Author Produced

تنويعات جديدة لاستراتيجية مجموعة، يتحول في الجرذ

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

تعيين بنظام النوبة، وهو شكل من المرونة السلوكية، يتطلب تحولا الإنتباه من بعد التحفيز واحد إلى آخر. مددنا حيوان قارض أنشأت مجموعة تحويل المهام 1 قبل تتطلب اهتماما للمؤثرات مختلفة وفقا للسياق. وقد تم جمع هذه المهمة مع آفات معينة لتحديد أنواع فرعية الخلايا العصبية الكامنة وراء التحول الناجح.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Aoki, S., Liu, A. W., Zucca, A., Zucca, S., Wickens, J. R. New Variations for Strategy Set-shifting in the Rat. J. Vis. Exp. (119), e55005, doi:10.3791/55005 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

المرونة السلوكية أمر بالغ الأهمية من أجل البقاء في البيئات المتغيرة. تعرف على نطاق واسع، والمرونة السلوكية يتطلب التحول من استراتيجية السلوكية على أساس تغيير في حكم القواعد. نحن تصف استراتيجية المجموعة تحويل المهام التي تتطلب تحولا الإنتباه من بعد التحفيز واحد إلى آخر. وغالبا ما يستخدم نموذج لاختبار المرونة الإدراكية في المقدمات. ومع ذلك، لم يتم تطوير نسخة القوارض كما على نطاق واسع. وقد قدمنا مؤخرا مهمة المكره مجموعة أنشئت في الفئران 1 من التي تتطلب اهتماما للمؤثرات مختلفة وفقا للسياق. كل الظروف التجريبية المطلوبة الحيوانات لاختيار إما اليسار أو اليمين ذراع. في البداية، كانت جميع الحيوانات لاختيار على أساس من موقع رافعة. وفي وقت لاحق، وتغيير في حكم حدث، الأمر الذي يتطلب تحولا في مجموعة من الحكم القائمة على الموقع إلى قاعدة التي أشير رافعة الصحيحة من قبل جديلة الخفيفة. قارنا الأداء على ثلاث،ه إصدارات مختلفة من هذه المهمة، التي كان الحافز ضوء إما الرواية، ذات الصلة سابقا، أو غير ذي صلة سابقا. وجدنا أن الآفات الكيميائية العصبية المحددة ضعف انتقائي القدرة على جعل أنواع معينة من تحول مجموعة مقاسا الأداء على إصدارات مختلفة من هذه المهمة.

Introduction

المرونة السلوكية هو شرط أساسي من أجل البقاء في عالم متغير. واحدة من النماذج السلوكية التي أنشئت لاختبار هذه القدرة ومن المقرر المكره، والذي تحول الانتباه عن البعد التحفيز واحد إلى آخر ضروري لتغيير استراتيجيات العمل بعد تغيير في القاعدة. وتورط العديد من مناطق الدماغ مثل قشرة الفص الجبهي، والمخطط في مجموعة، يتحول 5. وقد تم التحقيق في الآليات العصبية لهذه المهمة عبر العديد من الأنواع بما في ذلك البشر 6 القرود والفئران 9. ومع ذلك، لم يتم تطوير الإصدارات الفئران من المهام تحويل مجموعة كما على نطاق واسع. والفعالية من حيث التكلفة من الفئران، على النحو المناسب حجم لعملية جراحية التجسيمي، وتوافر وسائل الوراثية وضعت مؤخرا 10، تحفيز مزيد من تطوير المكره مجموعة نماذج لاستخدامها في الفئران.

A-تحويل مجموعة نموذج نموذجي بالنسبة للفئران يتطلب تغييرا بين استراتيجيتين السلوكية: على سبيل المثال، استراتيجية للاستجابة واستراتيجية البصرية جديلة. الفئران لها في البداية لاختيار واحد من اثنين من الخيارات المتاحة (مثل العتلات اليمين أو اليسار في استثابي الآلي الإصدار 1 أو اليسار أو اليمين الأسلحة في T-متاهة الإصدار 11). بعد تحول مجموعة، لديهم لالتحول إلى استخدام استراتيجية البصرية جديلة، مثل جديلة الخفيفة مما يدل على الجانب الصحيح. في تلك المهام تحويل مجموعة التقليدية، فمن الضروري لتحويل الانتباه عن البعد التحفيز واحد إلى بعد آخر أنه كان غير ذي صلة سابقا.

ontent "> بالإضافة إلى تغيير إلى بعد أن كانت غير ذات صلة في وقت سابق، وهناك أيضا إمكانية المنطقية التي حافزا له صلة سابقا، أو غائبة سابقا والآن الرواية. مواقف الحياة الحقيقية في الطبيعة قد يترتب الانتباه إلى الرواية، أو تاريخيا جديلة ذات الصلة ولكن ليس حاسمة. ولذلك، فإننا تعتبر هذه الأنواع الفرعية من وضع التحول، في تباين جديد من القوارض وضع المكره على أساس المكره مجموعة مهمة الآلية المحددة مسبقا 1.

