Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

En Lateralized Lukt Learning Model hos neonatala råttor för Dissecting Neural strömkrets Stödja Minnes Formation

Published: August 18, 2014 doi: 10.3791/51808
* These authors contributed equally

Introduction

Olfaction är den primära sensoriska modalitet hos gnagare, utan vilken de inte skulle kunna lyckas navigera eller överleva i sin miljö. Det är särskilt viktigt för neonatal valpar, som varken kan se eller höra under den första postnatal veckan, för att använda olfaction för att lokalisera sin mamma att föda 1. Som ett resultat kan neonatala råttungar kondition föredra lukter med enkla experimentella manipulationer. En mängd olika stimuli har använts som obetingat stimulus (UCS) för att inducera betingade reaktioner på nya lukter (rade stimulans, CS) hos nyfödda, inklusive häckningsmiljö 2,3, mjölk diar 4-6, stryker eller taktil stimulering 7- 12, svans nypa 13, moderns saliv 13, mild fotchock 14-18, och intrakraniell hjärnstimulering 19. Den aktuella studien använder en väletablerad tidiga lukt företräde paradigm där en doft, i det här fallet pepparmynta, jags som kombineras med taktil stimulering för att producera en preferens för pepparmynta 24 h senare 10,11,20. Dessa lukter minnen är beroende av intakta lukt kretsar, främst bland lukt glödlampor (OB) 21-23 och den främre piriform cortex (APC) 24,25.

Experimentella undersökningar av tidiga luktpreferens inlärning ha fördjupat och breddat vår förståelse av de molekylära och fysiologiska grunderna för ett däggdjurs minne. Detta däggdjur modell har flera fördelar i att studera minnesmekanismer. Först har de neurala källor UCS signal identifierats. Olika stimuli som nämnts ovan stimulerar locus coeruleus noradrenalin frigör 26, vilket i sin tur aktiverar flera adrenoceptorer i OB och aPC, orsakar cellulära och fysiologiska effekter som stöder lärande 22,27,28. För det andra, minnesstödjande mekanismer ske i väldefinierade laminära neurala strukturer. Denenkelhet lukt kretsarna hos neonatala råttor ger forskare med idealisk ram som att avslöja de intrikata processer relaterade till synaptisk plasticitet. Lukt sensoriska neuron (OSN) i luktepitel projekt till mitralis / tuftade celler i OB och dessa mitralis / tuftade celler i sin tur projekt ipsilateralt till piriform cortex (PC) via den laterala luktorganen (LOT), bland andra strukturer 29. Både OSN synapser i OB 30,31 och LOT synapser 24,25 i aPC har identifierats som kritiska loci för synaptiska förändringar som stöder lärande och minne. För det tredje, i tidig ålder hos råttor, lukt ingångar kan lätt lateralized. Varje aPC har tillgång till bilaterala luktinformation via den främre commissure gång denna vita substansen är helt bildas vid postnatal dag 12 (PD12) 32. Innan PD 12, kan lukt ingång isoleras för att ipisilateral OB och aPC genom enstaka Naris ocklusion 24,25,31,33,34 </ Sup>. Enkel Naris ocklusion medger lukt minnesbildning från den öppna Naris, och förhindrar på samma minne från den ockluderade Naris tidigare till PD 12 33. Lukt minne isoleras till den ipsilaterala hemisfären inbegripet både OB och aPC. Därför kan varje råtta valpen vara sin egen kontroll för lärande och ligger till grund för fysiologi.

I den aktuella studien är den lateralized tidiga luktpreferens inlärning protokoll införs. Denna metod fungerar som ett kraftfullt verktyg för att studera neurala mekanismer som underbygger lukt lärande genom att ge en intra-djurkontroll 24,25,31, vilket minskar både antalet djur som krävs och den allmänna variationen. Naris ocklusion är reversibel i att fettet eller näsa plugg kan anbringas och avlägsnas med minimal stress eller skada på djuret. Här, först, är detaljerade förfaranden för tidiga lukt föredrar träning och testning beskrivs, med fokus på den lateralized protokoll med enstaka Naris ocklusion med en nose plugg. Då resultaten presenteras för att demonstrera effektiviteten av enstaka Naris ocklusion isolera lukt input och producera lateralized luktminne. Slutligen är de potentialer med att använda denna lateralized inlärningsmodell för att studera fysiologiska förändringar i luktsystemet som både genererar inlärning och support minnesuttryck diskuteras.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Sprague Dawley (Charles River) ungar av båda könen används. Kullar avlivas till 12 på PD1 (födelse är PD0). Dammarna bibehålls på en 12 h ljus / mörker-cykel med fri tillgång till mat och vatten. Experimentella förfaranden har godkänts av Memorial universitets Institutional Animal Care kommittén.

