Name: מבחן אובייקטיבי, לשחזור של למידה חוש הריח ואפליה בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: למד פרוטוקול אימון התנהגותי לאפיון למידה חוש הריח בעכברים. השיטה מאפשרת מדידה סטטיסטית חזקה של יכולת הבחנה בין ריחות ומספקת תובנות לגבי פלסטיות סינפטית ומנגנוני למידה במערכת העצבים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

פרוטוקול זה הוא ממאמרו של העבודות הקודמות במרחק המעבדה שלנו (Huang. et al. 8)-כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי חיה על עצמך ועל שימוש הוועדה (ACUC) של ביילור לרפואה. זה נתמך על ידי המכון הרפואי מקנייר, NINDS מענק R01NS078294 B.R.A., NIH IDDRC גרנט U54HD083092, NIDDK מענק F30DK112571 JMP, מענק NINDS F31NS092435 CKM.

כל העכברים שימשו תחת פרוטוקול אושרה על ידי ביילור המכללה של רפואה מוסדיים חיה טיפול שימוש הוועדה בהתאם לסטנדרטים NIH. עכברים בשימוש פרוטוקול זה היו עכברים בוגרים כל (> גיל 6 שבועות) ב- C57BL6/j רקע וכללה עכברים גם זכר וגם נקבה. לאחר פעילויות הדרכה/הזמני, עכברים מוחזרות אל הכלוב שלהם הביתה.
1. בנייה, חוקים כלליים לשימוש Operant למידה תיבת (איור 1B, C)
<ol><li>להרכיב תא עכבר עם רצפת החדר. להשאיר את תיבת הכשרה בפקק נמוך, אזור בתאורה כדי למנוע הסחות דעת.</li>
	<li>תרגיל כל יציאת מים עם חור קטן על גבי כדי לאפשר של מחט בקוטר 18 לוותר על מים בתוך הנמל.</li>
	<li>מילוי בקבוקון זכוכית עם odorant מומס שמן מינרלי (מוחלפים שבועית), בצורה מאובטחת להדק את הכובע.</li>
	<li>להתחבר מחט בקוטר 18 סיליקון אבובים. פירס קאפ בקבוקון זכוכית עם מחט בקוטר 18, וחבר את הקצה השני של סיליקון אבובים הצריכה של היציאות ריח.</li>
	<li>מקם כל צינורות סיליקון לתוך השסתום ריח.</li>
	<li>להתחבר לקו ואקום ליציאות ריח.</li>
	<li>לצרף שני מזרקים 10 מ"ל מוט מתכת אחזקות, להתחבר לצנרת תארגן את הדברים. להתחבר לצד השני של הצנרת מחט 18 גרם. להתאים את המחט לתוך החור מסועף של היציאה לתקוע את האף על תא העכבר. חבר את הקצה השני של הצנרת השסתום במים.</li>
	<li>למלא את שני מזרקים 10 מ"ל מים לשתיה מכרסמים.</li>
	<li>להתחבר עם מד זרימת אוויר צריכת האוויר ולשמור על זרימת האוויר ב- 3-5 L/דקה.</li>
	<li>לחבר את 2 שסתומים מים, 2 שסתומים ריח, 2 יציאות מים, ריח יציאת וכוח למערכת ממשק USB. להתחבר שסתומים כל יציאות 'פלט', לכל ריח ומים היציאות 'קלט' יציאות. התחבר כל ציוד חשמל פלטי מהתיבה ממשק USB, ולהתחבר לבסוף, תיבת ממשק USB לשלטון.</li>
	<li>להתאים את היניקה ואקום כדי למנוע זיהום צולב של ריחות בין ניסויים.</li>
	<li>השתמש אבובים ריח ספציפי כדי להתחבר בקבוקונים odorant לתא.</li>
</ol>2. העכבר הכנה: 1 – 3 ימים
<ol><li>לחלק עכברים 3 קבוצות: שליטה (אין הכשרה חוש הריח הכרחי), מיומן מדומים (עכברים המקבלים גמול או עונש באקראי), הכשרה לקבוצות. לחשוף עכברים מדומים הכשרה להעברת תיבת ואת ריח האימונים, אך אינם מספקים הדרכה חוש הריח כי התוצאה של גמול נגד ענישה משויך באופן אקראי עם הריח מועברים. הערה: הקבוצה מדומים מיומן יעברו הכשרה הפרדיגמה תחת בשלבים "Pseudotraining". עכברים מיומן ישלימו את כל שלבי ההכשרה. Pseudotraining הוא אופציונלי אם מטרת הניסוי היא assay על הבדלים התנהגותיים ריח אפליה או למידה. הפרוטוקול מסופקים שכאן מוסיף קבוצה זו אם הנסיין רוצה לחקור עצביים ההבדלים לפני ואחרי האימונים. הקבוצה pseudotrained ישלטו ואז ריח פסיבי חשיפה והדרכה הקשורים-חוש הריח.</li>
