Aprender novas associações estímulo-resposta envolve uma ampla gama de processos neurais que são em última análise, refletem na mudança de pico de saída de neurônios individuais. Aqui nós descrevemos um protocolo de comportamento que permite o registro contínuo da atividade de um único neurônio enquanto que os animais adquirem, extinguir, e readquirir uma resposta condicionada em uma única sessão experimental.
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Artigo de método
Registro do potencial de ação simples Neurônios 'de livremente mover Pombos em três estágios da aprendizagem
* These authors contributed equally
Neste artigo
Resumo
Resumo
Enquanto o sujeito da aprendizagem atraiu imenso interesse dos cientistas, tanto comportamentais e neurais, apenas relativamente poucos pesquisadores observaram a atividade de um único neurônio enquanto os animais estão adquirindo uma resposta operantly condicionado, ou quando essa resposta é extinto. Mas, mesmo nestes casos, períodos de observação geralmente abrangem apenas uma única fase de aprendizagem, ou seja, aquisição ou extinção, mas não ambos (exceções incluem protocolos que empregam aprendizagem reversa; ver Bingman et al 1 para um exemplo.). No entanto, a aquisição e extinção implicam diferentes mecanismos de aprendizagem e, portanto, deverão ser acompanhados por diferentes tipos e / ou loci de plasticidade neural.
Nesse sentido, desenvolvemos um paradigma comportamental que institui três estágios de aprendizagem em uma única sessão comportamental e que é bem adequado para a gravação simultânea de potenciais de ação dos neurônios individuais. Animais umre treinados em uma tarefa de escolha forçada intervalo único que requer mapeamento cada uma das duas respostas de escolha possíveis para a apresentação de diferentes estímulos visuais inovadores (aquisição). Depois de ter atingido um critério de desempenho pré-definida, uma das duas respostas de escolha já não é reforçada (extinção). Após um certo decréscimo no nível de desempenho, respostas corretas são reforçadas novamente (reaquisição). Ao utilizar um novo conjunto de estímulos em cada sessão, os animais podem sofrer o processo de aquisição de extinção-reaquisição repetidamente. Porque todas as três fases de aprendizagem ocorrem numa única sessão de comportamento, o paradigma é ideal para a observação simultânea da saída de cravação de múltiplos neurónios individuais. Usamos pombos como sistemas modelo, mas a tarefa pode ser facilmente adaptada para outras espécies capazes de aprendizagem discriminação condicionado.
Introdução
Aprender novas associações estímulo-resposta para os resultados envolve uma ampla gama de processos de plasticidade neural. Estes processos são, em última análise reflete na saída pico mudando de neurônios individuais. Indiscutivelmente, um dos paradigmas mais utilizadas de aprendizagem é o medo condicionamento pavloviano realizado com roedores. Neste cenário, a aquisição e extinção de uma resposta condicionada ocorrer dentro de algumas dezenas de ensaios 2. O desenvolvimento rápido de medo condicionado pode ser vantajoso porque permite que a execução de um grande número de animais dentro de um curto espaço de tempo. Além disso, a aquisição ea extinção pod....
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Protocolo
Declaração de Ética
Todos os experimentos foram conduzidos de acordo com as diretrizes da Alemanha para o cuidado e uso de animais na ciência. Os procedimentos foram aprovados por um comitê nacional de ética do estado da Renânia do Norte-Vestfália, Alemanha.
Visão geral do sistema
Operante Testing Câmara
A câmara operante (Figura 1) mede 34 centímetros x 34 cm x 50 cm. Três chaves translúcidas de resposta (4 cm x 4 cm, localizada a aproximadamente 20 cm acima do nível do chão) são embutido na parede de trás da câmara. Os ....
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Resultados
Comportamento
A Figura 4A mostra o desempenho comportamental de um animal em uma sessão de exemplo. O nível do desempenho animal atinge critério para NS 2 em 180 tentativas (45 apresentações de estímulo) e está perto de 100% para o NS 1 desde o início. Esta estratégia - a primeira resposta para a mesma chave tanto para novos estímulos, e, em seguida, ajustar as respostas para um dos estímulos - é quase tão freqüentemente observada como inicial aleatória respondendo a ambos os N.......
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Discussão
Este protocolo descreve uma tarefa comportamental complexa adequada para gravações a única unidade simultâneas. Descrevemos a tarefa SIFC para pombos, mas pode ser facilmente adaptado para roedores, exigindo puxões nariz ou a pressão da alavanca, em vez de chave bica, e substituindo visual olfativo, auditivo, ou estímulos tácteis.
Talvez os passos mais críticos durante o processo de formação são: 1) redução gradual da probabilidade de recompensa e 2) aumento no número de julgamento. Quanto r.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Esta pesquisa foi apoiada por doações da Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) a MCS (FOR 1581, STU 544/1-1) e OG (FOR 1581, SFB 874). O site da DFG é http://www.dfg.de/en/index.jsp. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação dos autores manuscript.The agradecer Thomas Seidenbecher por nos fornecer o protocolo sobre-regulamentação, bem como Tobias Otto para obter ajuda com a configuração do eletrofisiológico equipamento de gravação.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Fio de resistência (para uso como eletrodos) | California Fine Wire, Grover Beach, CA, EUA | Stablohm 675; fios de nicromo revestidos com fórvar (diâmetro externo 25 µ m) | |
| Microconectores | Ginder Scientific, Nepean, Ontário, Canadá | GS18PLG-220 (plugue) e GS18SKT-220 (soquete para construir o headstage) | |
| Cânulas | Henke Sass Wolf, Tuttlingen, Alemanha | 0,4 x 20 mm/ 27 Gx3/4" | |
| Solução de ouro para revestimento | Neuralynx, Bozeman, MT, EUA | SIFCO Process Gold Non-Cyanide, Code 5355 | |
| Solução para banho ultrassônico | Alconox, Inc., Nova York, EUA | 1304 | Tergazyme |
| Cola condutora | Henkel Loctite | LOCTITE 3888 Parafusos de aço inoxidável com enchimento de prata, condutores, adesivos | |
| J.I. Morris, Southbridge, MA, EUA | F0CE125 parafusos auto-roscantes em miniatura, comprimento do corpo 1/8 polegadas | ||
| Cimento dental fotopolimerizável | van der Ven Dental, Duisburg, Alemanha | Omniceram Evo Flow A2 | |
| van der Ven Dental, Duisburg, Alemanha | Jovident Excelled 215 Luz de cura (unidade de fotopolimerização LED sem fio) | ||
| Amplificadores de filtro | npi electronic GmbH, Alemanha | DPA-2FS | |
| Conversor A/D | Cambridge Electronic Design, Cambridge, Reino Unido | potência 1401 | |
| Software Spike2 | Cambridge Electronic Design, Cambridge, Reino Unido | Versão 7.06a | |
| MATLAB | The Mathworks, Natick, MA, EUA | R2012a |
Referências
- Bingman, V. P., Gasser, B. A., Colombo, M. Responses of pigeon (Columba livia) wulst neurons during acquisition and reversal of a visual discrimination task. Behav Neurosci. 122, 1139-1147 (2008).
- Herry, C., Ciocchi, S., Senn, V., Demmou, L., Müller, C., Lüthi, A.
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Reimpressões e permissões
