алуу, сыйлоо наркы midbrain тинейджер нейрон сыйлык алдын ката белги арттырат (2019)

Nature Communications

көлөм 10, Макаланын номери: 3674 (2019) | Download Citation

жалпылаган

Midbrain тинейджер нейрондор наркы алдын ала тактоо үчүн колдонулган сыйлык алдын каталар (RPe) кодду белгилүү. Бул жерде биз midbrain тинейджер клеткалар тарабынан код RPe сигналдар бир effortful saccade тапшырманы аткарууда сергек жатабы маймылдарга тинейджер нейрондордон жазуу менен, пайда алуу төлөп бериле турган наркты менен ызычуулар же жокпу, карап. RPEs Кымбатка турган иш-аракеттерди аткаргандыгы кийинки көтөрүлөт деген божомолдор сыйлык алдын ала таяна жана сый көрсөтүүгө тинейджер нейрондун жооп, бир аз кымбат иш салыштырганда кымбат иш-аракеттерди аткаргандыгы кийин көбөйдү. жүрүм-турум боюнча, стимул-сыйлык бирикмелер бир аз кымбат иш салыштырганда кымбат иш-аракетти жүзөгө ашыруучу кийин тез үйрөнүп жатышат. Ошентип, иш наркы жөнүндө маалыматты өз кезегинде жогорку наркы кырдаалдар боюнча тез окутууну жакшыртуу төмөнкү тинейджер RPe белги, күчөтүп тартипте тинейджер сыйлык системасы иштелип жатат.

тааныштыруу

Адамдар менен жаныбарлар бул күч бир аз өлчөмдө кийин эле сыйлык салыштырганда алуу үчүн бир топ күч-аракет жумшоо керек кийин алган сыйлык артык1,2,3. түшүндүрмөлөрдү бир катар ушундай күч-негиздеме Бул күчүнө койуубуз берилди4,5 жана контраст таасири6Көп балл алган кийин төлөнгөн аракет натыйжа таандык турган. Ошондой болсо да, мээнин сыйлык маалымат иштетүү сыйлык алуу үчүн арнаган күч менен ызычуулар жокпу жана түшүнүксүз бойдон калууда.

Биз сыйлоо үчүн жүрүш-туруш, ылайыкташтырууну көмөк бул системасынын ролу берилген, midbrain тинейджер системасы боюнча атайын багытталган7,8,9. Тинейджер нейрондор базалдык ganglia тарабынан сыйлык алдын ала үйрөнүүгө өбөлгө болот сыйлык алдын ката (RPe) сигналдарды өкүлү белгилүү10,11,12,13,14,15,16,17. RPe күчү сыйлыктан саны, сапаты жана предметтик баалуу же пайдалуу көз каранды7,18,19,20,21. Мындан тышкары, иш-dopaminergic чыгымдар жана / же күч менен ызычуулар жатат22,23. Ушул негизде, биз dopaminergic RPe сигнал түздөн-сыйлык алуу үчүн төлөп бериле турган наркты менен ызычуулар турганын чыгарышы. Мындан тышкары, RPe сигнал стимул-сыйлык бирикмелердин ортомчулук окутуунун causally тартылган, анткени24,25,26Биз сыйлык алуу үчүн төлөнүүчү чыгымдар түздөн-түз стимул-сыйлык бирикмелердин окуу ылдамдыгын жогорулатуу деп гипотеза.

Биздин гипотезаларды сынаш үчүн, биз алар saccade негизинде аракет ишти жасаган, ал эми эки япон маймылдардын да жүрүм-туруму жана dopaminergic ишин ченеди. Маймылдар төмөнкү наркы (LC) иш-кийин салыштырмалуу жогорку наркы (ГК) иш кийин берилген сыйлык-алдын бүркөлө үчүн тезирээк жооп беришет. сыйлык-алдын таяна dopaminergic нейрондор иши төлөп бериле турган наркты көбөйдү. Мындан тышкары, дем-сыйлык бирикмеге окуу ылдамдыгы да төлөп бериле турган наркты жардам берет. Ошондуктан, биз пайда алуу үчүн төлөнүүчү наркы тинейджер нейрондордо RPe белги жогорулатат жана ошону менен сигнал-сыйлык бирикмелерге жандандырганын сунуштайбыз.

натыйжалары

Өйдө-төмөн наркы (ОБК) saccade милдети

жүрүм-турумдун жана тинейджер нейрон иши боюнча төлөп бериле турган наркты таасирин иликтеп-изилдеш үчүн, маймылдар эки наркы шарттарын (сүрөт менен saccade ишти жасаган. 1a,) Методдору. HC сыноолор менен маймылдар тез максаттуу бир saccade жана узак мезгил (сүрөт үчүн ачып туруп, ага тосуулары болду. 1b; жашыл сызыктар). Ал эми, LC сыноолорго боюнча маймылдар бир кыйла кыска мөөнөткө (сүрөт үчүн биринчи жардам алдында биринчи жолу эркин, тегерегин карады. 1b, Ачык кызыл, кочкул саптар). көп жаздырууну жүргүзүү маймылдардын үчүн кыйын болгондуктан, алар ГК сыноолорго төлөшүнүн (сүрөт учурунда каталарды кетиришкен. 1c). HC сыноолорго жана LC сыноолорго ортосундагы сыйлык ыктымалдык менен аялынын айырманы көзөмөлдөө үчүн, биз сыноо түрлөрүнүн арасында ийгиликтүү чендерди жана сыйлык Ыктымалдуулукту текшилёё LC сыноолорго бир бөлүгүнүн (сүрөт менен үзүлдү аргасыз киргизди +. 1d).

Анжир. 1
figure1

ХЗУ saccade милдети. a HLC saccade милдети. Чыгымдын белгилери (C cue) мүмкүн болгон сыйлыкка жетүү үчүн талап кылынган күч-аракетти билдирет. Кымбат баалуу сыноолордо кечиктирүү мезгилинде узак убакытты талап кылган. Сыйлык белгиси (R cue) маймылдар сыйлык ала алабы же жокпу көрсөтөт. b кармалуу мезгилинде тигилип бурчун убакыт Албетте. жогорку жана төмөнкү панелдер, тиешелүүлүгүнө жараша, туурасынан жана тигинен тигилип бурчту көрсөтүп турат. Green, ачык кызыл, кочкул саптары жогорку наркы сыноолорго (ар бир панелинен 50 сыноолорду) жана арзан кыйынчылыктарга тигилип бурчу (ар бир панелинен 50 сыноолор), тиешелүү түрдө. c жогорку наркы жана арзан сыноолорго кечиктирүү мезгилде каталардын саны (**P < 0.01; эки куйруктуу жуп t сыноо; t67 = 8.8, P = 4.8 × 10-15, n = Маймыл P үчүн 68; t83 = 26.6, P ≈ 0, n = 84 үчүн Маймыл S). Кара чөйрөлөр жана ката тилкелери орточо жана SEMди көрсөтөт. d жогорку наркы ийгилик курстары жана арзан сыноолор (эки-куйруктуу жупташкан t сыноо; t67 = 0.51, P = 0.61, n = Маймыл P үчүн 68; t83 = 0.79, P = 0.43, n = 84 үчүн Маймыл S). e наркы таяна RTS (**P <0.01; эки куйруктуу жуп t сыноо; t67 = 20.4, P ≈ 0, n = Маймыл P үчүн 68; t69 = 2.0, P = 1.2 × 10-3, n = 70 үчүн Маймыл S). f сыйлык таяна RTS (**P <0.01; эки куйруктуу жуп t сыноо; Monkey P (n = 68): HC + жана LC +, t67 = 3.5, P = 9.2 × 10-4; HC- vs. LC-, t67 = 24.5, P ≈ 0; HC + менен HC−, t67 = 21.6, P ≈ 0; LC + менен LC−, t67 = 28.5, P ≈ 0; Monkey S (n = 70): HC + жана LC +, t69 = 5.6, P = 4.4 × 10-7; HC- vs. LC-, t69 = 4.8, P = 8.4 × 10-5; HC HC- vs. +, t69 = 18.0, P ≈ 0; LC + менен LC−, t69 = 5.9, P = 1.1 × 10-7)

Баштапкыдай

Акы төлөнүүчү чыгымдар сыйлык-алдын таяна наркын жогорулатат

таяна турган Monkey анын жекече баа бир айырманы толук далилдерди алуу үчүн, биз литрлик тумоо (RTS) сыналган. Атап айтканда, биз маймылдар дагы бир тандоосу болгон жогорку көз маанини болсо, алар көбүрөөк бааланган тандоосу үчүн тезирээк RTS көрсөтүшү керек деп болжолдонууда27. RTS наркы таяна ортосунда салыштырганда кийин, эки маймылдар ЭК HC бүркөлө салыштырмалуу тезирээк RTS көрсөткөн (сүрөт. 1e), LC абалы үчүн толук артыкчылык көрсөтүп. RTS сыйлык таяна ортосунда салыштырганда кийин, эки маймылдар сыйлык тезирээк RTS көрсөткөн (R +) эч кандай сыйлык (R-) таяна караганда ачкычтарды (илл. 1f), Алар төлөтүүгө R- үчүн R + төлөтүүгө артык көрсөткөн. Мындан тышкары, эки маймылдар R ылдамдатат RTS көрсөттүHC+ R салыштырмалуу калLC+ Шарты жана R үчүнHC- R салыштырмалуу калLC- кал (сүрөт. 1f), Алар LC абалына салыштырганда ГК көбүрөөк сыйлык-алдын ала төлөтүүгө баалаарын көрсөткөн.

Мындан тышкары, биз ХЗУ saccade тапшырманы таяна ортосундагы литрлик ачык артыкчылыктарын сынаш үчүн (Кошумча сүрөт менен тандоо сыноолорго киргизилген. 1a). Маймылдар айрыкча алар наркы таяна ортосунда (Кошумча сүрөт тандап LC сүйлөй тандап алды. 1b). Monkey S айрыкча R тандап алдыHC+ Кал R тандоосу тапшырманы аткаруудаHC+ Жана RLC+ Келип кал, бирок R ортосунда эч кандай артыкчылыкHC- жана RLC- ачкычтарды (Кошумча-сүрөт. 1c, д). Ал эми, маймыл P R ортосунда эч кандай ачык артыкчылык бергенин көрсөттүHC+ Жана RLC+ Ачкычтарды, бирок, ошентсе да R артыкHC- шарты качан R ортосунда тандооHC- жана RLC- ачкычтарды (Кошумча-сүрөт. 1c, д).

ХЗУ saccade тапшырмасында Electrophysiological натыйжалары

Биз ХЗУ saccade тапшырманы убагында substantia Nigra абз compacta (SNC) жана ventral tegmental аянттын (VTA) ичинде жайгашкан нейрондордон бүтүн ишин жазылган. Биз эки маймыл (Кошумча сүрөт боюнча 70 тинейджер нейрондорду аныктады. 2a; 18 жана 52 нейрондор тартып Monkey Р- жана S, тиешелүүлүгүнө жараша). Гистологиялык экспертиза нейрондор же SNC / VTA (Кошумча сүрөт тегерегинде жайгашкан тастыктады. 2b).

