변연 전 피질 상호 작용의 Basolateral 편도체 주도 촉진을 통한 인식 기억의 글루코 코르티코이드 향상

자세한 정보:ali.ma@wecistanche.com

Areg Barsegyana,b, Gabriele Mironea,b, Giacomo Ronzonia,b, Chunan Guoa,b, Qi Songa,b, Daan van Kuppevelda,b, Evelien HS Schuta,b, Piray Atsaka,b, Selina Teurlingsa,b, James L. McGaughc,d,1, Dirk Schuberta,b,

및 Benno Roozendaala,b,1

a인지 신경과학부, Radboud University Medical Center, 6500 HB Nijmegen, The Netherlands; Bonders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Radboud University, 6525 EN Nijmegen, The Netherlands; 학습 신경생물학 센터메모리, 캘리포니아 대학교, 캘리포니아 어바인 92697-3800; 및 캘리포니아 어바인, 캘리포니아 대학교 신경생물학 및 행동학과 92697-3800

제공: James L. McGaugh, 2019년 2월 15일(2019년 1월 28일 검토를 위해 전송됨, Ivan Izquierdo 및 Barry Setlow가 검토함)

광범위한 증거는 기저외측 편도체(BLA)가 스트레스 호르몬과 정서적 각성 효과를 매개하는 다른 뇌 영역과 상호 작용한다는 것을 나타냅니다.메모리강화. 뇌 활성화 연구는 각성 조건이 BLA 너머의 뇌 영역 사이의 대규모 신경망 및 여러 기능적 연결의 활성화로 이어진다는 것을 보여주었습니다. 이러한 원위 상호 작용 여부메모리통합은 또한 BLA 활동에 의존하며 아직 알려지지 않았습니다. 우리는 수컷 Sprague-Dawley 쥐에서 BLA 활성이 물체 인식의 다른 구성 요소에 대한 글루코코르티코이드 효과를 조절하는 데 있어 전방 섬 피질(at) 및 등쪽 해마(HPC)와의 변연 전 피질(PrL) 상호 작용을 가능하게 하는지 여부를 조사했습니다.메모리. 글루코코르티코이드 수용체(GR) 작용제 RU 28362는 개체 인식 강화 24-시간 직후 PrL에 투여되었지만 변연하 피질에는 투여되지 않았습니다.메모리각각 at 및 DHCP와의 기능적 상호 작용을 통해 개체의 ID와 위치를 모두 알 수 있습니다. 중요하게는, 노르아드레날린성 길항제인 프로프라놀롤에 의한 BLA의 훈련 후 비활성화는 PrL에 대한 GR 작용제 투여의 효과를 폐지했습니다.메모리개체의 식별 및 위치 향상. 프로프라놀롤에 의한 BLA 비활성화는 또한 24시간 후 평가된 척추 형태의 구조적 변화뿐만 아니라 학습 후 통합 기간 동안 at 및 dHPC 내의 뉴런 활동의 변화를 유도하는 PrL로의 GR 작용제 투여 효과를 차단했습니다. 이러한 발견은 BLA 노르아드레날린 활성이 스트레스 호르몬과 정서적 각성 효과를 조절하는 데 있어 PrL과 aIC 및 dHPC 사이의 기능적 상호작용을 가능하게 한다는 증거를 제공합니다.메모리.

클릭씨스탄슈의 효능과 부작용 그리고 기억력을 위한 씨스탄슈

스트레스와 정서적 경험은 강한 기억을 생성하는 호르몬과 뇌 시스템을 활성화합니다(1, 2). 광범위한 증거는 정서적 각성에 의해 유도된 기저외측 편도체(BLA)의 노르아드레날린성 활성화가 장기간의메모리(2). 우리는 BLA의 노르아드레날린성 활성화가 또한 부신 스트레스 호르몬, 즉 에피네프린 및 글루코코르티코이드의 증진 효과를 활성화하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 나타내는 광범위한 증거를 보고했습니다.메모리통합(3–5). 많은 이전 연구에서 이러한 BLA 활성화가메모리해마(2, 6-10)와 같은 특정 표적 영역 내에서 신경 가소성과 정보 저장 과정에 영향을 미침. 뇌 활성화 연구에서 축적된 증거는 각성 조건이 대규모 신경망의 활성화를 증가시키고(11-13) 편도체 너머의 뇌 영역 사이의 수많은 기능적 상호 작용에도 영향을 미친다는 것을 나타냅니다(14, 15). 그러나, 그러한 말단 뇌 영역 사이의 기능적 상호작용에 대한 정서적 각성 효과를 조절하기 위해 BLA 활성이 필요한지 여부는 알려져 있지 않다.

