Un Test objectif et reproductible d’apprentissage olfactif et de la Discrimination chez les souris

L’objectif global de ce protocole de comportement est d’entraîner les souris à associer une odeur à une récompense et une autre odeur à une punition. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des neurosciences, telles que l’apprentissage, la plasticité synaptique et la discrimination sensorielle. Le principal avantage de cette technique est qu’une fois entraînées, les souris effectuent des centaines d’essais en quelques heures pour un échantillonnage statistique robuste.

Les implications de cette technique s’étendent à la thérapie ou au diagnostic des maladies neurodégénératives, car la gravité du dysfonctionnement olfactif est prédictive du déclin cognitif ultérieur chez l’homme. Bien que cette méthode puisse donner un aperçu de l’olfaction, elle peut également être appliquée à d’autres systèmes, tels que la vision ou l’audition. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car les premières étapes de configuration de la chambre de comportement et d’utilisation du logiciel sont difficiles à apprendre, en raison des différents ports de connexion et des étapes de formation.

Pour commencer, assemblez une chambre de souris avec le sol de la chambre. Conservez la boîte d’entraînement dans un endroit peu fréquenté et faiblement éclairé pour éviter les distractions. Ensuite, percez chaque port d’eau avec un petit trou sur le dessus, pour permettre à une aiguille de calibre 18 de distribuer de l’eau à l’intérieur du port.

Remplissez un flacon en verre d’un odorant dissous dans de l’huile minérale et serrez fermement le bouchon. Ensuite, connectez une aiguille de calibre 18 au tube en silicone. Percez le capuchon du flacon en verre et connectez l’autre extrémité du tube en silicone à l’entrée des orifices d’odeur.

Après cela, placez chaque tube de silicone dans une valve anti-odeur. Connectez la conduite d’aspiration aux ports d’odeur. Fixez deux seringues de 10 millilitres à une tige de maintien en métal et connectez le tube aux seringues.

Par la suite, connectez l’autre côté du tube à une aiguille de calibre 18. Insérez l’aiguille dans le trou percé de l’orifice de pointe du nez sur la chambre de la souris et connectez l’autre extrémité du tube à la vanne d’eau. Remplissez les deux seringues de 10 millilitres d’eau potable pour rongeurs.

Connectez ensuite un débitmètre d’air à l’entrée d’air et maintenez le débit d’air à trois à cinq litres par minute. Connectez les deux vannes d’eau, les deux vannes d’odeur, les deux ports d’eau, le port d’odeur et l’alimentation au système d’interface USB. Et enfin, connectez le boîtier d’interface USB à l’alimentation.

Ensuite, ajustez l’aspiration sous vide pour éviter la contamination croisée des odeurs entre les essais, et utilisez des tubes spécifiques à l’odeur pour connecter les flacons d’odorisant à la chambre. Pour préparer les souris à l’entraînement, commencez la restriction d’eau à 40 millilitres par kilogramme par jour. Pesez les souris tous les jours pour vous assurer qu’elles sont au-dessus de 80 % de leur poids de base et maintenez tous les facteurs environnementaux constants tout au long du protocole, y compris la température, le bruit et les odeurs parasites.

Nettoyez la cage avant que chaque souris n’y soit transférée. Vaporisez et essuyez la chambre avec de l’éthanol à 70 % pour minimiser la distraction des odeurs de souris. Pour la première étape de l’entraînement, configurez la boîte de comportement avec un port d’eau au centre et avec tous les ports latéraux inaccessibles.

Placez une souris dans la chambre et fermez-la. Ensuite, commencez le programme de la première étape. Considérez cette étape comme terminée lorsque la souris réalise 100 essais en 60 minutes.

Retirez la souris de la chambre après 60 minutes, ou 100 essais ont été terminés. Pour la deuxième étape de la formation, configurez cette étape et toutes les étapes suivantes avec deux ports d’eau sur les côtés et l’orifice d’odeur au milieu. Placez une souris dans la chambre et fermez-la.

