Method Article

בניית אולפקטומטר לחקר התנהגות חוש הריח של מכרסמים

DOI:

10.3791/67049

⸱

April 11th, 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Cell and Developmental Biology, University of Colorado Anschutz Medical Campus, 2Mechanical Engineer/NeuroTechnology Center / Machine Shop, University of Colorado Anschutz Medical Campus, 3Neurosurgery Department, University of Colorado Anschutz Medical Campus

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר בניית אולפקטומטר לניסויי התנהגות חוש הריח. הוראות שלב אחר שלב, יחד עם תמונות, ניתנות על מנת להבטיח בנייה מוצלחת של האולפקטומטר. מידע לפתרון בעיות שנתקלו בהן במהלך התהליך כלול גם כן.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

השימוש באולפקטומטרים לחקר התנהגות מכרסמים ופעילות מוחית במהלך משימות ריח הוא חיוני להבנת מעגלי המוח. מכשירים מתוחכמים אלה מאפשרים לחוקרים לשלוט במדויק ולספק גירויי ריח, ומאפשרים לחקור תהליכי ריח מורכבים במכרסמים. למרות שאולפקטומטרים זמינים מסחרית נוחים, הם מציבים אתגרים כאשר מתעוררות בעיות טכניות, לעתים קרובות דורשות סיוע יקר ועלולות לשבש את לוחות הזמנים של המחקר. מאמר זה מפרט את הבנייה של אולפקטומטר מותאם אישית שתוכנן במיוחד עבור ניסויי התנהגות ריח של עכברים, ומספק רשימה מקיפה של חלקים והוראות שלב אחר שלב. האולפקטומטר נשלט באמצעות MATLAB, ומציע ממשק ידידותי למשתמש לחוקרים. חשוב לציין, קוד הקוד הפתוח מאפשר למשתמשים לשנות ולהתאים את המערכת, ולהתאים משימות התנהגותיות כדי לענות על צרכים ניסיוניים ספציפיים. בניית אולפקטומטר מותאם אישית מעצימה את המשתמשים עם הידע והיכולת לבצע תכנון ניסיוני מותאם אישית ופתרון בעיות באופן עצמאי, וחוסכת זמן ומשאבים. גישה זו לא רק משפרת את גמישות המחקר אלא גם מטפחת הבנה מעמיקה יותר של פונקציונליות הציוד, מה שמוביל בסופו של דבר למחקרי ריח חזקים ואמינים יותר במכרסמים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המנגנונים המורכבים העומדים בבסיס קבלת החלטות חוש הריח מציעים תובנות מרתקות על המורכבות המדהימה של מערכת העיבוד החושי של המוח 1,2,3. בתוך פקעת הריח של עכברים, מגוון עצום של נוירונים חושי ריח מתכנסים לכ-2,200 גלומרולים, שכל אחד מהם מעוצבב על ידי נוירונים המבטאים את אותו קולטן ריח4. למרבה הפלא, אפילו ריחות סינתטיים בודדים יכולים לעורר חלק ניכר מכ-1,100 קולטני הריח בעכברים 5,6. עם זאת, האתגר משתרע מעבר לזיהוי ריח ראשוני. הדינמיקה הזמנית של הגעת הריח, המושפעת מהפעולה הקצבית של הרחרוח, מעשירה עוד יותר את הנוף החושי, ומוסיפה שכבות של מידע למוח לפענוח. בנוסף למורכבות של גירויים טבעיים, כגון שתן ספציפי, המכיל מאות ריחות, מערכת הריח עומדת בפני המשימה האימתנית של התרת דפוסים מורכבים של הפעלה גלומרולרית כדי להבדיל בין ריחות שונים 7,8.

כדי להתמודד עם אתגר זה, המוח מתזמר את הפעילות העצבית על פני מספר אזורים, כולל קליפת המוח הפיריפורמית, קליפת המוח האנטורינלית הצדדית, ההיפוקמפוס, שחפת הריח, קליפת המוח הקדם-מצחית ואפילו המוח הקטן 9,10,11,12,13,14. בתוך מעגלים אלה, תאים פירמידליים בקליפת המוח הפיריפורמית משתלבים ומווסתים מידע המועבר על ידי תאים מיטרליים, בעוד שאזורים אחרים במוח תורמים תפקידים ייחודיים בעיצוב תפיסת הריח 15,16,17. יתר על כן, עיבוד המוח של גירוי הריח מושפע באופן דינמי מגורמים הקשריים, מה שמדגיש את יכולת ההסתגלות והתחכום של תהליך קבלת ההחלטות בחוש הריח.

מאמר זה מתאר את הבנייה של אולפקטומטר מותאם אישית המאפשר הערכה מבוקרת מחשב של הביצועים ההתנהגותיים של עכברים הנעים בחופשיות העוסקים במשימת סע/לא-ללכת. במשימת למידה אסוציאטיבית זו, העכבר חסר המים יוזם ניסוי על ידי ליקוק פיית אספקת מים הממוקמת בתוך חרוט אף להעברת ריח. אחד משני ריחות מועבר 1-1.5 שניות לאחר שהחיה יוזמת את הניסוי. אם הריח הוא הריח המתוגמל (S+), העכבר מקבל פרס מים אם הוא מלקק לפחות פעם אחת בכל אחד מארבעת חלונות הזמן של 0.5 שניות (פגיעה). אחרת, העכבר לא יקבל תגמול (מיס). אם החיה מקבלת את הריח הלא מתוגמל (S-), לא מועבר פרס, ואם העכבר מלקק בכל אחד מארבעת חלונות הזמן (אזעקת שווא, FA), מוטל עיכוב זמן לפני תחילת הניסוי הבא. אם בעל החיים לא מצליח ללקק באחד מחלונות הזמן, הניסיון נספר כדחייה נכונה (CR), ולא מופעל עיכוב זמן. אחוז הביצועים הנכונים מחושב כאחוז הניסויים שבהם העכבר משיג Hit או CR בחלון של עשרים ניסיון:

אחוז נכון = 100 ((פגע + CR) / 20)

