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Neue Variationen für Strategie-Verschiebung in der Ratte

Behavior

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Summary

Set-Shifting, eine Form der Verhaltensflexibilität erfordert eine Aufmerksamkeitsverlagerung von einem Reiz Dimension zum anderen. Wir verlängerten eine etablierte Nagetier Set-Shifting Aufgabe 1 durch die Aufmerksamkeit auf verschiedene Reize erfordern je nach Kontext. Die Aufgabe wurde mit spezifischen Läsionen kombiniert Neuron-Subtypen zu identifizieren, für einen erfolgreichen Übergang zu Grunde liegen.

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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).

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Abstract

Behavioral Flexibilität ist von entscheidender Bedeutung für das Überleben Umgebungen zu verändern. Im Großen und Ganzen definiert, erfordert Verhaltensflexibilität eine Verschiebung der Verhaltensstrategie auf Basis einer Änderung Regeln gelten. Wir beschreiben eine Strategie Aufgabe Set-Verschiebung, die eine Aufmerksamkeitsverlagerung von einem Reiz Dimension zum anderen erfordert. Das Paradigma wird häufig zum Testen der kognitiven Flexibilität bei Primaten verwendet. Allerdings hat die Nagetier-Version nicht so umfassend entwickelt. Wir haben seit kurzem für eine etablierte Set-Shifting Aufgabe bei der Ratte 1 durch Aufmerksamkeit erfordern auf verschiedene Reize , je nach Kontext. Alle experimentellen Bedingungen Tiere erforderlich, um entweder einen linken oder rechten Hebel. Anfänglich hatten alle Tiere auf der Grundlage der Position des Hebels zu wählen. Anschließend kam es zu einer Änderung in der Regel, die eine Verschiebung der Satz von ortsbasierten Regel erforderlich, um in der Regel in dem die richtige Hebel durch eine Licht Cue angezeigt wurde. Wir verglichen die Leistung auf dree verschiedene Versionen der Aufgabe, in der der Lichtreiz entweder neuartige, bisher relevant oder irrelevant zuvor. Wir fanden heraus, dass bestimmte neurochemische Veränderungen selektiv die Fähigkeit beeinträchtigt bestimmte Arten von Set Verschiebung zu machen, wie durch die Leistung auf die verschiedenen Versionen der Aufgabe gemessen.

Introduction

Behavioral Flexibilität ist eine wichtige Voraussetzung für das Überleben in einer sich verändernden Welt. Eines der etablierten Verhaltensparadigmen für diese Fähigkeit zu testen ist Set-Verschiebung, in dem eine Verschiebung der Aufmerksamkeit von einem Reiz Dimension zum anderen für die Änderung Handlungsstrategien nach einer Änderung der Regel notwendig ist. Mehrere Hirnregionen wie dem präfrontalen Cortex und Striatum sind in Verbindung gebracht Set-Shifting 2, 3, 4, 5. Neuralen Mechanismen für diese Funktion sind in mehreren Spezies , einschließlich Menschen , 5, 6 Affen und Ratten 1, 7, 8, 9 untersucht worden. Allerdings haben sich die Ratte Versionen von Set-Shifting Aufgaben nicht so umfassend entwickelt. Die Wirtschaftlichkeit von Ratten, deren entsprechende Größe für stereotaktische Chirurgie, sowie die Verfügbarkeit von neu entwickelten genetischen Methoden 10, motivieren Weiterentwicklung von Set-Shifting Paradigmen für den Einsatz bei Ratten.

Ein typischer Satz schieb Paradigma für Ratten erfordert eine Änderung zwischen zwei Verhaltensstrategien: zum Beispiel eine Antwortstrategie und eine visuell-Cue-Strategie. Die Ratten haben zunächst eine von zwei verfügbaren Optionen (wie links oder rechts Hebel in einer operant automatisierte Version 1 oder nach links oder rechts Arme in einem T-Labyrinth Version 7, 8, 9, 11) zu wählen. Nach einer festgelegten Verschiebung, müssen sie mit einer visuell-Cue-Strategie, wie ein Licht Cue zu schalten die richtige Seite anzeigt. In diesen herkömmlichen Set-Shifting Aufgaben ist es notwendig, die Aufmerksamkeit von einem Reiz Dimension in eine andere Dimension zu verschieben, die bisher nicht relevant gewesen war.

ontent "> Neben einer Dimension zu ändern, die zuvor irrelevant gewesen wäre, gibt es auch die logische Möglichkeit, dass ein Reiz vorher relevant war, oder vorher abwesend und jetzt neu. Das wirkliche Leben Situationen in der Natur kann die Aufmerksamkeit auf ein neues mit sich bringen, oder historisch relevant , aber Cue nicht von entscheidender Bedeutung. Daher betrachtet man diese Subtypen von Set-Verschiebung, Set-Shifting in einer neuen Variante von Nagetieren auf der Basis eines vorher festgelegten automatischen Set-Shifting Aufgabe 1.

