Procedimientos operantes para la evaluación de la flexibilidad conductual en ratas

El objetivo general del siguiente experimento es evaluar la flexibilidad conductual, incluido el cambio de conjunto y el aprendizaje de inversión en ratas utilizando un método automatizado basado en operante. Esto se logra entrenando previamente a los animales en el comportamiento de presión de la palanca para familiarizarlos con la extensión y la retracción de las palancas y garantizar un informe consistente. A continuación, los animales se prueban en la primera tarea de la secuencia deseada.

Por ejemplo, la discriminación visual de señales en la secuencia de cola a respuesta, que establece la capacidad del animal para aprender una regla de discriminación. A continuación, los animales se someten a la segunda tarea de la secuencia deseada con el fin de evaluar la flexibilidad conductual del animal, es decir, su capacidad para pasar de una regla a otra. Los resultados muestran efectos sobre diferentes aspectos de la flexibilidad conductual a partir de diversas manipulaciones farmacológicas o anatómicas.

La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes, como las tareas basadas en laberintos o excavaciones, es que hay un mayor control y estandarización de estímulos, y la tasa de recopilación de datos aumenta considerablemente. La demostración del procedimiento estará a cargo de Bradley Roberts, un estudiante de pregrado de mi laboratorio para realizar pruebas de flexibilidad conductual en ratas. Utilice cámaras operativas equipadas con un mínimo de dos palancas retráctiles colocadas a ambos lados de un área central de entrega de refuerzo, dos luces de estímulo, una ubicada encima de cada palanca, una luz de casa y un dispensador de refuerzo.

Asegúrese de que la luz de la casa ilumine toda la cámara sin interferir con la detección de las luces de estímulo. Use alimentos sabrosos como refuerzo, como gránulos de sacarosa de 45 miligramos. Controle la presentación del estímulo, el funcionamiento de la palanca y la recopilación de datos a través de una interfaz con un ordenador.

Consulte el protocolo de texto para obtener detalles adicionales sobre el entrenamiento previo de las ratas. Siguiendo las pautas del protocolo de texto, dé a las ratas sesiones de entrenamiento con palancas retráctiles para familiarizarlas con la extensión y retracción de las palancas y para asegurarse de que las ratas estén cometiendo relativamente pocas omisiones para cuando pasen a las fases principales de prueba de la tarea. Durante cada prueba, determine qué palanca extender las extensiones de palanca alternativas en un orden pseudoaleatorio de modo que haya 45 pruebas de palanca izquierda y 45 pruebas de palanca derecha, pero no más de dos pruebas consecutivas.

Extienda la misma palanca, extienda la palanca seleccionada. Refuerce al animal después de que presione la palanca dentro de los 10 segundos, después de lo cual la palanca se retrae. Si el animal no responde dentro de los 10 segundos, retraiga la palanca y registre una omisión.

Continúe con sesiones de entrenamiento de palanca retráctil de 30 minutos durante un número fijo de días o hasta que los animales cumplan con un criterio mínimo de cinco o menos omisiones durante dos días consecutivos para probar a los animales en la cola de la secuencia de respuesta, que representa una de las dos posibles secuencias de prueba para el cambio de estrategia. Comience a probar animales en la tarea Q. Esta tarea refuerza a los animales para que respondan a la palanca debajo de la luz de estímulo iluminada, y es la tarea establecida en la secuencia.

Comience cada prueba con ambas palancas retraídas, ilumine la luz de estímulo izquierda o derecha durante tres segundos. A continuación, extienda ambas palancas en la cámara durante 10 segundos o hasta que se produzca una respuesta. Refuerce solo una respuesta correcta en la palanca señalizada ante una respuesta en cualquiera de las palancas.

Retraiga las palancas. Comience las pruebas cada 20 segundos durante toda la sesión. Determinar pseudo aleatoriamente el orden de los ensayos de manera que no ocurran más de dos ensayos consecutivos con el mismo estímulo.

Luz iluminada. Continuar los ensayos hasta que un animal haya completado 10 respuestas correctas consecutivas y haya completado un mínimo de 30 ensayos o hasta que se completen de 150 a 200 ensayos sin alcanzar el criterio. Al día siguiente, después de alcanzar el criterio en la tarea Q, cambie a los animales a la tarea de respuesta, que representa la tarea de cambio en la secuencia, y que refuerza a los animales para responder en la palanca opuesta a su preferencia lateral.

Independientemente de la señal, comenzando con ambas palancas retraídas, se ilumina aleatoriamente cualquiera de las luces de estímulo durante tres segundos, luego extiende ambas palancas hacia la cámara durante 10 segundos o hasta que se produzca una respuesta. Refuerce solo una respuesta en la palanca de posición correcta opuesta al lado del animal, dando preferencia a una respuesta en cualquiera de las palancas. Retraiga las palancas, continúe los ensayos hasta que el animal haya alcanzado el criterio de 10 respuestas correctas consecutivas.

El cambio de estrategia eficiente depende de la corteza prefrontal medial. En el primer día de tratamiento, la inactivación prefrontal no afectó el rendimiento en la tarea Q set. Sin embargo, la inactivación prefrontal en el segundo día afectó significativamente el rendimiento en la tarea de cambio de respuesta, ya que los animales requirieron más ensayos para alcanzar el rendimiento criterio.

En comparación, la reversión de la respuesta, la discriminación no mostró dependencia de la corteza prefrontal medial. Los animales que recibieron la inactivación de la corteza prefrontal el día de la reversión no difirieron de los animales con infusión de solución salina, lo que respalda investigaciones anteriores que muestran que la corteza frontal orbital, no la corteza prefrontal medial, regula el aprendizaje de la reversión en una variedad de tareas. Para demostrar cómo los ensayos de recordatorio pueden ayudar en la interpretación de datos, las ratas adquirieron una regla Visual Q el primer día.

En el segundo día, las ratas recibieron peritol de vehículo o hallal y luego se les administraron 20 pruebas de recordatorio del primer día antes de cambiar a la discriminación de respuesta. Los resultados muestran que el peritol hallal afectó la recuperación de la señal visual durante los ensayos de recordatorio. Posteriormente, las ratas tratadas con peritol hallal requirieron menos ensayos para alcanzar el criterio, un resultado que podría haberse interpretado como una mejora en el cambio de conjunto si no se hubiera dispuesto de ensayos recordatorios que indicaran que la memoria estaba realmente deteriorada para la regla anterior.

Otros métodos como las manipulaciones anatómicas, ambientales o genéticas, así como las técnicas de registro fisiológico o químico pueden añadirse a este procedimiento para explorar las bases neurobiológicas de la flexibilidad conductual y la función ejecutiva.