Сүрөт менен. 2Биз өкүлү тинейджер нейрондун ишин көрсөтөт. Бул нейрон LC бүркөлө момундук жандануусуна көрсөттү, жана .Суигон жандануусуна же сыйлык үчүн күч (RHC+ Жана RLC+) Же эч кандай сыйлык ачкычтарды (RHC- жана RLC-), тиешелүүлүгүнө жараша (сүрөт. 2, Кошумча сүрөт. 3). нейрон да күтүүсүз сыйлык, ошондой эле aversive бир жооп .Суигон чыдаар сигналдын .Суигон жандануусуна көрсөтүп, бир күтүүсүз аба-соруп (сүрөт. 2, Оң панели). Мындан тышкары, нейрон башталышы бүркөлө момундук чыдаар көрсөткөн, бирок жеткирүү сыйлык үчүн эч кандай жооп жок. Биз баарыбыз жазылган тинейджер нейрон бүт калк баштоо шарты жана сыйлык берүү (Кошумча сүрөт окшош жоопторду көрсөткөн. 4a, б). ХЗУ saccade милдети-жылы, бир күч наркы сыйлык алуунун алдында бурулду. алдын ала баасы тинейджер нейрон ишин кыскарткан, анткени22,23, Тинейджер нейрон жооптор баштоо кал берүү убагында бөгөт болот16.

Анжир. 2
figure2

ХЗУ saccade тапшырманы өкүл тинейджер нейрондун иши. Spike тыгыздыгы милдеттери (а Gaussian милдети менен convolved) жана Растр участоктору баштоо бүркөлө башташы убактысы менен тыгыз байланышта, наркы кал (C шарты), жазуу максаттуу, сыйлык бүркөлө (R шарты), жана Үн. Ар бир түс шарт түзөт (: HC +, жашыл: сары HC-, мала: LC +, голубой: LC-) түзгөн. saccade баамдай убакыт боз айкаш тарабынан көрсөтүлөт. күтүүсүз сыйлык же аба-кетишкен тинейджер нейрон жооптор да туура коллегиясынын түрүндө берилет (кызыл: күтүүсүз сыйлык, көк: күтүүсүз аба-соруу)

Баштапкыдай

сыйлык жана наркы эки боюнча тинейджер нейрондор коду маалымат

нейрондор LC бүркөлө үчүн phasically жооп, бирок, аз жолдорун ГК бүркөлө (сүрөт менен. 3a, б). наркы абалы таяна туудурган жооп LC кал (эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо караганда ХК ордуларында бир аз жооп көргөзмөгө P <3.2 × 10-4, n = 70). Болжолдонгон нарктын нейрондордун реакцияларына тийгизген таасирин алуучунун операциялык мүнөздөмөсү (ROC) аркылуу сандык. Райондун ROC ийри сызыгы (auROC) боюнча бөлүштүрүлүшү бир кыйла <0.5 болгон (сүрөт) 3c; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 5.4 × 10-4, n = 70), бул HC сигналынын жооптору LC сигналына караганда аз болгонун көрсөткөн. Божомолдонгон нарк мурун биздин жыйынтыктарга ылайык, дофаминдик нейрондун активдүүлүгүн төмөндөтөт деп табылган22,23. Мындан тышкары, тинейджер нейрондордун саны төлөтүүгө (Кошумча сүрөт ГК эч кандай олуттуу бөгөт көрсөтүү, ал эми LC бүркөлө олуттуу жандануусуна көрсөткөн. 4c, д). Бул жыйынтык ошол тинейджер нейрондор коду сунуш жана экономикалык шарты берүү убакта эки сыйлык менен баасы тууралуу маалыматтарды киргизүү.

Анжир. 3
figure3

Тинейджер нейрон жооптор төлөтүүгө төлөйт. a Наркы таяна өкүлү тинейджер нейрон жооп. Чукул тыгыздык функциялары маймыл П-дан алынган допамин нейрондун нормалдаштырылган активдүүлүгүнөн эсептелген. Түстүү сызыктар чукул тыгыздык функцияларын, ал эми чекиттер чукул убакытты көрсөтөт. Жашыл жана кочкул кызыл түстөр, тиешелүүлүгүнө жараша, арзан жана арзан баадагы сыноолордогу жигердүүлүктү көрсөтөт. Тик сызыкта чыгымдарды көрсөтүүнүн убактысы көрсөтүлөт. Боз түстөгү аймак шарттын белгилери боюнча жооп катары атуу ылдамдыгын эсептөө мезгилин көрсөтөт. b шарт таяна маймыл б жазылган тинейджер нейрон Калк-орто эсеп менен иш-аракет. штрихтик тилкелерди өкүлү катуу саптары деген терминдер тиешелүүлүгүнө жараша жана SEM. c Rocs караштуу аймактарда таратуу наркы бүркөлө үчүн нейрондордун кыймыл-жооп боюнча алдын ала наркы таасирин сандык баалоо үчүн. Толтурулган аянты жана ачык чөйрөлөр тиешелүү маймыл Р- жана S, алынган маалыматтарды көрсөтүп турат. жебенин auROC (0.47) медианасы турат. d, g Жүйөлүү балл түрү тинейджер нейрондун өкүлү жооптор (d) Же көз жаздымында түрү тинейджер нейрон (g) Күтүүсүз сыйлык же аба-кетишкен. Кызыл жана көк ийри тиешелүүлүгүнө жараша, күтүүсүз сыйлык күтүүсүз аба-кетишкен жооп көрсөтүп турат. тик сызык күтүүсүз сыйлык же аба-соруу жеткирүү убактысын көрсөтүп турат. Pale кызыл жана көк кубиктер күтүүсүз сыйлык же аба-кетишкен жооп катары ок ченди эсептёё мезгил көрсөтөт. e, h Жүйөлүү балл түрү тинейджер нейрон Калк-орточо иши (e) Же көз жаздымында түрү тинейджер нейрондор (h) Күтүүсүз сыйлык же аба-кетишкен. f, i Жүйөлүү балл түрү тинейджер нейрондордон эсептелген auROCs бөлүштүрүү (f) Же көз жаздымында түрү тинейджер нейрондор (i). arrowheads auROCs боюнча медиандарды көрсөтүп турат (f 0.48; i 0.46)

Баштапкыдай

тинейджер нейрон эки чакан тибиндеги мурда сүрөттөлгөн: Жүйөлүү маани жана мүнөздөрү нейрондор28,29. Биз чакан менен шайкеш жооп үлгүлөрүнүн биздин тинейджер нейрондун калктын кандай далил тапкан эмес. Мааниси түрү нейрондор aversive аба-соруу стимулдарга (сүрөт менен .Суигон чыдаар көрсөттү. 3d, электрондук). Тескерисинче, мүнөздөрү нейрондор aversive сигналга (сүрөт үчүн .Суигон жандануусуна көрсөттү. 3g, ч). HC сот узак жаздыруу да жагымсыз жана aversive болуп саналат; Ошондуктан, бул эки тинейджер нейрон чакан тибиндеги наркы абалы таяна түрдүү жооп үлгүлөрүн көрсөтө турган болушу мүмкүн. тинейджер нейрондун да ушундай эле жол менен aversive стимул жана наркын өкүлү болсо, анда балл нейрондор улам aversiveness үчүн ХК бүркөлө чейин ишин азайган керек. Башка жагынан алганда, мүнөздөрү нейрондор алар да жагымсыз стимулдарга көбөйөт, анткени, ГК бүркөлө үчүн иш көбөйтүү керек. Бирок, LC бүркөлө (эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган тест салыштырмалуу нейрон эки түрлөрүн жооптор ХК бүркөлө үчүн аз эле туудурган; P = 0.021, n = 41 жана P = 0.0044, n = 29 мааниси жана айырмаланган түрлөрү үчүн, тиешелүүлүгүнө жараша), жана ROC талдоосу эки түрчөлөрдө LC таяна салыштырмалуу HC аз жооп көрсөттү (сүрөт. 3f, мен; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 0.030, n = 41 жана P = 0.0058, n = 29 маани жана айырмалануу түрлөрү үчүн, тиешелүүлүгүнө жараша). Ошентип, болжолдонгон нарк допамин нейрондорунун эки түрчөсүндө активдүүлүктү кыскарткан. Бул жыйынтыктар допаминдик нейрондор тарабынан чыгым маалыматы аверссивдүү стимулдарга карата сапаттуу башкача жол менен иштелип чыккандыгын көрсөтүп турат.

HLC saccade тапшырмасында, биз LC сыноолорунун бир бөлүгүнө ийгиликтин чендерин жана сыноо түрлөрүнүн ортосундагы сыйлык ыктымалдыгы менен теңдештирүү үчүн аргасыздан алдырып салдык. Бул манипуляция сыйлык алуу белгисиздигин же LC шартында сыйлыктын жок болуу коркунучун күчөттү. Демек, допамин нейрондорунун активдүүлүгү жана маймылдардын НС клеткасына салыштырмалуу LCге болгон баасын жогорулатуу нарк шарттарынын ортосундагы коркунучтун же белгисиздиктин айырмачылыгы менен байланыштуу болушу мүмкүн. Бирок, мажбурлап таштоолордун саны менен RTнин айырмачылыгы ортосунда эч кандай байланыш табылган жок (Кошумча сүрөт). 5a, б), Жана биз үзүлдү мажбур саны жана auROC (Кошумча сүрөт ортосунда өз ара жакшы байланыш табылган. 5c). Ошондой эле туура сыноолордон кийин үзүлдү vs. кийин наркы таяна тинейджер жоопторун салыштырганда, бирок наркы шарттарында эч кандай (Кошумча сүрөт табылган жок. 5d). Бул жыйынтыктар аргасыз саны LC абалда үзүлдү баа жогорулашы же LC бүркөлө өнүктүрүү dopaminergic жандануусуна да түшүндүрүп эмес экенин көрсөтүп турат.

тинейджер жооптор жогорулатуу төлөп бериле турган наркты менен сүйлөй сыйлык

жазылган тинейджер нейрондор .Суигон жандануусуна жана сыйлык бөгөт коюуну, ачууну жана эч кандай сыйлык-алдын ала төлөтүүгө, тиешелүүлүгүнө жараша (илл көрсөтүүгө табылган жок. 2). Кийинки, биз бул жооптор мурда тарткан наркы менен ызычуулар жокпу баа берди. R үчүн көп жандануусуна көрсөткөн өкүлү нейрондон чыккан жана калк орточо нейрон мисалыHC+ R караганда калLC+ cue Сүрөттө көрсөтүлгөн 4а жана b, тиешелүүлүгүнө жараша. (эки куйруктуу Уилкоксондун кол коюлган рангдагы сыноосу; P = 7.4 × 10-5, n = 70). AuROCлардын бөлүштүрүлүшү> 0.5 болгон, бул Р-га жооп экендигин көрсөткөнHC+ Кал R караганда көп болгонLC+ Кал (сүрөт. 4c; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 1.4 × 10-4, n = 70). Бул жыйынтыктар HC шартында сыйлык алдын-ала белгилөө үчүн жооп LC абалына караганда бир кыйла көп экенин көрсөтүп турат. Демек, биздин ачылыштар допамин нейрондорунун өкүлү болгон оң-RPE сигналы буга чейин келтирилген чыгымга көбөйгөнүн көрсөтүп турат.

