ラットにおけるショ糖による器質的記憶の検索による海馬のガンマ振動

Hippocampal gamma oscillations by sucrose instrumental memory retrieval in rats across sleep/wake cycle.

• Laura Padovani
• Chiara Tesoriero
• Alexei Vyssotski
• Marina Bentivoglio
• Cristiano Chiamulera

抄録

メモリの再統合は、以前に統合されたメモリを更新できるようにするプロセスです。記憶の再統合が起こるためには、まず記憶が再活性化される必要があります。最近、覚醒期・睡眠期の記憶検索が記憶の再活性化の感受性に影響を与える可能性があることが示されています。記憶プロセスにおける海馬のガンマ周波数の重要性に鑑み、本研究の目的は、器物的食欲記憶の検索時におけるガンマ帯域のパワーの変化を研究することであった。本研究では、Sprague Dawleyラットの背側海馬CA1領域において、サーカディアンサイクルの明期または暗期に行われた器物的食欲記憶の検索時の局所場電位を記録した。食欲記憶の検索は、レバーを装備したオペラントチャンバー内のショ糖自己投与のプロトコルを用いて行われた（Pivaら、2018）：ラットは、最初にショ糖ペレットを自己投与するように訓練され、14日間の強制禁欲段階の後、記憶検索段階は、訓練文脈暴露で構成されていた。光期に行われた再試行段階では、レバーを押していないときのCA1では、レバーを押しているときに比べて低ガンマパワーの低下が観察されました（実際の器質的記憶検索）。さらに、暗相で検索を行った場合には、ガンマパワーと応答速度の間に逆相関が見られた。これらの結果から、海馬のガンマパワーは、明期と暗期では、検索が行われたときに異なる変調を受けていることが示唆された。今後の研究では、明るい時と暗い時の両方の条件で、器物的食欲記憶の再活性化のマーカーとしてのガンマ振動の役割を探る必要がある。

Memory reconsolidation is a process allowing previously consolidated memories to be updated. In order for memory reconsolidation to occur, a memory first needs to be reactivated. It has been shown recently that memory retrieval during awake/sleep phases may affect susceptibility to memory reactivation. Given the importance of hippocampal gamma frequencies in memory processes, the purpose of the present research was to study changes in gamma bands power during retrieval of instrumental appetitive memories. Local field potentials were recorded in the CA1 area of dorsal hippocampus of Sprague Dawley rats during retrieval of instrumental appetitive memory performed either during light or dark phases of the circadian cycle. Appetitive memory retrieval was performed by using a protocol of sucrose self-administation in operant chambers equipped with levers (Piva et al., 2018): rats were first trained to self-administer sucrose pellets and, after a 14-days forced abstinence stage, memory retrieval stage consisted in training context exposure. At the retrival stage performed during the light phase, a decreased low-gamma power was observed in CA1 when rats were not lever pressing compared to when they were lever pressing (actual instrumental memory retrieval). Moreover, results showed an inverse correlation between gamma power and rate of responding when retrieval was performed in the dark phase. Our findings suggest that hippocampal gamma power is differently modulated when retrieval is performed during the light phase compared to the dark phase. Further investigations should explore the role of gamma oscillations as potential markers of instrumental appetitive memory reactivation in both light and dark conditions.

Copyright © 2020. Published by Elsevier B.V.