Bætt hlutgreiningarminni með eftirkóðun endurtekinni segulörvun um höfuðkúpu 1. hluti

abstrakt

Bakgrunnur: Vitað er að heilaörvun hefur áhrif á kanónískar leiðir og prótein sem taka þátt í minni. Hins vegar eru misvísandi niðurstöður um getu heilaörvunar til að bæta minni, sem gæti stafað af breytilegum tímasetningu örvunar.

Það eru náin tengsl á milli heilaörvunar og minnis. Heilaörvun getur stuðlað að virkni taugafrumna í heila og þar með bætt minni og vitræna getu.

Í fyrsta lagi getur heilaörvun stuðlað að tengingu milli taugafrumna. Með því að örva heilann verða samskipti og tenging milli taugafrumna tíðari og skilvirkari. Þessar tengingar verða stöðugri og raunverulegri, sem gerir heilann sveigjanlegri, skapandi og hugsandi. Þessir kostir munu gefa þér forskot í námi og lífi.

Í öðru lagi getur heilaörvun veitt sterkara minni. Tíð heilaörvun getur aukið orku og heilsu heilans og þar með aukið minni. Það er mikilvægt samband á milli heilsu heilans og minnis og vitrænnar starfsemi. Heilaörvunin mun hjálpa heilanum að jafna sig, vaxa og gera við. Þannig verður auðveldara fyrir okkur að læra þekkingu eða fá innihaldsríkar upplýsingar úr lífinu og við getum betur geymt þær og rifjaðar upp í heilanum.

Að auki getur heilaörvun einnig stuðlað að námi og beitingu nýrra upplýsinga. Í lífinu lendum við stöðugt í ýmsum vandamálum sem við vitum ekki hvernig á að takast á við. Með því að örva heilann oft getum við skilið þessar flóknu upplýsingar hraðar og nákvæmari, smám saman aðlagast þeim, fundið leiðir til að vinna úr þeim og tekist á við þær betur, sem gerir okkur handhægri þegar við fáumst við hluti.

Í stuttu máli, með heilaörvun, getum við verið sveigjanlegri, skapandi og hugsi. Við munum líka takast á við vandamál og áskoranir í lífinu með meira sjálfstraust. Heilaörvun er góð leið til að bæta vitræna getu okkar, styrkja nám og bæta minni. Við skulum halda okkur við áætlun um heilaæfingar, viðhalda jákvæðu viðhorfi, vera jákvæð, sækjast eftir betri persónulegum þroska og gera okkur grein fyrir hugsjónum okkar. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche getur bætt minnið umtalsvert því Cistanche getur líka stjórnað jafnvægi taugaboðefna eins og að auka magn asetýlkólíns og vaxtarþætti sem eru mjög mikilvægir fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái næga næringu og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á Vita til að bæta vinnsluminni

Tilgáta: Við gerðum tilgátu um að endurtekin transkúpu segulörvun (rTMS) sem gefin var í kjölfar kennsluverkefnis og innan tímabilsins fyrir endurheimt gæti hjálpað til við að bæta minni. Aðferðir: Við græddum í B6129SF2/J karlkyns mýs (n ¼ 32) með höfuðkúpufestingu til að festa rTMS spóluna að mýsnar gætu fengið stöðuga örvun á framhliðina á meðan þær hreyfðu sig frjálsar.

Mýs gengu síðan í prófunarfasa hlutgreiningarprófsins og fengu meðferð þ3, þ24, þ48 klst í kjölfar prófsins. Meðferð samanstóð af 10 mín 10 Hz rTMS örvun (TMS, n ¼ 10), sýndarmeðferð (SHAM, n ¼ 11), eða samanburðarhópi sem gerði ekki hegðunarprófið eða fékk rTMS (CONTROL n ¼ 11).

Á þ72 voru mýs prófuð fyrir könnun þeirra á skáldsögunni á móti kunnuglegum hlut. Niðurstöður: Á 72-klst. höfðu aðeins mýsnar sem fengu rTMS meiri könnun á skáldsögunni en kunnuglega hlutnum.

Við sýnum ennfremur að efla synaptic GluR2 og viðhalda synaptic tengingum í perirhinal cortex og hippocampal CA1 eru mikilvæg fyrir þessi áhrif.