우리는 BLA 노르아드레날린 활성이 글루코코르티코이드 호르몬 인식 향상을 매개하는데 있어서 내측 전전두엽 피질(mPFC)과 전방 섬 피질(aIC) 및 등쪽 해마(dHPC) 사이의 기능적 상호 작용을 가능하게 하는지 여부를 조사했습니다.메모리개체 및 해당 위치에 대한 이전 연구 결과에 따르면 mPFC는메모리인지적 또는 전략적 통제를 통해메모리다른 뇌 영역 내의 프로세스(16, 17) 및 aIC가 대상의 식별을 위한 기억에 관여한다는 사실(18). mPFC와 aIC 사이의 기능적 상호 작용은 새로운 개체를 포함하여 감정적으로 두드러진 정보가 감지될 때 발생할 수 있습니다(19, 20). 이전 발견은 또한 dHPC가 객체를 컨텍스트 또는 장소와 연관시키는 데 관여하고(21-23) 컨텍스트 정보의 처리가 mPFC와 dHPC(24-26) 사이의 기능적 누화에 관여한다는 것을 나타냅니다. 중요한 것은 mPFC(27), aIC(28) 및 dHPC(29)가 모두 BLA로부터 강력한 입력을 수신한다는 것입니다. 우리는 물체 인식 훈련 경험 후 변연 전 피질(PrL)에 투여된 글루코코르티코이드 수용체(GR) 작용제가 mPFC의 변연하 피질(IL)에 투여되지 않음을 보여줍니다. 각각 aIC 및 dHPC와의 기능적 누화. 가장 중요하게, 우리는 BLA 노르아드레날린 활성이 이러한 말단 뇌 영역 사이의 기능적 상호작용을 유도한다는 것을 보여줍니다. 이러한 발견은 BLA가 대규모 뇌 네트워크에 영향을 미친다는 것을 나타냅니다.

중요성

스트레스 호르몬은 촉진하는 것으로 알려져 있습니다.메모리감정적으로 각성되는 경험, 기저외측 편도체(BLA) 및 다른 뇌 영역과의 상호작용에 의해 매개되는 효과입니다. 뇌 활성화 연구는 또한 정서적 각성이 BLA를 넘어 여러 기능적 연결을 활성화한다는 것을 나타냅니다. 그러나 BLA 활동이 이러한 연결에 영향을 미치는지 여부는 거의 알려지지 않았습니다. 여기, 우리는 BLA 활동이 인식에 대한 글루코코르티코이드 호르몬 효과를 조절하는 데 있어 변연 전 피질, 전방 섬 피질 및 등쪽 해마 사이의 기능적 상호 작용을 가능하게 한다고 보고합니다.메모리. 이러한 발견은 BLA 활동이 감정에 미치는 영향에 대한 이해를 높입니다.메모리큰 뇌 네트워크 내에서 스트레스 호르몬과 기억력에 대한 정서적 각성 효과를 조절합니다(13).

결과

GR 길항제, RU 38486(0.5μL에서 3 또는 10 ng)의 훈련 후 주입으로 GR 활성 저하메모리그 훈련의. 동물이 물체의 정체에 대한 기억(물체 인식 기억, ORM)을 나타내는지 여부를 확인하기 위해 일부 쥐에게 한 물체는 친숙하고 다른 물체는 참신한 24-시간 유지 테스트를 받았습니다. 이 프로토콜은 그림 1A에 나와 있습니다. 동물이 증상을 보이는지 확인하려면메모리물체의 위치(물체 위치 기억, OLM)에 대해 다른 쥐에게 24-시간 유지 테스트를 실시했습니다. 여기서 두 물체는 모두 익숙하지만 하나는 새로운 위치에 배치했습니다(그림 1E).

ORM 작업. 3-분 훈련 시도가 강화된 24-시간 직후 PrL에 GR 작용제 투여메모리개체의 ID(차별 색인에 대한 일원 분산 분석: F2,33=10.{15}}2, P=0.{18}}004). 그림 1B에서 볼 수 있듯이, 비히클 처리된 대조군 쥐는 물체의 24-시간 유지를 나타내지 않았습니다(1-표본 t 테스트: t{10}}.40, P=0.69). , 그리고 GR 작용제의 두 용량 모두 유지를 유의하게 향상시켰다(3 ng: P < 0.05;="" 10="" ng:="" p="">< 0.01="" 대="" 비히클).="" 대조적으로,="" il에="" 투여된="" gr="" 작용제="" 주입은="" 24-h="" 머무름에="" 영향을="" 미치지="" 않았습니다(f2,33="0.25," p="0.78;" 그림="" 1c).="" 그림="" 1d에서="" 볼="" 수="" 있듯이="" 10-분="" 훈련="" 세션="" 후="" prl에="" gr="" 길항제를="" 투여하면="" 24-시간이="" 상당히="">메모리객체의 ID에 대한 것입니다(F2,32=13.14, P < 0.0001).="" 비히클="" 처리된="" 쥐는="" 상당한="" 체류를="" 나타내었고(t12="12.08," p="">< 0.0001),="" gr="" 길항제의="" 두="" 용량="" 모두="" 체류="" 성능을="" 손상시켰습니다(3="" 및="" 10ng:="" p="">< 0.01).="" 처리="" 그룹은="" 학습="" 또는="" 24-시간="" 유지="" 테스트="" 동안="" 두="" 개체의="" 총="" 탐색="" 시간에="" 차이가="" 없었습니다(si="" 부록,="" 그림="">

