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Research Article
Anne M. Burrows1,2, Kailey M Omstead1, Ashley R Deutsch3,5, Justin T. Gladman4, Adam Hartstone-Rose3
1Department of Physical Therapy,Duquesne University, 2Department of Anthropology,University of Pittsburgh, 3College of Sciences,North Carolina State University, 4Shared Materials Instrumentation Facility,Duke University, 5Department of Anthropology,University of Florida
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Gesichtsausdrücke sind eine Art der visuellen Kommunikation durch mimische Muskeln produziert. Hier präsentieren wir Ihnen Protokolle für die neuartige Techniken der umgekehrte Dissektion und DiceCT vollständig zu visualisieren und mimische Muskulatur zu beurteilen. Diese kombinierte Techniken können untersuchen, morphologischen und physiologischen Aspekte der mimische Muskulatur, funktionale Aspekte zu bestimmen.
Mimik oder Gesicht zeigt, sozialen oder emotionalen Absichtserklärung werden von vielen Säugetieren Taxa als Mittel der visuell Kommunikation mit Artgenossen in einer engen Spanne produziert. Diese Displays sind durch Kontraktion der die mimische Muskulatur erreicht die Skelettmuskulatur in die Dermis der Fläche befestigt sind. Reverse Dissektion, entfernen die volle Gesichtsmaske aus dem Schädel und nähert sich mimische Muskulatur in umgekehrter Richtung, ist eine effektive aber destruktive Weise offenbaren die Morphologie des mimetischen Muskeln, aber es ist destruktiv. DiceCT ist ein neuer Mechanismus zur Visualisierung Skelettmuskulatur, einschließlich mimische Muskulatur und Isolierung einzelner Muskel Faszikeln zur quantitativen Messung. Darüber hinaus bietet DiceCT einen zerstörungsfreie Mechanismus zur Visualisierung von Muskeln. Die kombinierte Techniken des umgekehrten Dissektion und DiceCT können verwendet werden, um die evolutionäre Morphologie der mimische Muskulatur sowie potenzielle Kontraktionskraft und Geschwindigkeit in diesen Muskeln zu beurteilen. Diese Studie zeigt, dass DiceCT kann verwendet werden, um präzise und zuverlässig mimische Muskulatur zu visualisieren sowie reverse Dissektion und bieten eine zerstörungsfreie Methode für die Probenahme mimische Muskulatur.
Mimische Muskulatur oder Mimik-Muskulatur ist Skelettmuskulatur und findet im gesamten Mammalia1. Während die meisten Säugetier-skelettartigen Muskel diskrete knöchernen Landmarken beimisst, ist mimische Muskulatur einzigartig in seiner Anlagen in erster Linie in die Haut von Gesicht, Kopfhaut und der ventralen Aspekt der Hals1,2,3, 4. Mimische Muskulatur Kontraktion verformt in Ausdrücke der "Gesichtsmaske" oder Gesichtsbehandlung der sozialen und emotionalen Absicht zeigt, ändert sich die Größe und Form der Schließmuskeln des Auges, Nasenhöhle und Mundhöhle in Ernährung, Atmung, und Lautäußerungen, und ist Teil der insgesamt schließen-Nähe visuelle Kommunikationsmechanismus unter die meisten Säugetiere2,3,4,5gefunden. Über Mammalia unterstützen die Gesichts Displays durch mimische Muskeln erzeugt bei der Regulierung und Aufrechterhaltung Territorialgrenzen, soziale Bindungen und die sozialen Gruppe durch den Einsatz Artgenossen auf der emotionalen und Verhaltensstörungen Absichten des Absenders2, 5.
