-Bakkebaard gesignaleerd Eyeblink klassieke conditionering in-Head vaste Muizen

Oogknipreflex is een vorm van Pavlov van airconditioning en een modelsysteem voor het onderzoeken van de neurale mechanismen van associatief leren en geheugen. Het is onderzocht in diverse diersoorten, waaronder mensen, konijnen, katten, ratten en muizen. Het paradigma betreft de presentatie van twee gepaarde stimuli: een neutrale geconditioneerde stimulus (CS, bijvoorbeeld, een toon, een lichtflits, of snorhaar stimulatie), en een opvallende ongeconditioneerde stimulus (US, bijvoorbeeld, een lucht bladerdeeg voor het oog, of periorbitaal shock). De Amerikaanse ontlokt een ongeconditioneerde, reflexieve eyeblink respons (dwz UR). Uiteindelijk, na een aantal presentaties van de gepaarde CS-US, het onderwerp leert de CS associëren met de Verenigde Staten. Dit leren manifesteert zich in de vorm van een geconditioneerde respons (CR), een eyeblink opgewekt door het CS staan ​​dat de presentatie van de Amerikaanse voorafgaat.

Oogknipreflex in het spoor formulier bevat een stimulus-interval van een paar uurundred milliseconden dat de CS en de VS (figuur 1) scheidt. Trace conditionering is een vorm van declaratief leren omdat daarmee een groter bewustzijn van de stimulus onvoorziene ¹ vereist. De tijdelijke kloof moet het dier naar een neuraal 'sporen' van het CS in voorhersenen regio's zoals de hippocampus op orde te houden voor de VS en de CS voor geassocieerde ^1-6 geworden. Naast de voorhersenen, trace conditionering is ook afhankelijk van de kleine hersenen ^7.

Oogknipreflex is derhalve een bruikbaar model voor het onderzoek van de verschillende aspecten van het geheugen, zoals acquisitie, consolidatie en retrieval. Tijdens oogknipreflex wordt een controlegroep dieren dat met ongepaarde stimuli in willekeurige volgorde te testen op pseudoconditioning of gevoelig reacties op de CS die kunnen worden veroorzaakt door Amerikaanse presentatie alleen dan een geleerde CS-Amerikaanse vereniging.

Een veelgebruikt Apparatus voor het onderzoek oogknipreflex bij knaagdieren is een kamer waarin de knaagdieren mogen tijdens het trainingsproces ^8-10 vrij bewegen. Bij dit type inrichting wordt een tuier gewoonlijk bevestigd aan een helm die is bevestigd aan de schedel van de knaagdier. De tuier maakt de afgifte van de VS (en soms de CS) en voor het sturen van een respons van het dier op die stimuli (dwz de eyeblink respons) ^10. De tuier zelf kan worden aangepast gebaseerd op het type prikkeling afgegeven en hoe de eyeblink respons wordt geregistreerd.

De reden voor het gebruik van "vrij bewegende" tethered muizen voor oogknipreflex is dat muizen strijden tegen terughoudendheid. Hoewel andere soorten ontvankelijker voor beperking kan zijn, het grote voordeel van het gebruik van muizen in oogknipreflex experimenten is dat de meeste beschikbare genetisch gemodificeerde mutante stammen zijn muizenstammen. In aanvulling op worstelen, compleet restraint muizen resulteert in acute nood. A-head vaste muis preparaat dat stress minimaliseert zou de fysiologische informatie die kan worden verkregen bij oogknipreflex verhogen. Bijvoorbeeld, zou dit systeem beeldvorming van corticale neuronen met 2-foton microscopie ¹¹ mogelijk.

-Head vaste preparaten zijn gebruikt in eerdere experimenten voor optische beeldvorming van de cortex door middel van verwijderbare craniale implantaten in vivo elektrofysiologische opnames van het knaagdier hersenen met tetrode arrays, twee-foton calcium imaging, en ook als een platform voor oogknipreflex bij muizen ^{11 -16.}

In de kop vast net betrouwbaar stimulatie en opnames worden gewaarborgd zonder volledige beperking van de muis (Figuur 2). Een zendspoel zoals die gebruikt bij de vrij bewegende systeem is bevestigd aan de schedel van de muis. Tijdens de training wordt de helm aangebracht op een connector die naar bars dan is bevestigdeen cilindrische loopband om het hoofd van de knaagdier (Figuur 2A) te stabiliseren. De cilindrische loopband laat de muis om comfortabel te rusten, maar als de muis dat wenst, maakt het ook mogelijk om te draaien of te lopen. Met het gebruik van dit systeem kunnen muizen worden getraind met een snorhaar trillingen CS en een lichte periorbitale elektrische schok als de Amerikaanse (figuur 1). De VS geleverd via draden chirurgisch geplaatst onder de huid lateraal van het oog. De CS wordt via een kam die een 2-laags rechthoekige buigen actuator (figuur 2B) is bevestigd. De kam en buigen actuator worden dan bevestigd aan een magnetische basis die tijdens het trainen de juiste positie wordt bewogen en wordt aangepast voor optimale toediening per dier. De kam is gepositioneerd om de geselecteerde snorharen straddle. Tijdens de levering van het CS, wordt een signaal naar de buigende actuator die de kam verplaatst en leidt tot trillingen van de snorharen ^17.

<p class= "jove_content"> Andere prikkels, zoals een toon of een lichtflits zijn gebruikt als effectief geconditioneerde stimuli in muizen in het verleden ^16,18,19. De reden snorhaar stimulatie wordt gekozen voor de CS in deze experimentele paradigma is de afhankelijkheid van de muizen dieren op hun vibrissae voor somatosensorische informatie-input tijdens de verkenning. Whisker stimulatie is aangetoond dat een betrouwbare en effectieve CS ²⁰ zijn. Bovendien, gezien de gevestigde en georganiseerde corticale substraat van de vibrissae systeem (dat wil zeggen, het vat cortex), snorhaar stimulatie als de CS biedt een elegante tool voor het in kaart brengen van veranderingen en corticale plasticiteit in verband met het leren van oogknipreflex ^20,21. A-head vast systeem maakt het mogelijk om de precieze stimulatie van geselecteerde snorharen om reacties tussen gestimuleerde neuronen en neuronen ontvangen input van niet-gestimuleerde snorharen te vergelijken. Tot slot, vele stammen van muizen vertonen leeftijdsgebonden gehoorverlies als relatief jong volwassenen <sup> 22 en ooglid sluiting tijdens de geconditioneerde knipperen verandert een visuele CS (hoewel een visuele CS doet verbeteren problemen met schrikreacties ^16). Whisker stimulatie wordt niet beïnvloed door een van deze complicaties.

hier gepresenteerde zijn unieke en belangrijke wijzigingen op andere head vaste voorbereidingen voor oogknipreflex, met inbegrip van methoden voor CS en de VS levering, en de overname van de eyeblink respons. De betrouwbaarheid van de inrichting en de training paradigma oogknipreflex blijkt uit leercurven van geconditioneerde muizen en een relatief vlakke leercurve van pseudoconditioned controledieren (Figuur 7A).