СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ ПРЕФРОНТАЛЬНОЙ КОРЫ МОЗГА КРЫС В СОСТОЯНИИ ПРОДУКТИВНОЙ И НЕПРОДУКТИВНОЙ РАБОТЫ
PDF

Ключевые слова

префронтальная кора
поведение
крысы
нейронная активность
принятие решений
поведение с подкреплением

Как цитировать

Филатова, Е. В., Орлов , А. А., Афанасьев , С. В., & Горбунов, Н. И. (2020). СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ ПРЕФРОНТАЛЬНОЙ КОРЫ МОЗГА КРЫС В СОСТОЯНИИ ПРОДУКТИВНОЙ И НЕПРОДУКТИВНОЙ РАБОТЫ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 107(1), 43–54. https://doi.org/10.31857/S0869813921010040

Аннотация

Задачей работы было исследование нейронной активности клеток префронтальной коры при разном нервно-психическим состоянии животного. Проводилась внеклеточная регистрация импульсной активности нейронов префронтальной коры мозга крыс при выполнении поведенческой задачи выбора в соответствии с условными сигналами в двухкольцевом лабиринте. В каждый опытный день в последовательности выполняемых реализаций выделяли периоды продуктивной и непродуктивной работы, различающиеся преобладанием правильного или неправильного выбора. Сравнительный анализ нейронной активности в шести различных вариантах выполнения программы (правильные побежки налево и направо в продуктивном и непродуктивном состоянии и ошибочные побежки), обнаружил существенное отличие профиля коллективной нейронной активности, сопутствующего подкрепляемым побежкам на одну сторону в непродуктивном состоянии. Это связывается с активацией сформированного в начале обучения профиля активности, сопутствующего подкрепляемым побежкам именно на эту сторону. Предполагается динамический механизм смены стратегий принятия решения в зависимости от состояния животного, проявляющийся в вытормаживании старых моделей при обучении в продуктивном состоянии и ослабление такого механизма контроля в непродуктивном.

https://doi.org/10.31857/S0869813921010040
PDF

Литература

Euston D.R., Gruber A.J., McNaughton B.L. The role of medial prefrontal cortex in memory and decision making. Neuron. 76(6): 1057-1070. 2012. doi:10.1016/j.neuron.2012.12.002

Nakajima M., Schmitt L.I., Halassa M.M. Prefrontal Cortex Regulates Sensory Filtering through a Basal Ganglia-to-Thalamus Pathway. Neuron. 103(3): 445-458. 2019. doi:10.1016/j.neuron.2019.05.026

Bari A., Mar A.C., Theobald D.E., Elands S.A., Oganya K.C., Eagle D.M., Robbins T W. Prefrontal and monoaminergic contributions to stop-signal task performance in rats. J. Neurosci. 31(25): 9254–9263. 2011. doi:10.1523/JNEUROSCI.1543-11.2011

Corbit L.H., Balleine B.W. The role of prelimbic cortex in instrumental conditioning. Behav. Brain Res. 146: 145-157. 2003. doi: 10.1016/j.bbr.2003.09.023

Gourley S.L., Lee A.S., Howell J.L., Pittenger C., Taylor J.R. Dissociable regulation of instrumental action within mouse prefrontal cortex. Eur. J. Neurosci. 32(10): 1726-1734. 2010. doi:10.1111/j.1460-9568.2010.07438.x

Bechara A., Damasio A.R., Damasio H., Anderson S.W. Insensitivity to future consequences following damage to human prefrontal cortex. Cognition. 50: 7–15. 1994. doi: 10.1016/0010-0277(94)90018-3

St Onge J.R., Abhari H., Floresco S.B. Dissociable contributions by prefrontal D1 and D2 receptors to risk-based decision making. J. Neurosci. 31: 8625–8633. 2011. doi:0.1523/JNEUROSCI.1020-11.2011

Jocham G., Klein T.A., Ullsperger M. Dopamine-mediated reinforcement learning signals in the striatum and ventromedial prefrontal cortex underlie value-based choices. J. Neurosci. 31(5): 1606-1613. 2011. doi:10.1523/JNEUROSCI.3904-10.2011

Yates J.R. Examining the neurochemical underpinnings of animal models of risky choice: Methodological and analytic considerations. Exp. Clin. Psychopharmacol. 27(2): 178-201. 2019. doi: 10.1037/pha0000239

Orsini C.A., Heshmati S.C., Garman T.S., Wall S.C., Bizon J.L., Setlow B. Contributions of medial prefrontal cortex to decision making involving risk of punishment. Neuropharmacology. 139: 205–216. 2018. doi: 10.1016/j.neuropharm.2018.07.018

Filatova E.V., Orlov A.A., Afanas'ev S.V. A two-ring maze for studies of the behavior of laboratory animals. Neurosci. Behav. Physiol. 45(7): 765–770. 2015.

Orlov A.A., Filatova E.V. A miniature system of independent micromanipulators for recording neuron activity in freely moving animals. Neurosci. Behav. Physiol. 42(1): 97–99. 2012.

Paxinos G., Watson Ch. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates, 6th Edition Hard Cover Edition. Acad. Press. 2006.

Konorski J. Conditioned Reflexes and Neuron Organization. Cambridge. England. Cambridge Univer. Press. 1948.

Dickinson A., Balleine B. Motivational Control of Instrumental Action. Current Directions Psychol. Sci. 4(5): 162–167. 1995.

Schultz W., Dayan P., Montague P.R. A neural substrate of prediction and reward. Science. 275: 1593-1599. 1997.

Schultz W. Getting formal with dopamine and reward. Neuron. 36: 241-263. 2002.

Daw N.D., Niv Y., Dayan P. Uncertainty-based competition between prefrontal and dorsolateral striatal systems for behavioral control. Nat. Neurosci. 8(12): 1704-1711. 2005.

Kaefer K., Nardin M., Blahna K., Csicsvari J. Replay of Behavioral Sequences in the Medial Prefrontal Cortex during Rule Switching. Neuron. 106(1): 154-165. 2020.