大鼠策略集转换任务的新变式

行为灵活性对于在这个不断变化的世界中生存至关重要。用于检测这种能力的行为范式之一是策略转换任务，该任务已被应用于灵长类动物和啮齿类动物。该任务要求将注意力从一个刺激维度转移到另一个刺激维度，以改变行为策略。

在典型的大鼠策略转换任务中，动物需要关注先前无关的刺激维度。然而，在现实生活情境中，我们通常不仅会关注先前无关的刺激维度，还会同时注意其他刺激，例如完全新颖的或历史上具有相关性的线索，从而改变我们的行为策略。本文中，我们介绍了一种新的大鼠策略转换任务变式。

集合转移实验需要设置三种不同的条件。在这三种条件下，动物均需完成相同的行为策略转变，该转变包括两个阶段：初始的反应策略阶段，以及随后向视觉线索策略的转换阶段。在反应策略阶段，当动物按压正确的杠杆时会获得奖励。

在整个这一阶段，杠杆保持不变。接下来，当应用新的获得奖励的规则时，视觉线索策略发生变化，动物需要选择被视觉线索照亮的杠杆。在条件一中，初始反应时不给予任何灯光，动物必须注意一个新的灯光线索。

在条件二中，光线索提示初始反应策略中的正确一侧，但该线索不一定用于做出选择。在此情况下，动物会关注一个具有历史相关性的线索。在条件三中，视觉线索随机出现在任一杠杆上方，无论其是否正确，因此必须忽略该线索。

该实验要求动物在接下来的视觉线索策略中关注先前无关的线索。动物到达后，以每组两到三只大鼠共同饲养。一周后，将它们分别转移至单独的笼子中，并进行食物限制。

实验前五天，每天温和地抓取动物并进行五分钟的处理。每个操作式条件反射箱均包含一个箱内灯、一个纯音发生器、两个相同的视觉线索指示器、两个杠杆以及一个食盒。实验第一天，将动物放入操作式条件反射箱中进行20分钟的适应。

一旦将动物分配到特定的实验箱后，所有行为学任务均在此进行。适应环境后，当动物返回其居住笼时，给予10-15粒食物颗粒，使其熟悉奖励。次日，开始食丸发放器训练。

在此阶段，每只动物总共给予20粒食丸，给予速率为每分钟1粒。下一阶段为连续强化程序，在此期间动物每按压杠杆一次即可获得1粒食丸。

此过程持续至每轮训练中动物获得60次奖励或持续40分钟为止。当动物连续至少两天完成一轮训练后，将进入下一阶段。在此阶段，动物将接受杠杆按压试验的训练。

实验开始时会发出持续三秒的提示音。提示音结束后两秒，左侧或右侧杠杆中会有一个出现。动物需在十秒内按压杠杆，才能获得奖励。

每次训练包含80次试验，试验间间隔为20-30秒。当动物在80次试验中遗漏少于10次时，即进入最后一次训练阶段。侧向偏好测试用于确定动物对任一杠杆的偏好。

当左右两侧杠杆均至少被按压两次时，即视为一次成功的试验。首先，动物需要选择一个杠杆以获得奖励，所选择的一侧将被记录。

在下一次尝试中，要求动物选择与第一次相反的一侧才能获得奖励。如果动物仍选择相同的一侧，则不会给予奖励，试验将继续，直到动物按压另一侧为止。该测试共包含七次试验，可用于确定每只动物的侧向偏好。

从此时起，测试阶段开始。每天的实验包含80次试验。在此阶段，动物必须对与其偏好相反一侧的杠杆作出反应。

与已进行的压杆试验训练类似，在声音呈现两秒后，会同时出现两个杠杆，动物可从中选择其一。若选择正确，则获得奖励；若选择另一侧，则该次试验被记为错误试验，且不给予奖励。

当动物在十秒内未作出反应时，该次试验记为一次遗漏。这种反应策略的初步学习持续四天。在此阶段，共有三种不同的条件，它们在视觉线索的呈现方式上有所不同。

在条件一中，不给予任何光线索。在条件二中，正确的一侧会亮起光线索，但动物无需使用该线索，因为它们根据杠杆的位置来学习并采用这种策略。在条件三中，光线索随机出现在左侧或右侧，属于无关的光线索。

当动物学会基于杠杆位置的反应策略后，行为规则将转变为基于视觉线索的策略。在条件一中，动物必须关注一个全新的刺激；在条件二中，动物必须关注一个先前具有相关性的线索。

在条件三中，动物必须关注之前无关的线索。重要的是，所有条件都需要相同的策略转变。在此视觉线索学习中，对错误的数量和类型进行了详细分析。

首先，在所有试验中，当先前正确杠杆对侧的灯光线索被点亮时，如果动物对先前正确的杠杆作出反应，则将此类错误分类为持续性错误或回归性错误。为了区分这两类错误，通过每次推进一个试验的方式，计算一个包含十个试验的滑动窗口内的错误次数。持续性错误的计分将持续进行，直到动物在十个试验的滑动窗口内犯错少于八次为止。

此后发生的错误被视为退行性错误。相比之下，当动物对先前不正确的杠杆作出反应，而该杠杆从未出现过光线索时，则记为未强化错误。通过采用这些行为实验设计的新变式，我们最近的研究比较了完整大鼠与纹状体胆碱能中间神经元选择性损伤大鼠的表现。

损伤动物在初始反应策略的习得方面保持完整。此外，在策略转换后，它们在三种条件下以及任何处理组中均未表现出正确反应百分比的显著下降。然而，对错误类型的仔细分析揭示了差异。

当腹侧纹状体的胆碱能中间神经元被消融后，动物在需要将注意力转向新刺激时，会出现更多的持续性错误。另一方面，当背内侧纹状体的胆碱能中间神经元缺失时，动物在需要关注先前无关刺激时，会更倾向于坚持旧的策略。此外，还观察到该条件下伴随的、与从未强化错误数量减少相关的功能障碍。

相比之下，两种损伤均未影响动物在光线索仍具相关性时的行为转变。这些结果表明，当需要将注意力转向新异刺激时，依赖于腹侧胆碱能系统；而当需要将注意力转向先前无关的线索时，可能依赖于背内侧胆碱能系统。本文中，我们介绍了一种新的设定转移任务变式，用于检测大鼠的行为灵活性。

我们认为，应用这些新范式有助于进一步理解行为规则改变时对动作进行灵活控制的神经机制。