Name: Lenregistrement des potentiels daction unique neurones de se déplacer librement à travers Pigeons Trois étapes de lapprentissage (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-02T13:45:00.000+00:00
Duration: 11 min 20 s
Description: Découvrez l'enregistrement des potentiels d'action de neurones uniques chez des pigeons en mouvement libre pendant une tâche de discrimination visuelle. Cette méthode permet d'étudier les mécanismes neuronaux de l'apprentissage et de l'extinction.

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Cette recherche a été financée par des subventions de la Fondation allemande pour la recherche (DFG) à MCS (POUR 1581, STU 544/1-1) et OG (POUR 1581, SFB 874). Le site de la DFG est http://www.dfg.de/en/index.jsp. Les bailleurs de fonds n&#39;ont joué aucun rôle dans la conception de l&#39;étude, la collecte et l&#39;analyse des données, la décision de publier, ou de la préparation des auteurs manuscript.The remercier Thomas Seidenbecher pour nous fournir le protocole dorure ainsi que Tobias Otto de l&#39;aide pour la mise en place de la électrophysiologique matériel d&#39;enregistrement.

<ol><li>Bingman, V. P., Gasser, B. A., Colombo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+of+pigeon+%28Columba+livia%29+wulst+neurons+during+acquisition+and+reversal+of+a+visual+discrimination+task%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Responses of pigeon (Columba livia) wulst neurons during acquisition and reversal of a visual discrimination task.</a> Behav Neurosci. 122, 1139-1147 (2008).</li>
<li>Herry, C., Ciocchi, S., Senn, V., Demmou, L., Müller, C., Lüthi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Switching+on+and+off+fear+by+distinct+neuronal+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Switching on and off fear by distinct neuronal circuits.</a> Nature. 454, 600-606 (2008).</li>
<li>Quirk, G. J., Repa, C., LeDoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fear+conditioning+enhances+short-latency+auditory+responses+of+lateral+amygdala+neurons%3A+parallel+recordings+in+the+freely+behaving+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Fear conditioning enhances short-latency auditory responses of lateral amygdala neurons: parallel recordings in the freely behaving rat.</a> Neuron. 15, 1029-1039 (1995).</li>
<li>Quirk, G. J., Armony, J. L., Ledoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Components+of+Tone-Evoked+Spike+Trains+in+Auditory+Cortex+and+Lateral+Amygdala%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Components of Tone-Evoked Spike Trains in Auditory Cortex and Lateral Amygdala.</a> Neuron. 19, 613-624 (1997).</li>
<li>Maren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+fear+conditioning+increases+CS-elicited+spike+firing+in+lateral+amygdala+neurons+even+after+extensive+overtraining%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Auditory fear conditioning increases CS-elicited spike firing in lateral amygdala neurons even after extensive overtraining.</a> Eur J Neurosci. 12, 4047-4054 (2000).</li>
<li>Milad, M. R., Quirk, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurons+in+medial+prefrontal+cortex+signal+memory+for+fear+extinction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Neurons in medial prefrontal cortex signal memory for fear extinction.</a> Nature. 420, 713-717 (2002).</li>
<li>Hobin, J. A., Goosens, K. A., Maren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Context-dependent+neuronal+activity+in+the+lateral+amygdala+represents+fear+memories+after+extinction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Context-dependent neuronal activity in the lateral amygdala represents fear memories after extinction.</a> J Neurosci. 23, 8410-8416 (2003).</li>
<li>Maren, S., Hobin, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+regulation+of+context-dependent+neuronal+activity+in+the+lateral+amygdala%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Hippocampal regulation of context-dependent neuronal activity in the lateral amygdala.</a> Learn Mem. 14, 318-324 (2007).</li>
<li>Knapska, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+involvement+of+the+central+amygdala+in+appetitive+versus+aversive+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Differential involvement of the central amygdala in appetitive versus aversive learning.</a> Learn Mem. 13, 192-200 (2006).</li>
<li>Harloe, J. P., Thorpe, A. J., Lichtman, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+endocannabinoid+regulation+of+extinction+in+appetitive+and+aversive+Barnes+maze+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Differential endocannabinoid regulation of extinction in appetitive and aversive Barnes maze tasks.</a> Learn Mem. 15, 806-809 (2008).</li>
<li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., Wilson, M., McNaughton, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tetrodes+markedly+improve+the+reliability+and+yield+of+multiple+single-unit+isolation+from+multi-unit+recordings+in+cat+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex.</a> J Neurosci Methods. 63, 43-54 (1995).</li>
<li>Lewicki, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+methods+for+spike+sorting%3A+the+detection+and+classification+of+neural+action+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Network%22%5BJournal%5D)">A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural action potentials.</a> Network. 9, (1998).</li>