ישנם שני נושאים מרכזיים להבטחת תפקוד תקין של אולפקטומטרים שנועדו להעריך את התנהגות הריח של go/no-go. ראשית, על האולפקטומטר לנטר את תגובות העכבר בזמן אמת כדי לספק תגמולי ריח ומים בהתאם. אולפקטומטר זה מושג על ידי ניטור ליקוקים על ידי מדידת ההתנגדות בין זרבובית המים לרצפת התא או על ידי חישת קיבול18. לאחר מכן, תוכנית MATLAB משתמשת במידע זה כדי לקבל החלטות לגבי אספקת ריח ותגמול מים. הנושא השני הוא הצורך באספקת ריח אמינה וניתנת לשחזור. אולפקטומטר זה מושג על ידי הפעלת שסתומים המאזנים אוויר רווי ריח עם אוויר נשא, המועבר לאחר מכן לקונוס האף. האוויר מתאזן עם הריח על ידי בעבוע שלו דרך תמיסת ריח מדוללת בשמן מינרלי. ריכוז הריח נמדד באמצעות גלאי פוטוניזציה וניתן לחשב אותו על סמך לחץ אדים ומקדם פעילות, בהתאם לנהלים שתוארו על ידי וויליאמס ודוואן18,19.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל הניסויים נערכו על פי פרוטוקולים שאושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים מוסדיים של הקמפוס הרפואי של אוניברסיטת קולורדו. בעלי החיים ששימשו במחקר זה היו עכברי CaMKIIα WT זכרים, שגילם חודשיים בזמן השתלת הטטרודה. פרטים על הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מסופקים בטבלת החומרים.

1. לוח והלחמה של כפתורי לחיצה רגעיים חד-מוטיים, זריקה אחת (SPST).

  1. השג את הלוח הלבן בהתאמה אישית עם חורים כדי להדק את המתלים עבור שסתומי ריח, מדי זרימה, לוח SSR48 ורכיבים אחרים המוצגים באיור 1A.
    הערה: הלוח הלבן ששימש במחקר הזה יוצר על ידי בית המלאכה של המרכז לנוירוטכנולוגיה בקמפוס הרפואי CU Anschutz (איור 1A). קבצי העיצוב זמינים בכתובת
  2. הוסף ברגים בגודל 1 אינץ' ומרווחים בגודל 3/4 אינץ' למיקום ה-SSR48-RACK. הברגים ממוקמים בפינה הימנית העליונה של החלק האחורי של הלוח הלבן (איור 1A).
  3. התקן את ה-SSR48-RACK. ה-SSR48-RACK ימוקם בצד השמאלי העליון של החלק האחורי של הלוח הלבן (איור 1C).
  4. צור חורים (0.4 ס"מ) כדי למקם את גושי רצועת מסוף הבורג בגב הלוח. בלוקי פס ההדק של הבורג ימוקמו בפינה הימנית האמצעית של החלק האחורי של הלוח הלבן (איור 1D).
  5. מלמעלה למטה: בלוק רצועת המסוף הראשון בעל 4 הברגים ישמש לחיבור חוטים עבור 24 וולט. בלוק רצועת המסוף הבא של הבורג ישמש לחוטי 5 וולט. השאר בלוק רצועת מסוף בורג אחד ריק, ובלוק רצועת המסוף האחרון של 4 הבורגים ישמש לחיבור חוטי הארקה.
  6. קדחו חורים (0.8 ס"מ) בתיבת הבקרה למיקום מתגי כפתור הלחיצה הרגעיים של SPST. תיבת הבקרה תמוקם בחלק התחתון הקדמי של לוח הציור (איור 1E).
  7. הגדר את מתגי כפתור הלחיצה הרגעיים של SPST. הלחמו שני חוטים למתג כפתור הלחיצה הרגעי SPST. עדיף להשתמש בשני צבעים שונים, כמו למשל אדום ושחור או ירוק (איור 1F).
  8. חבר את מתג כפתור הלחיצה הרגעי SPST לתיבת הבקרה. לחצני הלחיצה מגיעים עם אום המשמש לחיבור לקופסה השחורה של הבקרה (איור 1G).
  9. אבטח את החוטים על ידי סיבוב או אבטחתם עם סרט כדי לשמור אותם יחד ומאורגנים.
    הערה: הספק 24 וולט משמש להפעלת שסתומי הצביטה ושסתומי הריח, והספק של 5 וולט משמש למעגל הליקוק.
  10. הנח את שסתומי הריח לתוך החריצים של מתלה שסתומי הריח הממוקם במרכז הלוח הלבן (איור 2A).
    1. קלף את החוטים היורדים מהשסתומים והלחם חוט אחד מכל שסתום על חוט עבה יותר. הנח חוט אחד לתוך האדמה על בלוקי רצועת מסוף הבורג בגב הלוח הלבן וחוט שני לתוך הסיכה המתאימה ב-SSR48-RACK. לדוגמה, שסתום ריח 1 עובר לפין 1, שסתום ריח 2 עובר לפין 2 וכו' (איור 2B).
    2. חבר את הפינים 1 עד 8 ב-SSR48-RACK לשני שסתומי צביטה כל אחד (שסתומי כניסה ויציאה לבקבוקוני שיווי המשקל של השמן המינרלי). עבור כל שסתום, חבר חוט אחד מכפתור לחיצה למתח 24 וולט ואת החוט השני לפין ב- SSR48-RACK המחובר לשסתום. החוט השני עובר מהשסתום לקרקע. עיין באיור 2B,C להצבת החוטים במקומם.
    3. הנח את שסתום המים ואת השסתום הסופי בחריצים המתאימים בלוחית השסתום. החריץ ממוקם באמצע הלוח. ראה את לוחית השסתום באיור 1 ואת מיקום השסתומים באיור 3A.
    4. חבר את שסתום המים ואת השסתום הסופי לאדמה ולפינים 17 ו-18, בהתאמה, ב-SSR48-RACK. חבר את לחצני הלחיצה ל-24 וולט ולפינים 17 ו-18 (איור 2B).

2. ספק כוח

  1. קנו ספק כוח וכבל מאריך. מידע לגבי הסוג הספציפי של ספק הכוח ניתן למצוא בטבלת החומרים. ספק הכוח יספק יציאות של 24 וולט (V3) ו-5 וולט (V1) והארקה לאולפקטומטר.
  2. נתק את התקע של כבל החשמל לאספקת החשמל. באופן ספציפי, החלק הנשי של כבל המאריך. לאחר חיתוך, ניתן לראות שלושה חוטים. החוט הירוק מחובר ל-G (הארקה) בספק-הכוח, ושני החוטים האחרים (לבן ושחור) מחוברים ל-L ו-N, בהתאמה, של כניסת AC V 120 לספק-הכוח (איור 3B).
    זהירות: חוטי החשמל של 120 וולט חשופים, וקיים סיכון לפציעה כתוצאה מהתחשמלות. עדיף לכסות אותו עם מבודד.
  3. חתוך קצה אחד של החוט המפעיל את ה-SSR48-RACK. חבר את אחד החוטים לבורג G בספק הכוח ואת השני ל-V1 של ספק הכוח (איור 3C).
  4. בספק-הכוח, חבר חוט אחד מ-G2 לאדמה על בלוקי רצועת מסוף הבורג (איור 2C).
  5. בספק הכוח, חבר חוט אחד מ- V1 לבלוקי רצועת המסוף של בורג V 5 (איור 2C).
  6. באספקת החשמל, חבר חוט אחד מ-V3 לבלוקי רצועת המסוף של בורג 24 V (איור 2C).

