Reverse-Dissektion und DiceCT offenbaren sonst versteckt Daten in der Evolution der Primaten-Gesicht

Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen der Evolutionsbiologie zu beantworten, wie die Evolution der sozialen Kommunikation. Die Hauptvorteile dieser Technik sind, dass sie direkte Beweise für Form und Vorhandensein von mimetischer Muskulatur liefert. Es eliminiert Vermutungen im Sezierprozess und bewahrt Muskelschichten.

In Kombination mit DiceCT ist die Reverse-Sektion der neue Goldstandard für die mimetische Muskeluntersuchung. Befolgen Sie zunächst das begleitende Textprotokoll zur Probenfixierung und -vorbereitung. Dann übertragen Sie das Exemplar auf die Dunstabzugshaube.

Dann spülen Sie das Exemplar für mehrere Stunden in fließendem Wasser. Sobald das Exemplar abspült ist, mit Papiertüchern trocken klopfen und an einen Arbeitsplatz übertragen. Mit dem Gehirn und darüber liegenden Calvaria entfernt, machen Sie einen Schnitt in der Nähe der glabella Bereich des Schädels, und ein anderer entlang der kaudalen Aspekt des Schädels, wo der Schädelknochen intakt ist.

Palpate für die äußere okzipitale Protuberanz am kaudalen Rand des Schädels. Dies markiert den Bereich, in dem der Schädel auf die Wirbelsäule trifft. Dann verwenden Sie ein Skalpell und machen einen Mittellinienschnitt, beginnend bei der äußeren okzipitalen Protuberanz.

Schneiden Sie das Exemplar rostral über den parietalen und frontalen Bereich des Schädels. Fahren Sie fort und passieren Sie den Orbitalbereich zwischen den Augen, den Nasenbereich hinunter, den ganzen Weg durch den äußeren Nasenbereich zwischen den Nares. Als nächstes machen Sie einen Schnitt auf dem Unterkiefer zwischen den unteren und zentralen Schneidezähnen, und bewegen Sie das Skalpell kauarisch in Richtung des Schlüsselbeins.

Wählen Sie an dieser Stelle eine Seite der Gesichtsmaske aus, und lassen Sie sie aus dem Schädel, so dass die andere Seite an Ort und Stelle bleibt. Beginnend in der okzipitalen Region, verwenden Sie das Skalpell, um die Gesichtsmaske, einschließlich der mimetischen Muskulatur, weg vom okzipitalen Knochen des Schädels zu schneiden, ziehen Sie die Maske rostral und seitlich. Schneiden Sie den Occipitalis-Muskel vom Schädel weg und lassen Sie eine kleine Menge des Muskels auf dem Schädel zurück, so dass seine Befestigung noch visualisiert werden kann, sobald die Gesichtsmaske entfernt wurde.

Durch das Zurücklassen eines Teils des Muskels auf dem knöchernen und knorpeligen Schädel können Anhaftungen zu einem späteren Zeitpunkt erhalten und aufgezeichnet werden. Sobald das äußere Ohr getroffen wird, lokalisieren Sie die auricularen Muskeln. Schneiden Sie durch diese Muskeln, so dass ein kleiner Teil jedes Muskels mit dem Schädel bleibt.

Dann durchschneiden Sie den elastischen Knorpel, der das Äußere Ohr am Schädel befestigt. Ziehen Sie die Maske rostral, und lassen Sie jeden mimetischen Muskel aus dem Schädel, so dass ein kleiner Teil von jedem Muskel auf dem Schädel zurücklässt. Sobald es eine intakte Gesichtsmaske von einer Seite des Schädels gibt, lassen Sie es mit der Muskulatur, die der Luft ausgesetzt ist, für ein bis drei Stunden, je nach Größe des Exemplars sitzen.

Dies wird das Bindegewebe auf der Gesichtsmaske verachten und den Farbkontrast zwischen Muskel und Bindegewebe erhöhen. Mit dem Kontrast zwischen Muskel und Bindegewebe jetzt verbessert, verwenden Sie die Nummer drei Skalpell, Zange, und Mikroschere, um genügend Bindegewebe zu entfernen, um die Muskulatur zu visualisieren. Die oberflächliche Schicht der mimetischen Muskulatur in dieser umgekehrten Sezsektion, heben und trennen Sie sanft die tiefe Schicht der Muskulatur von der oberflächlichen Schicht, und entfernen Sie die Bindegewebe, die die oberflächliche Muskulatur umgeben.

