Dissociation fonctionnelle le long de l'axe rostrocaudal de l'hippocampe de caille japonaise, partie 1

Abstrait

L'hippocampe des mammifères (Hp) peut être fonctionnellement séparé le long de son septotemporalaxis, avec l'implication de l'hippocampe dorsal (dHp) dans la mémoire spatiale et de l'hippocampe ventral (vHp) dans les réponses au stress et le comportement émotionnel.

L'axe septotemporel est une structure importante du cerveau humain, qui contrôle l'audition, le langage, la mémoire et d'autres fonctions du corps. La mémoire est l’une des capacités importantes du cerveau humain et est étroitement liée à nos vies. Alors, quelle est la relation entre l’axe septotemporal et la mémoire ?

La recherche montre que l'axe septotemporal joue un rôle très important dans le processus de mémoire. Dans le processus de formation de la mémoire, l’axe septotemporel est responsable du traitement et du stockage des informations telles que les sons, les mots et les images. Lorsque nous essayons de mémoriser certaines informations, les neurones de l’axe septotemporal stockent rapidement les informations dans le cerveau. De plus, l’axe septotemporel est également lié aux émotions et aux émotions, ce qui peut nous aider à mieux stocker et récupérer les souvenirs perceptuels et émotionnels.

De plus, à mesure que les gens vieillissent, l’axe septotemporal dégénère progressivement, ce qui entraîne également un déclin de la mémoire. Cependant, il existe plusieurs façons de protéger l’axe septotemporal et d’améliorer la mémoire. Par exemple : faites plus d'exercice, maintenez de bonnes habitudes de sommeil et des temps de travail et de repos réguliers, maintenez une attitude heureuse, développez des habitudes de lecture, faites davantage d'exercices de réflexion et de réflexion, etc.

Bref, il existe une relation indissociable entre l’axe septotemporal et la mémoire. Comprendre cette relation peut mieux protéger notre cerveau, améliorer notre mémoire et vivre une vie plus heureuse et plus saine. On voit que nous devons améliorer notre mémoire. La Cistanche deserticola peut améliorer considérablement la mémoire car la Cistanche deserticola est une matière médicinale traditionnelle chinoise avec de nombreux effets uniques, dont l'un est d'améliorer la mémoire. L’efficacité de la viande hachée provient des différents ingrédients actifs qu’elle contient, notamment des acides, des polysaccharides, des flavonoïdes, etc. Ces ingrédients peuvent favoriser la santé cérébrale de plusieurs manières.

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Dans la présente étude, nous étudions la ségrégation fonctionnelle comparable chez les homologues proposés dans le cerveau aviaire. En utilisant la caille japonaise (Coturnix Japonica), nous rapportons que les lésions bilatérales de l'hippocampe rostral (rHp) produisent de robustes déficits dans la discrimination spatiale du labyrinthe Y (YMD). tester tout en épargnant les performances lors du conditionnement contextuel de la peur (CFC), comparables aux résultats des lésions des régions homologues chez les mammifères.

En revanche, les lésions de l'hippocampe caudal (cHp) n'ont pas réussi à produire des déficits en CFC ou en YMD, ce qui suggère que, contrairement aux mammifères, le cHp et le rHp des oiseaux peuvent soutenir un comportement émotionnel. Ces observations démontrent une ségrégation fonctionnelle le long de l'axe rostrocaudal de l'Hp aviaire qui est en partie comparable aux distinctions observées le long de l'axe septotemporal de l'hippocampe des mammifères.

Introduction

L'hippocampe (Hp) est une structure essentielle à de nombreuses formes de mémoire et de navigation spatiale chez plusieurs espèces. Étant donné les nombreux calculs que cette structure doit effectuer pour servir ces fonctions cognitives complexes, il n'est pas surprenant que le Hp ne soit pas une structure unitaire mais soit plutôt séparé en plusieurs sous-régions fonctionnellement distinctes.

Une distinction fonctionnelle importante se situe le long de l'axe dorsoventral, également appelé axe septotemporal ou « long ». Des preuves de distinctions fonctionnelles le long de cet axe ont été notées depuis les premières études examinant les effets comportementaux des lésions Hp [1–3], et de nombreuses études ont confirmé et étendu ces observations (revues dans [4]). Bien que la nature précise des domaines fonctionnels au sein de l'Hp reste un sujet de débat [4–6], il existe un consensus sur le fait que l'Hp dorsale (dHp), par exemple, est essentielle à la mémoire spatiale dans les petits environnements [7, 8] tandis que la la région ventrale (vHp) est plus critique pour le comportement émotionnel et les réponses au stress, y compris la peur contextuelle [9-12].

Une façon de considérer cette dissociation est comme une différence de résolution. Les lésions du dHp altèrent gravement l'exécution de tâches qui nécessitent une mémorisation à haute résolution de l'emplacement spatial précis de récompenses ou d'objets, comme la recherche de bras appâtés dans un labyrinthe radial à bras [13-15] ou l'emplacement d'une plate-forme cachée dans un labyrinthe aquatique. [7, 8], ou reconnaître et approcher un objet qui se trouve dans un nouvel emplacement spatial [16]. En revanche, les lésions du vHp n’affectent pas ces comportements. En revanche, les tâches qui nécessitent d'associer un événement à un contexte en termes généraux, comme le conditionnement contextuel de la peur (CFC), sont impactées par les lésions de pré-entraînement au vHp [17, 18] et non au dHp [19-21].

L'Hp aviaire est un homologue proposé de l'Hp mammifère pour de nombreuses raisons, notamment des similitudes dans le développement, la connectivité et les neurotransmetteurs, et en raison de son rôle dans la cognition spatiale (voir [22-25] pour une revue). Semblable aux gradients fonctionnels observés le long de l’axe dorsoventral chez les mammifères, plusieurs études proposent un gradient fonctionnel comparable le long de l’axe rostrocaudal de l’Hp aviaire. Les études sur la connectivité [26], l'expression des gènes [27, 28] et les caractéristiques des cellules de lieu [29] suggèrent toutes des similitudes entre le pôle rostral de l'Hp aviaire (rHp) et le pôle dorsal de l'Hp des mammifères (voir [30] pour une revue ). Ce qui reste inconnu est si le pôle caudal de l'Hp aviaire (cHp) est fonctionnellement comparable au pôle ventral de l'Hp mammifère et, si oui, s'il existe une dissociation fonctionnelle entre les pôles rostral et caudal.

Pour résoudre ce problème, des groupes de cailles japonaises (Coturnix Japonica) ont subi des lésions sélectives au pôle rostral ou caudal de l'Hp. Les sujets ont ensuite été testés à l'aide d'une tâche de discrimination spatiale Y-Maze (YMD), ainsi que de CFC, car ces types d'informations sont connus pour taxer différemment les pôles de l'Hp des mammifères.

Matériels et méthodes

Sujets

Vingt-sept cailles japonaises femelles adultes (Spring Creek Quail Farms, Saint Ann's, ON), âgées d'environ 3 mois, ont été utilisées dans cette expérience. Des bandes de pattes en plastique ont été placées sur chaque caille au moment de son arrivée pour identification. Les cailles ont été hébergées en groupe avec une surface au sol minimale de 400 cm2 par oiseau dans des enclos mesurant 213 cm x 305 cm avec un cycle de lumière de 12:12 et maintenus à une température de 20 à 25 °C et une humidité de 45 à 75 %. La litière était constituée de litière Teklad Aspen avec du Teklad Tek-fresh fourni comme matériau de nidification.

Les animaux avaient accès à volonté à l'eau de départ pour le gibier exotique Mazuri et à l'éleveur de gibier à plumes Mazuri. Les peaux étaient fournies sous la forme de conteneurs de stockage en plastique renversés avec des entrées découpées et des bacs à rouleaux de peinture remplis de sable étaient fournis pour le bain de sable. Avant les tests comportementaux, tous les animaux étaient manipulés 15 minutes/jour pendant au moins 7 jours. Toutes les procédures ont été approuvées par le comité de protection des animaux de l'Université Wilfrid Laurier selon les lignes directrices du Conseil canadien de protection des animaux.

Chirurgie

Toutes les interventions chirurgicales ont été réalisées avant tout test comportemental. Chaque groupe de lésions était composé de 9 sujets (9 rHp, 9 cHp, 9 Sham). Les procédures chirurgicales ont été modifiées par rapport à celles décrites par Damphousse et ses collègues [31]. La caille a été anesthésiée à l'isoflurane à l'aide d'un appareil SomnoSuiteanesthesia (Kent Scientific, Torrington, CT) et placée dans un instrument stéréotaxique (Kopf Instruments, Tujunga, CA).

