הפגנה וידאו של משומר הטסת על ידי מעקב בניחוח אבל Reckoning המלח לקויי לאחר Fimbria-Fornix נגעים עכברוש
Summary
בכל משימה הטסת מעקב ריח, היכולת של חולדות כדי לחזור מקלט עם מזון באמצעות עקבות ריח חזותי או באמצעות חשבון המתים אור אינפרא אדום, הרשומה משולבת של תנועות קודמות, מראה כי ההיפוקמפוס הוא הכרחי עבור חשבון המתים.
Abstract
הטסת והמתים ניווט אסטרטגיות חשבון משתמש הכוכבים הלבן שונה מאוד ותהליכים חישוביים (דרווין, 1873; בארלו, 1964, או 'קיף נאדל, 1978; Mittelstaedt ו Mittelstaedt, 1980; Landeau et al, 1984;. אטיין, 1987; Gallistel, 1990; מאורר ו Séguinot, 1995). הטסת מחייב שימוש היחסים בין יציבות יחסית חיצוני (חזותי, שמיעתי חוש הריח), רמזים, ואילו חשבון המתים דורש אינטגרציה של רמזים שנוצר על ידי תנועה עצמית. בעלי חיים להשיג תנועה עצמית מידע קולטנים שיווי המשקל, ואולי קולטנים שרירים ומפרקים, ולהעתיק efference של פקודות שיוצרות תנועה. חיה להשתמש גם זורם של הראייה, השמיעה, הריח וגירויים שנגרמו על ידי תנועות שלה. באמצעות אסטרטגיה הטסת בעל חיים יכול להשתמש בחישובים גיאומטריים כדי לקבוע כיוונים ומרחקים למקומות בסביבה שלה, ואילו באמצעות אסטרטגיה הדין מת הוא יכול לשלב רמזים שנוצר על ידי תנועות הקודם שלה לחזור למיקום שמאל פשוט. החשבון המלח נקרא בפיהם "חוש כיוון" ו "תחושה של מרחק."
אמנם יש ראיות רבות כי ההיפוקמפוס מעורב הטסת (או 'קיף נאדל, 1978; או' קיף Speakman, 1987), יש גם עדויות התנהגותיות (Whishaw et al, 1997;. Whishaw ו Maaswinkel, 1998; Maaswinkel ו Whishaw, 1999), דוגמנות (Samsonovich ו McNaughton, 1997), ו – אלקטרו (O'Mare et al, 1994;. שארפ et al, 1995;. טאובה וברטון, 1995; בלייר שארפ, 1996; McNaughton ואח' ., 1996; וינר, 1996; Golob ו טאובה, 1997) מחקרים היווצרות בהיפוקמפוס מעורב חשבון המתים. התרומה היחסית של ההיפוקמפוס של שתי צורות של ניווט עדיין לא ברור, עם זאת. בדרך כלל, קשה להיות בטוחים כי חיה היא באמצעות הטסת לעומת אסטרטגיית חשבון בעלי חיים מתים כי הם גמישים מאוד את השימוש שלהם באסטרטגיות רמזים (אטיין et al, 1996;. Dudchenko et al, 1997;. מרטין ואח' ., 1997; Maaswinkel ו Whishaw, 1999). מטרת ההפגנות וידאו הנוכחי כדי לפתור את הבעיה של המפרט קיו על מנת לבחון את התרומה היחסית של ההיפוקמפוס בשימוש באסטרטגיות אלו. החולדות אומנו משימה חדשה שבה הם עקבו שבילים מבושמים ליניארי או מצולע להשיג מזון גדול גלולה מוסתר על שדה פתוח. כי חולדות יש נטייה לשאת את המזון בחזרה לדיוק מקלט, ואת הרמזים בשימוש לחזור לבסיס הבית משתנים תלויים היו (Whishaw ו Tomie, 1997). כדי לאלץ חיה להשתמש באסטרטגיה aa חשבון מת להגיע מקלט שלה עם האוכל, החולדות נבדקו כאשר מכוסות או תחת אור אינפרא אדום, גל ספקטרלי שבו הם לא יכולים לראות, בניסויים מסוימים שובל ריח הוסר בנוסף פעם חיים הגיע המזון. כדי לבחון את התרומה היחסית של ההיפוקמפוס, fimbria-fornix (FF) נגעים, אשר לשבש את זרימת המידע להיווצרות בהיפוקמפוס (בלנד, 1986), פוגע בזיכרון (Gaffan ו Gaffan, 1991), לייצר גירעונות מרחבית (Whishaw ו Jarrard, 1995), היו בשימוש.