1 Nose Plug Konstruktion

OBS. Denna procedur anpassats och ändrats från Cummings et al (1997) 35.

  1. Aquire polyetylen-20 slang och 3-0 silke suturtråd.
  2. Skär en liten bit av polyeten-20 slang till ca 0,8 mm.
  3. Gäng silkesutur genom det beredda slangen så att det finns tråd på endera sidan av den del av slangen.
  4. På en ände av tråden utanför pluggen, knyta en knut i tråden.
  5. Dra den del av slang ner över knut på tråden. Knuten ska lämna in i slangen.
  6. Trimma båda ändarna av tråden, så att ~ 2 mm av tråden utskjuter från en ände av slangen (se figur 1A).

2. Naris ocklusion före träning

  1. Ta valpen från dammen och placera i en säker skål täckt med regelbunden strö.
  2. Använd en bomullsspets ansökan att badda en lokalbedövning gelé, 2% Xylocain, på Naris som skall tillslutas.
  3. Låt valpen att vila i skålen för ~ 3 min.
  4. Håll valpen försiktigt men säkert i den icke-dominanta handen.
  5. Använda den dominerande handen, plocka upp en näsa plugg och badda samma lokalbedövning gelé runt spetsen som tråden inte sticker ut. Detta kommer att fungera som både bedövningsmedel för eventuella smärre smärtor i samband med kontakt insättning och kommer att fungera som ett smörjmedel inuti Naris. OBS: Effekten av Xylocain börjar inom ett par minuter och varar 20-30 minuter. Valpar i allmänhet visar god tolerans för plug insättning efter xylokain gelé ansökan (mMinimipris kämpar och läte).
  6. Försiktigt in näsan kontakten genom ett fast grepp om valpen och långsamt roterande kontakten med mycket milda tryckningar tills kontakt är helt införd och endast 2 mm tråden sticker ut från Naris (se Figur 1B). Det bör inte finnas någon blödning från endera Naris under denna process. Ungar med blödningar under näsan plug insättning exkluderas och återvände till dammar
  7. Låt djuret att vila i denna maträtt i 5 min för att vänja till pluggen.
  8. Ta valpen från tillvänjning skålen och börja konditione paradigm 24.

Figur 1
Figur 1 Konstruktion av en näsa plugg. A) Schematics visar stegen för framställning av en näsa plugg. En tråd dras genom polyeten slang; en knut görs och pulleds in i mitten av röret för att blockera den; två ändar skärs med en 2 mm rest i ena änden av slangen. B) Främre och sidoutsikt över en råtta med en näsa plugg i ena Naris.

3. Doftande Bedding Framställning

  1. Iklädd nya handskar och i ett dragskåp för att förhindra förorening lukt, placera 500 ml flis strö i en plastpåse.
  2. Använd en spruta för att utarbeta 0,3 ml pepparextrakt, och spraya det över strö i plastpåsen.
  3. Knyt påsen stängd, skaka påsen kraftigt och låt strö vila i påsen i 5 min.
  4. Placera doftande sängkläder på ett klart, grunt, akrylträningslåda (20 x 20 x 5 cm 3, figur 2A) upptäckts i ett dragskåp i 5 minuter före användning. När strö är beredd, kassera dessa handskar, och låt inte dessa handskar för att komma i kontakt med djuren.
  5. Placera oparfymerade sängkläder på en identisk klar plastlåda, och enSe till att den inte kommer i kontakt med den doftande sängkläder eller begagnade handskar.

4. Lukt Conditioning Paradigm (Se bild i figur 2A)

Ungar genomgår antingen en enda konditione session på PD 6, eller flera provtillfällen (en session per dag, PD 3-6).