OLM 작업. PrL로의 GR 작용제 투여도 24-h를 향상시켰습니다.메모리개체의 위치(F2,28=9.69, P=0.0006). 도 1F에 도시된 바와 같이, 비히클 처리된 대조군 래트는 유의한 발현을 나타내지 않았다.메모리{{0}}분 훈련 시도(1-표본 t 검정: t10=−0.80, P=0.44) 및 GR 작용제는 머무름을 향상시켰습니다(3 및 10ng: P < 0.01).="" il로의="" gr="" 작용제="" 투여는="" 24-h="" 머무름에="" 영향을="" 미치지="" 않았습니다(f2,{13}}.17,="" p="0.84;" 그림="" 1g).="" 도="" 1h에서="" 볼="" 수="" 있듯이,="" 10-분="" 훈련="" 세션="" 후="" prl에="" 투여된="" gr="">메모리개체의 위치(F2,32=4.30, P=0.02). 비히클 처리된 쥐는 상당한 24-h 머무름(t12= 4.57, P=0.0006)을 보였고 GR 길항제의 고용량은 머무름 성능을 손상시켰습니다(10ng: P < 0.01).="" 처리="" 그룹은="" 학습="" 또는="" 24-시간="" 유지="" 테스트="" 동안="" 두="" 개체의="" 총="" 탐색="" 시간에="" 차이가="" 없었습니다(si="" 부록,="" 그림="" s2).="" 따라서="" 이러한="" 발견은="" 유사한="" gr="" 발현="" 수준(그림="" 1j)에도="" 불구하고="" prl로의="" gr="" 작용제="" 투여가="" il이="" 아닌="" prl로의="" 투여가="" "무엇"(물체="" 동일성)="" 및="" "어디서"(물체="" 위치)에="" 대한="" 기억의="" 통합을="" 향상시킨다는="" 것을="" 나타냅니다.="" 객체="" 인식="" 메모리의="" 구성="">

ORM에 대한 GR 작용제 효과 조절에서 aIC와의 PrL 상호 작용.우리는 GR 작용제 효과를 매개하는데 있어서 PrL과 aIC 사이의 상호작용을 조사했습니다.메모리ORM 및 OLM 작업에서. IL이 아닌 PrL은 직접적인 해부학적 투영을 aIC(31)로 보내고 aIC는 개체의 위치가 아닌 신원에 대한 메모리에 연루됩니다(22, 23). 우리는 인산화된 세포외 신호 조절 키나아제1/2(pERK1/2)의 억제에 의한 aIC의 기능적 차단, 신경 활성 및 시냅스 가소성에 결정적으로 관련된 신호 캐스케이드(32)가 내부 PrL GR 작용제의 효과를 방지하는지 여부를 조사했습니다. 관리메모리ORM 및 OLM 작업 모두에서 향상되었습니다. 그림 2A에서 볼 수 있듯이 훈련 후 GR 작용제(0.5 μL에서 3 또는 10 ng)를 왼쪽 PrL(SI 부록, 그림 S3A에서 주입 부위 참조)에 투여하면 향상됩니다. 24-ORM 작업에서 객체 ID를 위한 h 메모리(3 ng:P < 0.05;="" 10="" ng:="" p="">< {{22}="" }.01).="" 훈련="" 후="" 동측="" aic에="" 투여된="" mek="" 억제제="" pd98059(0.5μl="" 중="" 50ng)는="" 개체의="" 정체성에="" 대한="" 기억="" 향상에="" 대한="" gr="" 작용제="" 효과를="" 차단했습니다(3ng:="" p="">< 0.05;="" 10ng:="" p="">< 0.01).="" 대조적으로,="" 이="" 용량의="" mek="" 억제제를="" 사용한="" aic의="" 기능적="" 차단은="" prl에="" 대한="" gr="" 작용제="" 투여의="" 조절="" 효과를="" 방지하지="">메모리OLM 작업에서 개체의 위치에 대해 도 2B에 도시된 바와 같이, MEK 억제제

aIC에 관리하는 것만으로도 24-시간 유지가 향상되었습니다.