Анжир. 4
figure4

Тинейджер нейрон жооптор төлөтүүгө сыйлык. a R + таяна мисал нейрон жооп. Spike тыгыздыгы милдеттери тиешелүү, маймыл P. The түстүү линияларын жана DOTS чейин жазылган тинейджер нейрондон ишинен Spike тыгыздыгын жана өсүш убактысын көрсөтүп эсептелген. Сары жана кызгылт түстөр, тиешелүүлүгүнө жараша, жогорку наркы жана арзан териштирүүгө ишти көрсөтүп турат. тик сызык R + кал берүү убактысын көрсөтүп турат. ак-кызыл аянты сыйлык таяна жооп катары ок ченди эсептёё мезгил көрсөтөт. b Маймыл P ден R + белгилерине чейин жазылган допаминдик нейрондордун популяциясынын орточо активдүүлүгү. Кесилген сызыктар жана үзүндүлөр орточо маанини жана SEMди билдирет. c auROCs бөлүштүрүү R + таяна нейрондордун кыймыл-жооп боюнча төлөп бериле турган наркты таасирин сандык баалоо үчүн. Толтурулган аянты жана ачык чөйрөлөр тиешелүү маймыл Р- жана S, алынган маалыматтарды көрсөтүп турат. жебенин auROCs (0.53) медианасы турат. d R- таяна өкүлү жооп. Жашыл жана көгүш түсү жогорку наркы жана арзан сыноолорго, тиешелүү түрдө. тик сызык R- кал берүү убактысын көрсөтүп турат. e R- таяна маймыл б жазылган тинейджер нейрон Калк-орто эсеп менен иш-аракет. f auROCs бөлүштүрүү R- таяна нейрондордун кыймыл-жооп боюнча төлөп бериле турган наркты таасирин сандык баалоо үчүн. жебенин auROC (0.50) медианасы турат

Баштапкыдай

тинейджер нейрондор да R- таяна (сүрөт менен .Суигон чыдаар көрсөттү. 4d, электрондук). Бирок, R- таяна тинейджер нейрон жооптор Уилкоксон анын кол турган тест (эки-куйруктуу тарткан наркы бир милдети катары кыйла айырмаланып көрсөткөн жок; P = 0.25, n = 70), жана ROC анализ жооп бөлүштүрүүдө бир тараптуулук үчүн эч кандай далилдерди көрсөткөн жок (сүрөт. 4f; Уилкоксон, анын кол турган сыноо P = 0.35; n = 70). Ошентип, төлөнгөн нарк кайтарымсыз алдын-ала белгилер тарабынан келип чыккан терс-RPE сигналында чагылдырылган эмес. Буга пол эффектиси себеп болушу мүмкүн: допаминдик нейрондун өзүнөн-өзү активдүүлүгү төмөн (5 Гц тегерегинде); демек, RPE терс реакциясы үчүн сарпталган чыгымдардагы мындай айырмачылыктарды жетиштүү түрдө коддоо үчүн жетиштүү динамикалык диапазон болбошу мүмкүн. 4d, электрондук).

Биз ошондой эле балл менен жаздымында түрү тинейджер нейрондордун өз-өзүнчө сыйлык таяна боюнча төлөп бериле турган наркты күчүнө карап, бирок тинейджер нейрон эки түрү окшош жооп үлгү (Кошумча сүрөт көрсөттү. 6a-ч). Ошондуктан, акы төлөнүүчү чыгымдар да мааниси жана мүнөздөрү түрү тинейджер нейрондордо төлөтүүгө сыйлык жооп ушундай таасир көрсөткөн.

литрлик чыныгы жаздыруу узактыктар туруктуу, бирок ар бир сыноо менен тергөө негизинде (сүрөт эмес. 1b). Ошондуктан, бул сыйлык таяна тинейджер жооптору чыныгы жаздыруу мөөнөтү сот тарабынан териштирүү негизинде салмактуу болушу мүмкүн эле. Ошентсе да, биз ар бир наркы жана сыйлык абалда алардын ортосунда кандайдыр бир байланыш бар (Кошумча сүрөт табылган жок. 7а-г). Мындан тышкары, сыйлык бүркөлө үчүн RTS ошондой эле наркы жана сыйлык шарттары (сүрөт менен салмактуу болгон. 1f). Бир мүмкүнчүлүгү тинейджер нейрон аракеттер сот тарабынан соттук негизде сыйлык таяна RTS менен түшүндүрүүгө болот деп эсептелет. Бирок, биз RTS жана сыйлык таяна (Кошумча сүрөт үчүн салынып тинейджер жооп ортосунда кандайдыр бир байланыш болгон эмес. 7д-ч). Бул жыйынтыктар тинейджер жооп ге сыноолорго ар бир түрү үчүн бекитилет талап баасы жана күтүлгөн сыйлык суммасына ызычуулар ар бир сот да RTS жана жаздыруу мөөнөттөрү, көз-карандысыз бар деп божомолдошот.

Мындан тышкары, бул аргасыз LC абалы литрлик артыкчылыктарын жана ГК абалда сыйлык бүркөлө чейин тинейджер нейрон күчөтүлгөн жандануусуна да түзүлгөн менен үзүлдү да толук мүмкүн. Эгер ошондой болсо, аргасыз үзүлдү саны артыкчылык жана күчөтүлгөн кошулуу даражасына да байланыштуу болушу керек. Бирок, сыйлык таяна тинейджер нейрон литрлик артыкчылык же кошулуу же жөнүндө үзүлдү мажбур болгон эч кандай таасирин саны (Кошумча-сүрөт. 8). Ошондуктан, R ылдамдатат RTS жана жогорку DA жоопторHC+ R караганда калLC+ Кал LC абалда үзүлдү аргасыз киргизилген байланыштуу эмес.

Тарткан наркы жеткирүүнү сыйлык тинейджер жооп көбөйтөт

R + таяна тинейджер нейрон жооп тинейджер нейрондор стимул-сыйлык бирикменин салыштырмалуу төлөтүүгө сыйлык-алдын ала өздөрүнүн жооп өзгөртпөйт, себеби, сыйлыкты өзү жооп пайда болушу керек8,30. Ошондуктан, биз тинейджер нейрондор жеткирүүнү сыйлык акы төлөнүүчү наркы көз каранды жооп жогорулатуу көрсөтөт деп күтүлүүдө. сыйлык берүү үчүн тинейджер нейрон ишин ченеш үчүн, маймылдар эки романы сыйлык таяна (сүрөт менен ХЗУ белгисиз ишин жасаган. 5a). сыйлык сыйлык кал көрсөтүлүп гана жарым жеткирилди Анткени, сыйлык ачкычтарды ишенимдүү да, differentially сыйлык алууну алдын ала берген эмес. Бул коротулуп наркынын милдети деп нейрон ийкемдүүлүгүн бир Модулатион аныктоо үчүн биздин сезимталдыкты жогорулатуу үчүн, бир (күтүлбөгөн) сыйлык алууга тинейджер нейрон жоопкерчилигин арттыруу үчүн жасалган.

Анжир. 5
figure5

ХЗУ белгисиз маселе. a ХЗУ белгисиз маселе. Бул маселени, белгисиз сыйлык ачкычтарды, сыйлык кал алардын менчигинин түрүнө карабастан убакыт 50% жеткирилди берилди турган, колдонулган. b жогорку наркы жана арзан кыйынчылыктарга наркы таяна RTS. маймыл P гана ХК бүркөлө караганда LC бүркөлө тезирээк RT көрсөткөн (**P <0.01; эки куйруктуу жуп t сыноо; t4 = 9.0, P = 8.5 × 10-4, n = 5 маймыл P үчүн; t18 = 1.4, P = 0.19, n = 19 маймыл үчүн S). Кара чөйрөлөр жана ката тилкелери орточо жана SEMди көрсөтөт. c жогорку наркы жана арзан кыйынчылыктарга сыйлык таяна RTS. Бар жогорку наркы жана арзан баадагы ортосунда сыйлык таяна RTS эч кандай айырмасы болгон (эки-куйруктуу жупташкан t сыноо; t4 = 0.97, P = 0.39, n = 5 маймыл P үчүн; t18 = 0.99, P = 0.39, n = 19 маймыл үчүн S)

Баштапкыдай

RTS наркы таяна ортосунда салыштырмалуу кеткенде, маймыл P HC бүркөлө (сүрөт караганда LC бүркөлө тезирээк RT көрсөттү. 5b). да маймыл жылы ГК жана LC абалынын ортосундагы сыйлык таяна RTS эч кандай айырма (сүрөт бар эле. 5c).

ХЗУ белгисиз тапшырмасында, тинейджер нейрондор LC бүркөлө момундук жандануусуна көрсөткөн, бирок сыйлык таяна алар жарыш сыйлык жок, анткени менен (илл жооп берген жок. 6a). калктын бардык, жооптор LC бүркөлө (сүрөт караганда ГК үчүн аз эле айтылган. 6b; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 2.7 × 10-3, n = 19), жана ROC анализдери HC таянычка аз жоопторду көрсөттү (сүрөт. 6c; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 5.5 × 10-3, n = 19). HC шартында сыйлык жеткирүү үчүн нейрон жооп LC караганда көбүрөөк болгон (сүрөт. 6d; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 0.036, n = 19). AuROCs бөлүштүрүү> 0.5 LC сыноолорго салыштырмалуу HC көбүрөөк сыйлык жеткирүү жооп көрсөткөн (сүрөт. 6e; эки-куйруктуу Уилкоксон анын кол турган сыноо; P = 0.049, n = 19). Бул жыйынтыктар сыйлык жеткирүү жооп HC сыноо күчөтүлгөн жана акы төлөнүүчү наркы сыйлык жеткирүү боюнча оң-RPE сигнал жогорулатат деп көрсөтүп турат.

