হিপ্পোক্যাম্পাল থিটা অসিলেশনের অপ্টোজেনেটিক ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্র্যাম্বলিং হিপ্পোক্যাম্পাল স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোড পার্ট 1 থেকে ওয়ার্কিং মেমরি পুনরুদ্ধারকে বিচ্ছিন্ন করে

মস্তিষ্কের কার্যকলাপের সুনির্দিষ্ট সাময়িক সমন্বয় স্মৃতি ফাংশনের জন্য মৌলিক বলে মনে করা হয়। মিডিয়াল সেপ্টামের ইনহিবিটরি নিউরন হিপ্পোক্যাম্পাসে উদ্ভাবনের একটি বিশিষ্ট উৎস প্রদান করে এবং হিপোক্যাম্পাল থিটা (~8 Hz) দোলন নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যদিও মিডিয়াল সেপ্টাল নিউরনের ফার্মাকোলজিক্যাল ইনহিবিশন স্মৃতিশক্তিকে ব্যাহত করে বলে জানা যায়, হিপোক্যাম্পাল উপস্থাপনা এবং স্মৃতি নিয়ন্ত্রণে সেপ্টাল ইনহিবিটরি নিউরনের সঠিক ভূমিকা পুরোপুরি বোঝা যায় না।

মস্তিষ্কের কার্যকলাপ এবং স্মৃতির মধ্যে সম্পর্ক ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। আমাদের স্মৃতি আমাদের মস্তিষ্কের কাজের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত, আমাদের শরীরের অন্যতম প্রধান অঙ্গ যা আমরা কীভাবে চিন্তা করি, অনুভব করি এবং কাজ করি তা নিয়ন্ত্রণ করে। অতএব, আমরা যদি আরও ভাল স্মৃতি রাখতে চাই তবে আমাদের মস্তিষ্ককে আরও দক্ষতার সাথে ব্যবহার করতে হবে।

প্রথমত, আমাদের বুঝতে হবে আমাদের মস্তিষ্ক কীভাবে কাজ করে। হিপ্পোক্যাম্পাস নামে মস্তিষ্কের একটি অংশ আছে যা আমাদের স্মৃতিকেন্দ্র। এটি প্রক্রিয়াকৃত তথ্যকে দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতিতে রূপান্তরিত করে এবং আমাদের মস্তিষ্কে সংরক্ষণ করার জন্য দায়ী। হিপ্পোক্যাম্পাসের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে মূলত মস্তিষ্কের রক্ত ​​সঞ্চালন এবং স্নায়ু কোষের পরিমাণ ও গুণমান।

দ্বিতীয়ত, আমাদের মস্তিষ্ককে সচল রাখার দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত। ক্রমাগত নতুন জিনিস শেখার মাধ্যমে, মস্তিষ্ক তথ্য প্রক্রিয়াকরণে নিযুক্ত হয় এবং মেমরি বারবার স্মরণ করে, যা হিপ্পোক্যাম্পাসের স্বাস্থ্যকে উন্নীত করে এবং উন্নত স্মৃতিশক্তিকে উৎসাহিত করে। অতএব, আমরা আমাদের মস্তিষ্ককে সক্রিয় রাখতে পারি এবং বই পড়া, ভাষা শেখা, স্মৃতিশক্তি ব্যায়াম ইত্যাদির মাধ্যমে আমাদের স্মৃতিশক্তি উন্নত করতে পারি।

পরিশেষে, আমাদের অবশ্যই ভাল জীবনযাপনের অভ্যাস বজায় রাখতে মনোযোগ দিতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, পর্যাপ্ত ঘুম পাওয়া, একটি সুষম খাদ্য খাওয়া এবং নিয়মিত ব্যায়াম করা একটি সুস্থ মস্তিষ্ক এবং শরীরকে উন্নীত করতে সাহায্য করতে পারে, যার ফলে আমাদের স্মৃতিশক্তি উন্নত হয়।

সংক্ষেপে, মস্তিষ্কের কার্যকলাপ এবং স্মৃতি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। আমরা মস্তিষ্কের স্বাস্থ্য এবং প্রশিক্ষণকে অনেক দিক থেকে উন্নীত করতে পারি, যার ফলে আমাদের স্মৃতিশক্তি উন্নত হয় এবং জীবন ও কাজের বিভিন্ন চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করা যায়। দেখা যায় আমাদের স্মৃতিশক্তি উন্নত করতে হবে। Cistanche deserticola উল্লেখযোগ্যভাবে আমাদের স্মৃতিশক্তি উন্নত করতে পারে কারণ Cistanche deserticola হল একটি ঐতিহ্যবাহী চীনা ঔষধি উপাদান যার অনেকগুলি অনন্য প্রভাব রয়েছে, যার মধ্যে একটি হল স্মৃতিশক্তি উন্নত করা। কিমা করা মাংসের কার্যকারিতা অ্যাসিড, পলিস্যাকারাইড, ফ্ল্যাভোনয়েড ইত্যাদি সহ বিভিন্ন সক্রিয় উপাদান থেকে আসে৷ এই উপাদানগুলি বিভিন্ন উপায়ে মস্তিষ্কের স্বাস্থ্যকে উন্নীত করতে পারে৷

কিভাবে উন্নতি করতে হয় স্বল্পমেয়াদী মেমরি জানুন ক্লিক করুন

এখানে, আমরা স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডিং এবং মেমরিতে থেটা ছন্দের ভূমিকাকে বিচ্ছিন্ন করি একটি সর্ব-অপটিকাল জিজ্ঞাসাবাদ এবং রেকর্ডিং পদ্ধতি ব্যবহার করে। আমরা দেখতে পাই যে অপটোজেনেটিক ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্র্যাম্বলিং উদ্দীপনা থিটা দোলনকে বিলুপ্ত করে এবং হিপ্পোক্যাম্পাসে নিউরনের একটি অংশকে সংশোধন করে। এই ধরনের উদ্দীপনা হিপোক্যাম্পাল স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডগুলিকে অক্ষত রেখে এপিসোডিক এবং কর্মক্ষম স্মৃতি পুনরুদ্ধার হ্রাস করে। আমাদের অধ্যয়ন পরামর্শ দেয় যে থিটা ছন্দগুলি স্মৃতিতে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে তবে হিপোক্যাম্পাল স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডগুলির জন্য প্রয়োজনীয় নাও হতে পারে।

মেমরি এনকোডিং এবং পুনরুদ্ধারের জন্য নিউরোনাল কার্যকলাপের সুনির্দিষ্ট অস্থায়ী সমন্বয়কে মৌলিক বলে মনে করা হয়। বিশেষ করে, থিমেডিয়াল সেপ্টাম (MS) কে প্রধান zeitgeber todownstream স্ট্রাকচার হিসাবে কাজ করার প্রস্তাব করা হয়েছে এবং হিপ্পোক্যাম্পাস1-এ বৃহত্তম সাবকর্টিক্যাল ইনপুট প্রদান করে। MS হল GABAergic2, প্রধানত parvalbumin (PV)-positiveneurons3 এর সাথে cholinergic4 এবং গ্লুটামেটার্জিক নিউরনের একটি ছোট জনসংখ্যা 5,6 এর সমন্বয়ে গঠিত একটি নিউরোকেমিকভাবে ভিন্নধর্মী কাঠামো।

MS PV কোষগুলি হিপ্পোক্যাম্পাসের GABAergicinterneurons-এ সরাসরি প্রজেক্ট করে যা হিপ্পোক্যাম্পাল পিরামিডাল কোষের ফিডফোর্ড ইনহিবিটরি নিয়ন্ত্রণের জন্ম দেয়। অতিরিক্তভাবে, হিপ্পোক্যাম্পাসের মধ্যে PV ইন্টারনিউরনগুলি থিটা (~8 Hz) ছন্দের পেসিংয়ে অপরিহার্য, এবং হিপ্পোক্যাম্পাসের MS PV নিউরনগুলির সরাসরি 8,9 বা তাদের টার্মিনালগুলির 10 এর অপটোজেনেটিক উদ্দীপনা হিপ্পোক্যাম্পালের কম্পাঙ্ক-নির্দিষ্ট স্থানের সাথে যুক্ত যেখানে MS oscillation এর কম্পন। হ্রাসকৃত থিটা দোলন শক্তি 11-13 এর সাথে যুক্ত করা হয়েছে।