Unter den Säugetieren sind Primaten teilweise als Einsatz ein hohes Maß an Sozialverhalten während des gesamten Lebenszyklus mit allen Arten leben in einer sozialen Gruppe2,5gekennzeichnet. Während einige Taxa wie die nächtliche Galagos und Lorises, kann Leben in Gruppen, die nur aus einer Mutter und Kind, anderen Taxa wie die tagaktive Makaken und Paviane, können in Gruppen von mehr als 100 Personen6live. Unabhängig von der Größe der sozialen Gruppe Primaten oft Stereotype sozialen Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Rang und Territorialität und diese Verhaltensweisen sind in der Regel eine Gesichts Darstellungskomponente. Gesichts-Displays sind Teil des Prozesses der Aufrechterhaltung der Anleihen unter Mitglied von gesellschaftlichen Gruppen, Dominanz Hierarchien, Reproduktion und die Kommunikation, die Bestandteil des täglichen Lebens, insbesondere in tagaktive Arten2,5,7 ist . Während es seit einiger Zeit klar, dass Gesichts-Muskulatur wird verwendet, um diese Gesichts Displays erstellen, es ist erst vor kurzem Gesichts-Muskulatur Form sind sichtlich und Physiologie mit den funktionalen Anforderungen des sozialen Variablen2geworden, 8. Frühere Studien zu phylogenetisch und verhaltensorientierte diverse Bereiche der Primaten haben gezeigt, dass tagaktive Arten leben in großen, komplexen sozialen Gruppen neigen dazu, eine hohe Anzahl von diskreten Gesicht zeigt, die sich auf die Bewegung der Lippen, Augenbrauen und Augenlider haben mit einer hohen Anzahl von mimischen Muskeln rund um die Lippen und orbitalen Region9. Im Gegensatz dazu gab es nur wenige Studien über nachtaktive Arten leben in kleinen Gruppen, aber diese Arten haben eine hohe Anzahl von diskreten Gesichtsmuskeln mit Anlagen rund um die Ohrmuschel und Lippen, die Bewegungen der Ohren und Lippen zugeordnet werden können (die in einige nachtaktiven Arten in agonistische Begegnungen mit Artgenossen dokumentiert worden und Ortung Töne)2,9,10,11. Darüber hinaus haben Menschen einen relativ höheren Anteil an Myosin slow-Twitch-Fasern in mimische Muskulatur als Rhesus-Makaken oder Schimpansen, bezogen die "Verlangsamung" Schrumpfung der menschlichen mimische Muskulatur rund um die Lippen verwendet werden kann bei der Herstellung von Sprachlauten oder allgemeine Ermüdungwiderstand Fähigkeit der Muskeln8.
Menschen sind wohl die meisten sozialen von allen Primaten und Sprache als eine Komponente der sozialen Kommunikation entwickelt haben. Immer noch, ob Menschen Mimik als Mittel der visuellen Kommunikation verwenden und verfügt über die größten bekannten Gesichts Display Repertoire unter den Primaten. In dem Bemühen, die Variablen, die rund um die Entwicklung der menschlichen und allgemeine Primas Sozialverhalten mehr vollständig zu verstehen ist ein besseres Verständnis der Morphologie und Physiologie der Primas mimische Muskulatur sehr wünschenswert. Denn mimische Muskulatur ist auf der Haut selbst befestigt und kann, bei einigen Arten besonders dünnen und schwierig zu visualisieren, haben wir eine einzigartige Methode zur Visualisierung dieser Muskulatur für Anwesenheit/Abwesenheit-sowohl die Prozesse der Aufnahme Brutto und Anlagen sowie Probenahme für microanatomical Verarbeitung.
"Reverse Dissektion" ist eine Methode für den Erhalt der mimische Muskulatur durch die gesamte Gesichts Maske vom Kopf zu entfernen und die Erhöhung der Sichtbarkeit auch kleine Muskeln. Da umgekehrte Dissektion ein zerstörerischer Prozess ist, seltene und wertvolle Exemplare immer verfügbar für diese Methode möglicherweise nicht. DiceCT ist eine wirksame Methode, die viele der mimetischen Muskeln sogar winzige Art12,13,14visualisieren kann. Diese Methode kann verwendet werden, im Konzert mit umgekehrter Dissektion oder in Fällen, wo seltene, wertvolle Exemplare können nicht zerlegt werden und bieten viele Informationen ohne die Gesichtsmaske in "umgekehrter Dissektion"12,13zu entfernen, 14. Dieses Protokoll beschreibt eine Reihe von Methoden für die Kombination von reverse Dissektion mit DiceCT um zu prüfen, Primas mimische Muskulatur.
Da diese Verfahren Tiere, die starb eines natürlichen Todes in Zoos oder in Forschungslabors geopfert wurden verwenden, wo sie Teil des unabhängigen Studien waren, erforderlich diese Protokolle nicht IACUC Genehmigungen.
(1) reverse Dissektion
Hinweis: Das Protokoll für umgekehrte Dissektion ist wirksam für sehr kleine Säugetiere, wie Labormäuse, bis hin zu großen Landsäugetiere wie das inländische Pferd. Die mimische Muskulatur sind oft am besten erhaltene und am besten visualisiert, wenn links mit der darüberliegenden Dermis anstatt sie hinter auf den Schädel. Siehe Abbildung 1-3.
(2) befleckenden Verfahren zur DiceCT
Hinweis: Proben müssen in 10 % gepuffert Formalin fixiert werden, wenn DiceCT werden, um das Gewebe während der langwierigen Färbeverfahren zu bewahren verwendet soll. Wenn die Probe noch nicht behoben wurde, legen Sie sie in einen Behälter mit genügend 10 % gepuffert Formalin tauchen alle Gewebe und lassen Sie es für 48 Stunden.
3. DiceCT Scannen
4. bereiten Sie die Gesichtsmaske zur Langzeitarchivierung.
In diesem Abschnitt werden Beispiele für Ergebnisse auf Gesichts-Muskulatur-Formular, das erreicht werden kann, mithilfe von "reverse Dissektion" in Konzert mit DiceCT scannen. Mithilfe von "reverse Dissektion" um eine Maske zu erstellen, kann eine ausführlichere Darstellung der mimetischen (Gesichtsmuskel) manchmal als in traditionellen Dissektion Methodik gesehen werden. Diese Methode funktioniert auf verschiedenste Körpergrößen von winzigen, kleinen Körper Primaten, z. B. der Weißbüschelaffe Callithrix Jacchus (Abbildung 4), großen-bodied Primaten wie Schimpansen Pan Troglodytes (Abbildung 5), und eine mittlere Primaten wie die Rhesus-Makaken Macaca Mulatta (Abbildung 6). Traditionelle Dissektion Methoden funktioniert gut auf großen-bodied Primaten, die robuste mimische Muskulatur haben. Allerdings können traditionelle "vorderen Ansatz" Dissektion Methoden funktionieren nicht gut mit kleinen Körper Primaten, die grazile Gesichtsmuskeln. In diesen Fällen einige der Gesichts-Muskulatur möglicherweise aus dem umliegenden Bindegewebe zu unterscheiden und möglicherweise während der Präparation verloren.
Die Jod-Fleck verpflichtet, die mimische Muskulatur und zumindest einige der Scans sind von ausreichender Qualität, dass wir beide einzelnen mimische Muskeln (Abbildung 7) sowie einzelne Muskel Faszikeln (Abbildung 8) und zum ersten Mal lösen können erhalten Sie ganze Muskel Bände dieser grazile Muskeln. Wie in Abbildung 7gezeigt, sind einige der sehr kleinen Muskeln verbunden mit der Ohrmuschel deutlich sichtbar in den DiceCT-Scans. Es ist nicht ungewöhnlich für diese Muskeln in einigen umgekehrten Dissektion Verfahren, vielleicht aufgrund ihrer geringen Größe entgehen lassen.

Abbildung 1 : Kaudalen (oder posterior) Ansicht des Postkraniums Leiters einer Weißbüschelaffe (Callithrix Jacchus) zeigt den Beginn des Prozesses für die Erstellung der Gesichtsmaske in "umgekehrter Dissektion". Schattierungen von Orange zeigt auf der rechten Seite von der entwickelnden Gesichtsmaske Gesichts-Muskulatur der Ohrmuschel zugeordnet. Fettgewebe, oder Fett, ist rund um die Muskulatur in hellen Gelbtönen gruppierten. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 2 : Dorsale Ansicht des Postkraniums Leiters der Weißbüschelaffe (C. Jacchus) zeigt die mittlere Phase der Schaffung der Gesichtsmaske in umgekehrter Dissektion, hier entfernen der Maske aus der orbitalen Region des Schädels. Die unbeschriftete schwarze Pfeil zeigt den Bereich wo Muskeln wie der Orbicularis Oculi Muskel, vor dem Entfernen des Bindegewebes befinden. Temporalis Muskel ist kein Gesichtsmuskel wird angegeben, um einen Eindruck von der relativen Lage Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 3 : Ansicht von der rechten Seite der Weißbüschelaffe (C. Jacchus) zeigt in der Nähe der Endphase die Gesichtsmaske in umgekehrter Dissektion, schaffen hier entfernen der Maske aus der Ober- und Unterlippe Region des Schädels. Der masseter ist kein Gesichtsmuskel wird angegeben, um einen Eindruck von der relativen Lage Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 4 : Tiefe (oder innen) Blick auf die gesamte rechte Seite des Gesichts Maske aus der Weißbüschelaffe (C. Jacchus), zeigt die voll sezierte Gesichtsmaske mit ausgewählten Muskeln angegeben. Verschiedenen Muskeln werden mit Farbe, um Grenzen geben hervorgehoben. Abkürzungen: AA - Auricularis anterior Muskel; DAO - Depressor Anguli Oris Muskel; DLI - Depressor Labii Inferioris Muskel; LLS - Levator Labii Superioris Muskel; OO - Orbicularis Oculi Muskel; OOM - Orbicularis Oris Muskel; PA - Auricularis posterior Muskel; SAL - überlegene Auriculolabialis Muskel; ZM - großer Rundmuskel Zygomaticus major; ZM - Zygomaticus minor Muskel. Dieses Bild erschien in Höhlen, 2008-2. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 5 : Tiefe (oder innen) Blick auf die gesamte rechte Seite des die Gesichtsmaske aus der gemeinsame Schimpanse (Pan Troglodytes), zeigt die voll sezierte Gesichtsmaske mit ausgewählten Muskeln angegeben. Der Lachmuskel Muskel wird hier ein Muskel, der vorher gedacht wurde, unter den Primaten nur Menschen anwesend. Dieses Bild erschien in Burrows Et Al., 2006-15. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 6 : Tiefe (oder innen) Blick auf die gesamte rechte Seite des die Gesichtsmaske von Rhesus-Makaken (Macaca Mulatta), zeigt die voll sezierte Gesichtsmaske mit ausgewählten Muskeln angegeben. CS - WPA Supercilli Muskel; OOM - Orbicularis Oris Muskel; Z minor - Zygomaticus minor Muskel; 1 - großer Rundmuskel Zygomaticus major; 2 - Orbicularis Oculi Muskel; 3 - Caninus Muskel; 4 - Levator Labii Superioris Muskel; 5 - Levator Labii Superioris Alaeque Nasi Muskel; 6 - Depressor Septi Muskel; 7 - Schnittkante der Buccinators Muskel; 8 - Depressor Labii Inferioris Muskel. Dieses Bild erschien in Burrows Et Al., 200916. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 7 : Tiefe (oder innen) Blick auf die gesamte rechte Seite eines DiceCT Scans von einem Eulemur Flavifrons demonstriert die Fähigkeiten des DiceCT mimetischen Muskelfasern abholen. AA: anterior Auricularis Muskel; CN5: Hirnnerven 5; CN7: Hirnnerven 7; DH: Depressor Helicis Muskel; DLI: Depressor Labii Inferioris Muskel; F: Frontalis Portion Occipitofrontalis Muskel; H: Helicis Muskel; IAL: minderwertige Auriculolabialis Muskel; LL: Levator Labialis Muskel; M: Mentalis Muskel; MA: Mandibuloauricularis Muskel; ML: Maxillolabialis Muskel; N: Nasalis Muskel; NL: Nasolabialis Muskel; O: Occipitalis Portion Occipitofrontalis Muskel; Rekorde: Occipitoauricularis Muskel; OO: Orbicularis Oris Muskel; OOc: Orbicularis Occuli Muskel; P: Platysma Muskel; PA: Auricularis posterior Muskel; SAL: überlegene Auriculolabialis Muskel; T: Tragicus Muskel; TA: Tragoantitragus Muskel Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 8 : Tiefe (oder innen) Blick auf die gesamte linke Seite eines DiceCT Scans von einem Eulemur Flavifrons demonstrieren Schnittserien an verschiedenen Stellen. Tiefsten Bläue ist aus den Bereichen wo gibt es eine starke Präsenz der mimetischen Muskelfasern (z. B. um die Öffnung der Ohrmuschel, Abschnitte a und b und der oberen orbitalen Region, Abschnitt c.). Leichteste Bläue ist aus den Bereichen wo es weniger mimetischen Muskelfaser (z. B. der Region der oberen Lippe, Abschnitt d.). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Die Autoren haben keine Angaben zu berichten.
Gesichtsausdrücke sind eine Art der visuellen Kommunikation durch mimische Muskeln produziert. Hier präsentieren wir Ihnen Protokolle für die neuartige Techniken der umgekehrte Dissektion und DiceCT vollständig zu visualisieren und mimische Muskulatur zu beurteilen. Diese kombinierte Techniken können untersuchen, morphologischen und physiologischen Aspekte der mimische Muskulatur, funktionale Aspekte zu bestimmen.
Die Autoren möchten Yerkes National Primate Research Center für den Zugriff auf Schimpansen und Rhesus-Makaken-Proben und Chris Vinyard (Northeast Ohio Medical University) für den Zugriff auf gemeinsame Marmoset Exemplare zu erkennen. Wir danken Marissa Boettcher, Kaitlyn Leonard und Antonia Meza an der University of North Carolina für die Unterstützung bei der Scan-Vorgang. Diese Arbeit wurde teilweise an der Duke Universität geteilt Materialien Instrumentierung Facility (SMIF), ein Mitglied von der North Carolina Research Triangle Nanotechnologie Network (RTNN), durchgeführt, die von der National Science Foundation (Grant ECCS-1542015) unterstützt wird im Rahmen der nationalen Nanotechnologie abgestimmte Infrastruktur (NNCI). Dies ist Herzog Lemur Center Veröffentlichungsnummer 1405.
| Nikon XTH 225 ST | Nikon | keine Katalognummern | |
| 10% gepuffertes Formalin | Fisher Scientific | SF98-4 | |
| Jod, ACS Grade | Lab Chem, Inc. | LC155901 | |
| Natriumthiosulfat | Acros Organics | AC450620010 | |
| Kaliumiodid | Alfa Aesar | A1270430 |