  1. Placera habituated valpen på doftande sängkläder. För kontroll lukt endast (O / S -) valpar, lämna dessa valpar på sängkläder i 10 minuter, sedan vidare till steg 4,5. För experimentell lukt + stroke (O / S +) valpar, fortsätter att följande steg i det här avsnittet.
  2. Stroke valpen i 30 sekunder med hjälp av en liten pensel. Använd snabba cirkulära rörelser främst runt den bakre regionen av valpen.
  3. Låt valpen vila i 30 sekunder.
  4. Upprepa steg 4.2 och 4.3 för totalt 10 min (dvs 10 ligaspel strök + lukt).
  5. Ta valpen från konditione rutan, ta bort näsan pluggen och tillbaka valpen till dammen.
<p class = "jove_title"> 5. Lateralized Lukt Preference Testing (Se bild i figur 2B)

Testning sker vid olika tidpunkter (t.ex. 24 eller 48 timmar) efter sista träningspasset. Testning utförs i rostfritt stål test kammare (30 x 20 x 18 cm 3), som placeras på toppen av två träningsboxar (träningsruta beskrivs i 3.4), åtskilda av en 2 cm neutral zon. En tränings låda innehåller pepparmynta-doftande sängkläder medan den andra rutan innehåller ren, oparfymerad sängar. Golvet i testkammaren är ett metallgaller, som sedan täcks av ett borttagbart ark av plast mesh (Figur 2B).

  1. Förbered en pepparmint och en oparfymerad strö enligt avsnitt 3, och placera varje rutan under motsatta sidor av testkammaren, 2 cm från varandra. Placera plastnät på metall-gallergolvet av testkammaren.
  2. Ta valpen från dammen och placera en fast klick luktfri silikonfett på Narissom är tilltäppt under träning. Re-lager fett under hela första testproceduren efter behov. OBS: Random Naris ocklusion under träning och testning kan anses att undvika partiskhet.
  3. Placera pup i den neutrala zonen av testkammaren.
  4. Låt valpen utforska kammaren under 1 minut, inspelning hur länge valpen bringade över två sidor av kammaren (dvs. över pepparmynta eller neutralt doftande sängkläder).
  5. Låt valpen vila i 1 min i en täckt plast innehav kammaren.
  6. Upprepa steg 5.2 och 5.3 för totalt 10 min (dvs 5 prov, separerade med 5 vila försök) byter den inledande orientering valpen i kammaren för att kontrollera för riktningsinställningar.
  7. Omedelbart efter testning, torka bort fettet från Naris.
  8. Sätt i en polyeten noseplug i motsatt Naris enligt avsnitt 2 och låta djuret vila i 10 min.
  9. Testa valpen återigen som i 5.3 -5.6, ta bort pluggen, och skicka tillbaka valpen till dammen. Avlägsna och rengör plastnät av testkammare med 95% etanol och låt vätskan avdunsta. Placera mask tillbaka innan du testar nästa valp.
    OBS: Applicera silikonfett vid första Naris ocklusion under testningen förhindrar risken för blödning och stress i samband med näsa plugg insättning.

Figur 2
Figur 2 Tidig lukt föredrar träning och testning. A) Tidig lukt föredrar träning med hjälp av lukt + strök paradigm. B) Två val lukt föredrar testning med peppar strö på ena sidan, kontrollera oparfymerat strö på den motsatta sidan. En 2 cm neutral zon placeras i mellan.

6 Testa effektivitet Single Naris ocklusion

nt "> är Detta experiment utfördes för att bestämma om enstaka Naris ocklusion leder till lateralized aktivering av luktsystemet.

