Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the ratActivité électrique hippocampique et mouvement volontaire du rat

https://doi.org/10.1016/0013-4694(69)90092-3Get rights and content

Abstract

Stainless steel macro-electrodes were chronically implanted in 24 adult male hooded rats. EEG recordings were taken from the hippocampal formation, diencephalon and neocortex and were correlated with observations of spontaneous or conditioned behavior. Trains of rhythmical 6–12 c/sec waves in the hippocampus and medial thalamus precede and accompany gross voluntary types of movement such as walking, rearing, jumping, etc. Behavioral immobility (in the alert state) and automatic movement patterns such as blinking, scratching, washing the face, licking or biting the fur, chewing food or lapping water are associated with irregular hippocampal activity. Small movements, such as shifts of posture or isolated movements of the head or limbs occurring during immobility, or during grooming or feeding behavior, are associated with rhythmical activity of reduced amplitude and lowered mean frequency. A shock avoidance response is preceded by an increase in wave frequency. Peak frequency is reached just before the occurrence of the motor response. It is suggested that rhythmical slow activity in the hippocampus and diencephalon are the electrical sign of activity in a forebrain mechanism which organizes or initiates higher (voluntary) motor acts. No support is found for previous suggestions that such waves are specifically related to generalized arousal, orienting responses, learning, attention or approach behavior.

Résumé

Des macro-électrodes d'acier inoxydable ont été implantées chroniquement chez vingt-quatre rats adultes mâles. Des tracés EEG ont été recueillis au niveau de la formation hippocampique, du diencéphale et du néocortex et ont été corrélés aux observations du comportement spontané ou conditionné. Des trains d'ondes rythmiques de 6–12 c/sec au niveau de l'hippocampe et du thalamus médian précèdent et accompagnent des types de mouvements volontaires globaux tels que marcher, se dresser, sauter, etc. L'immobilité comportementale (en état d'alerte) et les patterns de mouvements automatiques tels que le clignement, le grattage, le nettoyage du museau, le fait de lécher ou de mordre sa fourrure, le fait de mâcher de la nourriture ou de lapper de l'eau s'associent à une activité hippocampique irrégulière. Les petits mouvements, tels que changements de posture ou mouvements isolés de la tête ou des membres survenant sur un fond d'immobilité ou pendant un comportement de toilette ou d'alimentation, sont associés à une activité rhythmique d'amplitude réduite et de fréquence moyenne abaissée. Une réponse d'évitement d'un choc électrique est précédée par une augmentation de fréquence des ondes. La fréquence maximum est atteinte juste avant la survenue de la réponse motrice. Lesauteurs formulent l'hypothèse que l'activité lente rythmique de l'hippocampe et du diencéphale sont le signe électrique de la mise en jeu d'un mécanisme du cerveau antérieur qui organise ou induit les actes moteurs plus élaborés (volontaires). L'auteur ne trouve aucune confirmation des hypothèse antérieures selon lesquelles de telles ondes seraient spécifiquement corrélées à un arousal généralisé, à des réponses d'orientation, à l'apprentissage, à l'attention ou à un comportement d'approche.

References (44)

  • M. Radulovački et al.

    The hippocampus and the orienting reflex

    Exp. Neurol.

    (1965)
  • C. Stumpf

    Drug action on the electrical activity of the hippocampus

    Int. Rev. Neurobiol.

    (1965)
  • C. Stumpf

    The fast component in the electrical activity of rabbits' hippocampus

    Electroenceph. clin. Neurophysiol.

    (1965)
  • L.E. White

    A morphologic concept of the limbic lobe

    Int. Rev. Neurobiol.

    (1965)
  • N. Yoshii et al.

    Studies on the neural basis of behavior by continuous frequency analysis of EEG

  • W.R. Adey

    EEG studies of hippocampal system in the learning process

  • W.R. Adey et al.

    Subthalamic lesions: Effects on learned behavior and correlated hippocampal and subcortical slow-wave activity

    Arch. Neurol. (Chic.)

    (1962)
  • K. Akert

    Diencephalon

  • L.M.N. Bach et al.

    The vestibular nuclei as an excitatory mechanism for the cord

    J. Neurophysiol.

    (1947)
  • K. Breland et al.

    Animal behavior

  • R. Corazza et al.

    Central course of the afferent system eliciting the theta rhythm in the cat's hippocampus upon sciatic stimulation

    Helv. physiol. pharmacol. Acta

    (1963)
  • A. Dalton

    Hippocampal electrical activity in operant conditioning

  • Cited by (0)

    This research was supported by a grant from the National Research Council (APB-118).

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