Að auki fundum við sönnunargögn fyrir því að þessar breytingar tengdust CAMKII og CREB ferlum í hippocampal taugafrumum.

Ályktun: Með því að tengja þekkt líffræðileg áhrif rTMS við minnisferla getum við gefið sönnunargögn fyrir því að rTMS sé áhrifaríkt til að bæta minni þegar það er gefið á samstæðu- og viðhaldsstigunum.

1. Inngangur

Vitað er að heilaörvun sem ekki er ífarandi hefur áhrif á kanónískar leiðir og prótein sem taka þátt í minni. Hins vegar hafa núverandi rannsóknir sem hafa kannað áhrif heilaörvunar, sérstaklega endurtekna segulörvun yfir höfuð (rTMS), á minni haft misvísandi niðurstöður [1].

Ástæðan fyrir þessu gæti verið sú að miða á örvunina á mismunandi tímum meðan á minnismyndun og endurheimt stendur [1]. Vísbendingar benda til þess að miða á rTMSat eftir kóðun eða samþjöppunarfasa gæti reynst gagnleg til að þróa stöðugar langtímaminningar [2]e4].

Samþjöppun er áfanginn sem umbreytir skammtímaminni í langtímaminni (LTM). Ferlið er háð tímasértækri próteinmyndun, sem umbreytir nýju upplýsingum í stöðugar taugamótunarbreytingar með auknum postsynaptic viðtakaþéttleika [5,6].

Mikilvægi þessarar tíma- og svæðissértæku próteinmyndunar hefur verið sýnt fram á í rannsóknum sem hindra nýmyndun denovo próteina. Til dæmis, ein rannsókn sem hindraði nýmyndun próteina í hippocampus 3-klst., en ekki 6-klst. eftir atvik, skert LTM en ekki skammtímaminni hjá rottum[7].

Af þessum próteinum hafa verið greindar nokkrar mikilvægar boðleiðir sem eru uppstýrðar og mikilvægar í þessu ferli.

Margar boðleiðir eru til við taugamótin sem gefa til kynna viðtakataugakerfið og stöðugleika hryggsins sem þarf fyrir LTM. Þetta er virkjað með langtímastyrkingu (LTP) áreiti og er oft aukið með taugakerfisþáttum eins og heilaafleiddum taugakerfisþáttum (BDNF) [8].

BDNF er sérstaklega mikilvægt við að búa til langtímaminningar, þar sem að hindra myndun BDNF á ákveðnum tímapunktum, þá hindrar eftirfarandi nám að sameina það [5].

BDNF binst týrósínkínasaviðtökum (TrkB) og getur komið af stað mörgum boðleiðum eins og mítógenvirkjaðan próteinkínasa/utanfrumu merkjastýrðan kínasa (ERK) eða fosfólípasa Cg ferla. Þessar boðleiðir renna saman við að virkja umritunarstjórnunarþáttinn cyclicAMP-svarandi frumefnisbindandi prótein (CREB).

Kalsíum virkjuð prótein eins og kalsíum/calmodulin-háður prótein kínasi II (CAMKII) gegna einnig hlutverki í CREB-virkjaðri genastjórnun [9e11] og þau geta einnig beint miðlað taugamóta tjáningu glútamatergískra AMPA viðtaka og komið á stöðugleika taugamótunar vinnupalla [12e15] .

Saman leiða þessar boðleiðir til breytingaviðtakatjáningar og flutnings sem miðlar aukinni virkjun við taugamótin, sem þjónar því til að koma á stöðugleika taugamótanna og stuðla að viðhaldi langvarandi LTP [16]. Mikilvægt er að fyrri rannsóknir hafa sýnt að hægt er að bæta samþjöppun minnis. með reglulegri endurvirkjun á þessum styrkingarleiðum í tilraunaaðstæðum [17].

Fyrri rannsóknir hafa sýnt getu rTMS til að hafa bein áhrif á þessar sérstöku leiðir í heilanum. In vivo rannsóknir hafa sýnt að rTMS eykur BDNF gildi í heilanum [18e20]. Meira beint, in vitro rTMS leiðir til aukins Ca2þ í taugafrumum, ríkjandi boðsameind í CAMKII ferlinum [18]. Aukin CAMKII og CREB fosfórun var einnig sýnd in vitro eftir rTMS [20,21].

rTMS hefur einnig bein áhrif á tjáningu taugamóttaka, eykur AMPA viðtakaþéttleika [22e24] og stjórnar AMPA viðtaka undireiningum Glutamate Receptor 1 (GluR1) og Glutamate Receptor 2 (GluR2) [25,26].

