方法文章

采用双选择播放测试确定超声波发声首小鼠

DOI：

10.3791/53074

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2015年9月3日

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1School of Veterinary Medicine, Azabu University, 2Division of Electric and Information Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology, 3Kato Acoustics Consulting Office

本文内容

摘要

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小鼠的超声发声 （USV） 因年龄、性别、状况和遗传背景而异。使用两个在不同位置同时广播的超声波发射器，这种二选一测试可以评估小鼠对 USV 不同特征的识别和偏好反应。

摘要

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小鼠在各种情况下都会发出超声波发声 （USV），例如幼崽隔离和成年社交互动。这些 USV 因发射动物的年龄、性别、状况和遗传背景而异。尽管许多研究已经描述了这些差异，但接收小鼠是否可以区分客观不同的 USV 并表现出对特定声音特征的偏好仍有待阐明。为了确定小鼠是否可以区分 USV 的不同特征，最近开发了一项回放实验，其中可以以位置偏好的形式评估小鼠对两种不同 USV 的偏好反应。

首先，记录小鼠的 USV。然后，对录制的 USV 进行编辑、相应地修剪，并导出为立体声文件。接下来，将实验中使用的两个超声波发射器产生的 USV 振幅调整到相同的声压级。纳米晶硅热声发射器用于播放 USV。最后，为了研究受试者小鼠对选定 USV 的偏好，在一个两选测试框中同时播放两个不同 USV 信号的对。通过反复进入超声波发射器附近的定义区域并搜索发射器前面的金属丝网，鼠标可以显示它对一种声音的偏好。该模型允许比较小鼠 USV 在各种情况下的各种特征的吸引力。

引言

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许多动物使用的发声种内通信。在小鼠小家鼠，通信信号中的一个重要类型是超声波发声（USVs），其具有的频率高于20kHz。被老鼠发出的USVs被认为是社会认可的男女1-4，女女1，5，和男男性1,6交互的组成部分。 USVs由幼崽也发出时，他们都从他们的母亲，这增加了她的小狗，检索行为中分离，因此小狗存活7。虽然许多报告分析和归类鼠标USVs 8，图9中，行为反应，并接收动物的神经机制已少记载10,11，后者是必要明确USVs的各种特性的生物学意义。揭示这些机制，播放实验是一种有效的方法。最近播放的研究表明，雌小鼠被吸引到USVs 12，并且它们倾向于从男性对不同于他们的父母13,14 USVs。

本文介绍了用于评估USV偏好小鼠播放测试。两选择测试盒被开发，其中两个不同USVs可以同时在测试外壳的两个室播放，如图1中所示。这种类型的测试盒防止声音污染除以测试区在三个子室，使用铅墙。超声波发射器位于每间客房外。在房间和超声波发射器之间的墙上都布满了铁丝网孔。老鼠可以在三个房间自由移动，并显示"搜索网"的行为，仿佛由超声波发射器播放USVs回应。在该试验中，将小鼠住不同的持续时间接近一个声音发射器或其他的周期。这些参数可以被记录，以获得一个敏感measu再完善的....

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方案

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所有程序都经麻布大学的伦理委员会。所有实验进行了在一个隔音室中。

1.动物的制备

  1. 男性录制
    1. 获得经验交配性成熟雄性小鼠。
  2. 女性受试者
    1. 获取处女雌性小鼠已安置与每笼2-5同窝（一般为8 - 12周龄）。
    2. 获取阴道涂片每天以确定试验前的发情周期的阶段，根据麦克莱恩21。应注意，以尽量减少阴道的刺激，以避免假孕。
    3. 染色用吉姆萨涂片，并确定基于存在或不存在的白细胞，角化上皮细胞，和有核上皮细胞的发情周期的阶段，根据纳尔逊22。

2.设备（图1）

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图1.原理图的两个选择题测试盒及器件。小鼠可通过位于它们和中立区之间的小门进入房间A和B。二选择框和两个超声发射器被放置在一个隔音室的地板上。话筒隔音室内暂停。缩写:PC，个人电脑

