Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/1889/4336
Title: Neural correlates of spontaneous behaviours in the ventral premotor cortex of the freely behaving monkey
Other Titles: Correlati neurali di comportamenti spontanei nella corteccia premotoria ventrale della scimmia in libertà di movimento
Authors: Arconte, Melissa Carmelina
Issue Date: 26-Mar-2021
Publisher: Università di Parma. Dipartimento di Medicina e Chirurgia.
Document Type: Master thesis
Abstract: Gli studi neurofisiologici classici hanno permesso di ottenere informazioni fondamentali sulle basi neurali delle funzioni motorie e cognitive del sistema premotorio. Tuttavia, gli approcci tradizionali soffrono di diverse limitazioni per lo più derivanti dall’utilizzo di sistemi di registrazione via cavo: queste metodologie richiedono la restrizione dei movimenti della scimmia per rendere possibile la connessione degli elettrodi intracorticali, tramite cavi, agli amplificatori e ai dispositivi di registrazione. Pertanto, le scimmie possono svolgere solo compiti strutturati, caratterizzati da azioni e movimenti piuttosto semplici e ripetituti in condizioni artificiali, che potrebbero influenzare la validità ecologica delle conclusioni e la gamma di comportamenti che possono essere indagati. Per questo motivo, i progressi nelle neuro-tecnologie hanno portato allo sviluppo di sistemi di registrazione e stimolazione wireless, che promettono di espandere le informazioni ottenute con metodologie classiche registrando l'attività delle stesse cellule neuronali in modo continuo, per lunghi periodi di tempo e in diverse condizioni etologicamente rilevanti. In questo studio, utilizzando un sistema di registrazione wireless sincronizzato con un sistema multicamera, abbiamo registrato l'attività neurale della corteccia premotoria ventrale (nello specifico, dell'area F4) in una scimmia durante due sessioni sperimentali in cui era totalmente libera di muoversi all'interno dell'ambiente sperimentale (la NeuroEthoRoom), interagire con alcuni arricchimenti ed eseguire comportamenti spontanei. Abbiamo costruito un etogramma dei comportamenti osservabili eseguiti dalla scimmia e riscontrato un'attivazione neurale significativa durante alcuni di essi. Una hierarchical aligned clustered analysis (HACA) ha mostrato la possibilità di inferire quale comportamento stesse eseguendo la scimmia in un dato momento in base alle attivazioni neurali. Sebbene preliminari, questi risultati suggeriscono nuovi approcci per studiare le basi neurali dei comportamenti naturali dei primati. 
Classical neurophysiological studies allowed us to get fundamental insight on the neural underpinnings of motor and cognitive functions of the premotor system. However, traditional approaches suffer from several limitations, mostly arising from the tethered neural recording approaches: these methodologies require physical-restrained monkeys to make possible the connection of intracortical electrodes via cables to the amplifiers and recording devices. Thus, monkeys can only perform structured tasks characterized by fairly simple, repeated actions and movements in artificial conditions, which could affect the ecological validity of the conclusions and the range of behaviors that can be investigated. For this reason, advances in neurotechnologies have led to the development of wireless recording and stimulation systems, which promise to expand the information obtained with classical methodologies by recording the same neuronal cells’ activity continuously, for long periods of time and in different ethologically relevant conditions. In this study, using a wireless recording system synchronized with a multicamera system, we recorded the neural activity of the ventral premotor cortex (specifically, of area F4) in one monkey during two experimental sessions in which it was totally unrestrained, so it could freely move within the experimental environment (the NeuroEthoRoom), interact with some enrichment items and perform spontaneous behaviors. We built an ethogram of observable behaviors performed by the monkey and found significative neural activation during some of them. Moreover, by means of a hierarchical aligned cluster analysis (HACA), we verified the possibility of inferring which behavior the monkey was performing at a given moment by means of neural activity readout. Although preliminary, these findings open new ways to investigate the neural basis of natural primates’ behaviors.
Appears in Collections:Psicobiologia e Neuroscienze Cognitive, Tesi di laurea magistrale

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TESI MELISSA ARCONTE.pdf4.49 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons