전략의 새로운 변형 쥐에 세트-이동

요약

설정 - 이동, 행동 적 유연성의 형태, 다른 한 경기 부양 차원에서 주의력 변화를 필요로한다. 우리는 설립 설치류가 설정 이동 상황에 따라 다른 자극에주의를 요구하여 작업 ^1을 확장했다. 이 작업은 성공적인 변화를 기본 신경 세포의 서브 타입을 식별하기 위해 특정 병변과 결합되었다.

초록

행동 유연성은 변화하는 환경에서 생존을 위해 매우 중요하다. 대체로 행동 유연성 규칙을 관리의 변화에 ​​기초하여 행동 적 전략의 변화를 필요로 정의 하였다. 우리는 설정 이동 다른 한 경기 부양 차원에서 주의력 변화를 필요로 작업을 전략을 설명합니다. 패러다임은 종종 영장류인지 유연성을 테스트하기 위해 사용된다. 그러나, 설치류 버전은 광범위하게 개발되지 않았습니다. 우리는 최근에 상황에 따라 다른 자극에주의를 요구함으로써 쥐 ^일에 설립 설정 이동 작업을 드리고 있습니다. 모든 실험 조건은 왼쪽 또는 오른쪽 레버 중 하나를 선택하기 위해 동물이 필요합니다. 초기에, 모든 동물은 레버의 위치에 기초하여 선택 하였다. 이어서, 룰 변경 올바른 레버를 광 신호로 나타낸시킨 규칙에 위치 기반 규칙 세트에서의 변화를 요구하는 일어났다. 우리는 THRE의 성능을 비교전자 빛 자극이 이전에 관련, 또는 이전에 무관 중 소설이었다있는 작업의 다른 버전. 우리는 특정 신경 화학적 병변 선택적 작업의 서로 다른 버전의 성능에 의해 측정 세트 시프트 특정 유형을 확인하는 기능이 손상된 것을 발견했다.

서론

행동 유연성은 변화하는 세계에서 생존을위한 핵심 요구 사항이다. 이 기능 테스트에 설정된 행동 패러다임 중 하나는 다른 하나의 자극 차원에서 주목 시프트 룰 변경 후의 동작 전략을 변경할 필요가있다, 시프트 설정된다. 이러한 전두엽 피질 및 선조체 여러 뇌 영역은 ^{2, 3, 4, 5} 세트는 시프트에 관련된다. 이 함수의 신경 메카니즘 ⁵ 인간, 원숭이 ⁶ 쥐 ^{1, 7, 8, 9} 등 여러 종류에 걸쳐 조사 하였다. 그러나, 설정 이동 작업의 쥐 버전은 광범위하게 개발되지 않았다. 쥐의 비용 효율성, 자신의 적절한 정위 수술에 대한 크기, 최근에 개발 된 유전 적 방법 ^(10)의 가용성, 쥐에 사용하기위한 설정 이동 패러다임의 발전 동기를 부여.

래트에 대한 전형적인 세트 시프트 패러다임 두 전략 행동 사이의 변화를 요구한다 : 예를 들어, 응답 전략 및 비주얼 큐 전략. 쥐 처음에 (예 : T-미로 버전 ^{7, 8, 9, 11의} 조작 적 자동화 버전 ^1에서 왼쪽 또는 오른쪽 레버 또는 왼쪽 또는 오른쪽 팔 등)이 가능한 옵션 중 하나를 선택해야합니다. 일련의 시프트 후에, 이러한 정확한 측면을 나타내는 광 신호로서 시각적 큐 전략을 사용하도록 전환한다. 이러한 기존의 설정 이동 작업에서는 이전에 관련이 있었던 또 다른 차원으로 한 경기 부양 차원에서 관심을 전환 할 필요가있다.

이전에 관련이 있었다 차원에 변화 외에도 ontent ">, 자극 이전에 관련, 또는 이전에 존재하지 지금은 자연 속에서 소설. 실제 상황은 역사적으로 소설에 관심을 수반하거나 할 수 있다는 논리 가능성도 있습니다 관련 그러나 중요하지 큐. 따라서, 우리는 설치류의 새로운 변화에 설정된 시프트 이전에 설립 된 자동 설정 이동 작업 ^일을 기준으로 설정 변화의 이러한 서브 타입을 고려했다.

최근 선조체 ¹² neurochemically 특정 병변의 효과를 확인하기위한 실험 세트 시프트 패러다임의 새 버전의 사용을 증명하고있다. 이전 연구에서는 ACh의 그 하위 영역은 행동의 유연성에 관여 된 이후 dorsomedial 또는 복부 선조체의 아세틸 콜린 (ACH)를 해제 콜린성의 interneurons을 대상으로. 모든 실험 조건은 동일한 전략 시프트 버퍼를 요구t 주의력 변화의 각 관련 다양한 유형의 : 이전에 관련 또는 이전에 관련이없는 큐 소설이다. 우리는 여기에서 선조체 콜린성 시스템은 행동 컨텍스트 ^(12)에 따라 다른 선조체 하위 영역 사이의 해리입니다 설정 이동, 근본적인 역할을한다는 것을 시사 대표적인 결과를 패러다임의 자세한 절차를 설명하고 강조 표시합니다.

프로토콜

동물의 사용에 관한 모든 절차는 과학 기술의 오키나와 연구소의 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다.

1. 동물

1. 남성 긴 에반스 쥐를 얻습니다 (도착 2백50-3백g).
2. 도착 후 일주일 동안 두 개 또는 세 개의 쥐의 그룹을 수용하고 나중에 개별 케이지로 구분합니다. 이 실험 설계는 음식 제한을 포함하고 소비하는 양의 음식을 제어하기 위해 각각의 케이지에 동물을 보유 할 필요가 있습니다.
3. (23 ° C에서 12 시간 / 12 시간 / 암주기를) 음식과 물을 광고 무제한으로 모든 동물을 제공하고 표준 조건을 수용.
4. 오일 행동 실험을 시작하기 전에 실험을 통해 물을 무료로 액세스 할 수있는 약의 평균 체중의 85 %를 동물 식품 제한합니다.
5. t을 숙지하기 위해 실험 시작 전에 5 일 최소 5 분 하루 동안 동물을 취급실험자와 밑단.

행동 테스트 및 분석 2. 하드웨어 및 소프트웨어

1. 하드웨어
   1. 음향 감쇠 상자가 장착 된 조작 적 챔버를 사용합니다.
   2. 챔버는 몇 가지 추가 첨부 파일이 포함된다 : 두 개의 소켓 레버를 전면 패널에 바로 레버 위의 두 빛 큐, 두 개의 레버 사이에 머리 항목, 식품 디스펜서, 순수한 톤 제너레이터와의 검출을위한 센서 잡지 지점 후면 패널의 집 등.
2. 소프트웨어
   1. 트랜스 IV 소프트웨어로 작성된 프로그램 코드에서 제어하는 ​​모든 행동 이벤트. 신호 및 훈련과 테스트 기간 동안 모든 행동 이벤트를 감지하는 메드 - PC의 IV 소프트웨어를 사용합니다.
   2. 행동 테스트 코드를 작성하기위한 트랜스 IV를 사용합니다. 쓰기에 대한 새 파일을 엽니 다.
   3. 프로그램이 작성되면, 번역 소프트웨어 내에서 컴파일. 오류가있는 경우 코드를 수정감지하고 다시 시도하십시오.
   4. 사용자의 코드는 실험의 실제 개시 전에 시행 실행을 실시하여 제대로 작동하는 경우 프로그램을 성공적으로 디버깅시에 확인합니다.
   5. MED-PC의 IV를 사용하여, 행동 실험을 실행합니다. 소프트웨어를 열고 "오픈 세션"버튼을 클릭 각 상자에 하나의 프로그램을 지정합니다.
   6. 모든 프로그램이 제대로 각 상자에 할당 한 후, 실험을 시작하는 데 필요한 신호를 보냅니다.
   7. 작업의 완료 후, 자동 (자세한 내용은 MED-PC의 IV에 대한 프로그래머의 설명서를 참조하십시오) 데이터를 저장하기 위해 "데이터 저장"또는 쓰기 코드를 클릭으로 데이터를 저장합니다.
   8. 데이터가 지정된 폴더에 수출되면, 나중에 사용하기 위해 취득 날짜와 동물의 ID 번호와 같은 데이터의 이름을 바꿉니다. 수집 된 데이터는 (프로토콜, 3.7) 설명 행동 분석을위한 matlab에로 가져옵니다.

