신경 발생 매개 가소성은 상황 공포 기억 검색 중에 CA1의 신경 활동 감소와 관련이 있습니다

May 28, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 7016(2022) 이 기사 인용

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출생 후 해마 신경발생은 다양한 방식으로 학습과 기억에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 여러 연구에 따르면 신경발생의 증가는 신경발생 조작 이전에 획득한 기억의 망각을 유도할 수 있으며, 이러한 망각의 결과로 새로운 학습도 촉진할 수 있음이 입증되었습니다. 그러나 신경 발생으로 인한 망각을 중재하는 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 여기에서 우리는 신경 발생으로 인한 망각에 해당하는 활동의 변화를 결정하기 위해 생체 내 섬유 측광뿐만 아니라 즉각적인 초기 유전자 c-Fos에 대한 소구역 기반 분석을 사용했습니다. 우리는 신경 발생이 증가하면 상황 기억 검색 중에 CA1 활동이 감소한다는 것을 발견했습니다. 우리는 또한 CA1 영역의 신경주위 순 발현이 치아이랑에서 출생 후 생성된 뉴런의 수준이나 활동에 의해 양방향으로 변경된다는 것을 입증합니다. 이러한 결과는 신경발생이 CA1의 신경주위망을 파괴함으로써 망각을 유도할 수 있음을 시사하며, 그렇지 않으면 기억이 저하되지 않도록 보호할 수 있습니다.

출생 후의 포유류 뇌에서 새로운 뉴런의 증식과 통합은 새로운 연결을 생성할 뿐만 아니라 기존 회로를 파괴할 가능성이 있는 독특한 형태의 가소성입니다. 결과적으로, 해마 구조 및 기능의 조절자로서 출생 후 신경 발생에 대한 수많은 의미가 있습니다. 일부 최근 이론에서는 출생 후의 신경 발생이 미래 학습을 최적화하기 위해 해마 회로를 형성하는 데 중요하다고 제안합니다1. 다른 이전 연구에서는 많은 경우 신경발생 수준이 높아지면 학습2,3,4, 기억5,6 및 인지적 유연성4,7과 같은 프로세스에 긍정적인 영향을 미친다는 사실이 입증되었습니다. 최근 연구에서는 신경 발생이 학습과 기억에 미칠 수 있는 긍정적인 영향 외에도 신경 발생이 증가하기 전에 형성된 기억이 약화된다는 사실도 밝혀졌습니다8,9,10,11,12,13,14, 15. 궁극적으로, 출생 후 신경 발생의 이러한 역할은 오래된 기억과 새로운 기억 사이의 사전 간섭을 완화하므로 유익합니다. 이는 특히 반전 학습의 경우와 같이 두 기억 사이에 충돌이 있는 상황에서 발생합니다. 결과적으로, 신경발생으로 인한 망각은 새로운 기억을 더 빨리 획득할 수 있게 해주기 때문에 학습에 유익합니다10. 신경발생의 이러한 "역행" 효과는 다양한 기억 유형에 영향을 미치고 여성과 남성 모두에서 발생하며 신경발생 수준이 어떻게 증가하는지(예: 유전적, 화학적, 물리적 방법)에 관계없이 발생합니다. 반대로, 신경발생의 감소는 이전에 획득한 기억의 망각을 감소시키고 새로운 충돌 기억의 획득을 느리게 합니다10. 함께, 이러한 결과는 안정성과 가소성의 균형을 유지하기 위한 출생 후 신경발생의 중요성과 이것이 어떻게 학습과 기억을 우선적으로 조절할 수 있는지를 보여줍니다.

신경 발생으로 인한 망각은 강력하고 신뢰할 수 있는 현상입니다8,9,10,11,12,13,14,15. 그러나 기억력 저하를 중재하는 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 새로운 뉴런은 기존 해마 회로에 통합되어 결과적으로 기존의 성숙한 시냅스를 덮어쓸 수 있습니다. 따라서 신경 발생은 새로 태어난 DG 세포가 연결을 형성하여 원래 기억 추적을 다시 활성화하지 못하게 함으로써 이끼 섬유를 CA3 회로로 재구성함으로써 망각을 유발한다고 제안되었습니다. 해마 회로에 대한 신경 발생의 영향에 대한 전산 모델링은 네트워크가 주어진 패턴에 대해 훈련된 후 DG에 새롭고 더 자극적인 단위를 추가하면 이전에 활성화된 CA3 단위의 재활성화 속도가 감소한다는 것을 발견했습니다. 그 패턴 18. 실제로, 신경 발생의 절제는 공포 회상 동안 CA3의 엔그램 세포의 재활성화를 손상시킵니다19. 이는 새로 태어난 DG 세포가 기억 검색 동안 CA3의 활동에 중요한 영향을 미친다는 것을 보여줍니다.