<li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((34%3BSuperstition%26%2334%3B+in+the+pigeon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Psychol%22%5BJournal%5D)">34;Superstition&#34; in the pigeon.</a> J Exp Psychol. 121, 273-274 (1948).</li>
<li>Herrnstein, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relative+and+absolute+strength+of+response+as+a+function+of+frequency+of+reinforcement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Anal+Behav%22%5BJournal%5D)">Relative and absolute strength of response as a function of frequency of reinforcement.</a> J Exp Anal Behav. 4, 267-272 (1961).</li>
<li>Brown, P. L., Jenkins, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auto-shaping+of+the+pigeon%27s+key-peck%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Anal+Behav%22%5BJournal%5D)">Auto-shaping of the pigeon's key-peck.</a> J Exp Anal Behav. 11, 1-8 (1968).</li>
<li>Epstein, R., Kirshnit, C. E., Lanza, R. P., Rubin, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((34%3BInsight%26%2334%3B+in+the+pigeon%3A+antecedents+and+determinants+of+an+intelligent+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">34;Insight&#34; in the pigeon: antecedents and determinants of an intelligent performance.</a> Nature. 308, 61-62 (1984).</li>
<li>Mazur, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Varying+initial-link+and+terminal-link+durations+in+concurrent-chains+schedules%3A+a+comparison+of+three+models%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Processes%22%5BJournal%5D)">Varying initial-link and terminal-link durations in concurrent-chains schedules: a comparison of three models.</a> Behav Processes. 66, 189-200 (2004).</li>
<li>Herrnstein, R. J., Loveland, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+visual+concept+in+the+pigeon%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Complex visual concept in the pigeon.</a> Science. 146, 549-551 (1964).</li>
<li>Stüttgen, M. C., Yildiz, A., Güntürkün, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+criterion+setting+in+perceptual+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Anal+Behav%22%5BJournal%5D)">Adaptive criterion setting in perceptual decision making.</a> J Exp Anal Behav. 96, 155-176 (2011).</li>
<li>Stüttgen, M. C., Kasties, N., Lengersdorf, D., Starosta, S., Güntürkün, O., Jäkel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suboptimal+criterion+setting+in+a+perceptual+choice+task+with+asymmetric+reinforcement%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Processes%22%5BJournal%5D)">Suboptimal criterion setting in a perceptual choice task with asymmetric reinforcement.</a> Behav Processes. 96, 59-70 (2013).</li>
<li>Rose, J., Otto, T., Dittrich, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Biopsychology-Toolbox%3A+a+free%2C+open-source+Matlab-toolbox+for+the+control+of+behavioral+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">The Biopsychology-Toolbox: a free, open-source Matlab-toolbox for the control of behavioral experiments.</a> J Neurosci Methods. 175, (2008).</li>
<li>Bilkey, D. K., Muir, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low+cost%2C+high+precision+subminiature+microdrive+for+extracellular+unit+recording+in+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A low cost, high precision subminiature microdrive for extracellular unit recording in behaving animals.</a> J Neurosci Methods. 92, 87-90 (1999).</li>
<li>Bilkey, D. K., Russell, N., Colombo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+lightweight+microdrive+for+single-unit+recording+in+freely+moving+rats+and+pigeons%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">A lightweight microdrive for single-unit recording in freely moving rats and pigeons.</a> Methods. 30, 152-158 (2003).</li>
<li>Gallistel, C. R., Gibbon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time%2C+rate%2C+and+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Rev%22%5BJournal%5D)">Time, rate, and conditioning.</a> Psychol Rev. 107, 289-344 (1993).</li>
<li>Starosta, S., Güntürkün, O., Stüttgen, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus-response-outcome+coding+in+the+pigeon+nidopallium+caudolaterale%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Stimulus-response-outcome coding in the pigeon nidopallium caudolaterale.</a> PLoS One. 8, (2013).</li>
<li>McNaughton, B. L., O'Keefe, J., Barnes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+stereotrode%3A+a+new+technique+for+simultaneous+isolation+of+several+single+units+in+the+central+nervous+system+from+multiple+unit+records%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">The stereotrode: a new technique for simultaneous isolation of several single units in the central nervous system from multiple unit records.</a> J Neurosci Methods. 8, 391-397 (1983).</li>
<li>Hill, D. N., Mehta, S. B., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality+metrics+to+accompany+spike+sorting+of+extracellular+signals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Quality metrics to accompany spike sorting of extracellular signals.</a> J Neurosci. 31, 8699-8705 (2011).</li>
</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à révéler.

