Побољшана меморија за препознавање објеката коришћењем понављајуће транскранијалне магнетне стимулације после кодирања, 2. део

3. Резултати

Користили смо ОРТ са кашњењем од {{0}}х између фазе узорковања и тестирања да бисмо проценили ефикасност рТМС-а на меморију. Није било разлике у ОФТ активности и временима истраживања објеката у узорковању и тестирању између СХАМ в ТМС (п > 0,05, слика 1БД).

Сећање је суштински део живота, помаже нам да забележимо, присетимо се и закључимо прошла искуства, а такође утиче на наше одлуке о будућности.

Сећање се често посматра као једна од манифестација људске интелигенције и може се мењати у зависности од различитих учења и искустава са којима се појединац сусреће. За већину људи, памћење има тенденцију благог опадања како људи старе, али то се може побољшати сталним вежбањем и тренингом.

Ефикасност памћења је такође веома важан аспект. Ефикасно памћење нам може помоћи да боље разумемо своја искуства и знања и боље комуницирамо са другима. Такође нам може помоћи да се боље носимо са изазовима и притисцима и да будемо успешнији у учењу и раду.

Стога, морамо научити како да побољшамо ефикасност и снагу нашег памћења. Ово укључује развијање добрих навика памћења, као што је успостављање ефикасних метода вођења белешки и стварање ефикасног меморијског окружења. Такође можемо побољшати памћење тако што ћемо се бавити здравим начином живота, као што је довољно сна и правилно вежбање.

Укратко, ефикасност и снага памћења су веома важне за наше животе. Користећи позитивне методе и приступе за побољшање памћења и ефикасности, можемо се боље носити са свакодневним животом и успешније остварити своје личне и професионалне циљеве. Види се да морамо побољшати памћење, а Цистанцхе може значајно побољшати памћење јер је Цистанцхе традиционални кинески медицински материјал са много јединствених ефеката, од којих је једно побољшање памћења. Ефекат Цистанцхе-а потиче од различитих активних састојака које садржи, укључујући танинску киселину, полисахариде, флавоноидне гликозиде, итд. Ови састојци могу унапредити здравље мозга на више начина.

Кликните на Кнов Ваис то Импрове Мемори

Поред тога, није било пристрасности за локацију објекта у проби аквизиције (п > {{0}}.05, подаци нису приказани). Мишеви који су примили ТМС током 72- х имали су значајан индекс дискриминације новог објекта (једносмерни т-тест т(9) ¼ 3.067, п ¼ 0,0134), док су СХАМ мишеви имали није (једносмерни т-тест т(10)=0,705, п=0,496).

Упоређујући два индекса дискриминације, ТМС је био значајно већи од СХАМ (Студентов т-тест т(19)=2,77, п=0.0122, слика 1Е). Поред тога, само група која је примила ТМС имала је значајан т- Такође смо анализирали разлику унутар сваке групе третмана у истраживању новог и познатог објекта и пронашли значајну разлику између истраженог објекта и датог третмана (Двосмерна поновљена АНОВА Ф(1) ,19) ¼ 8.305, п ¼ 0.0096, хп2 ¼.304 Слика 1Ф).

Пост-хоц анализа је показала да је ТМС група имала значајно повећање у истраживању нових објеката (п ¼ 0.0092), али није било разлике у групи СХАМ (п > 0,05), што указује да је рТМС између учење и проналажење боље су консолидовали памћење.

Пратећи овај резултат, били смо заинтересовани за разумевање неуробиолошких промена повезаних са побољшаним перформансама памћења код мишева који су примили рТМС. Користили смо Вестерн Блот да анализирамо количину ЦРЕБ, ЦАМКИИ и ЕРК и њихову фосфорилацију коришћењем пуног хомогената из хипокампуса и ФЦ (слика 2).

У хипокампусу, генерално, дошло је до промене у количини ЦРЕБ (једносмерна АНОВА Ф(2,15) ¼ 6.20 п ¼ 0.013,хп2¼.488 Слика 2а). Пост-хоц анализа је открила да је ово изведено из повећања ЦРЕБ у обе групе које су радиле тест понашања, СХАМ (п=0,048) и ТМС (п=0,016) у поређењу са контролном групом.