Ensuite, commencez le programme de la deuxième étape. Considérez cette étape comme terminée lorsqu’un minimum de 40 essais sont effectués en 60 minutes, avec au moins 25 % des récompenses d’eau reçues dans les cinq secondes suivant le coup de nez à bâbord central. Retirez la souris une fois cette étape terminée.

Pour la troisième étape de la formation, connectez l’odeur S-plus au contrôleur de diffusion d’odeurs. Placez une souris dans la chambre et fermez-la. Ensuite, commencez le programme de la troisième étape.

Considérez cette étape comme terminée lorsqu’il y a plus de 60 récompenses en 60 minutes, et retirez la souris une fois que l’étape a été disputée. Pour l’entraînement de l’étape quatre-A, réglez la configuration de la boîte de la même manière que celle de l’étape trois précédente. Ensuite, connectez les odeurs S-plus et S-moins au contrôleur de diffusion des odeurs.

Placez une souris dans la chambre et fermez-la. Ensuite, commencez le programme de la quatrième étape A. Une fois que la souris a terminé 40 essais, basculez le programme pour diffuser les odeurs de manière aléatoire.

Retirez la souris une fois l’étape terminée. Pour l’entraînement au stade quatre-B, rendez ce stade identique au stade quatre-A. Cependant, le délai d’attente pour tenter une récompense d’eau après une odeur S-moins est de quatre secondes.

Connectez les odeurs S-plus et S-moins au contrôleur de diffusion des odeurs. Placez une souris dans la chambre. Fermez la chambre de la souris et commencez le programme de l’étape quatre-B.

Considérez cette étape comme terminée lorsqu’il y a plus de 100 essais en 60 minutes, avec une précision supérieure à 85 %Pour le test go/no-go, réglez la configuration de la boîte de la même manière que celle de l’étape précédente quatre-B. Connectez les odeurs S-plus et S-moins au contrôleur de diffusion des odeurs. Ensuite, placez une souris dans la chambre.

Commencez le programme d’étape go/no-go, puis exposez la souris qui a appris la tâche d’apprentissage olfactif à de nouvelles paires d’odeurs chimiquement similaires. Une fois que les souris ont appris la tâche d’apprentissage olfactif, elles peuvent associer de nouvelles paires d’odeurs avec une récompense et une punition. Ces souris entraînées commencent normalement avec une précision d’environ 50 % sur la tâche go/no-go.

Le pourcentage correct peut être tracé par bloc d’essai comme une courbe d’apprentissage pour de nouvelles paires d’odeurs. En 10 essais de blocs, les souris sont capables de discriminer correctement les odeurs, avec une précision supérieure à 85 %. Cela montre que notre protocole a réussi à entraîner des souris de type sauvage à associer une odeur à une récompense d’eau et une autre à une punition de temps mort.

Une fois que les souris ont appris la tâche, les paires d’odeurs peuvent être modifiées pour augmenter ou diminuer la difficulté de la tâche. Par exemple, la diminution de la concentration de la paire d’odeurs augmente la difficulté de la tâche. Les souris sont également capables de se souvenir des paires d’odeurs précédemment apprises.

Après avoir attendu sept jours depuis l’apprentissage de la tâche, un test de rappel montre que les souris de type sauvage peuvent rapidement se souvenir des associations d’odeurs précédemment apprises. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler de s’assurer que les odorisants souhaités sont correctement connectés à la boîte de comportement. C’est particulièrement important si plusieurs expérimentateurs utilisent des odeurs différentes.

À la suite de cette procédure, d’autres méthodes telles que la cartographie des odeurs peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires telles que : Comment l’apprentissage influence-t-il la façon dont les informations sensorielles sont représentées par le cerveau ? Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine des neurosciences pour explorer les changements neuronaux induits par l’apprentissage dans le système olfactif de la souris. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’apprendre aux souris à associer une odeur à une récompense et une autre odeur à une punition.

N’oubliez pas que travailler avec des aiguilles pointues peut être extrêmement dangereux et que des précautions telles que l’élimination appropriée des objets tranchants doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.