Анжир. 6
figure6

сыйлык берүү үчүн тинейджер нейрон жооп. a ХЗУ белгисиз тапшырмасында өкүлү тинейджер нейрон иш. Ар бир түс шарттарды билдирет (сары: HC +, жашыл: HC-, мала: LC +, голубой: LC-). saccade баамдай убакыт боз айкаш тарабынан көрсөтүлөт. күтүүсүз сыйлык жана аба-кетишкен бул тинейджер нейрондун жооптор да туура коллегиясынын сүрөттөлөт (кызыл: күтүүсүз сыйлык, көк: күтүүсүз аба-соруу). b Маймыл S ден абалдын белгилерине чейин жазылган допаминдик нейрондордун популяциясынын орточо активдүүлүгү. Жашыл жана кочкул кызыл түстөр, тиешелүүлүгүнө жараша, арзан жана арзан баадагы сыноолордогу жигердүүлүктү көрсөтөт. Кесилген сызыктар жана үзүндүлөр орточо маанини жана SEMди билдирет. Боз түстөгү аймак шарттын белгилери боюнча жооп иретинде атуу ылдамдыгын эсептөө үчүн убакыт терезесин көрсөтөт. c auROCs бөлүштүрүү наркы таяна нейрондордун кыймыл-жооп боюнча алдын ала наркы таасирин сандык баалоо үчүн. Толтурулган чарчы маймыл P дайындарды көрсөтүп турат (n = 3) жана ачык чөйрөлөр маймылдан алынган маалыматтарды көрсөтөт S (n = 16). Жебенин учу auROC медианасын көрсөтөт (0.44). d сыйлык берүү үчүн маймыл S чейин жазылган тинейджер нейрон Калк-орто эсеп менен иш-аракет. Сары жана кызгылт түстөр, тиешелүүлүгүнө жараша, жогорку наркы жана арзан териштирүүгө ишти көрсөтүп турат. Gray-түстүү аймак сыйлык берүү үчүн жооп катары ок ченди эсептёё убакыт терезени көрсөтүп турат. e auROCs бөлүштүрүү сыйлык берүү үчүн нейрондордун кыймыл-жооп боюнча төлөп бериле турган наркты таасирин сандык баалоо үчүн. жебенин auROC (0.55) медианасы турат

Баштапкыдай

Андан тышкары, биз бир сыйлык жок төмөнкү тинейджер жоопторду салыштырган. auROCs төлөнүүчү наркы жыйынтыгы убагында (Кошумча сүрөт терс RPEs эч кандай таасир этпегендигин көрсөтүү менен, калыс бөлүштүрүүнү көрсөткөн эмес. 9a). тинейджер нейрондор R жооп ортосунда эч кандай айырма бар экенин көрсөткөнHC жана RLC ачкычтарды (Кошумча-сүрөт. 9b).

Тарткан наркы окуу ылдамдыгын арттырат

Жеткирүүгө сыйлык берүүчү РПЭлер акы төлөнүүчү чыгымдар менен көбөйтүлүп жаткандыгын эске алганда, RPEs стимулдаштыруучу сыйлыкка окутууга түздөн-түз катыштыгы бар деген гипотеза боюнча, биз өркүндөтүлгөн RPEлердин күчөтүлгөн окуу ылдамдыгы аркылуу жүрүм-турумубузда чагылдырылышын күттүк.24. үйрөнүү боюнча төлөп бериле турган наркты бир таасирин сынаш үчүн, маймылдар ХЗУ чалгындоо ишин аткарган (сүрөт. 7a; көрүп ыкмалары). Бул маселени эки сыйлык ачкычтарды (R + жана R-) бир убакта жана маймылдар бир чечиши керек болчу. Биз сот түрлөрүнүн арасында ийгиликтүү чендерди жана сыйлык ыктымалдыгы ортосунда бош (эки-куйруктуу жупташкан t сыноо; t48 = 0.15, P = 0.89, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 1.2, P = 0.25, n = 86 маймыл үчүн S). ТТны бааларга салыштырганда, эки маймыл тең ЛК таянычына НТнын белгилерине караганда тезирээк ТТны көрсөтүшкөн (сүрөт). 7b; эки-куйруктуу жупташкан t сыноо; t48 = 12.9, P ≈ 0, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 3.4, P = 9.4 × 10-4, n = 86 маймыл үчүн S). RTлерди сыйлык белгилери менен салыштырганда, маймыл S ХСде LC абалына караганда тезирээк RT түздү (сүрөт). 7c; эки-куйруктуу жупташкан t сыноо; t48 = 1.3, P = 0.19, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 2.8, P = 6.8 × 10-3, n = 86 маймыл үчүн S). Окуу сессиясынын биринчи жана экинчи жарымындагы RTлерди өз-өзүнчө салыштырганда, LC таянычына болгон RT биринчи HCга караганда тезирээк болгон (Кошумча сүрөт). 10a) Жана сессиянын акыркы жарым (Кошумча-сүрөт. 10c). Тескерисинче, ГК абалда сыйлык бүркөлө үчүн маймыл S-жылдын RTS сессиясына гана акыркы жарымында LC абалда караганда тез эле (Кошумча-сүрөт. 10d), Ал эми биринчи жарым эмес, (Кошумча-сүрөт. 10b).

Анжир. 7
figure7

ХЗУ чалгындоо милдети. a ХЗУ чалгындоо милдети. Бул маселени, маймылдар R + жана туш келди, ар бир окуу сессиясында иштелип чыккан R- таяна, тандоого туура келген. Алар R + сүйлөй тандап алган болсо, алар сыйлык алууга жана мүмкүн, алар R- сүйлөй тандап алган болсо, алар сыйлык алуу эмес. b жогорку наркы жана арзан кыйынчылыктарга наркы таяна RTS. Маймылдар арзан баадагы бүркөлө ылдамдатат RTS көрсөткөн (**P < 0.01; эки куйруктуу жуп t тест). Black чөйрөлөр жана ката бекиткичтерин орточо жана SEM көрсөтүлөт. c жогорку наркы жана арзан кыйынчылыктарга сыйлык таяна RTS. Monkey S жогорку наркы абалда сыйлык таяна тезирээк RTS көрсөттү

Баштапкыдай

ХЗУ чалгындоо тапшырмасында, сыйлык ачкычтарды туш келди, ар бир окутуу сессиясында иштелип чыккан. Ошондуктан, маймылдар ар бир сессияда сыйлык таяна менен сыйлоонун ортосундагы мамилелерди үйрөнүшүм керек эле. сыноолорго бир сессиянын ичинде жатканда, маймылдар R + төлөтүүгө көп ар наркы абалда (сүрөт менен тандап алган. 8a). окуу ылдамдыгын сандык үчүн, биз эки эркин параметрлерди камтыган маалыматтар жыйындысы эсеге милдетин туура, a жана b, Ишибиз менен бөксө, тиешелүүлүгүнө жараша (Кошумча сүрөт менен баллга көрсөтүү. 11a, б). баллдык көрсөткүчтөрүнүн ортосундагы журналы катышы (журналы aHC/aLC) Нөлдөн кыйла көп болгон LC сыноолорго караганда ГК бир ири баллга параметрин көрсөтүү менен (илл. 8b; Эки тиштүү t сыноо; t48 = 2.1, P = 0.042, орточо = 0.58, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 2.5, P = 0.013, орточо = 0.19, n = 86 маймыл үчүн S). Плато параметрлеринин ортосундагы журналы катышы (журн bHC/bLC), Наркы ортосунда эч кандай айырма менен (илл көрсөтүү нөлдөн айырмаланган эмес. 8c; Эки тиштүү t сыноо; t48 = 0.76, P = 0.45, орточо = -0.0024, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 0.56, P = 0.58, орточо = 0.010, n = 86 маймыл үчүн S). Бул жыйынтыктар HC тесттеринде окуу ылдамдыгы тезирээк экендигин көрсөтөт. Андан кийин, биз арматуралоо-окутуу (RL) моделин колдонуп, окуу ийри сызыктарын моделдедик (Методдорду караңыз). Бул модель окуу ылдамдыгынын параметрлерин камтыйт (αHC жана αLC) Жана геологиялык чалгындоо чендер (бирβHC жана βLC) Эки наркы шарттарда (Кошумча сүрөт үчүн. 11c, д). жүрүм абзел, биз билим берүү курсу көрсөткүчтөрүнүн ортосундагы журналы катышы (журналы деп табылган αHC/αLC) LC сыноолорго караганда ГК бир кыйла ири окуу курсу параметрин көрсөтүү нөлдөн көп болгон (илл. 8d; Эки тиштүү t сыноо; t48 = 2.3, P = 0.026, орточо = 0.50, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 2.2, P = 0.034, орточо = 0.25, n = 86 маймыл үчүн S) параметр, ал эми β айырмасы жок, көрсөткөн (сүрөт. 8e; Эки тиштүү t сыноо; t48 = 0.77, P = 0.44, орточо = 0.0097, n = 49 маймыл P үчүн; t85 = 0.64, P = 0.52, орточо = 0.038, n = 86 маймыл үчүн S). Бул жерде, биз ар бир чыгым шартына карата окуу ылдамдыгынын параметрлерин эсептедик (αHC жана αLC) Өз-өзүнчө ГК абалда тезирээк окуу ылдамдыгы түшүндүрүү. Бирок, окуу курстары наркы ортосунда бирдей болсо, болжолдуу окутуу курсу көрсөткүчтөрүнүн ортосундагы катыш (αHC/αLC) ГК абалда RPEs үчүн ампер баалуулук катары да карасак болот. Ошондуктан, бул натыйжалар RPEs бир ампер ХК абалда тезирээк окуу ылдамдыгы түшүндүрө албайт деп ойлойм.

Анжир. 8
figure8

Үйрөнүү Ылдамдыкты сыноо. a Эмнени үйрөнүп маймылдар жараянын P жана С. R + тандоо үлүшү сыноо милдети деп карайлы. жашыл, ачык кызыл, кочкул пункт тиешелүүлүгүнө жараша, жогорку наркы жана арзан баадагы сот маалымат көрсөтүлөт. ченештирип окуу жараянын текшилёё менен билдирет. чогуу алгандагы көрсөткүчтүү милдеттери маалымат пунктка жабдылган жана катуу катнашы катары көрсөтүлгөн. b ылайыктуу көрсөткүчтөрүнүн ортосундагы журналы катышы a жогорку жана арзан шарттарда маалыматтар жыйындысы эсеге кызматына туура кийин (*P <0.05; эки куйруктуу Уилкоксондун кол коюлган рангдагы сыноосу). Кара чөйрөлөр жана ката тилкелери орточо жана SEMди көрсөтөт. c ылайыктуу көрсөткүчтөрүнүн ортосундагы журналы катышы b жогорку жана арзан шарттарда маалыматтар жыйындысы эсеге кызматына туура эле. d Окутуу курсу параметр ортосундагы журналы катышы α маалымат жогорку жана арзан шарттарда бир өкүл-окутуу моделине туура болчу. e орундуу төмөнкү параметр менен журналы катышы β жогорку жана арзан шарттарда маалыматтар арматуралар-окутуу моделине туура болгондо

Баштапкыдай

Биз, ошондой эле маймылдар ар бир сот сигналдар менен баталардын ортосунда anticorrelation билебиз мүмкүндүгүн эске алып, башка RL моделдери менен окутуу жараянын түшүндүрүүгө аракет кылды. Ошол моделдер unchosen тандоо наркы тандап бири (Кошумча сүрөт менен бирге турат. 12). маалыматы боюнча, мисалы, башка моделдерин колдонуу да, окутуу курсу параметр LC абалы (Кошумча сүрөт салыштырганда ГК кыйла көп болгон. 12б, е) параметр, ал эми β айырмасы жок (Кошумча сүрөт көрсөттү. 12г, д, ж). Ошентип, ГК абалда RPe сигнал бир зайым тууралуу корутунду маалыматтар туура RL моделдин түрүндө да бекем болот.

