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  • 한국과학기술정보연구원(KISTI) 서울분원 대회의실(별관 3층)
  • 2024년 07월 03일(수) 13:30
 

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고전적으로 조건화된 해마 신경다단위활동의 적핵 손상후 변화

Effect of the red nucleus lesion on the hippocampal multiple unit activity

한국심리학회지: 인지 및 생물 / The Korean Journal of Cognitive and Biological Psychology, (P)1226-9654; (E)2733-466X
1995, v.7 no.1, pp.78-91
류재욱 (고려대학교 심리학과)
조선영 (고려대학교 심리학과)
김현택 (고려대학교 심리학과)
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초록

토끼의 순막 고전적 조건화동인 해마에서 기록되는 신경다단위활동은 학습이 진행되는 동안 조건반응의 출현을 앞서서 예고해주는 식으로 변화해간다. 학습과 관련된 이러한 해마의 신경반응은 순막 고전적 조건화에 결정적인 뇌구조물로 알려져있는 소뇌 중간핵을 필요로 한다. 즉 소뇌 중간핵을 손상시키면 해마의 신경반응은 조건화되지 않으며 이미 조건화되었던 신경반응도 사라진다. 그러나 소뇌 중간핵은 학습과 연관된 신경가소성이 형성되는 신경구조물중의 하나인 까닭에, 소뇌 중간핵을 손상한 경우에는 소뇌의 신경가소성이 수립되지 않으므로, 해마에 미치는 영향이 어떤 신경적 경로를 통해 일어나는지 설명하기가 곤란하다. 본 연구에서는 소뇌 중간핵의 주요 원심성 구조물인 적핵을 손상한 후 해마에서 학습과 관련된 신경반응이 발달하는지를 살펴보았다. 적핵을 손상하면 행동적 조건반응은 나타나지 않지만 소뇌 중간핵의 조건화된 신경반응은 발달하므로, 학습은 이루어지지만 행동적 조건반응의 수행이 차단되는 경우라고 볼 수 있다. 조건화 이전에 우측 적핵을 전해질 손상시킨 토끼들은 좌측 순막조건화훈련(CS:550ms 소리자극, US:100ms 공기분사, ISI:450ms) 8회기에 이르기까지 거의 행동적 조건반응을 보이지 않았으며, 조건자극 제시 기간동안 해마의 신경다단위활동 증가 또한 보이지 않았다. 훈련을 우측으로 전이시키지 행동적 조건반응의 출현과 함께 해마에서 학습과 관련된 신경반응을 보였다. 좌측으로 훈련을 재전이 시킬 경우 우측전이시에 발달한 해마반응과 행동반응은 다시 사라졌다. 이러한 결과는 소뇌로부터의 학습정보가 적핵을 통해서 해마의 조건화된 신경반응의 발달에 영향을 미침을 시사하며, 소뇌와 해마의 기능을 모사하는 인공신경망 연구에 위계적 모형을 제공해준다.

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Abstract

Sears et al. showed that learning-related multiple unit activity (MUA) developing in the hippocampus during the classical conditioning of nictitating membrane response depends on the intactness of the cerebellar interpositus nucleus, that was confirmed by our recent study. The cerebellar interpositus nucleus is known to be an essential neural structure for this conditioning, and a place representing time-amplitude neural model of the conditioned response(CR). Lesioning the interpositus nucleus, therefore, abolishes the learning itself and as a result, the hippocampal MUA can not develop. In case the red nucleus, the principal output pathway of the interpositus nucleus is lesioned, the learning-related MUA in the interpositus nucleus can be recorded, which is possibly interpreted as the learning is established but the performance of CR is blocked. The present study was conducted to determine if the learning-related MUA could be developed in the hippocampus after lesioning the red nucleus, the target of the interpositus nucleus. Experimental rabbits were given unilateral electrolytic lesions of the red nucleus before the conditioning sessions (CS: 550msec tone, US: 100msec air puff, ISI: 450msec). Experimenal rabbits showed less than 8% CRs by the end of the 8th session, whereas the control animals showed on the average more than 80% CRs by the 4th session (F[1,10]=187.84,p<0.01). The control group showed typical increase of hippocampal MUA in the process of learning, while the group with the red nucleus lesion did not showed the increases of hippocampal MUA in the CS period(F[1,10]=10.67,p<0.05). These results suggest that the learning-related input from the interpositus nucleus via the red nucleus may play a critical role for the normal MUA development in the hippocampus.

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한국심리학회지: 인지 및 생물