Une fois la tête fixée à l'aide de barres auriculaires et d'un cône nasal, les plumes ont été retirées et la zone a été préparée à l'aide d'un nettoyant antibactérien (Phenrex1), d'alcool isopropylique à 70 % et d'une solution de gluconate de chlorhexidine (Baxedin1). Après une injection sous-cutanée de lidocaïne et d'épinéphrine (Bimeda, Cambridge, ON) le long de la ligne médiane du crâne, une incision médiane a été pratiquée, le cuir chevelu a été rétracté et une craniotomie a été pratiquée sur le site de la lésion. L'Hp a été éliminée par aspiration selon les coordonnées déterminées à l'aide d'un atlas du cerveau de caille publié [32].

Les coordonnées des lésions ont été déterminées par rapport à l'intersection de la suture pariéto-occipitale et de la ligne médiane. Pour les lésions rHp, les aspirations étaient de 1 mm à 5 mm en avant du bregma, 1,5 mm de chaque côté de la ligne médiane et 3 mm de profondeur (Fig. 1). Les lésions du cHp étaient 1 mm en avant du bregma, 3 mm en arrière, 1,5 mm de chaque côté de la ligne médiane et 3 mm de profondeur (Fig. 2). Des craniotomies pour des animaux factices ont été réalisées aux coordonnées des lésions rHp.

Les craniotomies ont été emballées à l'aide d'une éponge hémostatique, scellée avec de la cire osseuse, et la peau a été suturée. Après avoir récupéré sur un coussin chauffant et retrouvé leur mobilité, les cailles ont été placées dans des cages individuelles suspendues pour pigeons racks dans une salle de réveil séparée pour récupérer pendant 1 semaine tout en suivant un traitement antibiotique et analgésique. Les cailles sont restées dans ces cages pour le reste de l'expérience.

Les expériences décrites ici ont été réalisées sur 2 lots distincts de cailles. Au sein de chaque lot de cailles, tous les animaux ont été testés le même jour dans un ordre aléatoire au moins 2 heures après le début du cycle lumineux. Avant de commencer chaque journée d'expérience, les sujets ont été retirés de leurs cages dans la salle de réveil et placés dans des cages individuelles en forme de boîte à chaussures sur un support dépourvu de nourriture mais avec un accès à l'eau à volonté. Un linceul recouvrait chaque cage et les sujets n'étaient pas dérangés pendant 1 heure. Les sujets ont été transportés individuellement dans leurs cages couvertes jusqu'à la salle de test.

Dans le premier lot, les oiseaux ont été testés dans le YMD immédiatement après la période de récupération d'une semaine (c'est-à-dire le huitième jour postopératoire). Après les 4 jours de YMD (c'est-à-dire les jours post-chirurgicaux 8 à 11), les cailles ont ensuite été testées pour les CFC, ce qui a eu lieu en une journée (c'est-à-dire le jour 12), suivi d'un test à distance le jour suivant (jour 13). Dans le deuxième lot de cailles, l'ordre d'entraînement a été inversé de telle sorte que les CFC ont été formés en premier. Dans les deux lots, les cailles ont été anesthésiées et leurs cerveaux ont été collectés le 14e jour post-chirurgical.

Conditionnement contextuel de la peur (CFC)

Cette expérience consistait en une exposition à deux arènes visuellement distinctes dans deux salles différentes contenant des indices locaux et distaux uniques, appelés Contexte A et Contexte B (voir Fig 2A). Le Contexte A consistait en une arène circulaire de 90 cm de diamètre avec des murs de 45 cm de haut construits. à partir d'une feuille de plastique ondulée blanche, avec un sol du même matériau recouvert de papier de boucherie. Le contexte B consistait en une arène carrée avec des côtés de 90 cm et des murs de 45 cm de haut construits en contreplaqué peint, avec un sol en acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) à cellules ciliées noires. Le comportement a été surveillé à l'aide d'une webcam aérienne et le suivi a été effectué en temps réel à l'aide de N'IMPORTE QUEL labyrinthe (Stoelting, Wood Dale, IL).

