Wie Erinnerungen interferieren hängt davon ab, wann neues Lernen stattfindet
Um die Hypothese zu testen, dass der Zeitpunkt des zweiten Trainings ein Schlüsselfaktor für die Bestimmung ist, ob proaktive oder rückwirkende Interferenz auftritt, Wir haben ein Paradigma angewendet, das entwickelt wurde, um den Wettbewerb zwischen zwei verschiedenen Hinweisen zu untersuchen, die getrennt trainiert werden, haben aber ein gemeinsames Ergebnis, e.,g., die gleiche Art von konditionierten response23. Insbesondere führten wir ein duales appetitliches klassisches Konditionierungsverfahren durch, an dem zwei neutrale chemische Reize, Gamma-Nonalacton oder Amylacetat (die konditionierten Reize), beteiligt waren,die beide mit einem hervorstechenden Nahrungsreiz (Saccharose,der unbedingte Reiz) gepaart waren aktiviert den gut identifizierten Fütterungskreislauf von Lymnaea11, 24, 25., Eine einzelne Paarung eines konditionierten Reizes mit dem unbedingten Reiz führt zur Bildung eines langfristigen appetitlichen Gedächtnisses, insbesondere mit Nicht-Lapse-und Lapse-Perioden, die gleichzeitig während der Gedächtniskonsolidierung beobachtet werden8, 19 (Ergänzende Abb. 1). Konsekutives Training mit diesen beiden appetitiven Paradigmen wurde verwendet, um die Art der Interferenz festzustellen, die während eines Nicht-Lapse-Versus eines Lapse-Zeitraums derselben Konsolidierungssequenz auftritt.,
Tiere wurden mit Gamma-Nonalacton + Saccharose trainiert (als „erstes appetitliches Training“ bezeichnet), und dann wurde ein zweites Training von Amylacetat + Saccharose (als „zweites appetitliches Training“ bezeichnet) entweder an einem Nicht-Lapse (1 h) oder Lapse (2 h) Punkt des ersten Gedächtnisses angewendet. Sie wurden dann 24 h nach dem ersten Training auf das Vorhandensein eines Langzeitgedächtnisses getestet (Abb. 1a)., Tiere, die das zweite appetitliche Training am Nicht-Lapse-Punkt erhielten, behielten ein Gedächtnis für den ersten konditionierten Stimulus (Gamma-Nonalacton), aber nicht für den zweiten konditionierten Stimulus (Amylacetat) (Abb. 1b, „Non-lapse“), was auf eine proaktive Interferenz hinweist, während Tiere, die das zweite appetitliche Training während des Lapsepunkts erhielten, ein Gedächtnis für den zweiten konditionierten Reiz hatten, nicht jedoch den ersten konditionierten Reiz (Abb. 1b, ‚lapse‘), indikativ für rückwirkende Interferenz (Gamma-Nonalacton-getestete Tiere: EINWEGANOVA, p < 0.,001 (F(3,132) = 17.27), Bonferroni test: 1 h vs naïve p < 0.001, first training alone vs naïve p < 0.001, 2 h vs naïve p > 0.05. Amyl acetate tested animals: One-way ANOVA, p < 0.001 (F(3,123) = 9.72), Bonferroni test: 2 h vs naïve p < 0.001, second training alone vs naïve p < 0.001, 1 h vs naïve p > 0.05).
