Hippocampal functions in contextual disambiguation of choice behavior

Abstract

맥락적 정보 처리(contextual information processing)에서의 해마의 역할을 잘 알려져있다. 하지만 맥락(context)의 정의는 매우 폭 넓게 사용되고 있으 며, 이것은 맥락에서의 해마의 역할을 구체화하는 것을 어렵게 하고 있다. 따 라서 현 연구에서는 맥락을 시각적 배경이라고 정의하고, 2D 이미지를 이용 하여 맥락에서의 해마의 역할을 조사하였다. 중앙에 위치하고 있는 터치 스크 린 모니터에 두 개의 동일한 반응 타깃 뒤에 시각적 배경을 띄운 뒤, 쥐들은 시각적 배경(e.g. 얼룩말 무늬, 조약돌 무늬)에 따라 두 개의 동일한 반응 타깃을 골랐다. 즉, 맥락은 선택적 행동의 모호함을 해결한다. 예를 들자면, 얼 룩말 무늬가 중앙의 모니터에 나타날 경우 왼쪽을 찍음으로써, 조약돌 무늬가 나오면 오른쪽을 찍는 것으로 쥐들은 보상을 받을 수 있다. 본 연구에서, 뮤 시몰(muscimol)을 투여하여 해마를 일시적으로 불활성화 시켰을 때, 쥐들의 실험 수행 능력은 현저하게 떨어졌다. 하지만 똑같은 쥐들을 티-메이즈(Tmaze) 에서 2D 이미지를 구별하도록 훈련 시키고 해마를 불활성화 하였을 때 에는 아무런 영향이 없었다. 이러한 결과는 해마가 시각적 이미지를 단서로 사용하였을 때에는 매우 중요하지만, 직접적인 타깃으로 작용하였을 때는 중 요하지 않다는 것을 제안한다. 이러한 새로운 실험 디자인은 처음으로 2D 이 미지가 타깃 자극이 아닌 배경으로 작용하였을 때 쥐들의 선택 행동에 영향을 줄 수 있는 것을 보여주었다. 또한 이러한 행동 패러다임은 훗날 맥락적 정보 처리에 관한 해마의 역할을 연구할 때 더 기여할 것으로 기대된다.

The role of hippocampus is well established in contextual information processing. The term context has been broadly used and it has been difficult to specify the role of the hippocampus in context. In the current study, defining context as visual background we have examined the hippocampal role specifically in context using 2D image patterns. We designed a novel task by using an array of monitors, presenting the context on the center touchscreen monitor. Rats learned to resolve the ambiguity of the choice behavior. In another words, rats learned to choose between the two identical response boxes and the context made it clear for the rats to touch which one was the correct choice in the trial (e.g. zebra pattern- touching the left response box

pebble pattern- touching the right response box). Inactivation of dorsal hippocampus severely impaired the performance of the rats. When the same rats were trained to discriminate the 2D patterns on the T-maze using the same apparatus, hippocampal inactivation showed no significant deficit. The results suggest that hippocampus is important for using visual patterns as a cue but not as a direct target. This new design of task showed for the first time that 2D image patterns can serve as a background but not as a target stimuli and influence on choice behavior in rats. Hopefully the current behavioral paradigm will leave the door open to investigate the contextual information processing in the hippocampus further.