그림 1. 훈련 후 GR 작용제 및 GR 길항제가 PrL에 투여되지만 IL은 ORM 및 OLM을 조절하지 않습니다. (A) ORM 작업의 실험 설계(SI 부록, 보충 방법). (B) GR 작용제 RU 28362(0.5 μL에서 3 또는 1{4}} ng)는 3-분 훈련 시도가 24-시간 ORM을 강화한 후 PrL에 투여되었습니다. . 데이터는 차별 지수로 표시됩니다(평균 ± SEM, 방법 참조). n=11– 13마리/그룹. (C) {{1{36}}}}시간 ORM에 대한 {{1{36}}}}분 훈련 시도 후 IL에 대한 GR 작용제 투여의 영향이 없습니다. n=12 쥐/그룹. (D) GR 길항제 RU 38486(0.5μL에서 3 또는 1{38}} ng)은 10-분 훈련 시도 후 손상된 24-시간 ORM 후 PrL에 투여되었습니다. n=10– 13마리/그룹. (E) OLM 작업의 실험적 설계. (F) 3-분 훈련 시도 후 PrL에 투여된 GR 작용제는 24-시간 OLM을 향상시켰습니다. n=9– 11마리/그룹. (G) 3-시간 OLM에 대한 3-분 훈련 시도 후 IL에 대한 GR 작용제 투여의 영향이 없습니다. n=10– 12마리/그룹. (H) GR 길항제는 10-분 훈련 시험이 24-시간 OLM을 손상시킨 후 PrL에 투여되었습니다. n=11– 13마리/그룹. *P < 0.05;="" **p="">< 0.01.="" (i)="" 그림="" 1b="" 및="" c에="" 포함된="" 쥐의="" prl(실선="" 원)="" 및="" il(빈="" 원)의="" 주입="" 부위.="" (j)="" prl="" 및="" il="" 내에서="" 유사한="" gr="" 발현="" 수준을="" 보여주는="" 형광="" 현미경="" 사진.="" cl,="" claustrum;="" fmi,="" 뇌량의="" 작은="" 겸자.="" (스케일="" 바,="" 300="" μm.)="" (k)="" prl에서="" gr(녹색)과="" 뉴런="" 마커="" neun(빨간색)의="" 공동="" 발현을="" 보여주는="" 상세="" 사진.="" (스케일="" 바,="">

(L) IL에서 GR(녹색) 및 NeuN(빨간색) 공동 발현을 보여주는 상세 사진. (스케일 바, 100μm.)

그림 2. MEK 억제제를 사용한 aIC 활성의 억제는 ORM의 향상에 대한 PrL에 대한 GR 작용제 처리의 효과를 선택적으로 차단합니다. 쥐에게 3-분 훈련 실험을 실시한 후 MEK 억제제(PD98{4}}59, 0.5 μL에서 50 ng) 또는 왼쪽 aIC에 비히클을 함께 투여했습니다. GR 작용제(RU 28362, 0.5 μL의 3 또는 1{56}} ng) 또는 비히클을 동측 PrL에 삽입합니다. ORM 또는 OLM은 24시간 후에 테스트되었습니다. (A) aIC로의 PD98{60}}59 투여는 PrL로의 GR 작용제 투여에 의해 유도된 ORM의 향상을 차단했습니다(n=8– 11 쥐/그룹, 양방향 ANOVA: RU 28362 F2,{{ 18}}.44, P=0.04; PD98059 F1,51=16.45, P=0.0002; 상호작용 F2,51=5.03, P {{31 }}.01). (B) PD98059를 aIC 단독으로 투여하면 OLM이 향상되지만, 이는 PrL에 대한 GR 작용제 투여에 의해 유도된 기억 조절을 방지하지 못했습니다(n=9-14 쥐/그룹, 양방향 ANOVA: RU 28362 F2,{ {39}}.13, P=0.88; PD98059 F1,60=0.02, P=0.88; 상호작용 F2,60=5.38, P {{ 52}}.007). *P < 0.05,="" **p="">< 0.01="" 대="" 차량;="" ◆p="">< 0.05,="" ◆◆p="">< 0.01="" 대="" 차량="" 또는="" ru="" 28362="">

개체의 위치(P < {{0}}.01)="" 및="" 이="" 조건에서="" prl에="" 대한="" gr="" 작용제="" 투여는="" 상당한="" 기억="" 장애를="" 유도했습니다(10ng:="" p="">< 0.05="" vs.="" 차량).="" 처리="" 그룹은="" 훈련="" 또는="" 24-h="" 유지="" 테스트="" 동안="" 두="" 개체의="" 총="" 탐색="" 시간에서="" 차이가="" 없었습니다(siappendix,="" 그림="" s3="" b="" 및="" c).="" 이러한="" 발견은="" prl이="" 개체의="" 위치가="" 아닌="" 동일성에="" 대한="" 기억에="" 대한="" gr="" 작용제="" 효과를="" 조절하는="" 데="" 있어="" aic와="" 상호="" 작용한다는="" 것을="">

