《Behavioural Processes》:Differential Retrieval of Contextual Fear-Conditioned Memory in Adolescent and Adult Rats
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•恐惧记忆对年轻大脑的长期影响比成年大脑更显著引言一些记忆系统可能在生命早期发育,如婴儿猴类能快速学习特定的视觉任务(Bachevalier, 1990)。然而,视觉识别和其他记忆系统,如依赖海马的情境记忆和依赖杏仁核的听觉条件化,在不同的发育阶段出现(Diamond, 19
引言
一些记忆系统可能在生命早期发育,如婴儿猴类能快速学习特定的视觉任务(Bachevalier, 1990)。然而,视觉识别和其他记忆系统,如依赖海马的情境记忆和依赖杏仁核的听觉条件化,在不同的发育阶段出现(Diamond, 1990, Rudy, 1993)。在小鼠和人类中进行的平行行为研究表明,青少年时期的恐惧消退学习有所减少(Pattwell et al., 2012),这可能是由于腹内侧前额叶皮层和杏仁核之间的连接不成熟(Casey et al., 2008, Hare et al., 2008)以及前额叶皮层突触可塑性的改变(Pattwell et al., 2012)所致。不同的记忆系统成熟速度各异,幼儿中延迟条件化反应的发展早于痕迹条件化(Werden and Ross, 1972)。
依赖海马的记忆随年龄增长而衰退,而非海马记忆保持稳定(Hedden and Gabrieli, 2004)。例如,衰老与情境记忆缺陷相关(Spencer and Raz, 1995)。研究表明,老年大鼠的海马依赖性恐惧条件化和空间工作记忆受损,但其杏仁核依赖性线索恐惧和参考记忆保持完整(Barnes et al., 1980, Oler and Markus, 1998)。衰老还会破坏痕迹条件化,但保留延迟条件化(Solomon and Graves, 1985)。这些结果表明,不依赖海马的联想记忆系统不受衰老影响。
学习和记忆的底层脑区在发育过程中成熟速度不同。在大鼠中,海马直到出生后第 50 天左右(PND 50)才经历实质性的解剖学成熟,而杏仁核回路建立得早得多,大约在出生后第 8-10 天(PND 8-10)(Martin and Berthoz, 2002, Sullivan et al., 2000)。这种发育时间上的不同步很可能导致学习和记忆随着年龄出现差异。神经影像研究表明,杏仁核体积在整个生命周期中保持相对稳定,该区域在年轻成年人和老年人中对积极刺激的反应性相当(Good et al., 2001, Mather et al., 2004)。相比之下,关键的海马亚区,包括下托和齿状回,随着年龄增长出现体积下降(Small et al., 2002)。在这一与年龄相关的结构变化大背景下,早期的行为工作表明,发育早期获得的情境恐惧记忆在青少年时期的一个特定窗口内会受到暂时性提取缺陷的影响(Pattwell et al., 2011)。然而,这种检索受损的发育模式是否能在更广泛的年龄范围和实验范式中得到推广仍不得而知,这正是本研究要解决的核心问题。
记忆提取是学习过程中的关键组成部分,其效率可能因生命阶段的不同而有所差异。青春期是一个大脑发育显著的时期,会影响包括记忆在内的各种认知功能。本研究旨在根据大脑结构和功能的发育差异可能影响记忆提取的假设,比较青少年(出生后 20-40 天)和成年大鼠(出生后 70-90 天)之间的情境恐惧条件化记忆提取。本研究使用情境恐惧条件化(神经科学中研究联想学习和记忆的标准方法)来调查记忆提取如何随发育阶段而变化。
部分片段
结果
在三个独立的队列中评估了情境恐惧记忆提取。青少年队列(A 组,N = 12)在出生后第 30 天(P30)接受情境恐惧条件化(CxFC),并在 10 天后即 P40 进行测试。两个成年队列:B 组(N = 10)和 C 组(N = 10)均在 P80 接受训练,仅测试一次。B 组在训练后 24 小时(P81)进行测试,而 C 组在训练后 10 天(P90)进行测试。所有三组均显示出僵直行为的显著增加
讨论
我们的发现表明,青少年动物比成年动物具有更强大的情境恐惧记忆召回能力。P81 的成年大鼠在训练后 24 小时测试时显示出僵直反应的显著增加。在 P40(训练后 10 天)测试的青少年动物表现出比在 P90(训练后 10 天)测试的成年动物更为显著的僵直反应。青少年这种增强的条件性僵直反应可能归因于
方法
本研究使用了体重约为 30-50 克(20-23 天大,青少年)和 225-250 克(70-73 天大,成年)的雄性 Wistar 大鼠(n=32)。本研究已获印度新德里贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学机构动物伦理委员会(IAEC 协议 #22/2014)批准。所有实验均按照相关指南和规定执行。本手稿的数据报告符合 ARRIVE 2.0 指南中概述的建议。动物
作者贡献
两位作者均参与了研究构思、设计、材料准备和分析。两位作者均准备并批准了最终手稿。
资金
高度感谢 VMJ 获得的 SERB-TARE(文件号:TAR/2022/000360)资助,以及 SKJ 获得的 DST-CSRI、SERB-Core 资助和 DST-Builder 资助。
CRediT 作者贡献声明
贾哈·维布哈·马丹 (Jha Vibha Madan):写作 – 审阅与编辑,调查,形式分析。苏希尔·K·贾哈 (Sushil K. Jha):写作 – 审阅与编辑,写作 – 原始草稿。
维布哈·M·贾哈 | 苏希尔·K·贾哈