  1. Utför ensidiga Naris ocklusioner på PD 6 eller 7 valpar som beskrivs i avsnitt 2.
  2. Efter ~ 5 min tillvänjning, placera valpen i en täckt plastförpackning och utsätta den för 30 ^ ren pepparmynta olja indränkt i en bit vävnad i 10 min.
  3. Omedelbart efter pepparluktexponering, injicera valpen intraperitonealt (ip) med kloralhydrat (400 mg / kg) som en narkos eller pentobarbitol, (150 mg / kg).
  4. En gång helt bedövad (visar inget svar på svansen eller fot nypa), transcardially BEGJUTA valpen med iskalla lösningar av saltlösning (0,9%) för ~ 1 min, följt av paraformaldehyd (4%, upplöst i 0,1 M fosfatbuffertlösning, PBS ).
  5. Efter 10 min av paraformaldehyd perfusion, samla hjärnan och placera den i paraformaldehyd över natten vid 4 ° C, därefter transfer hjärnan till en sackaroslösning (20% i PBS) under ytterligare 24 tim.
  6. Skär koronalt hjärnan skivor på 30 ìm tjocklek med en kryostat. Samla OB och PC skivor och montera på gelatinbelagda diabilder, följt av standard immunohistokemi färgning för pCREB kroppen 21,25,30.

7 Testa reversibilitet Single Naris ocklusion

Detta experiment testar om den blockerande effekt är reversibel vid 24 h efter avlägsnande av näsan plugg.

  1. Utför ensidiga Naris ocklusioner på PD 6 eller 7 valpar som beskrivs i avsnitt 2.
  2. Efter 15 min (motsvarande varaktighet Naris ocklusion under träning - 5 min tillvänjning + 10 min träning), ta bort näsan kontakten, och återgå valpen till dammen.
  3. 24 timmar senare, utsätta valpen till pepparmynta doft i en täckt plastbehållare i 10 min enligt beskrivningen i 6.2.
  4. Följ samma steg i sektjoner 6,3-6,6.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Här granskar vi några av de tidigare fastställda resultat 24 att demonstrera effektiviteten av Naris ocklusion isolera lukt input och lära sig att ena hjärnhalvan, samt möjligheten att bota denna metod.

Single Naris ocklusion under tidig lukt företräde utbildning leder till en lateralized luktminne 24. Minnet är begränsad till skonas Naris (Figur 3). När valparna testas för lukt företräde med samma Naris tilltäppt som under träning, de visar preferens för rade lukt (t.ex. pepparmynta). När valparna är testade med motsatta Naris tilltäppta, de visar någon preferens för rade lukt. Tillsammans är dessa resultat tyder på att en lukt företräde minnet bildas och uttrycks i skonas Naris som genomgick lukten + strök associativa conditioning.

Figur 3 Figur 3 Single Naris ocklusion inducerar lateralized lukt lärande. Beteende protokoll visas i den övre panelen. Lukt + strök (O / S +) eller lukt enbart (O / S -) djur med enkel Naris tilltäppt under utbildningen, genomgick lukt föredrar testning först med samma Naris tilltäppt sedan med det motsatta Naris tilltäppt. Den nedre panelen visar andelen tid över peppardoftande strö mellan olika grupper i en två val lukttest. * P <0,05. Felstaplar, medelvärde ± SEM. Återgiven från Fontaine et al. J. Neurovetenskap (2013) med tillstånd.

De lateralized lukt träningsresultat i lateralized aktivering av luktsystemet under luktexponering (Figur 4) 24. Single Naris ocklusion förhindrar aktivering av OB och datorn i den ipsilaterala halvklotet during lukt exponering. Detta visas genom att övervaka CREB fosforylering i OB, och datorn. Såsom visas i figur 4, med användning av immunohistokemi, är fosforylerad CREB (pCREB) signifikant mindre i den ockluderade hemisfären följande peppar lukt exponering, jämfört med den kontralate skonas hemisfären. Nissl färgning (Figur 4A) visar jämförbara cellkroppar i mitral cellskiktet i OB, och i det pyramidala cellskiktet av PC för båda hjärnhalvorna. Emellertid är pCREB signifikant mindre i båda cellskikten i hemisfären ipsilateralt till den ockluderade Naris (Figur 4B).

Figur 4
Figur 4 Single Naris ocklusion leder lateralized aktivering av luktsystemet under luktexponering. A) Nissl färgning av luktbulben(OB) och främre piriform cortex (APC). B) PCREB uttrycken i de tilltäppta och skonas halvkloten efter peppar exponering i en enda Naris tilltäppt valp. Pilar indikerar mitral cellager i OB och pyramidala cellagret i APC. Skalstrecken, 500 uM. Återgiven från Fontaine et al. J. Neuroscience (2013) med tillstånd.