	<li>להתחיל הגבלת מים בעכברים כדי 40 מ"ל/ק"ג/יום. למנוע אובדן משקל גוף גדול מ- 20% ממשקל בסיסית החיה כדי למנוע מצוקה (איור 2א).</li>
	<li>שוקלים העכברים מדי יום כדי להבטיח שהם מעל 80% ממשקל בסיסית. אם עכבר יורד מתחת לסף זה, להסיר את העכבר מן המחקר ולספק גישה חופשית למים.</li>
	<li>שמור כל הגורמים הסביבתיים קבועה לאורך כל פרוטוקול כולל טמפרטורה, רעש, ריחות תועה (כולל ריחות בושם/בושם/דאודורנט והגוף אישי). הערה: כמו עם כל הבדיקות התנהגות בעלי חיים, שינויים סביבתיים קטן יכול מאוד להשפיע על התוצאות.</li>
</ol>3. הנחיות בכל שלבי
<ol><li>קוד תוכנה הדרכה עבור כל שלב להלן. להפעיל את התוכנה על התוכנה התנהגותית. הערה: קידוד עבור כל השלבים הכלולים קבצי קידוד משלימה. נתונים עבור 20 מסלולי מקובצים כמו מופע יחיד בלוק ועכבר מוצג לאורך רחובות. יתר על כן, בכל שלב ניתן לחזור על העכבר במשך מספר ימים, עד השלמת הקריטריונים ימולאו.</li>
	<li>אל תשמור עכברים בתיבת התנהגות עבור יותר מ 60 דקות/יום.</li>
	<li>העכבר נקי פסולת מן הכלוב לפני כל עכבר מועברת לכלוב. רסס ונגב את התא עם 70% אתנול כדי למנוע הפרעות ריח העכבר.</li>
</ol>4. אימון שלב 1: שיוך מים פרס עם האף למרכז דגדג, 1-3 ימים
<ol><li>בשלב זה, לשייך עכברים פרס מים על חקר יציאת מים.</li>
	<li>
אימון שלב 1 הוראות תכנות
	<ol>
<li>תוכנית בשלב זה רק להשתמש הנמל משלוח מים. תן את העכבר ולקבל תגמול מים על כל לתקוע את האף. הערה: התוכנית יהיה הפלט משך הזמן של המשפט, המספר הכולל של מים מזכה את העכבר התקבל.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר את שלב א' pseudotraining תכנות כמו אימון שלב 1.</li>
	<li>
תיבת התקנה וקביעת תצורה של העכבר
	<ol>
<li>לקבוע את תצורת תיבת התנהגות עם יציאת מים במרכז, עם כל היציאות לוואי בלתי נגישים. הנח את העכבר אל החדר. לסגור את תא העכבר ולהתחיל את התוכנית בשלב א'.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לקחת בחשבון בשלב זה כמשימה שהושלמה כאשר העכבר משיגה ניסויים 100 בתוך 60 דקות להסיר העכבר מן החדר לאחר 60 דקות או מבחנים 100 כבר הושלמה (איור 2B). הערה: עקב הבדלים אישיים, עכברים באופן טבעי יימנעו לחקור את התיבה.</li>
	<li>אם עידוד נחוצה, באופן ידני לספק מים לתוך יציאת מים. חזור על שלב זה עד 3 ימים. הערה: עכברים כבר מאומנים שיכול לחזור עוד יותר כדי לשמור על הזוגיות, לשמור אותם על הגבלת נוזלים. אפשרי גם לקדם קבוצה שלמה לשלב 2 קבוצה הממוצע מגיע ל 100 ניסויים על 60 דקות. זה יאפשר עכברים כל להמשיך אימון באותו יום.</li>
</ol>5. אימון שלב 2: פרס המים הצדדית שיוך יציאה ממרכז האף פוק, 1 – 5 ימים
<ol><li>בשלב זה, תן העכברים לתקוע את האף שלהם בנמל מרכז, לאחר מכן מיד מקבלים גמול מים ביציאות בצד.</li>
	<li>
תיבת התקנה וקביעת תצורה של העכבר
	<ol>
<li>להגדיר את זה, בכל שלב לאחר מכן עם 2 יציאות מים על הצדדים והנמל ריח באמצע. הנח את העכבר אל החדר. לסגור את תא העכבר ולהתחיל את התוכנית שלב 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
אימון שלב 2 הוראות תכנות
	<ol>
<li>לספק העכבר פרס מים מיידי משני הצדדים לאחר דגדג את האף אל המרכז יציאת המשלוח ריח. להגדיר את פרמטרי פלט בשלב זה כמו משך הזמן של המשפט, מספר הנסיונות יזמה מספר פרסים מים התקבל בתוך 5 s של אגרוף באף.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר את שלב 2 pseudotraining תכנות כמו אימון שלב 2.</li>