Ce protocole décrit une tâche comportementale complexe adapté aux enregistrements unitaires simultanées. Nous avons décrit la tâche SIFC pour les pigeons, mais il peut être facilement adapté aux rongeurs en exigeant pokes nez ou levier de pression plutôt que des coups de bec clés, et son remplacement par visuel olfactif, auditif, ou stimuli tactiles. Peut-être les étapes les plus critiques lors de la procédure de formation sont: 1) la réduction progressive de la récompense probabilité et 2) ...

Apprendre de nouvelles associations stimulus-réponse-résultat engage un large éventail de processus de plasticité neuronale. Ces procédés sont en fin de compte en compte dans la production de la modification transitoire des neurones individuels. Sans doute, l&#39;un des paradigmes les plus fréquemment employé d&#39;apprentissage est pavlovien conditionnement de la peur menée par les rongeurs. Dans ce cadre, l&#39;acquisition et l&#39;extinction d&#39;une réponse conditionnée ont lieu dans quelques dizaines d&#39;essais 2. Le développement rapide de la peur conditionnée peut être avantageux car il permet l&#39;exécution d&#39;un grand nombre d&#39;animaux dans un court laps de temps. En outre, l&#39;acquisition et l&#39;extinction peuvent être observées dans quelques dizaines d&#39;essais sur un seul jour chez les animaux naïfs 3,4 ou répartis sur 2 à 3 jours 2,5-8. Cependant, les connaissances acquises sur les changements de l&#39;activité neuronale pendant l&#39;apprentissage dans ces expériences ne s&#39;appliquent pas nécessairement à l&#39;extérieur du domaine de conditionnement de la peur. Par exemple, le comportement orienté vers un but entraînée par positionrenforcement tive est plus adéquate modélisé par opérant plutôt que des procédures de conditionnement pavlovien, et peut en partie dépendre de différents substrats neuronaux 9,10. Aussi, conditionnement de la peur se développe si rapidement que les réponses neuronales à la CS ne peuvent être observées pour les quelques dizaines de procès, imposant de sévères limites à l&#39;analyse des changements de l&#39;activité neuronale pendant l&#39;apprentissage. Malheureusement, l&#39;acquisition et l&#39;extinction de répondre opérant prend habituellement plusieurs jours. Cela est préjudiciable pour les enquêtes neurophysiologiques, car il est notoirement difficile à enregistrer l&#39;activité des cellules individuelles pendant plus de quelques heures. En raison de la grande similitude des formes d&#39;onde des potentiels d&#39;action extracellulaire enregistrées, il est problématique d&#39;affirmer que les pics enregistrés dans une journée sont générés à partir de la même cellule que les pointes avec des formes d&#39;onde similaires enregistrées sur la prochaine 11,12, en particulier dans les zones à forte densité de cellules tel que l&#39;hippocampe. <p class=&quot;Jove_content&quot;&gt; Pour répondre à ces questions, nous avons développé un paradigme comportemental roman utilisant trois conditions d&#39;apprentissage dans une session expérimentale sur une seule journée. Cela exige que l&#39;animal expérimental est prêt à effectuer des centaines d&#39;essais dans des conditions variables sur une mince programme de renforcement. Pigeons voyageurs (Columbia livia domestica forma) sont des organismes modèles classiques en psychologie expérimentale 13-17. Ces oiseaux sont capables d&#39;effectuer des discriminations visuelles complexes 18, peut s&#39;adapter avec souplesse à l&#39;évolution des comportements contingences de renforcement 19,20, et sont des travailleurs uniquement avides, effectuer des essais avec 1000 montant minimum de ferraillage. Ces caractéristiques les rendent particulièrement approprié pour les expériences décrites ci-dessous.