талкулоо

Биз сыйлык-алдын таяна наркы жана midbrain тинейджер нейрон .Суигон жооп боюнча төлөп бериле турган наркты таасирин иликтөө. Маймылдар чоъураак баасын тарткан бир иш-аракеттерди аткаргандыгы кийинки сыйлык-алдын таяна үчүн барган сайын күчөгөн баасын көрсөттү. Тинейджер нейрон жогорку наркы тарткан кийин сыйлык-алдын ордуларында жана сыйлык берүү сыяктуу жоопторду көбөйгөн көрсөттү. Андан сырткары, жогорку наркы сыйлык алуу үчүн зарыл болгон маймылдар тезирээк окуу ылдамдыгы көрсөттү.

Бир нече изилдөөлөр төлөнүүчү чыгымдар сыйлык-алдын бүркөлө тандоолорду жардам көрсөттү1,2,3. Бул изилдөөдө, сыйлык кал наркы төлөнгөн наркы менен күчөтүлгөн деген маймыл LC абалда адамдарга салыштырмалуу ХК абалда сооп-алдын таяна тезирээк RTS көрсөттү, мүмкүнчүлүгү менен шайкеш27. Атаандаш мүмкүндүгү ХК абалда saccade максаттуу жакшыртылган буруу менен байланышкан ары жаздыруу убактысы болуп саналат, ошондуктан, ГК соттук узак жаздырууга кийин RTS кыскартуу. Бирок, биз ХЗУ белгисиз тапшырмасында ГК жана LC кыйынчылыктарга R таяна RTS ортосунда эч кандай айырма табылган жок. Мындан тышкары, ХЗУ чалгындоо сессиянын-жылдын биринчи жарым жылдыгында. R таяна RTS ГК жана LC сыноолорго ортосунда бир кыйла ар түрдүү болгон эмес. Бул жыйынтыктар Ошентип, ары жаздыруу сыйлык-алдын таяна байкалган кыска RTS үчүн, кыязы, бир түшүндүрмө эмес экенин көрсөтүп турат. сыйлык кал RTS боюнча төлөп бериле турган наркты күчүнө тышкары, наркы да nonreward-алдын таяна кабылган RTS, эч кандай сыйлык кал көрсөтүлүп кийин камакка алынганын карабастан. А буга чейин да маймыл сабактар ​​качан көз жаздымда кыйынчылыктарга кыска RTS көрсөткөн дагы артыкчылыктуу акыбети ар бир блок ичинде кошумча сыноолор боюнча жумуш менен камсыз болгон болсо, ушундай эле көрүнүштү билдирди30. Бул изилдөөнүн күчүнө бири мүмкүн чечмелөө, ошондой эле жалпы жогорку артыкчылык сыйлык таасир RTS менен блоктогу жооп түрткү блок ичинде эч кандай сыйлык бүркөлө деп саналат. Ошо сыяктуу эле, ушул изилдөөдө, ГК сыноолордон бир баалуу сыйлык күтүп биздин тапшырмасында ГК сыноолорго эч кандай сыйлык бүркөлө үчүн RTS ызычуулар мүмкүн. Мындан тышкары, сыйлык таяна RTS боюнча төлөп бериле турган наркты таасири эч кандай сыйлык-алдын таяна караганда аз болгон. Бул чынында эле бир буюм болуп саналат маймылдар бир saccade тез R берген, анткени алLCбиринчи кезекте сүйлөй + R үчүн RTS бир кыскаруусу аныктоо көлөмүн кыскарткан барHC+ Келип кал. Ошондуктан, R + таяна ортосундагы RTS айырмасы натыйжасында аз болмок.

Маймылдар да R тандоосу сыноолорго аткарылганHC жана RLC ХЗУ тапшырмасында ачкычтарды. Ошентсе да, ал эми маймыл S R үчүн артыкчылык бергенин көрсөттүHC+ R чейин калLC+ Келип кал, маймыл P эч кандай артыкчылык бергенин көрсөттү. Мындай дал келбөөчүлүк ХЗУ saccade жана тандоо сыноолорго ортосунда контексттик айырма менен түшүндүрүүгө болот. тандоо сыноолорду эки сыйлык-алдын ачкычтарды ордуна бир сыйлык-алдын бүркөлө боюнча сунуштар берилди. Мындан тышкары, маймылдар алар тандоо тест курут кылган эле сыйлык-алдын ала сүйлөй, тандап алган болсо да, өз ыктыярлары кийин эч кандай сыйлык алган. кырылуу тартиби тандоо сыноолорго боюнча жаңы окуу менен өзүн маскара кылып жатат каршы болуп, маймыл тандоосу кандай күч сыноолор жөнүндө билгендерин менен шартталган камсыз кылуу үчүн ишке ашырылган. Бирок, бул жол-жобосу маймыл тез тандоо контекстинде жана артыкчылыктуу сигналдарды тандап алууга эч кандай негиз жок экенин кырылуу тартибин таануу үчүн үйрөнө турган жагы таасир этиши мүмкүн. Анткен менен +, ошондой эле маймылдар менен адам баласы жасаган ХК абалда сооп бүркөлө үчүн артыкчылык көрсөтүп турат.

баасы төлөө кийинки талап алдын ордуларында коюлган учурда, тинейджер нейрондордун иши кыскарган, мурунку изилдөөлөр менен шайкеш22,23. Биздин изилдөөнүн, биз баштапкы салыштырмалуу ГК жана LC таяна да жооп тинейджер нейрондун жалпы төмөндөшүнө байкаган жок. Бул терс-RPe сигнал төмөнкү наркы карабастан, ошол мезгил-пунктунда пайда жок, деп эсептейт. терс RPe жоктугу болуп тынышты, сот кийинчерээк күтүлгөн келечектеги сыйлыктан бир алдын ала бир бүтүндүктө чагылдырат. тинейджер нейрондор LC сот олуттуу жандануусуна көрсөтүп, иш-аракет ХК сот салыштырмалуу жогору болгон. Бул баасы маалымат тинейджер клеткалар тарабынан жүргүзүлгөн RPe сигналга киргизилип жатканын билдирди. Ошентип, эки сыйлык жана баасы тууралуу маалымат тинейджер нейрондор коду жана RPe жооп наркынын жана сооп суммасын чагылдырат.

Биз тинейджер клеткалар тарабынан көрсөтүлгөн RPe сигнал сыйлык кал берүү учурда төлөп бериле турган наркты (ХЗУ saccade тапшырмасында) жана сыйлык берүү (ХЗУ белгисиз тапшырмасында) тарабынан күчөтүлгөн экенин көрсөттү. HC жана LC сыноолордон сактап сыйлыктын максаты өлчөмү бирдей болду; Ошондуктан, RPe сигналдар Өзгөртүү nonsensory ыкма менен пайда болушу керек. Бул мүмкүнчүлүк тинейджер нейрондордо жекече наркы жана / же ишкананы иштетүү менен тинейджер RPe сигналдар ырааттуу бир конкретт ‰‰ таасир көрсөтүү менен бир нече изилдөөлөр тарабынан колдоого алынат11,19,20,21,31,32,33,34. RPe сигнал көп болсо, бул демек стимул-сыйлык бирикмелердин окуу ылдамдыгына таасир берери кал наркы бир кыйла тез такталган тийиш. Мурунку изилдөөлөр nonsensory себептер менен билим берүү ылдамдык өзгөртүү көрсөттү24,35. Буга байланыштуу, маймылдар LC абалына ХК тууганы тезирээк окуу ылдамдыгы көргөзмөгө. Биз төлөп бериле турган наркты менен күчөтүлгөн окутуу ылдамдыгы бир күчөтүлгөн RPe менен RL модели менен түшүндүрүүгө болот табылган. Ал бойго RPe кесепеттерин ажырата кыйын болгон жана биздин тажрыйбаларга курсу үйрөнүп жогорулаган; Бирок, биз ХК абалда күчөтүлгөн dopaminergic RPe белги табылган. Мындан тышкары, алдын ала айтабыз изилдөө окутуу курсу параметр өтүү cingulate кабында өкүлү жана VTA бул иш туруксуз чөйрөдө окуу курсу параметр менен эч кандай байланышы жок экенин көрсөттү36. Ошондуктан, биз тинейджер клеткалар тарабынан код RPe сигнал төлөп бериле турган наркты тарабынан күчөтүлгөн жана өсүп RPe белги деген окуу ылдамдыгын арттырат деп ырасташат.

RPe сигнал сыйлык кал тартуу жана сыйлык берүү учурунда түзүлгөн кийин, маймылдар эле наркын төлөгөн. Ошондуктан, күчөтүлгөн RPe сигнал бир мүмкүн болуучу механизм ГК кийин алынган сыйлык, сооп болот деп эсептелет. ГК кийин баалуу сыйлыктан жогору болгондуктан күтүү жана бул RT HC кыйынчылыктарга сыйлык таяна кыскартып, сот аягына түрткү жогорулатуу мүмкүн.

Биздин натыйжаларга дагы мүмкүн чечмелөө кымбат иш-токтотуу тажрыйбалуу жардам маймылдардын үчүн сыйлык катары иш-аракет болуп саналат. Белек магниттик-резонанстык (айтабыз) изилдөөлөр оору жардам адам катышуучулары үчүн сыйлык болушу мүмкүн экенин көрсөткөн37,38; Ошондуктан, наркы кайгы үчүн aversive өбөлгө болуп сыяктуу ролду ойношу мүмкүн. наркынан жардам пайдалуу болуп саналат жана, эгерде бул иш-dopaminergic чагылдырылган болсо, анда биз тинейджер нейрондор сыйлык кал берүү мөөнөттөрү көп жазуу, жылдын акырына карата абал боюнча жооп деп күтүү. Бирок, биз ХЗУ белгисиз тапшырмасында ГК жана LC сыноолорго ортосундагы R таяна RTS-жылы сыйлык кал сунуштоолордун эч кандай айырма убактысы боюнча dopaminergic ишине эч кандай айырмасын байкаган эмес. Ошондуктан, биз наркынан жардам биз тинейджер нейрондор байкалган таасир үчүн жетишерлик түшүндүрмө берип жатат деп айтышууда.