Wir haben vor kurzem die Verwendung von der neuen Version von Sollverschiebungs Paradigmen in einem Experiment demonstriert 12 die Wirkung von neurochemisch spezifischen Läsionen des Striatums zu bestimmen. In unserer früheren Studie gezielt wir cholinergen Inter Freisetzung Acetylcholin (ACH) des dorsomedial oder ventralen Striatum seit ACh und diese Subregionen wurden in Verhaltensflexibilität in Verbindung gebracht. Alle experimentellen Bedingungen forderten die gleichen strategischen Verschiebung but jeweils beteiligten verschiedene Arten von Aufmerksamkeitsverlagerung: eine neuartige, bisher relevant oder früher irrelevant Stichwort. Wir beschreiben hier detaillierte Verfahren der Paradigmen, und markieren Sie repräsentative Ergebnisse darauf hindeutet , dass Striatum cholinerge Systeme eine wesentliche Rolle im Set-Shifting spielen, die zwischen verschiedenen Striatum Subregionen in Abhängigkeit von Verhaltenskontexten 12 dissociable ist.

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Protocol

Alle Verfahren für die Verwendung von Tieren wurden von der Animal Care und Use Committee am Okinawa Institute of Science and Technology genehmigt.

1. Tiere

  1. Erhalten männlichen Long-Evans-Ratten (250-300 g bei der Ankunft).
  2. Bei der Ankunft beherbergen eine Gruppe von zwei oder drei Ratten zusammen für eine Woche und später trennen sie in Einzelkäfigen. Beachten Sie, dass diese experimentelle Design Lebensmittel-Beschränkung beinhaltet und braucht ein Tier in einem Käfig zu halten, verbraucht die Menge Nahrung zu kontrollieren.
  3. Stellen Sie alle Tiere mit Futter und Wasser ad libitum und beherbergen sie unter Standardbedingungen (12 h / 12 h Hell / Dunkel - Zyklus, bei 23 ° C).
  4. 5 Tage vor Beginn der Verhaltensexperimente, Lebensmittel beschränken Tiere auf etwa 85% ihres durchschnittlichen Gewicht mit freiem Zugang zu Wasser über Experimente.
  5. Griff Tiere für 5 min pro Tag für mindestens 5 Tage vor Beginn der Versuche, um t vertrautSaum mit einem Experimentator.

2. Hardware und Software für die Verhaltenstests und Analysen

  1. Hardware
    1. Verwenden Sie eine operant Kammer mit einer soliden mildernden Box ausgestattet.
    2. Die Kammer ist mit mehreren zusätzlichen Anlagen eingebaut: zwei Aufnahme Hebel an der Frontplatte, zwei Licht Cues direkt über den Hebel, ein Magazin vor Ort mit einem Sensor zur Erfassung der Kopfeintritts zwischen zwei Hebeln, einem Futterspender, einem reinen Klangerzeuger und ein Hauslicht auf der Rückseite.
  2. Software
    1. Steuerung alle Verhaltens Ereignisse unter einem programmierten Code geschrieben von Trans IV-Software. Verwenden Med-PC IV Software zu signalisieren und zu erfassen, alle Verhaltens Ereignisse während des Trainings und einen Test.
    2. Verwenden Sie Trans IV für Code für Verhaltenstests zu schreiben. Öffnen Sie eine neue Datei zum Schreiben.
    3. Sobald das Programm geschrieben wird, zu übersetzen und es innerhalb der Software kompilieren. Ändern Sie den Code, wenn Fehler sinderkannt und versuchen Sie es erneut.
    4. Nach dem erfolgreichen Debuggen eines Programms, ob Benutzer-Code ordnungsgemäß durch die Durchführung einer Probelauf vor dem eigentlichen Beginn der Experimente funktioniert.
    5. Mit MED-PC IV, führen Sie die Verhaltensexperimente. Öffnen Sie die Software, klicken Sie auf "Open Session" und weisen ein einziges Programm zu jedem Kasten.
    6. Schließlich haben sich die Programme richtig zu jedem Feld zugewiesen wurde, senden Signale, die Experimente zu starten.
    7. Nach dem Abschluss der Aufgabe, speichern Daten als "Daten speichern" oder Code schreiben, um automatisch Daten speichern (für Details siehe Programmierhandbuch für MED-PC IV) klicken.
    8. Sobald die Daten in einem bestimmten Ordner exportiert wird, benennen Sie die Daten als Erwerbszeitpunkt und Tier-ID-Nummern für die spätere Verwendung. Die gesammelten Daten werden für die Verhaltensanalysen in Matlab importiert unten (Protokoll, 3.7) beschrieben.