<table><tbody><tr><td>Fil de résistance (pour utilisation comme électrodes)</td><td>California Fine Wire, Grover Beach, CA, USA</td><td></td><td>Stablohm 675 ; fils nichrome revêtus de formvar (diamètre extérieur 25 &micro ; m)</td></tr><tr><td>Microconnecteurs</td><td>Ginder Scientific, Nepean, Ontario, Canada</td><td></td><td>GS18PLG-220 (fiche) & GS18SKT-220 (douille pour construire la tête d’affiche)</td></tr><tr><td>Canules</td><td>Henke Sass Wolf, Tuttlingen, Allemagne</td><td></td><td>0,4 x 20 mm/ 27 Gx3/4"</td></tr><tr><td>Solution d’or pour le placage</td><td>Neuralynx, Bozeman, MT, USA</td><td></td><td>SIFCO Process Gold Non-cyanure, Code 5355</td></tr><tr><td>Solution pour bain à ultrasons</td><td>Alconox, Inc., New York, USA</td><td>1304</td><td>Tergazyme</td></tr><tr><td>Colle conductrice</td><td>Henkel Loctite</td><td></td><td>LOCTITE 3888 Argent rempli, conductrice, adhésive</td></tr><tr><td>Vis en acier inoxydable</td><td>J.I. Morris, Southbridge, MA, USA</td><td></td><td>F0CE125 vis miniatures autotaraudeuses, longueur du corps 1/8 pouces</td></tr><tr><td>Ciment dentaire photopolymérisable</td><td>van der Ven Dental, Duisburg, Allemagne</td><td></td><td>Omniceram Evo Flow A2</td></tr><tr><td>Unité de photopolymérisation</td><td>van der Ven Dental, Duisburg, Allemagne</td><td></td><td>Jovident Excelled 215 Curing Light (unité de photopolymérisation LED sans fil)</td></tr><tr><td>Amplificateurs de filtre</td><td>npi electronic GmbH, Allemagne</td><td>DPA-2FS</td><td></td></tr><tr><td>Convertisseur A/N</td><td>Cambridge Electronic Design, Cambridge, Royaume-Uni</td><td>Puissance 1401</td><td></td></tr><tr><td>Logiciel Spike2</td><td>Cambridge Electronic Design, Cambridge, Royaume-Uni</td><td></td><td>Version 7.06a</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>The Mathworks, Natick, MA, États-Unis</td><td></td><td>R2012a</td></tr></tbody></table>

l&#39;enregistrement des potentiels d&#39;action unique neurones de se déplacer librement à travers pigeons trois étapes de l&#39;apprentissage

