title: Der Einfluss des dorsalen Hippocampus auf das instrumentelle Lernen und die Verhaltensflexibilität im Tiermodell der Ratte
title: Influence of the dorsal hippocampus on instrumental learning and behavioral flexibility in rats
Creators: name: Busse, Sebastian
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: subject: instrumental behavior
subject: Psychology
subject: FOS: Psychology
subject: Psychologie
subject: Läsion , Lernen
subject: excitotoxic lesions
subject: dorsal hippocampus
subject: Hippocampus
subject: SRTT
subject: sequential learning
subject: Instrumentelle Konditionierung
subject: Explizites Gedächtnis

description: Brain damage is generally
      associated with a consequent limitation of cognitive
      abilities. This assumption is substantiated by a large amount
      of empirical data that has been obtained with the help of
      experimental brain lesions. In contrast to functional
      deficits, the finding of an increase in function or
      performance after brain lesions is less frequent, but it is
      nevertheless a recurring phenomenon in neuroscientific
      research. Specifically, the hippocampus of the mammalian
      cerebrum seems to play an important role with regard to the
      observed performance improvements. Many studies report that
      damage to the hippocampus results in an increase in
      performance of the subjects or experimental animals, when
      tasks with specific behavioral requirements are used. The aim
      of this work is to investigate the influence of hippocampal
      lesions on procedural and / or instrumental learning in the
      rat model. For this purpose, a rat version of the serial
      reaction time task (SRTT) was used to operationalize
      instrumental learning. Findings from a previous study by
      Eckart et al. (2012) suggested that rats with lesions of the
      dorsal hippocampus show declarative memory deficits, but, at
      the same time, show significant improvements in instrumental
      learning in the SRTT paradigm. In the first study of this
      thesis, it was shown that improvements in instrumental
      learning of lesioned rats are present even when a constant
      amount of learning experience is used for each experimental
      trial during the training phase of the SRTT. In addition, a
      deficit in extinction learning was observed in the
      experimental group. In the second study, it was shown that
      performance enhancements in the lesioned rats are also
      present, when a pseudorandomized stimulus presentation
      instead of a sequential stimulus presentation is used. In
      addition, lesioned rats showed a deficit in extinction
      learning when the food reward was devalued. Furthermore, a
      significant reduction of non-task-related behaviors in the
      experimental group was observed over the course of the
      training phase. In the third study, a deficit in behavioral
      flexibility after lesion of the dorsal hippocampus was
      observed in the experimental group. For this purpose, the
      rats were tested in an R-O decoupled variant of the SRTT
      after completion of the SRTT training. The data obtained from
      this work suggest that the performance improvements found in
      the SRTT are only a side effect of complex behavioral changes
      as a consequence of the lesion of the dorsal hippocampus. A
      specific explanatory approach for the observed performance
      improvements is discussed at the end of this thesis within
      the framework of the "Multiple Parallel Memory Systems"
      theory.
description: Schädigungen des Gehirns werden im
      Allgemeinen mit einer daraus resultierenden Ein-schränkung
      kognitiver Fähigkeiten in Verbindung gebracht. Diese Annahme
      wird zusätzlich von einer Vielzahl an empirischen Daten
      bestätigt, die mit Hilfe experimenteller Hirnläsionen erhoben
      werden konnten. Im Gegensatz zu funktionellen Defiziten ist
      der Befund einer Funktions- bzw. Leistungssteigerung nach
      einer Hirnläsion zwar seltener aufzufinden, stellt jedoch ein
      immer wieder auftretendes Phänomen in der
      neurowissenschaftlichen Forschung dar. Im Zusammenhang mit
      beobachteten Leistungsverbesserungen scheint vor allem der
      Hippocampus des Säugetiergehirns eine Sonderstellung
      einzunehmen. Hinweise darauf, dass eine Schädigung des
      Hippocampus in einer Leistungssteigerung der Probanden oder
      Versuchstiere resultiert, wenn diese Aufgaben mit
      spezifischen Verhaltensanforderungen bewältigen müssen,
      finden sich häufig in der Literatur wieder. Ziel der
      vorliegenden Arbeit ist es, den Einfluss von
      Hippocampus-Läsionen auf das prozedurale bzw. instrumentelle
      Lernen im Rattenmodell zu untersuchen. Hierzu wurde die
      Ratten-Version der sogenannten seriellen
      Reaktionszeit-Aufgabe (SRTT) verwendet, um das instrumentelle
      Lernen zu operationalisieren. Der Befund aus einer
      vorangegangenen Studie von Eckart et al. (2012) deutete
      darauf hin, dass Ratten mit der Läsion des dorsalen
      Hippocampus zwar Defizite des deklarativen Gedächtnisses
      aufweisen, jedoch im Paradigma des SRTT eine deutliche
      Verbesserung im instrumentellen Lernen zeigen. In der ersten
      Studie der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass
      die Verbesse-rung im instrumentellen Lernen der lädierten
      Ratten auch dann erhalten bleibt, wenn während der
      Trainingsphase des SRTT eine konstante Lernmenge für jedes
      Versuchstier eingehalten wird. Zusätzlich konnte ein Defizit
      im Extinktionslernen der Experimentalgruppe festgestellt
      werden. In der zweiten Studie konnte gezeigt werden, dass
      Leistungssteigerungen in den lädierten Ratten auch mit der
      Verwendung einer pseudorandomisierten anstatt einer sich
      wiederholenden Stimulus-Präsentation im SRTT aufzufinden
      sind. Zusätzlich zeigte sich ein Defizit im Extinktionslernen
      der lädierten Ratten auch bei einer entwerteten
      Futterbelohnung. Weiterhin konnte eine deutliche Reduktion
      der nicht-aufgabenbezogenen Verhaltensweisen in der
      Experimentalgruppe über den Verlauf der Trainingsphase
      festgestellt werden. In der dritten Studie konnte ein Defizit
      in der Verhaltensflexibilität der Versuchstiere nach einer
      Läsion des dorsalen Hippocampus festgestellt werden. Dazu
      wurden die Ratten nach Abschluss des SRTT-Trainings in einer
      R-O-entkoppelten Variante des SRTT getestet. Die erhobenen
      Daten dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die gefundenen
      Leistungs-verbesserungen im SRTT nur ein Nebeneffekt
      komplexer Verhaltensveränderungen als Folge der Läsion des
      dorsalen Hippocampus sind. Ein spezifischer Erklärungsansatz
      dafür wird am Ende der Arbeit im Rahmen der „Multiple
      Parallel Memory Systems“-Theorie diskutiert.