Пластичность, опосредованная нейрогенезом, связана со снижением активности нейронов в CA1 во время извлечения контекстных воспоминаний о страхе.

May 28, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 7016 (2022) Цитировать эту статью

3114 Доступов

3 цитаты

8 Альтметрика

Подробности о метриках

Было продемонстрировано, что постнатальный нейрогенез гиппокампа влияет на обучение и память по-разному. Несколько исследований теперь продемонстрировали, что усиленный нейрогенез может вызвать забывание воспоминаний, приобретенных до манипуляций с нейрогенезом, и в результате этого забывания также может способствовать новому обучению. Однако механизмы, обеспечивающие забывание, вызванное нейрогенезом, недостаточно изучены. Здесь мы использовали субрегиональный анализ непосредственного раннего гена c-Fos, а также фотометрию волокон in vivo, чтобы определить изменения активности, соответствующие забывчивости, индуцированной нейрогенезом. Мы обнаружили, что усиление нейрогенеза приводит к снижению активности CA1 во время извлечения контекстной памяти. Мы также продемонстрировали здесь, что экспрессия перинейрональной сети в областях CA1 двунаправленно изменяется в зависимости от уровней или активности постнатально генерируемых нейронов в зубчатой ​​извилине. Эти результаты позволяют предположить, что нейрогенез может вызывать забывание, разрушая перинейрональные сети в CA1, которые в противном случае могли бы защитить воспоминания от деградации.

Постнатальная пролиферация и интеграция новых нейронов в мозгу млекопитающих — это уникальная форма пластичности, которая потенциально способна как создавать новые связи, так и разрушать существующие цепи. Как следствие, существует множество последствий для постнатального нейрогенеза как модулятора структуры и функции гиппокампа. Некоторые недавние теории предполагают, что постнатальный нейрогенез имеет решающее значение для формирования контуров гиппокампа для оптимизации будущего обучения1. Другая предыдущая работа продемонстрировала, что во многих случаях повышенный уровень нейрогенеза положительно влияет на такие процессы, как обучение2,3,4, память5,6 и когнитивная гибкость4,7. Недавние работы также показали, что помимо положительного влияния нейрогенеза на обучение и память, происходит также ослабление воспоминаний, которые были сформированы до повышения нейрогенеза8,9,10,11,12,13,14. 15. В конечном счете, эта роль постнатального нейрогенеза также полезна, поскольку она смягчает активное взаимодействие между старыми и новыми воспоминаниями. Это происходит особенно в ситуациях, когда существует конфликт между двумя воспоминаниями, например, в случае обратного обучения. В результате забывание, вызванное нейрогенезом, полезно для обучения, поскольку позволяет быстрее приобретать новые воспоминания10. Этот «ретроградный» эффект нейрогенеза влияет на самые разные типы памяти, встречается как у женщин, так и у мужчин и происходит независимо от того, каким образом повышаются уровни нейрогенеза (т.е. генетические, химические, физические методы). И наоборот, снижение нейрогенеза уменьшает забывание ранее приобретенных воспоминаний и замедляет приобретение новых противоречивых воспоминаний10. В совокупности эти результаты демонстрируют важность постнатального нейрогенеза для поддержания баланса стабильности и пластичности и то, как он может преимущественно модулировать обучение, а не память.

Забывание, индуцированное нейрогенезом, является устойчивым и надежным феноменом8,9,10,11,12,13,14,15. Однако механизмы, которые опосредуют снижение силы памяти, четко не идентифицированы. Новые нейроны интегрируются в существующие схемы гиппокампа и в результате могут перезаписывать существующие зрелые синапсы16,17. Таким образом, было высказано предположение, что нейрогенез вызывает забывание посредством реконфигурации мшистого волокна в схему CA3, поскольку новорожденные клетки DG образуют связи, что приводит к неспособности повторно активировать исходный след памяти8. Компьютерное моделирование воздействия нейрогенеза на схемы гиппокампа показало, что добавление новых, более возбудимых единиц к ГД после обучения сети по заданному шаблону вызывает снижение скорости реактивации единиц СА3, которые ранее были активированы этот узор18. Действительно, устранение нейрогенеза нарушает реактивацию инграммных клеток СА3 во время воспоминания о страхе19, показывая, что новорожденные клетки DG оказывают значительное влияние на активность СА3 во время восстановления памяти.