Baffo-segnalato Eyeblink condizionamento classico nei topi Head-fisso

condizionata Eyeblink è una forma di condizionamento pavloviano e un sistema modello per studiare i meccanismi neurali di apprendimento associativo e della memoria. E 'stata studiata in varie specie, compreso l'uomo, conigli, gatti, ratti e topi. Il paradigma prevede la presentazione di due stimoli appaiati: un neutrale stimolo condizionato (CS, ad esempio, un tono, un lampo di luce, o la stimolazione baffo), e uno stimolo incondizionato saliente (USA, ad esempio, un soffio d'aria per l'occhio, o scossa periorbitale). Gli Stati Uniti suscita un incondizionato, riflessiva risposta eyeblink (vale a dire, UR). Alla fine, dopo varie presentazioni del abbinato CS-USA, il soggetto impara ad associare il CS con gli Stati Uniti. Questo apprendimento si manifesta sotto forma di una risposta condizionata (CR), un eyeblink suscitato dalla sola CS che precede la presentazione degli USA.

condizionata Eyeblink sotto forma di traccia include un intervallo libero da stimoli di pochi hmillisecondi undred che separa il CS e gli Stati Uniti (Figura 1). Trace condizionata è una forma di apprendimento dichiarativa in quanto richiede la consapevolezza delle contingenze stimolo ^1. Il divario temporale richiede l'animale a mantenere un neurale 'traccia' del CS in regioni del cervello anteriore, come l'ippocampo in modo che gli Stati Uniti ed il CS di diventare associato ^1-6. Insieme con le regioni prosencefalo, tracce di condizionamento dipende anche il cervelletto ^7.

condizionata Eyeblink è, quindi, un paradigma utile per la ricerca dei molteplici aspetti di memoria, compresi l'acquisizione, il consolidamento e recupero. Durante condizionata eyeblink, un gruppo di controllo di animali è presentato con stimoli spaiati in ordine casuale per verificare pseudoconditioning o sensibilizzati risposte al CS che possono essere causati dalla presentazione Stati Uniti da soli, piuttosto che una associazione CS-US imparato.

Un appara comunemente usatoTus per l'indagine di condizionamento eyeblink nei roditori è una camera in cui i roditori sono autorizzati a muoversi liberamente durante il processo di formazione ^8-10. Con questo tipo di apparecchiatura, un tether è normalmente collegato a un casco che è apposto cranio del roditore. Il tether consente l'erogazione degli Stati Uniti (e talvolta CS) e per trasmettere la risposta dell'animale a tali stimoli (cioè, la risposta eyeblink) ^10. Il tether stesso può essere modificato in base al tipo di stimoli consegnato e come viene registrata la risposta eyeblink.

La ragione per usare "liberamente in movimento" topi legati per un condizionamento eyeblink è che i topi lotta contro la moderazione. Anche se altre specie possono essere più suscettibili di moderazione, il principale vantaggio di utilizzare topi negli esperimenti di condizionamento eyeblink è che la maggior parte dei disponibili ceppi mutanti geneticamente modificati sono ceppi di topi. Oltre alla lotta, res completiTraint di topi si traduce in difficoltà acuta. Una preparazione topo testa fissa che minimizza lo stress aumenterebbe le informazioni fisiologiche che possono essere ottenute durante il condizionamento eyeblink. Ad esempio, questo sistema permetterebbe di imaging di neuroni corticali con 2-photon microscopia a ^11.

Preparati Testa-fisso sono stati utilizzati in precedenti esperimenti di imaging ottico della corteccia attraverso protesi craniche rimovibili, in vivo registrazioni elettrofisiologiche del cervello dei roditori con array tetrodo, Calcio Imaging a due fotoni, e anche come piattaforma per il condizionamento eyeblink nei topi ^{11 -16.}

Nel sistema testa fissa, stimolazione affidabile e registrazioni sono assicurati senza completa ritegno del mouse (Figura 2). Un casco come quello utilizzato nel sistema liberamente mobile viene apposto cranio del mouse. Durante l'allenamento, la testata viene apposto un connettore che è collegato a barre suun tapis roulant cilindrica per stabilizzare la testa del roditore (Figura 2A). Il tapis roulant cilindrica permette il mouse per riposare comodamente, ma se il mouse lo desidera, permette anche l'esecuzione o camminare. Con l'uso di questo sistema, i topi possono essere formati con una vibrazione baffo come CS ed una scossa elettrica periorbitale mite come gli Stati Uniti (Figura 1). Gli Stati Uniti è espresso attraverso i fili chirurgicamente posizionati sotto la pelle laterali per l'occhio. Il CS è espresso tramite un pettine che è collegato a un 2-layer rettangolare flessione attuatore (Figura 2B). Il pettine e attuatore piegatura vengono poi attaccati ad una base magnetica che viene spostato nella posizione corretta durante la formazione ed è regolata per la consegna ottimale per ogni singolo animale. Il pettine è posizionato a cavalcare i baffi selezionati. Durante l'erogazione del CS, un segnale viene inviato all'attuatore flessione che sposta il pettine e porta alla vibrazione delle basette ^17.

<p class= ""> jove_content altri stimoli, come un tono o un lampo di luce sono stati utilizzati come stimoli condizionati efficaci nei topi in passato ^16,18,19. La stimolazione baffo motivo è stato scelto per il CS in questo paradigma sperimentale è la dipendenza degli animali murini sul loro vibrisse per l'input informazioni somatosensoriali durante l'esplorazione. Stimolazione baffo ha dimostrato di essere un affidabile ed efficace CS ^20. Inoltre, dato il substrato ben consolidata e organizzato corticale del sistema vibrisse (vale a dire, la corteccia barile), la stimolazione baffo come il CS fornisce uno strumento elegante per mappare i cambiamenti corticali e la plasticità connessi con l'apprendimento eyeblink condizionata ^20,21. Un sistema di testa fissa consente la precisa stimolazione di baffi selezionati per confrontare le risposte tra i neuroni e neuroni ricevono input da baffi non-stimolata stimolati. Infine, molti ceppi di topi mostrano perdita dell'udito legata all'età come relativamente giovani adulti <sup> 22, e la chiusura delle palpebre durante un batter condizionata altera un CS visivo (anche se un CS visiva fa migliorare i problemi con startle risposte ^16). stimolazione baffo non è influenzata da una di queste complicazioni.

Presentato qui sono modifiche uniche e importanti su altri preparati testa-fisso per eyeblink condizionata, compresi i metodi di CS e US consegna, e l'acquisizione della risposta eyeblink. L'affidabilità di questo apparecchio e il paradigma di formazione nel condizionamento eyeblink è dimostrato imparando curve da topi condizionata e una curva di apprendimento relativamente piatta da animali di controllo pseudoconditioned (Figura 7a).