전략의 새로운 변형 쥐에 세트-이동

행동 유연성은 이 변화하는 세상에서 생존하는 데 매우 중요합니다. 이 능력을 시험하는 행동 패러다임 중 하나는 영장류와 설치류 모두에게 사용되는 세트 시프팅 작업입니다. 이 작업은 행동 전략을 변경하기 위해 한 자극 차원에서 다른 자극 차원으로의 주의 전환을 필요로 합니다.

쥐 세트 이동 작업의 전형적인 버전에서, 동물들은 이전에는 관련이 없었던 자극 차원에 주의를 기울여야 한다. 그러나 실제 상황에서 우리는 종종 이전에는 관련이 없었던 자극 차원뿐만 아니라 완전히 새롭고 역사적으로 관련된 단서와 같은 다른 자극에도 주의를 기울임으로써 행동 전략을 변경합니다. 이 기사에서는 쥐 세트 이동 작업의 새로운 변형을 소개합니다.

세트 시프트를 위해서는 세 가지 다른 조건이 필요합니다. 세 가지 조건 모두에서 행동 전략의 동일한 변화가 필요하며, 여기에는 초기 반응 전략과 시각적 신호 전략으로의 후속 전환이라는 두 단계가 포함됩니다. 대응 전략 중에는 올바른 레버를 눌렀을 때 보상이 주어집니다.

레버는 이 단계 전체에서 동일하게 유지됩니다. 다음으로, 시각적 큐 전략에 대한 변경은 보상을 얻기 위한 새로운 규칙이 적용될 때 발생하는데, 이는 동물들이 시각적 큐가 조명되는 레버를 선택해야 하기 때문입니다. 조건 1에서는 초기 반응에서 빛이 주어지지 않고 동물은 새로운 빛 신호에 주의를 기울여야 합니다.

조건 2에서 빛 신호는 초기 반응 전략에서 올바른 쪽을 나타내지만, 이 신호가 반드시 선택에 사용되는 것은 아닙니다. 이 경우, 동물들은 역사적으로 관련된 단서에 주의를 기울인다. 조건 3에서 시각적 신호는 정확한지 여부에 관계없이 두 레버 위에 무작위로 나타나므로 무시해야 합니다.

이 경우 동물은 다음 시각적 신호 전략에서 이전에 관련이 없었던 신호에 주의를 기울여야 합니다. 동물이 도착하면 두세 마리의 쥐 그룹이 함께 수용됩니다. 일주일 후, 그들은 각각 개별 우리로 옮겨지고 음식이 제한됩니다.

실험 5일 전, 매일 5분 동안 부드럽게 다루어집니다. 각 작동 챔버는 하우스 조명, 순음 생성기, 두 개의 동일한 시각적 신호 표시기, 두 개의 레버 및 음식 트레이로 구성됩니다. 실험 첫날, 동물들은 20분 동안 수술실에 들어가 습관화된다.

동물들이 특정 방에 배정되면 모든 행동 과제가 그곳에서 수행됩니다. 습관화 후 집 우리로 돌아갈 때 10-15 개의 펠릿을 주어 동물이 보상에 익숙해 질 수 있도록합니다. 이튿날, 잡지 훈련이 시작된다.

여기서, 총 20 개의 펠릿이 분당 1 개의 펠릿의 비율로 각 동물에게 주어집니다. 다음 단계는 지속적인 보강 일정입니다. 여기서 동물들은 레버를 한 번 눌러 하나의 펠릿을 얻을 수 있습니다.

각 세션에서 60개의 보상 또는 40분 패스를 받을 때까지 이 과정이 계속됩니다. 동물이 최소 이틀 연속 세션을 완료하면 다음 단계로 진행합니다. 여기에서 동물들은 레버 프레스 시험에서 훈련을 받습니다.

재판은 3초 톤으로 시작된다. 신호음이 멈춘 후 2초 후에 왼쪽 또는 오른쪽 레버가 표시됩니다. 동물들은 보상을 받기 위해 10초 이내에 레버를 눌러야 합니다.

그들은 20-30초의 시험 간 간격으로 세션당 80번의 시도를 수행합니다. 80번의 시도 중 10번 미만의 누락을 하면 마지막 교육 세션으로 진행합니다. 측면 편향 테스트는 두 레버 중 하나에 대한 동물의 선호도를 결정합니다.

성공적인 시도는 왼쪽 및 오른쪽 레버 각각에 두 개 이상의 레버 누름이 있을 때 발생합니다. 먼저, 동물들은 보상을 받기 위해 하나의 지렛대를 선택해야 합니다. 이 선택된 면이 계산됩니다.

다음 시도에서 보상을 얻기 위해 첫 번째 선택과 반대쪽을 선택해야 합니다. 동물이 같은 쪽에 반응하면 보상이 주어지지 않고 동물이 다른 쪽을 누를 때까지 시험이 계속됩니다. 이 테스트는 7번의 시도로 진행되며 각 동물의 측면 선호도를 정의할 수 있습니다.

