การตรวจสอบความแปรปรวนรายวันและความแตกต่างทางเพศทางสรีรวิทยาประสาทฮิปโปแคมปัสและความจำเชิงพื้นที่ ตอนที่ 1

เชิงนามธรรม

จังหวะการเต้นของหัวใจเป็นกระบวนการทางชีววิทยาที่หมุนเวียนตลอด 24 ชั่วโมง และควบคุมแง่มุมต่างๆ ของสรีรวิทยาประสาท รวมถึงการเรียนรู้และความทรงจำ ความแปรผันของ Circadian ในการปฏิบัติงานของหน่วยความจำเชิงพื้นที่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดี อย่างไรก็ตามผลของการมีเพศสัมพันธ์ในช่วงเวลา circadian (CT) ยังคงไม่ชัดเจน

สรีรวิทยาประสาทคือการศึกษาโครงสร้าง การทำงาน และพยาธิวิทยาของระบบประสาท หน่วยความจำหมายถึงความสามารถของแต่ละบุคคลในการรักษา ทำซ้ำ และใช้ข้อมูลหน่วยความจำ มีความสัมพันธ์ที่แยกกันไม่ออกระหว่างสรีรวิทยาและความจำ

ในทางสรีรวิทยาประสาท มีโครงสร้างที่เรียกว่าไซแนปส์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบประสาท ไซแนปส์เป็นสถานที่ที่ข้อมูลถูกส่งระหว่างเซลล์ประสาท และหน่วยความจำจะขึ้นอยู่กับไซแนปส์ เมื่อเซลล์ประสาทได้รับข้อมูล มันจะสื่อสารกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ ผ่านทางไซแนปส์และส่งข้อมูล การเสริมกำลังหรือลดจุดสัมผัสเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างและการเปลี่ยนแปลงความทรงจำ

หน่วยความจำเป็นเพียงผลลัพธ์ของการแลกเปลี่ยนและการคำนวณหลายครั้งระหว่างเซลล์ประสาทต่างๆ ในสมองของมนุษย์ จำนวนเซลล์ประสาทในร่างกายได้รับการแก้ไขแล้ว นั่นคือการสำรองหน่วยความจำของเราได้รับการแก้ไขแล้ว ดังนั้น การปรับปรุงความจำหมายถึงการปรับปรุงความแข็งแกร่งของการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท เช่นเดียวกับจำนวนและคุณภาพของการเชื่อมต่อระหว่างไซแนปส์ ซึ่งต้องอาศัยความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสรีรวิทยาประสาท

ดังนั้นการวิจัยทางสรีรวิทยาจึงมีประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงความจำส่วนบุคคล การเรียนรู้เกี่ยวกับสรีรวิทยาประสาทสามารถช่วยให้เราเข้าใจวิธีการทำงานของสมองมนุษย์ได้ดีขึ้น ช่วยให้เราพัฒนาความจำผ่านการออกกำลังกายและการฝึกฝน วิธีการบางอย่างรวมถึงการเสริมสร้างการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทด้วยการอ่านมากขึ้นและคิดให้มากขึ้น และปรับปรุงปริมาณและคุณภาพของไซแนปส์โดยการออกกำลังกายทางจิตต่างๆ

กล่าวโดยสรุป การวิจัยทางสรีรวิทยาไม่เพียงแต่ช่วยให้เราเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างสมองและความทรงจำของมนุษย์ได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังให้วิธีการและเทคนิคต่างๆ เพื่อปรับปรุงความจำส่วนบุคคลอีกด้วย ดังนั้นเราจึงควรเรียนรู้ความรู้ที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับสรีรวิทยาประสาทเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ดีขึ้นสำหรับความทรงจำของเรา จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำของเรา Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาแผนโบราณของจีนที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของเนื้อสับมาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิดในเนื้อสับ เช่น กรด โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองได้หลายวิธี