	<li>לקחת בחשבון בשלב זה כמשימה שהושלמה כאשר מינימום של 40 ניסויים מתבצעות ב 60 דקות, לפחות 25% של המים פרסים התקבל בתוך 5 s של לתקוע את האף את מרכז יציאה. להסיר את העכבר לאחר שלב זה השלים (איור 2C). הערה: התוכנית אימונים מחשבת את אחוז המים התגמולים קיבל באופן מסודר על מנת לקבוע השלמתו של שלב זה. למרות עכברים להשתנות כמה מהר הם להשלים שלב זה, במרבית העכברים יגיעו קריטריוני השלמה בתוך 5 ימים. עם זאת, אם עכבר לא הושלמה בשלב זה בתוך 5 ימים, לא מראש את העכבר לשלב הבא. העכבר הזה יוסר קבוצה.</li>
</ol>6. אימון שלב 3: שיוך פרס מים עם ריח מסוים, בתוך חלון זמן ספציפי, 1-3 ימים
<ol><li>בשלב זה, תן העכברים מקבלים ריח ללכת (S+) על אגרוף באף לנמל מרכז. לאחר מכן, תשואות פרס מים עם טיפת האף לתוך היציאות מים בצד בתוך 5 s.</li>
	<li>
הכשרה בשלב 3 הוראות תכנות
	<ol>
<li>לספק הריח S+ במרכז יציאת ריח.</li>
		<li>להעביר את הפרס מים אם העכבר הוא דוחף את היציאות צד בתוך 5 s של משלוח ריח. הערה: התוכנית מתחילה ואחרת רק אגרוף באף 100 ms בנמל מרכז להניב פרס המים. ברגע העכבר הוא דוחף את היציאה מרכז עבור הסכום הנכון של זמן ב- 80% של ניסויים, משך הזמן של אגרוף באף הנדרש עבור פרס המים יגדל 50 מילישניות עד 400 אלפיות השניה.</li>
		<li>הגדר את פרמטרי פלט זהה לשלב 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר הוראות תכנות בשלב 3 pseudotraining זהה הכשרה בשלב 3. עם זאת, אל תחבר לריח S+ אל בקר משלוח ריח כדי להבטיח כי הריח S+ אינה קשורה פרס מים.</li>
	<li>
תיבת התקנה וקביעת תצורה של העכבר
	<ol>
<li>הגדר תצורה זהה בשלב 2.</li>
		<li>להתחבר לריח S+ הבקר משלוח ריח. הנח את העכבר אל החדר. לסגור את תא העכבר ולהתחיל את התוכנית בשלב 3. להסיר את העכבר לאחר השלמת שלב זה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>שקול את הבמה הזו כמשימה שהושלמה כאשר יש חזקים יותר פרסים 60 בתוך 60 דקות (איור 2D).</li>
</ol>7. שלב 4A: שיוך מבוטל (S-) ריח ועונש פסק זמן, 1 – 2 ימים
<ol><li>בשלב זה, להכיר את העכברים ריח האסור (S-). לספק עונש פסק זמן העכברים באופן שגוי לעבור בין יציאות מים לאחר שהריח את הריח האסור.</li>
	<li>
שלב ההכשרה 4A הוראות תכנות
	<ol>
<li>לספק רק את odorant S+ בשלב זה בהתחלה, זהה לשלב 3. לאחר ניסויים 40 מלא עכברים, להתחיל אקראי מסירת ריחות כדי לכלול גם את S+ וגם את S-ריחות. תוכנית עונש פסק זמן 2-s אם העכבר מנסה לחפש פרס מים לאחר שהוצגו לריח האסור. הערה: כדי לסייע בהבחנה קדימה לעומת מבוטל, האורות בצד IR ניתן לטפל כך הם נמצאים במהלך odorants ללכת לסירוגין במהלך odorants האסור. האורות לשמש רמז משני כדי לסייע עכברים ההכשרה הראשונית. ברגע עכברים מאומנים עם האורות, הם צריכים ללכת תחת הדרכה ללא אורות כדי לוודא שהם למדו את הפעילות עם ריחות.</li>
		<li>הגדר את פרמטרי פלט משך זמן של משפט, מספר הנסיונות יזם, מספר הנסיונות הושלמה, אחוז נכון, המספר הכולל של תגמולים התקבל.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר שלב pseudotraining 4A הוראות תכנות אותו אימון שלב 4S חוץ S+, S-ריחות מוצגים באופן אקראי מן ההתחלה. לתת מים עונשים גמול או פסק זמן באקראי, ללא קשר לפעילות ביצועים.</li>
	<li>
תיבת התקנה וקביעת תצורה של העכבר
	<ol>
<li>הגדר תצורת תיבת זהה הקודם שלב 3.</li>
		<li>להתחבר הבקר משלוח ריח S+ והן S-ריח. הנח את העכבר אל החדר. לסגור את תא העכבר ולהתחיל את התוכנית 4A הבמה. לאחר ניסויים 40 מלאה עכברים לעבור את התוכנית להעביר באופן אקראי את ריחות. להסיר את העכבר לאחר השלמת שלב זה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>שקול את הבמה הזו כמשימה שהושלמה כאשר 40 ניסויים עם > 60% תגובות נכונות.</li>