Мындан тышкары, тинейджер нейрондор наркы алдын ала бүркөлө салыштырмалуу aversive сигналдын сапаттуу ар түрдүү жоопторду көрсөткөн. Мунун бир себеби маймыл үн аткарылган жана punctate эмес, күч наркы убактылуу бир нече секунданын аркылуу берилген, анткени күч-наркы, аба-соруп же сыйлык кем негизги эле. Ошондуктан, тинейджер нейрондор аз негизги наркы таяна жандырылды эмес. Дагы бир мүмкүнчүлүк жаздымында түрү тинейджер нейрондор бир нече кыймылдар бере турган, андан кийин окуяларга жооп болуп саналат. сыйлык же аба-соруу маймылдардын жеткирилди, алар, мисалы, жалап же көз ачып жумганча эле, кээ бир кыймыл-аракеттерин. Бирок, ХЗУ saccade тапшырмасында, маймылдар наркы катары эч кандай кыймыл жок жаздыруу максаттуу алардын көздөрүн турушу керек болчу. Чынында, акыркы изилдөө кыймылы туура демилге, эгерде ядросундагы тинейджер релиз сыйлык-алдын ала сүйлөй төмөнкү уялтпоо accumbens экенин көрсөттү39. Биздин эксперименттерде наркы кыймылы демилгелеген болгон эмес, анткени, бул мүмкүн болгон көз жаздымында түрү тинейджер нейрон бир кылка жооп алып келиши мүмкүн. Кандай болбосун, биз наркы маалымат aversive маалыматтардан башкача иштетилет жыйынтык чыгарууга болот.

Жыйынтыктап айтканда, биз, акы төлөнүүчү чыгымдар сыйлык-алдын таяна наркын жогорулатат жана бул өз кезегинде midbrain тинейджер нейрондордо код RPe белги арттырат деп айтышууда. окутуунун бир малдын баасы бир ГК тажрыйбасына төмөнкүдөй сыйлык-алдын таяна үчүн күчөтүлгөн турганын жүрүш алдын алып келди Бул таасири. Бул нерселер чынында болуп саналат. Ошентип, тинейджер нейрондордун иши боюнча байкоолор биз кийин ырасталган жүрүм-турумдук таасири бар экендигин, ошондой эле бул таасир астында бир алыскы эсептөө механизмин, түбөлүккө бизге алып келди. Биздин жыйынтыктар Ошондуктан Чатангат нейрон маалыматтарды, эсептөө теориясы жана жүрүм-өлчөө ортосунда болорун мисал билдирет: мээдеги нейрондордун кайра иштетүү, түшүнүүгө, тесттерди иштеп чыгуу жана жүрүм-туруму анын алдындагы эсептөө негизинде жөнүндө түшүнүк макул болот.

ыкмалары

жаныбарлар

Биз эки эркек жапон маймылдарды колдонгон (Macaca fuscata; дене салмагы, 6.5 кг = Monkey P; дене салмагы, 9.0 кг = Monkey S). бул кийинчерээк бир отургучка кадап болушу мүмкүн экенин, ошондуктан биз сизди баш сөөгү үстүнө башчысы билдирүү орун алган. А жазуу палатасы да электрод micromanipulator орнотууну иштетүү үчүн жайгаштырылган болчу. жазуу палатасы coronal тегиздикте 45 ° поездди чалкалатып жана stereotaxic координаты жайгашкан болчу: тышкы каналга 15 мм место. калыбына кийин, маймылдар saccade милдетти аткаруу үчүн даярдалган. окутуу аяктагандан кийин, биз электрод киргизүү боюнча жазуу бөлмөсүнүн ичинде баш сөөгү менен тешип бургуланган. Бардык мал багуу протоколдор Tamagawa окуу жаныбарлар Experiment комитет тарабынан жактырылган, ошондой эле лаборатория-жаныбарларга кам жана пайдалануу үчүн Саламаттык сактоо Guide улуттук институтунун жооп.

Жүрүш-милдети

Маймылдар ХЗУ saccade ишти (сүрөт аткарууга окутулду. 1a), ХЗУ белгисиз милдет (сүрөт. 5a) Жана ХЗУ чалгындоо тапшырма (сүрөт. 7a). Бардык тапшырмалар караңгы бөлмөдө аткарылды. Маймылдар 22 кишинин алдындагы отургучка отургузулган. ЖК монитору (S2232W, Eizo) отургучка орнотулган баш мамылар менен. Алардын көздөрү менен дисплейдин ортосундагы аралык 70 см болгон. Дисплейдин борборунда старттык көрсөтмө (диаметри 0.3 ° ак түстө) көрсөтүлгөндө, маймыл рельстин көзүн карап турушу керек болчу. Старттык сигнал 750 мс кийин жоголуп, андан кийин чыгымдын белгиси сунушталды (ХС жана ЛК сыноолору үчүн жылдыз жана жел тегирмени). Маймылдар 750 мс сунуштоонун жүрүшүндө чыгымдарды эске алуу менен талап кылынган. Эгерде алар репрессияга илинишпесе, сот процесси токтотулуп, ошол эле сот процесси кайрадан башталды. HC сыноолордун жүрүшүндө, белгилөө максаты (0.3 ° × 0.3 ° ак чарчы) 2000 мс (HLC saccade жана HLC белгисиз тапшырмалар) же 1500 мс (HLC чалгындоо милдети) үчүн чыгым белгиси жоголгондон кийин сунуш кылынган жана маймылдар талап кылынган Ага баш ийип, ага көз чаптыруу. Эгер маймылдар көздөрүн 4 ° × 4 ° орнотулган терезеден ары жылдырышса, анда тапшырма токтотулган. Фиксация терезеси бекитүү чекитинин презентациясынан кийин 400 мс жандандырылды, анткени маймылдар сакадга даярданууга жана алардын фиксациясын жөндөөгө убакыт талап кылышкан. Демек, маймылдар HC сыноолорунда кеминде 1600 мс (HLC saccade жана HLC белгисиз тапшырмалар) же 1100 ms (HLC изилдөө милдети) үчүн белгилеши керек болчу. LC сыноолорунда 1500 мс (HLC saccade жана HLC белгисиз тапшырмалар) же 1000 ms (HLC изилдөө милдети) үчүн бош экран пайда болду, андан кийин фиксация максаты 500 мс пайда болду. Фиксация терезеси бекитүү чекити көрсөтүлгөндөн кийин 400 мс жандандырылгандыктан, маймылдар LC сыноолорунда кеминде 100 мс максатты көздөп турушу керек болчу. Маймылдар HC сот процессинде көбүрөөк каталарды көрсөтүштү; ошондуктан, ийгиликке жетишүү деңгээлин теңдөө үчүн LC соттук териштирүүсүндө аргументтүү аборт 100 мс сыйлык тапшыруу алдында (фиксация терезесинин башталыш убактысы болгон фиксация максаттуу презентациядан кийин 400 мс) туш келди киргизилген. Максатка орноткондон кийин, сыйлыктын бир же эки таянычы көрсөтүлүп, маймылдар жаңылыктарга баш багышы керек болчу. Алар ийгиликтүү сыйлык сигналына саккад жасашса, сыйлык сигналын бергенден кийин 750 мс үнү угулду. Маймылдар R + сигналына саккад жасаганда, 0.3 мл суу бип менен бир убакта жеткирилген. Алар R− cue-ге баштык жасаганда эч кандай сыйлык берилген жок.

ХЗУ saccade милдети-жылы төрт түстүү чөйрөлөр сыйлык таяна катары колдонгон (RHC+: Сары; RHC- жашыл; RLC+: Мала кызыл; RLC-: көк; Сүрөт. 1a). Бир эксперименталдык сессия 80 саккаддык сыноолордон, 20 күтүүсүз сыйлык сыноолорунан, 20 күтүүсүз аба-сокку сыноолорунан жана 5 тандоо сыноолорунан турган. Saccade сыноолор, 40 HC сыноолорду жана 40 LC сыноолорду камтыган, экөө тең 20 сыйлык сыноолорду камтыган жана 20 эч кандай сыйлык сыноолор. Күтүлбөгөн сыйлык же аба менен сыноо сыноолорунда 0.3 мл суу сыйлыгы же 0.2 МПа аба-пуф (маймыл P үчүн 150 мс; маймыл S үчүн 200 мс) маймылдардын бетине эч кандай шек келтирбестен жеткирилген. Тандоо сыноолоруна маймылдар R + белгилерин (R) тандап алган сыноо киргизилгенHC+ R vs.LC+) HC сотто, R- таяна ортосунда (RHC- vs. RLC-) ХК сотто, R ортосунда + (RHC+ R vs.LC+) LC сотто ачкычтарды, R- ортосунда (RHC- vs. RLC-) LC сот жана наркы таяна (Кошумча сүрөт ортосундагы ачкычтарды. 1). сыйлык таяна ортосунда тандоо менен сыноолорго, маселе түзүлүшү сыйлык кал тартуу алдында saccade тапшырманы менен окшош болуп чыкты. Андан кийин ордуна сыйлык сүйлөй берүү, эки тандоо сыноолорго сыйлык ачкычтарды сунушталып жана эч кандай сыйлык маймыл R + таяна ортосунда тандоо кылып болсо да, сыйлык кал тааныштыруудан кийин жеткирилди.

жеткирүүнү сыйлык тинейджер нейрон жооп сынаш үчүн, маймылдар ХЗУ белгисиз тапшырманы аткарган (сүрөт. 5a). Бул тапшырма сыйлык таяна тышкары ХЗУ saccade тапшырманы окшош болгон. Бул маселени биз эки сыйлык төлөтүүгө (ХЗУ saccade тапшырманы колдонулган төрт сыйлык төлөтүүгө ордуна), ГК сот жана LC сот башка бирин колдонгон. сыйлык сыйлык кал тааныштыруудан кийин сыноолорго жарым жеткирилди. Бир эксперимент сессиясынын 80 saccade сыноолорго дуушар болгондо, 20 күтүүсүз сыйлык сыноолорго жана 20 күтүүсүз аба-соруу сыноолор турат. saccade сыноолор 40 сыйлык сыноолорго жана 40 эч кандай сыйлык сыноолорго киргизилген да болгон, 20 ГК сыноолорго жана 20 LC сыноолорго киргизилген. күтүлбөгөн кыйынчылыктарга, сыйлык же аба-соруу кандай ордуларында туруп берди.

ХЗУ чалгындоо тапшырмасында эки сыйлык ачкычтарды (RHC+, RHC- же RLC+, RLC-) бир эле учурда жана маймыл сыйлык таяна бири (сүрөт менен saccade талап кылынган сунушталган. 7a). Алар R + сүйлөй тандап алган болсо, анда бир суу сыйлык менен камсыз болушту. Төрт сыйлык ачкычтарды (RHC +, RHC- RLC +, RLC-) ар бир геологиялык чалгындоо жыйынында түзүлгөн жана маймыл таяна жана сыйлык сот тарабынан сот ортосунда пикир билүү үчүн талап кылынган эле. Бир эксперимент сессиясынын 100 HC сыноолорго жана 100 LC сыноолор турат. Себеби, биз геологиялык чалгындоо кызматына жарактуу деп табылган, анда ал башка ишке ХК абалы узактыгы дал ушундай жазуу узактыгы ХК абалда 2000 ай болуп турган болзо, маймылдар, балким, өтө аз ийгилик чен менен ишти жүзөгө ашырылган милдеттерди жана / же анын натыйжасындагы төмөн сыйлык курсунун кыйынчылык. Ошондуктан, маселени кыйынчылыктарды кыскартуу жана ийгилик жогорулатуу үчүн, биз ХЗУ чалгындоо тапшырманы наркы катары 1500 мс жаздыруу узактыгы колдонулат.

