Formation of temporal association memory and context-specific fear memory is thought to require medial entorhinal cortex (MEC) inputs to the hippocampus during learning events. However, whether the MEC inputs are also involved in memory formation during a post-learning period has not been directly tested yet. To examine this possibility, I optogenetically inhibited axons and terminals originating from bilateral dorsal MEC excitatory neurons in the dorsal hippocampus for 5 min right after contextual fear conditioning (CFC). Mice expressing eNpHR3.0 exhibited significantly less freezing compared to control mice expressing EGFP alone during retrieval test in the conditioned context 1 day after learning. In contrast, the same optogenetic inhibition of MEC inputs performed 30 min before retrieval test did not affect freezing during retrieval test, excluding the possibility of non-specific deleterious effect of optical inhibition on retrieval process. Same inhibition after auditory fear conditioning, an associative learning that does not require hippocampus activity, long-term memory was also spared. These results support that contextual fear memory formation requires MEC inputs to the hippocampus during a post-learning period.
시간적 연합 기억 형성과 배경 특이적 공포 기억 형성은 학습 동안의 내측 내비피질과 해마의 활동이 중요하다고 알려져 있다. 그러나 공포기억 형성에 필요한 직접적인 감각자극이 부재한 학습 이후의 기간 동안 내측 내비피질과 해마로의 시냅스 연결이 어떤 역할을 하는지 직접적으로 실험된 바가 없다. 이를 실험하기 위해 본 실험에서는 광유전학적 방법을 적용하여, 해마로 시냅스 연결된 내측 내비피질의 신경활성을 선택적으로 억제하였다. 배경 공포 조건화 직후 5 분간 신경세포의 활성을 억제하였고 하루 뒤 공포기억을 학습한 공간에 실험쥐를 재배치하여 장기기억 형성을 관찰하였다. 신경활성을 억제하지 않은 대조군과 비교하였을 때, 신경활성을 억제한 실험군은 상대적으로 낮은 기억 발현 수준을 보였다. 같은 신경세포 억제를 장기기억이 형성된 이후인 하루 뒤에 적용한 경우에는 장기기억 발현에 영향을 주지 못하였다. 또한 학습에 있어 해마를 필요로 하지 않는 청각적 공포 조건화 직후 5분간 같은 광유전학적 조작을 한 경우에도 청각 장기 기억에 영향을 주지 못하였다. 종합적인 결과를 통해 내측 내비피질의 해마로의 신경활동이 학습 이후의 기간에도 필요하다는 결론을 도출할 수 있다.