3. לוח חיישן ללקק

  1. השיגו לוח אב-טיפוס של 400 נקודות קשירה והריצו חוט שמתחבר מנקודות קשירה B7 עד B15 (איור 3D).
  2. חבר קצה אחד של חוט לנקודת קשירה 6+ ואת הקצה השני לנקודת קשירה C22 של לוח הלחם (איור 3D).
  3. חבר קצה אחד ב-D16 ואת הקצה השני ל-G22 של לוח הלחם (איור 3D).
  4. חבר קצה אחד של חוט לחריץ I22 ואת הקצה השני ל-29- של לוח הלחם (איור 3D).
  5. חבר קצה אחד של חוט לחריץ 20A ואת הקצה השני ל-29A של לוח אב-טיפוס (איור 3D).
  6. חבר קצה אחד של חוט ל-21B ואת הקצה השני ל-28B של לוח הלחם (איור 3D).
  7. חבר קצה אחד של חוט לחריץ 1+ של לוח הלחם ואת הקצה השני ל-5 V של גושי רצועת מסוף הבורג (איור 3D).
  8. חבר קצה אחד של חוט לחריץ 1- של לוח הלחם ואת הקצה השני לקרקע של בלוקי רצועת מסוף הבורג (איור 3D).
  9. חבר קצה אחד של חוט לחריץ C7 של לוח הלחם ואת הקצה השני לפין 27 ב-SSR-48RACK (איור 3D).
  10. חברו קצה אחד של חוט לחריץ 28C של לוח אב-טיפוס ובקצה השני יהיה מחובר תפס תנין שיתחבר לחלק המתכתי של פיית המים (איור 3D).
  11. חבר קצה אחד של חוט לחריץ 20B של לוח אב-טיפוס ואת הקצה השני למסוף האמצעי של הפוטנציומטר (איור 3D). שני המסופים המחוברים לאלמנטים ההתנגדות של הפוטנציומטר מחוברים לקרקע ו -5 וולט. המסוף האמצעי מחובר ללוח הלחם.
  12. השג נגדים של 21 mΩ. עבור הראשון, חבר קצה אחד ל-19A ואת הקצה השני ל-20D. עבור השני, חבר קצה אחד ל-22C ואת הקצה השני ל-21D. התחבר לפוטנציומטר (איור 3D).
  13. השג נגד kΩ אחד. חבר קצה אחד ל-14C ואת הקצה השני ל-19C. התחבר לפוטנציומטר (איור 3D).
  14. השג נגד אחד של 120 Ω. חבר קצה אחד ל-7D ואת הקצה השני ל-7H (איור 3D).
  15. השג נורת LED. הצבע לא משנה. חבר חוט LED אחד ל-7J ואת החוט השני ל-6- (איור 3D).
  16. השג שני מגברים תפעוליים (מגברי אופ). החיבורים עבור הראשון הם E10 עד E16, F10-F16 (איור 3D).

4. אספקת אוויר ומים

  1. הנח שני מדי זרימה (2 ליטר לדקה ו-50 סמ"ק לדקה) לתוך מחזיקי מד הזרימה. איור 4A מציג את מערכת זרימת האוויר הכוללת, ואיור 4B מציג את התצוגה המוגדלת של מדי הזרימה.
  2. השג משאבת אקווריום כדי לספק זרימת אוויר של 2 ליטר לדקה. לדגם משאבת האקווריום המשמש כאן יש שתי יציאות (ראה טבלת חומרים). חבר חתיכת צינור קטנה מכל אחת משתי היציאות של משאבת האקווריום לשתי הכניסות של מחבר T (איור 4B).
  3. חבר פיסת צינור מהיציאה של מחבר T לכניסה של מסנן פחם פעיל (איור 4B).
  4. חבר צינורות מיציאת מסנן הפחמן למחבר T וחבר את שתי היציאות של המחבר לשסתום כדורי כדי לכוונן את קצב זרימת האוויר (איור 4C).
  5. חבר את הפלט של כל שסתום כדור לכניסה של מדי הזרימה (איור 4D).
  6. חבר את הפלט של מד הזרימה של 50 ס"מ לדקה לסעפת העליונה, וספק אוויר לבקבוקוני איזון הריח של 40 מ"ל עם ריחות מדוללים בשמן מינרלי (איור 4E).
  7. חבר את הפלט מכל בקבוקון ריח לכניסה המתאימה בסעפת התחתונה.
  8. הצינורות המחברים את בקבוקוני הריח לסעפות הם צינורות שסתום צביטה הנפתחים על ידי שני שסתומי צביטה נפרדים. הנח את הצינור לתוך שסתומי הצביטה.
  9. חבר את הפלט של מד הזרימה של 2 ליטר לדקה לכניסה של כניסת הצד של הסעפת התחתונה.
  10. חבר את הפלט של הסעפת התחתונה לכניסה של השסתום הסופי (ההפניה) (איור 4F).
    1. חבר את ברירת המחדל בפלט של השסתום הסופי לצינור אספקת הריח בתא ההליכה/לא. חבר את יציאת ברירת המחדל של השסתום הסופי לצינור פליטה (איור 4G). התוצאה היא זרימת אוויר רציפה ללא ריח של 2 ליטר לדקה כאשר השסתום הסופי כבוי.
    2. בכל ניסוי, ודא שהשסתום הסופי נדלק כאשר החיה מלקקת, לוקחת את האוויר לפליטה, ובמקביל שסתום הריח נדלק. התוצאה היא שיווי משקל של הריח בזרימת האוויר ברקע.
    3. לאחר 1-1.5 שניות, ודא שהשסתום הסופי נכבה, ומפנה את האוויר חזרה לתא. התוצאה היא עלייה חדה בריכוז הריח. לאחר 2.5 שניות, שסתום הריח נכבה, וריכוז הריח חוזר ל -0.
    4. חבר מחט של 18 גרם לקצה המזרק של 5 מ"ל שישמש להעברת תגמול המים (איור 4H).
    5. חבר צינור אחד (קוטר 2 מ"מ) לקצה המחט (איור 4H).
    6. חבר את הקצה השני של הצינור לכניסת שסתום המים. ייתכן שיהיה צורך לחתוך צינור בקוטר שונה כדי להתאים לכניסה של שסתום המים (איור 4I).
    7. חבר את הצינור מיציאת שסתום המים אל זרבובית הליקוק (איור 5A).