3. Verhaltenstraining und -prüfung

  1. Habituation und Magazine Ausbildung.
  2. Präsentieren Sie keine Hebel für Tiere in diesen Phasen.
  3. Während der Gewöhnungsphase, setzen die Tiere in einer operant Kammer für 20 Minuten pro Tag. Am selben Tag, geben 10 Saccharose-Pellets (45 mg) Tiere in ihrem eigenen Käfig, der sie an die Saccharose Belohnung vertraut zu machen.
  4. Als nächstes beginnen Magazin Training. Legen Sie Tiere in der Kammer und geben 20 Sucrosepellets (1 Pellet pro Minute) zu den Tieren, die eine Gelegenheit bieten, die Lage des Nahrungsmittelschale und den Erwerb der Pellets zu lernen.
    HINWEIS: Diese Phasen können wegen der möglichen Verwechslung von Tieren ohne operant Reaktion auf den Erhalt eines Pellets übersprungen werden, auch wenn wir sie angenommen Tiere mit einer Kammer vertraut zu machen und von einem Lebensmittel-Fach zu essen.
  • Kontinuierliche Verstärkung Zeitplan
    1. Zug Tiere auf einer kontinuierlichen Verstärkung Zeitplan um eine Belohnung zu erhalten, indem ein Hebel drücken. Eine Sitzung dieser Ausbildung dauert bis 60 Pellets Bienen habenn empfangen (60 Hebelpressen) oder 40 Minuten vergangen ist.
    2. Anwesend entweder die linke oder rechte Hebel in der ersten Hälfte einer Sitzung (bis 30 Pellets erhalten werden), durch die Darstellung des anderen Hebel in der zweiten Hälfte folgte. Der Auftrag wird auf täglicher Basis abwechselten.
    3. Setzen Sie diese Verstärkung Zeitplan bis Tiere erfolgreich 60 Belohnungen erhalten haben, mindestens zwei aufeinanderfolgenden Tagen für. Beachten Sie, dass bei Tieren mit hoher Variabilität sein können, wie schnell sie den ersten Hebel-Presse machen und diese den Fortschritt der Verstärkung beeinflussen können. In diesem Fall legte ein paar Sucrosepellets auf einem präsentierten Hebel sie zu motivieren, zu dem Hebel zu nähern, wenn keine Antwort auf die erste Sitzung durchgeführt wurde.
      HINWEIS: Eine mögliche Alternative ist Sucrosepellets zu setzen, wenn der Hebel zuerst Tiere, um präsentiert wird, um den Abschluss dieser Phase schneller zu machen.
  • Zeitplan für einen Versuch in Hebelpresse Ausbildung und Prüfung.
  • Starten Sie eine einzige Studie mit einem 3 Sekunden (s) Ton.
  • 2 Sekunden nach Beendigung der Ton, stellen zwei Hebeln und zulassen, dass Tiere entweder Hebel innerhalb von 10 Sekunden zu drücken. Im Falle, dass keine Antwort innerhalb von 10 s gemacht wird, beide Hebel zurückziehen und diesen Versuch als Auslassung Studie zählen.
  • Im Fall der Hebelpresse Ausbildung, derzeit nur einen einzigen Hebel auf beiden Seiten.
  • Bei den meisten experimentellen Bedingungen gab es einen Lichtreiz über einen Hebel. Schalten Sie das Licht Cue auf, unmittelbar nachdem der Ton aufhört und ausschalten, wenn die Tiere entweder aus eine Antwort oder in 10 Sekunden nach Einsetzen Hebel, wenn keine Reaktion erfolgt ist.
  • Legen Sie zwischen den Untersuchungsintervalle bei 20 ~ 30 sec.
  • Lever-Presse Ausbildung
    1. In dieser Trainingsphase präsentieren kein Licht zu Tieren.
    2. Zug Tiere unter Hebelpresse Training für 5-8 Sitzungen mit dem gleichen Zeitplan für einen Versuch als Testsitzungen im Folgenden beschrieben.
    3. in thist die Ausbildung, hat gegenwärtig entweder links oder rechts Hebel zufällig, und der Hebel gedrückt werden soll, wird ohne eine Antwort innerhalb von 10 Sekunden nach der Hebel dargestellt, oder der Versuch als Unterlassung gezählt. Eine Sitzung für den Hebelpresse Ausbildung von 80 Studien umfasste.
    4. Sobald die Tiere weniger als 10% der Auslassungen aus 80 Studien erzielt haben, so dass sie auf der folgenden Seite-Bias-Test zu bewegen.
  • Side-Bias - Test
    1. Durchführen einer Seitenbiastest des Tieres bevorzugt entweder links oder rechts Hebel 1 zu bestimmen. Ein Versuch bringt zwei Hebelpressen auf beiden Seiten.
    2. Platzieren Sie die Tiere in einer operant Kammer und lassen sie entweder Hebel zu wählen. Im nächsten Versuch, Tiere haben die entgegengesetzte Hebel zu wählen, um eine Belohnung zu erhalten. Wenn Tier zweiter Versuch auf der gleichen Seite der ersten Antwort, keinen Lohn geben und den Versuch fortsetzen, bis eine Antwort auf der gegenüberliegenden Seite vorgenommen wird.