</ol>8. במה 4B: שיוך מבוטל (S-) ריח ועונש פסק זמן, 5-11 ימים
<ol><li>
שלב ההכשרה 4B הוראות תכנות
	<ol>
<li>להפוך בשלב זה זהה הבמה 4A, אולם העונש פסק זמן על ניסיון פרס מים לאחר ריח-S הוא 4 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר את הפרס מים pseudotraining הבמה 4B תכנות הוראות זהה הבמה 4A, עם זאת, פסק זמן העונש נמסרים באופן אקראי לכל משפט.</li>
	<li>
תיבת התקנה וקביעת תצורה של העכבר
	<ol>
<li>הגדר תצורת תיבת זהה 4A בשלב הקודם.</li>
		<li>להתחבר הבקר משלוח ריח S+ והן S-ריח. הנח את העכבר אל החדר. לסגור את תא העכבר ולהתחיל את התוכנית 4B הבמה. שקול בשלב זה מלאה כאשר קיימים > ניסויים 100 בתוך 60 דקות עם דיוק > 85% (איור 2E)</li>
	</ol>
</li>
	<li>לעקוב אחר האחוז המזערי והמרבי הנכון עבור כל מושב לעקוב אחר ההתקדמות של כל עכבר בשלב זה. כ- 85-90% של עכברים להגיע קריטריוני השלמה בשלב זה. הכללת עכברים אינם זוכים השלמת שלב זה עבור הולכים/לא הולכים שלב הבדיקה.</li>
	<li>(אופציונלי) בסוף שלב זה, החל אימון היפוך, איפה הולכים/לא הולכים odorants מוחלפות על פלטפורמת המבחנה ריח. ודא כי העכברים הם לא להתרועע עם גירוי אחר, כמו הצליל של השסתומים המשויך היציאות בצד.</li>
</ol>9. הולכים/לא הולכים assay פעילות: 1 יום, 20 דקות לכל העכבר ליום
<ol><li>. ראה זאת לשלב הגמר לקביעת רמת הדיוק של זיהוי ריח אגודות ולמידה להפלות זוגות ריח. הערה: הרומן odorants מנוצלים עבור S / S-כדי לבדוק כמה זמן חיות לקחת ללמוד אסוציאציות חדשות. זוגות odorant מבנית דומה משמשים כדי להגביר את הקושי של המשימות. דוגמאות 1-Butanol לעומת 1-Pentanol, אצטט Isoamyl לעומת Isoamyl Butyrate, ו + Carvone לעומת - Carvone.</li>
	<li>
הוראות תכנות
	<ol>
<li>תן את תוכנת אימון לזהות את אורך לתקוע את האף. תוכנית אגרוף באף 300 ms בנמל ריח מרכז לביצוע המשימה.</li>
		<li>הגדר את פרמטרי פלט זהה הבמה 4B, רק אל תשתמש כל האור מודרכת רמזים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
תיבת התקנה וקביעת תצורה של העכבר
	<ol>
<li>הגדר תצורת תיבת זהה 4B בשלב הקודם.</li>
		<li>להתחבר הבקר משלוח ריח S+ והן S-ריח. הנח את העכבר אל החדר. לסגור את תא העכבר ולהתחיל את הבמה הולכים/לא הולכים התוכנית. חושפים את העכברים אשר למדו את המשימה למידה חוש הריח זוגות הרומן של ריחות כימית דומה. הערה: להגיע Wildtype עכברים עם ריח נאותה אפליה > 85% דיוק עם הרומן odorants לאחר כ 10-20 בלוקים או 200-400 מבחנים (איור 3א).</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Carleton, A., Petreanu, L. T., Lansford, R., Alvarez-Buylla, A., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Becoming+a+new+neuron+in+the+adult+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Becoming a new neuron in the adult olfactory bulb.</a> Nat Neurosci. 6 (5), 507-518 (2003).</li>
<li>Petreanu, L., Alvarez-Buylla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maturation+and+death+of+adult-born+olfactory+bulb+granule+neurons%3A+role+of+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Maturation and death of adult-born olfactory bulb granule neurons: role of olfaction.</a> J Neurosci. 22 (14), 6106-6113 (2002).</li>