5. חיבור האולפקטומטר למחשב והתקנת התוכנה

  1. חבר את ה-SSR48-RACK ל-DIO96H/50 עם מחבר נקבה לנקבה בעל 100 פינים. חבר את כבל ה-USB מה-DIO96/H50 למחשב (איור 5B).
  2. הורד את הגרסה העדכנית ביותר של התוכנה ומנהלי ההתקנים של mccdaq ו-InstaCal.
    הערה: InstaCal היא התוכנית הבודקת את התקשורת בין המחשב ל-DIO96/H50. הורד את התוכנות ומנהלי ההתקנים העדכניים ביותר כאן: https://www.mccdaq.com/software-downloads.aspx.
  3. הפעל את InstaCal. ודא ש"אפיק טורי אוניברסלי" מפרט את הלוח # כמספר הנכון, בדרך כלל #1 = לוח #1 USB-DIO96H/50.
  4. הורד את MATLAB.
  5. הורד את תוכניות MATLAB כדי להפעיל את האולפקטומטר מ-https://github.com/restrepd/dropc.
  6. פתח את MATLAB כמנהל מערכת והגדר את הנתיב כך ש-MATLAB יזהה את התוכניות. בכרטיסייה בית בסביבת MATLAB, לחץ על הגדר נתיב במקטע סביבה. פעולה זו פותחת תיבת דו-שיח שבה באפשרותך להוסיף תיקיות בנתיב החיפוש.
  7. הפעל את daqregister('mcc'). שנה את מספר הלוח ב- dropcInitializePortsNow.m.
    הערה: handles.dio = digitalio('mcc',1); %(1 או 0 בהתאם למחשב).
  8. בדוק dropcspm.m על ידי ביצוע ריצה יבשה שבה המשתמש "מגיב" לכל ניסוי על ידי חיבור הלולאה החשמלית בין פיית הליקוק לרצפת המתכת של החדר המקורקע.
    הערה: האולפקטומטר מוכן כעת לשימוש. מידע על איך לאמן את העכבר נמצא אצל Nicole Arevalo et al.20.

6. ניסויים בבעלי חיים

  1. הכינו את הנבדקים בזהירות לתחילת תהליך הניסוי. שקלו כל עכבר בנפרד באמצעות משקל מכויל ורשמו את המשקל ביומן מעבדה. עקוב אחר נתונים חיוניים אלה לאורך המחקר כדי לעקוב אחר בריאות בעלי החיים ולטפל בכל שינוי במשקל באופן מיידי.
  2. הנח את העכברים בעדינות בתא העכבר שתוכנן במיוחד לאחר השקילה. הפעל את החיישנים ומערכות אספקת הגירויים למשימת אפליית הריח. ודא שהתא ממזער את הלחץ על בעלי החיים תוך שמירה על שליטה מדויקת בתנאי הניסוי.
  3. ודא שהחיה נוחה בתא. התחל את תוכנית MATLAB כדי לשלוט בפרמטרים ניסיוניים כגון אספקת גירויי ריח (2.5 שניות), חלוקת מים והקלטת תגובות. נתח נתונים בזמן אמת כדי לקבל משוב מיידי על ביצועי בעל החיים.
  4. עקוב ונתח את ביצועי החיה באופן רציף. הסתכל על ציון המיומנות המחושב על סמך אחוז התשובות הנכונות. שאפו שכל בעל חיים ישיג ציון ביצועים של 80 ומעלה, המסמן את הסף למיומנות במשימה.
  5. התחל את השלב החדש של הניסוי ברגע שהחיה משיגה באופן עקבי ציון מיומנות של 80 ומעלה, המצביע על שליטה בהבחנה הראשונית של זוג הריחות. הפוך את צמד הריחות, והשאיר את הריח המתוגמל בעבר ללא תגמול ולהיפך.
    1. לבחון את הגמישות הקוגניטיבית של החיה ואת יכולתה לבטל את הלמידה וללמוד מחדש אסוציאציות, ובכך לקבל תובנות חשובות לגבי הפלסטיות של למידת הריח בעכברים.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בעקבות הפרוטוקול המתואר כאן, ניתן להגדיר אולפקטומטר כדי לבדוק את התנהגות ה-go/no-go של עכברים המבדילים בין ריחות. איור 6A מראה את ההתנהגות של עכבר במהלך היום הראשון של האימון במשימת go/no-go, תוך שימוש באתיל אצטט כריח S+ ושילוב של אתיל אצטט ופרופיל אצטט כ-S-. האחוז הנכון מחושב כאחוז הניסויים שבהם העכבר משיג פגיעה או דחייה נכונה. בתחילה, העכבר התחיל ב-50% נכון מכיוון שהוא ליקק בתגובה לשני הריחות. עם זאת, לאחר מספר ניסיונות, הוא למד ללקק רק עבור ה-S+ והפסיק ללקק עבור ה-S-. איור 6B מציג את האחוז הנכון ליום האחרון של משימת ה-go/no-go בכיוון קדימה, שבו החיה השיגה מיומנות עם ביצועים של 80% ומעלה. בשלב זה, הריחות היו הפוכים (REV), עם אתיל אצטט כ-S-odorant והשילוב של אתיל אצטט ופרופיל אצטט כ-S+. איור 6C מציג את האחוז הנכון ביום הראשון של משימת ה-go/no-go בכיוון ההפוך, שבו ביצועי העכבר ירדו ל-10%. F מציג את ביצועי העכבר ביום האחרון של ההיפוך, שם הוא שוב השיג מיומנות.