যদিও সম্পূর্ণ এমএস অপটোজেনেটিক বাধা স্থানিক মেমরির প্রতিবন্ধকতার সাথে যুক্ত হয়েছে 14, এই প্রভাবগুলি সম্ভাব্যভাবে কোলিনার্জিক ফাংশন 15,16 ব্যাহত হওয়ার জন্য দায়ী হতে পারে, যা স্মৃতির জন্য গুরুত্বপূর্ণ বলে পরিচিত। অতি সম্প্রতি, ননকোলিনার্জিক এমএস পিভি কোষগুলির কার্যকলাপ মেমরিএনকোডিং এবং পুনরুদ্ধারের জন্য প্রয়োজনীয় 17,18। উল্লেখযোগ্যভাবে, হিপ্পোক্যাম্পাসটি এপিসোডিক 19,20 এবং কার্যকরী 21 মেমরির জন্য একটি কোরস্ট্রাকচার। যেহেতু হিপ্পোক্যাম্পাল থিটা ছন্দ তৈরি এবং বজায় রাখার ক্ষেত্রে MS অপরিহার্য, তাই MS কার্যকলাপের ব্যাঘাত ডাউনস্ট্রিম হিপ্পোক্যাম্পালফিজিওলজি এবং কাজের স্মৃতিতে প্রভাব ফেলতে পারে।
যদিও হিপ্পোক্যাম্পাস-নির্ভর মেমরির সঠিক শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়া বর্তমানে অজানা, তবে এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে হিপ্পোক্যাম্পাল স্থান কোষ 23 যে প্রদত্ত প্রসঙ্গের নির্দিষ্ট অবস্থানগুলিকে এনকোড করে এপিসোডিকমেমোরি24 সমর্থন করতে পারে। হিপোক্যাম্পাল সাবফিল্ড CA1-এ, স্থানিক টিউনিং প্রাসঙ্গিক সংবেদনশীল ইনপুট 25 এর উপর নির্ভর করে। সময় এবং দূরত্বের মতো অন্যান্য ভেরিয়েবলগুলিও দৃশ্যমান নির্দেশিত লোকোমোশন26,27 এর সময় এনকোড করা যেতে পারে তবে সংবেদনশীল সংকেতের অনুপস্থিতিতেও, সম্ভবত স্ব-মোশন29 সহ অভ্যন্তরীণ তথ্য ব্যবহার করে (পর্যালোচনার জন্য Mehta30 এবং McNaughton31 দেখুন)।

সময় এবং স্থানের প্রতিনিধিত্বগুলি একত্রিতভাবে ইনহিপোক্যাম্পাল নিউরনগুলিকে উপস্থাপন করা যেতে পারে এবং এই জাতীয় মাল্টিপ্লেক্সড স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডগুলি কার্যকারী মেমরি 32-34 এর জন্য একটি প্রার্থী সাবস্ট্রেট হতে পারে। একটি ট্রেডমিল35-37 ব্যবহার করে দূরবর্তী চাক্ষুষ সংকেতগুলি ক্ল্যাম্প করার পাশাপাশি বা ভার্চুয়াল রিয়েলিটি প্যারাডাইমস 26,27,38 ব্যবহার করে, স্থান, সময়, এবং দূরত্ব37 বাস্তবায়নকারী সাধারণ রৈখিক মডেলগুলি ব্যবহার করে স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডগুলিও বিশ্লেষণাত্মকভাবে বের করা হয়েছে। যাইহোক, বিনামূল্যে অন্বেষণের সময় নিউরোনাল কার্যকলাপের রেকর্ডিংগুলিতে এই জাতীয় পদ্ধতিগুলি ব্যাপকভাবে নিযুক্ত করা হয়নি।

বেশ কিছু গবেষণায় দেখা গেছে যে হিপ্পোক্যাম্পাল থিটা ছন্দগুলি অস্থায়ী কোডগুলিকে আন্ডারলি করতে পারে যেহেতু থিটা ছন্দ হিপোক্যাম্পাল কার্যকলাপকে শক্তভাবে অর্কেস্ট্রেট করে। যদিও ইঁদুরের CA1 এবং CA3 উভয় ক্ষেত্রেই টাইম সেল রিপোর্ট করা হয়েছে যে কাজগুলি করার জন্য কাজের মেমরির প্রয়োজন নেই41, এমএস-এর ফার্মাকোলজিক্যাল ইনহিবিশনের ফলে নির্দিষ্ট সময়ের বিঘ্ন ঘটে কিন্তু কোষগুলিকে স্থানান্তরিত করে না এবং মেমরি হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত। ফার্মাকোলজিক্যাল অ্যাপ্রোচগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ ত্রুটি হল যে তারা মেমরি ফাংশনে GABAergic বনাম কোলিনার্জিক কোষের আপেক্ষিক অবদানকে আলাদা করে না। উল্লেখযোগ্যভাবে, এমএস কোলিনার্জিক ক্রিয়াকলাপের বাধা হিপোক্যাম্পালস্পেশিয়াল উপস্থাপনাকে পরিবর্তন করতে এবং কাজের স্মৃতিশক্তি 44,45 হ্রাস করতে পাওয়া গেছে। আশ্চর্যজনকভাবে, MSwas-এর ফার্মাকোলজিকাল বাধা হ্রাস থিটা দোলন শক্তির সাথে যুক্ত কিন্তু স্থানক্ষেত্র নয়, এবং থিটাওয়ের সময় স্থান কোষের কার্যকলাপের এই স্থিতিস্থাপকতা অভিজ্ঞতা-সম্পর্কিত প্লাস্টিকতা প্রক্রিয়ার কারণে নয়।

