Dissociação funcional ao longo do eixo rostrocaudal do hipocampo de codorna japonesa, parte 2

Histologia

Após o teste, os indivíduos foram transportados para uma sala de procedimento, anestesiados com isoflurano, decapitados e os cérebros foram extraídos e congelados rapidamente em 2-metilbutano (SigmaAldrich, Oakville, ON). Secções coronais foram cortadas com uma espessura de 30 μm usando um criostato CM3050 (Leica) e montadas em lâminas Superfrost Plus ™ (Thermo Scientific, Waltham, MA).

O eixo septotemporal é uma estrutura importante do cérebro humano, que controla a audição, a linguagem, a memória e outras funções do corpo. A memória é uma das habilidades importantes do cérebro humano e está intimamente relacionada às nossas vidas. Então, qual é a relação entre o eixo septotemporal e a memória?

A pesquisa mostra que o eixo septotemporal desempenha um papel muito importante no processo de memória. No processo de formação da memória, o eixo septotemporal é responsável por processar e armazenar informações como sons, palavras e imagens. Quando tentamos lembrar de alguma informação, os neurônios do eixo septotemporal armazenam rapidamente a informação no cérebro. Além disso, o eixo septotemporal também está relacionado às emoções e às emoções, o que pode nos ajudar a armazenar e recuperar melhor as memórias perceptivas e emocionais.

Além disso, à medida que as pessoas envelhecem, o eixo septotemporal degenera gradualmente, o que também leva ao declínio da memória. No entanto, existem várias maneiras de proteger o eixo septotemporal e melhorar a memória. Por exemplo: faça mais exercícios, mantenha bons hábitos de sono e horários regulares de trabalho e descanso, mantenha uma atitude feliz, desenvolva hábitos de leitura, pratique mais exercícios de raciocínio e mentais, etc.

Em suma, existe uma relação inseparável entre o eixo septotemporal e a memória. Ao compreender esta relação, podemos proteger melhor o nosso cérebro, melhorar a nossa memória e viver uma vida mais feliz e saudável. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento. Estas substâncias são muito importantes para a memória e a aprendizagem. Além disso, a carne também pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro receba nutrientes e energia suficientes, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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Cada 6ª seção foi então corada com Verde Metila para observar a localização e extensão das lesões sob um microscópio óptico. As secções montadas descongeladas foram fixadas durante 5 min em formaldeído tamponado a 4%, enxaguadas em água bidestilada durante 5 min e depois incubadas em Verde Metílico durante 5 minutos à temperatura ambiente. As lâminas foram então desidratadas em uma série graduada de etanol, clarificadas com Neo-clear e incorporadas em Neo-mount (todos os reagentes histológicos foram obtidos da Sigma Aldrich, Oakville, ON).

Análise

Duas codornas morreram durante a cirurgia, enquanto outras 2 foram excluídas por falta de movimento em pelo menos um dos 2 testes, gerando dados finais de 25 codornas (9 rHp, 7 cHp, 7 sham).

A análise dos dados do CFC foi conduzida usando uma análise de variância de medidas repetidas (ANOVA) do tempo gasto no congelamento durante os primeiros 2 minutos de cada ensaio usando contexto (isto é, emparelhado acusticamente vs. controle) e tempo (isto é, imediato vs. remoto) como fatores dentro do sujeito e grupo (ou seja, rHp, cHp e sham) como fatores entre sujeitos. Como controle adicional, o tempo gasto no congelamento em cada contexto antes de qualquer estimulação acústica também foi comparado usando uma ANOVA 2 (contexto) x 3 (grupo).

No YMD, o tempo gasto dentro de cada braço foi quantificado como uma proporção do tempo total de exploração. Considerou-se que o sujeito estava explorando um braço se todo o seu tronco estivesse dentro do braço. O tempo gasto explorando os braços novo (TN) e familiar (TF) (excluindo o braço inicial) foi convertido em uma razão de discriminação (DR) para cada sujeito, como segue: DR=(TNTF)/(TN+TF ). Esses DRs foram comparados entre os grupos usando uma ANOVA unidirecional.

Testes post hoc foram realizados usando o HSD de Tukey. Todos os testes estatísticos foram realizados usando JASP [38].