Међутим, чинило се да је на фосфорилацију ЦРЕБ утицао искључиво рТМС у хипокампусу (Оне-Ваи АНОВА Ф(2,15) ¼ 11.813 п ¼ 0.00 1, хп2=.645 Слика 2а), аспост-хоц анализа је показала да су мишеви који су примили рТМС имали значајно веће нивое пЦРЕБ од ЦОНТРОЛ (п=0,001) и СХАМ групе (п=0,041).

Поред тога, пронашли смо ефекат на нивое пЦАМКИИ (Оне-Ваи АНОВА Ф(2,15) ¼ 4.817 п ¼ 0.029,хп2¼.445, слика 2д), где је слично пЦРЕБ пост-хоц тестирања су показала да је рТМС повећао количину пЦАМКИИ у поређењу са контролном групом (п ¼ 0.027). У фронталном кортексу, чинило се да је фосфорилација ЦРЕБ-а под утицајем рТМС-а (Оне-Ваи АНОВА Ф( 2,15) ¼ 10.572п ¼ 0.003, хп2 ¼.658, слика 2б).

Пост-хоц анализа је показала да су мишеви који су примили рТМС имали значајно веће нивое пЦРЕБ од ЦОНТРОЛ групе (п ¼ 0.002)/Постојао је и ефекат на пЦАМКИИ у ФЦ ( Оне-Ваи АНОВА Ф(2,15) ¼ 6.452 п ¼ 0.011,хп2¼.498, слика 2е), међутим постхоц анализа је показала да је то било без обзира на третман и као СХАМ (п=0,016) и ТМС(0,035) групе су имале повећан пЦАМКИИ у поређењу са контролном групом.

У ФЦ повећани пЦАМКИИ је био последица повећане фосфорилације постојећег ЦАМКИИ, пошто је удео пЦАМКИИ према ЦАМКИИ такође повећан тестом понашања (Оне-ВаиАНОВА Ф(2,15) ¼ 7,387 п ¼ 0.{{11 }}07, хп2¼.532, сл. 2е). Пост-хоц испитивања су показала да су и СХАМ (п=0,026) и ТМС (0,010) имали значајно већи удео од ЦОНТРОЛ. И у хипокампусу и у ФЦ нисмо видели никакве значајне промене у ЕРК или његовој фосфорилацији након рТМС.

Користили смо Вестерн Блот на синаптичким хомогенатима из хипокампуса и ФЦ да бисмо одредили ефекат рТМС-а на различите синаптичке рецепторе укључене у учење и памћење.

Испитивали смо промену подјединица АМПА рецептора ГлуР1 и ГлуР2, као и БДНФ рецептор ТркБ. У хипокампусу је постојала разлика у нивоима ГлуР2 (Велцх тест Ф(2,15) ¼ 6,718 п < 0.001, слика 3г) и пГлуР2 (једносмерна АНОВА Ф( 2,15) ¼ 7,189 п ¼ 0,023, хп2 ¼,461, сл.

Пост-хоц анализа је открила да су СХАМ мишеви имали мање ГЛУР2 од ЦОНТРОЛС (Гамес-Ховелл п ¼ 0.022), а мишеви који су примили рТМС третман имали су значајно више нивое обаГлуР2 (Гамес-Ховелл п ¼ { {10}}.037) и пГлуР2 (п < 0,05) од мишева СХАМ. У хипокампусу смо такође пронашли промене у пТрКБ (Оне-Ваи АНОВА Ф(2,15)=8,449 п=0,005, хп2=,585, слика 3Ј).

Аспост-хоц тестирање је показало да су и СХАМ мишеви (п ¼ 0.008) и ТМС мишеви (п ¼ 0,013) имали мање пТРКб од ЦОНТРОЛ што сугерише да је овај ефекат био повезан са тестом понашања и независан од третмана .

