Eyeblink Condicionamiento clásico bigote-señalado en la cabeza de ratones fijo

condicionamiento del parpadeo es una forma de condicionamiento pavloviano y un sistema modelo para investigar los mecanismos neurales de aprendizaje asociativo y la memoria. Se ha investigado en diversas especies, incluyendo seres humanos, conejos, gatos, ratas y ratones. El paradigma implica la presentación de dos estímulos pareados: un estímulo neutro condicionado (CS; por ejemplo, un tono, un destello de luz, o la estimulación de la barba), y un estímulo no condicionado saliente (Estados Unidos, por ejemplo, un soplo de aire en el ojo, o choque periorbital). Los EE.UU. provoca una respuesta de parpadeo reflejo condicionado (es decir, UR). Finalmente, después de varias presentaciones del emparejado CS-Estados Unidos, el sujeto aprende a asociar el CS con los EE.UU.. Este aprendizaje se manifiesta en forma de una respuesta condicionada (CR), un parpadeo provocado por el CS solo que precede a la presentación de los EE.UU..

condicionamiento del parpadeo en la forma de seguimiento incluye un intervalo libre de estímulo de unos pocos hmilisegundos undred que separa el CS y los EE.UU. (Figura 1). Condicionamiento de huella es una forma de aprendizaje declarativo, ya que requiere el conocimiento de las contingencias de estímulo ^1. La brecha temporal requiere que el animal para mantener una neuronal "traza" de la CS en las regiones del cerebro anterior, tales como el hipocampo a fin de que los EE.UU. y el CS en quedar al ^1-6. Junto con las regiones del cerebro anterior, vestigios acondicionado también depende del cerebelo ^7.

acondicionado Eyeblink es, por lo tanto, un paradigma útil para la investigación de las múltiples facetas de la memoria, incluyendo la adquisición, consolidación y recuperación. Durante condicionamiento del parpadeo, un grupo de control de animales se presenta con estímulos no apareados en orden aleatorio para probar pseudoconditioning o sensibilizados respuestas a la CS que pueden ser causados ​​por la presentación Estados Unidos solamente en lugar de una asociación EC-EI aprendido.

A appara comúnmente utilizadoTus para la investigación de condicionamiento del parpadeo en los roedores es una cámara en la que se permite que los roedores de moverse libremente durante el proceso de formación ^{de 8-10.} Con este tipo de aparato, un dispositivo de amarre está normalmente unida a una pieza de cabeza que se fija al cráneo del roedor. La correa de sujeción permite la entrega de los EE.UU. (y a veces el CS) y para transmitir la respuesta del animal a esos estímulos (es decir, la respuesta de parpadeo) ^10. La correa de sujeción en sí mismo puede ser modificado en función del tipo de estímulos entregados y cómo se registra la respuesta de parpadeo.

La razón para el uso "de libre movimiento" ratones atados de condicionamiento del parpadeo es que los ratones que luchan contra la restricción. Aunque otras especies pueden ser más susceptibles a la restricción, la principal ventaja del uso de ratones en experimentos de condicionamiento del parpadeo es que la mayoría de los disponibles cepas mutantes genéticamente modificados son cepas de ratón. Además de que luchan, res completosTraint de los ratones se traduce en angustia aguda. Una preparación de ratón de cabeza fija, que minimice el estrés incrementaría la información fisiológica que se puede obtener durante el condicionamiento del parpadeo. Por ejemplo, este sistema permitiría formación de imágenes de las neuronas corticales con 2 fotones microscopía ^11.

Preparaciones Head-fija se han utilizado en los experimentos anteriores para formación de imágenes ópticas de la corteza a través de implantes craneales extraíbles, in vivo grabaciones electrofisiológicas del cerebro de roedores con arrays tetrodo, imágenes de calcio de dos fotones en, y también como una plataforma para el condicionamiento del parpadeo en ratones ^{11 -16.}

En el sistema de frente fijo, estimulación y grabaciones fiables se garantizan sin restricción completa del ratón (Figura 2). Un casco como el usado en el sistema de movimiento libre se fija al cráneo del ratón. Durante el entrenamiento, la pieza de cabeza está fijada a un conector que se une a más de baresuna cinta de correr cilíndrica con el fin de estabilizar la cabeza del roedor (Figura 2A). La cinta cilíndrica permite que el ratón para descansar cómodamente, pero si el ratón así lo desea, también permite que se ejecute o caminar. Con el uso de este sistema, los ratones pueden ser entrenados con una vibración bigote como el CS y una descarga eléctrica leve periorbital como los EE.UU. (Figura 1). Los EE.UU. se entrega a través alambres colocados quirúrgicamente debajo de la piel lateral a la vista. El CS se entrega a través de un peine que está unido a un accionador de flexión rectangular de 2 capas (Figura 2B). El peine y el accionador de flexión se unen entonces a una base magnética que se mueve a la posición correcta durante el entrenamiento y se ajusta para la entrega óptima para cada animal individual. El peine se coloca a horcajadas los bigotes seleccionados. Durante la entrega de la CS, se envía una señal al accionador de flexión que desplaza el peine y conduce a la vibración de las patillas ^17.

<p class= ""> jove_content Otros estímulos tales como un tono o un destello de luz se han utilizado como estímulos condicionados eficaces en ratones en el pasado ^16,18,19. La estimulación de la barba razón se elige para el CS en este paradigma experimental es la dependencia de los animales murinos en su vibrisas para la entrada de información somatosensorial durante la exploración. La estimulación de la barba se ha demostrado que es un CS fiable y eficaz ^20. Por otra parte, dado el sustrato cortical bien establecida y organizada del sistema de vibrisas (es decir, la corteza barril), la estimulación de la barba como el CS proporciona una herramienta elegante para el mapeo de los cambios corticales y la plasticidad asociada con el aprendizaje parpadeo acondicionado ^20,21. Un sistema de cabezal fijo permite la estimulación precisa de los bigotes seleccionados para comparar las respuestas entre las neuronas y las neuronas que reciben entradas de los bigotes no estimulados estimulados. Por último, muchas cepas de ratones muestran la pérdida de audición relacionada con la edad como adultos relativamente jóvenes <sup> 22, y el cierre de los párpados durante el parpadeo acondicionado altera un CS visual (aunque un CS visual hace aminorar los problemas con respuestas de sobresalto ^16). estimulación Whisker no se ve afectada por cualquiera de estas complicaciones.

Aquí se presentan son modificaciones únicas e importantes sobre otras preparaciones de cabeza-fijo para condicionamiento del parpadeo, incluyendo procedimientos para la administración de CS y Estados Unidos, y la adquisición de la respuesta de parpadeo. La fiabilidad de este aparato y el paradigma de la formación en el condicionamiento del parpadeo se demuestra por las curvas de ratones con aire acondicionado y una curva de aprendizaje relativamente plana de los animales de control pseudoconditioned (Figura 7A) el aprendizaje.