Þess vegna, asrTMS virkjar þessar leiðir, það væri áhrifaríkast til að bæta minni á meðan á samþjöppun stendur. Þessi rannsókn kannaði notkun rTMS til að bæta minni með því að miða á örvun á styrkingar- og viðhaldsfasa minni.

Við gerðum þá tilgátu að rTMS gefið í kjölfar námsverkefnis, og innan tímabilsins fyrir endurheimt, gæti bætt minnisgetu. Þetta væri afleiðing reglubundinnar endurvirkjunar á ferlum sem taka þátt í minni, sem eru einnig undir áhrifum af rTMS.

Með því að nota dýralíkan af tilteknu þáttabundnu LTM sýndum við fram á að rTMS bætti minni hlutanna þegar það var gefið innan 72-klst á milli kóðunar og endurheimtar, en mýsnar sem fengu SHAM meðferðina héldu ekki minninu.

Þessi áhrif voru studd af breytingum á taugamótatengingum í heilaberki og CA1, aukinni virkjun CREB og CAMKII og kraftmikilli breytingu á AMPA viðtaka undireiningum við taugamót.

2. Efniviður og aðferðir

2.1. Dýr

Við notuðum n ¼ 33 karlkyns B6129SF2/J mýs á aldrinum 2e4 mánaða fyrir þessa rannsókn. Allar mýs lifðu undir 12-klst ljósum/12-klst. myrkri hringrás með frjálsan aðgang að þurrfóðri og vatni. Öll umönnun dýra og aðferðir voru í samræmi við dýravelferðarlögin og voru samkvæmt leiðbeiningum stofnana og samþykktar af VA Palo Alto nefndinni um dýrarannsóknir.

2.2. Spólustuðningsaðgerð

Hver af músunum fór í aðgerð til að festa spólustuðning sem leyfði stöðugri rTMS örvun á vöku dýrunum. Nánari upplýsingar um skurðaðgerðina er að finna í Poh et al., 2018[27].

Í stuttu máli voru dýr svæfð með 3% ísóflurani og haldið við 2e3% með nefkeilu. Eftir rakstur og hreinsun svæðisins fyrir ófrjósemi var skurður um það bil 10 mm að lengd gerður með hnífsskurðarblaði.

Beinbeinið var skafið varlega í burtu og forgerð spólustuðningur var festur við bregma með sýanókrýlati og styrktur með tannsementi. Sárið var síðan saumað í kringum spólustuðninginn.

2.3. Hegðun og örvunaraðferðir

Fyrir yfirlit yfir hegðun og örvunaraðferðir sjá mynd. 1a. Eftir fimm daga bata eftir spólustuðningsaðgerðina var þemunum venjað við aðskilið örvunarbúr og spóluaðgerðir í þrjá daga.

Á lokadegi spóluvenjunnar gengu mýs undir Open Field Test (OFT) í 10-mín., sem einnig þjónaði sem venja fyrir Object Recognition Test (ORT). Daginn eftir voru mýsnar útsettar fyrir ORT sýnatökufasa með tveimur af sömu hlutum í 10 mínútur. Hlutir voru af svipaðri stærð en með mismunandi litum og lögun. Þessum hlutum var komið fyrir í gagnstæðum hornum á ferningsprófunarvettvangi.

Þremur tímum síðar var þemunum skipt af handahófi í tvo meðferðarhópa, TMS sem fékk virka örvun upp á 10-mín af 10 Hz rTMS og SHAM, sem voru meðhöndlaðir á sama hátt nema með slökkt á spólunni við örvun.

Bæði TMS og SHAM mýs voru meðhöndluð aftur24- og 48-klst. eftir kynningu. Á síðasta degi (72-klst. eftir kynningu) voru mýsnar útsettar fyrir ORT prófunarfasa í 10-mín með einum kunnuglegum hlut og einum nýjum hlut.