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

Bien que le sujet de l&#39;apprentissage a attiré un immense intérêt des scientifiques à la fois comportementales et neuronales, seulement peu de chercheurs ont observé une activité unique neurone tandis que les animaux acquièrent une réponse opérante conditionné, ou lorsque cette réponse est éteint. Mais même dans ces cas, les périodes d&#39;observation comprennent généralement une seule étape de l&#39;apprentissage, c&#39;est à dire l&#39;acquisition ou de l&#39;extinction, mais pas les deux (exceptions comprennent des protocoles utilisant l&#39;apprentissage de retournement; voir Bingman et al 1 pour un exemple.). Toutefois, l&#39;acquisition et l&#39;extinction comportent des mécanismes d&#39;apprentissage différents et devraient donc être accompagnés par différents types et / ou loci de la plasticité neuronale. En conséquence, nous avons développé un modèle de comportement qui institue trois stades de l&#39;apprentissage en une seule session de comportement et qui est bien adapté pour l&#39;enregistrement simultané de l&#39;action des potentiels des neurones simples de. Animaux unre formé sur une tâche de choix forcé seul intervalle qui nécessite la cartographie chacun des deux choix de réponses possibles à la présentation des différents nouveaux stimuli visuels (d&#39;acquisition). Après avoir atteint un critère de performance prédéfini, l&#39;une des deux réponses à choix n&#39;est plus armé (extinction). Après une certaine décroissance du niveau de performance, les bonnes réponses sont encore renforcés (réacquisition). En utilisant un nouvel ensemble de stimuli à chaque session, les animaux peuvent subir le processus d&#39;acquisition extinction-réacquisition à plusieurs reprises. Parce que tous les trois étapes de l&#39;apprentissage se produisent en une seule session de comportement, le paradigme est idéal pour l&#39;observation simultanée de la sortie de dopage de plusieurs neurones individuels. Nous utilisons les pigeons comme des systèmes modèles, mais la tâche peut facilement être adapté à d&#39;autres espèces capables d&#39;apprendre de discrimination conditionné.

Comportement La figure 4A montre les performances de comportement d&#39;un animal dans une session d&#39;exemple. Le niveau de l&#39;animal de performance atteint critère pour NS 2 dans les 180 essais (45 présentations de relance) et est proche de 100% pour la NS 1 depuis le début. Cette stratégie - la première réponse à la même clé pour deux nouveaux stimuli, et puis en ajustant les réponses pour l&#39;un des stimuli - est à peu près aussi souvent observé comme initiale aléato...

Apprendre de nouvelles associations stimulus-réponse engage un large éventail de processus neuronaux qui sont finalement pris en compte dans l&#39;évolution sortie de pic de neurones individuels. Nous décrivons ici un protocole de comportement permettant un enregistrement continu de l&#39;activité unique neurone tandis que les animaux acquièrent, éteindre, et réacquérir une réponse conditionnée dans une seule session expérimentale.

L&#39;enregistrement des potentiels d&#39;action unique neurones de se déplacer librement à travers Pigeons Trois étapes de l&#39;apprentissage

