В сочетании Трансфер-Box Обучение с электрофизиологических Cortex записи и стимуляции как инструмент для изучения восприятия и обучения

Фундаментальная цель поведенческой неврологии является установление конкретных связей между нейронными структурных и функциональных свойств, обучения и восприятия. Нейронная активность связана с восприятием и обучения может быть изучен электрофизиологические записи потенциалов действия и локальных потенциалов поля в различных структурах головного мозга в нескольких сайтах. В то время как электрофизиологические записи обеспечивают корреляционные связи между нервной деятельности и поведения, прямое электрическое Внутрикорковый микростимуляции (ICMS) на протяжении более века была наиболее прямой метод для тестирования причинно-следственных связей возбужденных популяций нейронов и их поведенческих и перцептивных ^{эффектов} 1 ^{– 3.} Многие исследования показали, что животные способны использовать различные пространственные и временные свойства электрических стимулов в перцептивных задач в зависимости от места стимуляции в например retinotopic ^4, тonotopic ⁵ или ⁶ somatotopic регионы коры. Распространение электрически вызванной активности в коре головного мозга, в основном, определяется расположение аксонов волокон и их распределенной синаптической связи ^2, что в коре головного мозга, явно слой зависит от ^7. Полученный полисинаптический активации, вызванный ICMS отныне гораздо более широкое распространение, чем прямого воздействия электрического поля ^2,8,9. Это объясняет, почему пороги восприятия эффектов вызываемые интракортикальных микростимуляции может быть сильно зависит от слоя ^8,10,11 и сайт-зависимой ^9. Недавнее исследование продемонстрировало подробно, что стимуляция верхних слоев дали больше широко распространенное активации corticocortical схем в основном supragranular слоев, в то время как стимуляция глубоких слоев коры результате в фокальной, рецидивирующим кортикофугальный intracolumnar активации. Параллельные поведенческие эксперименты показали, что последний имеет значительно более низкую восприятия THR обнаруженияesholds ^8. Таким образом, преимущество сайт-специфической ICMS в условных раздражителей было использовано в комбинации с электрофизиологических записей в причинно связаны определенные корковых активаций цепи ^{от 8 до} поведенческих мер обучения и восприятия в челночной коробке.

Двусторонний трансфер ящик парадигма хорошо создана лабораторная установка для изучения избегания обучения ^12. Трансфер-окно состоит из 2 отделений, разделенных препятствие или дверях. Условный раздражитель (CS), что представляется подходящим сигнала как свет или звук, является условно сопровождается отвращение безусловного раздражителя (США), как, например, ноги шок над полом из металлической сетки. Субъекты могут научиться избегать США по курсируя от одного трансфер ящика отсека в другой в ответ на CS. Трансфер ящик обучение включает в себя последовательность различимых этапов обучения ^13,14: Во-первых,предметы научиться предсказывать нас от CS классической кондиционирования и уйти от США инструментальной кондиционирования, как США расторгается челночные. В следующей фазе, предметы научиться избегать США вообще по курсируя в ответ на CS до начала американской (реакция избегания). Как правило, трансфер-окно включает в себя классическую обучения кондиционер, инструментальную кондиционер, а также целенаправленное поведение в зависимости от фазы ¹⁴ обучения.

Процедура трансфер-коробка может быть установлена ​​легко и обычно приводит к получению надежной поведение после нескольких ежедневных тренировок ^{15 – 17.} В дополнение к простой избегания кондиционирования (обнаружения), трансфер-коробка может быть дополнительно использован для изучения дискриминации по стимулированию, используя Go / NoGo парадигмы. Здесь животные обучаются избегать США по условной реакции (CR) (перейти поведение; трансфер в обратном ящиком) в ответ на <сильный> го-раздражитель (CS +) и NoGo поведения (остается в текущем отсека; не CR) в ответ на NoGo-стимула (CS-) Параллельно микростимуляции и запись нейронной активности с массивами многоэлектродной высокой плотности позволяют изучать. физиологические механизмы, лежащие в основе успешного обучения. , Будут обсуждаться несколько технических деталей, которые имеют основополагающее значение для успешных комбинаций трансфер ящика обучения, ICMS и параллельного электрофизиологии.