คลิกรู้ 10 วิธีปรับปรุงความจำ

นอกจากนี้ ยังไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับผลกระทบของช่วงเวลาของวันต่อสรีรวิทยาของเส้นประสาทฮิปโปแคมปัส ที่นี่เราตรวจสอบอิทธิพลของทั้งเพศและเวลาของวันต่อสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัสและความจำในหนู ประสิทธิภาพในงาน objectlocation memory (OLM) ขึ้นอยู่กับทั้งเวลา circadian และเพศ โดยหน่วยความจำเพิ่มขึ้นในเวลากลางคืนในผู้ชาย แต่ในตอนกลางวันในผู้หญิง ขนาด synaptic potentiation (LTP) ในระยะยาวที่ CA 3- CA1 synapses นั้นมากกว่าในเวลากลางคืนเมื่อเทียบกับกลางวันในทั้งสองเพศ
ต่อไป เราวัดการกระตุ้นและการยับยั้งซินแนปติกที่เกิดขึ้นเองบนเซลล์ประสาทเสี้ยม CA1 ความถี่และความกว้างของการยับยั้งมีมากกว่าในระหว่างวันเมื่อเทียบกับตอนกลางคืน โดยไม่คำนึงถึงเพศ ความถี่และความกว้างของการกระตุ้นมีขนาดใหญ่กว่าในเพศหญิง เมื่อเทียบกับเพศชาย โดยไม่ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน แม้ว่าทั้งช่วงเวลาของวันและเพศจะมีอิทธิพลต่อความน่าจะเป็นของการปลดปล่อย presynaptic

ในเวลากลางคืน เซลล์ประสาทเสี้ยม CA1 แสดงความตื่นเต้นง่ายที่เพิ่มขึ้น (ศักยภาพในการยิงและ/หรือศักยภาพพื้นฐาน) ซึ่งขึ้นอยู่กับการกระตุ้นและการยับยั้งซินแนปติก โดยไม่คำนึงถึงเพศ การศึกษานี้เน้นถึงความสำคัญของเพศและเวลาของวันในสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัส โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาว่าความผิดปกติทางระบบประสาทหลายอย่างที่ส่งผลกระทบต่อฮิบโปแคมปัสนั้นเชื่อมโยงกับการหยุดชะงักของวงจรชีวิตและนำเสนอแตกต่างกันในผู้ชายและผู้หญิง ความรู้เกี่ยวกับวิธีที่เพศและจังหวะการเต้นของหัวใจส่งผลต่อสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัสสามารถปรับปรุงความเกี่ยวข้องในการแปลของการบำบัด และแจ้งช่วงเวลาที่เหมาะสมของการรักษาที่มีอยู่

คำสำคัญ:

เซอร์คาเดียน; ฮิบโป; หน่วยความจำ; ความเป็นพลาสติก; จังหวะ; ซินแนปติก

คำชี้แจงความสำคัญ

จังหวะเซอร์คาเดียนควบคุมแง่มุมต่างๆ ของสรีรวิทยาประสาทวิทยา รวมถึงการรับรู้ด้วย อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของเวลาของวันและเพศต่อสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัสและความจำที่ขึ้นกับฮิบโปแคมปัสยังคงไม่ได้รับการสำรวจเป็นส่วนใหญ่

ที่นี่ เรารายงานว่าการควบคุม circadian ของหน่วยความจำตำแหน่งวัตถุ (OLM) ขึ้นอยู่กับเพศ นอกจากนี้ การตรวจสอบสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัสข้ามช่วงเวลาของวันในทั้งสองเพศพบว่า: เพิ่มประสิทธิภาพ synapticpotentiation ในระยะยาวในเวลากลางคืน การส่งผ่าน synaptic ที่ยับยั้งในเวลากลางวันมากขึ้นไปยังเซลล์ประสาทเสี้ยม CA1 ผลกระทบของทั้งเพศและเวลาของวันต่อการส่งผ่าน synaptic แบบกระตุ้นไปยัง CA1 เซลล์ประสาทเสี้ยมและความตื่นเต้นในเวลากลางคืนที่เพิ่มขึ้นของเซลล์ประสาทเสี้ยม CA1 ซึ่งขึ้นอยู่กับอินพุตซินแนปติกและตำแหน่งตามแนวแกนฮิปโปแคมปัสด้านหน้าและด้านหลัง ผลลัพธ์เหล่านี้ตอกย้ำความสำคัญของการบัญชีสำหรับเพศ ตำแหน่งภูมิภาค และเวลาของวันในการศึกษาสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัส

การแนะนำ

ฮิปโปแคมปัสเป็นที่ตั้งของการเรียนรู้และความทรงจำในสมอง และผลลัพธ์หลักของมันถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์หลัก (เช่น เซลล์ประสาทเสี้ยม) ในพื้นที่ CA1 การกระตุ้นศักยภาพในการดำเนินการโดยเซลล์ประสาทเสี้ยม CA1 เช่นเดียวกับเซลล์ประสาทอื่นๆ เป็นฟังก์ชันที่รวมกันของการขับเคลื่อนแบบกระตุ้นและแบบยับยั้ง คุณสมบัติของเมมเบรนภายในที่ควบคุมความตื่นเต้นเร้าใจ และตัวปรับระบบประสาท (Spruston, 2008)

ด้านที่ยังไม่ได้สำรวจในฮิบโปแคมปัสคือวิธีการปรับสรีรวิทยาของเซลล์ประสาทแบบพีระมิด CA1 ตามเวลาของวัน ในระดับเซลล์ ความแปรผันของเวลาในการทำงานทางชีววิทยาจะถูกสร้างขึ้นโดยวงจรป้อนกลับแบบถอดเสียงและการแปล (Partch et al., 2014) นาฬิกาเนื้อเยื่อทั่วร่างกายได้รับการจัดระเบียบตามลำดับชั้นในระบบที่ขับเคลื่อนจังหวะเวลา 24- ชั่วโมงในด้านสรีรวิทยาและพฤติกรรม ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวและคาดการณ์เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นประจำในสภาพแวดล้อมของพวกมันได้ (Pilorz et al., 2020; Buijs et อัล., 2021).

การควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาของ Circadian มีข้อได้เปรียบ และการควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจที่ผิดปกติสามารถส่งเสริมและทำให้การโจมตีและอาการของโรครุนแรงขึ้น (Logan and McClung,2019; Colwell, 2021) ดังนั้น การทำความเข้าใจอิทธิพลของวงจรชีวิตที่มีต่อสรีรวิทยาจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบวิธีการรักษาโรคที่มีความผิดปกติของวงจรชีวิต เช่น โรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม (Lee et al., 2021)

นอกจากนี้ ความรู้พื้นฐานส่วนใหญ่เกี่ยวกับหลักการพื้นฐานของสรีรวิทยาของฮิปโปแคมปัสนั้นมีพื้นฐานมาจากการศึกษาที่ดำเนินการในสัตว์ฟันแทะที่ออกหากินเวลากลางคืน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผู้ชายในช่วงที่ไม่เคลื่อนไหว (ตอนกลางวัน) แม้ว่าชุมชนทางวิทยาศาสตร์ได้เริ่มให้ความสำคัญกับเรื่องเพศเป็นปัจจัยในการวิจัยทางชีวการแพทย์ แต่ความสำคัญของช่วงเวลาของวันยังคงถูกมองข้ามไปค่อนข้างน้อย เป้าหมายโดยรวมของการศึกษาครั้งนี้คือเพื่อเริ่มเปิดเผยว่าเพศและเวลามีปฏิกิริยาอย่างไรต่อการเปลี่ยนแปลงรายวันในสรีรวิทยาและการทำงานของฮิปโปแคมปัส

นิวเคลียสซูปราเคียสมาติก (SCN) ของไฮโปทาลามัสเป็นตัวประสานหลักของเครือข่ายนาฬิกาชีวภาพภายนอก และคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาท SCN จะแปรผันตามเวลาของวัน

