Núcleos Talâmicos Anteriores: Um Substrato Crítico para Memória Associada Não Espacial em Ratos Parte 1

Abstrato

Lesão ou disfunção nos núcleos talâmicos anteriores (NTA) pode ser o principal fator contribuinte em muitos casos de amnésia diencefálica.

O núcleo talâmico anterior (ATN) é uma região muito importante do cérebro que está intimamente relacionada à função da memória. Quando a ATN é afetada por lesão ou doença, pode ocorrer perda de memória. No entanto, não devemos nos preocupar muito.

Primeiro, precisamos de saber que a maioria das pessoas saudáveis ​​não sofre danos na NTA. Mesmo que algumas pessoas sofram danos no ATN, pode ocorrer compensação em outras áreas do cérebro para manter as capacidades de memória. Além disso, danos ao ATN podem afetar apenas determinadas tarefas de memória. Se o dano for leve, poderá afetar apenas a memória de curto prazo, mas a capacidade de memória de longo prazo não será significativamente reduzida.

É claro que, em algumas doenças, como a doença de Alzheimer e a doença de Alzheimer, os danos à ATN podem ter um sério impacto na memória. No entanto, devemos enfrentar ativamente estas doenças, tratá-las a tempo e tentar retardar o agravamento dos sintomas. Além disso, podemos proteger a saúde do nosso cérebro exercitando o corpo e o cérebro e mantendo um estilo de vida saudável.

Em suma, embora os danos na ATN possam ter um certo impacto na memória, não devemos ficar excessivamente preocupados e com medo. Enquanto mantivermos um estilo de vida ativo e saudável e prevenirmos e tratarmos doenças, poderemos proteger melhor o nosso cérebro e a nossa memória. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória porque a Cistanche deserticola é um material medicinal tradicional chinês que tem muitos efeitos únicos, um dos quais é melhorar a memória. A eficácia da carne picada vem de seus vários ingredientes ativos, incluindo ácidos, polissacarídeos, flavonóides, etc. Esses ingredientes podem promover a saúde do cérebro de várias maneiras.

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Lesões experimentais de ATN prejudicam a memória espacial e as discriminações temporais, mas há apenas um apoio limitado para um papel mais geral na memória não espacial.

Para ampliar as evidências sobre os efeitos das lesões NTA, examinamos a aquisição de associações bicondicionais entre odores e pares de objetos apresentados em uma pista, com ou sem intervalo temporal entre esses itens.

Ratos machos adultos intactos adquiriram as versões sem vestígios e 10-s com traço desta tarefa não espacial. Ratos intactos treinados na versão com traço mostraram ativação elevada de Zif268 no CA1 dorsal do hipocampo, sugerindo que o componente temporal recrutou neurônios adicionais em processamento.

As lesões ATN bloquearam completamente a aquisição em ambas as versões desta tarefa de memória de associação. Esse déficit não se deveu à fraca inibição de sinais não recompensados ​​ou ao processamento sensorial prejudicado, porque os ratos com lesões NTA não foram prejudicados na aquisição de discriminações simples de odores e discriminações simples de objetos usando demandas de tarefas semelhantes no mesmo aparelho.

Esta evidência desafia a visão de que os prejuízos na aprendizagem arbitrária por pares associados após lesões de NTA requerem o uso de estímulos espaciais multimodais. Sugere que a amnésia diencefálica associada à NTA decorre da atenção degradada às associações estímulo-p – p – estímulo e sua representação através de um sistema de memória distribuída.

PALAVRAS-CHAVE

Discriminação bicondicional, sistema de memória estendida, genes precoces imediatos, rato, talamicamnésia.

Abreviações:

A24a, área 24a do córtex cingulado anterior; A24b, área 24b do córtex cingulado anterior; A29a, área 29a do córtex granularretroesplenial; A29b, área 29b do córtex retroesplenial granular; A29c, área 29c do córtex retroesplenial granular; A30, área 30 do córtex retroesplenial disgranular; A32D, área 32D do córtex cingulado anterior; A32V, área 32V do córtex pré-frontal medial; AD, núcleos anterodorsaltalâmicos; AM, núcleos talâmicos anteromediais; ATN, núcleos talâmicos anteriores; AV, núcleos talâmicos anteroventral; CA1, cornu ammonis 1; CA3, cornu amônia 3; cc, corpo caloso; Cg1/Cg2, área cingulada 1/2; DG hilo, hilo do giro denteado; DG, giro denteado; dSub, subículo dorsal; IEG, gene precoce imediato; lEC, córtex entorrinal lateral; MD, núcleos talâmicos mediodorsais; mEC, córtex entorrinal medial; MTT, trato mamilotalâmico; NAc, núcleo accumbens; PRh, córtex perirrinal; Rdg, córtex retroesplenial granular; Re/Rh, núcleos reuniens/romboides; Rga, disgranular e córtex retroesplenial; Rgb, córtex retroesplenial disgranular b; V, ventrículo; vCA1, área 1 do cornu ammonis dorsal; vCA3, área 3 do cornuammonis dorsal; vSub, subículo ventral.

1|INTRODUÇÃO

Os núcleos talâmicos anteriores (ATN) têm conexões recíprocas complexas com muitas estruturas cerebrais em uma rede 'hipocampal-diencefálico-cingulado' (Bubbet al., 2017).

O padrão de conexões sugere que essa pequena região cerebral é um nódulo subcortical crítico que sustenta a memória. Esta perspectiva está alinhada com as evidências de que a perda de neurônios ATN em pessoas com síndrome de Korsakoff, que é caracterizada por amnésia grave e persistente, discrimina esses pacientes de indivíduos alcoólatras que mantêm uma memória relativamente boa (Hardinget al., 2000; Kopelman, 2015; Maillard et al., 2021).

Os registros intratalâmicos em pacientes com epilepsia também reforçam a associação entre a função da NTA e a memória (Sweeney-Reed et al., 2021). Apoio adicional vem da interrupção da NTA causada por uma desconexão do trato mamilotalâmico (MTT) (Dillingham et al., 2019; Perry et al., 2018), que é a lesão cerebral que mais consistentemente corresponde ao comprometimento da memória após infartos talâmicos (Carlesimo et al. , 2011).

A associação entre NTA e memória é apoiada por um grande conjunto de estudos experimentais de lesões. Esses estudos, no entanto, concentraram-se esmagadoramente na memória espacial e na semelhança entre os efeitos da NTA e das lesões do hipocampo (Aggleton & Brown, 1999; Aggleton & Nelson, 2015). ; Dalrymple-Alford et al., 2015;Nelson, 2021; Perry et al., 2018).

No entanto, a evidência clínica mostra que a disfunção da memória se estende além da informação espacial (Rempel-Clower et al., 1996; Turriziani et al., 2004). A existência de déficits não espaciais após lesões experimentais de NTA tem algum suporte. A disfunção de NTA retarda a capacidade dos ratos de formar um conjunto de atenção ao aprender uma série de diferentes pares de estímulos não espaciais nos quais apenas uma dimensão de estímulo é recompensada (Bubb et al., 2021; Nelson, 2021; Wright et al., 2015).

A inibição latente associada à exposição prévia a sinais auditivos não reforçados também é prejudicada (Nelson et al., 2018). Por outro lado, o processamento relacional de estímulos não espaciais durante o pré-condicionamento sensorial não é prejudicado pelas lesões NTA (Ward-Robinson et al., 2002).

As evidências de tarefas que se concentram mais explicitamente na memória têm sido até agora limitadas à recordação da ordem temporal de itens não espaciais, mas estes efeitos são limitados por exigências de tarefas específicas.

Ou seja, as lesões ATN perturbaram os julgamentos de atualidade relativa quando uma lista de múltiplos odores ou múltiplos objetos foi apresentada em um único bloco de tentativas, mas não quando a escolha relativa foi baseada em estímulos não espaciais apresentados em episódios temporais mais distintos, incluindo um único par de itens ou dois. blocos de múltiplos itens (Aggleton et al., 2011; Dumont & Aggleton, 2013; Mitchell & Dalrymple-Alford, 2005; Wolff et al., 2006).

Mais exemplos de déficits de lesão de NTA na memória não espacial são necessários para apoiar a associação específica entre amnésia clínica e comprometimento de memória após disfunção de NTA.

A falha na aquisição de memória para uma associação de estímulos arbitrários é uma característica central da síndrome amnésica (Turriziani et al., 2004). Essas tarefas oferecem uma oportunidade para explorar a memória não espacial.

Uma classe de memória de associação é a capacidade de discriminar uma combinação de pistas em relação aos seus elementos componentes (McDonaldet al., 1997). Assim como as lesões do hipocampo, as lesões NTA não impactam essas tarefas de aprendizagem configural quando dependem de pistas não espaciais (Chudasama et al., 2001; McDonaldet al., 1997; Moran & Dalrymple-Alford, 2003; Ridleyet al., 2002).

