A inativação do hipocampo durante a criação nas patas traseiras prejudica a memória espacial

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 6136 (2023) Citar este artigo

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A memória espacial requer um hipocampo intacto. A função do hipocampo durante épocas de locomoção e descanso tranquilo (por exemplo, preparação e consumo de recompensas) tem sido alvo de extensos estudos. No entanto, durante a navegação, os ratos frequentemente empinam-se sobre as patas traseiras, e a importância da atividade do hipocampo durante estes períodos de amostragem atenta para a memória espacial é desconhecida. Para resolver isso, testamos a necessidade de atividade dorsal do hipocampo durante as épocas de criação na fase de estudo de uma tarefa de turno de vitória retardada para desempenho de memória na fase de teste subsequente. A atividade do hipocampo foi manipulada com inativação optogenética bilateral em circuito fechado. A precisão da memória espacial foi significativa e seletivamente reduzida quando o hipocampo dorsal foi inativado durante as épocas de criação na codificação. Estes dados mostram que a atividade do hipocampo durante os períodos de criação pode ser importante para a memória espacial, revelando uma nova ligação entre a função do hipocampo durante as épocas de criação e a memória espacial.

A memória espacial é uma habilidade cognitiva central que é central para muitas atividades diárias. A integridade do hipocampo é reconhecida há muito tempo como essencial para a memória espacial1,2,3,4,5,6,7. No entanto, nem todas as épocas do processamento do hipocampo são igualmente importantes para a codificação da memória espacial. Observações da sintonia espacial durante a locomoção e da repetição durante períodos de descanso tranquilo (por exemplo, preparação e consumo de recompensas) fizeram dessas épocas comportamentais o foco da maioria dos trabalhos que estudam como o processamento do hipocampo suporta a memória espacial . No entanto, animais de todos os tipos realizam comportamentos em que interrompem a locomoção e, diferentemente do descanso tranquilo, experimentam ativamente o ambiente circundante14.

Em mamíferos, incluindo ratos e camundongos, isso pode aparecer como elevação nas patas traseiras15. A relevância da criação para a codificação dependente do hipocampo de memórias espaciais é desconhecida.

A criação é um comportamento amplamente observado, mas pouco pesquisado. A criação aumenta a área disponível para amostragem sensorial (visual, olfativa, etc.), supostamente oferecendo informações melhoradas, em particular sobre sinais distais e/ou limites ambientais acima e além daqueles fornecidos pela deambulação horizontal normal, facilitando a aprendizagem sobre o ambiente espacial para apoiar a modelagem ambiental e a criação aumenta de forma confiável em resposta à novidade ambiental15,16,17,18,19.

Registros funcionais do hipocampo dorsal durante a criação mostram que ele está associado ao aumento da potência da atividade rítmica 'teta alta' de 7 a 12 Hz20,21,22,23,24. A criação talvez seja uma época de processamento do hipocampo porque o próprio teta está funcionalmente associado à codificação e recuperação do hipocampo25,26,27,28,29,30,31,32,33,34, a interrupção do teta interfere na memória dependente do hipocampo35,36,37 ,38, e restaurar teta pode resgatar déficits de aprendizagem dependentes do hipocampo39,40. No entanto, os estudos que examinam o teta e a sua relação com a aprendizagem e a memória são normalmente restritos a períodos de locomoção horizontal normal durante a exploração espacial. Assim, embora a correlação entre o teta do hipocampo e a criação sugira que a criação poderia ser uma época de codificação dependente do hipocampo, a relevância da criação para a memória espacial é desconhecida.

Essas razões convergentes nos levaram a levantar a hipótese de que a criação é uma época de codificação de memórias espaciais dependente do hipocampo. Para testar esta hipótese, inativamos seletivamente o hipocampo dorsal durante eventos de criação em uma tarefa de memória espacial. A atividade do hipocampo foi manipulada com inativação optogenética bilateral e de circuito fechado, desencadeada por um sistema de câmera 3D calibrado para detectar a criação. As manipulações da atividade do hipocampo foram restritas à fase de estudo de uma tarefa de turno de vitória retardada do labirinto de 8 braços . Avaliações comportamentais foram realizadas durante a fase de teste subsequente. Descobrimos que a inativação do hipocampo dorsal durante os períodos de criação resultou em comprometimento da memória espacial no teste. A inativação do hipocampo por períodos de tempo correspondentes, mas atrasada em relação aos eventos de criação, não produziu prejuízos significativos na memória. Este efeito foi único para os ratos experimentais que foram transfectados para expressar halorodopsina e um repórter fluorescente. Não foram observadas deficiências em qualquer condição nos ratos do grupo de controlo que foram transfectados para expressar apenas o repórter fluorescente. Estes dados fornecem a primeira evidência de que a atividade do hipocampo dorsal durante a criação é importante para a memória espacial.