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结果

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所述USVs从一个BALB-雄（每20秒161音节），以及背景噪声记录被用来作为重放图 3中所示的代表性实验的声音。在该实验中，将7只雌性B6小鼠用于在9周龄。以确定女性响应的测试，以播放声音的最佳持续时间，行为参数被用于总10分钟的测试时间，第一和最后五个分分别进行分析。

首先，有在播放过程中（图3A）之前研究的时间留在房间A或B的总时间不显著的差异，这表明，有没有副作用bias.The结果还显示，有背景噪音侧没有区别和室内的条目数，分析第一5分钟，最后5分钟，总测试时间（图3B）的阳USVs侧。 图3C示出 durat累积秒留在每个房间的播放过程中离子（即，留在中间区的总的持续时间，而在声区）。受试者花费显著更长的时间在BALB阳USV侧比在背景噪声侧时分析所述第一5分钟（p值= 0.043），或总的测试时间（p值= 0.043）。有在当最后5分钟，分析这些参数不显著差异。有在中间区（

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讨论

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在这里，一项代表性测试的结果表明，雌性小鼠可以区分人造雄性USV和背景噪音（图3）。从这些结果中得出的结论是，辨别信号反映在房间和声音区的停留时间，以及测试前5分钟搜索网格的持续时间中，但不会在后5分钟内（图3C、E和F）。这些数据表明，小鼠已经习惯了播放声音，可能是因为超声波发射器附近缺乏社交接触。因此，最佳测试时间为 5 分钟。

这些发现可能解释了这样一个事实，即 USV 只是“听起来比噪音更新颖”。然而，之前的一项回放研究表明，雌性小鼠会被雄性 USV 的声音所吸引，但不会被新奇的人工声音所吸引12。假设仅仅新颖的声音对雌性小鼠没有影响。

正如预期的那样，USV 偏好取决于发情周期的阶段，因为适度水平的雌激素23 会增强对男性的社会调查。之前的一项研究表明，发情前期或发情期的雌性不会表现出对此处观察到的不同品系雄性的 USV 的偏好14。因此，本研究仅使用雌性在diestrus;一般来说.......

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披露

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提交人声明他们没有竞争利益。

致谢

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这项工作是由支持的格兰特提供的援助为日本学术振兴会研究员为AA;通过赠款的援助科学研究的创新领域的JSPS院士（第4501号和第25132712）传统知识;并荣获由麻布大学， 图2的一个研究项目补助，由木原，T.，原田，T。，越田，北晶圆兼容的制造和纳米硅热致超声波发射器的特点转载。在: 传感器和执行器答:物理 ，成交量125，爱思唯尔，页。 426，（2006），与从爱思唯尔许可。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
隔音室室町喜界
小笼CLEA 日本CL-0113-1
中笼CLEA 日本CL-0103-1
超声波电容麦克风Avisoft 生物声学CM16/CMPA
A/D 转换器Avisoft 生物声学UltraSoundGate116H
Audio软件Avisoft BioacousticsRECORDER USGH
Adobe Audition 3.0 / 音频编辑软件Adobe SystemsAdobe Audition 3.0
Nc-Si 发射器原版未上市，但计划在不久的将来上市
D/A 转换器National InstrumentsNI USB-6251 BNC
衰减器原版
放大器山武
PCWindows 7 专业Intel® core i7-2600K CPU @ 3.4GHz，8GB RAM，64 位作系统
事件记录器 Excel-macro / 事件评分软件原创者 Naoto Akagawa &Takeru Yamamoto
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编程

参考文献

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  1. Panksepp, J. B., et al. Affiliative behavior, ultrasonic communication and social reward are influenced by genetic variation in adolescent mice. PLoS One. 2 (4), e351(2007).
  2. Scattoni, M. L., Ricceri, L., Crawley, J. N.

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