Güvercin (Columbia Livia) prefrontal korteksinin uyarıcıların ayırt edilmesindeki işlevinin nöronal ve davranışsal düzeyde incelenmesi

Abstract

Tez çalışmasında yapılan üç deneyle kuşlarda prefrontal korteksin işlevsel karşılığı olarak ele alınan NCL'in (nidopallium caudalaterale) uyarıcı ayırt etme ve kategorileme işlemlerindeki rolü, görsel sistemlerle olan ilişkisi, lateralizasyonu ve nöronal aktivite örüntüsü incelenmiştir.İlk çalışmada uyarıcı ayırt etmenin daha karmaşık bir türü olan kategorileme sürecinde NCL'in rolü ve kategorileme sürecinde etkili olabilecek diğer merkezlerle etkileşimi incelenmiştir. Bu amaçla güvercinler, insan kategorisini ayırt etmek üzere bir ?yap/yapma? görevinde eğitilmiştir. Kategori bilgisini öğrenen güvecinlerin beyin bölgeleri, ilgili bloklama koşullarına göre TTX (tetrodotoxin) ile geçici olarak bloklandıktan sonra, denekler eski ve yeni uyarıcılarla test edilmiştir. Çalışma sonuçları, hem eski hem de yeni uyarıcıların kategorilenmesinde entopallium ve NCL arasındaki etkileşimin gerekli olduğunu; hipokampüsün ise entopallium üzerinde inhibe edici bir etkisi olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca çalışma bulguları, entopalliumun öğrenme sürecinde NCL'den aldığı geribildirimler sonucunda eski uyarıcıların kategorilenmesinde etkili olabildiğini göstermiştir. Bununla birlikte, bulgular sağ NCL'in bellek-temelli kategorileme; sol NCL'in ise prototip temelli kategorileme stratejisini kullandığına işaret etmiştir.Tek-hücre kaydı yönteminin kullanıldığı Deney II'de daha basit bir renk ayırt etme görevinde sağ ve sol NCL'deki nöronların pozitif (CS+) ve negatif (CS-) uyarıcı olarak yer alan renklere verdikleri tepkiler incelenmiştir. Çalışma bulguları genel olarak sağ NCL'de uyarıcılara tepkisel olan daha fazla nöron olduğunu göstermiştir. NCL'de koşulsuz uyarıcı (US) olarak sunulan suya, pozitif ve negatif uyarıcılara tepkide bulunan nöronların olduğu bulunmuştur. Ayrıca bir grup nöronun CS+ ve CS-yi ayırt edebildiği gözlenmiştir. Deney II'de elde edilen bulgular, NCL'deki nöronların uyarıcıların kodlanmasında ve ayırt edilmesinde rol oynadığını göstermiştir.Son çalışmada ise, güvercinler görsel alanlara ilişkin olarak yapılan interoküler transfer ve NCL'in ilişkili olduğu bilinen tersini öğrenme görevlerinde test edilmiştir. Deney II'de yapılan uyarıcı ayırt etmesi sırasında hangi hemisfere görsel bilgi akışının daha fazla olduğunu belirlemek için yapılan transfer görevinde, sol hemisfere daha fazla transfer olduğu gözlenmiştir. Tersini öğrenmede ise sol göze sunulan uyarıcılara ilişkin daha hızlı ayırt etme gerçekleştiği gözlenmiştir. Deney III'e ilişkin bulgular sağ hemisferin tersini öğrenmede rol oynayabileceğine işaret etmiştir.Genel olarak bulgular NCL'in uyarıcı ayırt etme ve kategorilemedeki önemini göstermiş; ayrıca sağ ve sol NCL'in farklı işleme stratejilerini kullanmak üzere özelleştiklerine işaret etmiştir.

With the three experiments presented in the proposed thesis, the role of NCL (nidopallium caudalaterale) which is considered as the functional equvailent of PFC in birds, it?s lateralization, neuronal activity patterns and it?s interections with the visual systems were investigated in stimulus discrimination and categorization context.In the first study, the role of NCL and it?s interactions with the other structures that may be effective in categorization process which is a more complex type of stimulus discrimination were investigated. The pigeons were trained in a ?go/nogo? task in order to discriminate the ?human? category. The subjects were tested with the old and the new stimuli after their brain regions were blocked temporarily by the injections of TTX (tetrodotoxin) according to the blocking conditions. The results of the study suggested that the interaction between entopallium and NCL was needed in order to categorize the old and the new stimuli and hippocampus has an inhibitory effect on entopallium. Furthermore, findings pointed out that entopallium can be effective in the categorization of the old stimuli by using feedbacks from NCL during the training phase. Additionally, findings showed that right NCL uses memory-based categorization strategy while, left NCL uses prototype-based categorization strategy.In experiment II, single-cell recording technique was used in a simple colour discrimination task. The responses of the left and right NCL neurons for the positive (CS+) and negative (CS-) stimuli were investigated. Findings showed that there were more reponsive neurons for the stimuli in the right NCL. Some NCL neurons were found to be responsive for the US, the positive stimuli or the negative stimuli. A group of neurons could discriminate CS+ and CS-. The findings of Experiment II indicated that NCL neurons play an important role in stimulus coding and stimulus discrimination.In the last experiment, the pigeons were tested in inter-occular transfer task which is related with the visual system and in reversl learning task which is also known as a function of NCL. For the transfer task, it was found that more visual information is transferred from right to the left hemisphere. The reversal learning performance was found to be better for stimuli presented to the left eye. The findings of Experiment III pointed out that the right hemisphere may play a role in reversal learning.Overall findings indicated importance of NCL in stimulus discrimination and categorization; furthermore the data showed that the right and the left NCL are specialized in different processing strategies.