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

L'objectif général de l'expérience suivante est de caractériser les profils de réponse de neurones individuels. Pendant que le sujet expérimental effectue une tâche de discrimination visuelle impliquant l'acquisition, l'extinction et la réacquisition de réponses conditionnées. Tout d'abord, un sujet expérimenté est entraîné à produire l'une des deux réponses possibles après la présentation de l'un des deux stimuli visuels différents.Une fois que l'animal effectue de manière fiable une discrimination en répondant de façon aléatoire à l'un des deux stimuli, cette réponse n'est plus suivie de renforcement. Lorsque la réponse conditionnée à ce stimulus s'est dégradée, les réponses sont à nouveau renforcées de manière continue, entraînant une réacquisition rapide de la réponse. Les résultats montrent que les profils de réponse des neurones individuels changent progressivement pendant que l'animal est engagé dans la tâche d'apprentissage.Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes est que différentes étapes d'apprentissage sont mises en œuvre en une seule séance, en quelques heures. Cela permet de suivre les potentiels d'action de neurones individuels tout au long de l'apprentissage. Cette méthode peut fournir des informations sur les mécanismes sous-jacents au comportement opérant adaptatif au niveau cellulaire individuel.Pour commencer la formation automatique, placez un pigeon dans une chambre de test configurée comme décrit dans le protocole textuel accompagnant. Présentez ensuite un stimulus visuel d'initialisation de cinq secondes sur la touche centrale. Dès la fin du stimulus d'initialisation ou après un seul picorage de la touche de réponse, selon ce qui se produit en premier, éteignez l'illumination de la touche et présentez la récompense alimentaire en activant le distributeur de nourriture pendant deux secondes.Conservez un intervalle inter-essai plus long que la présentation du stimulus. Temps nécessaire pour faciliter l'apprentissage. Le stimulus d'initialisation sera réutilisé comme confirmation d'initialisation et touche de choix dans la tâche finale.Une fois que l'animal répond dans au moins 85 % des essais, réduisez progressivement l'intervalle inter-essai jusqu'à 10 secondes et la durée de présentation jusqu'à deux secondes. Augmentez le nombre de réponses requis pour la récompense à trois. Augmentez le nombre total d'essais par jour afin que l'entraînement de l'animal dure environ une heure.Répétez ces étapes d'entraînement pour les touches de réponse gauche et droite jusqu'à ce qu'une réponse soit obtenue de façon fiable au stimulus d'initialisation pour toutes les touches. Alternez aléatoirement les essais pour les touches gauche, droite et centrale ; présentez maintenant d'abord le stimulus d'initialisation au centre, puis, après obtention d'une réponse, présentez le stimulus d'initialisation sur l'une des touches latérales. Ne renforcez pas la réponse à la touche centrale.Alternez aléatoirement le côté dont les touches sont renforcées d'un essai à l'autre. S'il n'y a aucune réponse à la touche centrale après cinq secondes, terminez l'essai. Cette phase d'entraînement dure environ trois jours après l'initialisation du STI.Présentez deux nouveaux stimuli, qui serviront ultérieurement de stimuli familiers dans la tâche finale, puis répétez les étapes de conditionnement automatique avec ces stimuli afin d'obtenir une réponse aux stimuli familiers. L'entraînement avec les nouveaux stimuli produit généralement des réponses correctes en quatre jours. Illuminez uniquement la touche de choix, qui correspond à la bonne réponse pour le stimulus familier donné.Cette phase de l'entraînement devrait durer environ une semaine une fois que le sujet effectue des réponses fiables avec au moins 85 % de réponses en faveur de la touche latérale correcte. Introduire des essais avec choix libre où les deux touches latérales sont illuminées pendant la phase de choix. La réponse à la touche latérale correcte est renforcée par une distribution de nourriture pendant deux secondes.Les réponses incorrectes sont suivies par l'extinction des lumières de la chambre pendant deux secondes. Si aucune réponse n'est donnée dans les trois secondes, configurez le programme pour mettre fin à l'essai et redémarrer l'intervalle inter-essai. Cette phase de l'entraînement devrait durer environ deux semaines.Augmentez progressivement la fraction d'essais à choix libre de 20 % à 100 % au cours de l'entraînement. Si le sujet atteint une performance supérieure à 90 % de réponses correctes lors des essais à choix libre, diminuez la probabilité de récompense pour les réponses correctes à 0,5 tout en augmentant le nombre d'essais par session à 1000. Ne modifiez pas les paramètres chaque jour, mais choisissez-les de manière flexible.En fonction du niveau de performance du sujet. Cette phase d'entraînement dure environ quatre semaines. Les pigeons sont par nature néophobes et hésiteront à piquer des stimuli inconnus.Par conséquent, répétez la formation automatique pour un large éventail de stimuli visuels variés. Une fois l'entraînement terminé, la tâche finale de choix forcé en un seul intervalle avec des stimuli nouveaux peut être réalisée dans différentes conditions de renforcement. Pendant la phase d'échauffement, laissez le sujet effectuer 50 essais avec les stimuli familiers.Ne définissez la probabilité de récompense pour ces stimuli à une valeur inférieure