소뇌피질 단소엽의 손상이 순막조건반응과 소뇌중간핵의 다단위 활동에 미치는 영향 = Retention of Conditioned Nictitating Membrane Responses and Conditioned-Related Activity in the Cerebellar Interpositus Nucleus Is Affected by Lesions of the Cerebellar Cortical Lobule Ⅵ
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토끼의 고전적 순막 조건화에서 소뇌 중간핵과 소뇌 피질 단소엽은 결정적인 신경가소성을 확립하는 부위로 여겨진다. 본 실험에서는 소뇌 중간핵의 다단위 활동을 기록하면서 순막 조건화 훈련을 실시한 후 소뇌 피질 단소엽을 손상하여, 이러한 손상이 이미 확립되어 있는 조건반응의 파지 및 재습득에 미치는 영향과 소뇌중간핵에서 형성되어 있는 행동반응에 대한 신경모델에 미치는 영향을 검사하였다. 4일간의 조건화 훈련을 받은 토끼들은 확고한 행동적 조건반응과 전형적인 소뇌 중간핵의 신경반응을 나타내었다. 그런데 소뇌피질 단소엽을 손상시키자 행동적 조건반응이 폐지되었을 뿐만 아니라 결정적인 가소성 형성 부위로서 기억 흔적이라 여겨지던 조건 자극 동안의 중간핵 신경반응 증가 또한 사라졌다. 무조건 반응과, 무조건 자극 동안의 중간핵 신경반응은 영향 받지 않았다. 이러한 결과는 정상적인 조건화에 있어서 단소엽에서 중간핵으로의 입력이 조건반응의 파지와 중간핵 신경가소성의 유지에 직접적으로 관여함을 시사하는 것이다. 따라서 소뇌 중간핵은 조건반응에 대한 결정적인 기억 흔적을 저장하고 있는 유일한 부위라기보다는 소뇌피질과 함께 조건반응을 표상하고 있는 신경회로상의 한 구조물로 보아야 할 것이다. 손상후 훈련이 거듭됨에 따라 조건반응은 그 크기는 상당히 저하 되었으나 재습득 되었으며 중간핵의 신경반응도 다시 증가하였다. 이에 따라 소뇌피질 단소엽이 정상적으로는 조건화에 관여하지만 단소엽을 포함하지 않는 회로에 의해서도 조건반응이 형성됨을 확인하였다.
더보기This study examined effects of lesions of the cerebellar cortical lobule VI (HVI) on the rabbit's conditioned nictitating membrane responses and the neural activity of the cerebellar interpositus nucleus (INT). Rabbits implanted with a recording electrode in INT were trained with a tone conditioned stimulus(CS) and an air puff unconditioned stimulus(US) for 4 days. They showed robust behavioral conditioned responses(CR) and time-amplitude neural model of learned responses in INT. Unilateral electrolytic lesions of lobule HVI were then made through 4 electrodes implanted before the training. The complete lesions of lobule HVI abolished not only the behavoiral CR but also the conditioned increase in neural activity of INT in the CS period that is considered as an essential neuronal plasiticity for the CR. Unconditioned responses(UR) and neural activities in the US period were not affected by the lesions. The results suggest that the input from HVI to INT plays an important role in the retention of the CR and the conditioned-related neural activity in INT. The INT thus seems not to be the only site that represents the learned response but to consist an element of the neural circuit that forms the memory trace for generating the CR. As the animals with lesions of HVI further retrained, they reacquisited the CR, though the CR amplitude and the learning rate were profoundly reduced. The neural modeling in INT was also slightly recovered. It indicates that HVI is ordinarily involved in the retention of the CR and the neural modeling in INT and that the classical conditioning is possible through the neural circuit even not including HVI.
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