Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Nya varianter för strategi som skiftande i råtta

Published: January 23, 2017 doi: 10.3791/55005
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Neurobiology Research Unit, Okinawa Institute of Science and Technology

Summary

Set-växling, en form av beteende flexibilitet kräver en uppmärksamhets övergång från en stimulans dimension till en annan. Vi utökade en etablerad gnagare set-shifting uppgift 1 genom att kräva uppmärksamhet på olika stimuli beroende på sammanhanget. Uppgiften kombinerades med specifika skador för att identifiera neuron subtyper bakom en framgångsrik skift.

Abstract

Behavioral flexibilitet är avgörande för överlevnad i föränderliga miljöer. Brett definierat, beteende flexibilitet kräver en förskjutning av beteende strategi baserad på en förändring i styrande regler. Vi beskriver en strategi som skiftande uppgift som kräver en uppmärksamhet som övergång från en stimulans dimension till en annan. Den paradigm används ofta för att testa kognitiv flexibilitet i primater. Men gnagare versionen inte har så stor utsträckning utvecklats. Vi har nyligen förlängts ett fastställt skiftande uppdrag hos råtta en genom att kräva uppmärksamhet på olika stimuli beroende på sammanhanget. Alla de experimentella betingelserna som krävs djur att välja antingen en vänster- eller högerspaken. Initialt, alla djur hade att välja på grundval av läget för spaken. Därefter kan en förändring i regeln inträffade, som krävde ett skift i uppsättningen från platsbaserade regeln till en regel i vilken den korrekta spaken indikerades av en ljus cue. Vi jämförde prestanda på three olika versioner av uppgiften, där ljuset stimulans var antingen nya, tidigare relevant, eller tidigare irrelevant. Vi fann att vissa neurokemiska skador nedsatt selektivt förmågan att göra vissa typer av inställda förskjutning mätt som resultat på de olika versionerna av uppgiften.

Introduction

Behavioral flexibilitet är en viktig förutsättning för överlevnad i en föränderlig värld. En av de etablerade beteende paradigm för att testa denna förmåga är inställd förskjutning, där en förskjutning av uppmärksamheten från en stimulans dimension till en annan är nödvändig för att ändra åtgärdsstrategier efter en förändring i regel. Flera områden i hjärnan som prefrontala cortex och striatum är inblandade i set-shifting 2, 3, 4, 5. Neurala mekanismer för denna funktion har undersökts i flera arter inklusive människor 5, apor 6 och råttor 1, 7, 8, 9. Men råtta versioner av set-shifting uppgifter har inte så stor utsträckning utvecklats. Kostnadseffektiviteten hos råttor, deras behov storlek för stereotaktisk kirurgi, och tillgången på nyutvecklade genetiska metoder 10, motivera fortsatta utvecklingen av set-shifting paradigm för användning i råttor.

En typisk uppsättning skiftande paradigm för råttor kräver en förändring mellan två beteendestrategier, till exempel, en åtgärdsstrategi och en visuell kö strategi. Råttor har inledningsvis välja ett av två alternativ (t.ex. vänster eller höger spakarna i en operant automatiserad version 1 eller vänster eller höger arm i en T-labyrint version 7, 8, 9, 11). Efter en inställd skift, måste de växla till att använda en visuell-cue strategin såsom en ljus cue som anger rätt sida. I de konventionella set-shifting uppgifter, är det nödvändigt att flytta uppmärksamheten från en stimulans dimension till en annan dimension som tidigare hade varit irrelevant.

INNEHÅLL "> Förutom att byta till en dimension som tidigare hade varit irrelevant, det är också den logiska möjligheten att en stimulans var tidigare relevant, eller tidigare frånvarande och nu roman. verkliga situationer i naturen kan innebära uppmärksamhet till en ny, eller historiskt relevant men inte avgörande kö. Därför ansåg vi dessa subtyper av set-skift, i en ny variant av gnagare set-shifting baserad på en tidigare etablerad automatiserad uppsättning skiftande uppgift 1.