Til að ákvarða hvort könnun skáldsöguhlutarins væri meiri en kunnuglega hlutarins reiknuðum við út mismununarvísitöluna (((könnun á skáldsögu)-(könnun á kunnuglegum hlutum))/((könnun á skáldsögu)þ(könnun á kunnuglegum hlutum))). Við völdum 72-h, þar sem bæði fyrri rannsóknir [28] og tilraunagögn (ekki sýnd) sýndu fram á að við venjulegar aðstæður halda mýs ekki ORT minni á þessum tímapunkti.

Bæði gerðir hlutar og staðsetning skáldsöguhlutarins voru í jafnvægi meðal hópanna. Til að venjast, sýnatöku og rannsaka fundinn fengu mýsnar alltaf 30 mínútur til að aðlagast tilraunaherberginu fyrir tilraunir, og hlutir og vettvangur voru hreinsaðir með 70% etanóli eftir hverja mús.

Til að kanna áhrif eingöngu hegðunarverkefnisins tókum við einnig til hópa sem fengu sömu meðferð og SHAM mýsnar nema þær gerðu ekki ORT.

Þess í stað voru þeir útsettir fyrir sýnatöku og rannsakandi en án nokkurra hluta. Ein mús í TMS hópnum náði ekki tilskildum þröskuldi alls 20-s könnunar á báðum hlutum í sýnatökulotunni og var því útilokuð frá rannsókninni. Þessi mús var útilokuð frá síðari lífefnagreiningu.

Allar aðrar mýs náðu viðmiðum bæði í sýnatöku og rannsaka. Að einni músinni undanskilinni voru lokatölurnar í tilraunahópunum TMS n ¼ 10, SHAM n ¼ 11 og CONTROLn ¼ 11.

2.4. Vestur blettur

Þremur tímum eftir rannsóknalotuna var músunum fórnað með ofskömmtun ketamíns og hippocampus og ennisberkisvefurinn var krufður hratt á þurrís og geymdur við 80 C.

Þessi sýni voru gerð einsleit með 300 ml ísköldu Syn-Per Synaptic Protein Extraction Reagent (Thermo Scientific) með 1x próteasahemlakokteil (Roche) og 1x fosfatasahemlakokteil (Roche) töflum (í 10 ml), í 5 s.

Einsleitt efni var skilið í skilvindu við 1200 g í 10 mínútur til að fjarlægja frumurusl. Yfirvökvinn var tekinn og hluti af ofanvatninu var tekinn í skammt til greiningar á fullu einsleitni. Afgangurinn var skilinn í skilvindu við 15,000 g í 20-mín. við 4 C.

Kögglurnar, sem innihéldu taugamót, voru varlega endurleyst í Syn-Per við 1,5 ml/g af vefjum, til að búa til synaptic einsleitan. Nanodropi var notaður til að mæla próteinstyrk í sýninu.

Fullt einsleitt og synaptic einsleitt var geymt við 80 C fram að greiningu. Bæði Full og Synaptic einsleitarefni voru þynnt í 4 mg/ml ísköld PBS og blandað saman við 1:4 próteinhleðslubuffa (LiCor) og 1:4000 merkaptóetanól. Þau voru síðan hituð við 95 C í 5-min og sett í Mini PROTEAN TGX Gels (Bio-Rad).

Eftir aðskilnað með rafdrætti við 100 V voru próteinin flutt yfir á nítrósellulósablökuhimnu (GE Healthcare Lifesciences). Himnurnar voru þvegnar í SuperSignal WesternBlot Enhancer Antigen Pretreatment Solution (Thermo Scientific) og síðan stíflað með Blocking Buffer (Rockland) og 1% geitasermi í 1-klst.

Eftir lokun var himnan ræktuð með frummótefnum þynnt í SuperSignal Western BlotEnhancer Primary Antibody Diluent (Thermo Scientific) yfir nótt við stofuhita.

Aðalmótefni sem notuð voru voru múseinstofna ERK 1/2 (1:1000, Santa Cruz líftækni), rabbitmonoclonal phospho-p44/42 MAPK (pERK 1:1000, Cell SignalingTechnologies), mús einstofna CREB (1:500, Cell SignalingTechnologies), fosfó-CREB (S133) (pCREB1:500, frumumerkjatækni), einstofna CAMKIIalpha frá kanínu (1:1000, frumumerkjatækni), músa einstofnafosfó-CAMKII (Thr286) (pCAMKII 1:1000, Glummonókónal: Invitrogen) 750, Santa Cruz líftækni), kanína einstofna fosfó-GluA1 (S845) (pGluR1(845) 1:750, CellSignaling Technologies), einstofna fosfó-GluA1 frá kanínu (S831)(pGluR1(845) , 1 Merkjatækni: 1. einstofna GluR2 (1:750, Invitrogen), kanína fjölstofna fosfó-GluR2(S880) (pGluR2 1:500, Invitrogen), mús einstofna TrkB (1:500,BD Transduction Laboratories) eða kanína(fjölstofna Trk) Tyr816) (pTrkB 1:500, EMD Millipore).

