Author Produced

New Variations for Strategy Set-verschuiving in het Rat

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

Set-shifting, een vorm van gedrags- flexibiliteit, vereist een attentional verschuiving van de ene stimulus naar de andere dimensie. We verlengden een gevestigde knaagdier set-shifting taak 1 door te eisen dat de aandacht voor verschillende stimuli op basis van context. De taak werd gecombineerd met specifieke letsels aan neuron subtypen ten grondslag liggen aan een succesvolle verandering te identificeren.

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

Behavioral flexibiliteit is essentieel voor overleving in veranderende omgevingen. In grote lijnen gedefinieerd, behavioral flexibiliteit vereist een verschuiving van behavioral strategie op basis van een verandering in het bestuur van de regels. We beschrijven een strategie-shifting taak die een verschuiving van aandacht van de ene stimulus dimensie naar een andere vereist. Het paradigma wordt vaak gebruikt voor het testen van cognitieve flexibiliteit bij primaten. De knaagdier versie is niet zo uitgebreid ontwikkeld. We hebben onlangs uitgebreid een gevestigde ingestelde verschuiving taak in de rat 1 door te eisen dat de aandacht voor verschillende stimuli op basis van context. Alle experimentele voorwaarden die dieren ofwel een linker of rechter hendel kiezen. Aanvankelijk alle dieren moesten kiezen op basis van de locatie van de hefboom. Vervolgens werd een verandering in de regel plaatsvond, die een verschuiving in set van locatiegebaseerde regel regel waarin de juiste hefboom bleek uit een lichte cue vereist. We vergeleken de prestaties op thrêe verschillende versies van de taak, waarin het licht stimulus was of nieuw, voorheen relevant of eerder irrelevant. We vonden dat specifieke neurochemische laesies selectief slechtzienden de mogelijkheid om bepaalde soorten set verschuiving te maken, zoals gemeten door de prestaties van de verschillende versies van de taak.

Introduction

Behavioral flexibiliteit is een belangrijke voorwaarde om te overleven in een veranderende wereld. Een van de gevestigde gedragsparadigma's voor het testen van deze mogelijkheid is set-verschuiving, waarbij een verschuiving van de aandacht van een stimulus naar de andere dimensie nodig voor het veranderen handelingsstrategieën na een verandering in regel. Verschillende hersengebieden zoals de prefrontale cortex en striatum zijn betrokken bij set schakelende 2, 3, 4, 5. Neurale mechanismen hiervoor is onderzocht tussen verschillende soorten, waaronder de mens 5, 6 apen en ratten 1, 7, 8, 9. Echter, de rat versies van-set verschuivende taken zijn niet zo uitgebreid ontwikkeld. De kosteneffectiviteit van ratten, hun juiste maat voor stereotaxische operatie, en de beschikbaarheid van de recent ontwikkelde genetische methoden 10, motiveren verdere ontwikkeling van set verschuivende paradigma's voor gebruik bij ratten.

Een typische set verschuivende paradigma voor ratten vereist een verandering tussen twee gedragsstrategieën: bijvoorbeeld, een reactie strategie en een visuele cue-strategie. Ratten aanvankelijk één van twee beschikbare opties (bijvoorbeeld links of rechts hefbomen per operant automatische versie 1 of links of rechts armen in een T-doolhof versie 7, 8, 9, 11) te selecteren. Na een set shift, ze hebben om over te schakelen naar het gebruik van een visueel-cue strategie, zoals een lamp cue met vermelding van de juiste kant. In deze conventionele set verschuiven taken, is het noodzakelijk om aandacht van de ene stimulus dimensie andere dimensie die voorheen niet relevant was.

NHOUD "> Naast het wijzigen van een afmeting die eerder irrelevant was, is er ook de logische mogelijkheid dat een stimulus voorheen relevant of voordien niet nu nieuwe. werkelijke situaties van aard kan aandacht leiden op een nieuwe, of historisch relevant, maar niet cruciaal cue. Daarom hebben wij deze subtypen van set-shift, in een nieuwe variant van knaagdieren set-shifting op basis van een eerder vastgestelde geautomatiseerde-set verschuiven taak 1.

We hebben onlangs aangetoond dat het gebruik van de nieuwe versie van ingestelde verschuiving paradigma een experiment om het effect van neurochemisch specifieke letsels van het striatum 12 bepalen. In onze vorige studie gericht we cholinergische interneuronen vrijgeven van acetylcholine (ACh) van de dorsomediale en ventrale striatum sinds ACh en de subgebieden zijn betrokken bij behavioral flexibiliteit. Alle experimentele omstandigheden eiste dezelfde strategische verschuiving but elke betrokken verschillende soorten aandachtsproblemen shift: een roman, die eerder relevant of eerder irrelevante cue. We beschrijven hier gedetailleerde procedures van de paradigma's, en markeer representatieve resultaten suggereren dat striatum cholinerge systemen een fundamentele rol in set-shifting, die scheidbaar tussen verschillende striatum subregio's, afhankelijk van gedragsproblemen contexten 12 spelen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle procedures voor het gebruik van dieren werden goedgekeurd door de Animal Care en gebruik Comite op de Okinawa Institute of Science and Technology.

1. Dieren

  1. Het verkrijgen van mannelijke Long-Evans ratten (250-300 g bij aankomst).
  2. Bij aankomst, het huis van een groep van twee of drie ratten samen voor een week en later scheiden ze in afzonderlijke kooien. Merk op dat deze proefopzet betreft voedsel-beperking en moet een dier houden in elke kooi om de hoeveelheid geconsumeerd voedsel beheersen.
  3. Zorg voor alle dieren met voedsel en water ad libitum, en huisvesten ze onder normale omstandigheden (12 uur / 12 uur licht / donker-cyclus, bij 23 ° C).
  4. 5 dagen voor het begin van gedragsexperimenten, food-beperken dieren bij ongeveer 85% van hun gemiddelde gewicht met vrije toegang tot water gedurende experimenten.
  5. Handvat dieren gedurende 5 minuten per dag gedurende minimaal 5 dagen voor het begin van experimenten om t vertrouwdboord met een experimentator.

2. Hardware en Software for Behavioral Tests en Analyses

  1. Hardware
    1. Gebruik een operante kamer uitgerust met een geluid verzachtende doos.
    2. De kamer is opgenomen met een aantal extra bijlagen: twee recipiënt hendels aan de voorkant, twee lichte signalen boven de hefbomen, een tijdschrift plek met een sensor voor detectie van ingang waar tussen twee hefbomen, een voedseldispenser, een zuivere toongenerator en huis licht op het achterpaneel.
  2. Software
    1. Controle alle gedrags-evenementen in het kader van een geprogrammeerde code geschreven door Trans IV software. Gebruik Med-PC IV software te signaleren en opsporen van alle gedragsproblemen gebeurtenissen tijdens de training en een test.
    2. Gebruik Trans IV voor het schrijven van code voor gedragsverandering testen. Open een nieuw bestand voor schrijven.
    3. Zodra het programma is geschreven, vertalen en het compileren in de software. Wijzig de code als er fouten zijngedetecteerd en probeer het opnieuw.
    4. Na het succesvol debuggen van een programma, controleer dan of de code gebruiker goed werkt door het uitvoeren van een trial-run voor de eigenlijke start van de experimenten.
    5. Met behulp van MED-PC IV, lopen gedragsexperimenten. Open de software, klikt u op "openbare zitting" en een enkel programma toe te wijzen aan elk vak.
    6. Nadat alle programma's correct zijn toegewezen aan elke doos, sturen signalen die nodig zijn om experimenten te starten.
    7. Na de voltooiing van de taak, gegevens op te slaan als het klikken op "Save Data" of schrijf code om automatisch data op te slaan (voor details, zie de handleiding programmeur voor het MED-PC IV).
    8. Zodra gegevens worden geëxporteerd naar een aangewezen map, de naam van de gegevens als datum van verwerving en dierlijke ID-nummers voor later gebruik. De verzamelde gegevens worden geïmporteerd in Matlab voor gedragsverandering analyses hieronder (Protocol, 3.7) beschreven.

3. Behavioral Training en testen

  1. Gewenning en Magazine training.
  2. Presenteer geen hefbomen voor dieren tijdens die fasen.
  3. Tijdens de gewenning fase plaatst dieren per operant kamer gedurende 20 minuten per dag. Op dezelfde dag, geef 10 sucrose pellets (45 mg) om de dieren in hun kooi, die hen vertrouwd te maken met de sucrose beloning.
  4. Vervolgens beginnen tijdschrift training. Plaats dieren in de kamer en geeft 20 sucrose pellets (1 pellet per minuut) aan de dieren, die een kans om de locatie van de voedseldienblad en verkrijging van pellets leren.
    LET OP: Deze fasen kunnen worden overgeslagen als gevolg van mogelijke verwarring van de dieren op het verkrijgen van een pellet zonder operante respons, hoewel we hen genomen maatregelen om de dieren vertrouwd gemaakt met een kamer en eten uit een voedseldienblad maken.
  • Continue versterking schema
    1. Train dieren op een continue versterking schema om een ​​beloning te krijgen door het indrukken van een hefboom. Een sessie van deze opleiding duurt tot 60 pellets been ontvangen (60 hefboom-persen) of 40 minuten is verstreken.
    2. Aanwezig de linker- of rechter hendel in de eerste helft van een sessie (tot en met 30 pellets worden verkregen), gevolgd door de presentatie van het andere hefboom in het tweede halfjaar. De order wordt afgewisseld dagelijks.
    3. Ga door met deze versterking schema tot dieren met succes hebben verkregen 60 beloningen voor ten minste 2 opeenvolgende dagen. Merk op dat er een hoge variabiliteit kan worden onder de dieren van hoe snel ze de eerste hefboom-press en dit kan de voortgang van de wapening aantasten. In dit geval, doe er een paar sucrose pellets op een gepresenteerde hefboom om hen te motiveren om te benaderen in de richting van de hendel wanneer er geen antwoord is gemaakt over de eerste sessie.
      Opmerking: Een mogelijk alternatief is sucrose pellets wanneer de hendel eerste dieren om de voltooiing van deze fase sneller gepresenteerd gezet.
  • Tijdschema voor een proefperiode in hefboom-press training en testen.
  • Start een proef met een 3 sec (s) toon.
  • 2 seconden na de beëindiging van de toon, heden twee hendels en toestaan ​​dat dieren ofwel hefboom in te drukken binnen 10 sec. In het geval dat er geen reactie wordt gemaakt binnen 10 s, trekken beide hendels en tel deze studie als een omissie trial.
  • In het geval van de hefboom pers training, alleen aanwezig een hendel aan beide zijden.
  • In de meeste experimentele condities, was er een lichtstimulus boven een van hefbomen. Doe het licht cue op meteen na de toon ophoudt en uit te schakelen wanneer dieren hebben een respons gedaan of in 10 seconden na hendel inbrengen wanneer er geen antwoord is gemaakt.
  • Stel inter-proces intervallen bij 20 ~ 30 sec.
  • Lever-pers training
    1. In deze training fase, presenteren geen licht aan dieren.
    2. Train dieren in het kader hefboom-press training voor 5-8 sessies met hetzelfde tijdschema voor een proefperiode als testsessies hieronder beschreven.
    3. in this training, aanwezig links of rechts hendel willekeurig, en de hefboom moet binnen 10 seconden worden ingedrukt nadat de hendel wordt voorgelegd of het proces wordt geteld als een omissie zonder reactie. Een sessie voor de hefboom pers training bestaat uit 80 trials.
    4. Zodra de dieren minder dan 10% van de omissies moeten scoren van de 80 proeven, verplaatsen naar de volgende bijwerkingen bias-test.
  • Side-vooringenomenheid-test
    1. Voer een side-vooroordeel test om de voorkeur van het dier vast te links of rechts hendel 1. Een proef met zich meebrengt twee hefboom-persen aan beide zijden.
    2. Plaats dieren in een operante kamer en hen in staat stellen om ofwel hendel te kiezen. In de volgende poging, dieren naar de andere hefboom om een ​​beloning te verkrijgen kiezen. Als tweede poging dier is aan dezelfde zijde van de eerste reactie, geven geen beloning en het proces voortgezet totdat een antwoord wordt gemaakt aan de andere kant.
    3. Voer een totaal van 7 trialsopzij voorkeur dier bepalen.
  • Testing.
    1. Een dagelijkse sessie bestaat uit 80 trials.
    2. Bereid drie verschillende voorwaarden ingestelde verschuiving procedures zoals weergegeven in figuur 1.
    3. Alle drie voorwaarden vereist dieren gedragsstrategieën eveneens verandert van één hendel is altijd aan dezelfde kant (Fase 1, responsstrategie) naar aanleiding van een licht signaal dat een juiste zijde (Phase 2, visuele aanwijzing strategie) aangeeft.
    4. Begin met de eerste leren tot een strategie (fase 1) voor 4 sessies waarin dieren een hefboom in te drukken op basis van de locatie van hefbomen. In deze fase, stel de juiste kant van de hefboom tegenover hun voorkeur gebaseerd op een voorafgaande side bias test zoals hierboven vermeld.
    5. Vervolgens beginnen visuele cue leren (fase 2) voor 10 sessies. Een licht cue boven ofwel hefboom verlicht wijst op een correcte hefboom. In deze fase verschuiving, drie different patronen van attentional verschuivingen vergelijkbaar tussen drie experimentele condities zoals beschreven onder (3.3.6-3.3.8).
    6. In set-shift voorwaarde 1 (figuur 1A), geven geen licht in fase 1, maar een lichte cue geeft aan de juiste kant in fase 2. In toestand 1, daarom moeten de dieren bij te wonen om een nieuwe prikkel.
    7. In set-shift conditie 2 (Figuur 1B), presenteren een lichte cue boven de juiste hendel in fase 1, en opnieuw in fase 2. In deze toestand, had het licht cue betrokken geweest, maar niet per se nodig is voor het maken van een keuze in fase 1. Zo moeten de dieren bij te wonen om een ​​eerder relevant cue.
    8. In set-shift conditie 3 (figuur 1C), zet een lichte cue willekeurig bovenstaande links of rechts hendel in fase 1. Dus het moet worden genegeerd. In fase 2 dieren nodig zijn om aandacht te besteden aan het licht stimulus die eerder irrelevant is geweest.
  • Gedragsanalyse.
    1. Gedurende sessies meet het percentage van de juiste antwoorden op een dagelijkse basis, met uitzondering van verzuim trials.
    2. Graaf fouten opgedaan tijdens 10 sessies van visuele cue leren en classificeren ze in perseverative, regressief of nooit versterkte fouten zoals beschreven in een eerdere studie 1. Er is een gedetailleerde analyse van de soorten fouten suggereert afzonderlijke functies in set-shifting.
    3. Definieer perseverative fouten onjuiste antwoorden op de eerder juiste hefboom terwijl de prestaties dier onder kansniveau 4, 6, 13, 14, 15 nog steeds. Soortgelijke criteria zijn gebruikt in eerdere studies 1, 3, 7, 11.
    4. Gebaseerd op een principiële wijze bepalen criteriumscheiden tussen perseverative en regressieve fouten als het punt waar het dier eerste scoorde minder dan 8 van 10 onjuiste antwoorden (kans op het maken van fouten 8/10 of meer = 0,054, gebaseerd op cumulatieve binomiale verdeling) in een bewegend raam van 10 proeven .
    5. Om dit punt te vinden, start het berekenen van een voortschrijdend gemiddelde van het venster 10 proces vanaf 1 proces en vervolgens vooraf door een proef in tot <8/10 fouten worden gemeten. Voeren deze analyse over alle onderzoeken waarbij een licht cue boven de eerder verkeerde hendel brandt tijdens visuele hint strategie.
    6. Definieer alle volgende fouten begaan na dit punt als regressieve fouten.
    7. Tijdens visuele cue leren tellen nooit versterkte fouten bij dieren reageerden op een eerder verkeerde hendel aan waarin het licht cue niet verlicht was. Verdeel ze in een vroege of late gedeelte op basis van de leerfase; fouten gemaakt in de eerste helft van de 10 sessies (session 1-5) in een vroeg stadium beschouwd en die in de tweede helft (sessie 6-10) worden beschouwd als te laat degenen.
  • Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    We gebruikten de set-verschuivende taken hierboven beschreven om de functie van cholinergische interneuronen in behavioral flexibiliteit onderzoeken strategie. We vergeleken het effect op de functie van immunotoxine-geïnduceerde selectieve lokalisatie van cholinerge interneuronen in dorsomediale (DMS), ventrale striatum (VS) en met zoutoplossing geïnjecteerde controle. Alle dieren hadden overschakelen van het kiezen van een hefboom gebaseerd op de zijde (links of rechts), het kiezen op basis van een cue licht boven de juiste hendel. We gebruikten drie experimentele condities van de set-shift, waarbij de cue licht was ofwel: (1) roman, (2) die eerder relevant (met vermelding van de juiste hendel), of (3) die eerder irrelevant (willekeurig toegewezen).

    In deze drie experimentele omstandigheden, de eerste verwerving van de reactie van de strategie was intact in alle behandelingsgroepen het, wat suggereert dat cholinerge verlies in het striatum had geen effect op de initiële leren (Figuur 2A - 2C).Deze resultaten zijn consistent met eerdere studies waaruit blijkt dat inactivatie van DMS of VS heeft geen invloed initiële discriminatie 7, 9 en dat toepassing van cholinergische antagonisten 16 systemisch of lokaal aan het striatum 17, 18, 19 links aanvankelijke leren intact.

    In set-shift voorwaarde 1 (Figuur 2A, nieuw cue), het percentage van de juiste antwoorden was niet significant verschillend. Echter, het aantal perseverative fouten aanzienlijk toegenomen in de VS laesie groep dan controles. Tijdens de set-shift conditie 2 (Figuur 2B, eerder relevante cue) noch leerprestaties noch soorten fouten werden gewijzigd door de laesies. In tegenstelling, in set-shift conditie 3 (figuur 2C, eerder irrelevant cue), thij perseverative aantal fouten was significant verschillend tussen de groepen. In het bijzonder was er een significante toename in perseverative fouten na DMS laesies. In vergelijking met de controlegroep, werd het aantal niet-versterkte fouten aanzienlijk verminderd bij zowel DMS en VS laesie groepen, die in de eerste maar niet de laatste fase van de visuele aanwijzing leren evident was.

    Samengevat, VS cholinerge laesies verstoord een strategische verschuiving wanneer een nieuwe impuls werd gegeven als een belangrijke nieuwe keu, waardoor meer perseverative fouten. Anderzijds, getroffenen DMS laesies set-verschuiving wanneer de aandacht op een eerder irrelevante stimulus vereist is, wat resulteert in een andere verdeling van typen fouten.

    Figuur 1
    Figuur 1: Drie verschillende voorwaarden voor een set-shift. Een stroomschema van drievariaties (A, B en C) van de ingestelde verschuivende paradigma. Een gele cirkel toont een visuele aanwijzing. Overgenomen met toestemming van Aoki et al. 12. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    Figuur 2
    Figuur 2: Behavioral resultaten in de ingestelde verschuiving taak. Percentage juiste antwoorden in zowel de respons en visuele cue strategie (links), soorten fouten begaan meer dan 10 sessies van visuele cue strategie (midden), en vroege en late componenten van niet-versterkte fouten (rechts) worden getoond voor elke experimentele conditie ( een, een verschuiving van gedragsstrategie nodige aandacht op een nieuwe stimulus, B, van een eerder relevante stimulus, p <0,05, <0,01 en <0,001, respectievelijk. Overgenomen met toestemming van Aoki et al. 12. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    We ontwikkelden nieuwe variaties op de gevestigde-set verschuivende paradigma voor gebruik bij ratten. Het gebruik van deze paradigma's, cholinerge laesies van het striatum bleken set-shifting aantasten, hetgeen duidt op een specifieke rol van striatale cholinerge interneuronen in set-shifting: onderdrukking van een oude regel en faciliteren van onderzoek voor een nieuwe regel. De effecten verschilde dorsomediale en ventrale striatum, overeenkomstig de andere rol van deze structuren bij het leren.

    Een ingestelde verschuiving taak is op grote schaal gebruikt gedragsproblemen flexibiliteit species variëren van mens knaagdieren 1, 4, 5, 7, 8, 9, 12 testen. De term, "set" wordt gedefinieerd als het eigendom van de prikkel om het gedrag van belang in een bepaalde proef"xref"> 20, 21. De huidige studie introduceerde nieuwe varianten waarin een onderwerp nodig was om behavioral strategie te gaan op basis van een verandering in die set relevant is. De nieuwe versies moeten zorgvuldig worden vergeleken met andere studies met set-shifting. In een typische-set verschuivende paradigma, een onderwerp vormt in eerste instantie een relevante set om gedrag te begeleiden en negeert de irrelevante set. Na de set-shift, het subject te wonen aan de eerder irrelevante set. Van de drie voorwaarden die wij hier voorgesteld, enige voorwaarde 3 omvat een set-shift. Voorwaarde 1 en 2 verschillen van dergelijke set-shift taken in dat ofwel een roman stimulus of een deel van een verbinding stimulus relevant wordt. Het leren van bochten en het aantal perseverative fouten van intacte ratten toonde verschillen in de initiële acquisitie en herovering tussen drie voorwaarden. Dus elke conditie maatregelen verschillende functies: verkrijgen van een reactie op een nieuw cue, aandacht voor een relevante maarniet cruciaal cue, en aandacht voor de irrelevante cue. Deze nieuwe varianten zijn bruikbaar voor het onderzoeken neurale mechanismen voor verschillende vormen van gedrags- flexibiliteit.

    Ratten hebben vele voordelen voor het bestuderen van de neurale mechanismen verantwoordelijk behavioral flexibiliteit, waaronder hun grootte aanpassing voor stereotaxische chirurgie, de beschikbaarheid van transgene stammen en cognitief vermogen. Eerdere studies hebben T-doolhof gestald of geautomatiseerde versie van de ingestelde verschuiving taak ratten 1, 7, 8, 9, 11. In het geval dat een geautomatiseerde versie beschikbaar is, drie verschillende manipulaties die in dit artikel zijn van toepassing op een T-labyrint gebaseerde set-shift taak 3, 7. Ook andere stimulus afmetingen met verschillende sensorische modaliteit, zoals eengeur cue te combineren 22, die verder uitstrekt variaties.

    Eerder is aangetoond dat inactivatie van DMS of VS schaadt set-verschuiving wanneer vereist die bij een eerder irrelevante stimulus 7, 9. Dit is ook het geval in toestand 3 van deze studie. Echter, een belangrijke vraag die nog moet worden beantwoord is of slechtzienden set-shifting is afgeleid van niet in staat om actie strategieën (zoals van een reactie strategie om een ​​visuele cue strategie) te wijzigen tijdens een verschuiving, of het onvermogen om aandacht te besteden aan een stimulans dat in de oorspronkelijke discriminatie irrelevant was. Het is onmogelijk om te kiezen tussen deze twee mogelijkheden door het onderzoeken van slechts één experimentele context. Om de specifieke aandachtsproblemen tekort van meer algemene verslechtering van het verschuiven van strategieën distantiëren, hebben we geprobeerd om nieuwe varianten van de ingestelde verschuiving taak te maken, met behulp van twee verschillenent voorwaarden die dezelfde verschuiving maar verschillende types van de aandacht.

    Met behulp van deze aanvullende voorwaarden, kunnen wij neurale substraten grondslag liggen aan een verschuiving van de strategieën in verschillende contexten te scheiden. Bijvoorbeeld, perseveration van VS lesie ratten in voorwaarde 1 waar een nieuwe impuls werd geïntroduceerd liet ons toe om een ​​mogelijk mechanisme van ventrale cholinerge systeem in aandachtsprocessen en aanpak openbaren aan de nieuwheid van belang zijn voor de nieuwe regel. Aan de andere kant, we hebben geen algemene gevolgen van DMS laesies op een strategische verschuiving observeren. Het was eerder specifiek voor de situatie waarin een stimulus onvoorziene veranderd en dieren nodig om aandacht te besteden aan een eerder irrelevante cue. Twee extra voorwaarden met succes te controleren voor een algemene verslechtering van het verschuiven van strategieën. Zo konden we concluderen dat DMS en VS cholinergische systemen hebben een gemeenschappelijke rol in de onderdrukking van een oude strategie en faciliteren van verkennende gedrag, ook al werken ze inverschillende milieu-contexten, en geen van beide heeft een algemene rol in het verschuiven van strategieën zelf.

    Tot slot, de nieuwe set-verschuivende variaties maken het mogelijk om cognitieve flexibiliteit rat te analyseren in meer detail en helpen bij een beter begrip van de neurale mechanismen voor gedragsverandering flexibiliteit onder verschillende milieu-contexten. Toekomstige studies testen van de betrokkenheid van andere belangrijke hersengebieden zoals prefrontale cortex en hippocampus worden gestimuleerd met verschillende contexten die in dit artikel.

    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