Effects of maternal separation on long-term potentiation (LTP) in rat amygdala.

Amongst the conundrums in today's research on the physiological underpinnings of behavior are the mechanisms which enable the environment to shape an organisms phenotype, causing its behavior to show certain distinctive, individual attributes, f.eg. a lesser or greater emotional sensitivity. Those mechanisms seem to be particularly relevant from the point of view of origins of psychiatric conditions, as their precise recognition could enable better forms of treatment or, perhaps, prevention. The present study aimed to check how adverse early experiences, modeled by periodic separations of rat pups from their dam, influence the potential of inducing Long-Term Potentiation (LTP) of synapses within the Lateral Amygdala (LA). Since Long-Term Synaptic Potentiation is thought to constitute a cellular mechanism of how a memory trace is formed, and the amygdala is considered an important center of emotional and motivational regulation, changes in the potential of LTP induction in LA could indicate a possible source of some of the symptoms observed in Affective Spectrum Disorders, such as the incapability of extinguishing fear in Post-Traumatic Stress Disorder or negative patterns of thinking in Major Depression.Results of the conducted study show that LTP induction in animals separated from their mother (MS) is abolished with respect to control subjects (AFR) – after applying Theta Burst Stimulation to afferents approaching the Lateral Amygdala in brain slices obtained from AFR animals (n=8) a stable, lasting throughout the whole registration (1,5 h), strong increase in synaptic efficacy (89,90 ± 17,04%) could be observed, while in preparations made from the brains of MS animals (n=16) the increase was hardly notable (17,72 ± 17,70%). Early-life environment can thus influence the organism, modifying the physiological properties of circuits associated with affective regulation. In consequence, this might differentiate the course of cognitive processes and the individual's emotional vulnerability, what is further supported by data on amygdala functioning in humans. MS, along with other models of adverse early experiences might thus constitute a useful mean of investigating the role of living conditions in the pathogenesis of psychiatric disorders.

Jedną z zagadek współczesnych badań nad fizjologicznym podłożem zachowań stanowią mechanizmy, w oparciu o które środowisko może kształtować fenotyp zwierzęcia, sprawiając że jego zachowanie cechują pewne zróżnicowane indywidualnie prawidłowości, np. mniejsza lub większa wrażliwość emocjonalna. Mechanizmy te wydają się być szczególnie istotne z punktu widzenia etiologii zaburzeń psychicznych, ponieważ ich trafne rozpoznanie mogłoby przyczynić się do ich skuteczniejszej terapii bądź też prewencji. W niniejszym badaniu postanowiono przyjrzeć się, jak utrudnione warunki dorastania, modelowane za pomocą okresowego odseparowywania młodych szczurów od matki, wpływają na możliwość wywołania długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP) w jądrze bocznym ciała migdałowatego (LA). Z racji tego, że długotrwałe wzmocnienie synaptyczne uważa się za mechanizm powstawania śladu pamięciowego, a ciało migdałowate za ważny ośrodek regulacji emocji i motywacji, zmiany w potencjale do indukcji tego zjawiska w tej strukturze mogłyby wskazywać potencjalne źródło niektórych objawów obserwowanych w schorzeniach zaliczanych do spektrum zaburzeń afektywnych, np. braku możliwości wygaszenia lęku w zespole stresu pourazowego, lub też negatywnych wzorców myślenia w depresji.Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że indukcja długotrwałego wzmocnienia synaptycznego u zwierząt separowanych z matką (MS) jest utrudniona w porównaniu z kontrolą (AFR) – po zastosowaniu stymulacji pulsami theta, w LA w skrawkach mózgu pozyskanych od zwierząt AFR (n=8) zaobserwowano stabilne, utrzymujące się przez całą rejestrację (1,5 godziny) wzmocnienie wydajności połączeń synaptycznych o 89,90 ± 17,04%, podczas gdy u zwierząt MS (n=16) wydajność ta wzrosła tylko o 17,72 ± 17,70%. Środowisko dorastania może więc oddziaływać na organizm, modyfikując fizjologiczne własności obwodów związanych z regulacją afektu. W konsekwencji, może to różnicować przebieg procesów poznawczych i wrażliwość emocjonalną osobnika, o czym dodatkowo świadczą różnorodne dane dotyczące obrazowania funkcjonowania ciała migdałowatego u ludzi. MS i podobne do niego modele trudnych warunków dorastania mogą więc stanowić przydatne narzędzie do wyjaśniania roli środowiska życia w rozwoju zaburzeń psychicznych.