猕猴时间预测机制研究及工作记忆机制的细胞内记录探索

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为补偿对外界刺激感觉信息处理的延迟,提高对环境的适应能力,动物,尤其灵长类动物,演化形成了预测功能。然而,采用动物电生理方法研究预测的神经机制的工作较少。本工作提供了一个新的在猕猴上研究时间预测机制的行为范式。我们首次发现猕猴在记忆指导的快速眼动(MGS)任务中快速眼动反应时(SRT)呈双峰分布,并证明其前一个组分代表由时间预测激发的预测性快速眼动,而后一个组分代表由视觉刺激激发的反应性快速眼动。前人工作表明,时间预测受任务中事件发生时间的随机性影响。我们采用等待期(Delay)随机的MGS任务,任务随机性是指Delay的概率分布呈指数分布,此随机性决定了猕猴的优先策略是根据最短Delay条件进行时间预测。任务规则是指过早的预测导致猕猴因注视中断不能得到奖励,而较晚的预测仍然可以通过反应性快速眼动获得奖励,此任务规则决定了猕猴的优先策略是根据最长Delay条件进行时间预测。采用此优先策略相矛盾的任务,本工作发现猕猴的时间预测策略受任务随机性和任务规则的综合作用,并且这种综合作用在学习过程中动态改变,而且变化趋势存在个体偏好性。我们将猕猴在单次试验中单位SRT获得的奖励量定义为奖励效率,每天所有试验奖励效率的总和定义为总奖励效率,总奖励效率可以评价猕猴总体的学习策略。我们在两只猕猴(HB和LK)上进行了试验发现,在学习过程中,两只猕猴均主要通过增加每天试验总数以提高总奖励效率。同时,猕猴HB逐渐增加平均奖励效率,通过趋向优先预测策略,同样贡献于提高总奖励效率;而猕猴LK逐渐减小平均奖励效率,即远离优先预测策略,减弱总奖励效率随试验总数的提高。另外,本工作验证了时间预测能够影响反应性快速眼动潜伏期。此行为范式的特色是以猕猴为被试,在单一任务条件下的不同次试验中发生预测性和反应性快速眼动,因此适合用于对照研究二者神经环路机制的差异,有助于揭示时间预测的神经机制。
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