Nouvelles Variations pour stratégie Set-décalage dans le Rat

Set-shifting, une forme de flexibilité comportementale, nécessite un changement attentionnel d'une dimension de stimulus à l'autre. Nous avons étendu un rongeur établi set-décalant la tâche ¹ en exigeant une attention à différents stimuli en fonction du contexte. La tâche a été combinée avec des lésions spécifiques pour identifier les sous-types de neurones qui sous-tendent un changement réussi.

La flexibilité comportementale est essentielle à la survie dans ce monde en mutation. L’un des paradigmes comportementaux testant cette capacité est la tâche de changement de set, qui est utilisée à la fois pour les primates et les rongeurs. Cette tâche nécessite un déplacement attentionnel d’une dimension de stimulus à une autre pour changer de stratégie comportementale.

Dans une version typique de la tâche de changement de jeu chez le rat, les animaux doivent s’occuper d’une dimension de stimulus auparavant non pertinente. Cependant, dans la vie réelle, nous modifions souvent notre stratégie d’action en prêtant attention non seulement à la dimension du stimulus auparavant non pertinente, mais aussi aux autres stimuli, tels que les indices complètement nouveaux et historiquement pertinents. Dans cet article, nous présentons une nouvelle variante de la tâche de déplacement de rat set-set.

Nous avons besoin de trois conditions différentes pour le décalage défini. Dans les trois conditions, le même changement de stratégie comportementale est nécessaire, qui comprend deux phases, une stratégie de réponse initiale et un passage ultérieur à une stratégie de repère visuel. Au cours de la stratégie de réponse, une récompense est donnée lorsque le bon levier est actionné.

Le levier reste le même tout au long de cette phase. Ensuite, un changement dans la stratégie du repère visuel se produit lorsqu’une nouvelle règle pour obtenir une récompense est appliquée, car les animaux doivent sélectionner le levier sur lequel un repère visuel est allumé. Dans la première condition, aucune lumière n’est donnée lors d’une réponse initiale et les animaux doivent faire attention à un nouveau signal lumineux.

Dans la deuxième condition, un repère lumineux indique le bon côté dans la stratégie de réponse initiale, mais ce repère n’est pas nécessairement utilisé pour faire un choix. Dans ce cas, les animaux s’occupent d’un signal historiquement pertinent. Dans la troisième condition, le repère visuel apparaît de manière aléatoire au-dessus de l’un ou l’autre des leviers, qu’il soit correct ou non, il doit donc être ignoré.

Dans ce cas, les animaux doivent s’occuper de l’indice auparavant non pertinent dans la stratégie de repère visuel suivante. À l’arrivée des animaux, des groupes de deux ou trois rats sont logés ensemble. Au bout d’une semaine, ils sont chacun placés dans des cages individuelles et leur nourriture est restreinte.

Cinq jours avant les expériences, ils sont manipulés doucement tous les jours pendant cinq minutes. Chaque chambre opérante est composée d’une lumière de maison, d’un générateur de sons purs, de deux indicateurs visuels identiques, de deux leviers et d’un plateau de nourriture. Le premier jour des expériences, les animaux sont placés dans une chambre opérante pour 20 minutes d’accoutumance.

Une fois que les animaux ont été assignés à une chambre particulière, toutes les tâches comportementales y sont effectuées. Après l’accoutumance, 10 à 15 granulés sont administrés lorsqu’ils sont renvoyés dans leur cage d’origine, ce qui permet aux animaux de se familiariser avec une récompense. Le lendemain, la formation des magazines commence.

Ici, un total de 20 granulés sont donnés à chaque animal à raison d’un plomb par minute. L’étape suivante est un programme de ferraillage continu. Ici, les animaux peuvent obtenir une pastille en appuyant une fois sur un levier.

Cela continue jusqu’à ce qu’ils reçoivent 60 récompenses ou 40 minutes de passe dans chaque session. Lorsque les animaux ont terminé une séance pendant au moins deux jours consécutifs, ils passent à la phase suivante. Ici, les animaux sont entraînés à l’essai de la presse à levier.

Le procès commence sur un ton de trois secondes. Deux secondes après la fin de la tonalité, le levier gauche ou droit est présenté. Les animaux doivent appuyer sur le levier dans les dix secondes pour obtenir une récompense.

Ils effectuent 80 essais par session avec un intervalle de 20 à 30 secondes entre les essais. Lorsqu’ils font moins de dix omissions sur 80 essais, ils passent à la dernière séance d’entraînement. Le test de biais latéral détermine la préférence de l’animal pour l’un ou l’autre levier.

Un essai réussi se produit lorsqu’il y a au moins deux pressions sur le levier sur chacun des leviers gauche et droit. Tout d’abord, les animaux doivent choisir un levier pour recevoir une récompense. Cette face sélectionnée est comptée.

Lors de la prochaine tentative, ils doivent choisir le côté opposé à leur premier choix pour obtenir une récompense. S’ils répondent du même côté, aucune récompense n’est donnée et l’épreuve se poursuit jusqu’à ce que les animaux appuient sur l’autre côté. Ce test comporte sept essais et nous permet de définir la préférence de chaque animal pour le côté.

À partir de ce moment, la session de test commence. Une session quotidienne compte 80 essais. Dans cette session, les animaux doivent répondre d’un côté des leviers qui est à l’opposé de leur préférence.

Semblable à l’entraînement d’essai de presse à levier, deux secondes après la livraison du ton, deux leviers sont présentés et les animaux sont autorisés à faire un choix. Si c’est correct, ils obtiennent une récompense. S’ils répondent à l’autre partie, l’épreuve est considérée comme une épreuve incorrecte et aucune récompense n’est donnée.

Lorsque les animaux ne répondent pas dans les dix secondes, l’essai est considéré comme une omission. Cet apprentissage initial de la stratégie d’intervention se poursuit pendant quatre jours. Dans cette phase, il y a trois conditions différentes qui diffèrent dans la façon dont un repère visuel est présenté.

Dans la première condition, aucun signal lumineux n’est donné. Dans la deuxième condition, un signal lumineux est allumé du bon côté, mais les animaux n’ont pas besoin d’utiliser ce signal car ils apprennent cette stratégie en fonction de l’emplacement du levier. Dans la troisième condition, un repère lumineux est présenté de manière aléatoire sur le côté gauche ou droit, ce qui est un repère lumineux non pertinent.

Une fois que les animaux ont appris une stratégie de réponse basée sur l’emplacement du levier, la règle comportementale se transforme en une stratégie de repère visuel. Dans la première condition, les animaux doivent faire face à un stimulus complètement nouveau. Dans la deuxième condition, ils doivent s’occuper d’un signal précédemment pertinent.

Dans la troisième condition, les animaux doivent faire attention à un signal précédent non pertinent. Il est important de noter que toutes les conditions nécessitent le même changement de stratégie comportementale. Dans cet apprentissage par repères visuels, le nombre et le type d’erreurs sont analysés en détail.

Tout d’abord, si l’on prend tous les essais dans lesquels un signal lumineux est allumé du côté opposé du levier précédemment correct, si les animaux répondent au levier précédemment correct, cette erreur est classée comme une erreur persévérative ou régressive. Pour séparer ces erreurs, le nombre d’erreurs dans une fenêtre de déplacement de dix essais est compté en avançant la fenêtre d’un essai à la fois. Les erreurs de persévération sont notées jusqu’à ce que les animaux fassent moins de huit erreurs sur la fenêtre de dix essais.

Après ce point, les erreurs ultérieures sont considérées comme des erreurs régressives. En revanche, les erreurs jamais renforcées sont notées lorsque les animaux répondent au levier précédemment incorrect dans lequel il n’y avait pas de signal lumineux. En utilisant ces nouvelles variations dans la conception expérimentale comportementale, notre étude récente a comparé des rats intacts à des rats présentant des lésions sélectives des interneurones cholinergiques striataux.

Les animaux lésés étaient intacts lors de l’acquisition de la stratégie d’intervention initiale. De plus, ils n’ont pas montré de baisse significative du pourcentage de réponses correctes dans trois affections et dans tout traitement après le changement de série. Cependant, une analyse minutieuse des types d’erreurs a révélé des différences.

Lorsque les interneurones cholinergiques du striatum ventral ont été ablatés, les animaux ont marqué plus d’erreurs de persévération lorsqu’ils ont dû porter leur attention sur un nouveau stimulus. D’autre part, les animaux présentant une perte d’interneurones cholinergiques du striatum médial dorsal étaient plus persévérants à l’ancienne stratégie lorsqu’ils devaient s’occuper du stimulus auparavant non pertinent. De plus, cette condition et l’altération associée d’une diminution du nombre d’erreurs jamais renforcées ont été observées.

En revanche, aucune des deux lésions n’a affecté un changement de comportement dans lequel le signal lumineux est resté pertinent. Ces résultats indiquent que le système cholinergique ventral semble être nécessaire lorsqu’une attention à un nouveau stimulus est requise, tandis que le système cholinergique médial dorsal peut être important lorsque l’attention à un signal auparavant non pertinent est nécessaire. Ici, nous avons introduit une nouvelle variante de la tâche de changement de décor pour tester la flexibilité comportementale chez le rat.

Nous pensons que l’application de ces nouveaux paradigmes permet de mieux comprendre le mécanisme neuronal sous-jacent à un contrôle flexible des actions lors d’un changement de règles comportementales.