à un que pendant toutes les phases, afin d'éviter une perte de motivation à répondre durant l'étape d'acquisition. Alternez aléatoirement les essais avec la présentation des stimuli familiers et nouveaux, attribuez différentes touches de réponse comme correctes pour les deux stimuli nouveaux et renforcez chaque réponse correcte. Calculez le pourcentage de réponses correctes sous forme de moyenne mobile sur les 120 derniers essais.L'acquisition est terminée une fois que la performance pour chaque stimulus nouveau dépasse 85 % après avoir effectué au moins 150 essais durant la phase d'extinction. Cessez de renforcer les réponses correctes et de sanctionner les réponses incorrectes à un stimulus nouveau choisi au hasard. Commencez la phase de demande lorsque c'est correct.Répondre au stimulus d'extinction chute en dessous de 60 % et l'animal a effectué au moins 150 essais au total dans cette phase. Pendant la phase de réacquisition, renforcez les réponses correctes et sanctionnez les réponses incorrectes au stimulus d'extinction comme cela a été fait durant la phase d'acquisition. Terminez la session lorsque la performance pour ce stimulus dépasse 85 % et que l'animal a réalisé au moins 150 essais dans cette phase.Implanter les électrodes. Une fois que les animaux ont effectué plusieurs fois l'ensemble du processus d'acquisition, d'extinction et de réacquisition, utilisez une nouvelle paire de stimuli inédits pour chaque séance et avancez les électrodes d'au moins 125 micromètres ou d'un demi-tour de la vis de commande avant de commencer. Si aucun potentiel d'action présentant un rapport signal sur bruit suffisant n'est observé, interrompez la séance et replacez l'animal dans la page d'accueil avant de réessayer le lendemain.À l'aide du logiciel d'analyse hors ligne Ban, appliquez un filtre passe-bande à toutes les voies entre 500 et 5 000 hertz avec des pentes de coupure abruptes, extrayez les potentiels d'action à l'aide de seuils d'amplitude et triez-les manuellement par analyse en composantes principales. Un code MATLAB personnalisé pour le tri des résultats est disponible sur l'échange de fichiers central MATLAB. Une unité simple correctement isolée doit former un groupe clairement distinct.Dans l'espace des composantes principales, aucune trace de multiples unités n'est observée lorsque toutes les longueurs d'onde enregistrées sont superposées et représentées sous forme de carte thermique. Présenter des amplitudes de forme d'onde de pic symétriquement distribuées et un enregistrement stable tout au long de la session, comme en témoigne une amplitude de pic invariable, aucun ou très peu d'événements de décharge survenant pendant la période réfractaire de l'événement précédent, ainsi qu'un rapport signal sur bruit d'au moins deux.Examinez hors ligne les canaux bruts afin de détecter les artefacts liés aux mouvements et supprimez les canaux concernés si nécessaire. Recherchez d'éventuels artefacts électriques survenant lors des pics sur la touche. En examinant l'histogramme temporel des décomptes d'impulsions par rapport à chaque pic sur la touche enregistré.Les artefacts induits par le picorage apparaîtront sous forme d'un pic dans l'histogramme dans les 50 millisecondes suivant le temps zéro, ce dernier servant de tracé de vérification supplémentaire. Isoler les formes d'onde de tous les événements de décharge enregistrés dans les 20 millisecondes suivant une touche et les comparer aux formes d'onde des décharges détectées en dehors de cette fenêtre. Ces données comportementales, provenant d'un animal réalisant une tâche de choix forcé à intervalle unique, montrent 100 % de choix corrects dès le début de l'entraînement pour le stimulus nouveau un, et l'atteinte du critère de performance pour le stimulus nouveau deux en moins de 180 essais au cours de cette session ; le stimulus nouveau deux a été choisi aléatoirement pour subir une extinction, ce qui signifie que tous les choix suivant ce stimulus ne sont plus récompensés ni punis durant l'extinction.Les performances diminuent pour le stimulus d'extinction, mais restent élevées pour l'autre stimulus nouveau. Le seuil de performance pour l'extinction est atteint à l'essai 370, une fois que les réponses correctes et incorrectes sont à nouveau renforcées et sanctionnées pendant la réquisition. Le critère de performance de 85 % est atteint à l'essai 402.Le modèle de réponse d'une unité dans l'aiguille pâle enregistrée latéralement pendant qu'un animal exécutait une tâche montre une modulation de la réponse durant la présentation d'un stimulus nouveau. Lors de la phase d'acquisition, les unités répondent fortement au stimulus nouveau. Deux.Au début de l'apprentissage, il y a peu de changement dans l'activité de décharge pendant les phases d'extinction et de réacquisition. Il y a également une faible réponse à un stimulus nouveau. Un seul pendant la séance.Une autre unité répond lors de mouvements vers la droite mais pas vers la gauche, suggérant un codage sensorimoteur. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment entraîner progressivement des animaux à réaliser la tâche finale de choix forcé à intervalle unique avec des contingences de renforcement dynamiques. Cette technique ouvrira la voie aux chercheurs dans le domaine de l'apprentissage et de la mémoire pour explorer la réorganisation des réseaux neuronaux pendant différents types d'apprentissage au niveau de la cellule unique.

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