การควบคุม Circadian ของความตื่นเต้นของเส้นประสาทนั้นแพร่หลายในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (Paul et al., 2020) และพบได้ในสปีชีส์ต่าง ๆ รวมถึงสัตว์ฟันแทะ (Snider et al., 2018), Drosophila (Cao และ Nitabach, 2008; Sheeba, 2008) และม้าลาย (Elbaz et al., 2013) แม้ว่า SCN จะเป็นนาฬิกาหลัก แต่นาฬิกา circadian อัตโนมัติก็มีอยู่ในภูมิภาคสมองอื่น ๆ รวมถึงฮิบโปแคมปัส (Paul et al., 2020; Hartsock and Spencer, 2020) ในระดับโมเลกุล ภูมิภาคย่อยของฮิปโปแคมปัสจะแสดงโปรตีนนาฬิกาหลักเป็นจังหวะ โดยชั้นเซลล์ของร่างกายของพื้นที่ CA1 มีการแสดงออกที่แข็งแกร่งที่สุดของ PER2 (Jilg et al., 2010) ยิ่งไปกว่านั้น ยีนมากกว่า 600 ยีน รวมถึงช่องไอออนที่เข้ารหัสและโปรตีนซินแนปติกแสดงการแสดงออกของยีนในฮิบโปแคมปัส (Zhang et al., 2014; Renaud et al., 2015)

ในระดับเซลล์ ศักยภาพในระยะยาว (LTP) ซึ่งเป็นรูปแบบของพลาสติกที่มีรูปแบบเฉพาะของการกระตุ้นไซแนปติกส่งผลให้ความแรงของการส่งผ่านไซแนปติกเพิ่มขึ้นในระยะยาว จะแสดงออกมาที่ขนาดที่ใหญ่กว่าในเวลากลางคืนเมื่อเทียบกับตอนกลางวันในหนูออกหากินเวลากลางคืน (Chaudhury และคณะ 2005; Besing และคณะ 2017; Davis และคณะ 2020) ฟังก์ชั่นการรับรู้ยังได้รับการควบคุมโดยระบบ circadian (Wright et al., 2012) และการควบคุม circadian ของประสิทธิภาพของการตรวจวิเคราะห์หน่วยความจำที่ขึ้นกับฮิบโปแคมปัสนั้นได้แสดงให้เห็นในหลายสายพันธุ์ (Snider et al., 2018)

อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจของเราว่าเพศส่งผลต่อการควบคุมการรับรู้ของสมองอย่างไรนั้นมีจำกัด นอกจากนี้ ยังขาดหลักฐานในระดับเซลล์ รวมถึงความเข้าใจโดยละเอียดว่าเวลาของวันและเพศควบคุมการขับเคลื่อนซินแนปติกไปยังและคุณสมบัติของเมมเบรนของเซลล์เสี้ยม CA1 อย่างไร ที่นี่เราพยายามที่จะพิจารณาว่าเพศและเวลาของวันปรับเปลี่ยนวงจรฮิปโปแคมปัสได้อย่างไร: จากระดับพฤติกรรมลงไปจนถึงสรีรวิทยาของเส้นประสาทส่วนบุคคล

เราพบว่าการควบคุม circadian ของหน่วยความจำที่ขึ้นกับฮิบโปแคมปัสนั้นขึ้นอยู่กับเพศ ในขณะที่ความแตกต่างระหว่างกลางวันและกลางคืนใน LTP ของฮิปโปแคมปัสนั้นไม่ได้ นอกจากนี้เรายังพบว่าการส่งผ่านซินแนปติกและความตื่นเต้นของเส้นประสาทนั้นแตกต่างกันไปตามการทำงานของช่วงเวลาของวัน และพบว่าการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเพศ

วัสดุและวิธีการ

สัตว์

ขั้นตอนในสัตว์ทั้งหมดเป็นไปตามแนวทางการดูแลและการใช้สัตว์ทดลองของ United States Public HealthService และได้รับการอนุมัติจากมหาวิทยาลัยอลาบามาที่คณะกรรมการการดูแลและการใช้สัตว์ประจำสถาบันเบอร์มิงแฮม การทดลองทั้งหมดใช้ 6- ถึง 12- หนู C57BL/6J อายุสัปดาห์ของทั้งสองเพศที่ได้รับจาก Jackson Laboratories (http://jaxmice.jax.org/strain/013636.html) หรืออาณานิคม C57BL/6J ที่ มหาวิทยาลัยอลาบามาที่เบอร์มิงแฮม

หนูถูกดูแลรักษาในรอบแสง/มืด 12/12 ชั่วโมง โดยสามารถเข้าถึงอาหารได้ไม่จำกัด (LabDiet Rodent 5001 โดย Purina) และน้ำ หนูถูกจัดกลุ่มไว้ในกรงเพศเดียวกันซึ่งมีหนูสี่ตัวเพื่อทดลองพฤติกรรม สำหรับการทดลองอื่นๆ ทั้งหมด หนูจะถูกจัดกลุ่มในกรงเพศเดียวกัน โดยมีหนู 2-7 ตัวต่อกรง

หน่วยความจำตำแหน่งวัตถุ (OLM)

งานหน่วยความจำตำแหน่งวัตถุ (OLM) (Snider et al.,2016) ดำเนินการภายใต้แสงสีแดงสลัว 10 ลักซ์ มีการใช้หนูสี่กลุ่ม โดยแต่ละกลุ่มประกอบด้วยชายแปดคนและหญิงแปดคน ภายในแต่ละกลุ่ม หนูได้รับมอบหมายให้ทำความคุ้นเคย การฝึกอบรม และการทดสอบทั้งในเวลากลางวันและกลางคืน ในกลุ่มที่ 1 และ 3 ทดสอบเพศชายในตอนกลางวัน และทดสอบเพศหญิงในเวลากลางคืน ในกลุ่มที่ 2 และ 4 มีการทดสอบเพศหญิงในตอนกลางวัน และทดสอบในผู้ชายในเวลากลางคืน

หนูถูกฝึกให้เข้าสู่วงจรแสง/มืด (LD) 12/12 ชั่วโมง และจากนั้นเคยชินกับสนามประลองเป็นเวลา 2 วันในเวลา Zeitgeber (ZT) สี่หรือ ZT 16 (โดยที่ ZT 12 หมายถึงการปิดไฟ) สำหรับกลางวันและกลางคืน ตามลำดับ (วันที่ 1–2; รูปที่ 1A, B) หลังจากวันที่ 2 หนูถูกปล่อยเข้าสู่ความมืดคงที่ (DD) และเคยชินกับเวทีอีกครั้งตามเวลาที่คาดการณ์ไว้ (CT) 4 หรือ 16 (วันที่ 3–4 โดยที่ CT 12 หมายถึงเวลาที่คาดการณ์ไว้ของการดับไฟจากรอบ LD ก่อนหน้า รูปที่ 1A, B) หนูได้รับอนุญาตให้ปรับตัวเข้ากับห้องพฤติกรรมเป็นเวลา 20 นาทีในแต่ละวันทันทีก่อนการฝึก/การทดสอบความคุ้นเคย

ความเคยชินประกอบด้วยการจัดการ 5 นาที ตามด้วยการสำรวจสนามประลอง 5 นาทีพร้อมสัญลักษณ์ภาพ ตัวชี้นำภาพประกอบด้วยแถบแนวตั้งบนผนังด้านหนึ่งและมีเครื่องหมาย X สีแดงขนาดใหญ่บนผนังอีกด้าน สนามกีฬามีขนาด 35.5 25.4 ซม. มีกำแพงสูง 20.3 ซม. การฝึกอบรมและการทดสอบ OLM เกิดขึ้นใน DD 24 ชั่วโมงหลังจากวันสุดท้ายของการทำให้คุ้นเคยที่ CT 4 หรือ CT 16 ที่คาดการณ์ไว้ วัตถุถูกสร้างขึ้นด้วย PRETEX Building Blocks (หมายเลขสินค้า 8030-100) และมีตำแหน่งที่เป็นไปได้สามตำแหน่งภายในสนามประลอง อย่างน้อยทั้งหมด ห่างจากผนัง 8.9 ซม.

ในระหว่างการฝึก หนูแต่ละตัวได้รับอนุญาตให้สำรวจอารีน่าด้วยวัตถุสองชิ้นเป็นเวลา 5 นาที หลังจากนั้น หนูก็ถูกส่งกลับไปยังกรงที่บ้านเป็นเวลา 30 นาที ในระหว่างนั้นวัตถุชิ้นหนึ่งจากการสำรวจครั้งแรกถูกย้ายไปยังตำแหน่งใหม่ (ตำแหน่งใหม่) ในขณะที่วัตถุชิ้นหนึ่งยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิม (ตำแหน่งที่คุ้นเคย รูปที่ 1C) 30-ระยะเวลาการเรียกคืนขั้นต่ำถูกเลือกตามวิธีการที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ (Snider et al., 2016) และเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนหน่วยความจำเนื่องจากการอดนอนหรือการเพิ่มประสิทธิภาพของหน่วยความจำจากช่วงการนอนหลับข้ามคืน

