Abstract We present an analysis of the spatiotemporal dynamics of the oscillations in the electric potential that arises from neural activity. Depending on the frequency and phase of oscillations, these dynamics can be characterized as standing waves or as out-of-phase and modulated waves, which represent a combination of standing and moving waves. We characterize these dynamics as optical flow patterns, in terms of sources, sinks, spirals and saddles. Analytical and numerical solutions are compared with real EEG data acquired during a picture-naming task. Analytical approximation of standing waves allows us to establish some properties of pattern location and number. Namely, sources and sinks have mainly the same location, while saddles are located between them. The number of saddles correlates with the sum of all the other patterns. These properties are confirmed in both the simulated and real EEG data.

Ingestive behavior is driven by negative internal hunger and thirst states, as well as by positive expected rewards. Although the neural substrates underlying feeding and drinking behaviors have been widely investigated, they have primarily been studied in isolation, even though eating can also trigger thirst, and vice versa. Thus, it is still unclear how the brain encodes body states, recalls the memory of food and water reward outcomes, generates feeding/drinking motivation, and triggers ingestive behavior. Here, we developed an INstrument for Gauging Eating and Thirst (INGEsT), a custom-made behavioral chamber which allows for precise measurement of both feeding and drinking by combining a FED3 food dispenser, lickometers for dispensing liquid, a camera for behavioral tracking, LED light for optogenetics, and calcium imaging miniscope. In addition, in vivo calcium imaging, optogenetics, and video recordings are well synchronized with animal behaviors, e.g., nose pokes, pellet retrieval, and water licking, by using a Bpod microprocessor and timestamping behavioral and imaging data. The INGEsT behavioral chamber enables many types of experiments, including free feeding/drinking, operant behavior to obtain food or water, and food/water choice behavior. Here, we tracked activity of insular cortex and mPFC Htr3a neurons using miniscopes and demonstrate that these neurons encode many aspects of ingestive behavior during operant learning and food/water choice and that their activity can be tuned by internal state. Overall, we have built a platform, consisting of both hardware and software, to precisely monitor innate ingestive, and learned operant, behaviors and to investigate the neural correlates of self-motivated and learned feeding/drinking behaviors.