figure-results-1
איור 1: הצד הקדמי של לוח הציור של האולפקטומטר והחיווט. (A) מידות האולפקטומטר הן 22 אינץ' רוחב x 16 אינץ' H x 8.5 אינץ' D, המוצגים ללא חיווט או לוחות ממשק/ליקוק, כפי שנמסרו מסדנת המכונה. חורים נקדחים מראש עבור שסתומי ריח, מדי חום, מים ושסתומים סופיים, מזרק מים, מתלה בקבוקי ריח, מתלה שסתומי ריח ותא העכבר. (ב) האולפקטומטר הוכן עם 8 הברגים הנדרשים להרכבת ה-SSR48-RACK בצד שמאל האחורי. (C) מד ריח עם SSR48-RACK מורכב, כולל ממסרים מחוברים. (ד) בלוקי רצועות מסוף בורג שנוספו לאולפקטומטר, עם קטעים ייעודיים ל-12 וולט, 5 וולט והארקה. (ה) בקרה על קופסה שחורה עם חורים קדוחים למתגי כפתור לחיצה רגעיים של SPST, עם תיוג סרט על כל כפתור על ידי בקרת שסתומים. (F) מתג כפתור לחיצה רגעי SPST עם שני חוטים מקודדי צבע עם צינורות מכווצים המולחמים להגנה על אזורים חשופים. (G) מתג כפתור לחיצה רגעי SPST המותקן על הקופסה השחורה של הבקרה ומאובטח עם אום המשושה המצורף. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: שסתומי ריח וסכמות. (A) שסתומי ריח המותקנים היטב בחריצים ומקובעים עם ברגים. (ב) סכמטי של חיווט שסתומי הריח לבלוקים של SSR48-RACK ורצועת מסוף בורג. (ג) סכמת חיווט של הקופסה השחורה של הבקרה, ספק הכוח, SSR48-RACK ובלוקי רצועת מסוף הבורג. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: מערך מים ושסתומים סופיים עם ספק-כוח. (א) מים ושסתומים סופיים שנוספו לחריצים המיועדים באולפקטומטר ומאובטחים באמצעות ברגים. (ב) חיווט אספקת חשמל המחובר להפעלת האולפקטומטר. (ג) חיווט חשמל עבור SSR48-RACK. (D) חיישן ליקוק עם רכיבים מחוברים, כולל נגדים, חוטים, LED ומגבר תפעולי. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: מערכת אספקת אוויר עם מדי זרימה וצינורות. (א) מדי זרימה המחוברים למתלה באמצעות ברגים. (B) משאבת אקווריום שמחוברת לצינורות, מחוברת עם מפרק T. (C) מסנן פחמן עם צינורות מחוברים ביציאה, עם חיבורים לווסתים בודדים. (ד) צינורות מווסתים המחוברים לכניסות מד זרימה. (ה) צינורות המחוברים ליציאות מד זרימה. (F) צינורות מהסעפת לכניסת השסתום הסופית. (ז) שסתום סופי עם צינור המחובר ליציאת הריח של מד הריח. (H) מזרק 5 מ"ל מלא במים, צינור מחובר למחט 18 גרם. (I) צינורות המחוברים לכניסת שסתום המים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: חיבורי שסתומי מים סופיים וסקירת מערכת. (א) צינורות מיציאת שסתום המים לליקסיט באולפקטומטר. (ב) חיבור האולפקטומטר ל-DIO96H/50 באמצעות כבל נקבה לנקבה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-6
איור 6: דוגמה לביצועים התנהגותיים במשימת go/no go עבור עכבר. אחוז התגובות הנכונות בכל מפגש מוצג עבור: (A) היום הראשון של התניה קדימה (S+: 1% איזואמיל אצטט, S-: שמן מינרלי). (ב) היום האחרון של התניה קדימה. (C) היום הראשון לאחר ההיפוך (S+: שמן מינרלי, S-: 1% איזואמיל אצטט). (ד) היום האחרון של התניה הפוכה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-7
איור 7: מהלך זמן הריכוז של איזואמיל אצטט ביציאת הריח. ריכוז נמדד של 10% איזואמיל אצטט (מדולל בשמן מינרלי) ביציאת הריח, באמצעות מכשיר פוטויוניזציה (PID). קווים אנכיים מציינים את ההתחלה והסיום של אספקת הריח. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מדריך מקיף שלב אחר שלב לבניית אולפקטומטר המיועד למשימות אסוציאציה של ריח ניתן למצוא בספרות. חוקרים עשויים להיתקל באתגרים שונים במהלך ההרכבה והתפעול של המכשיר, אך למרבה המזל, ישנן שיטות מבוססות לפתרון בעיות כדי לטפל בבעיות אלו. לאחר שנבנה וכיול כראוי, האולפקטומטר משמש ככלי רב ערך למדענים המבצעים ניסויים הקשורים לחוש הריח, ומאפשר שליטה מדויקת ואספקה של גירויי ריח.

שלבים קריטיים
גרסת MATLAB שהורדה אמורה להיות 2015, מכיוון שהקוד שנכתב תואם לגרסה זו, ושימוש בכל גרסה אחרת עלול להוביל לבעיות. חשוב לוודא שהלוח הנכון נבחר ב-instacall. ההתקנה של mcc.dill יכולה להתבצע על ידי ביצוע daqregister('mcc') בזמן שאתה מחובר כמנהל MATLAB.

פתרון בעיות
בתחילת כל שבוע אימונים, הפעל את תוכנת הכיול (InstaCal) כדי לוודא שהמחשב והאולפקטומטר מתממשקים כהלכה. פתח תוכנית זו, לחץ על הלוח ולחץ על כיול דיגיטלי. יש לבדוק את קצב זרימת האוויר. זרימת האוויר ברקע צריכה להיות 2 ליטר לדקה, והזרימה לבקבוקוני איזון הריחות צריכה להיות 50 מ"ל לדקה. חשוב ביותר לבדוק באופן שגרתי את קצב זרימת האוויר בפלט האולפקטומטר.

לפני הצבת עכבר, חשוב לוודא שהפרמטרים הבאים נבדקים: (1) שסתומי ריח: יש ללחוץ על שסתומי הריח בעת לחיצה על הכפתור בקופסה השחורה. צינורות אוויר צריכים לבעבע לתוך השמן המינרלי, ללא שמן מינרלי כלוא בצינור. (2) צינורות ריח: אם ריחות אינם מייצרים בועות, הצינור עלול להיות חסום במקום שבו הוא בדרך כלל צובט ליד השסתום. ייתכן שיהיה צורך בהחלפת צינורות. (3) שסתום סופי ושסתום מים: השסתום הסופי צריך להיפתח כהלכה, כאשר הצינור נבדק לתפקוד תקין. עבור שסתום המים, יש לנקות כל אוויר החוסם את זרימת המים, ולאפשר למים לזרום לתוך הליקסיט. (4) זרימת אוויר: מדי הזרימה צריכים להיראות מכוילים וממוקמים כראוי. (5) אורות ממסר: ודא שה"אורות" בממסרים מופעלים כהלכה במהלך הניסוי. (6) ממסר תגמול מים: כאשר מחלקים פרס מים, הממסר מעל המים צריך להבהב כשהוא מחלק את התגמול. (7) ממסר תגמול ריח ומים: כאשר ריח משויך לתגמול מים, הממסר האדום מעל מספר השסתום המתאים צריך להבהב באדום במהלך התגמול.