বিশেষত অপটোজেনেটিক্স ব্যবহার করে এমএস GABAergic ইন্টারনিউরনগুলিকে বাধা দেওয়ার পূর্ববর্তী প্রচেষ্টাগুলি শুধুমাত্র একটি আংশিক হ্রাসের সাথে যুক্ত ছিল, কিন্তু থিটা সংকেতগুলির সম্পূর্ণ ব্যাহত হয়নি13। পরিবর্তে, অপ্টোজেনেটিক পেসিং অফ থেটা দোলন শুধুমাত্র প্লেসেল বৈশিষ্ট্যের সামান্য পরিবর্তনের সাথে যুক্ত হয়েছে, যার মধ্যে ফায়ারিং ফ্রিকোয়েন্সি9 এবং ফেজ 48-এর সামান্য পরিবর্তন রয়েছে। উপরন্তু, যদিও এটি অনুমান করা হয় যে MS ইনপুটগুলি সরাসরি হিপোক্যাম্পাল টেম্পোরাল কোডগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, কার্যকারণ প্রমাণ এখনও ঘাটতি রয়েছে। আজ অবধি, হিপ্পোক্যাম্পাল স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোড এবং স্মৃতিতে MS-PV নিউরনের সঠিক ভূমিকা অজানা রয়ে গেছে।

এখানে, আমরা একটি লাল-স্থানান্তরিত উত্তেজক অপসিন ব্যবহার করে ওরাবোলিশ থিটা দোলনকে গতিশীল করতে অপটোজেনেটিক্স ব্যবহার করে এমএস পিভি কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করেছি। আমরা এমএস নিউরনের অপটোজেনেটিক ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্র্যাম্বলিং স্টিমুলেশনের উপর ভিত্তি করে হিপ্পোক্যাম্পাল থিটারিদম সম্পূর্ণরূপে বাতিল করার জন্য একটি পদ্ধতির প্রস্তাব করি। বিকল্পভাবে, একই প্রাণীতে তাদের প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সিতে থিটা ছন্দের গতিশীলতা বিষয়ের মধ্যে নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। ক্রমিক টোন সহ একটি রৈখিক ট্র্যাকে চলমান ইঁদুরগুলিতে CA1 পিরামিডালসেলের ক্যালসিয়াম ইমেজিংয়ের সাথে অপ্টোজেনেটিক নিয়ন্ত্রণ আমরা সংযুক্ত করেছি।

এই পরিস্থিতিতে, আমরা একটি তথ্য তাত্ত্বিক পদ্ধতির ব্যবহার করে স্থান, সময় এবং দূরত্ব কোষগুলিকে আলাদা করতে পারি। থিটা সংকেতগুলির অপ্টোজেনেটিক ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্র্যাম্বলিং সম্পাদন করার সময়, স্থান এবং সময় উভয় উপস্থাপনা সংরক্ষিত ছিল এবং CA1 পিরামিডাল কোষগুলির একটি ছোট উপসেট উদ্দীপনা দ্বারা সংশোধিত হয়েছিল। আমরা পরবর্তীতে দেখতে পেলাম যে থিটাওসিলেশনের বিলুপ্তি প্রতিবন্ধী কর্মক্ষম মেমরি পুনরুদ্ধারের সাথে যুক্ত ছিল যা প্রস্তাব করে যে MS PV কোষগুলি হিপ্পোক্যাম্পাল থিটা দোলন তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে যা মেমরি পুনরুদ্ধারের জন্য প্রয়োজনীয় কিন্তু স্প্যাটিওটেম্পোরাল উপস্থাপনার সাথে জড়িত নয়।

ফলাফল

CA1 পিরামিডাল কোষগুলি স্প্যাটিওটেম্পোরাল তথ্য এনকোড করে

CA1প্রধান কোষের বৃহৎ জনসংখ্যার স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডগুলি পরীক্ষা করার জন্য, আমরা হিপ্পোক্যাম্পাসের CA1 অঞ্চলে GCaMP6fast undera CamKII প্রমোটার প্রকাশকারী একটি ভাইরাল ভেক্টর ইনজেকশন দিয়েছি, ইনজেকশন সাইটের উপরে aGRIN লেন্স রোপণ করেছি, এবং ক্যালসিয়াম ইমেজিং রেকর্ডিং-এর ওপেন সোর্স-এর ক্যালসিয়াম ইমেজিং রেকর্ডিং-4-এর মাধ্যমে সঞ্চালিত করেছি। ,50 (চিত্র 1a, b; বিস্তারিত হিস্টোলজির জন্য পরিপূরক চিত্র 1 দেখুন)। CNMFe51 ব্যবহার করে নিউরনের স্থানিক পায়ের ছাপ (চিত্র 1c) এবং তাদের সংশ্লিষ্ট ক্যালসিয়াম ট্রানজিয়েন্ট (চিত্র 1d) বের করা হয়েছে। প্রধান কোষের স্থানিক এবং টেম্পোরাল টিউনিং বৈশিষ্ট্যগুলিকে আলাদা করতে, আমরা ট্র্যাকের উভয় প্রান্তে মোশন সেন্সর দ্বারা ট্রিগার করা তিন-টোন সংকেতের সাথে একটি রৈখিক ট্র্যাককে একত্রিত করার কাজ তৈরি করেছি। প্রতিটি দৌড়ের শেষে একটি নতুন টোন তাৎক্ষণিকভাবে ট্রিগার করা হয়েছিল, পুরষ্কার বিতরণের দিকে তাদের অগ্রগতির ইঁদুরকে জানিয়েছিল।

প্রতি চতুর্থ রান উচ্চ-পিচ, ক্রমাগত টোন দ্বারা সংকেত ছিল যা রৈখিক ট্র্যাকের শেষে পুরস্কার প্রদানের সাথে যুক্ত ছিল (চিত্র 1e)। পুরষ্কার সাইট থেকে প্রস্থান করার পর থেকে অতিবাহিত সময় এবং ভ্রমণের দূরত্ব সহ প্রতিটি মাউসের নিখুঁত অবস্থান পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল (চিত্র 1f)। এই ভেরিয়েবল এবং বাইনারাইজড নিউরোনাল ক্রিয়াকলাপ ব্যবহার করে, আমরা সম্ভাব্য টিউনিং কার্ভ (চিত্র 1g) গণনা করেছি এবং নিউরোনাল কার্যকলাপ এবং অবস্থান, সময়, সেইসাথে রেকর্ড করা কোষের পূর্ববর্তী দূরত্বের মধ্যে পারস্পরিক তথ্য (MI) প্রাপ্ত করেছি। পারস্পরিক সম্পর্ক-ভিত্তিক বিশ্লেষণের বিপরীতে, MI নিউরোনাল কার্যকলাপ এবং আচরণগত ভেরিয়েবলের মধ্যে রৈখিক, একঘেয়ে সম্পর্ক অনুমান করে না বরং একটি পরিবর্তনশীলের অনিশ্চয়তার পরিমাণ প্রকাশ করে যা অন্যটির দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।

ক্যালসিয়াম ট্রানজিয়েন্টের টেম্পোরালডাইনামিক্স সংরক্ষণের জন্য বৃত্তাকার ক্রমিউটেশন (n {{0}}) এর মধ্য দিয়ে যাওয়া শাফলড সারোগেটগুলি ব্যবহার করে এমআই মানগুলির তাত্পর্য পরীক্ষা করা হয়েছিল। 95% সময় (p এর চেয়ে কম বা 0.05 এর সমান) MI এর সাথে একচেটিয়াভাবে এক পরিবর্তনশীল এনকোড করা নিউরনগুলিকে স্থান-মডিউলেটেড (স্থানীয়), সময়-মডিউলেটেড (টেম্পোরাল) বা দূরত্ব-মডুলেটেড (দেখুন) হিসাবে লেবেল করা হয়েছিল। পদ্ধতি)। নিম্নলিখিত বিশ্লেষণের জন্য, আমরা প্রার্থী কোষগুলিতে ফোকাস করেছি যেগুলি শুধুমাত্র উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনশীল (চিত্র 1h) এনকোড করেছে৷ গুরুত্বপূর্ণভাবে, সময়-মডুলেট করা কোষগুলি নির্দিষ্ট স্থানে পদ্ধতিগতভাবে সক্রিয় ছিল না, এবং স্থান-মডুলেট করা কোষগুলি নির্দিষ্ট সময়ে পদ্ধতিগতভাবে সক্রিয় ছিল না (চিত্র 1i,j)।

একটি একক ভেরিয়েবলকে এনকোড করা বেশিরভাগ কোষ স্থান-মডিউলেট করা হলেও, নিউরনের একটি বড় অংশ ছিল কনজেক্টিভ নিউরন যা একাধিক পরিবর্তনশীল (17.98 ± 1.77%) এনকোড করেছে। বিপরীতে, সেলসেনকোডিং স্থানটি একচেটিয়াভাবে 9টি প্রতিনিধিত্ব করে।{11}}মোট রেকর্ডকৃত জনসংখ্যার 2 ± 1.61%, যখন 1.79 ± 0.68% বেছে বেছে এনকোড করা দূরত্ব এবং 1.27 ± 0.09% বেছে বেছে এনকোড করা সময় (চিত্র 1k; অতিরিক্ত সময়, স্থান বা দূরত্বের সাথে সম্পর্কিত নিউরনের উদাহরণগুলি তাদের তথ্য সামগ্রী সহ পরিপূরক চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে।

