De rol van de prefrontale cortex, hippocampus en visuele cortex in categorie leren bij de rat.

Probleemstelling en doelstellingen Ervaringsafhankelijke plasticiteit in de neocortex van zoogdieren vormt de neurale basis van leren en geheugen. Categorisatie is een vorm van complex leren, die ons toelaat concurrerende stimuli van elkaar te onderscheiden. Een veel gebruikte taak om leerproblemen op te sporen is de visuele prototype-distortion taak. In deze taak moet een patroon van cirkels gecategoriseerd worden als horende bij #A# of #B# (de #A versus B taak#) of als horende bij categorie A of niet (de #A, niet A# taak). De leerprocessen die hiervoor aangewend worden, steunen op activiteit van de prefrontale cortex (PFC) en hippocampus (HC). Patiëntenstudies (vb. schizofrenie, de ziektevan Alzheimer) hebben uitgewezen dat ook de visuele cortex (VC) een cruciale rol heeft in deze leerprocessen, waarbij deze meer activiteit vertoont bij de #A, niet A# taak. Ondanks de extensieve studies omtrentde betrokkenheid van verschillende hersenregio#s blijven de cellulaire en moleculaire mechanismen van deze leerprocessen grotendeels ongekend en bestaan er geen muriene prototype-distortion testen. Wij proberen meerinzicht te krijgen in de algemene processen van leren en geheugen, wat de kans biedt om cognitieve problemen verbonden aan meerdere aandoeningen aan te pakken. In dit project stellen we ons dan ook tot doel om de prototype-distortion gedragstesten voor rodentia op punt te stellen en de activiteit in de PFC, HC en VC na te gaan. De hypothese is hier dat de #A, niet A# taak minder zal steunen op activiteit van de PFC en meerop activiteit van de HC en VC in vergelijking met de #A vs. B# taak. Differentiële expressieanalyse van membraaneiwitten in de PFC zal onseen eerste inzicht geven in de moleculaire mechanismen verantwoordelijkvoor het leerpatroon in de twee taken. Methodiek De gedragstesten zullen uitgevoerd worden in een trapezoïde waterbad, waarbij tussen de twee schermen met stimuli een scheidingswand geplaatst is. In beide taken wordt telkens één stimulus geassocieerd met een verborgen platform (#A#in de #A, niet A# taak en #A# of #B# in de A vs. B taak). Dieren vertrekken aan de andere zijde van het waterbad en zullen bij het aankomen aan de scheidingswand moeten beslissen bij welke stimulus het verborgen platform hoort. Het verschil in activiteit in de PFC, HC en VC tussen de twee taken zal nagegaan worden met in situ hybridisatie (ISH) voor de neuronale activiteitsmerker zif268 en cresyl violet-kleuringen om de verschillende hersenregio's te onderscheiden. In de PFC zullen we op basis van de ISH resultaten elektrolytische letsels aanbrengenom het belang van de PFC verder aan te tonen op een causale manier. Om de expressie van membraaneiwitten in de PFC in functie van de taak te onderzoeken, zullen we gebruik maken van een gel-vrije differentiële proteomics strategie en massaspectrometrie. Samenwerkingen In dit project wordt voor gedrag samengewerkt met Prof. dr. Rudi D'Hooge en met Prof. Dr. Balshun voor complementaire electrofysiologische analyses (BiologischePsychologie) in het kader van een overkoepelend GOA project (GOA12/008).