Resultados

Lesões no hipocampo rostral ou caudal poupam o condicionamento do medo contextual em codornas

A análise do CFC (Fig. 2) não mostrou diferença significativa entre contextos (F1,20=1.03;p=0.32) ou grupos (F2,20=1.42 ; p=0.27) antes da estimulação acústica, mostrando que as cirurgias não induziram quaisquer diferenças basais no comportamento de congelamento. O exame do tempo gasto no congelamento durante os testes após a estimulação não mostrou um efeito principal significativo do tempo (F1, 20=1 0,03; p=0 0,32) ou do grupo (F2, 20=0 ,33; p=0,73). No entanto, um efeito significativo do contexto (F1,20=7.83; p=0.01), bem como uma interação significativa de tempo por contexto (F1,20=9.35;p < 0,01).

Este padrão de resultados sugere que as codornizes em todos os grupos no teste imediato congelaram seletivamente no contexto pareado com o estímulo acústico e não no ambiente de controle (contexto pareado vs. contexto não pareado: p < 0,05 para todos os grupos), indicando que eles possam discriminar entre os dois contextos e reter uma memória para o contexto em que o estímulo acústico foi apresentado.

Assim, parece que o Hp poupado em qualquer grupo de lesões suporta este comportamento. Em contraste, 24 horas depois, o congelamento diminuiu até o ponto em que nenhuma diferença significativa pôde ser observada em nenhum grupo (p > 0,05 para todos os grupos), sugerindo que a memória havia sido degradada para todas as codornas.

O hipocampo rostral de codorna é crítico para a discriminação do labirinto em Y

A análise do YMD (Fig. 3) produziu um efeito significativo da condição (F2, 20=3 0,99; p=0 0,03). Testes post-hoc mostraram que, embora as codornas lesionadas com rHp tenham um desempenho significativamente pior do que shams (p=0.04), codornas lesionadas com cHp não (p=0.12). Este padrão de resultados sugere que, como nos mamíferos, o rHp das codornas pode apoiar desproporcionalmente as tarefas de aprendizagem espacial.

Discussão

Os resultados atuais são os primeiros a relatar a segregação funcional ao longo do eixo rostrocaudal do Hp aviário. Estes resultados confirmam parcialmente a existência de um gradiente ao longo do eixo rostrocaudal que é, de certa forma, comparável ao eixo dorsoventral dos mamíferos. Em particular, observamos que o rHp é necessário para a identificação da novidade espacial durante o YMD. Esta observação é consistente com os resultados produzidos em roedores que completaram tarefas comparáveis ​​após lesões no dHp ([10, 39]; mas ver [40]).

Além disso, os resultados atuais são consistentes com relatos de um gradiente de conteúdo de informação espacial no Hp aviário, com a maior informação espacial representada nas células principais do rHp [29]. Este padrão, que reflete a mudança no conteúdo de informação observado ao longo do eixo dorsoventral do roedor [41], reforça ainda mais o conjunto de evidências que demonstram que a extensão mais rostral do Hp suporta desproporcionalmente o processamento de informação espacial de alta resolução em Aves e Mammalia.

Os dados atuais replicam observações anteriores [37] de que, como os roedores, as codornizes reagirão a novos estímulos, incluindo novas localizações espaciais, aproximando-se do novo estímulo, mesmo quando a novidade é relativa (ou seja, o novo estímulo foi visto, mas há menos vezes ou há mais tempo). É importante notar, entretanto, que durante o teste do YMD, o novo braço não foi visto por 24 horas. Neste atraso, as codornas também não congelam seletivamente em um contexto previamente associado ao medo, sugerindo que 24 horas estão além da capacidade de memória espacial das codornas.

A observação do congelamento seletivo em intervalos mais curtos durante o treinamento do CFC mostra que, assim como os mamíferos, as codornas podem associar um estímulo nocivo ao contexto em que foi apresentado, levando ao congelamento seletivo das codornas no contexto associado ao estímulo. A observação de que esta associação é preservada após lesões de rHp ou cHp é inconsistente com a maioria dos dados sobre o vHp de mamíferos. Várias conclusões são possíveis dada esta observação. As lesões caudais podem fazer com que haja tecido suficiente para mediar o CFC.

Alguns dados sugerem que o equivalente funcional do vHp pode ser consideravelmente maior numa ave do que num mamífero. Estudos anatômicos em pombos [26] relatam que a entrada dos núcleotênios da amígdala está ausente no terço rostral do HF, mas generalizada nos dois terços caudais desta região. Estas conexões generalizadas sugerem que a maioria do Hp aviário é homólogo ao Hp ventral de mamíferos, e as lesões de cHp aqui conduzidas não foram suficientes para remover esta estrutura distribuída em sua totalidade. Isto pode ser particularmente verdadeiro para codornizes japonesas (ou Galliformes em geral) em relação a outras ordens de aves. Esta sugestão é consistente com observações de diferenças entre espécies no processamento de informações espaciais. As espécies de aves variam consideravelmente quanto à extensão do análogo dHp de alta resolução sintonizado espacialmente [29].

Seria intuitivo, então, supor que aves com um rHp menor (por exemplo, aves que não guardam comida) teriam um cHp proporcionalmente maior. Dados fisiológicos recentes mostrando a falta de células de localização em codornas, mesmo em coordenadas relativamente rostrais, sugerem ainda que o rHp pode ser excepcionalmente pequeno em codornas, mesmo entre aves que não armazenam alimentos. Por extensão, a CHP pode ser excepcionalmente grande nestas aves. Esta proposta é consistente com um recente atlas de codornas baseado em ressonância magnética que suporta a presença de um grande cHp [42]. Funcionalmente, a ideia de que codornas podem ter um centro de “processamento emocional” excepcionalmente grande também é consistente com o uso de codornas como modelo de reatividade ao estresse [43, 44]. Finalmente, ainda é possível que o CFC seja totalmente independente do Hp nas aves. Existem dados em roedores que implicam o córtex pré-frontal na mediação do CFC (revisado por [45]).

O NCL, a estrutura equivalente em aves, também desempenha um papel no contexto de processamento [46, 47]. É possível que nas aves, ao contrário dos mamíferos, o NCL seja capaz de mediar o CFC mesmo diante de extensos danos ao hipocampo. Esta possibilidade parece improvável, no entanto, dada a extensa homologia encontrada entre o hipocampo das aves e dos mamíferos até o momento. Isto é ainda mais improvável devido a duas observações adicionais. A primeira é que, mesmo em mamíferos, a extensão em que o dHp ou o vHp são seletivamente necessários para o CFC é afetado por mudanças relativamente sutis no protocolo [48]. Notavelmente, a presença de um sinal discreto que sinaliza a presença de choque durante o treinamento parece fazer com que o congelamento subsequente quando exposto apenas ao contexto dependa mais do vHp. Esta sugestão estava ausente no experimento atual.

Além disso, pelo menos um experimento relatou CFC preservado em roedores com lesões seletivas para dHp ou vHp [12]. É importante ressaltar que neste estudo a remoção de todo o Hp reduziu drasticamente o congelamento em um contexto associado ao choque, embora lesões seletivas em qualquer metade do Hp tenham deixado o CFC intacto. Coletivamente, essas observações tornam muito mais provável que, como acontece com os mamíferos sob algumas condições, o CFC em codornas possa ser suportado apenas pelo rHp ou pelo cHp.

Apesar de permanecerem questões em aberto sobre a extensão e heterogeneidade funcional do CHP, os resultados atuais demonstram que, tal como o seu homólogo mamífero, o Hp aviário é funcionalmente heterogéneo, com a sua porção rostral especializada em cálculos que suportam a aprendizagem espacial e a memória.

Contribuições do autor

Conceituação: Chelsey C. Damphousse, Noam Miller, Diano F. Marrone.

Curadoria de dados: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Análise formal: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Aquisição de financiamento: Noam Miller, Diano F. Marrone.

Investigação: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Metodologia: Chelsey C. Damphousse, Noam Miller, Diano F. Marrone.

Administração do projeto: Chelsey C. Damphousse, Diano F. Marrone.

Supervisão: Noam Miller, Diano F. Marrone.

Redação – rascunho original: Chelsey C. Damphousse.

Redação – revisão e edição: Chelsey C. Damphousse, Noam Miller, Diano F. Marrone.

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