El condicionamiento pavloviano de la asociación subsegundo entre estímulos para provocar una respuesta condicionada se ha utilizado durante mucho tiempo para sondear el aprendizaje dependiente del cerebelo. Por ejemplo, en el acondicionamiento clásico de retardo del parpadeo ocular (DEC), los animales aprenden a hacer un parpadeo protector bien oportuno en respuesta a un estímulo condicional neutro (CS; por ejemplo, un destello de luz o tono auditivo) cuando se combina repetidamente con un estímulo incondicional (US; por ejemplo, una bocanada de aire aplicada a la córnea) que siempre provoca un parpadeo reflejo, y que llega al final o cerca del final del CS. La respuesta aprendida se conoce como respuesta condicionada (RC), mientras que la respuesta refleja se conoce como respuesta incondicionada (UR). En conejos, las lesiones específicas del cerebelo interrumpen esta forma de aprendizaje 1,2,3,4. Además, los picos complejos celulares de Purkinje, impulsados por sus entradas de fibra ascendente5, proporcionan una señal necesaria de 6,7 y 8,9 suficiente para la adquisición de CR correctamente sincronizados.
Más recientemente, se han desarrollado paradigmas de aprendizaje asociativo dependientes de la fibra para ratones con cabeza fija. DEC fue el primer paradigma de aprendizaje asociativo que se adaptó a esta configuración10,11. El DEC en ratones fijos de cabeza se ha utilizado para identificar regiones cerebelosas 11,12,13,14,15,16,17 y elementos de circuito 11,1 2,13,14,15,18,19 que son necesarios para la adquisición y extinción de tareas. Este enfoque también se ha utilizado para demostrar cómo evoluciona la representación fisiológica a nivel celular de los parámetros de la tarea con el aprendizaje 13,15,16.
Además del parpadeo ocular, el paradigma del acondicionamiento táctil de sobresalto retardado (DTSC) se desarrolló recientemente como una novedosa tarea de aprendizaje asociativo para ratones con cabeza fija20. Conceptualmente similar al DEC, DTSC implica la presentación de un CS neutro con un US, un toque en la cara suficiente en intensidad para activar un reflejo de sobresalto21,22 como el UR. En el paradigma DTSC, tanto el UR como el CR se leen como locomoción hacia atrás en una rueda. DTSC ahora se ha utilizado para descubrir cómo el aprendizaje asociativo altera la actividad cerebelosa y los patrones de expresión génica20.
En este trabajo, se desarrolló un método para aplicar de manera flexible DEC o DTSC en una sola plataforma. Los atributos de estímulo y plataforma se esquematizan en la Figura 1. El diseño incorpora la capacidad de rastrear el comportamiento de los animales con una cámara, así como un codificador giratorio para rastrear la locomoción del mouse en una rueda. Todos los aspectos del registro de datos y la estructura de prueba están controlados por microcontroladores emparejados (Arduino) y una computadora de placa única (SBC; Raspberry Pi). Se puede acceder a estos dispositivos a través de una interfaz gráfica de usuario proporcionada. Aquí, presentamos un flujo de trabajo para la configuración, preparación y ejecución de experimentos, y una canalización de análisis personalizada para la visualización de datos.