Procédures opérant pour apprécier la flexibilité comportementale chez le rat

L’objectif global de l’expérience suivante est d’évaluer la flexibilité comportementale, y compris le décalage de jeu et l’apprentissage de l’inversion chez le rat à l’aide d’une méthode opérante automatisée. Pour ce faire, les animaux sont d’abord pré-entraînés sur le comportement de pression du levier afin de les familiariser avec l’extension et la rétraction des leviers et d’assurer un rapport cohérent. Ensuite, les animaux sont testés sur la première tâche de la séquence souhaitée.

Par exemple, la discrimination visuelle des indices dans la file d’attente à la séquence de réponse, qui établit la capacité de l’animal à apprendre une règle de discrimination. Ensuite, les animaux sont testés sur la deuxième tâche de la séquence souhaitée afin d’évaluer la flexibilité comportementale de l’animal, c’est-à-dire sa capacité à passer d’une règle à une autre. Les résultats montrent des effets sur différents aspects de la flexibilité comportementale en fonction de diverses manipulations pharmacologiques ou anatomiques.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que les tâches basées sur un labyrinthe ou les tâches de creusement, est qu’il y a un meilleur contrôle et une plus grande standardisation des stimuli, et le taux de collecte de données est considérablement augmenté. La démonstration de la procédure sera faite par Bradley Roberts, un étudiant de premier cycle de mon laboratoire, pour la réalisation de tests de flexibilité comportementale chez le rat. Utilisez des chambres opérantes équipées d’un minimum de deux leviers rétractables placés de chaque côté d’une zone centrale de distribution de renfort, de deux lampes de stimulus, une située au-dessus de chaque levier, d’une lumière de maison et d’un distributeur de renfort.

Assurez-vous que la lumière de la maison éclaire toute la chambre sans interférer avec la détection des lumières de stimulus. Utilisez des aliments appétissants pour le renforcement, tels que des granulés de saccharose de 45 milligrammes. Contrôlez la présentation du stimulus, l’utilisation du levier et la collecte de données via une interface avec un ordinateur.

Reportez-vous au protocole textuel pour plus de détails sur le pré-entraînement des rats. En suivant les directives du protocole textuel, donnez aux rats des séances de formation sur les leviers rétractables pour les familiariser avec l’extension et la rétraction des leviers et pour s’assurer que les rats font relativement peu d’omissions au moment où ils passent aux principales phases de test de la tâche. Au cours de chaque essai, déterminez quel levier déployer les extensions de levier alternées dans un ordre pseudo-aléatoire de sorte qu’il y ait 45 essais de levier gauche et 45 essais de levier droit, mais pas plus de deux essais consécutifs.

Déployez le même levier, étendez le levier sélectionné. Renforcez l’animal après qu’il ait appuyé sur le levier dans les 10 secondes, après quoi le levier est rétracté. Si l’animal ne répond pas dans les 10 secondes, rétractez le levier et notez une omission.

Poursuivre les séances d’entraînement à levier rétractable de 30 minutes pendant un nombre fixe de jours ou jusqu’à ce que les animaux répondent à un critère minimum de cinq omissions ou moins pendant deux jours consécutifs pour tester les animaux de la séquence de la file d’attente à la réponse, qui représente l’une des deux séquences de test possibles pour le changement de stratégie. Commencez à tester les animaux sur la tâche Q. Cette tâche renforce les animaux à répondre au levier situé sous la lumière de stimulus allumée, et constitue la tâche définie dans la séquence.

Commencez chaque essai avec les deux leviers rétractés, allumez le voyant de stimulation gauche ou droit pendant trois secondes. Déployez ensuite les deux leviers dans la chambre pendant 10 secondes ou jusqu’à ce qu’une réponse se produise. Ne renforcez qu’une réponse correcte sur le levier signalé lors d’une réponse sur l’un ou l’autre des leviers.

Rétractez les leviers. Commencez les essais toutes les 20 secondes tout au long de la session. Déterminez de manière pseudo-aléatoire l’ordre des essais de sorte qu’il n’y ait pas plus de deux essais consécutifs avec le même stimulus.

Lumière allumée. Continuez les essais jusqu’à ce qu’un animal ait complété 10 réponses correctes consécutives et ait terminé un minimum de 30 essais ou jusqu’à ce que 150 à 200 essais soient terminés sans atteindre le critère. Le lendemain, après avoir atteint le critère de la tâche Q, déplacez les animaux vers la tâche de réponse, qui représente la tâche de déplacement dans la séquence, et qui renforce les animaux pour répondre sur le levier opposé à leur préférence de côté.

Quel que soit le signal commençant avec les deux leviers rétractés de manière pseudo-aléatoire, allumez l’un ou l’autre stimulus pendant trois secondes, puis étendez les deux leviers dans la chambre pendant 10 secondes ou jusqu’à ce qu’une réponse se produise. Renforcez uniquement une réponse sur le levier de position correcte opposé au côté de l’animal, préférence sur une réponse sur l’un ou l’autre levier. Repliez les leviers, continuez les essais jusqu’à ce que l’animal ait atteint le critère de 10 réponses correctes consécutives.

Un changement de stratégie efficace dépend du cortex préfrontal médian. Le premier jour du traitement, l’inactivation préfrontale n’a pas altéré les performances sur la tâche de l’ensemble Q. Cependant, l’inactivation préfrontale le deuxième jour a significativement altéré la performance dans la tâche de changement de réponse dans la mesure où les animaux ont eu besoin de plus d’essais pour atteindre la performance du critère.

En comparaison, l’inversion de la réponse, la discrimination n’a pas montré de dépendance au cortex préfrontal médian. Les animaux recevant une inactivation du cortex préfrontal le jour de l’inversion ne différaient pas des animaux infusés de solution saline, ce qui soutient des recherches antérieures montrant que le cortex frontal orbital, et non le cortex préfrontal médian, régule l’apprentissage de l’inversion sur une variété de tâches. Pour démontrer comment les essais de rappel peuvent aider à l’interprétation des données, les rats ont acquis une règle Q visuelle dès le premier jour.

Le deuxième jour, les rats ont reçu un péritol véhiculaire ou hallal, puis ont reçu 20 essais de rappel dès le premier jour avant de passer à la discrimination de réponse. Les résultats montrent que le péritol hallal a altéré la récupération du repère visuel pendant les essais de rappel. Par la suite, les rats traités au péritol hallal ont nécessité moins d’essais pour atteindre le critère, un résultat qui aurait pu être interprété comme une amélioration du décalage de série si des essais de rappel n’avaient pas été disponibles pour indiquer que la mémoire était réellement altérée pour la règle précédente.

D’autres méthodes telles que les manipulations anatomiques, environnementales ou génétiques, ainsi que des techniques d’enregistrement physiologique ou chimique peuvent être ajoutées à cette procédure afin d’explorer les bases neurobiologiques de la flexibilité comportementale et de la fonction exécutive.