Effekten av en enda rättegång (15-20 min) Naris ocklusion är övergående och reversibel, och resulterar inte i synligt på längre sikt nervskada som kan leda till förändrad lukt perception och minskad neuronal aktivering för lukter under testning 24. Som indexeras av pCREB färgning i OB och PC (Figur 5), pCREB uttryck i mitralceller i OB, och de pyramidala celler i datorn för att luktexponering är jämförbara mellan de tilltäppta och sparat halvklot, 24 timmar efter avlägsnandet av näsan plug - samma tidpunkt som lukt företräde testningutförs vid förtida lukt föredrar träning.

Figur 5
Figur 5 Bedömning av neuronal reaktivitet efter reversibel Naris ocklusion. PCREB färgning av OB och aPC, 24 timmar efter avlägsnandet av en näsa plugg i en valp. Pilar indikerar mitral cellager i OB och pyramidala cellagret i APC. MCL, mitral cellager. PCL, pyramidal cellager. Skala barer, 500 nm för lägre förstoring och 100 nm för större förstoring.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den lateralized lukt inlärning och minnesmodell hos råttungar inom ett kritiskt tidsfönster fastställdes först av Hall och kollegor. I en serie studier 33,34,36, visade de att en lukt företräde minnet kan lateralized med lukt + mjölk ihopkopplingar till en Naris vid PD 6 hos råttungar. Preferens minne var stark när samma Naris var öppen under träning och testning, men inte när det tillslutna Naris var blockerad och testas. Men vid PD 12, då främre commissural anslutningar från de främre lukt cortex blir funktionell 32, de otränade Naris ensamma skulle kunna stödja uttrycket av luktpreferens förvärvas vid PD 6 Lesion av den främre kommissuren återställde lateralized minnet så det var inte längre tillgänglig från otränade Naris 33. Denna lateralized inlärningsmodell har framgångsrikt replikeras med en doft + strök paradigm 24,25,31. Lukt + strök träning med enkel Naris occlusion på PD 6 leder till en lateralized minne på PD 7 31. Upprepade enstaka Naris ocklusioner på PD 3-6 leder till en längre lateralized minne som varar minst 48 timmar 24.

De lateralized lukt lärande protokoll resultat i "split brain" på enskilda djur. Denna modell har stora fördelar för att studera beteende och de understödjande bio-fysiologiska förändringar. Till exempel, att jämföra beteende utgångar med hjälp av en inom-ämne modellen tillräckligt minskar variationer mellan-djurdesigner. Valpar i detta tidiga ålder varierar avsevärt i sin verksamhet och lyhördhet. Intra-djurkontroll bort den inneboende individuella variationen i prestanda och svarstider, samt inneboende skillnader i biologi från bedömningen av molekylära och fysiologiska förändringar. Dessutom denna kraftfulla spädbarn modell lateralized lärande ger oss en möjlighet att relatera individuella minnesprestanda för enskilda fysiologi, och bedöma the underbyggnad av minnen av olika längd 24,25,31. Med hjälp av denna lateralized inlärningsmodell i kombination med ex vivo experiment som jämför fysiologi av de två halvkloten inom samma djur, har det nyligen visat att tidig lukt inlärning inducerar synaptisk plasticitet som ökade AMPA-receptorsvar vid synapser i både OB 31, och aPC 24,25. Förbättrad synaptisk transmission vid förtida lukt lärande innebär en förstärkt utsignal i lukt nätverk representationer 24.

Framtida studier bör undersöka de molekylära grunderna för luktminne med hjälp av denna lateralized inlärningsmodell. Detta inkluderar Korrelations studier tittar på proteiner och gener som aktiveras efter inlärning och kausala studier som ser effekterna av förstärkningen-of-funktion och förlust av funktion av proteiner och gener som är av särskilt intresse. En annan spännande och viktig möjlighet är att kunna to relatera fysiologiska och molekylära förändringar i styrka beteende minne. För varje valp, är det möjligt att först härleda en preferens minnesåtgärd för de öppna och tilltäppta nares. Efterföljande ex vivo experiment på motsvarande utbildad och outbildad cortex skulle ge korrelat fysiologiska förändringar. Det är möjligt, men kommer att luktåterexponering under preferens testar sig ändra synaptisk styrka, eller att andra hjärnregioner bidrar avsevärt till minnesuttryck. I våra nuvarande studier, är fysiologi och beteende som utförs på separata kohorter. Detta tar bort oron för beteendetester som påverkar de parametrar av intresse.