<li>Yamaguchi, M., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+period+for+sensory+experience-dependent+survival+of+newly+generated+granule+cells+in+the+adult+mouse+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Critical period for sensory experience-dependent survival of newly generated granule cells in the adult mouse olfactory bulb.</a> PNAS. 102 (27), 9697-9702 (2005).</li>
<li>Rochefort, C., Gheusi, G., Vincent, J. D., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enriched+odor+exposure+increases+the+number+of+newborn+neurons+in+the+adult+olfactory+bulb+and+improves+odor+memory%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Enriched odor exposure increases the number of newborn neurons in the adult olfactory bulb and improves odor memory.</a> J Neurosci. 22 (7), 2679-2689 (2002).</li>
<li>Arenkiel, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity-induced+remodeling+of+olfactory+bulb+microcircuits+revealed+by+monosynaptic+tracing%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">Activity-induced remodeling of olfactory bulb microcircuits revealed by monosynaptic tracing.</a> PloS one. 6 (12), 29423(2011).</li>
<li>Alonso, M., Viollet, C., Gabellec, M. M., Meas-Yedid, V., Olivo-Marin, J. C., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+discrimination+learning+increases+the+survival+of+adult-born+neurons+in+the+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Olfactory discrimination learning increases the survival of adult-born neurons in the olfactory bulb.</a> J Neurosci. 26 (41), 10508-10513 (2006).</li>
<li>Quast, K. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+broadening+of+inhibitory+sensory+maps%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Developmental broadening of inhibitory sensory maps.</a> Nat Neurosci. 20 (2), 189(2017).</li>
<li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task+learning+promotes+plasticity+of+interneuron+connectivity+maps+in+the+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Task learning promotes plasticity of interneuron connectivity maps in the olfactory bulb.</a> J Neurosci. 36 (34), 8856-8871 (2016).</li>
<li>Arbuckle, E. P., Smith, G. D., Gomez, M. C., Lugo, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testing+for+odor+discrimination+and+habituation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Testing for odor discrimination and habituation in mice.</a> J Vis Sci. (99), e52615(2015).</li>
<li>Zou, J., Wang, W., Pan, Y. W., Lu, S., Xia, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+measure+olfactory+behavior+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Methods to measure olfactory behavior in mice.</a> Curr Protoc Toxicol. , 11-18 (2015).</li>
<li>Uchida, N., Takahashi, Y. K., Tanifuji, M., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+maps+in+the+mammalian+olfactory+bulb%3A+domain+organization+and+odorant+structural+features%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Odor maps in the mammalian olfactory bulb: domain organization and odorant structural features.</a> Nat Neurosci. 3 (10), 1035(2000).</li>