    3. Führen Sie eine insgesamt 7 StudienTierseitenpräferenz zu bestimmen.
  • Testen.
    1. Eine tägliche Sitzung besteht aus 80 Studien.
    2. Bereiten Sie drei verschiedene Bedingungen für die Set-Shifting Verfahren wie in Abbildung 1 dargestellt.
    3. Alle drei Bedingungen erfordern Tiere ähnlich Verhaltensstrategien ändern von der Auswahl ein Hebel, der konsequent auf der gleichen Seite (Phase 1, Reaktionsstrategie) auf im Anschluss an eine Licht-Cue, der eine korrekte Seite zeigt (Phase 2, visuelle Cue-Strategie).
    4. Zunächst anfänglichen Lernen einer Reaktionsstrategie (Phase 1) für 4-Sitzungen, in denen die Tiere einen Hebel zu drücken, auf den Standort von Hebeln. In dieser Phase stellen Sie die richtige Seite auf den Hebel entgegengesetzt zu ihrer Präferenz auf der Grundlage einer vorläufigen Neben Bias-Test wie oben erwähnt.
    5. Als nächstes beginnen für Sitzungen 10 visuellen Hinweis Lernen (Phase 2). Ein Licht Cue über beiden Hebel beleuchtet zeigt einen richtigen Hebel. In dieser Schaltphase, drei different Muster von Aufmerksamkeitsverschiebungen können unter drei experimentellen Bedingungen verglichen werden, wie unten (3.3.6-3.3.8) beschrieben.
    6. Im Set-Schaltzustand 1 (1A), kein Licht in der Phase 1 geben, aber ein Licht Cue zeigt die richtige Seite in Phase 2. In Zustand 1, daher müssen Tiere auf ein neues Stimulus zu besuchen.
    7. Im Set-Schaltzustand 2 (1B), stellen ein Licht Cue über den richtigen Hebel in der Phase 1, und wieder in Phase 2 In diesem Zustand war das Licht Stichwort relevant gewesen, aber nicht unbedingt für eine Wahl in der Phase erforderlich 1. So Tiere haben zu einem zuvor relevanten Cue zu besuchen.
    8. Im Set-Schaltzustand 3 (1C), drehen auf einem hellen Cue zufällig oben links oder rechts Hebel in der Phase 1. Damit hat sie ignoriert werden. In der Phase 2 Tiere die Aufmerksamkeit auf die Lichtreiz zahlen müssen, die bisher nicht relevant gewesen.
  • Verhaltensanalyse.
    1. Während Sitzungen, messen Sie den Prozentsatz der richtigen Antworten auf einer täglichen Basis, ohne Auslassung Studien.
    2. Zählen Sie Fehler bei der 10 Sitzungen von visuellen Hinweis Lernen gesammelt und klassifizieren sie in perseverative, regressive oder nie verstärkte Fehler wie in einer früheren Studie 1 beschrieben. Es schlägt eine detaillierte Analyse der Fehlertypen unterschiedliche Funktionen in Set-Shifting.
    3. Definieren Sie perseverative Fehler wie falsche Antworten auf die zuvor korrekt Hebel während tierische Leistung noch unterhalb Chance Level 4, 6, 13, 14 war, 15. Ähnliche Kriterien wurden in früheren Studien , 1, 3, 7, 11 eingesetzt.
    4. Basierend auf einer prinzipien Weise bestimmen das Kriteriumzwischen perseverative und regressive Fehler als der Punkt, an dem das Tier zum ersten Mal erzielte weniger als 8 von 10 falschen Antworten (Wahrscheinlichkeit machen 8/10 Fehler oder mehr = 0,054, basierend auf kumulativen Binomialverteilung) in einem sich bewegenden Fenster von 10 Studien zu trennen .
    5. Um diesen Punkt zu finden, starten Sie einen gleitenden Durchschnitt der 10 Probefenster vom 1. Versuch zu berechnen und sie dann von einem Versuch zu einem Zeitpunkt vor , bis <8/10 Fehler gemessen werden. Führen Sie diese Analyse in allen Studien, in denen ein Licht Cue über dem zuvor falsche Hebel bei der visuellen Cue Strategie beleuchtet wird.
    6. Definieren Sie alle nachfolgenden nach diesem Punkt als regressive Fehler begangen Fehler.
    7. Während visuellen Hinweis Lernen, zählen nie verstärkte Fehler, wenn die Tiere auf einen zuvor falsche Hebel reagiert, auf dem das Licht Cue nicht beleuchtet. Teilen Sie sie in einem frühen oder späten Teil auf der Grundlage der Lernphase; Fehler in der ersten Hälfte des 10 Sitzungen gemacht (SessIon 1-5) werden frühzeitig berücksichtigt und die in der zweiten Hälfte (Session 6-10) als zu späten angesehen.
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    Representative Results

    Wir nutzten die Strategie schieb Aufgabe über die Rolle des cholinergen Interneuronen in Verhaltensflexibilität zu untersuchen beschrieben. Wir verglichen die Wirkung auf die Aufgabe einer Immunotoxin-induzierte Läsion selektive cholinerger Inter in dorsomedial (DMS), ventralen Striatum (VS) und mit Kochsalzlösung injizierten Kontrolle. Alle Tiere hatten von der Wahl einen Hebel an der Seite (links oder rechts) auf der Basis zu wechseln, um die Wahl über den richtigen Hebel an einem Cue Licht basiert. Wir haben drei Versuchsbedingungen von Set-Verschiebung in dem der Cue Licht war entweder: (1) Roman, (2), die zuvor relevant (mit Angabe der richtigen Hebel) oder (3), die zuvor irrelevant (randomisiert).

    In diesen drei Versuchsbedingungen betrug die anfängliche Akquisition der Reaktionsstrategie intakt in allen Behandlungsgruppen, was darauf hindeutet , dass cholinerge Verlust im Striatum auf anfängliche Lern keine Auswirkungen hatte (2A - 2C).Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit früheren Studien , dass die Inaktivierung von DMS oder VS zeigt keinen Einfluss haben anfängliche Diskriminierung 7, 9 und dass die Anwendung von cholinergen Antagonisten systemisch 16 oder lokal mit dem Striatum 17, 18, 19 links anfängliche Lern intakt.