Овај ефекат је такође био последица промене у пропорцији тоталТркБ који је фосфорилисан (једносмерна АНОВА Ф(2,15) ¼ 8.882п ¼ 0.{{10}}04, хп2¼ .597, слика 3Ј), и СХАМ (п=0,042) и ТМС (п=0,004) су били значајно нижи од ЦОНТРОЛ.

Једини ефекат на ГлуР1 је пронађен у ФЦ где је дошло до промене у пропорцији ГлуР1 фосфорилисаног на месту С845, пГлуР1(845) (Једносмерна АНОВА Ф(2,15) ¼ 4,170 п ¼ 0,040 , хп2¼.391, сл. 3е), али не и локација С831.

Пост-хоц анализа је показала да је дошло до смањења након рТМС-а у поређењу са ЦОНТРОЛС (п ¼ 0.038). Није било промене у ГлуР2 рецепторима у ФЦ, међутим, открили смо ефекат на нивое ТркБ (Једносмерни АНОВАФ(2,15) ¼ 13,601 п ¼ 0,001, хп2¼,712, слика 3К) и пТркБ (Велцх ТестФ(2,15) ¼ 4,745 п ¼ 3, сл. ).

Пост-хоц анализа је показала да је овај ефекат настао само због повећања нивоа након рТМС третмана у поређењу са контролама за ТркБ (п ¼ 0.001) и пТрКБ (Гамес-Ховелл п ¼ 0,037) .

Пошто није било разлике у односу пТрКб према ТркБ (слика 3К), то сугерише да је за разлику од хипокампуса, промена пТркБ резултат укупног повећања ТрКБ.

Коначно, истражили смо ефекат рТМС стимулације на повећање и одржавање синаптичких веза у областима мозга које су укључене у ОРТ. Користили смо имунохистохемију да одредимо колокализоване пресинаптичке (СВ2А) и постсинаптичке (ПСД95) пункте да бисмо указали на пропорцију активних, повезаних синапси у овим областима.

Све у свему, дошло је до промене у броју колокализованих синапси у ЦА1 региону хипокампуса (ОнеВаи АНОВА Ф(2,16) ¼ 4.231 п ¼ 0.038, хп2¼.377, слика 4а ), ЕЦ(Оне-Ваи АНОВА Ф(2,16) ¼ 4.658 п ¼ 0.030, хп2¼.392, слика 4ц) и ПЦ (Оне-Ваи АНОВА Ф(2,16) ¼ 7.895 , п=0,006, хп2=,548, сл.

И у ЦА1 региону иу ПЦ-у дошло је до повећане колокализације у ТМС групи за КОНТРОЛУ (ЦА1 п ¼ 0.031, ПЦп ¼ 0.005), међутим, у ЕЦ је дошло до повећања од ЦОНТРОЛ у групама СХАМ (п=0,047) и ТМС (п=0,022), што указује на укупан ефекат теста понашања у овом региону са малим ефектом третмана. Нисмо видели значајне промене у ФК.

4. Дискусија

Наши резултати показују да рТМС, ако се даје између кодирања и преузимања, побољшава меморију у ОРТ код мишева. Ови резултати одражавају студије на људима које су показале сличан ефекат пост-кодирања гТМС-а или других облика неинвазивне мождане стимулације, на побољшање памћења [2,3].

Претежно студије глодара су се фокусирале на претходно кодирање рТМС-а за побољшање памћења у прошлости[29е32], стога неуробиолошки механизми консолидације циљани на рТМС, иако је за специфично побољшање памћења ефикаснији од других временских тачака стимулације [1], нису истраживани.

Индикатор упорне ЛТМ је формирање јаких, стабилних синаптичких веза. И код ПЦ и ЦА1 само су мишеви који су имали рТМС имали повећане синаптичке везе у поређењу са ЦОНТРОЛ мишевима, док СХАМ мишеви нису.