OLM에 대한 GR 작용제 효과 조절에서 dHPC와 PrL 상호 작용.다음으로, 우리는 GR 작용제 효과를 매개하는 PrL과 dHPC 사이의 기능적 상호 작용을 조사했습니다.메모리ORM 및 OLM 작업에서. 친숙성 차별에서 dHPC의 역할은 여전히 ​​논란의 여지가 있지만(33), 여러 연구 결과에 따르면 대상과 맥락 또는 장소의 연관성이 dHPC를 필요로 함을 나타냅니다(22, 23). 도 3A에 도시된 바와 같이, 훈련 시험 후 좌측 PrL에 GR 작용제(0.5 μL에서 3 또는 1{6}} ng) 투여는 24-h를 향상시켰다메모리ORM 작업에서 개체의 ID(10 ng: P < 0.{10}}1)="" 및="" mek="" 억제제="" pd98059(50ng)로="" 동측="" dhpc의="" 동시="" 차단="" 0.5="" μl)(주입="" 부위에="" 대해서는="" si="" 부록,="" 그림="" s4a="" 참조)는="" 이="" gr="" 작용제="" 효과를="" 방지하지="" 못했습니다(3="" 및="" 10ng:="" p="">< 0.01="" 대="" 비히클).="" 대조적으로,="" dhpc="" 비활성화는="" gr="" 작용제="" 효과를="" 완전히="">메모리OLM 작업에서 개체의 위치가 향상되었습니다. 그림 3B에서 볼 수 있듯이, PrL에 대한 GR 작용제 투여는 24-객체 위치의 유지를 향상시켰습니다(10 ng: P < 0.01="" ),="" 이="" 효과는="" dhpc에="" mek="" 억제제를="" 투여한="" 후="" 차단되었습니다(3ng:="" p="">< 0.05;="" 10ng:="" p="">< 0.01="" 대="" gr="" 작용제).="" 처리="" 그룹은="" 학습="" 또는="" 24-유지="" 테스트="" 동안="" 두="" 개체의="" 총="" 탐색="" 시간에서="" 차이가="" 없었습니다(si="" 부록,="" 그림="" s4="" b="" 및="" c).="" 따라서,="" 이러한="" 발견은="" prl이="" 위치에="" 대한="" 기억에="" 대한="" gr="" 작용제="" 효과를="" 조절하는데="" dhpc와="" 상호작용하지만="" 물체의="" 정체는="" 아님을="">

ORM 및 OLM에 대한 PrL에 대한 GR 작용제 투여의 효과에 대한 BLA 노르아드레날린성 활성의 영향.BLA 노르아드레날린 활성이 PrL에 대한 GR 작용제 투여의 효과 조절에 결정적으로 관여하는지 여부를 결정하기 위해메모리ORM 및 OLM 작업에서 GR 작용제(0.5 μL에서 3 또는 10 ng)를 왼쪽 PrL에 투여하고 -아드레날린 수용체 길항제 프로프라놀롤(0)을 투여했습니다. 3 ug in 0.2 μL)은 훈련 시험 직후 동측 BLA에 투여되었습니다(주입 부위는 SIAppendix, 그림 S5A 참조). 도 4A에 도시된 바와 같이, PrL로의 GR 효능제 투여는 24-h를 향상메모리ORM 작업(3 및 10 ng: P < 0.01)의="" 개체="" id에="" 대해="" bla로의="" 프로프라놀롤="" 투여는="" 이="" gr="" 작용제="" 효과를="" 차단했습니다.="" (3="" ng:p="">< 0.05,="" 10="" ng:="" p="">< 0.01="" 대="" gr="" 작용제="" 단독).="" 도="" 4b에="" 나타난="" 바와="" 같이,="" prl에="" 대한="" gr="" 작용제="" 투여도="">메모리OLM 작업에서 개체의 위치에 대해(3 및 10 ng:P < 0.01),="" bla로의="" 프로프라놀롤="" 투여도="" 이="" gr="" 작용제="" 효과를="" 차단했습니다(10ng:="" p="">< 0.01="" 대="" gr="" 작용제="" 단독).="" 처리="" 그룹은="" 훈련="" 또는="" 24-h="" 유지="" 테스트="" 동안="" 두="" 개체의="" 총="" 탐색="" 시간에서="" 차이가="" 없었습니다(si="" 부록,="" 그림="" s5="" b="" 및="" c).="" 따라서,="" 이러한="" 발견은="" bla="" 노르아드레날린="" 활성이="" prl에="" 대한="" gr="" 효능제="" 투여의="" 효과를="" 가능하게="" 하는="" 데="" 필요함을="">메모리aIC 종속 ORM 및 dHPC 종속 OLM 모두의 향상.

aIC 및 dHPC 내의 신경 활동 변화에 대한 PrL에 대한 GR 작용제 투여의 효과에 대한 BLA 노르아드레날린 활성의 영향.BLA 노르아드레날린이

활성 활동은 PrL과 aIC 및 dHPC 사이의 기능적 상호 작용을 가능하게 하므로 객체 인식 훈련 후 PrL에 GR 작용제 투여가 학습 후 통합 기간 동안 aIC 및 dHPC 내에서 활성 의존적 뉴런 활동 변화를 유도하는지 조사했습니다(34 ) 그리고 가장 중요한 것은 이러한 효과가 BLA 노르아드레날린 활성에 의존하는지 여부입니다. 훈련 및 약물 치료 1시간 후, 최근에 활성화된 세포(36)를 식별하기 위한 잘 확립된 분자 마커인 초기 유전자 산물인 c-Fos(35)에 대한 면역형광과 뉴런 앙상블 매핑을 통해 뉴런 활성을 평가했습니다. 작업 관련 활동이 증가했습니다(37).