Vi har nyligen visat att användningen av den nya versionen av set-shifting paradigm i ett experiment för att bestämma effekten av neurokemiskt specifika lesioner i striatum 12. I vår tidigare studie, riktade vi kolinerga interneuronen släppa acetylkolin (ACH) i dorsomediala eller ventrala striatum eftersom ACh och dessa delområden har varit inblandade i beteende flexibilitet. Alla de experimentella betingelserna krävde samma strategiska skift but var involverade olika typer av uppmärksamhets skift: en ny, tidigare relevant eller tidigare irrelevant kö. Vi här beskriver detaljerade förfaranden för paradigm, och lyfta fram representativa resultat tyder på att striatala kolinerga system spelar en avgörande roll i set-shifting, som är särskiljas mellan olika striatala delregioner beroende på beteende sammanhang 12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla förfaranden för användning av djur godkändes av Animal Care och användning kommittén vid Okinawa Institute of Science and Technology.

1. Djur

  1. Skaffa manliga Long-Evans råttor (250-300 g vid ankomst).
  2. Vid ankomsten, inrymma en grupp av två eller tre råttor tillsammans i en vecka och senare separera dem i individuella burar. Observera att detta experimentella designen innebär mat-begränsning och måste hålla ett djur i varje bur för att kontrollera mängden mat som konsumeras.
  3. Ge alla djur med mat och vatten efter behag, och hysa dem under standardförhållanden (12 tim / 12 tim ljus / mörker-cykel vid 23 ° C).
  4. 5 dagar före början av beteendeförsök, livsmedels begränsa djur vid ungefär 85% av deras genomsnittliga vikt med fri tillgång till vatten under experimenten.
  5. Handtag djur för 5 min per dag under minst 5 dagar före början av experiment för att bekanta tfålla med en försöks.

2. hårdvara och mjukvara för beteendetester och analyser

  1. Hårdvara
    1. Använd en operant kammare försedd med en ljuddämpande låda.
    2. Kammaren är sammanbyggd med flera ytterligare bilagor: två mottagnings spakar på frontpanelen, två lätta ledtrådar strax ovanför spakarna, en tidskrift plats med en sensor för detektering av huvudet inträde mellan två spakar, en foderautomat, en ren tongenerator och en hus ljus på baksidan.
  2. programvara
    1. Kontroll alla beteende händelser enligt en programmerad kod skriven av Trans IV programvara. Använd Med-PC IV program för att signalera och upptäcka alla de beteende händelser under träning och prov.
    2. Använd Trans IV för att skriva kod för beteendetestning. Öppna en ny fil för skrivning.
    3. När programmet är skrivet, översätta och sammanställa det i mjukvaran. Ändra koden om felendetekteras och försök igen.
    4. Efter ett framgångsrikt felsökning av ett program, kontrollera om användarens kod fungerar genom att genomföra en trial-körning innan själva initieringen av experiment.
    5. Använda MED-PC IV, kör beteendeexperiment. Öppna programmet, klicka på "open session" och tilldelas ett enda program för varje ruta.
    6. Efter alla program har blivit ordentligt tilldelas varje ruta, skicka signaler som är nödvändiga för att starta experiment.
    7. Efter slutförandet av uppgiften, spara uppgifter som att klicka på "Spara data" eller skriva kod för att automatiskt spara data (för detaljer, se programmerare manual för MED-PC IV).
    8. När data exporteras till en angiven mapp, byta namn på data som förvärvstidpunkten och djur ID-nummer för senare användning. Den insamlade data importeras till Matlab för beteendeanalyser som beskrivs nedan (protokoll 3,7).

