Novas Variações para estratégia definida de mudança no Rat

A flexibilidade comportamental é fundamental para a sobrevivência neste mundo em mudança. Um dos paradigmas de comportamento que testam essa habilidade é a tarefa de mudança de conjunto, que está sendo usada tanto para primatas quanto para roedores. Essa tarefa requer uma mudança de atenção de uma dimensão de estímulo para outra para mudar a estratégia comportamental.

Em uma versão típica da tarefa de mudança de conjunto de ratos, os animais precisam atender a uma dimensão de estímulo anteriormente irrelevante. No entanto, durante a situação da vida real, muitas vezes mudamos nossa estratégia de ação prestando atenção não apenas à dimensão do estímulo anteriormente irrelevante, mas também aos outros estímulos, como pistas completamente novas e historicamente relevantes. Neste artigo, apresentamos uma nova variação da tarefa de mudança de conjunto de ratos.

Precisamos de três condições diferentes para a mudança definida. Em todas as três condições, é necessária a mesma mudança na estratégia comportamental, que inclui duas fases, uma estratégia de resposta inicial e uma mudança subsequente para uma estratégia de sugestão visual. Durante a estratégia de resposta, uma recompensa é dada quando a alavanca correta é pressionada.

A alavanca permanece a mesma durante toda esta fase. Em seguida, uma mudança na estratégia de sugestão visual ocorre quando uma nova regra para obter uma recompensa é aplicada, pois os animais são obrigados a selecionar a alavanca na qual uma sugestão visual é iluminada. Na Condição um, nenhuma luz é dada em uma resposta inicial e os animais têm que atender a uma nova sugestão de luz.

Na Condição dois, uma sugestão de luz indica o lado correto na estratégia de resposta inicial, mas essa sugestão não é necessariamente usada para fazer uma escolha. Nesse caso, os animais atendem a uma sugestão historicamente relevante. Na Condição três, a dica visual aparece aleatoriamente acima de qualquer alavanca, independentemente de estar correta ou não, portanto, deve ser ignorada.

Este caso requer que os animais tenham que atender à sugestão anteriormente irrelevante na próxima estratégia de sugestão visual. Na chegada dos animais, grupos de dois ou três ratos são alojados juntos. Depois de uma semana, cada um deles é transferido para gaiolas individuais e com restrição de alimentos.

Cinco dias antes dos experimentos, eles são manuseados com cuidado diariamente por cinco minutos. Cada câmara operante é composta por uma luz doméstica, um gerador de tons puros, dois indicadores visuais idênticos, duas alavancas e uma bandeja de comida. No primeiro dia de experimentos, os animais são colocados em uma câmara operante por 20 minutos de habituação.

Uma vez que os animais tenham sido designados para uma câmara específica, todas as tarefas comportamentais são realizadas lá. Após a habituação, 10-15 pellets são dados quando devolvidos à gaiola de origem, permitindo que os animais se familiarizem com uma recompensa. No dia seguinte, começa o treinamento com as revistas.

Aqui, um total de 20 pellets são dados a cada animal a uma taxa de um pellet por minuto. A próxima etapa é um cronograma de reforço contínuo. Aqui, os animais podem obter um pellet pressionando uma alavanca uma vez.

Isso continua até que eles recebam 60 recompensas ou 40 minutos em cada sessão. Quando os animais completam uma sessão por pelo menos dois dias consecutivos, eles passam para a próxima fase. Aqui os animais são treinados no teste de prensa de alavanca.

O julgamento começa com um tom de três segundos. Dois segundos após o tom cessar, a alavanca esquerda ou direita é apresentada. Os animais são obrigados a pressionar a alavanca dentro de dez segundos para obter uma recompensa.

Eles realizam 80 tentativas por sessão com um intervalo entre tentativas de 20 a 30 segundos. Quando eles fazem menos de dez omissões em 80 tentativas, eles prosseguem para a última sessão de treinamento. O teste de viés lateral determina a preferência do animal por qualquer uma das alavancas.

Um teste bem-sucedido ocorre quando há pelo menos duas alavancas pressionadas em cada uma das alavancas esquerda e direita. Primeiro, os animais precisam escolher uma alavanca para receber uma recompensa. Este lado selecionado é contado.

Na próxima tentativa, eles são obrigados a escolher o lado oposto à sua primeira escolha para obter uma recompensa. Se eles responderem ao mesmo lado, nenhuma recompensa é dada e o julgamento continua até que os animais pressionem o outro lado. Este teste tem sete tentativas e nos permite definir a preferência lateral de cada animal.

A partir deste ponto, a sessão de teste começa. Uma sessão diária tem 80 tentativas. Nesta sessão, os animais têm que responder a um lado das alavancas que é o oposto de sua preferência.

Semelhante ao treinamento de teste de pressão de alavanca realizado, dois segundos após a entrega do tom, duas alavancas são apresentadas e os animais podem fazer uma escolha. Se estiver correto, eles obtêm uma recompensa. Se eles responderem ao outro lado, o teste é contado como um teste incorreto e nenhuma recompensa é dada.

Quando os animais não respondem em dez segundos, o teste é contado como uma omissão. Esse aprendizado inicial da estratégia de resposta é continuado por quatro dias. Nesta fase, existem três condições diferentes que diferem na forma como uma sugestão visual é apresentada.

Na Condição um, nenhuma pista de luz é dada. Na Condição dois, um taco de luz é iluminado no lado correto, mas os animais não precisam usar esse taco porque aprendem essa estratégia com base na localização da alavanca. Na Condição três, um sinal de luz é apresentado aleatoriamente no lado esquerdo ou direito, que é um sinal de luz irrelevante.

Depois que os animais aprenderam uma estratégia de resposta com base na localização da alavanca, a regra comportamental muda para uma estratégia de sugestão visual. Na Condição um, os animais devem atender a um estímulo completamente novo. Na Condição dois, eles devem atender a uma sugestão previamente relevante.

Na condição três, os animais devem atender a uma sugestão irrelevante anterior. É importante ressaltar que todas as condições exigem a mesma mudança na estratégia comportamental. Neste aprendizado de dicas visuais, o número e o tipo de erros são analisados em detalhes.

Primeiro, tomando todas as tentativas em que um sinal de luz é iluminado no lado oposto da alavanca previamente correta, se os animais responderem à alavanca previamente correta, esse erro é classificado como um erro perseverativo ou regressivo. Para separar esses erros, o número de erros em uma janela móvel de dez tentativas é contado avançando a janela uma tentativa de cada vez. Os erros perseverativos são pontuados até que os animais cometam menos de oito erros na janela de dez tentativas.

Após este ponto, os erros subsequentes são considerados erros regressivos. Em contraste, erros nunca reforçados são pontuados quando os animais respondem à alavanca anteriormente incorreta na qual não existia uma sugestão de luz. Usando essas novas variações no desenho experimental comportamental, nosso estudo recente comparou ratos intactos com ratos com lesões seletivas dos interneurônios colinérgicos estriatais.

Os animais lesionados estavam intactos na aquisição da estratégia de resposta inicial. Além disso, eles não mostraram um declínio significativo na porcentagem de respostas corretas em três condições e em qualquer tratamento após o set-shift. No entanto, a análise cuidadosa dos tipos de erro indicou diferenças.

Quando os interneurônios colinérgicos do estriado ventral foram ablacionados, os animais cometeram mais erros perseverantes quando tiveram que mudar sua atenção para um novo estímulo. Por outro lado, os animais com perda de interneurônios colinérgicos do estriado dorsal medial foram mais perseverantes à estratégia antiga quando tiveram que atender ao estímulo anteriormente irrelevante. Além disso, essa condição e o comprometimento associado à diminuição do número de erros nunca reforçados foram observados.

Em contraste, nenhuma das lesões afetou uma mudança comportamental na qual a sugestão de luz permaneceu relevante. Esses resultados indicam que o sistema colinérgico ventral parece ser necessário quando a atenção a um novo estímulo é necessária, enquanto o sistema colinérgico medial dorsal pode ser importante quando a atenção a uma pista anteriormente irrelevante é necessária. Aqui, introduzimos uma nova variação da tarefa de mudança de conjunto para testar a flexibilidade comportamental no rato.

Acreditamos que a aplicação desses novos paradigmas torna possível entender melhor o mecanismo neural subjacente a um controle flexível de ações após uma mudança nas regras comportamentais.