милдеттери бир сатыкта ​​программалык комплексин пайдалануу менен көзөмөлгө алынган (Темп, Reflective эсептөөлөр, Сент-Луис, MO, АКШ). бир колдонмо программалык (OpenGL) колдонуп жаткан салт-түзгөн программа көрүү стимул берүү үчүн колдонулган. наркы жана сыйлык таяна үчүн көрсөтмө сигналдар жазуучуларынын түзүлгөн.

Эсепке алуу жана маалымат алуу

substantia Nigra жайгашкан MR сүрөттөрдү колдонуп эсептелген. An Epoxy-капталган Тунгстен электрод (казуусун диаметри, мм 0.25, 0.5-1.5 MΩ 1000 Hz багаланады, FHC) бир micromanipulator колдонуп substantia Nigra киргизилген болчу (MO-972, Narishige, Токио, Жапония) эсепке алуу бөлмөсүнө көздөй минип менен а дат баспас жол түтүк. Voltage сигналдар бойго (× 10,000) жана (0.5-2 KHz) чогултулду. Бир нейрондон келген аракет касиеттери калып-дал келген алгоритм (OmniPlex, Plexon, Dallas, TX, АКШ) менен бөлүнүп берилди. Eye кыймылы 500 Hz (iView X Hi-Speed ​​аталды, МАИнин, Teltow, Германия) берилди чени боюнча Infrared камера системасы тарабынан көзөмөлгө алынды. иш-аракеттер мүмкүнчүлүктөрүн жана жүрүм-турумдук иш-чаралардын мөөнөтү 1 KHz бир жолу токтом менен жазылган.

маалыматтарды талдоо

литрлик жүрүм анализдөө, RTS маймылдар saccade демилгеленген стимул түшкөнгө жана убакыттын ортосундагы убакыт аралыгында катары аныкталган. saccade козгоо тигилип орду сунуштоону CUE чейин орточо тигилип ээлеген 5 стандарттык четтөөлөрдү ашып жатканда убактысын эсептөө менен аныкталган.

ХЗУ чалгындоо тапшырмасында, литрлик тандоо жүрүм-жыйындысы эсеге милдетин орундуу менен сан көрсөткүчтөрү болгон. милдети (P) Төмөнкүдөй туура тандоо үлүшү сүрөттөйт:

P=12+(12-12⋅Exp(-a⋅t))⋅b,
(1)

кайда t каражаттар сыноо, a жана b тиешелүүлүгүнө жараша, элдин боорун жана бөксө тоосунан көрсөтүлөт. Бул милдети эки наркы шарттары үчүн маалыматтар өз алдынча туура эмес. милдетинин параметрлер бир отурумда жана орточо маалыматтары байкоо ыктымалдыгын көбөйтүүгө кеткен. орточо маалыматтарга ылайык качан жүктөгүч ыкмасы ишеним араларды аныктоо үчүн колдонулган. Стандарттуу RL модели да жүрүм-турумдук маалыматтарды сандык баалоо үчүн колдонулган. стимул баалуулуктар Vj(tТандалган тандоо үчүн) j (j = HC абалы үчүн 1; j = 2 LC абалы үчүн) төмөнкүдөй жаңыртылды:

Vj(t+1)=Vj(t)+αj⋅(R(t)-Vj(t)),
(2)

кайда αj 0 жана 1 ортосунда баалуулуктарды талап кылууга аргасыз болгон окутуу курсун, көрсөтүлөт. R(t) Сыйлык суммасын (1 көрсөтөт: сыйлык, 0: эч кандай сыйлык) сотто t.

мүмкүндүк Pj(tтандап сигналга) j сот эки дем алып t softmax башкаруусу тарабынан берилет

Pj(t)=exp(Vj(t)βj)/Σ2i=1exp(Vi(t)βi),
(3)

кайда βj геологиялык чалгындоо иштерин канчалык көрсөтүп турат.

Биз HLC saccade жана HLC белгисиз тапшырма учурунда нейрондордун ишин жазып, бирок HLC изилдөө милдети эмес. HLC геологиялык чалгындоо милдети жүрүм-турумдук изилдөө катары жүзөгө ашырылды. Допаминдик нейрондор алар төмөнкү касиеттердин ар бирин көрсөткөндө аныкталды: төмөн тоник атуу ылдамдыгы (<6 Гц), чокунун толкун формасынын узактыгы (> 300 мкс) жана күтүүсүз сыйлыкка фазалык жооп (Кошумча сүрөт). 2a). Биз маймылдар бир каталар жок сот (тормоздук туткалар, эч кандай saccade же жасалма муунтуп) аягына мүмкүн болгон сыноолорго талдоо. орточо нейрон атууга курсу Gaussian ядро ​​менен 1 мс контейнерлер менен эсептелет жана жумшартылган (σ = 30 мс, туурасы = 4σ) Spike тыгыздыгы милдеттерди өндүрүү үчүн. Ар бир милдет окуяны тинейджер нейрон Responses стихиялуу ишине чокунун атууга курсунун катары эсептелген (баштоо кал түшкөнгө чейин 500 мс учурунда курсу аткан дегенди билдирет). ок курстары ар бир милдет-чаранын жана аларды эске алуу менен аныкталган убакыт ичинде терезелердин эсептелген. Бул убакыт терезелери калк орточо ишинен аныкталган. Биз башталыш маалымат катары мурдагы маймыл тинейджер изилдөө аркылуу калкка орточо жооп өсүшүнө жана убакытты түшөт негизинде аныкталуучу убакыт терезелерди акыркы орундарды (Кошумча сүрөт аныкталган. 3). баштоо бүркөлө убакыт терезе маймыл P жана С. улам маймыл P жана шарты шарты жеткенден кийинки 200-400 мс катары аныкталган бүркөлө убакыт терезеси жазылган нейрон үчүн старттык кал жеткенден кийинки 150-300 мс катары аныкталган 200-400 мс үчүн маймыл S. убакыт сыйлык бүркөлө 140-350 үчүн маймыл P жана 220-420 мс үчүн баамдай кал сыйлык кийин мс маймыл катары аныкталган эле терезеден S. сыйлык тапшыруу 225- катары аныкталган убакыт терезе 475 маймыл S. жашоо үчүн маймыл P жана 200-450 мс үчүн маймыл С. күтүүсүз сыйлык берүү үчүн убакыт терезе маймыл P жана 100-300 мс үчүн сыйлык тапшыргандан кийин 150-300 мс катары аныкталган, анткени үнү жеткенден кийинки мс күтүүсүз аба-соруп убакыт терезе маймыл P жана 30-230 мс үчүн маймыл үчүн аба-соруу тапшыргандан кийин 50-200 мс катары аныкталган С.

Бардык жазылган допамин нейрондорун эки башка категорияга, түрткү берүүчү баалуулукка жана көзгө урунган түрлөргө бөлдүк. Эгерде нейрондун аба-дүүлүктүргүчтөргө болгон реакциясы өзүнөн-өзү пайда болгон активдүүлүктөн аз болсо, анда нейрон мотивациялык маанинин түрүнө кирет (сүрөт). 3d, электрондук). Ал эми аба-соруу сигналдар бир нейрондун жооп башаламан иш көп болгон болсо, нейрон жаздымында типтеги деп жашыруун болду (сүрөт. 3g, ч).

Тапшырма шарттарынын ортосундагы дифференциалдык нейрондун активдүүлүгүн аныктоо үчүн, ROC анализ жүргүзүлдү. Ар бир нейрон үчүн auROC эсептеп чыктык. AuROC 0.5тен кичине же чоңураак, HC сот процессинде кичине же чоңураак жоопту көрсөтөт. Айрым нейрондордун берилиштер топтомундагы нейрондордун саны аз болгондуктан, auROCлардын бир тараптуу бөлүштүрүлүшүн саноо үчүн чектердин таасирин азайтуу үчүн Вилкоксондун кол коюлган рангдагы тестин колдондук.

Сатыкта ​​программа, MATLAB (MathWorks, Natick, MA, АКШ), бардык маалыматтарды талдоо жасоо үчүн колдонулган.

гистологиялык экспертиза

жазуу иштегенден кийин, эки маймылдар euthanized гистологиялык талдоо жазуу абалын (Кошумча сүрөт текшерүү аткарылган эмес. 2b). Маймылдар pentobarbital натрий бир түпкө башкаруу боюнча курмандыкка чалынчу (70 кг мг-1) Жана кездешүүчү Санитардык-жылы 4% КЖЧнын менен эле иштеген. Serial coronal бөлүмдөрү (туурасы 10 мкм) анти-тирозин гидроксилаз (TH) греч кесип жана immunostained болгон (ар бир 25 участоктору; каршы TH антитело, 1: 500; Merck, Darmstadt, Германия) же Nissl бойоктор (ар бир 25 бөлүмдөр) .

Отчеттуулук на

илимий-изилдөө долбоорлоо жөнүндөгү дагы бир маалымат бар Nature илимий Reporting Жыйынтык Бул макалада байланыштуу.

маалыматтар бар

Бул изилдөөнүн талдоодо пайдаланылат маалыматтар жүйөлүү суроо-талабы боюнча тиешелүү жазуучу бар. Бул макалада үчүн отчет на бир Кошумча маалыматтар делосуна катары жеткиликтүү. баштапкы берилмелер анжир баяндады. 1, 3-8 жана Кошумча инжир. 1, 4-12 Булагы берилмелер катары берилет.

Code болушу

Бул изилдөөнүн талдоодо пайдаланылат MATLAB коддору жүйөлүү суроо-талабы боюнча тиешелүү жазуучу бар.

шилтемелер

  1. 1.

    Клемент, TS, Feltus, JR, Kaiser, DH & Zentall, TR "Жумуш этикасы" көгүчкөндөрдө: сыйлыктын баасы сыйлык алуу үчүн талап кылынган күчкө же убакытка түздөн-түз байланыштуу. Psychon. Bull. Аян 7, 100-106 (2000).

  2. 2.

    Klein, ED, Bhatt, RS & Zentall, TR Contrast жана аракетти актоо. Psychon. Bull. Аян 12, 335-339 (2005).

  3. 3.

    Zentall, TR & Singer, RA Соттун ичиндеги айырмачылык: көгүчкөндөр анча-мынча жийиркеничтүү иш-чарага караганда, салыштырмалуу көбүрөөк жүргөн шарттуу күчөткүчтөрдү жактырышат. J. Exp. Анал. Behav. 88, 131-149 (2007).

  4. 4.