3. 행동 교육 및 테스트

1. 요법 이니 매거진 훈련.
   1. 그 단계에서 동물에 더 레버를 제시하지 않는다.
   2. 요법 이니 단계에서 20 분 하루에 대한 조작 적 챔버에서 동물을 배치합니다. 같은 날, 자당 보상에 익숙해 자신의 홈 케이지 동물 10 자당 펠릿 (45 mg)을, 제공합니다.
   3. 다음으로, 잡지 훈련을 시작한다. 챔버에 동물을 배치하고 펠렛의 식품 트레이와 인수의 위치를 ​​배울 수있는 기회를 제공하는 동물 20 자당 펠릿 (분 당 1 펠렛)을 얻었다.
      참고 : 이러한 단계가 인해 조작 적 응답하지 않고 펠릿을 구하는 방법에 대한 동물의 잠재적 인 혼란을 건너 뛸 수 있습니다, 우리는 챔버와 친숙하고, 식품 트레이에서 먹는 동물을 만들을 채택에도 불구하고.
2. 연속 강화 계획
   1. 레버를 눌러 보상을 얻기 위해 연속 보강 일정 동물 기차. 60 펠렛을 벌 때까지이 교육 세션은 지속여기서 n은 수신 (60 레버 프레스) 또는 40 분이 경과.
   2. 본 중 후반 대향 레버 발표 하였다 (30 펠릿을 얻을 때까지), 세션 전반에 걸쳐 좌우 레버. 순서는 매일 교대된다.
   3. 동물이 성공적으로 최소 2 일 연속 60 보상을 얻을 때까지이 보강 일정을 계속합니다. 그들은 첫 번째 레버를 눌러 확인하고이 보강의 진행에 영향을 미칠 수 있습니다 얼마나 빨리 동물들 사이에서 높은 변동성이있을 수 있습니다. 이때, 응답이 상기 제 세션을 통해 이루어지지 된 레버를 향해 접근하도록 동기를 부여하는 표시 레버 몇 자당 펠렛을 넣어.
      주 : 가능한 대안은 레버가 제 빨리이 단계의 완료를 만들기 위해 동물에 제공되는 경우 자당 펠렛을 넣어이다.
3. 레버를 눌러 훈련과 시험의 시험 시간 일정.
   1. 3 초 (들) 톤 하나의 재판을 시작합니다.
   2. 톤의 종료 후 2 초, 현재 두 개의 레버 허용 동물은 10 초 이내에 레버를 누릅니다. 응답이 10 초 이내에되지 않은 경우, 두 레버를 철회하고 누락 시험으로이 시험을 계산합니다.
   3. 레버를 눌러 훈련, 양쪽에 존재하는 단 하나의 레버의 경우.
   4. 실험 조건의 대부분에서, 레버 중 하나 위의 빛 자극이 있었다. 톤이 중단 직후에 빛 큐를 켜고 동물 응답이 수행되지 않은 경우 중 하나가 응답을했다거나 레버 삽입 후 10 초에있을 때 전원을 끄십시오.
   5. 20 ~ 30 초에 간 시험 간격을 설정합니다.
4. 레버 프레스 훈련
   1. 이 트레이닝 단계에서 동물 빛을 제시하지 않는다.
   2. 아래에 설명 된 테스트 세션으로 시험을 동시에 일정에 5-8 세션 레버를 눌러 훈련에서 동물을 훈련.
   3. 일에서교육, 현재의 왼쪽 또는 오른쪽 중 하나 레버는 무작위이며, 레버는 레버가 발표 된 후 10 초 이내에 눌러야하는, 또는 재판이 응답없이 누락로 계산됩니다. 레버를 눌러 훈련 세션은 80 시험으로 구성.
   4. 동물 80 시험에서 누락의 10 % 미만을 기록하면, 다음과 같은 측면 바이어스 테스트로 이동합니다.
5. 사이드 바이어스 시험
   1. 좌우 ^한 레버 하나로 동물의 선호도를 결정하기 위해 일측 바이어스 시험한다. 재판은 양쪽에 두 개의 레버 프레스를 수반한다.
   2. 조작 적 챔버에서 동물을 놓고 그들 중 하나 레버를 선택할 수 있습니다. 다음 시도에서, 동물은 보상을 얻기 위해서 대향 레버를 선택해야한다. 동물의 두 번째 시도는 상기 제 1 응답의 동일 측에있는 경우에는 보상을 제공하지 않고 응답이 반대측에 이루어질 때까지 시험을 계속한다.