<li>Cang, J., Isaacson, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+whole-cell+recording+of+odor-evoked+synaptic+transmission+in+the+rat+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo whole-cell recording of odor-evoked synaptic transmission in the rat olfactory bulb.</a> J Neurosci. 23 (10), 4108-4116 (2003).</li>
<li>Parthasarathy, K., Bhalla, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laterality+and+symmetry+in+rat+olfactory+behavior+and+in+physiology+of+olfactory+input%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Laterality and symmetry in rat olfactory behavior and in physiology of olfactory input.</a> J Neurosci. 33 (13), 5750-5760 (2013).</li>
<li>Rajan, R., Clement, J. P., Bhalla, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rats+smell+in+stereo%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Rats smell in stereo.</a> Science. 311 (5761), 666-670 (2006).</li>
<li>Batista-Brito, R., Close, J., Machold, R., Fishell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distinct+temporal+origins+of+olfactory+bulb+interneuron+subtypes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The distinct temporal origins of olfactory bulb interneuron subtypes.</a> J Neurosci. 28 (15), 3966-3975 (2008).</li>
<li>Sakamoto, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+postnatal+neurogenesis+contributes+to+formation+of+the+olfactory+bulb+neural+circuits+and+flexible+olfactory+associative+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Continuous postnatal neurogenesis contributes to formation of the olfactory bulb neural circuits and flexible olfactory associative learning.</a> J Neurosci. 34 (17), 5788-5799 (2014).</li>
<li>Resendez, S. L., Jennings, J. H., Ung, R. L., Namboodiri, V. M. K., Zhou, Z. C., Otis, J. M., Stuber, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+cortical%2C+subcortical%2C+and+deep+brain+neural+circuit+dynamics+during+naturalistic+mammalian+behavior+with+head-mounted+microscopes+and+chronically+implanted+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Visualization of cortical, subcortical, and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses.</a> Nat Protoc. 11 (3), 566(2016).</li>
<li>Park, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+optogenetics+with+multifunctional+flexible+polymer+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">One-step optogenetics with multifunctional flexible polymer fibers.</a> Nat Neurosci. 20 (4), 612(2017).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים, אין אינטרסים מתחרים.

מערכת הריח מכרסמים מספקת מודל ייחודי ללמוד פלסטיות התלויים חושית. כאן נציג של פרדיגמה למידה חוש הריח לאלף עכברים לשיוך odorant זוגות עם פרס או עונש. דרך פעילות למידה זו, שניתן ללמוד במורד הזרם במעגל שינויים בניסויים הבאים (אלקטרופיזיולוגיה, ויוו הדמיה עצביים, וכד'). בגמר, עכברים ילמדו לביצוע משימה מרומז ריח פשוט לקשר פרס מים עם ניחוח אחד, עונש זמן קצוב עם ריח אחר.
מאז זה וזמינותו התנהגות, אנו ממליצים על ניצול של חלוקה שוויונית של גיל ומין בין ניסיוני ושליטה וארגוני בעלי חיים....

העכבר אבוב, שבו מידע ריח נכנס לראשונה על מערכת העצבים המרכזית (CNS), מספק מודל מצויין ללמוד שינויים מבניים תלויי-ניסיון. OB circuity משתלבת ללא הרף למבוגרים-נולד נוירונים באופן בלתי תלוי-פעילות. מבוגר-נולד נוירון מבשרי לחלק של אבות כי קו לאזור subventricular הסמוך החדרים הצדדיים1. בעת העברת לתוך המכ, מבשרי עצביים אלה לשרוד, להבדיל, ו לשלב כתאי גרגר מעכבות או עוברים אפופטוזיס2. הבחירה לגורל תא מושפעת פעילות חוש הריח, כולל למידה חוש הריח3,4,5,6. לאחר שילוב, מתרחשים שינויים סינפטיים הנוצרות על-ידי למידה בתאים גרגר במהלך שבועיים קריטי תקופה7,8. לפיכך, מבחני ללמידה חוש הריח שימושיים לבחינת תלויי-ניסיון איך פלסטיות השפעות מבניות ופונקציונליים ארגון מחדש של מעגל חשמלי במוח הבוגר.
פרוטוקול זה מציע גישה אחת הכשרה חוש הריח באמצעות של פרדיגמה אופרנטית. במשימה זו, עכברים נטולי מים מאומנים כדי לשייך עונש זמן קצוב משפט אחד (לריח "ללכת") עם פרס המים וריח אחר ריח (ריח "האסור"). עכברים התקדמות דרך סדרה מדורגת של הכשרה שלבים במשך 2-4 שבועות. בסיום ההכשרה, עכברים להגיב לריח או מבוטל עם התנהגויות דיסקרטית, המקביל (המבקשים פרס מים על ניסויים קדימה, לא מחפשים. הפרס מים על ניסויים האסור) (איור 1א'). לאחר השלמת התרגול, עכברים ניתן לערער עוד יותר עם זוגות ריח כימי דומה לבדיקת אפליה או להפוך לקביעת מחקרים למידה איך הריח החוקר משנה את מבנה או הפונקציה של הרופא הקבוע למרות ריח אפליה הפעילויות שתוארו קודם לכן, ביותר להסתמך על מדידות סובייקטיבית כגון מספר שמסניפים בין שני odorants9,10. יתר על כן, הצורך האנושי הניקוד של משימות כגון הוא גם אינטנסיבית. הפעילות הולכים/לא הולכים חוש הריח למידה המתוארים פרוטוקול זה מציע לא משוחדת, ישיר מדידה של אפליה ריח ולמידה חוש הריח.