aIC 내에서 c-Fos 라벨링은 세 가지 주요 세분화의 피질층 II/III 내에서 결정되었습니다(SI 부록, 그림 S6A). 비히클 처리된 훈련된 쥐는 높은 수치 밀도의 c-Fos-양성 세포를 보여주었으며, 이는 무과립 및 이과립 세분 내에서 가장 높았습니다(SI 부록, 그림 S6B). 그림 5A에서 볼 수 있듯이, 왼쪽 PrL에 GR 작용제(0.5 μL에서 10 ng)를 투여하면 c-Fos 양성 세포의 수치 밀도가 크게 감소했습니다. 동측 aIC(P < 0.01)(세분별="" 분석을="" 위해="" si="" 부록,="" 그림="" s6b="" 참조).="" c-fos와="" gaba성="" 억제="" 뉴런(38)의="" 마커인="" 글루탐산="" 탈탄산효소="" 67(gad67)에="" 대한="" 이중="" 염색은="" c-fos가="" 주로="">

그림 3. MEK 억제제를 사용한 dHPC 활성 억제는 OLM 향상에 대한 PrL로의 GR 작용제 처리 효과를 선택적으로 차단합니다. 쥐에게 3-분 훈련 실험 후 MEK 억제제(PD98{4}}59, 0.5 μL의 50ng) 또는 왼쪽 dHPC에 비히클을 함께 투여했습니다. GR 작용제(RU 28362, 0.5 μL의 3 또는 1{56}} ng) 또는 비히클을 동측 PrL에 삽입합니다. ORM 또는 OLM은 24시간 후에 테스트되었습니다. (A) dHPC로의 PD98059 투여는 PrL로의 GR 작용제 투여에 의해 유도된 ORM의 향상을 차단하지 않았습니다(n=9-13 쥐/그룹, 양방향 ANOVA: RU 28362 F2,{19}}.91, P < 0.0001;="" pd98059="" f1,64="0.20," p="0.66;" 상호작용="" f2,64="0.10," p="" {{32="" }}.91).="" (b)="" dhpc로의="" pd98059="" 투여는="" prl로의="" gr="" 작용제="" 투여에="" 의해="" 유도된="" olm의="" 강화를="" 차단했습니다(n="9-13" 쥐/그룹,="" 양방향="" anova:="" ru="" 28362="" f2,{41}}.="" 33,="" p="0.27;" pd98059="" f1,61="14.66," p="0.0003;" 상호작용="" f2,61="3.31," p="0.04" ).="" **p="">< 0.01="" 대="" 차량;="" ◆p="">< 0.05,="" ◆◆p="">< 0.01="" vs.="" ru="" 28362="">

그림 6. BLA 노르아드레날린 활성의 차단은 물체 인식 훈련 후 24시간에 평가된 aIC 내의 척추 형태 변화에 대한 PrL에 대한 GR 작용제 치료의 효과를 방지합니다. (A) 골지 함침 뉴런의 이미지. (B) 다양한 척추 유형을 보여주는 수상돌기(100} 배율). (C) 정점 수상돌기의 길고 가는, 뭉툭한, 버섯 및 분지형 척추 유형에 대한 가시 밀도. 데이터는 마이크로미터당 가시 수(평균 ± SEM)로 표시됩니다. [n=15–20개 세포(쥐 5마리)/그룹: 양방향 ANOVA, 버섯 가시: RU 28362 F1,69=7 .72, P=0.007; 프로프라놀롤 F1,{14}}.38, P=0.24; 상호작용 F1,{19}}.40, P=0.04; 분지된 가시: RU 28362 F1,69=6.40, P=0.01; 프로프라놀롤 F1,69=2.63, P=0.11; 상호작용 F1,69=9.21, P=0.003]. (D) 기저 수상돌기의 척추 밀도 [n=15– 18개 세포(5마리의 쥐에서)/그룹: 양방향 ANOVA, 버섯 가시: RU 28362 F1,62=1.46, P {{46 }}.23; 프로프라놀롤 F1,{49}}.84, P=0.18; 상호작용 F1,{54}}.71, P=0.02; 분지된 가시: RU 28362 F1,{60}}.75, P=0.02; 프로프라놀롤 F1,62=2.99, P=0.09; 상호작용 F1,{70}}.24, P=0.04]. **P < 0.01="" 대="" 차량;="" ◆◆p="">< 0.01="" vs.="" ru="" 28362="">

물체 인식 훈련 후 IC 내 구조적 가소성 변화 및메모리-GR 작용제 치료를 강화합니다.

논의

현재의 연구는 BLA 노르아드레날린 활성이 물체 인식의 다른 구성요소에 대한 글루코코르티코이드 효과를 매개하는데 있어서 aIC 및 dHPC와의 PrL 상호작용을 조절하는지 여부를 조사했습니다메모리. 이 질문은 BLA 활동이 다른 뇌 영역과의 상호 작용을 통해 감정적으로 자극적인 경험의 기억을 통합하는 것을 촉진한다는 이전 연구 결과에서 비롯됩니다(1, 2). 그러나 특히 인간 신경 영상 연구에서 축적된 증거는 정서적 각성이 BLA를 넘어 여러 기능적 연결을 가진 대규모 신경망의 활성화를 유도한다는 것을 나타냅니다(12). BLA 활동이 그러한 원위 뇌 영역 사이의 연결성에서 정서적 각성과 관련된 변화를 조절하는지 여부는 조사되지 않았습니다.

현재의 연구에서 우리는 PrL 내에서 GR의 훈련 후 활성화가 IL이 아닌 장기간 향상되었음을 발견했습니다.메모리ORM 및 OLM 작업에서 개체의 ID와 위치 모두에 대한 정보입니다. 반대로, PrL 내에서 GR의 길항작용은 두 작업 모두에서 기억 통합을 손상시켰습니다. 이러한 발견은 mPFC로의 글루코코르티코이드 투여가 다양한 종류의 훈련 경험에 대한 기억의 장기 저장을 촉진한다는 추가 증거를 제공합니다(50, 51). 또한, 우리는 aIC 및 dHPC 활성(32, 50)을 기능적으로 차단함으로써메모리개체의 동일성을 위해 PrL과 aIC의 상호 작용이 필요하고 개체의 위치에 대한 메모리에 대한 GR 작용제 효과는 dHPC와의 PrL 상호 작용에 의존합니다. 이러한 발견은 aIC와 dHPC가 인식 기억에 뚜렷한 기여를 한다는 광범위한 증거와 일치합니다. 메모리 기반 동작의 완전한 보완을 지원하려면 두 시스템이 상호 작용해야 하며 PrL은 두 시스템 간의 통합 사이트 역할을 할 수 있습니다(17). 자율 및 내장 정보를 감정, 인지 및 동기 기능으로 통합하는 것과 관련되어 있는 aIC(52)는 인식 기억과 항목에 대한 정보 처리에 관여합니다(18, 22, 23). 그러나 aIC의 기능적 차단 자체가 물체의 위치에 대한 기억 향상을 유도한다는 우리의 발견은 aIC가 공간 및 맥락 정보 처리에도 기여할 수 있음을 시사합니다(53). 반면에 dHPC는 객체와 컨텍스트 또는 장소의 연관에 관여하며(21-23), 컨텍스트 정보 처리는 mPFC와 dHPC 사이의 기능적 누화에 결정적으로 관여하는 것으로 알려져 있습니다(24–23). 26). 상당한 증거는 mPFC와 dHPC가 정보의 양방향 흐름을 반영하는 진동 동기화를 통해 결합된다는 것을 나타냅니다(54).

이러한 기능적 상호 작용을 추가로 지원하기 위해 객체 인식 훈련 후 PrL에 대한 GR 작용제 투여가 학습 후 통합 기간 동안 aIC 및 dHPC 내에서 활성 의존적 신경 활성 변화를 유도할 뿐만 아니라 24시간 후에 평가된 척추 형태의 구조적 변화를 유도한다는 것을 발견했습니다 . GR 작용제에 의한 인지 향상의 발견메모리aIC의 감소된 c-Fos 발현 및 가능한 뉴런 활성과 관련이 있음은 쥐에서 억제 회피 훈련(55) 후 또는 인간에서 스트레스 유발 글루코코르티코이드 방출 후 전신 코르티코스테론 치료 후 감소된 aIC 뉴런 활성을 나타내는 이전 연구 결과와 일치합니다. 과목(56). 그러한 감소된 aIC 활동은 아마도 현저한 자극의 탐지를 위한 임계값을 일시적으로 증가시킴으로써 국소 통합 과정을 촉진하기 위해 필요할 수 있습니다(23, 57). 대안으로, aIC가 다른 신경망 시스템 사이의 "스위치"로 작동할 수 있기 때문에(58), 감소된 aIC 활동은 신경 자원의 재할당을 반영할 수 있으며, 따라서 객체 정보 및 고차 인지 저장과 관련된 다른 뇌 시스템의 억제가 해제될 수 있습니다. 프로세스(56). 대조적으로, GR 작용제 투여는 dHPC의 dDG 영역 내 c-Fos 발현에 영향을 미치지 않으면서 CA1 내 c-Fos 양성 피라미드 세포의 수를 증가시켰다. CA1에 대한 이 PrL 영향이 간접적인 NRE 경로(40-42)를 포함한다는 견해를 뒷받침하기 위해 우리는 또한 NRE 내에서 증가된 수의 c-Fos-양성 세포를 발견했습니다. 함께, 이러한 발견은 PrL로의 GR 작용제 투여가 aIC 및 dHPC와의 기능적 결합을 통해 인식 기억의 다른 구성요소의 통합을 향상시킨다는 증거를 제공합니다.