As tarefas de aprendizagem condicional fornecem uma segunda classe de associações arbitrárias. Desta vez, uma resposta correta é sinalizada por um estímulo e uma segunda resposta correta é sinalizada por um estímulo alternativo.

Ao contrário das lesões do hipocampo, no entanto, as lesões NTA não atrasaram a aquisição nestas tarefas quando as respostas egocêntricas ou as escolhas espaciais não egocêntricas foram sinalizadas por uma única pista visual (Sziklas & Petrides, 2004, 2007).

As tarefas de aprendizagem por associação emparelhada oferecem um teste alternativo de memória para associações arbitrárias. Essas tarefas de memória exigem a formação de representações estímulo-estímulo únicas.

Isto é diferente da situação em que a discriminação se baseia numa combinação de pistas contrastadas com os seus elementos ou quando a relação condicional é determinada pela memória de uma única pista saliente e a sua consequência. As tarefas associadas aos pares geralmente usam pares de estímulos que exigem um relacionamento bicondicional entre dois estímulos que possuem atributos separados (diferentes tipos de informação).

Por exemplo, o atributo anodour combinado com um atributo de localização é recompensado (por exemplo, Odor 1 + Local A e Odor2 + Local B), mas os pares alternativos não são recompensados ​​(Odor 1 + Local B e Odor{ {3}} Local A). Assim como as lesões do hipocampo (Gilbert & Kesner, 2002, 2003; Hunsaker et al., 2006; Jo & Lee, 2010; Lee & Solivan, 2008; Sziklas & Petrides, 2002), as lesões NTA produzem graves déficits de aquisição quando um dos atributos diz respeito à localização, como como em tarefas de associação odor-lugar ou objeto-lugar (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006; Sziklas & Petrides, 1999).

Estas deficiências não se devem apenas à inclusão de um atributo de local, porque as lesões NTA tiveram efeitos muito mais suaves nas discriminações espaciais não condicionais utilizando procedimentos de teste semelhantes (Dumont et al., 2014; Gibb et al., 2006).

No entanto, as lesões ATN não prejudicaram as discriminações bicondicionais quando foram utilizadas pistas contextuais locais que eram visuais, térmicas ou de textura (Dumont et al., 2014). Esses achados sugerem que a inclusão de atributos espaciais pode ser necessária para revelar prejuízos no aprendizado de associações arbitrárias após lesões de NTA.

No entanto, encontramos evidências preliminares de aquisição prejudicada de uma tarefa não espacial de associação objeto-odor após lesões de NTA (Bell, 2007). Este estudo utilizou uma plataforma circular aberta (Gilbert & Kesner, 2003), portanto é possível que as características da tarefa tenham introduzido elementos espaciais que atrapalharam a aquisição.

O presente estudo, portanto, examinou a aquisição de memória associativa não espacial em uma pista de Perspex vermelha com paredes altas que minimizou a disponibilidade de pistas espaciais. A pista também nos permitiu avaliar a influência de um atraso temporal explícito (ou seja, um traço) entre a apresentação do odor e os estímulos do objeto.

Kesner e colegas sugeriram que as lesões do hipocampo não impedem a aquisição da memória associativa objeto-odor, a menos que o procedimento inclua uma lacuna temporal explícita entre os estímulos não espaciais, que estava associada à perda específica de neurônios CA1 dorsais (Gilbert & Kesner, 2002; Kesner et al. al., 2005).

Tanto as lesões ATN quanto as lesões do trato mamilotalâmico diminuem o número de espinhas dendríticas CA1 (Dillingham et al., 2019; Harland et al., 2014) e podem reduzir a ativação do gene precoce imediato (IEG) do hipocampo (Dupireet al., 2013; Jenkins et al., 2002 ; Jenkins et al., 2002; Loukavenko et al., 2015; Perry et al., 2018).

Previmos que as lesões ATN retardariam a aquisição da tarefa padrão de aprendizagem associada ao par odor-objeto na pista quando não há traço explícito entre os estímulos pareados, mas prejudicariam gravemente a aquisição na versão traço desta tarefa devido ao componente temporal adicional.

Complementamos este trabalho examinando a expressão do IEG Zif268 em estruturas cerebrais relacionadas à memória após uma sessão de retenção realizada 5 dias após o término do treinamento.

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