لقد أثبتت مؤخرا استخدام النسخة الجديدة من المكره مجموعة نماذج في تجربة لتحديد تأثير آفات معينة neurochemically من المخطط 12. في دراستنا السابقة، ونحن المستهدفة interneurons الكوليني الإفراج عن أستيل كولين (ACH) من المخطط الظهراني الإنسي أو بطني منذ تورطت أدن تشافيز وتلك المناطق الفرعية في المرونة السلوكية. وطالبت جميع الظروف التجريبية نفس بو التحول الاستراتيجير كل أنواع مختلفة المعنية من تحول الإنتباه: إلى الرواية، ذات الصلة من قبل أو سبق جديلة غير ذات صلة. نحن هنا وصف الإجراءات التفصيلية للنماذج، وتسليط الضوء على نتائج ممثلة مما يشير إلى أن أنظمة كوليني الجسم المخطط تلعب دورا أساسيا في مجموعة العمل بنظام الفترات، وهو غير إجتماعي بين المناطق الفرعية الجسم المخطط مختلفة تبعا لسياقات سلوكية 12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد وافق جميع الإجراءات اللازمة لاستخدام الحيوانات عن طريق رعاية الحيوان واستخدام اللجنة في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا.

1. الحيوانات

  1. الحصول على ذكور فئران لونغ إيفانس (250-300 ز على وصول).
  2. ولدى وصوله، إيواء مجموعة من اثنين أو ثلاثة الجرذان معا لمدة أسبوع وبعد ذلك بفصلها في أقفاص الفردية. لاحظ أن هذا التصميم التجريبي ينطوي-تقييد الغذاء ويحتاج لعقد حيوان في كل قفص للسيطرة على الغذاء الكمية المستهلكة.
  3. توفير جميع الحيوانات بالغذاء والمياه libitum الإعلانية، وإيوائهم في ظل ظروف قياسية (12 ساعة / 12 ساعة ضوء / دورة الظلام، في 23 درجة مئوية).
  4. قبل 5 أيام بداية من التجارب السلوكية والغذاء تقييد الحيوانات في ما يقرب من 85٪ من متوسط ​​الوزن مع حرية الوصول إلى المياه في جميع أنحاء التجارب.
  5. التعامل مع الحيوانات لمدة 5 دقائق يوميا لمدة لا تقل عن 5 أيام قبل بداية التجارب من أجل تعريف رتنحنح مع مجرب.

2. الأجهزة والبرمجيات لاختبارات السلوكية وتحليلات

  1. المعدات
    1. استخدام غرفة استثابي مجهزة مربع المخففة الصوت.
    2. أدرج الغرفة مع العديد من الملحقات الإضافية: اثنان العتلات وعاء على اللوحة الأمامية، واثنين من الاشارات الضوئية فقط فوق العتلات، بقعة مجلة مع جهاز استشعار للكشف عن دخول الرأس بين اثنين من العتلات، موزع الغذاء، مولد لهجة نقية و ضوء البيت على اللوحة الخلفية.
  2. البرمجيات
    1. السيطرة على جميع الأحداث السلوكية تحت رمز مبرمجة مكتوبة من قبل البرامج عبر الرابع. استخدام ميد برامج الكمبيوتر الرابع للإشارة إلى والكشف عن كافة الأحداث السلوكية خلال التدريب والاختبار.
    2. استخدام ترانس الرابع لكتابة التعليمات البرمجية لاختبار السلوك. فتح ملف جديد للكتابة.
    3. مرة واحدة يتم كتابة البرنامج وترجمة وترجمة ذلك ضمن البرنامج. تعديل التعليمات البرمجية إذا كانت الأخطاءالكشف عن وإعادة المحاولة.
    4. على التصحيح الناجح للبرنامج، تحقق إذا كان رمز المستخدم يعمل بشكل صحيح عن طريق إجراء-التشغيل التجريبي قبل البدء الفعلي للتجارب.
    5. استخدام MED-PC رابعا، إجراء تجارب سلوكية. فتح البرنامج، انقر فوق "جلسة علنية" وتعيين برنامج واحد لكل مربع.
    6. بعد أن تم تعيين كل البرامج بشكل صحيح على كل مربع، وإرسال الإشارات اللازمة لبدء التجارب.
    7. بعد الانتهاء من هذه المهمة، وحفظ البيانات والنقر على "حفظ البيانات" أو كتابة رمز لحفظ البيانات تلقائيا (لمزيد من التفاصيل، راجع دليل مبرمج لMED-PC الرابع).
    8. مرة واحدة ويتم تصدير البيانات إلى مجلد معين، إعادة تسمية البيانات وتاريخ الشراء وأرقام التعريف الحيوانات لاستخدامها لاحقا. يتم استيراد البيانات التي تم جمعها إلى مطلب للتحليلات السلوكية هو موضح أدناه (بروتوكول 3.7).

3. السلوكية التدريب والاختبار

  1. التعود والتدريب مجلة.
  2. لا تمثل روافع للحيوانات خلال تلك المراحل.
  3. خلال مرحلة التعود، وضع الحيوانات في غرفة استثابي لمدة 20 دقيقة يوميا. في نفس اليوم، وإعطاء 10 الكريات السكروز (45 ملغ) للحيوانات في قفص وطنهم، الذي تعريفهم على مكافأة السكروز.
  4. وبعد ذلك، يبدأ التدريب المجلة. وضع الحيوانات في غرفة وإعطاء 20 الكريات السكروز (1 بيليه في الدقيقة) للحيوانات، وتوفير فرصة للتعلم مكان وجود علبة الطعام والحصول على الكريات.
    ملاحظة: هذه المراحل يمكن تخطي بسبب الارتباك المحتمل للحيوانات على الحصول على بيليه دون استجابة استثابي، على الرغم من أننا اعتمدت عليها لجعل الحيوانات إطلاع على غرفة ويأكل من صينية الطعام.
  • جدول التعزيز المستمر
    1. تدريب الحيوانات على جدول التعزيز المستمر للحصول على مكافأة عن طريق الضغط على رافعة. تستغرق جلسة من هذا التدريب حتى 60 الكريات لها النحلن تلقى (60 رافعة المطابع) أو انقضاء 40 دقيقة.
    2. الحاضر إما ذراع اليسرى أو اليمنى خلال النصف الأول من الدورة (حتى يتم الحصول على 30 الكريات)، يليها عرض للرافعة المعاكس خلال النصف الثاني. وتناوبت النظام على أساس يومي.
    3. يستمر هذا الجدول الزمني التعزيز حتى الحيوانات قد حصلت بنجاح 60 المكافآت لا يقل عن 2 أيام متتالية. لاحظ أنه قد يكون هناك تفاوت الكبير بين الحيوانات من مدى السرعة التي تجعل أول رافعة الصحافة وهذا قد يؤثر على سير التعزيز. في هذه الحالة، وطرح عدد قليل من الكريات السكروز على رافعة قدمت لتحفيزهم للاقتراب نحو ذراع عندما أحرز أي رد على الدورة الأولى.
      ملاحظة: ثمة بديل ممكن هو وضع الكريات السكروز عند تقديم رافعة أول من الحيوانات من أجل جعل الانتهاء من هذه المرحلة بشكل أسرع.
  • الجدول الزمني للمحاكمة في التدريب رافعة الصحافة والاختبار.
  • بدء محاكمة واحدة مع لهجة 3 ثانية (ق).
  • 2 ثانية بعد انتهاء لهجة والحاضر اثنين من العتلات وتسمح الحيوانات للضغط إما ذراع في غضون 10 ثانية. في حالة أن يتم إجراء أي رد في غضون 10 ثانية، يتراجع كلا العتلات وتعول هذه المحاكمة باعتبارها محاكمة الإغفال.
  • في حالة تدريب الصحافة رافعة والحاضر فقط وسيلة للضغط واحدة على أي من الجانبين.
  • في معظم الظروف التجريبية، كان هناك حافزا ضوء فوق واحدة من أذرع. تحويل الاشارة الضوئية على الفور بعد توقف لهجة وإيقاف عندما تكون الحيوانات مصنوعة إما استجابة أو في 10 ثانية بعد الإدراج رافعة عندما أحرز أي رد.
  • تعيين فترات بين المحاكمة في 20 ~ 30 ثانية.
  • تدريب رافعة الصحافة
    1. في هذه المرحلة تدريب، تقديم أي ضوء للحيوانات.
    2. تدريب الحيوانات تحت التدريب رافعة الصحافة لمدة 5-8 جلسات للجدول الزمني نفسه للمحاكمة كما جلسات الاختبار هو موضح أدناه.
    3. في الهو التدريب والحاضر إما إلى اليسار أو اليمين ذراع عشوائيا، ورافعة لابد من الضغط في غضون 10 ثانية عقب عرضه ذراع، أو يحسب المحاكمة باعتبارها إغفال دون رد. جلسة لتدريب الصحافة رافعة تتألف من 80 محاكمات.
    4. مرة واحدة والحيوانات وسجل أقل من 10٪ من سهو من 80 محاكمات، نقلها إلى اختبار الجانب التحيز التالي.
  • اختبار الجانب التحيز
    1. إجراء اختبار الجانب التحيز لتحديد تفضيل الحيوان إما إلى اليسار أو اليمين رافعة 1. تستلزم محاكمة اثنين رافعة المطابع على كلا الجانبين.
    2. وضع الحيوانات في غرفة استثابي وتمكينهم من اختيار إما رافعة. في المحاولة التالية، لها الحيوانات لتحديد رافعة المعاكس من أجل الحصول على المكافأة. إذا المحاولة الثانية الحيوان هو على نفس الجانب من الاستجابة الأولى، وإعطاء أي مكافأة وتستمر المحاكمة حتى يتم الرد على الجانب الآخر.
    3. إجراء ما مجموعه 7 محاكماتلتحديد تفضيل الجانب الحيوان.
  • الاختبار.
    1. وتتكون الدورة اليومية من 80 محاكمات.
    2. إعداد ثلاثة ظروف مختلفة عن إجراءات تحويل مجموعة كما هو موضح في الشكل 1.
    3. إن جميع الشروط الثلاثة الحيوانات بالمثل تغيير الاستراتيجيات السلوكية من اختيار ذراع واحد هو أن باستمرار على نفس الجانب (المرحلة 1، استراتيجية الاستجابة) إلى ما يلي جديلة الضوء الذي يشير إلى الجانب الصحيح (المرحلة 2، استراتيجية بصرية).
    4. بادئ ذي بدء التعلم الأولي من استراتيجية للاستجابة (المرحلة 1) لمدة 4 جلسات، في الحيوانات التي يجب أن تضغط على الرافعة استنادا إلى موقع دعامتين. في هذه المرحلة، تعيين الجانب الصحيح إلى عكس رافعة لتفضيلهم على أساس اختبار أولي الجانب التحيز على النحو المذكور أعلاه.
    5. وبعد ذلك، يبدأ جديلة البصرية التعلم (المرحلة 2) لمدة 10 جلسات. وجديلة الخفيفة مضيئة فوق إما رافعة يشير إلى وجود رافعة الصحيحة. في هذه المرحلة المتغيرة، ثلاثة ديأنماط fferent التحولات الإنتباه يمكن مقارنة بين ثلاثة شروط تجريبية كما هو موضح أدناه (3.3.6-3.3.8).
    6. في مجموعة التحول حالة 1 (الشكل 1A)، وإعطاء أي ضوء في المرحلة 1، ولكن الاشارة الخفيفة يشير إلى الجانب الصحيح في المرحلة 2. في حالة 1، بالتالي، تحتاج الحيوانات لحضور لحافز الرواية.
    7. في مجموعة التحول حالة 2 (الشكل 1B)، تقديم جديلة الخفيفة فوق رافعة الصحيحة في المرحلة 1، ومرة أخرى في المرحلة 2. في هذه الحالة، جديلة الخفيفة كانت ذات الصلة، ولكن ليس بالضرورة مطلوبة لجعل خيار في مرحلة 1. وهكذا الحيوانات لديها لحضور لجديلة ذات الصلة في وقت سابق.
    8. في مجموعة التحول 3 حالة (الشكل 1C)، تشغيل الاشارة الضوئية بشكل عشوائي فوق إما ذراع اليمين أو اليسار في المرحلة 1. وبالتالي لا بد من تجاهلها. في المرحلة يطلب من 2 الحيوانات إلى إيلاء الاهتمام لتحفيز الضوء الذي كان غير ذي صلة سابقا.
  • التحليل السلوكي.
    1. طوال جلسات، وقياس نسبة الإجابات الصحيحة على أساس يومي، باستثناء المحاكمات الإغفال.
    2. عدد الأخطاء التي تراكمت خلال 10 دورات التعلم جديلة البصرية وتصنيفها إلى مواظب، وأخطاء رجعية أو تعزيزها أبدا كما هو موضح في دراسة سابقة 1. هناك، تحليلا مفصلا لأنواع الخطأ تشير وظائف منفصلة في تحديد بنظام النوبة.
    3. تحديد الأخطاء مواظب على أنها استجابات غير صحيحة إلى رافعة الصحيحة سابقا في حين كان أداء الحيوان لا يزال تحت مستوى سطح فرصة 13، 14، 15. وقد استخدمت معايير مماثلة في الدراسات السابقة 11.
    4. واستنادا إلى الطريقة المبدئية، وتحديد المعيارالفصل بين مواظب والأخطاء الرجعية كما النقطة التي الحيوان سجل أول يقل عن 8 من كل 10 ردود غير صحيحة (احتمال اتخاذ 8/10 الأخطاء أو أكثر = 0.054، على أساس التوزيع التراكمي ذو الحدين) في إطار التحرك من 10 محاكمات .
    5. من أجل العثور على هذه النقطة، يبدأ احتساب المتوسط المتحرك من النافذة 10 محاكمة من 1 محاكمة الحادي وثم دفع ذلك عن طريق التجربة واحدة في وقت واحد حتى يتم قياس <8/10 الأخطاء. إجراء هذا التحليل في جميع المحاكمات التي يضيء الاشارة الضوئية فوق رافعة غير صحيحة سابقا خلال استراتيجية جديلة البصرية.
    6. تحديد كل الأخطاء اللاحقة التي ارتكبت بعد هذه النقطة على أنها أخطاء الرجعية.
    7. خلال التعلم جديلة البصرية، عد أخطاء عززت أبدا عندما ردت الحيوانات إلى وسيلة للضغط غير صحيحة سابقا الذي لم مضيئة جديلة الخفيفة. تقسيمها إلى جزء الباكر أو في وقت متأخر استنادا إلى مرحلة التعلم. الأخطاء التي في النصف الأول من 10 جلسات (sessأيون 1-5) تعتبر في وقت مبكر وتعتبر تلك في النصف الثاني (الدورة 6-10) في وقت متأخر منها.
  • Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    استخدمنا استراتيجية المجموعة تحويل المهام المذكورة أعلاه للتحقيق في دور interneurons الكوليني في المرونة السلوكية. قارنا تأثير على مهمة آفة انتقائية الناجم عن ذيفان مناعي من interneurons الكوليني في الظهرانية الإنسية (DMS)، المخطط البطني (VS) وضبط حقن محلول ملحي. وقال إن جميع الحيوانات إلى التحول من اختيار وسيلة للضغط على أساس الجانب (اليمين أو اليسار)، لاختيار على أساس ضوء جديلة فوق رافعة الصحيحة. كنا ثلاثة شروط التجريبية لتحديد التحول الذي كان ضوء جديلة إما: (1) رواية، (2) ذات الصلة سابقا (مما يدل على رافعة الصحيحة)، أو (3) (عشوائيا) لا صلة لها بالموضوع سابقا.