যদিও আমাদের তথ্য-তাত্ত্বিক পদ্ধতির মাধ্যমে ওভারল্যাপিং ভেরিয়েবলগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে এমন কোষগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে যেগুলি শুধুমাত্র একটি ভেরিয়েবলকে উল্লেখযোগ্যভাবে এনকোড করে, আমরা স্থান ডিকোড করার জন্য একটি নেভবেসিয়ান ক্লাসিফায়ার ব্যবহার করে স্প্যাটিওটেম্পোরাল ভেরিয়েবলের এনকোডিংয়ে প্রতিটি কোষের প্রকারের প্রাসঙ্গিকতা পরীক্ষা করেছি (চিত্র 1l–n), সময় অতিবাহিত হয়েছে (চিত্র 1o–q), এবং রৈখিক ট্র্যাকে ভ্রমণ করা দূরত্ব (চিত্র 1r–t)52৷

আমরা প্রতিটি মাউসের বর্তমান অবস্থা অনুমান করেছি সর্বাধিক একটি পোস্টেরিওরি (এমএপি) মান প্রদত্ত নিউরোনাল কার্যকলাপ এবং বুটস্ট্র্যাপড টিউনিং কার্ভ প্রকৃত বা বৃত্তাকারভাবে এলোমেলো বাইনারিকৃত কার্যকলাপ ব্যবহার করে গণনা করে (চিত্র 1l, o, r; বিস্তারিত প্রোটোকলের জন্য পদ্ধতি দেখুন)। ভবিষ্যদ্বাণীর গুণমান বিভ্রান্তি ম্যাট্রিক্স (চিত্র 1m, p, s) ব্যবহার করে এবং পূর্বাভাসিত অবস্থা এবং প্রকৃত অবস্থার মধ্যে ইউক্লিডঅ্যান্ডেন্স গণনা করে মূল্যায়ন করা হয়েছিল (চিত্র 1n,q, t)। গুরুত্বপূর্ণভাবে, আমাদের বায়েসিয়ান ডিকোডারে 16.58 সেমি গড় ত্রুটি পাওয়া গেছে, যা পরিবর্তন করা সারোগেট থেকে ডিকোড করার সময় উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল (5{{10}.95 সেমি; জোড়া টি-টেস্ট, t4=19.75 ,p 0.0001 এর থেকে কম বা সমান), এবং স্থানিকভাবে মড্যুলেট করা কোষগুলি ব্যবহার করে ডিকোডিং অ-স্থানিকভাবে মড্যুলেট করা কোষগুলি ব্যবহার করার সময় (পেয়ার করা টি-টেস্ট, t4=34.54, p কম 0.0001 এর চেয়ে বা সমান; চিত্র 1n)। একইভাবে, অতিবাহিত সময়ের জন্য গড় ডিকোডিং ত্রুটি ছিল 6.45 সেকেন্ড, যা শাফলড সারোগেট ব্যবহার করে গণনা করা ত্রুটির চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম (19.12 s; পেয়ারড টি-টেস্ট,t4=18.01, p 0.0001 এর চেয়ে কম বা সমান)।

টাইম-মডুলেটেড সেলগুলি ব্যবহার করে ডিকোডিং টনন-টাইম-মডুলেটেড সেলগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল নির্ভুলতা পেয়েছে (পেয়ার করা টি-টেস্ট, t4=3.163, p=0৷{16}}341;চিত্র 1q) . অবশেষে, আমাদের ডিকোডার ব্যবহার করে গড় দূরত্বের ত্রুটি ছিল 61.40 সেমি, যা এলোমেলো সারোগেটগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল (189.6 সেমি; টি-টেস্ট, t4=28.79, p 0.0001 এর চেয়ে কম বা সমান)। দূরত্ব-মডুলেটেড কোষগুলি ব্যবহার করে ডিকোডিং অ-দূরত্ব-মডুলেটেড কক্ষের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম ত্রুটি পেয়েছে (t-টেস্ট, t4=4.595,p=0.0101; চিত্র 1t)।

থিটা দোলনের নির্বাচনী এমএস অপটোজেনেটিক নিয়ন্ত্রণ

হিপ্পোক্যাম্পাল স্প্যাটিওটেম্পোরাল কোডগুলিতে MS-উত্পন্ন থিটা সংকেতগুলির আপেক্ষিক অবদান পরীক্ষা করার জন্য, আমরা MS (চিত্র 2a) এ রেড-শিফ্টেডেক্সিটেটরি অপসিন ক্রিমসনআরকে স্থানান্তরিত করেছি। ইনহিবিটোরিওপসিনের বিপরীতে, ক্রিমসনআর আমাদের বিষয়গুলির মধ্যে থিটা সংকেতগুলিকে স্ক্র্যাম্বল করতে বা গতিশীল করার অনুমতি দেয়। উপরন্তু, ChrimsonR ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত Channelrhodopsin-2 এর চেয়ে বেশি কার্যকরী এবং ক্যালসিয়াম ইমেজিং53 এর সাথে অপটোজেনেটিক্সকে একত্রিত করার ক্ষমতা প্রদান করে। 14.91 ± 3.57% পিভি কোষ ChrimsonR প্রকাশ করেছে, যা আমরা হিপ্পোক্যাম্পাল দোলন (n=4 ইঁদুর; চিত্র 2b, c) উপর ব্যাপক নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগের জন্য যথেষ্ট বলে মনে করেছি। বিপরীতে, আমরা চ্যাট সেলগুলিতে ক্রিমসনআর-এর কার্যত কোনও অভিব্যক্তি খুঁজে পাইনি (চ্যাট কোষগুলির 1.05 ± 1.052%ও ChrimsonR প্রকাশ করেছে; চিত্র 2d, e)।

তারপরে আমরা এমএস-এর উপরে ফাইবার অপটিক্স সহ ইঁদুর রোপন করি। আমরা CA1 (চিত্র 2f) এ স্থানীয় ফিল্ড পটেনশিয়াল (LFP) রেকর্ড করার সময় 638 এনএম লেজার স্টিমুলেশন করেছি। আমরা দেখেছি যে এমএস স্ক্র্যাম্বলড এবং 8 হার্জ অপ্টোজেনেটিক উদ্দীপনা যথাক্রমে থিটা দোলনকে ব্যাহত বা গতি দিতে পারে (চিত্র 2g)। যদিও বেসলাইন ন্যাচারাল থিটা 4-12 Hz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে কিছু ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনশীলতা প্রদর্শন করে, 8 Hz উদ্দীপনা সেই ফ্রিকোয়েন্সিতে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং স্থিতিশীল হিপোক্যাম্পাল দোলনের দিকে পরিচালিত করে। বিপরীতে, স্ক্র্যাম্বল উদ্দীপনা ধারাবাহিকভাবে থিটা ছন্দকে বিলুপ্ত করে (চিত্র 2h)।

আমরা দেখতে পেয়েছি যে থেটা ব্যান্ডে দোলন শক্তি (ওএস) (পদ্ধতিগুলি দেখুন) স্ক্র্যাম্বলড স্টিমুলেশন ({{0}}.45 ± 0৷{6}}1) বেসলাইন যুগের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে (0.67 ± {{10}}৷{17}}1,p 0 এর থেকে কম বা সমান৷{21}}0{ {29}}1) এবং হোয়াইটনোইস কন্ট্রোল সিগন্যালের OS থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা ছিল না (0.50 ± 0.01, p=0.99)৷ অন্যদিকে, 8 Hzstimulations থিটা শক্তিকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে (0.82 ± 0.01, p 0.0001 এর চেয়ে কম বা সমান; n=59 যুগ; চিত্র 2i) স্ক্র্যাম্বল করা উদ্দীপনার তুলনায়। আমরা আমাদের উদ্দীপনা প্যাটার্ন এবং LFP ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য মিথস্ক্রিয়া খুঁজে পেয়েছি (F10=6.467, p 0.0001 এর চেয়ে কম বা সমান)। বিশেষ, স্ক্র্যাম্বলড ফ্রিকোয়েন্সি স্টিমুলেশন উল্লেখযোগ্যভাবে থিটা পাওয়ার হ্রাস করেছে (বেসলাইন থিটা ব্যান্ড পাওয়ারের 0.341 ± 0.06 অংশ; পি=0.0394, পেয়ারওয়াইস টি-টেস্ট), যখন 8 Hz উদ্দীপনা উল্লেখযোগ্যভাবে থিটা পাওয়ার বৃদ্ধি করেছে (3.302 পোর্ট ব্যান্ড বেসলাইন 0.76 পোর্ট ব্যান্ড পাওয়ার , p=0.0004, পেয়ারওয়াইজ টি-টেস্ট; চিত্র 2j) অন্যান্য ফ্রিকোয়েন্সিব্যান্ডগুলি অপরিবর্তিত রেখে।