Kanínu fjölstofna Cofilin (1:2000, Sigma) var notað fyrir staðlaða hleðslustýringu. Eftir skolun í TBS-Tween var himnan ræktuð í 1 klst við stofuhita í geita-anti-kanínu 800 og geita-anti-mús 680 (1:3000, LiCor).

Ónæmisbletturinn var myndaður með Odyssey Clx innrauða myndgreiningarkerfi (LiCor) og gagnagreining á styrkleika bandsins var framkvæmd með Image Studio (LiCor).

2.5. Ónæmisvefjaefnafræði

Þremur tímum eftir rannsóknalotuna var mýs sem fórnað var með ofskömmtun ketamíns síðan geymdar í gegnum hjartað með 50 ml af köldu 1 M PBS.
Heilar voru samstundis festir eftir í 4% paraformaldehýðlausn við 4 C og fluttir yfir í 30% súkrósa í PBS í að minnsta kosti 48-klst. áður en hann var skorinn niður í 30 mm hluta. Frjáls-fljótandi hlutar voru lokaðir og gegndræpnir með 10% geitaasnasermi í 0,1% Triton í 1 M PBS síðan ræktaðir fyrir 48-með kanínufjölstofna PSD95 (1:300, Thermo Scientific) og einstofna SV2A úr músum (1:300, Santa Cruz líftækni).

Þessar hlutar voru síðan ræktaðar í 1-klst. með aukamótefnumAlexa Fluor geit-anti-kanínu 568 (1:500, Invitrogen) og Alexa Fluorgoat anti-mús 488 (1:500, Invitrogen. Sneiðarnar voru síðan þvegnar með kjarnalitarefni DAPI (1:1000, Sigma), fest á rennibrautir og þakið Fluoromount (Thermo Scientific).

Litun var magngreind í framheilsuberki (FC), dorsal CA1 hippocampus, entorhinal cortex (EC) og perirhinal cortex (PC).

Zstacked myndir voru teknar með BZ-X700 flúrsmásjá (Keyence) við 40x stækkun til að bera kennsl á synaptic punktatall um alla sneiðina. Heildar PDS95 puncta, SV2A puncta og collocalized (skilgreint sem tveir puncta við hlið hvors annars eða skarast) voru taldir út frá að minnsta kosti fjórum myndum fyrir hvert svæði og meðaltal niðurstaðna tekin fyrir hverja mús. Magngreiningu á %colocalized var lokið með því að telja (skarast SV2A og PSD95)/(heildar SV2A og PSD95) punkta.

2.6. Tölfræði

Öll gögn uppfylltu forsendur um eðlilegleika eins og þær voru metnar með því að skoða skekkju, kurtosis og Shapiro Wilk gildi reiknaðra leifa og engin brot voru á einsleitni dreifni eins og metin var með Levene's tölfræði.

Fyrir hegðunarprófin voru t-próf ​​nemenda notuð til að bera SHAM saman við TMS, til að kanna nýja og kunnuglega hluti innan hópa var notuð endurtekin aðgerð tvíhliða ANOVA.

Ónæmisvefjaefnafræði og Western blot gögn voru prófuð með tilliti til mikilvægis með því að nota One-WayANOVA. Fyrir allan post-hoc pöraðan samanburð var Tukey leiðrétting notuð með marktekt á p < 0.05.

Ef brotið var á einsleitni dreifninnar var marktekt ákvörðuð með WelchTest og síðari post-hoc leiðrétt með Games-Howell, þessi tilvik koma fram í niðurstöðunum. Öll tölfræði var gerð með SPSS (útgáfa 22, IBM) og línurit voru framleidd með GraphPad (útgáfa 7, Prism).

For more information:1950477648nn@gmail.com