   3. (7) 시험의 총을 실시동물의 측면 기본 설정을 확인합니다.
6. 테스트.
   1. 매일 세션은 80 시험으로 구성되어 있습니다.
   2. 그림 1과 같이 설정 이동 절차에 대한 세 가지 조건을 준비합니다.
   3. 마찬가지로 올바른 측면 (2 단계, 시각적 전략)을 나타내는 빛 큐를 다음과 같은 측면에서 일관되게 하나 레버 (1 단계, 대응 전략을) 선택에서 행동 전략을 변경하려면 모든 세 가지 조건은 동물을 필요로한다.
   4. 동물 레버의 위치에 따라 레버를 눌러야하는 4 세션에 대한 응답 전략 (1 단계)의 초기 학습으로 시작합니다. 이 단계에서, 전술 한 바와 같이 예비 측 바이어스 시험에 기초하여 자신의 취향에 대향하는 레버의 올바른 측을 설정한다.
   5. 다음으로, 10 세션 시각적 학습 (2 단계)을 시작. 하나 레버 위의 조명 빛 큐는 올바른 레버를 나타냅니다. 이 위상 시프트에서는 세 개의 디(3.3.6-3.3.8) 후술 주의력 시프트 fferent 패턴은 세 개의 실험 조건 사이에서 비교 될 수있다.
   6. 설정 시프트 조건 1 (그림 1A)에서, 1 단계에서 빛을주고,하지만 빛 큐는 조건 1에서 단계 2의 올바른 쪽을 나타내고, 따라서 동물은 새로운 자극에 참석해야합니다.
   7. 설정 시프트 조건 2 (그림 1B)에서, 1 단계에서 올바른 레버 위에 빛 큐를 제시하고, 다시이 상태에서 단계 2에서, 빛 큐 관련 있었다, 그러나 반드시 단계에서 선택을 필요하지 1. 따라서 동물은 이전에 해당 큐에 참석해야합니다.
   8. 설정 시프트 조건 3 (그림 1C)에서 무작위로 따라서 단계 1에서 중 왼쪽이나 오른쪽 레버가 무시하는 위의 광 신호를 켭니다. 단계에서 2 동물은 이전에 관련이있다 빛 자극에주의를 지불해야합니다.
7. 행동 분석.
   1. 세션 내내 생략 시험 제외 매일 정답의 비율을 측정한다.
   2. 이전의 연구 ^(1)에 설명 된대로 회귀 또는 결코 강화되지 오류를 시각적 학습 10 세션 동안 누적 된 오류를 계산하고 보속로 분류. 가, 오류 유형에 대한 자세한 분석은 설정 이동에 별도의 기능을 제안한다.
   3. 동물의 성능이 기회 레벨 ^{4, 6, 13, 14, 15} 아래 여전히 동안 이전에 올바른 레버 잘못된 응답 등의 보속 오류를 정의합니다. 유사 기준은 이전 연구 ^{1, 3, 7, 11에} 사용되어왔다.
   4. 원칙적인 방법에 따라, 기준을 판단동물이 처음 10 시험의 이동 창에 10 잘못된 응답 (누적 이항 분포에 따라 8/10 오류 이상 = 0.054를 만드는 확률)에서 8 개 미만을 기록하는 지점으로 보속과 회귀 오류 사이에서 분리하는 .
   5. 이 점을 발견하기 위해, ^{1 차} 시험에서 10 시험 윈도우의 이동 평균을 계산하기 시작하고 <8/10 오차가 측정 될 때까지 한 번에 하나의 시험하여 전진. 빛 큐는 시각적 전략 중 이전에 잘못된 레버 위에 조명되는 모든 임상 시험에서이 분석을 실시한다.
   6. 회귀 오류와 같은이 시점 이후에 최선을 다하고 모든 후속 오류를 정의합니다.
   7. 동물 빛 큐가 조명되지 않은에 이전에 잘못된 레버에 반응 할 때 시각적 학습하는 동안, 결코 강화되지 오류를 계산합니다. 학습 단계에 따라 초기 또는 후기 부분으로 그들을 분할; 10 회의 전반 (SESS 제 에러이온 1-5) 초기 간주되며 하반기 (세션 6-10)에서와 늦은 사람으로 간주된다.