Protocol
Discussion
הניסויים בדק את התרומה של ההיפוקמפוס כדי הטסת לעומת חשבון ניווט מת ידי ניצול משימה רומן שבו החולדות היו challanged לחזור הביתה אחרי הטיול החוצה בעקבות שרשרת בניחוח של מקלט שלהם גלולה מזון הממוקם בקצה של המחרוזת. חולדות בקרה לנווט ביעילות באמצעות אסטרטגיות חשבון הן מרחבי?…
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי המכון לחקר הבריאות הקנדי.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Sodium pentobarbital | Reagent | Sigma-Aldrich | p3761-25g | |
| Atropine methyl nitrate | Reagent | Sigma-Aldrich | a0382-5g | |
| Rodent pellets | Animal food | BIO-SERV |
Referências
- Amaral, D. G., Witter, M. P., Paxinos, G. . Hippocampal formation. In: The rat nervous system. , 443-493 (1995).
- Angeli, S. J., Murray, E. A., Mishkin, M. Hippocampectomized monkeys can remember one place but not two. Neuropsychologia. 31, 1021-1030 (1993).
- Barlow, J. S. Inertial navigation as a basis for animal navigation. J Theor Biol. 6, 76-117 (1964).
- Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J Comp Physiol Psychol. 93, 74-104 (1979).
- Blair, H. T., Sharp, P. E. Visual and vestibular influences on headdirection cells in the anterior thalamus of the rat. Behav Neurosci. 110, 643-660 (1996).
- Bland, B. H. The physiology and pharmacology of hippocampal formation theta rhythms. Prog Neurobiol. 26, 1-54 (1986).
- Cassel, J. C., Kelche, C., Peterson, G. M., Ballough, G. P., Goepp, I., Will, B. Graft induced behavioral recovery from subcallosal septo-hippocampal damage in rats depends on maturity stage of donor tissue. Neurociência. 45, 571-586 (1991).
- Chen, L. L., Lin, L. H., Green, E. J., Barnes, C. A., McNaughton, B. L. Head direction cells in the rat posterior cortex. I. Anatomical distribution and behavioral modulation. Exp Brain Res. 101, 8-23 (1994).
- Darwin, C. On the origin of certain instincts. Nature. 7, 417-418 (1873).
- Dudchenko, P. A., Goodridge, J. P., Seiterle, D. A., Taube, J. S. Effects of repeated disorientation on the acquisition of spatial tasks in rats: dissociation between the appetitive radial arm maze and aversive water maze. J Exp Psychol. 23, 194-210 (1997).
- Etienne, A. S., Ellen, P., Thinus-Blanc, C. . The control of short-distance homing in the golden hamster. In: Cognitive processes in spatial orientation in animal and man. , 223-251 (1987).
- Martinus, N. i. j. h. o. f. f., Etienne, A., Maurer, R., Seguinot, V. Path integration in mammals and its interaction with visual landmarks. J Exp Biol. 199, 201-209 (1996).
- Gaffan, D., Gaffan, E. A. Amnesia in man following transection of the fornix. Brain. 114, 2611-2618 (1991).
- Gallistel, C. R. The organization of learning. , (1990).
- Golob, E. J., Taube, J. S. Head direction cells and episodic spatial information in rats without a hippocampus. Proc Natl Acad Sci USA. 94, 7645-7650 (1997).
- Grey, J. A., McNaughton, N. Comparison between the behavioural effects of septal and hippocampal lesions: a review. Neurosci Biobehav Rev. 7, 119-188 (1983).
- Jarrard, L. E. On the role of the hippocampus in learning and memory in the rat. Behav Neural Biol. 60, 9-26 (1993).
- Jeltsch, H., Cassel, J. C., Jackisch, R., Neufang, B., Green, P. L., Kelche, C., Hertting, G., Will, B. Lesions of supracallosal or infracallosal hippocampal pathways in the rat: behavioural, neurochemical, and histochemical effects. Behav Neural Biol. 62, 121-133 (1994).
- Landeau, B., Spelke, E., Gleitman, H. Spatial knowledge in a young blind child. Cognition. 16, 225-260 (1984).
- Maaswinkel, H., Whishaw, I. Q. Homing with locale, taxon, and dead reckoning strategies by foraging rats: sensory hierarchy in spatial navigation. Behav Brain Res. 99, 143-152 (1999).
- Martin, G. M., Harley, C. W., Smith, A. R., Hoyles, E. S., Hynes, C. A. Opaque transportation with rotation blocks reliable goal location on a plus maze but does not prevent goal location in the Morris maze. J Exp Psychol. 23, 183-193 (1997).
- Maurer, R., Séguinot, V., V, . What is modeling for? A critical review of the models of path integration. J Theor Biol. 175, 457-475 (1995).
- McNaughton, B. L., Barnes, C. A., Gerrard, J. L., Gothard, K., Jung, J. J., Knierim, J. J., Kudrimoti, H., Quin, Y., Skaggs, W. E., Suster, M., Weaver, K. L. Deciphering the hippocampal polyglot: the hippocampus as a path integration system. J Exp Biol. 199, 173-185 (1996).
- Mittelstaedt, M. L., Mittelstaedt, M. Homing by path integration in a mammal. Naturwissenschafen. 67, 566-567 (1980).
- Mizumori, S. J. Y., Williams, J. D. Directionally selective mnemonic properties of neurons in the lateral dorsal nucleus of the thalamus of rats. J Neurosci. 13, 4015-4028 (1993).
- Muller, R. U., Stead, M., Pach, J. The hippocampus as a cognitive graph. J Gen Physiol. 107, 663-694 (1996).
- O’Keefe, J., Nadel, L. . The hippocampus as a cognitive map. , (1978).
- O’Keefe, J., Speakman, A. Single unit activity in the rat hippocampus during a spatial memory task. Exp Brain Res. 68, 1-27 (1987).
- O’Mare, S., Rolls, E. T., Berthoz, A., Desner, R. P. Neurons responding to whole-body motion in the primate hippocampus. J Neurosci. 14, 6511-6523 (1994).
- Pearce, J. M., Roberts, A. D. L., Good, M. Hippocampal lesions disrupt navigation based on cognitive maps but not heading vectors. Nature. 369, 75-77 (1998).
- Samsonovich, A., McNaughton, B. L. Path integration and cognitive mapping in a continuous attractor neural network model. J Neurosci. 17, 5900-5920 (1997).
- Sharp, P. E. Subicular cells generate similar spatial firing patterns in two geometrically and visually distinctive environments: comparison with hippocampal place cells. Behav Brain Res. 85, 71-92 (1997).
- Sharp, P. E., Blair, H. T., Etkin, D., Tzanetos, D. B. J. Influences of vestibular and visual motion information on the spatial firing patterns of hippocampal place cells. Neurociência. 15, 173-189 (1995).
- Shapiro, M. L., O’Connor, C. N-methyl-D-aspartate receptor antagonist MK-801 and spatial memory representation: working memory is impaired in an unfamiliar environment but not in a familiar environment. Behav Neurosci. 106, 604-612 (1992).
- Squire, L. Memory and the hippocampus: a synthesis from findings with rats, monkey, and humans. Psychol Rev. 99, 195-231 (1992).
- Sutherland, R. J., Rodriguez, A. J. The role of the fornix/fimbria and some related subcortical structures in place learning and memory. Behav Brain Res. 32, 129-144 (1989).
- Taube, J. S. Head direction cells recorded from the postsubiculum in freely moving rats. I. Description and quantitative analysis. J Neurosci. 172, 49-84 (1990).
- Taube, J. S. Head direction cells recorded in the anterior thalamic nuclei of freely moving rats. J Neurosci. 15, 70-85 (1995).
- Taube, J. S., Burton, H. L. Head direction cell activity monitored in a novel environment and during a cue conflict situation. J Neurosci. 15, 1953-1971 (1995).
- Whishaw, I. Q. Activation, travel distance, and environmental change influence food carrying in rats with hippocampal, medial thalamic and septal lesions: implications for studies on hoarding and theories of hippocampal function. Hippocampus. 3, 373-385 (1993).
- Whishaw, I. Q., Jarrard, L. Similarities vs. differences in place learning and circadian activity in rats after fimbria-fornix section or ibotenate removal of hippocampal cells. Hippocampus. 5, 595-604 (1995).
- Whishaw, I. Q., Jarrard, L. E. Evidence for extrahippocampal involvement in place learning and hippocampal involvement in path integration. Hippocampus. 6, 513-524 (1996).
- Whishaw, I. Q., Maaswinkel, H. Rats with fimbria – fornix lesions are impaired in path integration: a role for the hippocampus in ‘sense of direction’. J Neurosci. 18, 3050-3080 (1998).
- Whishaw, I. Q., Mittleman, G. Visits to starts, routes, places by rats (Rattus norvegicus) in swimming pool navigation tasks. J Comp Psychol. 100, 422-431 (1986).
- Whishaw, I. Q., Tomie, J. Piloting and dead reckoning dissociated by fimbria-fornix lesions in a rat food carrying task. Behav Brain Res. 89, 87-97 (1997).
- Whishaw, I. Q., Coles, B. K. L., Bellerive, C. H. M. Food carrying: a new method for naturalistic studies of spontaneous and forced alternation. J Neurosci Methods. 61, 139-143 (1995a).
- Whishaw, I. Q., Cassel, J. C., Jarrard, L. E. Rats with fimbria – fornix lesions display a place response in a swimming pool: a dissociation between getting there and knowing where. J Neurosci. 15, 5779-5788 (1995b).
- Whishaw, I. Q., McKenna, J., Maaswinkel, H. Hippocampal lesions and path integration. Curr Opin Neurobiol. 7, 228-234 (1997).
- Wiener, S. I. Spatial behavioral and sensory correlates of hippocampal CA1 complex spike cell activity: implications for information processing functions. Prog Neurobiol. 49, 335-361 (1996).
- Winer, B. J. . Statistical principles in experimental design. , (1962).
- Worden, R. Navigation by fragment fitting: a theory of hippocampal function. Hippocampus. 2, 165-188 (1992).
