El aprendizaje de nuevas asociaciones de estímulo-respuesta se acopla a una amplia gama de procesos neuronales que se reflejan en última instancia en el cambio de pico de salida de las neuronas individuales. Aquí se describe un protocolo de comportamiento que permite el registro continuo de la actividad de una sola neurona mientras que los animales adquieren, extinguen y readquirir una respuesta condicionada en una sola sesión experimental.
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Artículo de método
Grabación Potenciales de Acción Individual Neuronas "de que se mueven libremente Palomas en sus Tres Etapas del Aprendizaje
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Resumen
Resumen
Mientras que el tema de la educación ha atraído un enorme interés de los científicos, tanto de comportamiento y neuronales, relativamente pocos investigadores han observado la actividad de una sola neurona mientras que los animales están adquiriendo una respuesta operantemente acondicionado, o cuando se extingue esa respuesta. Pero incluso en estos casos, los períodos de observación por lo general abarcan sólo una única etapa de aprendizaje, es decir, la adquisición o la extinción, pero no ambos (las excepciones incluyen los protocolos que emplean el aprendizaje reversión; ver Bingman et al 1 para un ejemplo.). Sin embargo, la adquisición y la extinción implican diferentes mecanismos de aprendizaje y por lo tanto se espera que estén acompañados de diferentes tipos y / o loci de la plasticidad neuronal.
En consecuencia, hemos desarrollado un paradigma de comportamiento que instituye tres etapas de aprendizaje en una sola sesión de comportamiento y que es muy adecuado para el registro simultáneo de los potenciales de acción de las neuronas individuales. Animales de unre entrenados en una tarea de elección forzada intervalo único que requiere el mapeo de cada uno de dos posibles respuestas de opción a la presentación de diferentes estímulos visuales nuevos (adquisición). Después de haber alcanzado un criterio de rendimiento predefinido, una de las dos respuestas de opción ya no está reforzada (extinción). Después de una cierta disminución en el nivel de rendimiento, las respuestas correctas se refuerzan de nuevo (readquisición). Mediante el uso de un nuevo conjunto de estímulos en cada sesión, los animales pueden experimentar el proceso de adquisición-extinción-readquisición repetidamente. Debido a las tres etapas de aprendizaje ocurren en una sola sesión de comportamiento, el paradigma es ideal para la observación simultánea de la salida de clavar de múltiples neuronas individuales. Utilizamos las palomas como sistemas modelo, pero la tarea se puede adaptar fácilmente a cualquier otra especie capaz de aprendizaje discriminativo acondicionado.
Introducción
El aprendizaje de nuevas asociaciones de estímulo-respuesta en los resultados se acopla a una amplia gama de procesos de plasticidad neural. Estos procesos se reflejan en última instancia, en la salida de pico cambiante de las neuronas individuales. Podría decirse que uno de los paradigmas de aprendizaje más frecuentemente empleado es el condicionamiento del miedo pavloviano realizado con roedores. En este contexto, la adquisición y la extinción de una respuesta condicionada se llevan a cabo dentro de unas pocas docenas de ensayos 2. El rápido desarrollo de miedo condicionado puede ser ventajosa debido a que permite la ejecución de un gran número de animal....
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Protocolo
Declaración de Ética
Todos los experimentos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices alemanas para el cuidado y uso de animales en la ciencia. Los procedimientos fueron aprobados por un comité nacional de ética del estado de Renania del Norte-Westfalia, Alemania.
Descripción general del sistema
Operante Cámara Testing
La cámara operante (Figura 1), mide 34 cm x 34 cm x 50 cm. Tres teclas translúcidas de respuesta (4 cm x 4 cm, que se encuentra aproximadamente a 20 cm por encima del nivel del suelo) están empotrad....
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Resultados
Comportamiento
Figura 4A muestra el rendimiento de comportamiento de un animal en una sesión de ejemplo. El nivel de rendimiento del animal alcanza criterio para NS 2 dentro de los 180 ensayos (45 presentaciones de estímulo) y está cerca del 100% para el NS 1 desde el principio. Esta estrategia - primera respuesta a la misma clave tanto para los nuevos estímulos, y luego ajustando respuestas para uno de los estímulos - es lo más a menudo observado como inicial aleatoria respond.......
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Discusión
Este protocolo describe una tarea conductual complejo adecuado para las grabaciones de una sola unidad concurrentes. Hemos descrito la tarea CFSE para las palomas, pero se puede adaptar fácilmente a los roedores al exigir asoma la nariz o de la palanca de pulsar en lugar de picotazos clave, y sustituyendo visual por olfativo, auditivo, o estímulos táctiles.
Tal vez los pasos más críticos durante el procedimiento de formación son: 1) la reducción gradual de la recompensa probabilidad y 2) aum.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Esta investigación fue apoyada por subvenciones de la Fundación Alemana de Investigación (DFG) a MCS (PARA 1581, el STU 544/1-1) y OG (PARA 1581, SFB 874). La página web de la DFG es http://www.dfg.de/en/index.jsp. Los financiadores no tenía papel en el diseño del estudio, recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación de los autores manuscript.The agradecer a Thomas Seidenbecher para que nos proporciona el protocolo de sobrerregulación, así como Tobias Otto para obtener ayuda con la configuración del electrofisiológico equipo de grabación.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Alambre de resistencia (para uso como electrodos) | California Fine Wire, Grover Beach, CA, EE. UU | Stablohm 675; alambres de nicromo recubiertos de formvar (diámetro exterior 25 y micro; m) | |
| Microconectores | Ginder Scientific, Nepean, Ontario, Canadá | GS18PLG-220 (enchufe) & GS18SKT-220 (zócalo para construir el escenario principal) | |
| Cánulas | Henke Sass Wolf, Tuttlingen, Alemania | 0.4 x 20 mm/ 27 Gx3/4" | |
| Solución de oro para enchapado | Neuralynx, Bozeman, MT, EE. UU | Proceso SIFCO Oro sin cianuro, Código 5355 | |
| Solución para baño ultrasónico | Alconox, Inc., Nueva York, EE. UU. | 1304 | Tergazyme |
| Pegamento conductor | Henkel Loctite | LOCTITE 3888 Relleno de plata, conductor, adhesivo | |
| Tornillos de acero inoxidable | J.I. Morris, Southbridge, MA, EE. UU | F0CE125 tornillos miniatura autorroscantes, longitud del cuerpo 1/8 | |
| pulgadas Cemento dental fotopolimerizable | van der Ven Dental, Duisburg, Alemania | Omniceram Evo Flow A2 | |
| van der Ven Dental, Duisburg, Alemania | Jovident Excelled 215 Lámpara de polimerización (unidad de fotopolimerización LED inalámbrica) | ||
| Amplificadores de filtro | npi electronic GmbH, Alemania | DPA-2FS | |
| Cambridge Electronic Design, Cambridge, Reino Unido | power 1401 | ||
| Spike2 software | Cambridge Electronic Design, Cambridge, Reino Unido | Versión 7.06a | |
| MATLAB | The Mathworks, Natick, MA, EE. UU. | R2012a |
Referencias
- Bingman, V. P., Gasser, B. A., Colombo, M. Responses of pigeon (Columba livia) wulst neurons during acquisition and reversal of a visual discrimination task. Behav Neurosci. 122, 1139-1147 (2008).
- Herry, C., Ciocchi, S., Senn, V., Demmou, L., Müller, C., Lüthi, A.
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Reimpresiones y permisos