결과

우리는 설정 변화 행동 유연성 콜린의 interneurons의 역할을 조사하기 위해 위에서 설명한 작업을 전략을 사용했다. 우리는 dorsomedial (DMS)에서 콜린성의 interneurons의 면역 독소에 의한 선택적 병변의 작업에 대한 효과, 복부 선조체 (VS)과 식염수 주입 제어를 비교했다. 모든 동물은 올바른 레버 위의 큐 빛에 따라 선택하는 측면을 기반으로 레버를 선택에서 (왼쪽 또는 오른쪽)을 전환했다. (1) 소설 (2) 이전에 관련 (올바른 레버를 나타냄), 또는 (3) 이전에 관련이없는 (무작위 할당) : 우리는 큐 빛이 하나 있었다있는 설정 변화의 세 가지 실험 조건을 사용했다.

이러한 세 가지 실험 조건에서 반응 전략의 초기 획득은 선조체에서 콜린성 손실이 초기 학습 (- 2C도 2A)에는 효과가 없다고 제시 모든 치료군에서 그대로...

토론

우리는 쥐에 사용하기 위해 설립 설정 이동 패러다임에 새로운 변화를 개발했다. 새 규칙에 대 한 오래 된 규칙 탐사의 촉진의 억제 : 그 패러다임을 사용하여 선조체의 콜린 병변은 특정 설정 이동에서 선조체 콜린성의 interneurons의 역할을 제안, 설정 이동을 손상 밝혀졌다. 학습 효과는 이러한 구조의 다른 역할에 따라 dorsomedial 복부 선조체 사이 달랐다.

집합 변속 작업은 널리 인간으로부터 설치류 ^{1, 4, 5, 7, 8, 9, 12에} ...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
표준 모듈식 테스트 챔버	Med Associates	ENV-008
로우 프로파일 개폐식 응답 레버	Med Associates	ENV-112CM
Med Associates	용 자극 조명	ENV-221M
Rat	Med Associates	ENV-202RM-S
마우스 소켓용 헤드 엔트리 감지기	Med Associates	ENV-254-CB
모듈식 펠릿 디스펜서; 쥐용 45 mg	Med Associates	ENV-203M-45
Sonalert 모듈 Rat	Med Associates	ENV-223AM	4.5 kHz 사용 가능 (ENV-223HAM)
Rat Chambers 용 하우스 라이트	Med Associates	ENV-215M
SmartCtrl 인터페이스 모듈, 8 입력/16 출력	Med Associates	DIG-716B
SmartCtrl 연결 패널, 8 입력/16 출력	Med Associates	SG-716B
45mg 정제-과일 펀치	테스트다이어트	1811255	여러 가지 맛 사용 가능