    في هذه الظروف التجريبية الثلاث، كان اكتساب الأولي من استراتيجية للاستجابة سليمة في جميع مجموعات العلاج، مما يشير إلى أن فقدان كوليني في المخطط ليس لديها آثار على التعلم الأولي (الشكل 2A - 2C).وتتفق هذه النتائج مع دراسات سابقة تظهر أن تثبيط DMS أو VS لم يؤثر على التمييز الأولي 7 و 9 و أن تطبيق مضادات كوليني للنظام 16 أو محليا إلى المخطط 17، 18، 19 يسار التعلم الأولي سليمة.

    في مجموعة التحول حالة 1 (الشكل 2A، جديلة جديدة)، وكانت نسبة الإجابات الصحيحة لا تختلف كثيرا. ومع ذلك، فقد ارتفع عدد الأخطاء مواظب بشكل ملحوظ في المجموعة الآفة VS من الضوابط. أثناء وضع التحول حالة 2 (الشكل 2B، جديلة ذات الصلة سابقا) تم تغيير لا تعلم الأداء ولا أنواع الأخطاء التي الآفات. في المقابل، في حالة مجموعة التحول 3 (الشكل 2C، جديلة لا صلة لها بالموضوع سابقا)، تيكان عدد من الأخطاء مواظب اختلافا كبيرا بين المجموعات. على وجه الخصوص، كانت هناك زيادة كبيرة في أخطاء مواظب بعد آفات DMS. مقارنة مع مجموعة السيطرة، وقد انخفض عدد الأخطاء عززت أبدا بشكل ملحوظ في كل من DMS وVS مجموعة الآفة، الذي كان واضحا في وقت مبكر ولكن ليس في مرحلة متأخرة من التعلم جديلة البصرية.

