי רקע של 60 dB. בעלי חיים הורשו לחקור את הכלוב במשך 5 דקות ביום במהלך סשן ההתרגלות. ביום של מבחן שימור זיכרון הפחד, לאחר 2 דקות של חקירה חופשית, הספקנו 4 CS2 של 3 קילו-הרץ (8 שניות-22 ITI) ללא שום ארה"ב.

אם נדרש על ידי הדרישה הניסיוני, חולדות נבדקו לאחר שימור זיכרון הפחד המרוחק, שנרכש שבועיים לפני הניסוי השני להתניית פחד שמיעתי. לשם כך, 7 ימים לאחר מבחן שימור זיכרון הפחד בטון 3- קילו-הרץ, בעלי חיים הוכנסו לסביבה חדשה (כלוב פסים שחור ולבן) ולאחר מכן הוצגו עם הטון 15- קילו-הרץ. ארבעה צלילים הוצגו במרווחים של 36 שניות.

אימון קונטקסטואלי: מפגש התנהגותי ראשון.

קבוצת התניית פחד קונטקסטואלית (CtxA-CtxB). בקבוצה זו, חולדות נלקחו בעדינות מהכלוב הביתי שלהן, הוכנסו לדלי ונושאו מחדר הדיור לחדר האטום לרעש. כשהם שם, בעלי חיים הונחו בתוך מנגנון המיזוג המורכב מהכלוב השחור המלבני הנ"ל, מצויד ברשת מוטות הנירוסטה המחוברים למערך העברת זעזועים. חולדות נותרו ללא הפרעה במשך דקה אחת. לאחר זמן זה, 5 US (0.5 mA, 1 s) ניתנו במרווחי זמן של 51 שניות. בתום המפגש, החיות הוחזרו לכלוב הביתי.

קבוצת הלם בלבד (shock-CtxB). חולדות, לאחר שהונחו בתוך מכשיר המיזוג, קיבלו מיד 5-זעזועים ברגל (1 שניות, 0.5 mA) בזה אחר זה. קביעות הזמן בכלוב המיזוג הייתה פחות מ-7 שניות. מחקרים קודמים הראו שהליך זה מאפשר להימנע מתהליכים אסוציאטיביים בין גירויים כואבים לגירויים תחושתיים [29,30].

חיות להקשר בלבד (הקשר-CtxB). חולדות הונחו בתוך אותו כלוב שחור שהופעל בניסויים שלעיל למשך 5 דקות ללא משלוח של US.

התניית פחד חדשה הקשרית ושימור זיכרון פחד לאחרונה. שבועיים לאחר ההליכים המתוארים בפסקה לעיל, כל הקבוצות אומנו לשייך סביבה הקשרית חדשה (מודול ה-Skinner Box, ממוקם בחדר אחר) עם US כואב (0.5 mA, 1 s) . כל חיה הונחה בתוך החדר החדש ונשארה ללא הפרעה למשך 2 דקות. לאחר מכן, הוא נחשף ל-5 US מופרדים במרווחים של 30 שניות.

שימור זיכרון הפחד ההקשרי נבדק 4 ימים לאחר הליך מיזוג הפחד על ידי הכנסת חולדות שוב לתא של סקינר למשך 3 דקות. עבור ניסויי אופטוגנטיקה, בדיקת הזיכרון האחרון בוצעה עם מתן לייזר 24 שעות לאחר לימוד ה-CtxB-US באנלוגיה למרווח הזמן שבו ביצענו השבתת קליפת המוח באמצעות מתן ה-CNQX (כלומר, 24 שעות לאחר האימון). אם הדבר נדרש על ידי הדרישה הניסיוני, חולדות נבדקו לאחר שימור זיכרון הפחד המרוחק על ידי הצבת בעלי חיים בהקשר המזווג לארה"ב שבועיים לפני ההתאחדות החדשה.

בעלי חיים נישאו ב-2 דליים שונים לתאי המיזוג בהתאם להליכים ההקשריים השונים.

מידת הקפאה. בכל ההליכים הניסויים, ההערכה של שימור זיכרון הפחד נקבעה כתגובת הקפאה [10], נותחה כהיעדר מוחלט של ניידות סומטית למעט תנועות נשימה. עבור כל חיה, משך הזמן (בשניות) שהושקע בהקפאה נמדד במצב לא מקוון על ידי 2 משקיפים עצמאיים שסוונו לקבוצות החיות.

For more information:1950477648nn@gmail.com