Proaktive und rückwirkende Interferenz und parallele Konsolidierung assoziativer Speicher nach einmaliger Konditionierung. eine vereinfachte Zeitlinie des Paradigmas der doppelten appetitlichen Konditionierung. b-Tiere zeigten eine größere Reaktion auf den ersten konditionierten Stimulus (CS), Gamma-Nonalacton (GNL), nach dem ersten Training allein (n = 40) oder wenn das zweite Training während des Nicht-Lapses (1 h: n = 32) stattfand, aber nicht der Lapse (2 h: n = 29) im Vergleich zu naiven Kontrollen (n = 35)., Die Reaktionen auf den zweiten konditionierten Stimulus, Amylacetat (AA), waren bei Tieren größer, die während des Ablaufs ein zweites Training allein (n = 24) oder ein zweites Training erhielten (2 h: n = 31), aber nicht das Nicht-Ablaufen (1 h: n = 32) im Vergleich zu naiven Kontrollen (n = 40). Diese Diagramme zeigen die Datendichte, die sich von Minimal-zu Maximalwerten erstreckt. Interne Boxplots zeigen Median-und Interquartilbereich (erstes und drittes Quartil). Schnurrhaare repräsentieren minimale bis maximale Werte. Kreise zeigen den Mittelwert. c Vereinfachte Zeitlinie des Appetitiven gefolgt von aversivem Training., d-Tiere zeigten eine größere Reaktion auf den appetitlich bedingten Stimulus (Gamma-Nonalacton) nach appetitivem Training allein (n = 30) oder wenn aversives Training während des Nicht-Lapsus (1 h: n = 29) auftrat, aber nicht der Lapsus (2 h: n = 30) im Vergleich zu naiven Kontrollen (n = 28). Die Reaktionen auf den aversiven konditionierten Stimulus, L-Serin (L-s), waren bei Tieren, die während des Ablaufs ein aversives Training erhielten (2 h: n = 29), nicht ablaufen (n = 30) und nach aversivem Training allein (n = 30), geringer als bei naiven Kontrollen (n = 29). e Vereinfachte Zeitlinie von Aversiv gefolgt von appetitivem Training., f-Tiere zeigten eine geringere Reaktion auf den aversiven konditionierten Stimulus nach aversivem Training allein (n = 20) oder wenn appetitliches Training während des Non-Lapse auftrat (1 h: n = 20), aber nicht der Lapse (2 h: n = 20) im Vergleich zu naiven Kontrollen (n = 20)., Die Reaktionen auf den appetitlich bedingten Stimulus waren bei Tieren, die während des Ablaufs (2 h: n = 20), des Nichtablaufs (n = 16) und nach dem appetitlichen Training allein (n = 20) ein appetitliches Training erhielten, im Vergleich zu naiven Kontrollen (n = 20) größer
Es war möglich, dass das Fehlen von Gedächtnis nach Interferenz auf die Unfähigkeit des Tieres zurückzuführen war, gleichzeitig zwei ähnliche Langzeitgedächtnisse zu speichern., Um dies zu untersuchen, trainierten wir Tiere mit beiden Arten von appetitlichen Paradigmen, die jedoch 24 h voneinander entfernt waren, so dass sich das erste Gedächtnis vor dem zweiten Training vollständig konsolidieren konnte (Ergänzende Abb. 2a). Jedes Tier wurde 24 h nach dem zweiten Training auf seine Reaktion auf beide konditionierten Reize getestet. Um sicherzustellen, dass die Reihenfolge der Tests die Reaktion des Tieres nicht beeinflusste, wurde eine Gruppe zuerst auf Gamma-Nonalacton und dann 1 h später auf Amylacetat getestet, während eine zweite Gruppe sie in umgekehrter Reihenfolge erhielt., Beide Gruppen zeigten im Vergleich zu naiven Tieren eine stärkere Reaktion auf beide konditionierten Reize, was auf das Vorhandensein von zwei Erinnerungen bei demselben Tier hinweist (Ergänzende Abb. 2b).
Eine alternative Hypothese ist, dass die Unfähigkeit, beide Speicher gleichzeitig zu konsolidieren, auf den Wettbewerb zwischen zwei ähnlichen Speichern zurückzuführen ist, die dieselbe zugrunde liegende neuronale Schaltung verwenden. Wir untersuchten, ob dieselben Störungsregeln angewendet wurden, wenn das zweite Training ein Paradigma verwendete, das eine andere Schaltung verwendet als die, die durch das erste Lernen aktiviert wurde., Die aversive Konditionierung der Fütterung in Lymnaea wird von einem neuronalen Kreislauf verarbeitet, der nicht an der Nahrungsbelohnungskonditionierung beteiligt ist26; Daher wurde ein aversives Paradigma verwendet, um die Wettbewerbshypothese zu testen. Eine einzelne Paarung von L-Serin (ein appetitlicher Reiz, siehe Abb. 1d) mit Chinin (einem aversiven Stimulus, der die Fütterung hemmt27) induziertes Langzeitgedächtnis, ausgedrückt als verminderte Fütterungsreaktion auf den konditionierten Reiz, wenn bei 24 h im Vergleich zu naiven Kontrollen getestet (naive Fütterungsdifferenzwert: 21,1 ± 2,5, n = 16, L-Serin + Chinin Fütterungsdifferenzwert: 9,8 ± 2.,1, n = 17, ungepaarter t-test, p = 0,0016, t = 3.47, df = 31). Insbesondere während der Konsolidierung des aversiven Gedächtnisses traten zu denselben Zeitpunkten Fehler auf wie während der appetitiven Gedächtnisbildung, was zeigt, dass Fehler ein allgemeines Merkmal während der Konsolidierung in Lymnaea sind (Ergänzende Abb. 3). Als nächstes wurden die Tiere mit Gamma-Nonalacton + Saccharose (appetitives Training) trainiert, gefolgt von aversivem Training an den gleichen Nicht-Lapse-oder Lapse-Punkten des ersten Gedächtnisses wie im dualen appetitiven Paradigma (Abb. 1c)., Aversives Training während des Nicht-Lapse-Punktes führte sowohl zu einem appetitlichen als auch zu einem aversiven Gedächtnis (Abb. 1d, „non-lapse“), was auf das Fehlen einer proaktiven Interferenz hinweist, während eine aversive Konditionierung während des appetitiven Gedächtnisverlusts zu einem aversiven Gedächtnis, aber nicht zu einem appetitlichen Gedächtnis führte (Abb. 1d, ‚erlöschen‘) (gamma-nonalactone getestet Tiere: One-way ANOVA, p < 0.001 (F(3,113) = 9.47), Bonferroni-test: 1 h vs naiv p < 0.001, appetitive allein vs naiv p < 0.001, 2 h vs naiv p > 0.05., L-Serin getestet Tiere: One-way ANOVA, p < 0.001 (F(3,114) = 12.13), Bonferroni-test: aversive allein vs naiv p < 0.001, 1 h vs naiv p < 0.001, 2 h vs naiv p < 0.01).
Um zu testen, ob das Fehlen einer proaktiven Interferenz zwischen dem appetitiven und dem aversiven Gedächtnis darauf zurückzuführen ist, dass letzteres stärker als das erstere ist und daher weniger anfällig für Interferenzen ist, haben wir die Reihenfolge des Trainings umgekehrt und aversives gefolgt von appetitlichem Training durchgeführt (Abb. 1e)., Mit diesem umgekehrten Paradigma beobachteten wir das gleiche Muster von Gedächtnisstörungen wie beim appetitlichen Training vor dem aversiven Training (L-Serin getestete Tiere: EINWEGANOVA, p < 0.001 (F(3,76) = 7.34), Bonferroni-Test: 1 h vs naiv p < 0.001, aversiv allein vs naiv p < 0.01, 2 h vs naive p 0.05. Gamma-nonalactone getestet Tiere: One-way ANOVA, p < 0.001 (F(3,72) = 10.18), Bonferroni-test: appetitive allein vs naiv p < 0.,001, 1 h vs naiv p < 0.01, 2 h vs naiv p < 0.001) (Abb. 1f). Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass die Induktion eines neuen assoziativen Gedächtnisses während des Ablaufs des ersten Gedächtnisses rückwirkende Interferenzen verursacht, unabhängig davon, ob das zweite Trainingsparadigma appetitlich oder aversiv ist. Während der Nicht-Lapse-Periode tritt proaktive Interferenz jedoch nur auf, wenn das zweite Trainingsparadigma dem ersten ähnlich ist. Bei einem unterschiedlichen Paradigma tritt eine doppelte Speicherkonsolidierung auf., Als nächstes versuchten wir, mögliche neuronale Mechanismen zu identifizieren, die diesen Unterschieden in der Verhaltensexpression der einen oder anderen Art von Gedächtnis zugrunde liegen, abhängig von den verwendeten Paradigmen.
Wie zwei Speicher stören, hängt von den von ihnen verwendeten Schaltungen ab
Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass die Unfähigkeit, zwei appetitive Speicher gleichzeitig zu konsolidieren, darauf zurückzuführen ist, dass beide innerhalb derselben Speicherschaltung codiert sind, während die Verwendung eines unterschiedlichen Schaltungsmechanismus durch die aversive Assoziation eine doppelte Konsolidierung außerhalb der Zeiträume ermöglicht., Eine zuvor identifizierte zelluläre Veränderung, die am Langzeitgedächtnis nach appetitiver Konditionierung in Lymnaea beteiligt ist, ist die anhaltende Depolarisation eines modulatorischen Neurons im Fütterungsnetzwerk, den CGCs (cerebralen Riesenzellen)9,28,29. Die lerninduzierten Depolarisationstore – im konditionierten Reiz Eingang zu Fütterungsbefehl-wie Interneuronen, was bei trainierten Tieren zur Aktivierung des Fütterungsnetzwerkes führt9. Hier zeigen wir, dass beide Arten von appetitlichem Training im Vergleich zu naiven Kontrollen dieselbe anhaltende Depolarisation hervorrufen (Einweg-ANOVA, p < 0.,001(F (2,35) = 26.3), Bonferroni-Test: erstes Training allein vs naiv p < 0.001, zweites Training allein vs naiv p < 0.001, erstes Training allein vs zweites Training allein p 0.05) (Abb. 2a–c). Als nächstes testeten wir, ob die aversive Konditionierung die CGCs beeinflusste und keine signifikante Veränderung ihres Membranpotentials im Vergleich zu naiven Kontrollen feststellte (ungepaarter t-Test, p = 0.53, t = 0.63, df = 22) (Abb. 2d–f)., Es gab keine Änderung des CGC-Membranwiderstands oder der Spike-Eigenschaften nach appetitiver oder aversiver Konditionierung (CGC-Membranwiderstand: appetitives Training, EINWEGANOVA, p = 0.17(F (2,34) = 1.77). Aversive training, ungepaarter t-test, p = 0.67, t = 0.44, df = 22.) (Abb. 2c, f; Ergänzende Abb. 4a, b). Daher induzieren beide appetitiven Paradigmen die gleiche zelluläre Veränderung, während das aversive Training die Eigenschaften dieses Neurons nicht beeinflusst, was darauf hindeutet, dass der Speicher in einer anderen Schaltung codiert ist.
Unterschiedliche neuronale Substrate für appetitive vs. aversive learning. ein Vertreter der CGC-Aktivität 24 Stunden nach dem ersten oder zweiten Appetittraining der Tiere allein und von naiven Tieren. b CGCs aus der ersten (n = 12) und zweiten (n = 13) appetitiven Trainingsgruppe wurden im Vergleich zu naiven Kontrollen (n = 13) depolarisiert, jedoch nicht miteinander verglichen. Diese Diagramme zeigen die Datendichte, die sich von Minimal-zu Maximalwerten erstreckt. Interne Boxplots zeigen Median-und Interquartilbereich (erstes und drittes Quartil)., Schnurrhaare repräsentieren minimale bis maximale Werte. Kreise zeigen den Mittelwert. c CGC Membranwiderstand war zwischen den Bedingungen nicht unterschiedlich. d Repräsentative Spuren der CGC-Aktivität von aversiv konditionierten und naiven Tieren. e Es gab keinen signifikanten Unterschied im Membranpotential zwischen den beiden Bedingungen (n = 12 für beide). f Der Membranwiderstand unterschied sich zwischen den Bedingungen nicht signifikant. g) Plots der normalisierten PlB-Aktivität als Reaktion auf aversiven konditionierten Stimulus (CS) in Präparaten von aversiv trainierten und naiven Tieren., Die Daten variieren von hoher bis niedriger PlB-Aktivität nach dem konditionierten Stimulus. Weiße Linie stellt Beginn des konditionierten Reizes dar. h Repräsentative Spuren und normalisiertes Liniendiagramm der PlB-Spike-Frequenz als Reaktion auf den aversiven konditionierten Reiz. Linie und Schattierung zeigen Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts. ich erhitze Plots normalisierter PlB-Aktivität als Reaktion auf appetitlich bedingte Reize in Präparaten von appetitlich trainierten und naiven Tieren. j Repräsentative Spuren und normalisiertes Liniendiagramm der PlB-Spike-Frequenz als Reaktion auf den appetitlich bedingten Reiz., Abkürzungen: appet, appetitiv; avers, aversiv; tr, training; MP, Membranpotential; normalisiert; Vorbereitung, Vorbereitung
Als nächstes versuchten wir, durch aversive Konditionierung induzierte Änderungen zu identifizieren. Da die konditionierte Reaktion eine Verringerung der Fütterung war, argumentierten wir, dass dies auf eine verstärkte hemmende Wirkung zurückzuführen sein könnte, die aus dem Abwehr-Entzugskreislauf resultiert., Ein Kandidatenneuron dafür ist das PlB-Interneuron30, das die Entzug-und Fütterungskreise verbindet und dessen Aktivierung durch aversive Reize ausreicht, um die Zufuhr zu hemmen31. In isolierten Gehirnpräparaten von aversiv konditionierten Tieren verursachte ein In vitro-Analogon des konditionierten Stimulus (siehe Methoden) einen signifikanten Anstieg der PlB-Zündrate im Vergleich zu naiven Kontrollen (Mann Whitney Test, p = 0.029, U = 106) (Abb. 2g, h) sowie eine geringere Expression fiktiver Fütterungszyklen (ein In vitro-Korrelat der konditionierten Reaktion) (Ergänzende Abb. 4c, d)., PlB Feuerrate vor der konditionierte stimulus unterschieden sich nicht signifikant zwischen den Bedingungen (ungepaarter t-test, p = 0,94, t = 0.08, df = 36). CGC-Reaktionen auf den konditionierten Reiz zeigten keine Veränderung nach aversiver Konditionierung (Ergänzende Abb. 4e). Wir testeten, ob die PlB-Aktivität nach der appetitlichen Konditionierung verändert wurde, fanden jedoch keine Änderung der PlB-Zündraten als Reaktion auf den appetitlich bedingten Stimulus (Mann Whitney-Test, p = 0.39, U = 56.5) oder in seinen Zündraten vor dem konditionierten Stimulus (ungepaarter t-Test, p = 0.38, t = 0.89, df = 22) (Abb. 2i, j)., Präparate aus appetitlich konditionierten Tieren zeigten jedoch im Vergleich zu naiven Kontrollen immer noch eine stärkere fiktive Fütterungsreaktion auf Gamma-Nonalacton (ergänzende Abb. 4f, g). Diese Ergebnisse zeigen, dass aversives Lernen einen Anstieg eines inhibitorischen Weges verursacht, der sich von den neuronalen Veränderungen unterscheidet, die appetitliche Erinnerungen untermauern. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass der Wettbewerb innerhalb desselben Speicherkreises einen limitierenden Faktor für die Fähigkeit der Tiere darstellt, mehrere ähnliche Speicher zu konsolidieren., Ein solcher Wettbewerb beeinflusst nicht die Konsolidierung unähnlicher Erinnerungen, die auf verschiedenen Schaltungsmechanismen beruhen, was das Fehlen einer proaktiven Störung der appetitlichen und aversiven Erinnerungen am Nicht-Lapse-Punkt berücksichtigt.
Rückwirkende Interferenzen erfordern im Allgemeinen neues Lernen
Als nächstes versuchten wir zu untersuchen, welcher Aspekt des zweiten Trainings für rückwirkende Interferenzen an Ablaufpunkten verantwortlich war., Wir testeten, ob die Induktion eines zweiten assoziativen Gedächtnisses notwendig war, um das erste Gedächtnis zu blockieren, oder ob einfach die Darstellung der konditionierten und unbedingten Reize während des zweiten Trainings ausreichte, um als Gedächtnisstörer zu wirken. Um dies zu testen, führten wir eine Darstellung des unkonditionierten Stimulus + konditionierten Stimulus (als BW bezeichnet) durch (Abb. 3a), die weder unter Verwendung der appetitiven (Mann Whitney Test, p = 0,07, U = 172,5) noch der aversiven Protokolle (Mann Whitney Test, p = 0,67, U = 174,5) zu einem Langzeitgedächtnis führte (Abb., 3b, c), die bestätigt, dass BW-Paradigmen kein assoziatives Gedächtnis induzieren. Als Nächstes führten wir entweder appetitive oder aversive BW Klimaanlage an eine Zeitraffer-point des ersten Speichers und festgestellt, dass keiner der beiden hatte einen Effekt auf die expression des ersten Speichers (appetitive BW: Kruskal–Wallis-test, p = 0.0043, H = 10.88; Dunn ‚ s test, BW-2 h vs naiv p < 0,05 und ersten training alleine vs naiv p < 0.01. Aversive BW: Kruskal–Wallis-test, p = 0,001, H = 13.81; Dunn ‚ s test, BW-2 h vs naiv p < 0.,05, erstes Training allein vs naive p < 0.001) (Abb. 3d–g). Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Induktion eines zweiten assoziativen Speichers für eine rückwirkende Interferenz mit dem ersten Speicher notwendig ist.
Für rückwirkende Interferenzen ist der Erwerb eines neuen Speichers erforderlich. a Time-line of backward conditioning (BW) paradigm., die b BW-Präsentation von Saccharose und Amylacetat (AA) löst im Vergleich zu naiven Kontrollen bei 24 h keine signifikant stärkere Reaktion auf den konditionierten Stimulus (CS) aus (BW: n = 24, naiv: n = 21). Diese Diagramme zeigen die Datendichte, die sich von Minimal-zu Maximalwerten erstreckt. Interne Boxplots zeigen Median-und Interquartilbereich (erstes und drittes Quartil). Schnurrhaare repräsentieren minimale bis maximale Werte. Kreise zeigen den Mittelwert. c BW Die Darstellung von Chinin und L-Serin (L-s) induziert kein aversives Gedächtnis (BW: n = 19, naiv: n = 20)., d Zeitlinie von BW mit Saccharose und Amylacetat während des Verfalls des ersten appetitlichen Gedächtnisses (Gamma-Nonalacton (GNL) gepaart mit Saccharose). e BW während des Ablaufs hatte keinen Einfluss auf das Langzeitgedächtnis im Vergleich zu naiven Kontrollen (2 h: n = 22, erstes Training allein: n = 21, naiv: n = 24). f Zeitlinie von BW mit Chinin und L-Serin während des Verfalls des ersten appetitlichen Gedächtnisses (Gamma-Nonalacton gepaart mit Saccharose)., g BW während des Ablaufs hatte keinen Einfluss auf das Langzeitgedächtnis im Vergleich zu naiven Kontrollen (2 h: n = 20, erstes Training allein: n = 20, naiv: n = 20)
Dies warf die Frage auf, ob es speziell neues assoziatives Lernen oder neues Lernen im Allgemeinen ist, das rückwirkende Interferenzen verursachen kann. Um dies anzugehen, verwendeten wir ein nicht-assoziatives Paradigma als zweites Training. Wir haben gezeigt, dass eine starke taktile Stimulation des Kopfes zu einer sensibilisierten Entzugsreaktion auf einen kurzen „Licht aus“ – Reiz führt (Abb. 4a)., Dieser kurze Stimulus löste bei naiven Tieren keine Entzugsreaktion aus (Wiederholte Messungen ANOVA, p = 0,62 (F (3,42) = 16,58)) (Abb. 4a). Dagegen die Tiere, die ausgesetzt wurden, die starke taktile stimulation 10 min vor dem „Licht aus“ stimulus zeigten einen signifikanten Rückzug Antwort (Wiederholte Maßnahmen ANOVA, p < 0.001 (F(3,42) = 0.54), Dunnett-test: vorher vs. 5 s p < 0.001, vor vs 10-s-p – < 0.001, vor vs-20-s-p – > 0.05) (Abb. 4a)., So verursacht eine starke taktile Stimulation des Kopfes Sensibilisierung, eine Form des nicht-assoziativen Lernens.
Neues nicht-assoziatives Lernen reicht für rückwirkende Interferenzen aus. eine taktile Stimulation des Kopfes induziert eine kurzfristige Sensibilisierung. 10 min nach taktiler Stimulation wurde dem Tier ein kurzer Licht-Aus-Reiz präsentiert (eingefügtes Bild) und deren Entzugsreaktion gemessen., Die Tiere zeigten einen signifikanten Anstieg der Entzugsreaktion auf den Licht-Aus-Reiz, der 10 s nach dem Reiz dauerte (linkes Bild vor dem Reiz; rechtes Bild nach dem Reiz) (n = 15). Naive Tiere zeigten keine signifikante Rückzugsreaktion auf denselben Reiz (n = 15). Die Daten zeigen Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts. b Zeitlinie der Anwendung der sensibilisierenden Stimulation nach appetitlicher Konditionierung., c-Sensibilisierung während des Ablaufs, aber nicht während des Ablaufs, stört das Gedächtnis des Tieres für den konditionierten Reiz (CS), Gamma-Nonalacton (GNL), signifikant, wenn es bei 24 h getestet wird (erstes Training allein: n = 29, 2 h: n = 19, 1 h: n = 22, naiv: n = 29). Diese Diagramme zeigen die Datendichte, die sich von Minimal-zu Maximalwerten erstreckt. Interne Boxplots zeigen Median-und Interquartilbereich (erstes und drittes Quartil). Schnurrhaare repräsentieren minimale bis maximale Werte., Kreise zeigen den Mittelwert
Als nächstes haben wir die sensibilisierende Stimulation am Ablaufpunkt des appetitlichen Gedächtnisses angewendet (Abb. 4b). Wir haben gezeigt, dass es rückwirkend den assoziativen Speicher störte, während der Speicher beim Anwenden am Nicht-Lapse-Punkt ungehindert war (Einweg-ANOVA, p < 0.001 (F(3,78) = 7.191), Bonferroni-Test: erstes Training allein vs naiv p < 0.001, 1 h vs naiv p < 0.01, 2 h vs naive p 0.05) (Abb. 4c)., Daher stört die Erfassung eines assoziativen oder nicht-assoziativen Gedächtnisses während der Lapse-Periode rückwirkend das ursprüngliche assoziative Gedächtnis.
Rückwirkende Interferenz unterbricht Speicherkonsolidierung
Als nächstes testeten wir, ob der scheinbare Ersatz des ersten Speichers durch den zweiten auf rückwirkende Interferenz zurückzuführen ist, die die Konsolidierung des ursprünglichen Speichers stört, oder auf die Unterdrückung seiner Expression durch den zweiten Speicher. Wenn der erste Speicher nicht durch Blockieren des zweiten Speichers wiederhergestellt werden konnte, deutet dies darauf hin, dass seine Konsolidierung unterbrochen wurde., Wenn es jedoch wiederhergestellt werden könnte, würde dies darauf hinweisen, dass der Ausdruck der ersten Speicherverfolgung durch den koexistierenden zweiten Speicher aktiv unterdrückt wird. Um dies zu testen, wurde 2 h nach dem ersten appetitlichen Training ein zweites appetitliches Training durchgeführt, um das erste Gedächtnis zu stören. Sensibilisierende Stimulation wurde dann 2 h später angewendet, nach Ablauf der Konsolidierung des zweiten Lernens (Abb. 5a), um den zweiten Speicher zu blockieren (Abb. 5b)., Dadurch wurde sichergestellt, dass die sensibilisierende Stimulation nicht an einem Lapse-Punkt des zweiten Speichers (2 h), sondern an einem Non-Lapse-Punkt des ersten Speichers (4 h) erfolgte (Ergänzende Abb. 5a, b zeigt, dass die sensibilisierende Stimulation ausreicht, um das zweite appetitliche Gedächtnis zu blockieren). Die Anwendung der sensibilisierenden Stimulation allein 4 h nach dem ersten Appetittraining hat keinen Einfluss auf das erste Gedächtnis (Ergänzende Abb. 5c, d). Obwohl dieses Paradigma bei der Blockierung des zweiten Speichers erfolgreich war, wurde die Expression des ersten Speichers bei 24 h nicht wiederhergestellt (Abb. 5b, gamma-nonalactone)., Im Gegensatz dazu gab es, wenn keine sensibilisierende Stimulation angewendet wurde, die erwartete Störung des ersten Gedächtnisses und den Erwerb des zweiten (Amylacetat getestete Tiere: EINWEGANOVA, p < 0.001 (F(2,73) = 21.11), Bonferroni-Test: keine Sensibilisierung vs naiv p < 0.001, keine Sensibilisierung vs Sensibilisierung p < div>0.001, Sensibilisierung vs naiv p 0.05. Gamma-Nonalacton getestete Tiere: EINWEGANOVA, p = 0,33 (F (2,64) = 1,12)) (Abb. 5b).