    Аронсон, Э. & Миллс, Дж. Инициациянын катаалдыгынын бир топко жагышына таасири. J. Abnorm. Soc. Psychol. 59, 177-181 (1959).

  5. 5.

    Festinger, L. Таанып-билүү Диссонанс теориясы. (Stanford University Press, California, 1957).

  6. 6.

    Alessandri, J., Darcheville, JC, Delevoye-Turrell, Y. & Zentall, TR Көбүрөөк күч-аракет жана кечигүү менен келген сыйлыктарга артыкчылык. Үйрөнүү Behav. 36, 352-358 (2008).

  7. 7.

    Schultz, W., Carelli, RM & Wightman, RM Phasic допамин сигналдары: субъективдүү сыйлык маанисинен расмий экономикалык пайдалуулукка чейин. Прогр.бөт. Òpin. Behav. Sci. 5, 147-154 (2015).

  8. 8.

    Schultz, W., Dayan, P. & Montague, PR Болжолдоонун жана сыйлыктын нервдик субстраты. илим 275, 1593-1599 (1997).

  9. 9.

    Bromberg-Martin, ES, Matsumoto, M. & Hikosaka, O. Допамин мотивациялык контролдоодо: пайдалуу, жийиркеничтүү жана сергек. нейрон 68, 815-834 (2010).

  10. 10.

    Байер, HM & Glimcher, PW Midbrain допамин нейрондору сандык сыйлык божомол ката сигналын коддогон. нейрон 47, 129-141 (2005).

  11. 11.

    Накахара, Х., Итох, Х., Каваго, Р., Такикава, Ю. & Хикосака, О. Допамин нейрондору контекстке байланыштуу болжолдоо катасын чагылдырышы мүмкүн. нейрон 41, 269-280 (2004).

  12. 12.

    Tobler, PN, Fiorillo, CD & Schultz, W. Допаминдик нейрондор тарабынан сыйлык наркынын адаптацияланган коддолушу. илим 307, 1642-1645 (2005).

  13. 13.

    Nomoto, K., Schultz, W., Ватанабе, Т. & Сакагами, M. Убактылуу узартылган допаминдик жоопторду элестетип талап кылган сыйлык-божомолдоочу стимулдарга. J. Neurosci. 30, 10692-10702 (2010).

  14. 14.

    Ватабе-Учида, М., Чжу, Л., Огава, СК, Ваманрао, А. & Учида, Н. Орто мээдеги допамин нейрондоруна түздөн-түз кирген адамдардын мээ картасын түзүү. нейрон 74, 858-873 (2012).

  15. 15.

    Танака, СК .Удаалаш. Учурдагы жана келечектеги баталар жөнүндө алдын ала differentially кортико-базалдык ganglia илмек жумушка алынган. Nat. Neurosci. 7, 887-893 (2004).

  16. 16.

    Haber, SN, Kim, KS, Mailly, P. & Calzavara, R. Сыйлыкка байланыштуу кортикалдык киришүүлөр приматтарда ассоциативдик кортикалдык байланыштар менен интерфейс түзүп, стимулдаштырылган негизде окутуу үчүн субстрат түзгөн чоң стриаталдык аймакты аныктайт. J. Neurosci. 26, 8368-8376 (2006).

  17. 17.

    Doya, К. чечим кабыл алуу медиаторлорго. Nat. Neurosci. 11, 410-416 (2008).

  18. 18.

    Roesch, MR, Calu, DJ & Schoenbaum, G. Допамин нейрондору келемиштерде ар башкача кечиктирилген же көлөмдүү сыйлыктардын ортосунда чечим чыгаруунун мыкты вариантын коддолот. Nat. Neurosci. 10, 1615-1624 (2007).

  19. 19.

    Lak, A., Stauffer, WR & Schultz, W. Dopamine божомолдоонун ката жооптору ар кандай сыйлык өлчөмдөрүнөн субъективдүү баалуулуктарды бириктирет. Жаздын. Natl Акад. Sci. АКШ 111, 2343-2348 (2014).

  20. 20.

    Stauffer, WR, Lak, A. & Schultz, W. Dopamine сыйлыктын божомол ката жооптору чектен чыккан пайдалуулукту чагылдырат. Прогр.бөт. Biol. 24, 2491-2500 (2014).

  21. 21.

    Noritake, A., Ninomiya, T. & Isoda, M. Макака мээсиндеги социалдык сыйлыктын мониторинги жана баалоосу. Nat. Neurosci. 21, 1452-1462 (2018).

  22. 22.

    Pasquereau, B. & Turner, RS допамин нейрондорунун чыгымдарды азайтуу боюнча иш-аракетинде чектелген кодировкасы. J. Neurosci. 33, 8288-8300 (2013).

  23. 23.

    Varazzani, C., San-Galli, A., Gilardeau, S. & Bouret, S. Noradrenaline and dopamine neurons in the сыйлык / күч-аракет: маймылдарды алып жүрүүдө түздөн-түз электрофизиологиялык салыштыруу. J. Neurosci. 20, 7866-7877 (2015).

  24. 24.

    Ватанабе, Н., Сакагами, М. & Харуно, М. Сыйлык-амигдала өз ара аракети менен өркүндөтүлгөн Сыйлыктарды божомолдоонун ката сигналы эмоциялар менен ыктымалдуулук менен сыйлоонун ыкчамдашын түшүндүрөт. J. Neurosci. 33, 4487-4493 (2013).

  25. 25.

    Di Ciano, P., Cardinal, RN, Cowell, RA, Little, SJ & Everitt, B. NMDA, AMPA / kainate жана допаминдик рецепторлордун Pavlovian мамилесинин жүрүм-турумун алууда жана аткарууда ядродогу дифаминдик рецепторлордун дифференциалдуу катышуусу. J. Neurosci. 21, 9471-9477 (2001).

  26. 26.

    Flagel, SB ж.б.. стимул-сыйлык окутуунун тинейджер үчүн тандап ролу. жаратылыш 469, 53-57 (2011).

  27. 27.

    Blough, DS Азгырык шилтемелерди, discriminability жана көгүчкөн көрүү издөө кабыл убакыт компоненттери боюнча күчөтүү таасирлери. J. Exp. Psychol. Аним. Behav. Process. 26, 50-63 (2000).

  28. 28.

    Матсумото, М. & Хикосака, О.Дофаминдик нейрондун эки түрү оң жана терс мотивациялык сигналдарды айкын көрсөтөт. жаратылыш 459, 837-841 (2009).

  29. 29.

    Matsumoto, M. & Takada, M. Орто мээдеги допамин нейрондорундагы таанып билүү жана мотивациялык сигналдардын айырмаланган чагылдырылышы. нейрон 79, 1011-1024 (2013).

  30. 30.

    Айхай, M. ж.б.. маймылдардын бир түрдүү сыйлык күтүүлөрүн чагылдырган жүрүм-турум ашат. Exp. Brain Рез. 140, 511-518 (2001).

  31. 31.

    Такикава, Ю., Каваго, Р. & Хикосака, О. Ортоңку мээдеги допамин нейрондорунун ордун сыйлык-сыйлык картасына саккаддардын кыска жана узак мөөнөткө ылайыкташуусунда мүмкүн болгон ролу. J. Neurophysiol. 92, 2520-2529 (2004).

  32. 32.

    Кобаяши, С. & Шульц, В.Допамин нейрондорунун жоопторуна сыйлыктын кечигишинин таасири. J. Neurosci. 28, 7837-7846 (2008).

  33. 33.

    Эномото, К. ж.б.. Тинейджер нейрондор бир нече келечектеги баталарды узак мөөнөттүү баалуу коддорду үйрөнүшөт. Жаздын. Natl Акад. Sci. АКШ 108, 15462-15467 (2011).

  34. 34.

    Лак, А., Номото, К., Керамати, М., Сакагами, М. & Кепец, А. Орто Мээ Допамин нейрондору кабылдоону чечүү учурунда тандоонун тактыгына ишенет. Прогр.бөт. Biol. 27, 821-832 (2017).

  35. 35.

    Williams, BA & McDevitt, MA Тоскоол болуу жана супер шарт. Psychol. Sci. 13, 454-459 (2002).

  36. 36.

    Берренс, TE, Вулрих, МВ, Уолтон, ME жана Рашворт, MF Белгисиз дүйнөдөгү маалыматтын маанисин билүү. Nat. Neurosci. 10, 1214-1221 (2007).

  37. 37.

    Сеймур, Б. ж.б.. Атаандаш appetitive-aversive нейрон жараяндар оору жардам жарыш окутуунун негизинде. Nat. Neurosci. 8, 1234-1240 (2005).

  38. 38.

    Ким, Х., Шимоджо, С. & О'Дохери, Дж.П.Аверсивдүү натыйжадан алыс болуу пайдалуубу? Адамдын мээсинде болтурбоочулукту үйрөнүүнүн нервдик субстраттары. PLoS Biol. 4, E233 (2006).

  39. 39.

    Сайид, EC ж.б.. План козгоо келечектеги баталарды mesolimbic тинейджер коддомо калыптандырат. Nat. Neurosci. 19, 34-36 (2016).

Download шилтемелер

Acknowledgments

Бул иш MEXT / JSPS грант түрүндө кайтарымсыз жардам боюнча илимий-изилдөө тарабынан колдоого алынган (Kakenhi) Грант саны JP16H06571 жана MS Бул изилдөө жарым-жартылай стратегиялык изилдөөлөр Япония Дары-изилдөө жана өнүктүрүү агенттиги тарабынан колдоого Brain илимдер боюнча программасы тарабынан колдоого алынган JP18H03662 (Арманым ) жана Жапония-АКШ Brain изилдөө кызматташтык программасы. Бул изилдөөлөр Улуттук Bio-ресурстук долбоору Physiological Улуттук Илимдер институтунун (NIPS боюнча NBRP) Япония Медикал изилдөө жана өнүктүрүү боюнча агенттигинин, Арманым тарабынан колдоого алынды. Биз кагаз жазуу боюнча жардам сурап Бернард W. Balleine жана Andrew R. Delamater ырахмат.

Author маалымат

Тиешеси

  1. Brain илимдер институту, Tamagawa University, 6-1-1 Tamagawagakuen, Мачида, Токио, 194-8610, Япония

    • Шинго Танака
    •  & Масамичи Сакагами

  2. Гуманитардык жана коомдук илимдер бөлүмү California технология, 1200 E California Blvd, Pasadena институту, CA, 91125, USA

    • Джон П. O'Doherty

  3. Эсептөө жана Нейрон Systems, California технология институту, 1200 E California ш, Pasadena, CA, 91125, АКШ

    • Джон П. O'Doherty

салымдары

ST, JPO жана MS эксперименттер жасалган. ST эксперименттерди жасап, жана маалыматтарды талдоо. JPO жана MS тажрыйба жана маалымат талдоо тазаланган. ST, JPO жана MS кол жазманы жазган.

тиешелүү жазуучу

менен кат алышуу Masamichi Sakagami.