Studies on long-term spatial memory enhancement by forced swim

Abstract

It is important to distinguish special moments from everyday memory and transform the former into long-term memory for survival. For this purpose, multiple neuromodulators are released from various brain regions in response to abnormal or uncertain events and employed to strengthen memory retention. Here, we observed that wild-type mice experiencing forced swim shortly after encoding achieved long-term spatial memory enhancement in both contextual fear conditioning and object location recognition tests. Then, we found that the forced swim event induced neuronal activity in dorsal hippocampus and locus coeruleus (LC) by staining c-Fos proteins with immunohistochemical techniques. Finally, we determined that the memory retention facilitated by the swim had a significant susceptibility to the dopamine D1/D5 receptor antagonist rather than the β-adrenergic receptor antagonist when each drug was infused directly into the hippocampal CA1 before contextual fear conditioning. Based on the results, we suggest that dopamine is released from the LC to the hippocampus in response to the swim stimulus, which is able to boost initial memory consolidation.

일상 기억들 중에서 특별한 순간들을 구별하고 장기 기억으로 변환시키는 것은 생존을 위해 중요하다. 이를 위해, 비정상적이거나 또는 불확실한 사건들에 휘말렸을 때 다수의 신경조절물질들은 다양한 뇌 영역들로부터 방출되고 기억을 강화하는데 사용된다. 여기서, 우리는 일반 야생형 쥐들에게 공간 기억에 관한 경험을 가지게 하고 얼마 지나지 않아 강제적 수영을 시켰을 때 공포 상황 조건화 실험과 물체 위치 인지 실험에서 공간 기억이 향상되는 것을 관찰했다. 그리고 나서, 우리는 강제적 수영이 배측 해마와 청반에서 신경 활성을 유도하는 것을 c-Fos 단백질의 면역조직화학염색을 통해 확인했다. 마지막으로, 우리는 강제적 수영에 의해 향상된 기억이 해마의 CA1에 직접적으로 베타-아드레날린 수용체 길항제 혹은 도파민 D1/D5 수용체 길항제를 주입했을 때 도파민 수용체 길항제에 상당히 민감하게 반응하는 것을 알아냈다. 결론적으로, 우리는 강제적 수영 자극에 의해 도파민은 청반으로부터 해마로 방출되고 초기 기억 강화에 도움을 줄 것이라고 제안한다.