    وباختصار، عطلت VS الآفات كوليني تحولا استراتيجيا عندما أعطيت حافزا جديدا باعتباره جديلة مهمة جديدة، مما تسبب في أخطاء أكثر مواظب. من ناحية أخرى، والآفات DMS المتضررة وضع المكره فقط عندما كان مطلوبا الانتباه إلى التحفيز غير ذي صلة في السابق، مما أدى إلى توزيع مختلف أنواع الخطأ.

    شكل 1
    الشكل 1: ثلاثة شروط مختلفة لمجموعة التحول. مخطط تدفق ثلاثةالاختلافات (A، B و C) للتحويل مجموعة نموذج. وتظهر دائرة صفراء جديلة البصرية. أعيد طبعها بإذن من أوكي وآخرون. 12. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل 2
    الشكل 2: نتائج السلوكية في المهمة تحويل مجموعة. النسب المئوية للإجابات الصحيحة في كل استجابة واستراتيجية جديلة البصرية (يسار)، وتظهر أنواع الأخطاء التي ارتكبت على مدى 10 جلسات من استراتيجية جديلة البصرية (وسط)، وفي وقت مبكر والمكونات في وقت متأخر من الأخطاء عززت أبدا (الحق) لكل حالة تجريبية ( يتطلب التحول من استراتيجية السلوكية الانتباه إلى التحفيز الرواية، لتحفيز المعنيين سابقا، ف <0.05، <0.01 و <0.001 على التوالي. أعيد طبعها بإذن من أوكي وآخرون. 12. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    قمنا بتطوير صيغ جديدة على المكره مجموعة نموذج أنشئت لاستخدامها في الفئران. باستخدام هذه النماذج، تم العثور على آفات كوليني من المخطط أن تنال مجموعة العمل بنظام الفترات، مما يشير إلى الدور المحدد للinterneurons الكوليني الجسم المخطط في تحديد بنظام النوبة: قمع قاعدة قديمة وتسهيل التنقيب عن قاعدة جديدة. اختلفت الآثار بين المخطط الظهراني الإنسي وبطني، وفقا للدور مختلف من هذه الهياكل في التعلم.

    وقد استخدم على نطاق واسع مهمة المكره مجموعة لاختبار المرونة السلوكية في الأنواع التي تتراوح بين البشر على القوارض 12. يتم تعريف هذا المصطلح، "مجموعة" كخاصية من الحوافز ذات الصلة بالسلوك في محاكمة معينة"XREF"> 20، 21. قدمت الدراسة الصيغ الجديدة التي كان مطلوبا موضوع لتغيير استراتيجية السلوكية على أساس التغيير الذي المجموعة هي ذات الصلة. وينبغي مقارنة الإصدارات الجديدة بعناية مع دراسات أخرى باستخدام مجموعة العمل بنظام الفترات. في المكره مجموعة نموذج نموذجي، وهو موضوع يشكل في البداية مجموعة ذات الصلة لتوجيه السلوك ويتجاهل مجموعة غير ذي صلة. بعد التحول مجموعة، موضوع له لحضور لمجموعة غير ذي صلة سابقا. ومن بين الشروط الثلاثة اقترحنا هنا، حالة فقط 3 ينطوي على مجموعة التحول. حالة 1 و 2 تختلف عن تلك المهام مجموعة التحول في ذلك إما حافزا رواية أو مجموعة فرعية من التحفيز مجمع يصبح ذات الصلة. كشفت منحنيات التعلم وعدد من الأخطاء مواظب من الفئران سليمة الاختلافات في اكتساب الأولي وإعادة اكتسابها بين ثلاثة شروط. وهكذا، كل التدابير حالة وظائف مختلفة: الاستحواذ على ردا على جديلة جديدة، الانتباه إلى أهمية ولكنلا جديلة حاسمة، والانتباه إلى جديلة غير ذات صلة. هذه الاختلافات جديدة مفيدة للتحقيق في الآليات العصبية لأشكال مختلفة من المرونة السلوكية.

    الفئران لها العديد من المزايا لدراسة الآليات العصبية الكامنة وراء المرونة السلوكية، بما في ذلك حجمها الكبير مما يجعلها مناسبة لعملية جراحية التجسيمي، وتوافر السلالات المعدلة وراثيا، والقدرة المعرفية. وقد أثبتت الدراسات السابقة T-متاهة إلى أو نسخة من المهام تحويل مجموعة آليا في الفئران 11. في حالة أن الإصدار الآلي غير متوفر، ثلاثة التلاعب مختلفة قدم في هذه المادة تنطبق على مهمة مجموعة التحول T-متاهة استنادا 3 و 7. أيضا، أبعاد التحفيز الأخرى مع طريقة حسية مختلفة مثلجديلة رائحة يمكن الجمع بين 22، الذي يمتد أبعد من الاختلافات.