מגבלות
המשימה go/no-go בודקת את יכולתו של העכבר לבדוק 2 ריחות. על מנת להריץ את המשימה, יש להריץ את החיה מספר מפגשים. זו אינה טכניקה בעלת תפוקה גבוהה לבדיקת אפליית ריח. האולפקטומד נועד לבדוק גירויים של חוש הריח. זה לא מכשיר בדיקה רב חושי. עם זאת, ניתן לבצע שינויים כדי לבדוק קלטים חושיים אחרים.

מאמר זה מתאר אולפקטומטר דילול נוזלי שבו אוויר המבעבע דרך הריח המדולל בשמן מינרלי בקצב של 50 מ"ל לדקה מאוזן מראש עם זרימת האוויר ברקע ב-2 ליטר לדקה. עבור תכנון אספקת ריח זה, הקינטיקה של דילול הריח בזרימת האוויר המובילה קובעת את מהירות העלייה בריכוז הריח בזרימת האוויר ברקע. כפי שמוצג באיור 7, בעוד שהריכוז עולה בתוך 200 אלפיות השנייה למחצית מהריכוז הסופי, קצב שינוי הריכוז מאט מעבר לחצי שנייה. בעוד שתצורה זו אינה מייצרת שינוי מרובע בריכוז הריח, היא שימשה בהצלחה לחקר אפליה וזיהוי ריח21. אם פרוטוקול הניסוי דורש שינוי שלב בריכוז הריח, יש לשנות את התכנון לאספקת ריח לשלושה ערוצי זרימת אוויר רקע רציפים של 2 ליטר לדקה שבהם ריחות מועברים ברציפות לזרימת האוויר ברקע של שניים מתעלות זרימת האוויר ברקע. ערוץ האספקה השלישי יספק אוויר מאוזן עם שמן מינרלי. במקרה זה, שסתומי הסטה ישמשו להפניית אחד משני הריחות או אוויר נטול ריח לתוך יציאת הריח. זה יביא לעלייה מדרגה בריכוז הריח ביציאת הריח (גם דיווחים קודמים19,22). בלי קשר, חשוב לתעד את מהלך הזמן לשינוי בריכוז הריח באמצעות גלאי פוטוניזציה.

האולפקטומטר המתואר כאן מיועד לניסויים התנהגותיים בעכברים, אולם עיצוב זה שימש בעבר לחולדות. ההבדל העיקרי הוא שיש צורך להגדיל את גודל החדר למחקרים עם חולדות23. לבסוף, אולפקטומטר זה מעריך את התנהגות הריח של עכבר בודד. אולפקטומטר אוטומטי בעל תפוקה גבוהה תואר לבדיקת מספר עכברים24.

משמעות
פרוטוקול זה מתאר אולפקטומטר בהתאמה אישית, המפחית עלויות בהשוואה לשיטות זמינות אחרות.

יישומים עתידיים
האולפקטומטר תוכנן במיוחד לשימוש עם עכברים ודורש שינוי לשימוש עם בעלי חיים אחרים, כמו חולדות. ניתן לשלב גם תכונות נוספות, כגון מערכת הקלטה מרובת אלקטרודות (למשל, לוח הקלטה מרובה אלקטרודות), לוח Arduino Uno או מצלמה.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף, ואין אינטרסים פיננסיים מתחרים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נתמך על ידי מענקים ממענקי NIH K01 NS127850-01, R25 NS080685, R01 NS081248 ו-DC000566. ברצוננו להודות לכל חברי המעבדה של רסטרפו ורמירז-גורדילו על תמיכתם.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2 1/8 אינץ' ’ שקע לוח אב-טיפוס מודולרינמצא בתאריך: amazon.comASIN ‏: B004MCSOQYמפעיל את האורות וצנזור ללקק
500 חלקים נגדי סרט פחמן מגוונים 1/4 וואטנמצא ב amazon.com
מותג:bojack		נגדים יעברו על שקע ה-BreadBoard
פוטנציומטר מתחדד ליניארי 50K-ohmמותג:TWTADE
נמצא בתאריך: Amazon.com		מאפשר לרכיבי האולפקטומטר

ספק כוח: AC 220v-6A
קוטר משמרת: 6 מ"מ/0.2 אינץ'
אורך פיר: 15 מ"מ/0.59 אינץ' חוט הרכבה.

גודל ידית כפתור 15/17 מ"מ/0.6 x 0.67 אינץ' (d*H)
התאמת הכוח 
נורית אדומה 5 מ"מנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:EDGELEC		מחווט מראש עם נגד מובנה; נורה עליונה עגולה 5 מ"מ ונורית LED קווית-חיבור קל עם 3-6V DC כונן אותה, חוטים ארוכים 7.9 אינץ'.

הספקtagה: 1 וואט
6 מצבים רצועת ברייר כפולהנמצא בתאריך: Digikey.comמספר מוצר בסיסי
1546306		משמש לחשמל והארקה בהתאם לאופן חיבורו
דירוג מתח: 300v
דירוג זרם (אמפר): 20A
מד חוט: 12-22 AWG
96 מחבר זרם גבוה 50 פינים נקבה לנקבהנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג: ‎ איבר.		מספר חלק:‎ f5c953ee65a980dמשקל: 109 גרם
גובה: 2.54 מ"מ
גודל כולל: 50x6.4 ס"מ/2x2.5 אינץ'
משאבת אקווריום -AAPA7.8L 125 GPH, 2 שקעים 3Wנמצא on:Amazon.com
מותג: Hydrofarm store		זה יתחבר לבית המים הקרים הכפול הפתוח וישמש להפעלת האוויר במכונה
מחבר טי דוקרני פוליאתילן 1/4 אינץ'נמצא בתאריך: Uplastic.comמספר פריט:62200מחבר צינורות אוויר שונים זה לזה
מחבר טי דוקרני פוליאתילן 3/16 אינץ'נמצא בתאריך: Uplastic.comמספר פריט:62063מחבר צינורות אוויר שונים זה לזה
BD שימוש כללי דיוק מחט היפודרמית 18 G ½נמצא בתאריך: Medneedles.comמספר פריט: BD 305195משמש למערכת המים
קופסה שחורה/תיבת בקרה ידניתמותג:Otdorpatio
נמצא ב: אמזון		לא ישיםמשמש כתיבת בקרה
מידות: 3.94x2.68x1.97
כבל, ספק כוח למחשב חיבורים פנימיים 10 רגלנמצא בתאריך: Amazon.comמתחבר לספק הכוח