ในขั้นตอนการทดสอบ หนูแต่ละตัวถูกวางกลับเข้าไปในสนามประลองพร้อมกับวัตถุแปลกใหม่และตำแหน่งที่คุ้นเคย และได้รับอนุญาตให้สำรวจเป็นเวลา 5 นาที ความคุ้นเคย การฝึกอบรม และการทดสอบทั้งหมดถูกบันทึกที่ 30 FPS (กล้อง ELP รุ่น:ELP-USBFHD05MT-KL36IR) มีการติดตามการสำรวจโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สร้างผ่าน DeepLabCut จากนั้นวิเคราะห์การโต้ตอบของวัตถุโดยใช้สคริปต์ MATLAB (MathWorks) แบบกำหนดเองที่พัฒนาโดย Mary Phillips (https://github.com/PhillipsML/DLC-NovelObject#dlc-novel object) สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูล มีการใช้เกณฑ์การยกเว้นหลายประการ: หนูที่แสดง การเลือกข้างที่ชัดเจน หนูที่ใช้เวลาส่วนใหญ่สำรวจวัตถุเพื่อพยายามหลบหนีออกจากสนามประลอง และหนูที่มีความชอบสูงต่อวัตถุชิ้นหนึ่งมากกว่าอีกชิ้นหนึ่งระหว่างการฝึกก็ถูกแยกออก ดัชนีการเลือกปฏิบัติคำนวณเป็น: (เวลาที่ใช้ในการสำรวจตำแหน่งของวัตถุใหม่ เวลาที่ใช้ในการสำรวจตำแหน่งของวัตถุที่คุ้นเคย)/(เวลาที่ใช้ในการสำรวจตำแหน่งของวัตถุใหม่ 1 ครั้งที่ใช้ในการสำรวจตำแหน่งของวัตถุที่คุ้นเคย)

สรีรวิทยาไฟฟ้า

การเตรียมชิ้น

หนูถูกฆ่าด้วยการเคลื่อนที่ของปากมดลูกและการตัดหัวอย่างรวดเร็วที่ ZT {{0}}–1 หรือ ZT 11–12 สำหรับการทดลองทั้งกลางวันและกลางคืนตามลำดับ ทั้งเพศและเวลาของวันถูกแทรกสลับกัน สำหรับการทดลองนอกเซลล์ ได้มีการนำสมองออกและเตรียมชิ้นโคโรนา 350- มม. โดยใช้เครื่องสั่น VT1200 S (ไลก้า ไบโอซิสเต็มส์) ในสารละลายเย็นน้ำแข็งที่ประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้ (ในหน่วย mM): 85 NaCl, 2.5KCl, 4 MgSO4 *7H2O , 0.5 CaCl2 * 2H2O, 1.25 NaH2PO4, 75ซูโครส, 25 NaHCO3, 25 กลูโคสอิ่มตัวใน 95% O2 และ 5% CO2 ชิ้นได้รับอนุญาตให้พักเป็นเวลาอย่างน้อย 1 ชั่วโมงในสารละลายการกู้คืนของ CSF เทียมมาตรฐาน (ACSF) ซึ่งประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้ (ในหน่วย mM): 119 NaCl, 2.5 KCl, 1.3 MgSO4 * 7H2O,2.5 CaCl2 * 2H2O, 1 NaH2PO4, 26 NaHCO3, และกลูโคส 11 ชนิด ทำให้เกิดฟอง 95% O2/5% CO2