ПЦ и дорзални ЦА1 су важни у меморији за препознавање објеката кроз различите механизме [33]. Док је рачунар укључен у препознавање објеката на основу њихове новине или познатости, хипокампус је укључен у кодирање специфичних информација о објекту из сензорних стимулуса у меморију [33е35]. Пошто су оба региона имала повишене синаптичке везе код рТМС мишева, што је побољшало памћење, ово сугерише да је стимулација одржавала обе важне везе у овим областима које кодирају и информације о објекту и познатост.

Једна од најупечатљивијих биолошких промена које смо приметили је повећање експресије ГлуР2 у синапси хипокампуса након рТМС третмана побољшало је памћење у поређењу са смањењем код СХАМ мишева.

Ово је било у супротности са врло малом променом експресије ГлуР1. Претходне студије су показале да су ГлуР2 рецептори важни за складиштење ЛТМ и да је уклањање ГлуР2 рецептора из синапсе укључено у заборављање [36]. Насупрот томе, блокирање ГлуР2 ендоцитозе спречава заборављање неексперименталних поставки [37].

Било је само неколико студија које су показале опречне доказе о ефекту рТМС-а на ГлуР2 рецепторе [26,38,39]. Верујемо да наши резултати показују јединствени ефекат јер је рТМС упарен са задатком учења који је резултирао заборавом и губитком ГлуР2 рецептора код СХАМ мишева.

Стога су по први пут показали да рТМС може да унапреди стабилност ГлуР2 рецептора у синапси у вези задатка препознавања објеката, што је, као што је показано у претходној литератури, важно за одржавање меморије [36,37].

Занимљиво је у ФЦ, рТМС је био повезан са повећањем ТркБ и фосфорилацијом ТрКБ, док је у хипокампусу задатак памћења смањио експресију пТркБ. Кинетика ТркБ у синапси зависи од многих фактора, пошто ТркБ може бити интернизован у синапси када се БДНФ веже [40].

Међутим, дужи периоди активације БДНФ-а резултирају стабилном регулацијом ТркБ док пролазни БДНФ само привремено повећава ТркБ [41]. Стога, различита експресија ФЦ и ТркБ хипокампуса може бити индикација ефеката БДНФ-а специфичних за регион.

У хипокампусу, ТркБ интернализација се можда догодила и код мишева СХАМ и код ТМС као одговор на тест понашања, пошто је спровођење фазе теста могло да изазове одређени ниво догађаја учења поновне консолидације у обе ове групе, што би активирало кратак БДНФ одговор [42е44 ]. Док су у ФЦ, претходне студије показале директно повећање БДНФ-а од рТМС-а[18е20], упорно повећање БДНФ-а услед стимулације током три дана могло је да подстакне регулацију и транслокацију ТркБ у синапсу [41].

Поред тога, ефекат теста понашања који изазива интернализацију ТркБ не би се десио у ФЦ као што је то био случај у хипокампусу, пошто ФЦ није укључен у меморију препознавања [45е47]. Ово је такође показано у нашој студији пошто није било промене у синаптичким везама у овом региону. Будуће студије би требало да детаљније истраже рТМС наспрам ефеката тестова понашања да би се утврдио овај тачан механизам.

Из наших резултата, чини се да постоји јака веза између ЦРЕБ-а и побољшаних перформанси меморије код мишева који су примили ТМС. Све у свему, видели смо повишене нивое ЦРЕБ и његову фосфорилацију и у хипокампусу и у ФЦ. Овај резултат се може повезати са претходним истраживањима која су такође показала способност рТМС-а да повећа експресију ЦРЕБ и његову фосфорилацију [20,21].

Повећани пЦРЕБ је важан за транскрипциону активност потребну за претварање краткорочне меморије у стабилну ЛТМ [48е50], а блокирање ЦРЕБ-а спречава консолидацију меморије у сатима након догађаја учења [51]. Стога, у фази консолидације, било би важно да рТМС може повећати пЦРЕБ. Међутим, улога продужене активације ЦРЕБ-а је мање јасна.

Ова студија показује да је фосфорилација ЦРЕБ-а повезана са побољшаном меморијом и стога може бити важна у побољшаним перформансама памћења које смо видели код мишева третираних рТМС-ом.