40 וואט
צינורות Cflex, לבנים ו-frac14; ” מזהה x 3/8 אינץ' OD נמצאו on:uplastic.comמספר פריט:54033צינורות המשמשים במערכת האוויר
לוח בסיס לבן בהתאמה אישית עם חורים לחיזוק המתלים לשסתומי ריח, מדי זרימה, לוח SSR48בית המלאכה של המרכז הנוירוטכנולוגי בקריה הרפואית CU Anschutz 
שסתום הסטה— שסתום נוזל אינרטי מיניאטורי, 3 כיווניםנמצאו on:Radwell.comמספר חלק:003-0258-9001/8 BARB
24VDC
עד 1500 SCCM
4.2W
בית מים קרים כפול עם קצה פתוח עם בור כחולנמצאו on:GRAINGER.COM
BrandPENTAIR/PENTEK		תואם Mfr. מספר דגם150295; 150578; 151117; 151118; 151120; 155003; 244043; 244686; 244687
בקבוקוני EPA מזכוכית פישרברנדנמצא בתאריך: fishersci.comמס' קטלוגי 02-912-379משמש לריחות
מפחית התאמה 1/4 אינץ' x 1/8 אינץ'נמצא בתאריך: uplastic.comמספר פריט: 64370מתאם המשמש בצינורות מערכת האוויר.
צינורות קשיחים, פוליאתילן תוך-רפואי,  0.045 (ID) 1 x 100
נורית אינפרא אדום גבוההנמצא ב amazon.com
מותג: gikfun		מהירות שעון זיכרון 1mhz
Ic opamp gp 4 מעגל 14dipנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:BOJACK		מתח הפעלה 50 וולט
מתח מקסימלי 50 וולט
ערכת חוטי מגשרנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:Elegoo		מידות פריט LxWxH: 0.04 x 8.27 x 0.04 אינץ'
מתג רגעי מיני spstמותג:Radioshack
נמצא בתאריך: Amazon.com		B000TLWZM6משמש לשסתומי הריח
נפח הפעלה: 250V
דירוג נוכחי: 1 אמפר
מולטימטרנמצא ב Amazon.com
מותג:AstroAl		מודד במדויק זרם AC/DC, מתח AC/DC, קיבוליות, תדר, מחזור עבודה, התנגדות, דיודה, המשכיות וטמפרטורה
אף מחטנמצא on:amazon.com
מותג:WorkPro		ישמש לכיפוף חוטים
שסתומי ריחנמצאו on:Radwell.comמק"ט: 192833415
מספר חלק:225T031		שואב ריחות מבקבוקוני ריח.
30 PSIG
12 VDC
פוטו-טרנזיסטורנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:HILETGO		מתח: 1.3-1.5V
טווח קבלה: (NM) 400-1000
גודל ראש: 5 מ"מ x 5 מ"מ / 0.2 אינץ' x 0.2 אינץ' (D * L)
פוטו-טרנזיסטור ו-LED כזוג
מתאם צינור "3/4 x 1/4 אינץ'נמצא בתאריך: uplastic.comמספר פריט: 64807מתאם המשמש בצינורות מערכת האוויר.
מתאם צינור למשאבת בית מים- m ¾ x1/4 אינץ'Usplastic.comמספר פריט: 64807טווח טמפרטורות -50F עד 275F
לחץ מקסימלי: 150psi
משקל 0.0015 פאונד
ספק כוח 12v 30A 360Wנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:ALITOVE		מקור הכוח העיקרי של המכונה.
  מתח כניסה: 220 וולט
פלט: DC 12V 30A מקסימום.
צינורות PTFEנמצא ב- Amazon.com
מדי זרימה של RITEFLOW עם קצוות רגילים (לא מותקנים)נמצא on:Globalindustrial.com
מספר דגם: t9FB3075514		מספר פריט: H40407-0075עוקב אחר זרימת האוויר באולפקטומטר
סולם 150 מ"מ, גודל 2
מספר חלק של יצרנים: H40407-0075
מברגנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:Sharden		משמש לברגים על אולפקטומטר
עטיפת שרימק / צינורות (גדלים שונים לאשוח חוט מד 18-22נמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:eventronic		חומר: עשוי פוליאולפין, יחס הצטמקות: 2: 1 (יתכווץ ל -1/2 הקוטר המסופק שלו)
צינורות סיליקון 0.030 x 0.065נמצא on:Amazon.com
מותג:סחורות מדעיות		צינורות לבקבוקוני הריח
הלחמה- עם עופרתנמצאו on:Uline.comס-25294ישמש עם המלחם
מלחםנמצאו on:Uline.comדגם H-10799ישמש להלחמת הבוטונים בתיבת הבקרה וחיבורים אחרים
מודול ממסר מצב מוצק פלט מרובע – אדוםנמצא בתאריך: https://www.sealevel.com/חלק: OB5Q    דגם: מודול QSSR פלט DCקיבול: 8 pF
מידות: 2.4 אינץ' (L) x 1.1 אינץ' (W) x 3.1 אינץ' (H)
# של קלט/פלט: 4 יציאות
מתח קו מקסימלי: 60 VDC
זרם מצב מקסימלי: 3A
מתח קו מינימלי: 3 VDC
טמפרטורת פעולה: -30° C עד 80° C (-22° F עד 176° F)
בידוד פלט: 4000 Vrms
טמפרטורת אחסון: -40° C עד 100° C (-40° F עד 212° F)
מתג כפתור SPSTמותג:Apiele
נמצא בתאריך: Amazon.com		לא ישיםמשמש בתוך שסתום המים הבקרה של תיבת הבקרה והשסתום הסופי.
מתח הפעלה 250v
דירוג זרם: 1 אמפר, 3 אמפר
ארון תקשורת SSR 48נמצאו on:Radwell.comמק"ט: 83105002מעבד את כל החיבורים של האולפקטומטר ועובד עם ממסרי מצב סואיד מסוג מרובע.
צינורות הזנה מנירוסטה
טיפ טינר ומנקהנמצא בתאריך: Amazon.com
מותג:Thermaltronics		מספר דגם: FBA-TMT-TC-2
כדור שסתום PVC 1/4 אינץ' ברב בונהנמצא בתאריך: uplastic.comמספר פריט:62281
שסתום מיםנמצא בתאריך: Ph.parker.comחלק #: 003-0257-900שואב מים לתוך החדר
קצב זרימה מקסימלי: 1500 sccm
מתח (VDC): 24
לחץ הפעלה מרבי: 50 psi, 3.44 bar
חוט 22awgמותג:tuofeng
נמצא בתאריך: Amazon.com		לא זמיןמשמש לחיווט רכיבים שונים של האולפקטומטר
חומר: נחושת
מד 30.0
חיתוכי חוטנמצא on:Amazon.com
מותג:Billbotk		ישמש לחיתוך חוטים
כמותג: PTFEחלק #036663601452השתמש לאספקת ריחות.
https://medschool.cuanschutz.edu/neurotechnologycenter/Cores/machine-shop

