تنويعات جديدة لاستراتيجية مجموعة، يتحول في الجرذ
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.
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 2، 3، 4، 5. وقد تم التحقيق في الآليات العصبية لهذه المهمة عبر العديد من الأنواع بما في ذلك البشر 5، 6 القرود والفئران 1، 7، 8، 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 7، 8، 9، 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.
Protocol
Representative Results
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 قدي…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by Human Frontier Science Program and the Sasakawa Scientific Research Grant from the Japan Science Society.
Materials
| 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 |
Referenzen
- 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).
- 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).
- 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).
- Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Dissociation in prefrontal cortex of affective and attentional shifts. Nature. 380, 69-72 (1996).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Witten, I. B., et al. Recombinase-Driver Rat Lines: Tools, Techniques, and Optogenetic Application to Dopamine-Mediated Reinforcement. Neuron. 72, 721-733 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Jones, B., Mishkin, M. Limbic lesions and the problem of stimulus-Reinforcement associations. Experimental Neurology. 36, 362-377 (1972).
- 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).
- 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).
- Okada, K., et al. Enhanced flexibility of place discrimination learning by targeting striatal cholinergic interneurons. Nat Commun. 5, (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- Bissonette, G. B., Roesch, M. R. Rule encoding in dorsal striatum impacts action selection. European Journal of Neuroscience. 42, 2555-2567 (2015).
