Hippocampal neuronal representation of a moving object in a novel spatial avoidance task

Abstract

V reálném prostředí musí zvířata přizpůsobovat své chování jiným pohybujícím se zvířatům nebo předmětům; při lovu dravce, při migraci ve skupinách nebo při různých sociálních interakcích. Ve všech těchto situacích se zvíře musí orientovat vzhledem k jinému pohybujícímu se zvířeti/předmětu. Při studiu role hipokampu v těchto procesech jsme postupovali ve dvou krocích. Vyvinuli jsme behaviorální úlohu reflektující klíčové prvky tohoto chování v laboratorních podmínkách. Řešení úlohy vyžadovalo, aby testovaný potkan vyhodnotil nejen svoji vzdálenost od pohybujícího se objektu, ale také svoji polohu vzhledem k tomuto objektu. Dále jsme studovali, jak neurony v hipokampální oblasti CA1 v tomto behaviorálním paradigmatu kódují subjekt, pohybující se objekt a okolní prostředí a jak tyto reprezentace mezi sebou interagují. Zaměřili jsme se na charakterizaci prostorového chování potkanů ve vztahu k pohybujícím se objektům a na prozkoumání kognitivních mechanismů regulujících toto chování. Tři skupiny zvířat byly natrénovány, aby se vyhýbaly mírnému elektrickému stimulu, který byl aplikován v jedné ze tří oblastí vůči pohybujícímu se robotovi: před robotem, po jeho levé nebo pravé straně. Pomocí různých modifikací úlohy jsme také zkoumali, zda k vyhýbání docházelo na základě vnímání zvýšené úrovně hluku,...

In real world environments, animals need to organize their behavior relative to other moving animals or objects; when hunting a predator, when migrating in groups or during various social interactions. In all of these situations, the animal needs to orient relative to another moving animal/object. To understand the role of the hippocampus in this ability we adopted a two-step approach. We developed a task that would mimic important elements of this behavior in the laboratory. The task required the rats to assess not only their distance from the moving object but also their position relative to the object. We further studied how neurons in the hippocampal CA1 subfield encode the subject, the moving object and the environment in the behavioral paradigm and how do these representations interact among themselves. In rats, we aimed to characterize spatial behaviors relative to moving objects and to explore the cognitive mechanisms controlling these behaviors. Three groups of animals were trained to avoid a mild foot-shock delivered in one of three positions: either in front, on the left side, or the right side of a moving robot. Using different variations of the task, we also probed whether avoidance was simply due to increased noise level or size of the retinal image or appearance of the robot. As the...