3. Behavioral träning och testning

  1. Tillvänjning och Magazine utbildning.
  2. Presentera inga spakar till djur under dessa faser.
  3. Under tillvänjning fasen, placera djur i ett operant kammare under 20 minuter om dagen. På samma dag, ger 10 sackaros pellets (45 mg) till djur i deras hem bur, som bekanta sig till sackaros belöning.
  4. Därefter börjar tidningen utbildning. Placera djur i kammaren och ge 20 sackaros pellets (en pellets per minut) till djuren, vilket ger en möjlighet att lära sig platsen för livsmedelsfacket och förvärvet av pellets.
    OBS: Dessa faser kan hoppas över på grund av potentiell förvirring djur på att erhålla en pellet utan operant respons, trots att vi har antagit dem att göra djur bekanta med en kammare och äta från en matbricka.
  • Kontinuerliga förstärkningsschemat
    1. Utbilda djur på en kontinuerlig förstärkning schema för att få en belöning genom att trycka på en spak. En session med denna utbildning varar fram till 60 pellets har been emot (60 spak pressar) eller 40 minuter har förflutit.
    2. Närvarande antingen vänster eller höger spak under första halvan av en session (till 30 pellets erhålls), följt av en presentation av den motsatta spaken under den andra halvan. Ordern altern på en daglig basis.
    3. Fortsätt denna förstärkning schema tills djuren har framgångsrikt fått 60 belöningar för minst 2 dagar i följd. Observera att det kan vara hög variationsrikedomen bland djur av hur snabbt de gör första spaken-press och detta kan påverka utvecklingen av förstärkning. I det här fallet, sätta några sackaros pellets på en presenterade hävstång för att motivera dem att närma sig mot spaken när inget svar har gjorts under den första sessionen.
      OBS: Ett möjligt alternativ är att sätta sackaros pellets när spaken först presenteras för djur för att göra slutförandet av denna fas snabbare.
  • Tidsplan för en rättegång i spak press utbildning och testning.
  • Starta en enda rättegång med en 3 sek (s) ton.
  • 2 sek efter avslutandet av tonen, nuvarande två spakar och tillåter djur att trycka antingen spaken inom 10 sekunder. I fall att inget svar görs inom 10 s, dra båda spakarna och räkna denna studie som ett utelämnande rättegång.
  • I fallet av hävarmen trycker utbildning, föreligger endast en enda spak på vardera sidan.
  • I de flesta av experimentella förhållanden, fanns det ett ljus ovanför en av hävarmarna. Vrid lätt kö på direkt efter tonen upphör och stänga när djuren har antingen gjort ett svar eller 10 sekunder efter spak insättning när inget svar har gjorts.
  • Ställ mellan provintervall på 20 ~ 30 sekunder.
  • Lever-press utbildning
    1. I denna träningsfas presenterar inget ljus till djur.
    2. Utbilda djur under spaken-press utbildning för 5-8 sessioner med samma tidsschema för en rättegång som testsessioner beskrivs nedan.
    3. i thär utbildning, närvarande antingen vänster eller höger spak slumpmässigt, och spaken måste pressas inom 10 sekunder efter spaken presenteras, eller försöket räknas som en underlåtenhet utan ett svar. En session för spaken press utbildning består av 80 försök.
    4. När djuren uppvisat mindre än 10% av utelämnanden av 80 försök, flytta dem till följande sido partiskhet testet.
  • Sido partiskhet testet
    1. Utföra en sida-förspänning test för att bestämma djurets företräde åt antingen vänster eller höger spak 1. Ett försök innebär två spakpressar på båda sidor.
    2. Placera djur i en operant kammare och tillåta dem att välja antingen spak. I nästa försök, djur måste välja den motsatta spaken för att erhålla en belöning. Om djurets andra försök är på samma sida av den första svaret, ge någon belöning och fortsätta rättegången tills ett svar görs på motsatt sida.
    3. Genomför totalt 7 försökatt bestämma djurets sida föredrar.
  • Testning.
    1. En daglig session består av 80 försök.
    2. Förbered tre olika villkor för set-skiftande procedurer som visas i figur 1.
    3. Alla de tre villkoren kräver djur på samma sätt ändra beteendestrategier från att välja en spak som är genomgående på samma sida (fas 1, åtgärdsstrategi) att följa en ljus kö som indikerar en rätt sida (fas 2, visuell strategi).
    4. Börja med första inlärning av en åtgärdsstrategi (Fas 1) för 4 sessioner, där djur måste trycka på en spak baserat på platsen av spakar. I denna fas, ställa in rätt sida till hävarmen motsatt deras preferens baserad på en preliminär sido partiskhet testet som nämnts ovan.
    5. Därefter påbörjas visuell inlärning (fas 2) för 10 sessioner. En lätt cue belyst ovan, antingen spaken indikerar en korrekt spak. I detta skifta fas, tre different mönster av uppmärksamhets skift kan jämföras mellan tre experimentella betingelser som beskrivs nedan (3.3.6-3.3.8).
    6. I set-shift tillstånd 1 (Figur 1A), ger inget ljus i fas 1, men en lätt kö indikerar rätt sida i fas 2. I tillstånd 1, därför djur behöver för att delta i en ny stimulans.
    7. I set-shift tillstånd 2 (Figur 1B), presenterar en ljus kö ovanför rätt spaken i fas 1, och återigen i fas 2. I detta tillstånd hade ljus kö varit relevant, men inte nödvändigtvis krävs för att göra ett val i fas 1. Således djur måste gå till en tidigare relevant kö.
    8. I set-shift tillstånd 3 (Figur 1C), slå på en ljus kö slumpmässigt över antingen vänster eller höger spak i fas 1. Således måste ignoreras. I fas 2 djur är skyldiga att uppmärksamma ljuset stimulans som har varit tidigare irrelevant.
  • Beteendeanalys.
    1. Hela sessioner, mäta den procentuella andelen korrekta svar på en daglig basis, med undantag av utelämnande prövningar.
    2. Räkna fel som ackumulerats under 10 sessioner visuell inlärning och klassificera dem i perseverative regressiva eller aldrig förstärkta fel som beskrivs i en tidigare studie 1. Där föreslår en detaljerad analys av feltyper separata funktioner i set-växling.
    3. Definiera perseverative fel som felaktiga svar på den tidigare rätt spaken medan djurets prestation var fortfarande under slump nivå 4, 6, 13, 14, 15. Liknande kriterier har använts i tidigare studier 1, 3, 7, 11.
    4. Baserat på en principiell sätt bestämma kriterietatt separera mellan perseverative och regressiva fel som den punkt där djuret först gjorde färre än 8 av 10 felaktiga svar (sannolikheten för att göra 8/10 fel eller fler = 0,054, baserat på kumulativ binomialfördelning) i ett rörligt fönster av 10 försök .
    5. För att finna denna punkt, börja beräkna en glidande medelvärde av 10 prov fönstret från 1: a försöket och sedan avancera genom ett prov i taget tills <8/10 fel mäts. Genomföra denna analys i alla prövningar där en ljus cue är upplyst ovanför den tidigare felaktiga spaken under visuell strategi.
    6. Definiera alla efterföljande fel som begåtts efter denna punkt som regressiva fel.
    7. Under visuell inlärning, räkna aldrig förstärkta fel när djur svarade på en tidigare felaktig spak på vilken ljus cue inte belystes. Dela in dem i ett tidigt eller sent del baserad på inlärningsfasen; fel som gjorts under den första halvan av 10 sessioner (session 1-5) anses tidigt och i den andra hälften (session 6-10) betraktas som sent sådana.

    • Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    Vi använde den strategi som skiftande uppdrag som beskrivs ovan för att undersöka vilken roll kolinerga interneuronen i beteende flexibilitet. Vi jämförde effekten på uppgiften att ett immunotoxin-inducerad selektiv förändring i kolinerga intemeuroner i dorsomediala (DMS), ventrala striatum (VS) och saltlösning injiceras kontroll. Alla djur var tvungna att växla från att välja en hävarm baserat på den sida (vänster eller höger), till att välja baserat på en kö ljus ovanför den korrekta spaken. Vi använde tre experimentella betingelserna för set-skift där cue ljuset var antingen (1) ny, (2) tidigare relevant (anger rätt spak), eller (3) som tidigare irrelevant (slumpmässigt).

    I dessa tre experimentella förhållanden, det initiala förvärvet av åtgärdsstrategi var intakt i alla behandlingsgrupperna, vilket tyder på att kolinerga förlusten i striatum hade inga effekter på initial lärande (Figur 2A - 2C).Dessa resultat överensstämmer med tidigare studier som visar att inaktivering av DMS eller VS påverkade inte första diskriminering 7, 9 och att tillämpningen av kolinerga antagonister system 16 eller lokalt till striatum 17, 18, 19 lämnade inledande lärande intakt.

    I set-shift tillstånd 1 (figur 2A, ny cue), var andelen korrekta svar inte signifikant. Men antalet av perseverative fel ökade signifikant i VS skadan gruppen jämfört med kontrollgruppen. Under set-shift tillstånd 2 (figur 2B, tidigare relevant cue) varken lära prestanda eller typer av fel ändrades av skadorna. Däremot i set-shift tillstånd 3 (Figur 2C, som tidigare irrelevant cue), tHan antal perseverative fel var signifikant olika mellan grupperna. Framför allt var det en betydande ökning av perseverative fel efter DMS skador. Jämfört med kontrollgruppen, minskade antalet aldrig förstärkta fel betydligt både DMS och VS skadegrupper, som var uppenbar i början men inte i den sena fasen av visuell inlärning.