যদিও আমাদের ক্যালসিয়াম ইমেজিং এবং ইলেক্ট্রোফিজিওলজিকাল বিশ্লেষণে শুধুমাত্র গতিবিধির সময়কাল অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে (পদ্ধতিগুলি দেখুন), আমরা আরও দেখতে পেয়েছি যে আমরা নির্ভরযোগ্যভাবে বিলুপ্ত করতে সক্ষম হয়েছি (পরিপূরক চিত্র 3a, b) বা গতি (পরিপূরক চিত্র 3a, c) থিটা দোলন নির্বিশেষে লোকোমোটর অবস্থা বিশ্রামের সময়কাল সহ)। যদিও প্রাকৃতিক থিটা ওএস লোকোমোটর গতির সাথে সম্পর্কিত (পিয়ারসন R2=0.059, p=0.001; n=179 স্বাধীন যুগ; পরিপূরক চিত্র 3d), থিটা বাতিল করার ফলে এই ধরনের ক্ষতি হয় পারস্পরিক সম্পর্ক (Pearson R2=0.008, p=0.223; n=179 independentepochs; পরিপূরক চিত্র 3e), যেমন 8 Hz উদ্দীপনা করেছিল (PearsonR2=0.0008, p=0.714; n=177 স্বাধীন যুগ; পরিপূরক চিত্র। 3f) পরামর্শ দেয় যে লোকোমোটর রাজ্যগুলি থিটা দোলনের উপর অপ্টোজেনেটিক উদ্দীপনার প্রভাবকে ওভাররাইড করে না।

হিপ্পোক্যাম্পাল শার্প-ওয়েভ রিপলস (এসডব্লিউআর) স্মৃতি একত্রীকরণে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে54-56 এবং এমএস কোলিনার্জিক নিউরনশাসের উদ্দীপনা হ্রাস করা রিপল অ্যাক্টিভিটি57 এবং মেমরির প্রতিবন্ধকতা45 এর সাথে যুক্ত। যদিও আমরা এমএস কোলিনার্জিক নিউরনে ক্রিমসনআর-এর কার্যত কোন অভিব্যক্তি খুঁজে পাইনি, তবে রিপল ফিজিওলজিতে আমাদের এমএস অপটোজেনেটিক উদ্দীপনার প্রভাব পরিমাপ করা অপরিহার্য ছিল। এই লক্ষ্যে, আমরা CA1-LFP রেকর্ড করেছি এবং খোলা মাঠের অন্বেষণে ইঁদুরের অবাধ আচরণে 5s ON, এবং 5s OFF স্ক্র্যাম্বলডোপ্টোজেনেটিক উদ্দীপনা সম্পাদন করেছি (পরিপূরক চিত্র 4a)। আমরা স্ক্র্যাম্বলড স্টিমুলেশনের আগে এবং চলাকালীন রিপল ইভেন্টের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করেছি এবং শক্তিতে কোন পরিবর্তন পাইনি (আনপেয়ারড, টু-টেইলড টি-টেস্ট, t6=0.076, p=0.941; পরিপূরক চিত্র 4b, বাম প্যানেল), ঘটনার ফ্রিকোয়েন্সি (আনপেয়ার করা, টু-টেইলড-টেস্ট, t6=−1.688, p=0.142; পরিপূরক চিত্র 4c, বাম প্যানেল), বা প্রস্থ (আনপেয়ার করা, দুই-টেইলড t-টেস্ট, t6=0.124, p=0.905; পরিপূরক চিত্র 4d, বাম প্যানেল)।

একইভাবে, 8 Hz অপ্টোজেনেটিক স্টিমুলেশন প্রয়োগ করার ফলে রিপল পাওয়ারের উপর কোন স্পষ্ট প্রভাব ছিল না (আনপেয়ারড, টু-টেইল্ড টি-টেস্ট,t6=0.378, p=0.718; পরিপূরক চিত্র 4b, ডান প্যানেল), ফ্রিকোয়েন্সি (আনপেয়ারড, টু-টেইল্ড টি-টেস্ট, t{{10}} −1.643, p=0.151; সাপ্লিমেন্টারি ফিগ। 4c, ডান প্যানেল), এবং প্রস্থ (আনপেয়ারড, টু-টেইলড t-পরীক্ষা, t6=−0.138,p=0.894; পরিপূরক চিত্র 4d, ডান প্যানেল)। আমাদের হিস্টোলজিকাল ফলাফল এবং পূর্ববর্তী প্রতিবেদনের সাথে যে এমএস কোলিনার্জিক নিউরনের অপটোজেনেটিক উদ্দীপনা SWRs57 এর উপস্থিতি হ্রাস করে, আমরা দেখতে পাই যে এই অপটোজেনেটিক উদ্দীপনাগুলি হিপোক্যাম্পাসে কোলিনার্জিকিনপুটকে প্রভাবিত করে না।

For more information:1950477648nn@gmail.com