Ett varningens ord med hjälp av näsan kontakten är potentiellt nervvävnadsskada som är associerad med plug införande och avlägsnande. Därför bör man varit noga i insättning av näsan kontakten och valpar med blödningar under införandet bör uteslutas, för att undvika eventuella långsiktiga effekter i samband med blödning såsom inflammation. Långvarig blockering (timmar, dagar till månader) Naris eller permanent ablation av luktepitel leder till långsiktig lukt deprivation, nervskador, och minskade neuronala aktiviteter i OB och PC 37-41, även om vissa av dessa effekter på grund av långvarig Naris ocklusion är helt reversibla 39,40. Vävnadsintegritet efter akut Naris ocklusion (~ 15 min) har godkänts av immunohistokemi färgning av pCREB, på en verksamhet beroende neuronal markör, som har visat att minskas i PC för unga vuxna möss efter 5-dagars Naris ocklusion 39. pCREB nivåer i ipsilaterala OB och PC för den tilltäppta Naris var betydligt mindre under pepparluktexponering, vilket bekräftar den framgångsrika later av lukt genomströmning i råttungar under Naris ocklusion. Emellertid 24 h efter avlägsnande av näsan kontakten, vid tidpunkten för lukt föredrar testning, de pCREB nivåerna är jämförbara in båda hjärnhalvorna, vilket tyder på att effekten av akut ocklusion är helt reversibel 24. Därför är bristen på framför peppar testat med tidigare tilltäppt Naris grund av brist på minne, men inte på grund av en förändring eller brist på lukt uppfattning i samband med vävnadsskada under testning. Dessutom elektrofysiologiska inspelningar av styrning O / S - djur (med ett Naris tilltäppt under luktexponering utan strök) visade inga skillnader i fEPSPs eller antalet aktiverade pyramidala celler ses med kalcium imaging - också bekräftar att det inte finns någon fungerande förändring av piriform cortex på grund av dessa kortsiktiga reversibla Naris ocklusioner 24,25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Polythylene 20 tubing Intramedic 427406 Non-radiopaque, Non-toxic
3-0 Silk suture thread Syneture Sofsilk Non-absorbent
Silicone grease Warner Instrument 64-0378 Odorless
2% Xylocaine gel AstraZeneca Prod. No 061 Lidocaine hydrochloride jelly, purchased at local pharmacy
Paint brush Dynasty 206R Similar size/other brands work too
Peppermint extract Sigma-Aldrich W284807 Other brands should be okay too
Training box Custom-made N/A Acrylic box (20 x 20 x 5 cm3), see Figure 2A. Parameters and material for the box are not critical and can be modified. Material used should be odorless and does not absorb odors
Testing chamber Custom-made N/A Stainless steel (30 x 20 x 18 cm3), see Figure 2B. Parameters and material for the chamber are not critical and can be modified. For example, an acrylic chamber instead of a stainless steel one can be used
pCREB antibody Cell Signaling 9198 Ser 133 (87G3) Rabbit mAb
Chloral hydrate Sigma-Aldrich C8383 N/A
Paraformaldehype Sigma-Aldrich P6148 N/A
Sucrose Sigma-Aldrich S9378 N/A