La procédure CFC comprenait quatre phases : habituation, formation, test et test à distance. Avant de commencer chaque journée d'expérience, les sujets ont été retirés de leurs cages dans la salle de réveil et placés dans des cages individuelles sur un support dépourvu de nourriture mais avec de la publicité. -lib accès à l'eau. Un linceul recouvrait chaque cage et les sujets n'étaient pas dérangés pendant 1 heure. Les sujets ont été transportés individuellement dans leurs cages couvertes jusqu'à la salle d'examen. L'habituation, la formation et les tests ont tous eu lieu le même jour expérimental.

Pendant l'habituation, le sujet a été placé dans le contexte A et autorisé à explorer librement pendant 5 minutes. Le sujet a été rapidement retiré et la même procédure a été suivie dans le contexte B avec un intervalle inter-essai (ITI) de 1 minute. Le sujet a ensuite été replacé dans une cage à chaussures couverte et laissé au repos pendant 15 minutes. Pendant l'entraînement, le sujet a été à nouveau exposé au Contexte A pendant 5 min, à un ITI de 1 min, puis a été placé dans le Contexte B. Après 3 min dans le Contexte B, un stimulus auditif (1000 Hz, 95 dB) a été délivré pendant 3 sec, suivi de 2 minutes d'exploration. Le contexte dans lequel le stimulus était présenté était contrebalancé selon les sujets.

Le sujet a ensuite été replacé dans la cage couverte de la boîte à chaussures et laissé tranquille pendant 15 minutes. Au cours du test, les procédures correspondaient à celles en habituation avec 5 minutes dans le contexte A suivies de 5 minutes dans le contexte B. Après chaque phase, l'arène a été essuyée avec de l'éthanol à 70 % pour éliminer tout signal olfactif. Le lendemain, les sujets ont subi un test à distance. Au cours du test à distance, les procédures correspondaient à nouveau à celles suivies lors de l'habituation avec 5 minutes dans le contexte A, 1 minute ITI et 5 minutes dans le contexte B.

Les cailles peuvent être considérées comme gelées lorsqu'elles présentent une posture accroupie caractéristique avec a) une flexion totale des pattes et du corps en contact avec le sol ou b) une flexion partielle des pattes, une large séparation entre les pieds/jambes et la région pectorale en contact étroit. avec l'un des murs, les yeux largement ouverts et la respiration accélérée. Une telle posture, associée à l'absence d'autres comportements observables, a été utilisée à plusieurs reprises pour caractériser le comportement de congélation chez les pigeons [33-36].

Discrimination du labyrinthe en Y (YMD)

Le protocole YMD utilisé ici a été adapté d'une publication précédente testant la caille japonaise[37]. En bref, les bras du labyrinthe en Y mesuraient 50 x 17 x 45 cm (L x L x H) et étaient construits en acrylique transparent permettant aux sujets de voir facilement les repères visuels distincts présents sur les quatre murs de la pièce. Des bandes carrées en styrène avec des portes guillotines acryliques opaques amovibles ont été installées dans les deux bras d'exploration. Le sol était construit en acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) à cellules ciliées noires et recouvert de copeaux de bois. Le comportement a été surveillé à l'aide d'une webcam aérienne et le suivi a été effectué à l'aide de N'IMPORTE QUEL labyrinthe (Stoelting, Wood Dale, IL).

Les cailles ont subi trois jours consécutifs de séances d'accoutumance de 10- minutes au cours desquelles elles ont eu accès à tous les bras du labyrinthe. Au cours de l'essai sur échantillons, les oiseaux ont eu 5 minutes d'exploration avec un bras du labyrinthe bloqué par une porte à guillotine. Les oiseaux ont ensuite été retirés pendant 1 minute, période pendant laquelle la porte a été retirée et la litière du labyrinthe a été remplacée pour éliminer les signaux de descente. Les oiseaux ont ensuite été renvoyés dans le labyrinthe pour un essai de choix de 5- minutes au cours duquel les deux bras étaient ouverts. Le bras bloqué au cours de l’essai échantillonné a été contrebalancé entre les sujets. Notez que dans cette tâche de mémoire de reconnaissance spontanée, aucune récompense n'est fournie dans le labyrinthe.

For more information:1950477648nn@gmail.com