Активација ЦРЕБ-а може доћи из многих синаптичких путева. Нажалост, ова студија није утврдила тачан пут који би резултирао повишеним пЦРЕБ. Фосфорилација ЦАМКИИ је била повећана и у хипокампусу и у ФЦ, што би могло изазвати повећану фосфорилацију ЦРЕБ [9е11].

Како рТМС мења нивое Ца2 у неуронима [18], ова активација ЦАМКИИ је можда обезбедила директан пут за активирање ЦРЕБ-а, осим тога, активација ЦАМКИИ је директно повезана са активношћу ГлуР2 [52].

Међутим, у ФЦ СХАМ мишеви су такође имали повишен ЦАМКИИ, али не и ЦРЕБ илиГлуР2. Синаптичко бојење је открило да хипокампус игра већу улогу у меморији за препознавање објеката него ФЦ, тако да су можда укључени и други регулаторни путеви који подржавају активацију ЦРЕБ из ЦАМКИИ након рТМС-а у хипокампусу, а не у ФЦ. Из ове студије, тешко је утврдити разликовати да ли су побољшања од рТМС-а била искључиво последица стимулације која је дата 3 х после кодирања или стимулација датих унутар 72- х.

Појединачни консолидујући стимуланси су ефикасни у побољшању памћења у испитивањима на људима [3], међутим у студијама на глодарима, доследна реактивација путева памћења је од суштинског значаја за одржавање ЛТМ-а [17].

Поред тога, из резултата у овој студији, не можемо да идентификујемо да ли су побољшана меморија или неуробиохемијске промене резултат рТМС стимулације током фазе консолидације која побољшава консолидацију меморије или је постојао секундарни механизам који је мењао преузимање меморије независно од консолидације.

Резултати ове студије показују како краткорочне промене у фосфорилацији протеина потребне од синаптичке консолидације, тако и дугорочне промене стабилних синаптичких веза потребних за одржавање меморије. Због тога ће за будуће студије бити важно да се упореде ефекти различитих временских тачака стимулације и контролних група без сонде како би се утврдили тачни механизми.

5. Закључак

Заједно, резултати сугеришу да промовисањем већег синаптичког ГлуР2 и спречавањем његове ендоцитозе, као и одржавањем синаптичких веза у рачунару и хипокампалном ЦА1, рТМС може побољшати меморију у тесту препознавања објеката.

Пронашли смо доказе да су ове промене можда повезане са ЦАМКИИ и ЦРЕБ путевима у неуронима хипокампуса. Ови резултати додатно учвршћују испоруку рТМС-а у фази консолидације за ЛТМ и промену синаптичке пластичности, што би могло имати веће импликације у пољу клиничке неуромодулације, не само за побољшање памћења, већ и у случајевима када је веће задржавање информација корисно, на пример, психотерапија [53].

Будуће студије би могле да користе сличне методе за упоређивање консолидације и стимулације одржавања како би се директно одредио молекуларни механизам који доприноси ефекту, као и да се утврди да ли се овај ефекат може продужити уз продужено одржавање рТМС-а.

ЦредиТ изјава о ауторском доприносу

АМ Хеатх: концептуализација, формална анализа, истрага, писање оригиналног нацрта. М. Бревер: Истрага. Ј. Иесаваге: Надзор, писање и рецензије и уређивање. МВ МцНернеи: Надзор, Ресурси, Прибављање средстава, Писање и рецензија и уређивање.

Признања

Аутори желе да се захвале др Еугенији Пох што је дала своју фигуру за употребу у рукопису. Аутори би такође желели да Асс. Проф. Јеннифер Рогер за пружање прилагођене ТМС завојнице коришћене у овој студији.

Овај рад је подржало Одељење за борачка питања [грант број 5ИК2БКС004105-2]. Информације у овом документу не представљају ставове Владе Сједињених Држава, Одељења за питања ветерана или Медицинског факултета Универзитета Станфорд.