이 시점부터 테스트 세션이 시작됩니다. 일일 세션에는 80개의 평가판이 있습니다. 이 세션에서 동물들은 자신의 선호와 반대되는 레버의 한쪽에 반응해야 합니다.

수행된 레버 누르기 시험 훈련과 유사하게, 톤 전달 2초 후에 두 개의 레버가 제시되고 동물이 선택할 수 있습니다. 그것이 맞다면, 그들은 보상을 얻습니다. 상대방에게 응답하면 시험은 잘못된 시험으로 계산되고 보상은 제공되지 않습니다.

동물이 10초 이내에 반응이 없으면 시험은 누락으로 간주됩니다. 대응 전략에 대한 이러한 초기 학습은 4일 동안 계속됩니다. 이 단계에서는 시각적 신호가 표시되는 방식이 다른 세 가지 조건이 있습니다.

조건 1에서는 광 신호가 제공되지 않습니다. 조건 2에서는 라이트 큐가 올바른 쪽에 비춰지지만 동물은 레버 위치에 따라 이 전략을 배우기 때문에 이 큐를 사용할 필요가 없습니다. 조건 3에서는 조명 신호가 왼쪽 또는 오른쪽에 무작위로 표시되며, 이는 관련이 없는 조명 신호입니다.

동물이 지렛대 위치를 기반으로 반응 전략을 학습한 후 행동 규칙은 시각적 신호 전략으로 변경됩니다. 조건 1에서, 동물들은 완전히 새로운 자극에 주의를 기울여야 한다. 조건 2에서는 이전에 관련된 신호에 주의를 기울여야 합니다.

조건 3에서, 동물들은 이전의 무관한 신호에 주의를 기울여야 한다. 중요한 것은 모든 조건이 행동 전략에서 동일한 변화를 필요로 한다는 것입니다. 이 시각적 큐 학습에서는 오류의 수와 유형을 자세히 분석합니다.

첫째, 이전에 올바른 레버의 반대쪽에서 광 신호가 켜지는 모든 시도를 수행했을 때, 동물이 이전에 올바른 레버에 반응하면 이 오류는 인내적 또는 퇴행적 오류로 분류됩니다. 이러한 오류를 구분하기 위해 10개의 시행 이동 창의 오류 수는 창을 한 번에 한 시행씩 진행하여 계산됩니다. 동물이 10번의 시행 기간 중 8개 미만의 오류를 범할 때까지 인내심 있는 오류가 기록됩니다.

이 시점 이후에는 후속 오류가 회귀 오류로 간주됩니다. 대조적으로, 동물이 광 신호가 존재하지 않았던 이전에 잘못된 레버에 반응할 때 절대 강화되지 않은 오류가 발생합니다. 행동 실험 설계의 이러한 새로운 변형을 사용하여 우리의 최근 연구는 선조체 콜린성 중간뉴런의 선택적 병변이 있는 쥐와 온전한 쥐를 비교했습니다.

병변 동물은 초기 대응 전략을 획득하는 데 온전했습니다. 또한, 세 가지 질환에 걸친 올바른 반응의 비율과 세트-시프트 이후의 모든 치료에서 유의미한 감소를 보이지 않았다. 그러나 오류 유형을 주의 깊게 분석한 결과 차이점이 나타났습니다.

복부 선조체(ventral striatum)의 콜린성 중간뉴런(cholinergic interneuron)을 절제했을 때, 동물들은 새로운 자극으로 주의를 옮겨야 할 때 더 끈질긴 오류를 기록했다. 반면에, 등쪽 내측 선조체(dorsal medial striatum)의 콜린성 중간뉴런(cholinergic interneuron)이 소실된 동물은 이전에는 무의미한 자극에 주의를 기울여야 할 때 이전 전략에 더 인내심이 있었다. 또한, 이러한 상태 및 결코 강화되지 않은 오류의 감소된 수의 관련 손상이 관찰되었습니다.

대조적으로, 두 병변 모두 광 신호가 관련성을 유지하는 행동 변화에 영향을 미치지 않았습니다. 이러한 결과는 새로운 자극에 대한 주의가 필요할 때 복부 콜린계가 필요한 것으로 보이는 반면, 이전에는 관련이 없었던 단서에 대한 주의가 필요할 때 배쪽 내측 콜린계가 중요할 수 있음을 나타냅니다. 여기에서 우리는 쥐의 행동 유연성을 테스트하기 위한 세트 이동 작업의 새로운 변형을 소개했습니다.

우리는 이러한 새로운 패러다임의 적용이 행동 규칙의 변화에 대한 유연한 행동 통제의 기저에 있는 신경 메커니즘을 더 잘 이해할 수 있게 한다고 믿습니다.