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yeshurun, Y., Sobel, N. An odor is not worth a thousand words: from multidimensional odors to unidimensional odor objects. Annu Rev Psychol. 61, 219-241 (2010).
  2. Buck, L. B. Unraveling the sense of smell (Nobel lecture). Angew Chem Int Ed Engl. 44, 6128-6140 (2005).
  3. Spors, H., Wachowiak, M., Cohen, L. B., Friedrich, R. W. Temporal dynamics and latency patterns of receptor neuron input to the olfactory bulb. J Neurosci. 26 (4), 1247-1259 (2006).
  4. Feinstein, P., Bozza, T., Rodriguez, I., Vassalli, A., Mombaerts, P. Axon guidance of mouse olfactory sensory neurons by odorant receptors and the beta2 adrenergic receptor. Cell. 117 (6), 833-846 (2004).
  5. Soucy, E. R., Albeanu, D. F., Fantana, A. L., Murthy, V. N., Meister, M. Precision and diversity in an odor map on the olfactory bulb. Nat Neurosci. 12, 210-220 (2009).
  6. Spors, H., et al. Illuminating vertebrate olfactory processing. J Neurosci. 32, 14102-14108 (2012).
  7. Kwak, J., Willse, A., Preti, G., Yamazaki, K., Beauchamp, G. K. In search of the chemical basis for MHC odourtypes. Proc Biol Sci. 277 (1693), 2417-2425 (2010).
  8. Schaefer, M. L., Yamazaki, K., Osada, K., Restrepo, D., Beauchamp, G. K. Olfactory fingerprints for major histocompatibility complex-determined body odors II: relationship among odor maps, genetics, odor composition, and behavior. J Neurosci. 22 (21), 9513-9521 (2002).
  9. Li, Y., et al. A distinct entorhinal cortex to hippocampal CA1 direct circuit for olfactory associative learning. Nat Neurosci. 20 (4), 559-570 (2017).
  10. Gadziola, M. A., et al. A neural system that represents the association of odors with rewarded outcomes and promotes behavioral engagement. Cell Rep. 32 (3), 107919(2020).
  11. Carlson, K. S., Gadziola, M. A., Dauster, E. S., Wesson, D. W. Selective attention controls olfactory decisions and the neural encoding of odors. Curr Biol. 28 (14), 2195-2205.e4 (2018).
  12. Moberly, A. H., et al. Olfactory inputs modulate respiration-related rhythmic activity in the prefrontal cortex and freezing behavior. Nat Commun. 9, 1528(2018).
  13. Gire, D. H., et al. Information for decision-making and stimulus identification is multiplexed in sensory cortex. Nat Neurosci. 16 (8), 991-993 (2013).
  14. Ma, M., et al. Molecular layer interneurons in the cerebellum encode for valence in associative learning. Nat Commun. 11 (1), 4217(2020).
  15. Bolding, K. A., et al. Robust odor coding across states in piriform cortex requires recurrent circuitry: evidence for pattern completion in an associative network. bioRxiv. , 694331(2019).
  16. Bolding, K. A., Franks, K. M. Recurrent cortical circuits implement concentration-invariant odor coding. Science. 361 (6407), eaat6904(2018).
  17. Bolding, K. A., Franks, K. M. Complementary codes for odor identity and intensity in olfactory cortex. Elife. 6, e22630(2017).
  18. Bodyak, N., Slotnick, B. Performance of mice in an automated olfactometer: odor detection, discrimination and odor memory. Chem Senses. 24 (6), 637-645 (1999).
  19. Slotnick, B., Restrepo, D. Olfactometry with mice. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8 (Unit 8.20), (2005).
  20. Williams, E., Dewan, A. Olfactory detection thresholds for primary aliphatic alcohols in mice. Chem Senses. 45 (7), 513-521 (2020).
  21. Villanueva, J. A., Restrepo, D., Ramirez-Gordillo, D. Closed-Loop Optogenetic Stimulation of the Olfactory Circuit at Different Phases of Theta Oscillations of the Local Field Potential. Methods Mol Biol. 2915, 179-187 (2025).
  22. Arevalo, N., et al. Open-source JL olfactometer for awake behaving recording of brain activity for mice engaged in olfactory tasks. Animal Models of Reproductive Behavior. Neuromethods. 200, (2023).
  23. Slotnick, B., Bodyak, N. Odor discrimination and odor quality perception in rats with disruption of connections between the olfactory epithelium and olfactory bulbs. J Neurosci. 22 (10), 4205-4216 (2002).
  24. Burton, S. D., et al. A novel olfactometer for efficient and flexible odorant delivery. Chem Senses. 44 (3), 173-188 (2019).
  25. Slotnick, B., Cockerham, R., Pickett, E. Olfaction in olfactory bulbectomized rats. J Neurosci. 24 (41), 9195-9200 (2004).
  26. Reinert, J. K., Schaefer, A. T., Kuner, T. High-throughput automated olfactory phenotyping of group-housed mice. Front Behav Neurosci. 13, 267(2019).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Rodent OlfactometerOlfactory BehaviorOdor DeliveryMouse BehaviorOlfactory DiscriminationGo No Go TaskMATLAB ControlOdor StimuliCustom EquipmentCognitive Flexibility

Related Articles