우리의 주요 발견은 BLA 내에서 노르아드레날린성 전달의 차단이 PrL 내 GR 작용제 투여 효과를 차단한다는 것입니다.메모리향상뿐만 아니라 aIC 및 dHPC 내의 뉴런 활동 및 구조적 가소성 변화. 많은 이전 연구에서 우리는 자극이 BLA 내에서 노르에피네프린의 방출을 유도하고 상승된 BLA 노르에피네프린 수치가메모리mPFC, aIC 및 dHPC(2, 7, 9, 57, 60)를 포함한 별개의 뇌 영역에서 신경 가소성과 정보 저장에 영향을 주어 다양한 훈련 경험을 제공합니다. 본 연구 결과는 BLA 노르아드레날린 활성화가 이러한 다른 뇌 영역 간의 기능적 상호 작용을 가능하게 하고 대규모 뇌 네트워크 역학에 대한 정서적 각성 효과를 조절하는 BLA의 역할에 대한 이해를 높이는 데 필수적이라는 증거를 제공합니다.

행동 양식

과목. 수컷 Sprague-Dawley 쥐(Charles River)는 온도가 제어되는(22도) 사육장 방(0700-1900시간 조명 켜짐)에 개별적으로 보관되었습니다. 훈련 및 테스트는 1000~1500시간 주기의 가벼운 단계에서 수행되었습니다. 모든 실험 절차는 유럽 연합 지침 2010/63/EU를 준수했으며 네덜란드 네이메헌에 있는 Radboud 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았습니다.

물체 인식 작업. 훈련 시험에서 쥐는 3분 또는 10분 동안 두 개의 동일한 물체(A1 및 A2)를 탐색했습니다. 유지력은 24시간 후에 테스트되었습니다. ORM의 경우 친숙한 개체(A3)의 복사본 한 개와 새로운 개체(B)가 훈련 시도 동안 자극과 동일한 위치에 배치되었습니다. OLM의 경우 친숙한 개체(A3)의 복사본 하나가 상자 중앙(새로운 위치)에 배치되었습니다. 다른 친숙한 물체(A4)는 훈련 시도와 동일한 위치에 배치되었습니다. 식별 지수는 새로운 것과 친숙한 대상(또는 위치)을 탐색하는 시간의 차이로 계산되었으며, 두 대상을 탐색하는 데 소요된 총 시간의 비율로 표시됩니다(즉, [(시간 소설 - 친숙한 시간)/(시간 소설 + 시간) 친숙함)] × 100% ) (참조. 23, SI 부록, 보충 방법).

약물 치료. RU 28362(11,17 -디히드록시-6,21-디메틸{5}}프레그나-4,6- 트리엔-20인{{9 }}1, 3 또는 1{12}} ng(0.5 μL) 및 RU 38486 [17 -하이드록시-11 -(4- 디메틸아미노페닐){18} }(1-프로피닐)-에스트라-4,9-디엔-3-1, 3 또는 10 ng({31}}.5 μL] 식염수에 0.5% 에탄올에 용해(51). 프로프라놀롤(0.2 μL 중 0.3 ug)을 식염수(60)에 용해했습니다. PD98059 [2-(2-아미노-3-메톡시페닐)-4 H-1-벤조피란-4-온, 50ng, 0.5μL] 6에 용해 식염수 내 DMSO 백분율(참조 50, SI 부록, 보충 방법).

c-Fos 면역반응성. 뇌 절편을 1차 항체[c-Fos(토끼 항-c-Fos; 1:1,000; Synaptic Systems), GAD67(마우스 항-GAD67; 1:250; Millipore), NeuN(닭 anti-NeuN; 1:500; Millipore)], 적절한 형광단 결합 이차 항체. 모든 뇌 영역에 대해 동물당 3개의 섹션이 이미지화되었습니다(20x 또는 40x; Leica DMI 6000B). 면역형광 세포의 수를 ImageJ 1.47v 소프트웨어로 정량화하고 면적을 보정했습니다. GAD{20}}양성 점의 경우 공초점 현미경(Olympus FV1000)에서 63배 배율로 이미지를 획득하고 NeuN 표지된 흥분성 뉴런당 GAD{23}}양성 점의 수를 수동으로 계산했습니다(SI 부록 , 보충 방법).

통계.

적절한 경우 일원 또는 이원 ANOVA를 사용한 후 사후 비교 테스트를 수행했습니다. 1-표본 t 검정은 판별 지수가 0과 다른지 여부와 이에 따라 학습이 발생했는지 여부를 결정했습니다. P < 0.05는="" 통계적="" 유의성으로="">

감사의 말.

기술 지원에 대해 Chantal Schoenmaker와 Masoud Ramuz에게 감사드립니다. 연구는 Radboud University Topfund(BR)의 지원을 받았습니다.