《Neuropsychologia》：Prevalence and modulation of rat off-track head scanning on linear tracks: possible implications for representational and dynamic properties of hippocampal place cells
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佩顿·J·戴维斯|斯蒂芬·T·琼斯|弗朗切斯科·萨韦利美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯大学圣安东尼奥分校神经科学、发育与再生生物学系摘要海马体位置细胞对不同环境的（重新）映射被认为反映了偶然学习。大鼠的“头部扫描”是一种自发的、具有探索性的行为，能够触发位置细胞的放电。该行为在
佩顿·J·戴维斯|斯蒂芬·T·琼斯|弗朗切斯科·萨韦利
美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯大学圣安东尼奥分校神经科学、发育与再生生物学系
摘要
海马体位置细胞对不同环境的（重新）映射被认为反映了偶然学习。大鼠的“头部扫描”是一种自发的、具有探索性的行为，能够触发位置细胞的放电。该行为在（近似）圆形轨道上进行了研究，人们推测，在使用更常见实验装置的研究中，轨道外的头部扫描可能被忽视或无意中抑制了。为更好地了解轨道外扫描的普遍性和重要性，我们在有视觉标志物的房间里让大鼠在直线轨道上奔跑，并对其进行了研究。即使在非常熟悉的条件下，以及只在轨道两端给予奖励的情况下，大鼠也会进行轨道长度范围内的扫描。因此，这种行为的出现并不需要同时出现的奖励。在新的房间里，大鼠的扫描频率显著增加，但在该房间内的每日实验过程中，扫描频率又会急剧下降。每天实验开始时的短暂上升部分抵消了这一下降趋势，形成了类似之前关于位置细胞可塑性的观察结果的“起伏”曲线。因此，位置细胞在类似环境变化中发生的（重新）映射，很可能得益于扫描增加所引发的新位置场的形成。这样一来，探索性行为就可能对海马体表征的表示特性和动态特性起到因果作用。探讨这些可能性有助于理解认知地图的偶然形成与更新。
章节节选
引言
海马体位置细胞能够在不同的环境、情境或行为条件下共同构建独立的地图（Bostock等人，1991；Moita等人，2004；Leutgeb等人，2005；Wills等人，2005；Alme等人，2014）。这种（重新）映射过程被认为反映了那种“是渐进的……因为不一定会在行为中表现出来而具有潜伏性，又因为在没有明确奖励的情况下发生而属于偶然学习”的学习方式（O’Keefe，2007，第11章，第514页）。
实验对象
实验用长尾大鼠从Inotiv实验室购买，抵达后需在德克萨斯大学圣安东尼奥分校实验动物资源中心的饲养室中适应至少七天（见图1A）。这些大鼠处于12小时黑暗/12小时光照的周期中，所有的操作、训练和实验都在光照时段内进行（07:00 – 19:00）。雌性大鼠体重为175 – 199克，雄性大鼠体重为200 – 224克，实验开始时它们的年龄分别约为八周和五周。
结果
我们研究了大鼠在直线轨道上奔跑以获取食物奖励时的“轨道外”采样行为，这些奖励要么分布在整个轨道上（“DIST”组，n=8），要么只出现在轨道的两端（“ENDS”组，n=4）。我们在三种不同环境新颖度条件下对这种行为进行了量化：（1）进行训练的熟悉房间（“PRE”组）；（2）移除或重新排列部分视觉标志物后的同一房间（线索操纵组，“CM”组）；（3）另一个（全新的）房间。
讨论
长期以来，导航研究一直认为构建地图的任务本质上是循环的（Gallistel，1990；McNaughton等人，1995、1996；Etienne等人，1996；Kuipers，2000；Thrun等人，2005）。在真实地图或认知地图上标记地标需要确定感知这些地标的观测点的位置，这就需要自我定位——而自我定位本身又以地图为前提。机器人学中为解决这一循环问题而设计的递归概率解决方案（
CRediT作者贡献说明
斯蒂芬·T·琼斯：写作——审阅与编辑，可视化，验证，软件，方法论，研究，数据整理。弗朗切斯科·萨韦利：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，监督，方法论，正式分析，概念构思。佩顿·J·戴维斯：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，软件，项目管理，方法论，研究，正式分析，数据整理
致谢
我们感谢罗伯托·贝纳维德斯在实验装置制作方面的帮助；Emily Le、罗伯托·贝纳维德斯、Priya Raja、Anna Varchuk在实验中的协助；Kimberly Christian对手稿的意见。本研究得到了德克萨斯大学圣安东尼奥分校的资助。