สำหรับการทดลองแพตช์แคลมป์ทั้งเซลล์ สมองจะถูกเอาออกและเตรียมชิ้นโคโรนัลหนา 300- มม. โดยใช้เครื่องสั่น VT1200 S (LeicaBiosystems) ในสารละลายเย็นน้ำแข็งที่ประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้(ในหน่วยมิลลิโมลาร์) : 110 โคลีนคลอไรด์, 25 กลูโคส, 7 MgCl2, 2.5 KCl, 1.25 Na2PO4, 0.5 CaCl2, 1.3 Na-ascorbate, 3 Na-pyruvate และ 25 NaHCO3 ทำให้เกิดฟองด้วย 95% O2/5% CO2
ปล่อยให้ชิ้นชิ้นพักเป็นเวลาอย่างน้อย 1 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้องในสารละลายที่มีการกู้คืนซึ่งประกอบด้วย (เป็น mM): 125 NaCl,2.5 KCl, 1.25 Na2PO4, 2 CaCl2, 1 MgCl2, 25 NaHCO3 และกลูโคส 25 ฟอง มี O2 95%/ คาร์บอนไดออกไซด์ 5% สำหรับการทดลองที่วัดเหตุการณ์ไซแนปติกแบบยับยั้ง ไคนูเรนิซิซิด 2 มิลลิโมลาร์ถูกเติมไปยังสารละลายเพื่อการฟื้นฟู

การบันทึกภาคสนาม

ได้รับข้อมูลจาก ZT 1–6 หรือ ZT 12–18 สำหรับการบันทึกทั้งกลางวันและกลางคืนตามลำดับ ชิ้นฮิปโปแคมปัสโคโรนาถูกวางไว้ในห้องใต้น้ำและกระจายอย่างต่อเนื่องด้วย ACSF มาตรฐานที่ 3–5 มล. / นาทีและ 26–28 องศา แอกซอนหลักประกันของ Schaffer ถูกกระตุ้นโดยใช้อิเล็กโทรดกระตุ้นสองขั้วที่วางอยู่ในชั้นเรเดียตัมของ areaCA3 ได้รับ Field EPSP (fEPSPs) โดยมีอิเล็กโทรดบันทึกวางไว้ในชั้นเรเดียตัมของพื้นที่ CA1 ภายใน 200–300 มม. ของอิเล็กโทรดกระตุ้น

ความชันเริ่มต้นของ fEPSP (ความชันของ fEPSP) ถูกวัดที่บริเวณเชิงเส้นทันทีหลังจากการยิงไฟเบอร์วอลเลย์ และก่อนหน้าจุดสูงสุดของ fEPSP ข้อมูลถูกได้มาและวิเคราะห์โดยใช้pCLAMP10/11 (อุปกรณ์ระดับโมเลกุล) ข้อมูลถูกบันทึกโดยใช้เครื่องขยายสัญญาณ Kerr Scientific S2 (ระบบบันทึกเนื้อเยื่อ Kerr, เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ของ Kerr) สัญญาณถูกแปลงเป็นดิจิทัลที่ 10 kHz (Digidata 1550B)

เส้นโค้งอินพุต-เอาต์พุต (I/O) ถูกสร้างขึ้นโดยการวัดความชันของ fEPSP จาก CA1 stratum radiatum ที่ตอบสนองต่อชุดของความเข้มการกระตุ้นที่เพิ่มขึ้น (0.2–200 mA , D 10 mA) ที่ Schaffer Collaterals fEPSP พื้นฐานได้มาจากการส่งการกระตุ้น 0.1-Hz เพื่อกระตุ้น fEPSP ประมาณ 0.20 mV/ms เป็นเวลา 20 นาที

การทดลองศักยภาพระยะยาว (LTP) ดำเนินการโดยการรับและรักษาการตอบสนองพื้นฐาน fEPSP ที่เสถียรเป็นเวลา 20 นาที และจากนั้น LTP ถูกชักนำโดยการนำส่งการกระตุ้นความถี่สูง (HFS; 100 Hz; 0.5 sduration; นำส่ง 2 ด้วย ช่วงเวลา 15- วินาที) โปรโตคอลการกระตุ้นจุดอ่อนนี้ได้รับเลือกเพื่อหลีกเลี่ยงการปกปิดความแตกต่างระหว่างวัน/คืนในขนาด LTP (Besing et al.,2017; Davis et al., 2020) หลังจาก HFS ความลาดชันของ fEPSP จะถูกบันทึกเป็นเวลา 40 นาที

For more information:1950477648nn@gmail.com