    وقد سبق أن تبين أن تثبيط DMS أو VS يعطل وضع المكره عندما يتطلب حضور لحافز غير ذي صلة سابقا 7 و 9. هذا هو الحال في حالة 3 من هذه الدراسة أيضا. ومع ذلك، السؤال المهم الذي ينتظر الجواب، هو ما إذا كان مشتق ضعاف مجموعة العمل بنظام الفترات من عدم القدرة على تغيير استراتيجيات العمل (مثل من استراتيجية للاستجابة لاستراتيجية بصرية) خلال التحول، أو عدم القدرة على دفع الانتباه إلى التحفيز التي كانت غير ذات صلة في التمييز الأولي. فمن المستحيل أن تقرر بين هذين الاحتمالين من خلال دراسة السياق التجريبي واحد فقط. لفصل العجز الإنتباه محدد من أكثر انخفاض عام في تحويل الاستراتيجيات، سعينا لخلق صيغ جديدة من المهام تحويل مجموعة، وذلك باستخدام يختلف الاثنانشروط الأنف والحنجرة تتطلب نفس التحول ولكن أنواع مختلفة من الاهتمام.

    باستخدام هذه شروط إضافية، فإننا لا يمكن فصل ركائز العصبية الكامنة وراء تحول استراتيجيات في سياقات مختلفة. على سبيل المثال، perseveration من الفئران VS lesioned في حالة 1 حيث تم تقديم حافز جديد يسمح لنا أن تكشف عن وجود آلية ممكنة من النظام الكوليني بطني في عمليات الإنتباه ونهج لحداثة مهم للقاعدة جديدة. من ناحية أخرى، ونحن لم نلاحظ الآثار العامة من الآفات DMS على التحول الاستراتيجي. بدلا من ذلك، كان محددا إلى الحالة التي طوارئ التحفيز تغيرت وتحتاج الحيوانات لدفع الانتباه إلى جديلة لا صلة لها بالموضوع سابقا. شرطين إضافية لمراقبة بنجاح لضعف العام للتحويل الاستراتيجيات. هذا مكننا من استنتاج أن DMS وVS النظم الكوليني لها دور مشترك في قمع استراتيجية القديمة وتيسير السلوك الاستكشافي، على الرغم من أنهم يعملون فيسياقات بيئية مختلفة، ولا واحد له دور عام في تحويل الاستراتيجيات نفسها.

    وفي الختام، والاختلافات الجديدة تحويل مجموعة تجعل من الممكن لتحليل المرونة فأر المعرفية في مزيد من التفاصيل ومساعدة مزيد من فهم الآليات العصبية للمرونة السلوكية وفق السياقات البيئية المختلفة. وسوف يتم تشجيع الدراسات المستقبلية اختبار إشراك مناطق الدماغ الرئيسية الأخرى مثل قشرة الفص الجبهي والحصين باستخدام مجموعة متنوعة من السياقات كما قدم في هذه المقالة.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Standard Modular Test Chamber Med Associates ENV-008
    Low Profile Retractable Response Lever Med Associates ENV-112CM
    Stimulus Light for Rat Med Associates ENV-221M
    Switchable Dual Pellet/Dipper Receptacle for Rat Med Associates ENV-202RM-S
    Head Entry Detector for Rat Receptacles Med Associates ENV-254-CB
    Modular Pellet Dispenser; 45 mg for Rat Med Associates ENV-203M-45
    Sonalert Module for Rat Med Associates ENV-223AM 4.5 kHz available (ENV-223HAM)
    House Light for Rat Chambers Med Associates ENV-215M
    SmartCtrl Interface Module, 8 input/16 output Med Associates DIG-716B
    SmartCtrl Connection Panel, 8 input/16 output Med Associates SG-716B
    45 mg Tablet-Fruit Punch TestDiet 1811255 Several flavors available

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Floresco, S. B., Block, A. E., Tse, M. T. L. Inactivation of the medial prefrontal cortex of the rat impairs strategy set-shifting, but not reversal learning, using a novel, automated procedure. Behavioural Brain Research. 190, 85-96 (2008).
    2. Nicolle, M. M., Baxter, M. G. Glutamate receptor binding in the frontal cortex and dorsal striatum of aged rats with impaired attentional set-shifting. European Journal of Neuroscience. 18, 3335-3342 (2003).
    3. Ragozzino, M. E., Ragozzino, K. E., Mizumori, S. J. Y., Kesner, R. P. Role of the dorsomedial striatum in behavioral flexibility for response and visual cue discrimination learning. Behavioral Neuroscience. 116, 105-115 (2002).
    4. Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Dissociation in prefrontal cortex of affective and attentional shifts. Nature. 380, 69-72 (1996).
    5. Monchi, O., Petrides, M., Petre, V., Worsley, K., Dagher, A. Wisconsin Card Sorting Revisited: Distinct Neural Circuits Participating in Different Stages of the Task Identified by Event-Related Functional Magnetic Resonance Imaging. The Journal of Neuroscience. 21, 7733-7741 (2001).
    6. Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Dissociable Forms of Inhibitory Control within Prefrontal Cortex with an Analog of the Wisconsin Card Sort Test: Restriction to Novel Situations and Independence from "On-Line" Processing. The Journal of Neuroscience. 17, 9285-9297 (1997).
    7. Floresco, S. B., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Magyar, O. Dissociable Roles for the Nucleus Accumbens Core and Shell in Regulating Set Shifting. The Journal of Neuroscience. 26, 2449-2457 (2006).
    8. Ragozzino, M. E., Detrick, S., Kesner, R. P. Involvement of the Prelimbic-Infralimbic Areas of the Rodent Prefrontal Cortex in Behavioral Flexibility for Place and Response Learning. The Journal of Neuroscience. 19, 4585-4594 (1999).
    9. Ragozzino, M. E., Jih, J., Tzavos, A. Involvement of the dorsomedial striatum in behavioral flexibility: role of muscarinic cholinergic receptors. Brain Research. 953, 205-214 (2002).
    10. Witten, I. B., et al. Recombinase-Driver Rat Lines: Tools, Techniques, and Optogenetic Application to Dopamine-Mediated Reinforcement. Neuron. 72, 721-733 (2011).
    11. Floresco, S. B., Magyar, O., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Tse, M. T. L. Multiple Dopamine Receptor Subtypes in the Medial Prefrontal Cortex of the Rat Regulate Set-Shifting. Neuropsychopharmacology. 31, 297-309 (2006).
    12. Aoki, S., Liu, A. W., Zucca, A., Zucca, S., Wickens, J. R. Role of Striatal Cholinergic Interneurons in Set-Shifting in the Rat. The Journal of Neuroscience. 35, 9424-9431 (2015).
    13. Dias, R., Aggleton, J. P. Effects of selective excitotoxic prefrontal lesions on acquisition of nonmatching- and matching-to-place in the T-maze in the rat: differential involvement of the prelimbic-infralimbic and anterior cingulate cortices in providing behavioural flexibility. European Journal of Neuroscience. 12, 4457-4466 (2000).
    14. Hunt, P. R., Aggleton, J. P. Neurotoxic Lesions of the Dorsomedial Thalamus Impair the Acquisition But Not the Performance of Delayed Matching to Place by Rats: a Deficit in Shifting Response Rules. The Journal of Neuroscience. 18, 10045-10052 (1998).
    15. Jones, B., Mishkin, M. Limbic lesions and the problem of stimulus-Reinforcement associations. Experimental Neurology. 36, 362-377 (1972).
    16. Chen, K. C., Baxter, M. G., Rodefer, J. S. Central blockade of muscarinic cholinergic receptors disrupts affective and attentional set-shifting. European Journal of Neuroscience. 20, 1081-1088 (2004).
    17. Bradfield, L. A., Bertran-Gonzalez, J., Chieng, B., Balleine, B. W. The thalamostriatal pathway and cholinergic control of goal-directed action: interlacing new with existing learning in the striatum. Neuron. 79, 153-166 (2013).
    18. Okada, K., et al. Enhanced flexibility of place discrimination learning by targeting striatal cholinergic interneurons. Nat Commun. 5, (2014).
    19. Ragozzino, M. E. Acetylcholine actions in the dorsomedial striatum support the flexible shifting of response patterns. Neurobiology of Learning and Memory. 80, 257-267 (2003).
    20. Ravizza, S. M., Carter, C. S. Shifting set about task switching: Behavioral and neural evidence for distinct forms of cognitive flexibility. Neuropsychologia. 46, 2924-2935 (2008).
    21. Rushworth, M. F. S., Hadland, K. A., Paus, T., Sipila, P. K. Role of the Human Medial Frontal Cortex in Task Switching: A Combined fMRI and TMS Study. Journal of Neurophysiology. 87, 2577-2592 (2002).
    22. Bissonette, G. B., Roesch, M. R. Rule encoding in dorsal striatum impacts action selection. European Journal of Neuroscience. 42, 2555-2567 (2015).

    Comments

    0 Comments


      Post a Question / Comment / Request

      You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

      Usage Statistics