Референце

[1] Иех Н, Росе НС. Како се транскранијална магнетна стимулација може користити за модулацију епизодне меморије?: систематски преглед и мета-анализа. ФронтПсицхол 2019;10:993.хттпс://дои.орг/10.3389/фпсиг.2019.00993.

[2] Турризиани П, Смирни Д, Заппала Г, Мангано ГР, Оливери М, Циполотти Л. Побољшање перформанси памћења са рТМС код здравих субјеката и појединаца са благим когнитивним оштећењем: улога десног дорсолатералног префронталног кортекса. Фронт Хум Неуросци 2012;6:62.хттпс://дои.орг/10.3389/фнхум.2012.00062.

[3] Сандрини М, Цензор Н, Мисхое Ј, Цохен ЛГ. Узрочна улога префронталног кортекса у јачању епизодних сећања кроз реконсолидацију. Цурр Биол2013;23:2181е4.хттпс://дои.орг/10.1016/ј.цуб.2013.08.045.

[4] Нилакантан АС, Бридге ДЈ, Гагнон ЕП, ВанХаерентс СА, Восс ЈЛ. Стимулација задње кортикално-хипокампалне мреже побољшава прецизност сећања. Цурр Биол 2017;27:465е70.хттпс://дои.орг/10.1016/ј.цуб.2016.12.042.

[5] Бекинсхтеин П, Цаммарота М, Игаз ЛМ, Бевилакуа ЛРМ, Изкуиердо И, Медина ЈХ. Перзистентност складиштења дуготрајне меморије захтева касну синтезу протеина и фазу зависну од БДНФ у хипокампусу. Неурон 2007;53:261е77.хттпс://дои.орг/10.1016/ј.неурон.2006.11.025.

[6] Баилеи ЦХ, Кандел ЕР, Харрис КМ. Структурне компоненте синаптичке пластичности и консолидације меморије. Цолд Спринг Харб Перспецт Биол 2015;7:а021758.хттпс://дои.орг/10.1101/цсхперспецт.а021758.

[7] Росато ЈИ, Бевилакуа ЛРМ, Мискив ЈЦ, Медина ЈХ, Изкуиердо И, Цаммарота М. О улози синтезе протеина хипокампуса у консолидацији и поновној консолидацији меморије за препознавање објеката. Леарн Мем 2007;14:36е46.хттпс://дои.орг/10.1101/лм.422607.

[8] Цунха Ц, Брамбилла Р, Тхомас КЛ. Једноставна улога БДНФ-а у учењу и памћењу? Фронт Мол Неуросци 2010;3.хттпс://дои.орг/10.3389/неуро.02.001.2010.

[9] Иан Кс, Лиу Ј, Ие З, Хуанг Ј, Хе Ф, Ксиао В, ет ал. ЦРЕБфосфорилација посредована ЦаМКИИ је укључена у Ца(2к)-индуковану транскрипцију БДНФ мРНА и израст неурита подстакнут електричном стимулацијом. ПЛоС Оне 2016;11:е0162784.хттпс://дои.орг/10.1371/јоурнал.поне.0162784.

[10] Деиссеротх К, Бито Х, Тсиен РВ. Сигнализација од синапсе до језгра: постсинаптичка ЦРЕБ фосфорилација током вишеструких облика синаптичке пластичности хипокампуса. Неурон 1996;16:89е101.хттпс://дои.орг/10.1016/С0896-6273(00)80026-4.

[11] Ахмед Т, Фреи ЈУ. Фосфорилација ЦаМКИИ, МАП-киназа и ЦРЕБ током касног ЛТП-а у резовима хипокампуса пацова ин витро, специфична за пластичност. Неуропхармацологи 2005;49:477е92.хттпс://дои.орг/10.1016/ј.неуропхарм.2005.04.018.

[12] Кристенсен АС, Јенкинс МА, Банке ТГ, Сцхоусбое А, Макино И, Јохнсон РЦ, ет ал. Механизам Ца2þ/калмодулин-зависне киназе ИИ регулације улаза АМПАрецептора. Нат Неуросци 2011;14:727е35.

For more information:1950477648nn@gmail.com