    Sammanfattningsvis, VS kolinerga lesioner störde ett strategiskt skifte när en ny stimulans gavs som en ny viktig kö, vilket leder till mer perseverative fel. Å andra sidan påverkas DMS lesioner set-shifting endast när uppmärksamheten till en tidigare irrelevant stimulans krävdes, vilket resulterar i en annan fördelning av feltyper.

    Figur 1
    Figur 1: Tre olika förutsättningar för en set-skift. Ett flödesschema för trevariationer (A, B och C) i uppsättningen skiftande paradigm. En gul cirkel visar en visuell. Återgivet med tillstånd från Aoki et al. 12. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    figur 2
    Figur 2: Beteende resultat i uppsättningen skiftande uppgift. Andelen rätta svar i både svar och visuell strategi (till vänster), är olika typer av fel som begåtts under 10 sessioner visuell strategi (mitten) och tidiga och sena delar av aldrig förstärkta fel (höger) visas för varje experimentell tillstånd ( A, krävs en förskjutning av beteendestrategi uppmärksamhet till en ny stimulans, B, till en tidigare relevant stimulans, p <0,05, <0,01 och <0,001, respektive. Återgivet med tillstånd från Aoki et al. 12. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    Vi utvecklade nya varianter på etablerade uppsättningen skiftande paradigm för användning i råttor. Med hjälp av dessa paradigm var kolinerga lesioner i striatum visade sig försämra set-växling, vilket tyder på en specifik roll striatala kolinerga interneuronen i set-växling: undertryckande av en gammal regel och underlättande av prospektering en ny regel. Effekterna skilde mellan dorsomediala och ventrala striatum, i enlighet med de olika roll dessa strukturer i lärandet.

    En uppsättning skiftande uppdrag har i stor utsträckning använts för att testa beteende flexibilitet hos arter som sträcker sig från människor till gnagare 1, 4, 5, 7, 8, 9, 12. Termen "set" definieras som egenskapen av stimulans är relevant för beteende i en given prov"xref"> 20, 21. Den aktuella studien infört nya varianter där en försöksperson krävs för att ändra beteende strategi baserad på en förändring i vilken uppsättning är relevant. De nya versionerna ska jämföras noga med andra studier med set-växling. I en typisk uppsättning skiftande paradigm, ett ämne bildar initialt en relevant uppsättning för att styra beteende och ignorerar irrelevant set. Efter set-skift, har frågan att sköta den tidigare irrelevant set. Bland de tre villkor som vi föreslagit här, enda villkoret 3 innebär en set-skift. Villkor 1 och 2 skiljer sig från sådana set-shift uppgifter i att antingen en ny stimulans eller en delmängd av en förening stimulans blir relevant. Inlärningskurvor och antalet perseverative fel intakta råttor visade skillnader i den initiala förvärv och återförvärv mellan tre villkor. Således, varje tillstånd åtgärder olika funktioner: förvärv av ett svar på en ny kö, uppmärksamhet på en relevant meninte avgörande kö, och uppmärksamhet på den irrelevanta kö. Dessa nya varianter är användbara för att undersöka neurala mekanismer för olika former av beteende flexibilitet.

    Råttor har många fördelar för att studera de neurala mekanismerna bakom beteende flexibilitet, inklusive deras storlek gör dem lämpliga för stereotaktisk kirurgi, tillgången av transgena stammar, och kognitiv förmåga. Tidigare studier har etablerat T-labyrinten baserade eller automatiserad version av set-skiftande uppgift i råttor 1, 7, 8, 9, 11. I det fall då en automatiserad version inte är tillgänglig, tre olika manipulationer som införs i denna artikel är tillämpliga på en T-labyrint baserade set-shift uppgift 3, 7. Även andra stimulans dimensioner med olika sensoriska modalitet såsom enlukt cue kan kombineras 22, vilket ytterligare utökar variationer.

    Det har tidigare visats att inaktivering av DMS eller VS försämrar set-shifting när det kräver sköter en tidigare irrelevant stimulans 7, 9. Detta är också fallet i tillståndet 3 i denna studie. Men det är en viktig fråga som återstår att besvara om nedsatt set-shifting härrör från att inte kunna ändra åtgärdsstrategier (t.ex. från en åtgärdsstrategi på en visuell strategi) under ett skift, eller oförmåga att uppmärksamma en stimulans som hade varit irrelevant i den inledande diskriminering. Det är omöjligt att välja mellan dessa två möjligheter genom att undersöka en enda försöks sammanhang endast. Att dissociera specifika uppmärksamhets underskottet från mer allmän försämring av skiftande strategier, har vi försökt att skapa nya varianter av uppsättningen skiftande uppdrag, med två skiljer sigent förhållanden som kräver samma skift men olika typer av uppmärksamhet.

    Med hjälp av dessa ytterligare villkor, kan vi skilja neurala substrat bakom en förskjutning av strategier i olika sammanhang. Till exempel, persevera VS skadade råttor i tillstånd 1, där en ny stimulans infördes tillät oss att avslöja en potentiell mekanism av ventrala kolinerga systemet i uppmärksamhets processer och förhållningssätt till nyhet viktigt för den nya regeln. Å andra sidan har vi inte observera allmänna effekter av DMS lesioner på ett strategiskt skifte. Snarare var det specifikt för den situation som en stimulans för oförutsedda förändrats och djur som behövs för att uppmärksamma en tidigare irrelevant kö. Två ytterligare villkor framgångsrikt styra en allmän försämring av skiftande strategier. Detta gjorde det möjligt att dra slutsatsen att DMS och VS kolinerga system har en gemensam roll i undertryckande av en gammal strategi och underlättande av utforskande beteende, trots att de arbetar iolika miljösammanhang, och inte heller en har en allmän roll i skiftande strategier själv.

    Sammanfattningsvis nya set-shifting variationer gör det möjligt att analysera råttans kognitiv flexibilitet i mer detalj och bidra till att ytterligare förståelse av neurala mekanismer för beteende flexibilitet under olika miljösammanhang. Framtida studier testar inblandning av andra viktiga områden i hjärnan som prefrontala cortex och hippocampus skulle uppmuntras att använda en mängd olika sammanhang som införts i den här artikeln.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Standard Modular Test Chamber Med Associates ENV-008
    Low Profile Retractable Response Lever Med Associates ENV-112CM
    Stimulus Light for Rat Med Associates ENV-221M
    Switchable Dual Pellet/Dipper Receptacle for Rat Med Associates ENV-202RM-S
    Head Entry Detector for Rat Receptacles Med Associates ENV-254-CB
    Modular Pellet Dispenser; 45 mg for Rat Med Associates ENV-203M-45
    Sonalert Module for Rat Med Associates ENV-223AM 4.5 kHz available (ENV-223HAM)
    House Light for Rat Chambers Med Associates ENV-215M
    SmartCtrl Interface Module, 8 input/16 output Med Associates DIG-716B
    SmartCtrl Connection Panel, 8 input/16 output Med Associates SG-716B
    45 mg Tablet-Fruit Punch TestDiet 1811255 Several flavors available

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Floresco, S. B., Block, A. E., Tse, M. T. L. Inactivation of the medial prefrontal cortex of the rat impairs strategy set-shifting, but not reversal learning, using a novel, automated procedure. Behavioural Brain Research. 190, 85-96 (2008).
    2. Nicolle, M. M., Baxter, M. G. Glutamate receptor binding in the frontal cortex and dorsal striatum of aged rats with impaired attentional set-shifting. European Journal of Neuroscience. 18, 3335-3342 (2003).
    3. Ragozzino, M. E., Ragozzino, K. E., Mizumori, S. J. Y., Kesner, R. P. Role of the dorsomedial striatum in behavioral flexibility for response and visual cue discrimination learning. Behavioral Neuroscience. 116, 105-115 (2002).
    4. Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Dissociation in prefrontal cortex of affective and attentional shifts. Nature. 380, 69-72 (1996).
    5. Monchi, O., Petrides, M., Petre, V., Worsley, K., Dagher, A. Wisconsin Card Sorting Revisited: Distinct Neural Circuits Participating in Different Stages of the Task Identified by Event-Related Functional Magnetic Resonance Imaging. The Journal of Neuroscience. 21, 7733-7741 (2001).
    6. Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Dissociable Forms of Inhibitory Control within Prefrontal Cortex with an Analog of the Wisconsin Card Sort Test: Restriction to Novel Situations and Independence from "On-Line" Processing. The Journal of Neuroscience. 17, 9285-9297 (1997).
    7. Floresco, S. B., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Magyar, O. Dissociable Roles for the Nucleus Accumbens Core and Shell in Regulating Set Shifting. The Journal of Neuroscience. 26, 2449-2457 (2006).
    8. Ragozzino, M. E., Detrick, S., Kesner, R. P. Involvement of the Prelimbic-Infralimbic Areas of the Rodent Prefrontal Cortex in Behavioral Flexibility for Place and Response Learning. The Journal of Neuroscience. 19, 4585-4594 (1999).
    9. Ragozzino, M. E., Jih, J., Tzavos, A. Involvement of the dorsomedial striatum in behavioral flexibility: role of muscarinic cholinergic receptors. Brain Research. 953, 205-214 (2002).
    10. Witten, I. B., et al. Recombinase-Driver Rat Lines: Tools, Techniques, and Optogenetic Application to Dopamine-Mediated Reinforcement. Neuron. 72, 721-733 (2011).
    11. Floresco, S. B., Magyar, O., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Tse, M. T. L. Multiple Dopamine Receptor Subtypes in the Medial Prefrontal Cortex of the Rat Regulate Set-Shifting. Neuropsychopharmacology. 31, 297-309 (2006).
    12. Aoki, S., Liu, A. W., Zucca, A., Zucca, S., Wickens, J. R. Role of Striatal Cholinergic Interneurons in Set-Shifting in the Rat. The Journal of Neuroscience. 35, 9424-9431 (2015).
    13. Dias, R., Aggleton, J. P. Effects of selective excitotoxic prefrontal lesions on acquisition of nonmatching- and matching-to-place in the T-maze in the rat: differential involvement of the prelimbic-infralimbic and anterior cingulate cortices in providing behavioural flexibility. European Journal of Neuroscience. 12, 4457-4466 (2000).
    14. Hunt, P. R., Aggleton, J. P. Neurotoxic Lesions of the Dorsomedial Thalamus Impair the Acquisition But Not the Performance of Delayed Matching to Place by Rats: a Deficit in Shifting Response Rules. The Journal of Neuroscience. 18, 10045-10052 (1998).
    15. Jones, B., Mishkin, M. Limbic lesions and the problem of stimulus-Reinforcement associations. Experimental Neurology. 36, 362-377 (1972).
    16. Chen, K. C., Baxter, M. G., Rodefer, J. S. Central blockade of muscarinic cholinergic receptors disrupts affective and attentional set-shifting. European Journal of Neuroscience. 20, 1081-1088 (2004).
    17. Bradfield, L. A., Bertran-Gonzalez, J., Chieng, B., Balleine, B. W. The thalamostriatal pathway and cholinergic control of goal-directed action: interlacing new with existing learning in the striatum. Neuron. 79, 153-166 (2013).
    18. Okada, K., et al. Enhanced flexibility of place discrimination learning by targeting striatal cholinergic interneurons. Nat Commun. 5, (2014).
    19. Ragozzino, M. E. Acetylcholine actions in the dorsomedial striatum support the flexible shifting of response patterns. Neurobiology of Learning and Memory. 80, 257-267 (2003).
    20. Ravizza, S. M., Carter, C. S. Shifting set about task switching: Behavioral and neural evidence for distinct forms of cognitive flexibility. Neuropsychologia. 46, 2924-2935 (2008).
    21. Rushworth, M. F. S., Hadland, K. A., Paus, T., Sipila, P. K. Role of the Human Medial Frontal Cortex in Task Switching: A Combined fMRI and TMS Study. Journal of Neurophysiology. 87, 2577-2592 (2002).
    22. Bissonette, G. B., Roesch, M. R. Rule encoding in dorsal striatum impacts action selection. European Journal of Neuroscience. 42, 2555-2567 (2015).

    Tags

    Beteende neuroscience hjärna beteende flexibilitet set-växling uppmärksamhet beteende regel striatum kolinerga interneuronen råtta
    Nya varianter för strategi som skiftande i råtta
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Aoki, S., Liu, A. W., Zucca, A.,… More

    Aoki, S., Liu, A. W., Zucca, A., Zucca, S., Wickens, J. R. New Variations for Strategy Set-shifting in the Rat. J. Vis. Exp. (119), e55005, doi:10.3791/55005 (2017).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter