Learning processes and the neural analysis of conditioning

Classical and operant conditioning principles, such as the behavioral discrepancy-derived assumption that reinforcement always selects antecedent stimulus and response relations, have been studied at the neural level, mainly by observing the strengthening of neuronal responses or synaptic connections. A review of the literature on the neural basis of behavior provided extensive scientific data that indicate a synthesis between the two conditioning processes based mainly on stimulus control in learning tasks. The resulting analysis revealed the following aspects. Dopamine acts as a behavioral discrepancy signal in the midbrain pathway of positive reinforcement, leading toward the nucleus accumbens. Dopamine modulates both types of conditioning in the Aplysia mollusk and in mammals. In vivo and in vitro mollusk preparations show convergence of both types of conditioning in the same motor neuron. Frontal cortical neurons are involved in behavioral discrimination in reversal and extinction procedures, and these neurons preferentially deliver glutamate through conditioned stimulus or discriminative stimulus pathways. Discriminative neural responses can reliably precede operant movements and can also be common to stimuli that share complex symbolic relations. The present article discusses convergent and divergent points between conditioning paradigms at the neural level of analysis to advance our knowledge on reinforcement

Learning processes and the neural analysis of conditioning

Classical and operant conditioning principles, such as the behavioral discrepancy-derived assumption that reinforcement always selects antecedent stimulus and response relations, have been studied at the neural level, mainly by observing the strengthening of neuronal responses or synaptic connections. A review of the literature on the neural basis of behavior provided extensive scientific data that indicate a synthesis between the two conditioning processes based mainly on stimulus control in learning tasks. The resulting analysis revealed the following aspects. Dopamine acts as a behavioral discrepancy signal in the midbrain pathway of positive reinforcement, leading toward the nucleus accumbens. Dopamine modulates both types of conditioning in the Aplysia mollusk and in mammals. In vivo and in vitro mollusk preparations show convergence of both types of conditioning in the same motor neuron. Frontal cortical neurons are involved in behavioral discrimination in reversal and extinction procedures, and these neurons preferentially deliver glutamate through conditioned stimulus or discriminative stimulus pathways. Discriminative neural responses can reliably precede operant movements and can also be common to stimuli that share complex symbolic relations. The present article discusses convergent and divergent points between conditioning paradigms at the neural level of analysis to advance our knowledge on reinforcement.(AU)

Princípios de condicionamento à luz da análise neural do estímulo antecedente / Principies of conditioning in light of the neural analysis of the antecedent stimulus

A participação de estímulos e respostas em contingências não depende de sua origem interna ou externa. O ponto relevante é que a natureza funcional dos termos da contingência baseie-se em leis comportamentais. Nesse sentido, eventos neurais são também comportamentais, e assim podem permitir a observação de mecanismos básicos da aprendizagem. No presente trabalho, fez-se o exame desses mecanismos com vistas a verificar se a base neural dos paradigmas de condicionamento respondente e operante compartilha o princípio de que o reforço seleciona relações entre estímulos antecedentes e respostas. Tais relações ocorreriam devido ao fortalecimento de conexões sinápticas que vinculam os eventos de contingências. Aqui o estímulo antecedente tem importância crítica, pois a entrada sináptica para a evocação da resposta supostamente depende do sinal por ele gerado. O estímulo antecedente é sempre o evento presente no momento em que o organismo se comporta, seja eliciando respostas reflexas, seja gerando a ocasião para a emissão de respostas operantes. Foram agrupados dados da literatura científica que propiciaram a comparação dos condicionamentos, com foco na função do estímulo antecedente. O resultado desta pesquisa abrangeu os seguintes aspectos: vias e mecanismos centrais de reforço, antecedentes neurais de resposta motora, antecedentes neurais em processos de discriminação comportamental, e plasticidade neural na aprendizagem. A literatura de bases neurais do comportamento forneceu vasto material para a análise de processos celulares e circuitos neurais envolvidos na aprendizagem, e indicou que a atividade do neurotransmissor dopamina modula o condicionamento em moluscos e mamíferos; a dopamina também atua como um sinal de discrepância comportamental nas vias neurais do reforço positivo que se dirigem a uma estrutura básica do reforço, o núcleo accumbens; neurônios corticais estão envolvidos no controle de estímulos, liberando preferencialmente glutamato pela via do estímulo antecedente, seja CS ou SD; o condicionamento respondente depende de alteração de eficácia sináptica no cerebelo de mamíferos, e não se conhece ainda se o mesmo ocorre no operante...(AU)

Efeito da administração aguda ou crônica de fluoxetina sobre a inibição latente em ratos

A inibição latente (LI) se refere ao retardo no condicionamento para o estímulo que tenha sido pré-exposto sem conseqüência. Sabe-se que o sistema dopaminérgico exerce influência na LI. A anfetamina, um agente dopaminérgico, bloqueia a LI, e o condicionamento ocorre a despeito da pré-exposição ao estímulo. Drogas neurolépticas antagonizam a dopamina e facilitam a LI, pois poucas pré-exposições são necessárias para se produzir a LI. Não há consenso, porém, sobre a participação do sistema serotoninérgico na LI. Investigou-se se a administração i.p. de fluoxetina 5mg/kg geraria bloqueio da LI, pois a fluoxetina aumenta a atividade serotoninérgica e parece aumentar a ação de agentes dopaminérgicos. Ratos privados de água passaram por um procedimento com as seguintes fases: Pré-exposição a tom; Condicionamento de tom-choque; e Teste de efeito supressivo do tom sobre a resposta de lamber. No experimento 1, analisaram-se padrões individuais que mostraram grande variação comportamental. No experimento 2, observou-se LI no delineamento de grupo a ser empregado nos experimentos subsequëntes. No experimento 3, houve administração aguda de fluoxetina antes da pré-exposição e do condicionamento. No experimento 4, a fluoxetina foi administrada cronicamente por 29 dias. Os resultados dos 3 e 4 mostraram que a fluoxetina não teve efeito sobre a LI, o que sugere que o aumento da atividade serotoninérgica e a participação de autoceptores 5-HT1 dessensibilizados por tratamento crônico não sejam fundamentais na mediação da LI (AU)