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gregory, E. H., Pfaff, D. W. Development of olfactory-guided behavior in infant rats. Physiol Behav. 6, 573-576 (1971).
  2. Alberts, J. R., May, B. Nonnutritive, thermotactile induction of filial huddling in rat pups. Dev Psychobiol. 17, 161-181 (1984).
  3. Galef, B. G., Kaner, H. C. Establishment and maintenance of preference for natural and artificial olfactory stimuli in juvenile rats. J Comp Physiol Psychol. 94, 588-595 (1980).
  4. Johanson, I. B., Hall, W. G. Appetitive learning in 1-day-old rat pups. Science. 205, 419-421 (1979).
  5. Johanson, I. B., Hall, W. G. Appetitive conditioning in neonatal rats: conditioned orientation to a novel odor. Dev Psychobiol. 15, 379-397 (1982).
  6. Johanson, I. B., Teicher, M. H. Classical conditioning of an odor preference in 3-day-old rats. Behav Neural Biol. 29, 132-136 (1980).
  7. McLean, J. H., Darby-King, A., Sullivan, R. M., King, S. R. Serotonergic influence on olfactory learning in the neonate rat. Behav Neural Biol. 60, 152-162 (1993).
  8. Moore, C. L., Power, K. L. Variation in maternal care and individual differences in play, exploration, and grooming of juvenile Norway rat offspring. Dev Psychobiol. 25, 165-182 (1992).
  9. Pedersen, P. E., Williams, C. L., Blass, E. M. Activation and odor conditioning of suckling behavior in 3-day-old albino rats. J Exp Psychol Anim Behav Process. 8, 329-341 (1982).
  10. Sullivan, R. M., Hall, W. G. Reinforcers in infancy: classical conditioning using stroking or intra-oral infusions of milk as UCS. Dev Psychobiol. 21, 215-223 (1988).
  11. Sullivan, R. M., Leon, M. Early olfactory learning induces an enhanced olfactory bulb response in young rats. Brain Res. 392, 278-282 (1986).
  12. Weldon, D. A., Travis, M. L., Kennedy, D. A. Posttraining D1 receptor blockade impairs odor conditioning in neonatal rats. Behav Neurosci. 105, 450-458 (1991).
  13. Sullivan, R. M., Hofer, M. A., Brake, S. C. Olfactory-guided orientation in neonatal rats is enhanced by a conditioned change in behavioral state. Dev Psychobiol. 19, 615-623 (1986).
  14. Camp, L. L., Rudy, J. W. Changes in the categorization of appetitive and aversive events during postnatal development of the rat. Dev Psychobiol. 21, 25-42 (1988).
  15. Moriceau, S., Wilson, D. A., Levine, S., Sullivan, R. M. Dual circuitry for odor-shock conditioning during infancy: corticosterone switches between fear and attraction via amygdala. J Neurosci. 26, 6737-6748 (2006).
  16. Roth, T. L., Sullivan, R. M. Endogenous opioids and their role in odor preference acquisition and consolidation following odor-shock conditioning in infant rats. Dev Psychobiol. 39, 188-198 (2001).
  17. Roth, T. L., Sullivan, R. M. Consolidation and expression of a shock-induced odor preference in rat pups is facilitated by opioids. Physiol Behav. 78, 135-142 (2003).
  18. Sullivan, R. M. Developing a sense of safety: the neurobiology of neonatal attachment. Ann N Y Acad Sci. 1008, 122-131 (2003).
  19. Wilson, D. A., Sullivan, R. M. Olfactory associative conditioning in infant rats with brain stimulation as reward. I. Neurobehavioral consequences. Brain Res Dev Brain Res. 53, 215-221 (1990).
  20. Sullivan, R. M., Wilson, D. A., Leon, M. Associative Processes in Early Olfactory Preference Acquisition: Neural and Behavioral Consequences. Psychobiology. , 29-33 (1989).
  21. McLean, J. H., Harley, C. W., Darby-King, A., Yuan, Q. pCREB in the neonate rat olfactory bulb is selectively and transiently increased by odor preference-conditioned training. Learn Mem. 6, 608-618 (1999).
  22. Sullivan, R. M., Stackenwalt, G., Nasr, F., Lemon, C., Wilson, D. A. Association of an odor with activation of olfactory bulb noradrenergic beta-receptors or locus coeruleus stimulation is sufficient to produce learned approach responses to that odor in neonatal rats. Behav Neurosci. 114, 957-962 (2000).