Wenn Sie fertig sind, geben Sie die resultierende Gesichtsmaske wieder in formalin zurück. Das Verfahren kann hier angehalten werden, bevor es weiter geschnitten wird, oder bevor es mit der Färbung fortfährt. Lassen Sie bei jedem zwischengeschalteten Schritt eine ausreichende Trocknungszeit der Gesichtsmaske zu, so dass das Bindegewebe leicht vom Muskelgewebe aus zu erkennen ist.

Damit die mimetische Muskulatur mittels CT-Scanning visualisiert werden kann, färben Sie die Masken mit einer Jodlösung, indem Sie die Maske in Lugols Färbelösung platzieren, wie im begleitenden Textprotokoll beschrieben. Der Färbeprozess dauert in der Regel etwa zwei Wochen, in 1,75%Lugol Lösung. Dieser Zeitpunkt variiert jedoch je nach mehreren Faktoren.

Intermittierendes Scannen mit begleiteter Färbungseinstellung wird empfohlen. Bereiten Sie zuerst die Gesichtsmaske mit Holzzahnstochern vor, um die Gesichtsmaske auf ein Material mit geringer Dichte wie Blumenschaum zu montieren. Dadurch werden alle Falten in der Maske beseitigt und ihre Bewegung eingeschränkt, da sie während des Scans leicht austrocknet.

Als nächstes legen Sie die Probe in einen Behälter mit geringer Dichte und sichern Sie sie an Ort und Stelle. Sobald die Probe gesichert ist, legen Sie das Exemplar in den Scanner, schließen Sie die Tür und schalten Sie die Röntgenstrahlen ein. Richten Sie dann die CT-Scanparameter für einen hochauflösenden Röntgentomographie-Scan ein.

Verwendung von Zwischen-Slice-Abstand und Inter-Pixel-Abstand von etwa 0,05 Millimetern für diese Scans, da die kleinen Faszikel mit niedrigerer Auflösung verdeckt werden. Wenn Faszikel aufgrund von Überfärbungen nicht vollständig visualisiert werden können, legen Sie die Gesichtsmaske in eine De-Flecken-Lösung wie 10%formalin oder 5%Natriumthiosulfat, um einen Teil des Flecks zu entfernen. Nach dem Einstellen der Färbung scannen Sie die Gesichtsmaske erneut und nehmen Sie die notwendigen Anpassungen vor, bis alle Faszien vollständig visualisiert werden können.

Durch die Verwendung von Reverse-Sektion, um eine Gesichtsmaske zu erstellen, kann manchmal eine vollständigere Darstellung des mimetischen Muskels gesehen werden, als in der traditionellen Seziermethodik. Diese Methode funktioniert auf einer Reihe von Körpergrößen, vom winzigen, kleinen Körper des Marmosets bis hin zu großmundigen Primaten wie dem Schimpansen. Bei kleinmkörperigen Primaten, die gracil Gesichtsmuskeln haben, kann ein Teil der Gesichtsmuskulatur nicht vom umgebenden Bindegewebe zu unterscheiden sein, und kann während der Zerlegung verloren gehen.

Ein Jodfleck, wie Lugol, kann den Kontrast verbessern und helfen, sowohl einzelne mimetische Muskeln, als auch einzelne Muskelfascicles zu lösen, und zum ersten Mal, erhalten ganze Muskelvolumen dieser Gracil Muskeln. Wie hier gezeigt, sind einige der sehr kleinen Muskeln, die mit dem Außenohr verbunden sind, in den DiceCT-Scans deutlich sichtbar. Es ist nicht ungewöhnlich, dass diese Muskeln in einigen umgekehrten Sezierverfahren verpasst werden, vielleicht aufgrund ihrer geringen Größe.

Dieses dreidimensionale Volumen-Rendering ermöglicht grundlegende Volumenschwellen und Farbzuordnungen, um die Muskulatur einfacher zu visualisieren, als mit Kreuzverhör allein. Hier sehen Sie, dass die einzelnen Muskelfaszien im Querschnitt deutlich sichtbar sind, was eine digitale Zerlegung möglich macht. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig zu bedenken, dass Sie sich langsam, vorsichtig und mit Bedacht bewegen sollten, da diese Methode destruktiver Natur ist.

Nach diesem Verfahren können andere Methoden, wie z. B. die histologische Verarbeitung, verwendet werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, z. B. Faserdurchmesser oder Myosinfasertypisierung. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie, um die Evolution des Gesichtsausdrucks und der visuellen Kommunikation bei nichtmenschlichen Säugetieren und beim Menschen zu erforschen. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Formalin und einem geladenen Skalpell extrem gefährlich sein kann.

Vorsichtsmaßnahmen, wie das Spülen Ihrer Probe, und zu wissen, wo Ihr Skalpell zu jeder Zeit ist, sollten während der Durchführung dieses Verfahrens getroffen werden.