    Im Set-Schaltzustand 1 (2A, Roman cue) war der Prozentsatz der richtigen Antworten nicht signifikant unterschiedlich. Allerdings war die Zahl der perseverative Fehler deutlich in der VS-Läsion Gruppe erhöht als die Kontrollen. Während Set-Schaltzustand 2 (2B, zuvor relevanten cue) weder Lernleistung noch Arten von Fehlern wurden durch die Läsionen verändert. Im Gegensatz dazu ist im Set-Schaltzustand 3 (2C, vorher irrelevant Cue), ter Reihe von perseverative Fehler war signifikant unterschiedlich zwischen den Gruppen. Insbesondere gab es eine signifikante Zunahme in perseverative Fehler nach DMS Läsionen. Im Vergleich zu der Kontrollgruppe, der Anzahl der nicht-verstärkten Fehler wurde signifikant verringert sowohl DMS und VS Läsion Gruppen, die in den frühen evident war aber nicht in der späten Phase der visuellen Hinweis Lernen.

    Zusammengefasst gestört VS cholinergische Läsionen eine strategische Verschiebung, wenn ein neuer Stimulus als neues wichtiges Stichwort gegeben wurde, mehr perseverative Fehler verursacht. Auf der anderen Seite, betroffen DMS Läsionen eingestellt schieb wurde nur dann, wenn die Aufmerksamkeit auf ein zuvor irrelevant Stimulus erforderlich, in einer unterschiedlichen Verteilung von Fehlertypen resultieren.

    Abbildung 1
    Abbildung 1: Drei verschiedene Bedingungen für eine Set-Verschiebung. Ein Flussdiagramm von dreiVariationen (A, B und C) des Satzes schieb Paradigma. Ein gelber Kreis zeigt einen visuellen Hinweis. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von Aoki et al. 12. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

    Figur 2
    Abbildung 2: Behavioral Ergebnisse in der Set-Verschiebung Aufgabe. Prozentsatz der richtigen Antworten in beide Antwort und visuellen Hinweis Strategie (links), Arten von Fehlern über 10 Sitzungen der visuellen Cue-Strategie (Mitte) begangen, und frühe und späte Komponenten nie verstärkten Fehler (rechts) werden für jeden experimentellen Zustand gezeigt ( A, eine Verlagerung der Verhaltensstrategie erforderlich Aufmerksamkeit auf ein neues Stimulus, B, zu einem zuvor relevanten Stimulus, p <0,05 <0,01 und <0,001, respectively. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von Aoki et al. 12. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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    Discussion

    Wir entwickelten neue Variationen auf der etablierten Set-Shifting Paradigma für den Einsatz bei Ratten. Unter Verwendung dieser Paradigmen wurden cholinergische Läsionen des Striatums gefunden Set-Verschiebung nicht zu beeinträchtigen, eine spezifische Rolle von Striatum cholinergen Interneuronen in Set-Shifting darauf hindeutet: Unterdrückung einer alten Regel und Erleichterung der Exploration für eine neue Regel. Die Effekte unterschieden zwischen dorsomedial und ventralen Striatum, in Übereinstimmung mit der anderen Rolle dieser Strukturen in Lernen.

    Eine Reihe schieb Aufgabe wurde in Spezies Verhaltens Flexibilität zu testen , die von Menschen Nagetieren 1, 4, 5, 7, 8, 9, 12 verwendet. Der Begriff "gesetzt" ist als die Eigenschaft des Reizes relevanten Verhalten in einer gegebenen Studie definiert"Xref"> 20, 21. Die vorliegende Studie wurden neue Varianten, in denen ein Thema erforderlich war, Verhaltensstrategie zu ändern, basierend auf einer Änderung in dem Satz relevant ist. Die neuen Versionen sollten mit anderen Studien verglichen sorgfältig unter Verwendung von Set-Verschiebung. In einem typischen Satz schieb Paradigma, ein Thema, bildet zunächst einen entsprechenden Satz Verhalten zu führen und ignoriert die irrelevant Satz. Nach dem Set-Verschiebung hat das Thema auf die zuvor irrelevante Set zu besuchen. Unter den drei Bedingungen, die wir hier vorgeschlagen, einzige Bedingung 3 beinhaltet eine Set-Verschiebung. Bedingung 1 und 2 unterscheiden sich von solchen Satz-Verschiebung Aufgaben, dass entweder ein neuer Reiz oder eine Teilmenge einer Verbindung Stimulus wird relevant. Lernkurven und die Anzahl der perseverative Fehler von intakten Ratten wurden Unterschiede in der Anfangserfassung und reacquisition zwischen drei Bedingungen. Somit wird jede Bedingung Maßnahmen verschiedene Funktionen: Erwerb einer Antwort auf ein neues Stichwort, die Aufmerksamkeit auf eine relevante, abernicht entscheidend Cue, und die Aufmerksamkeit auf die irrelevanten Stichwort. Diese neuen Variationen sind nützlich zur Untersuchung der neuralen Mechanismen für verschiedene Formen von Verhaltens Flexibilität.

    Die Ratten haben viele Vorteile für die neuronalen Mechanismen zu studieren Verhaltensflexibilität zugrunde liegen, einschließlich ihrer Größe und eignen sich für die stereotaktische Operation zu machen, die Verfügbarkeit von transgenen Linien und der kognitiven Fähigkeiten. Frühere Studien haben T-Labyrinth etabliert basiert oder automatisierte Version der Set-Shifting Aufgabe in Ratten 1, 7, 8, 9, 11. Im Fall , dass eine automatisierte Version nicht zur Verfügung, drei verschiedene Manipulationen in diesem Artikel eingeführt ist anwendbar auf ein T-Labyrinth basierte Set-Shift - Aufgabe 3, 7. Auch andere Reiz Dimensionen mit unterschiedlichen sensorischen Modalität wie einGeruch Cue kann 22 kombiniert werden, was weitere Varianten erweitert.

    Es hat sich bereits entschieden, dass die Inaktivierung von DMS gezeigt oder VS - Set-Verschiebung schmälert , wenn es erfordert zu einem zuvor irrelevant Reiz Teilnahme 7, 9. Dies ist auch der Fall in Bedingung 3 der vorliegenden Studie. Eine wichtige Frage jedoch, die beantwortet werden bleibt, ob beeinträchtigt Satz-Verschiebung von nicht in der Lage abgeleitet Handlungsstrategien (wie aus einer Antwortstrategie auf eine visuelle Cue-Strategie) während einer Schicht zu verändern, oder die Unfähigkeit, die Aufmerksamkeit auf ein zu zahlen Reiz, der in der Anfangs Diskriminierung irrelevant gewesen war. Es ist unmöglich, zwischen diesen beiden Möglichkeiten zu entscheiden, nur einen einzigen experimentellen Kontext untersuchen. Um die spezifische Aufmerksamkeitsdefizit von allgemeiner Beeinträchtigung der Verschiebung Strategien distanzieren, haben wir versucht, neue Variationen des Satzes schieb Aufgabe zu erstellen, unter Verwendung von zwei unterschiedlichbungsbedingungen die gleiche Verschiebung aber verschiedene Arten von Aufmerksamkeit erfordern.

    Mit diesen zusätzlichen Bedingungen konnten wir neuronale Substrate trennen, um eine Verschiebung von Strategien in unterschiedlichen Kontexten zu Grunde liegen. Zum Beispiel perseveration von VS lädierten Ratten in Zustand 1, wo ein neuer Stimulus eingeführt wurde, konnten wir für die neue Regel ein möglicher Mechanismus der ventralen cholinergen Systems in Aufmerksamkeitsprozessen und Annäherung an die Neuheit wichtig zu offenbaren. Auf der anderen Seite beobachten wir eine strategische Verschiebung nicht allgemeine Auswirkungen der DMS-Läsionen. Vielmehr war es spezifisch für die Situation, in der ein Stimulus Kontingenz verändert und Tiere benötigte Aufmerksamkeit auf eine zuvor irrelevant cue zu zahlen. Zwei zusätzliche Bedingungen zu steuern erfolgreich für eine allgemeine Verschlechterung der Strategien zu verschieben. Dies ermöglichte es uns zu dem Schluss, dass die DMS und VS cholinerge Systeme eine gemeinsame Rolle bei der Unterdrückung einer alten Strategie und der Erleichterung des Erkundungsverhalten haben, obwohl sie arbeiten inverschiedenen Umwelt Kontexten, und keiner hat eine allgemeine Rolle Strategien bei der Verlagerung von selbst.

    Abschließend neuen Satz schieb Variationen machen es möglich, Ratten kognitive Flexibilität näher und helfen weitergehendes Verständnis der neuronalen Mechanismen für Verhaltensflexibilität unter verschiedenen Umwelt Kontexten zu analysieren. Zukünftige Studien die Beteiligung von anderen wichtigen Hirnregionen wie präfrontalen Cortex und Hippocampus würde Prüfung aufgefordert, eine Vielzahl von Kontexten, wie in diesem Artikel vorgestellt.

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    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

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