  23. Yuan, Q., Harley, C. W., McLean, J. H. Mitral cell beta1 and 5-HT2A receptor colocalization and cAMP coregulation: a new model of norepinephrine-induced learning in the olfactory bulb. Learn Mem. 10, 5-15 (2003).
  24. Fontaine, C. J., Harley, C. W., Yuan, Q. Lateralized odor preference training in rat pups reveals an enhanced network response in anterior piriform cortex to olfactory input that parallels extended memory. J Neurosci. 33, 15126-15131 (2013).
  25. Morrison, G. L., Fontaine, C. J., Harley, C. W., Yuan, Q. A role for the anterior piriform cortex in early odor preference learning: evidence for multiple olfactory learning structures in the rat pup. J Neurophysiol. 110, 141-152 (2013).
  26. Nakamura, S., Kimura, F., Sakaguchi, T. Postnatal development of electrical activity in the locus ceruleus. J Neurophysiol. 58, 510-524 (1987).
  27. Harley, C. W., Darby-King, A., McCann, J., McLean, J. H. Beta1-adrenoceptor or alpha1-adrenoceptor activation initiates early odor preference learning in rat pups: support for the mitral cell/cAMP model of odor preference learning. Learn Mem. 13, 8-13 (2006).
  28. Shakhawat, A. M., Harley, C. W., Yuan, Q. Olfactory bulb alpha2-adrenoceptor activation promotes rat pup odor-preference learning via a cAMP-independent mechanism. Learn Mem. 19, 499-502 (2012).
  29. Isaacson, J. S. Odor representations in mammalian cortical circuits. Curr Opin Neurobiol. 20, 328-331 (2010).
  30. Lethbridge, R., Hou, Q., Harley, C. W., Yuan, Q. Olfactory bulb glomerular NMDA receptors mediate olfactory nerve potentiation and odor preference learning in the neonate rat. PLoS One. 7, e35024 (2012).
  31. Yuan, Q., Harley, C. W. What a nostril knows: olfactory nerve-evoked AMPA responses increase while NMDA responses decrease at 24-h post-training for lateralized odor preference memory in neonate rat. Learn Mem. 19, 50-53 (2012).
  32. Schwob, J. E., Price, J. L. The development of axonal connections in the central olfactory system of rats. J Comp Neurol. 223, 177-202 (1984).
  33. Kucharski, D., Hall, W. G. New routes to early memories. Science. 238, 786-788 (1987).
  34. Kucharski, D., Johanson, I. B., Hall, W. G. Unilateral olfactory conditioning in 6-day-old rat pups. Behav Neural Biol. 46, 472-490 (1986).
  35. Cummings, D. M., Henning, H. E., Brunjes, P. C. Olfactory bulb recovery after early sensory deprivation. J Neurosci. 17, 7433-7440 (1997).
  36. Kucharski, D., Hall, W. G. Developmental change in the access to olfactory memories. Behav Neurosci. 102, 340-348 (1988).
  37. Brunjes, P. C. Unilateral odor deprivation: time course of changes in laminar volume. Brain Res Bull. 14, 233-237 (1985).
  38. Kass, M. D., Pottackal, J., Turkel, D. J., McGann, J. P. Changes in the neural representation of odorants after olfactory deprivation in the adult mouse olfactory bulb. Chem Senses. 38, 77-89 (2013).
  39. Kim, H. H., Puche, A. C., Margolis, F. L. Odorant deprivation reversibly modulates transsynaptic changes in the NR2B-mediated CREB pathway in mouse piriform cortex. J Neurosci. 26, 9548-9559 (2006).
  40. Korol, D. L., Brunjes, P. C. Rapid changes in 2-deoxyglucose uptake and amino acid incorporation following unilateral odor deprivation: a laminar analysis. Brain Res Dev Brain Res. 52, 75-84 (1990).
  41. Leung, C. H., Wilson, D. A. Trans-neuronal regulation of cortical apoptosis in the adult rat olfactory system. Brain Res. 984, 182-188 (2003).

Tags

Neurovetenskap lateralized lukt lärande råttor minne näsa plugg luktloben piriform cortex fosforylerad CREB
En Lateralized Lukt Learning Model hos neonatala råttor för Dissecting Neural strömkrets Stödja Minnes Formation
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fontaine, C. J., Mukherjee, B.,More

Fontaine, C. J., Mukherjee, B., Morrison, G. L., Yuan, Q. A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation. J. Vis. Exp. (90), e51808, doi:10.3791/51808 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter