《Behavioural Brain Research》:Concurrent Serial Feature Negative and Simple Discrimination Training and Testing in the Mouse
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小鼠可解决序列特征否定和简单辨别问题,其学习机制依赖抑制性调节而非直接抑制关联,与海马体功能相关,可卡因不影响而西方饮食损害serFN表现。
Negar Ghasem Ardabili | Jordyn Pettiford | Alexia Hyde | Charlotte Airosus | Anthony L. Riley | Terry. L. Davidson
美国华盛顿特区美国大学神经科学系,20016年,美国
摘要
先前的研究表明,当同时训练时,大鼠能够解决序列特征否定(serFN)和简单辨别(SD)问题。此外,研究还表明,解决serFN问题(而非SD问题)依赖于海马体的功能完整性。本研究旨在确定小鼠是否也能解决serFN问题,以及这种解决方式是否类似于大鼠所表现出的抑制调节机制。如果小鼠能够像大鼠一样利用可能依赖海马体的策略来解决serFN问题,那么研究人员在选择用于研究海马体相关记忆功能的工具时将具有更大的灵活性。在实验1中,雄性和雌性C57BL6J小鼠同时接受serFN(光→音调?,音调+)和SD(点击器+,白噪声?)问题的训练,随后注射可卡因。实验结果表明,这些小鼠掌握了两种辨别能力,且后续表现并未受到可卡因的影响(与大鼠的研究结果不同)。总和效应和延迟测试表明,serFN表现并非由直接的抑制作用引起,而是由某种调节性的抑制机制所驱动。在实验2中,雄性和雌性C57BL6J小鼠同样接受了serFN和SD问题的训练,然后在训练结束后连续12天食用西方饮食。实验结果显示,西方饮食选择性地损害了小鼠的serFN表现,而SD表现则未受影响(这与大鼠的研究结果相似)。综上所述,这些发现证明小鼠确实能够解决serFN辨别问题,其学习基础可能是由海马体介导的调节性抑制控制。
实验片段
实验1:可卡因对serFN和SD问题的影响
实验对象为32只实验背景下的雄性(n=16)和雌性(n=16)C57BL6J小鼠,年龄约4周,购自Jackson实验室。这些小鼠被单独饲养在控制环境中,环境具有12小时的光照/黑暗周期(光照时间为08:00至20:00),温度保持在23°C。从4周龄开始进行单独饲养,以便精确控制每只小鼠的饮食量,从而维持其体重在95%的理想水平。
辨别训练
图3显示了每个训练阶段中,serFN(左侧面板)和SD(右侧面板)问题在强化试验和非强化试验中的平均 beam break(即错误次数)数量。如图所示,小鼠成功解决了这两种辨别任务,但在SD任务中的表现略优于serFN任务。这一结果通过以下统计分析得到验证:+/- 主效应 [F(1,30) = 156.94, p < 0.01] 以及 +/- × 辨别类型 [F(1, 30) = 87.56, p < 0.01]。
实验对象与实验程序
实验对象为32只实验背景下的雄性(n=16)和雌性(n=16)C57BL6J小鼠,年龄约4周,购自Jackson实验室。实验2中的处理方法与实验1相同,唯一的区别是:本实验使用了高脂肪/高糖饮食而非可卡因注射。所有小鼠每天接受60分钟的辨别训练,训练时间从09:30持续到14:30,共持续32天。
结论
本研究实现了三个主要目标:首先,证明小鼠与大鼠类似,能够在同时接受训练的情况下学会serFN和SD辨别;其次,证实已知依赖海马体的serFN表现会受到西方饮食的影响;最后,总和效应和延迟测试结果表明,特征否定线索并未与强化建立直接的抑制关联,而是支持一种调节性的、条件化的学习机制。
资金支持
本研究得到了Mellon基金会对ALR的资助,以及Trone家族神经科学与行为杰出学者讲座对TLD/ALR的资助。
CRediT作者贡献声明
Alexia Hyde:项目管理、方法论设计、实验实施。Charlotte Airosus:项目管理。Anthony L. Riley:撰写、审稿与编辑、数据可视化。Terry. L. Davidson:撰写、审稿与编辑、数据可视化、结果验证、实验监督、资源协调、资金申请、数据分析、数据整理、概念框架构建。Negar Ghasem Ardabili:撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、实验监督、软件使用。