Das Blockieren des zweiten Speichers führt nicht zur Wiederherstellung des ersten Speichers. eine Zeitlinie des Experiments. Die Tiere erhielten das erste Training, gefolgt vom zweiten Training während des 2 h-Ablaufs. Sensibilisierende Stimulation wurden 2 h nach dem zweiten Training (4 h nach dem ersten Training) angewendet. Die Tiere wurden dann auf ihre Reaktion auf konditionierten Stimulus (CS), Gamma-Nonalacton (GNL) oder Amylacetat (AA) bei 24 h getestet., Die b-Sensibilisierung reichte aus, um das zweite Gedächtnis zu blockieren, während keine sensibilisierenden Reize im Vergleich zu naiven Kontrollen zu einem starken zweiten Gedächtnis führten (Sensibilisierung: n = 22, keine Sensibilisierung nach dem zweiten Training: n = 24, naiv: n = 30). Es gab keine erhöhte Reaktion auf Gamma-Nonalacton über naive Ebenen bei 24 h trotz der Blockierung des zweiten Speichers., Tiere, die das zweite Training ohne Sensibilisierung erhielten, reagierten im Vergleich zu naiven Kontrollen ebenfalls nicht signifikant anders auf Gamma-Nonalacton (Sensibilisierung: n = 22, keine Sensibilisierung nach dem zweiten Training: n = 18, naiv: n = 27). Diese Diagramme zeigen die Datendichte, die sich von Minimal-zu Maximalwerten erstreckt. Interne Boxplots zeigen Median-und Interquartilbereich (erstes und drittes Quartil). Schnurrhaare repräsentieren minimale bis maximale Werte. Kreise zeigen den Mittelwert. c Zeitlinie der Injektion von Anisomycin (ANI) nach dem zweiten appetitlichen Training., d ANI blockierte die Konsolidierung des zweiten Gedächtnisses, wohingegen die Injektion von Kochsalzlösung zu einem starken zweiten Gedächtnis führte (ANI: n = 20, Kochsalzlösung: n = 20, naiv: n = 22). ANI nach dem zweiten Training hat den ersten Speicher nicht wiederhergestellt, wenn er bei 24 h getestet wurde (ANI: n = 20, Saline: n = 20, naiv: n = 20)
Die Verwendung des Sensibilisierungsprotokolls erlaubte uns zu dem Schluss, dass der erste Speicher nicht wieder auftauchte, wenn der zweite Speicher an seinem 2-Stunden-Lapse-Punkt blockiert wurde., Da jedoch die Blockierung des zweiten Speichers mit Sensibilisierung erst nach dem zweiten Training im Speicherraffer 2 h erfolgreich durchgeführt werden konnte und wir erst bei 24 h Test den zweiten Speicher löschten, brauchten wir ein weiteres Verfahren, das die Gedächtnisbildung schnell blockiert und frühzeitig zum Löschen des zweiten Speichers führt. Ein solches Verfahren würde feststellen, ob das Blockieren nur der frühesten Prozesse der Konsolidierung des zweiten Speichers den ersten Speicher retten würde., Wir verwendeten daher pharmakologische Methoden, um die frühe Konsolidierung des zweiten Gedächtnisses zu blockieren. Die Behandlung mit dem translationalen Inhibitor Anisomycin (ANI) blockiert schnell die Synthese neuer Proteine in der Lymnaea brain32 und seine Anwendung nach dem Training verhindert die Expression des Gedächtnisses bereits 1 h nach der Konditionierung19 sowie seine weitere Konsolidierung in das Langzeitgedächtnis32. Den Tieren wurde 10 min nach dem zweiten Appetittraining (2 h 10 min nach dem ersten Appetittraining) ANI oder Kochsalzlösung injiziert und auf Langzeitgedächtnis getestet (Abb. 5c)., Eine ANI-Injektion allein bei 2 h 10 min hatte keinen Einfluss auf die Expression des ersten Gedächtnisses (Ergänzende Abb. 5e, f) aber es hatte den zweiten Speicher erfolgreich blockiert (Abb. 5d). Diese frühe Intervention konnte jedoch den ersten Speicher nicht retten (Abb. 5d), was darauf hinweist, dass es tatsächlich durch den zweiten Speicher innerhalb einer Stunde nach dem zweiten Training gestört wurde. Saline injizierte Tiere zeigten die erwartete Gedächtnisstörung (Amylacetat getestete Tiere: EINWEGANOVA, p < 0.001(F (2,59) = 11.09), Bonferroni-Test: Saline vs naive p < 0.,001, ANI vs Kochsalzlösung, p < 0.01, vs ANI naiv p > 0.05. Gamma-Nonalacton-getestete Tiere: EINWEGANOVA, p = 0,75 (F (2,57) = 0,295)) (Abb. 5d). Diese Experimente legen nahe, dass rückwirkende Interferenzen innerhalb eines frühen Zeitfensters nach dem Erwerb des zweiten Speichers auftreten. Wir schließen daraus, dass das Blockieren des zweiten Speichers nicht zum Ausdruck einer „unterdrückten“ ersten Speicherverfolgung führt. Diese Experimente stützen daher die Schlussfolgerung, dass zumindest auf der Verhaltensebene der zweite Speicher den ersten Speicher effektiv ersetzt.