<table><tbody><tr><td>בקבוקון זכוכית</td><td>Qorpak</td><td>GLC-01016</td><td></td></tr><tr><td>צינורות סיליקון</td><td>תרמו מדעי</td><td>86000030</td><td></td></tr><tr><td>18 מחטי</td><td>מד BD</td><td>305196</td><td></td></tr><tr><td>1-בוטנול</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>437603</td><td></td></tr><tr><td>חומצה פרופיונית</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>402907</td><td></td></tr><tr><td>תא עכבר</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W</td><td></td></tr><tr><td>Chamber Floor</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W-GFW</td><td></td></tr><tr><td>Water Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-313W</td><td>זקוק לשני</td></tr><tr><td>גירוי ריח</td><td>Med Associates</td><td>ENV-275</td><td>מכילים 2 שסתומים לשער העברת ריח&nbsp;</td></tr><tr><td>Odor Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-375W-NPP</td><td></td></tr><tr><td>USB Interface</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td></td></tr><tr><td>מחשב שולחני עם Windows 2000, XP, Vista או 7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מד זרימה</td><td>VWR</td><td>97004-952</td><td></td></tr><tr><td>תוכנה התנהגותית</td><td>Med Associates</td><td>SOF-735</td><td>תוכנה זו, המפעילה כל שלב אימון, הוחלפה כעת ב תוכנת העברת נתונים Med-PC V</td></tr> Med <tr><td></td><td>Associates</td><td>SOF-731</td><td>תוכנה זו מעצבת את הנתונים לתוכנת</td></tr><tr><td>הדרכה</td><td>של Excel Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td>תוכנה זו משמשת לתכנות כל שלב אימון</td></tr><tr><td>שסתום מים</td><td>מחקר נפטון</td><td>225P012-11</td><td>שסתום זה משמש לשער אספקת המים. צריך שני</td></tr><tr><td>שסתומי ריח</td><td>מחקר נפטון</td><td>360P012-42</td><td>שסתום זה משמש לשער אספקת הריח. צריך שניים</td></tr></tbody></table>

מבחן אובייקטיבי, לשחזור של למידה חוש הריח ואפליה בעכברים

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

חוש הריח המודאליות חושית הדומיננטית בעכברים, משפיע על התנהגויות חשובות רבות, כולל שיחור מזון, איתור טורף, הזדווגות, והורות. חשוב, עכברים יכולים להיות מאומנים כדי לשייך ריחות הרומן תגובות התנהגותיות ספציפיות כדי לספק תובנות פונקציה מעגל חוש הריח. פרוטוקול זה מפרט את ההליך עבור עכברים הדרכה בפעילות הולכים/לא הולכים למידה operant. בגישה זו, עכברים מאומנים על מאות ניסויים אוטומטית מדי יום במשך 2-4 שבועות, ואז יכול להיבדק על הרומן הולכים/לא הולכים ריח זוגות כדי להעריך את חוש הריח אפליה, או לשמש עבור מחקרים על איך ריח למידה משנה את מבנה או הפונקציה של חוש הריח מעגל. בנוסף, הנורה הריח העכבר (אבוב) כולל אינטגרציה מתמשכת של מבוגר-נולד נוירונים. מעניין, חוש הריח למידה מגביר הישרדות והן קשרים סינפטיים של נוירונים אלה למבוגרים-נולד. לכן, פרוטוקול זה יכול להיות משולב עם טכניקות טיפול נוספות הביוכימי אלקטרופיזיולוגיות, הדמיה ללמוד למידה, תלויי-פעילות גורמים מתווכים עצביים הישרדות, פלסטיות.

ברגע עכברים למדו את המשימה למידה חוש הריח, הם יכולים עכשיו לקשר ריח הרומן זוגות עם שכר ועונש. אלו עכברים מיומן בדרך כלל מתחילים עם-50% דיוק במשימה הולכים/לא הולכים. ניתן להתוות את האחוז הנכון על ידי ניסיון לחסום כמו עקומת למידה עבור זוגות ריח הרומן (איור 3א). במסגרת הניסויים בלוק 10, אשר לקחת במרבית העכברים במרחק של פחות מ 30 דקות כדי לבצע, העכברים מסוגלים כראוי להפלות בין ריחות עם יותר מ-85% דיוק (הקו האדום). זה מראה כי הפרוטוקול שלנו בהצלחה...

כאן, אנחנו מאמנים עכברים בפעילות associative learning כדי לבדוק את ריח אפליה. פרוטוקול זה מאפשר גם במחקרים על למידה-induced שינויים מבניים במוח.

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

המטרה הכוללת של פרוטוקול ההתנהגות הזה היא לאמן עכברים כך שהם יקשרו ריח אחד לפרס, וריח אחר לעונש. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום מדעי המוח, כגון למידה, פלסטיות סינפטית והבחנה חושית. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שלאחר האימון, עכברים מבצעים מאות ניסויים תוך שעות לדגימה סטטיסטית חזקה.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על טיפול או אבחון של מחלות ניווניות, מכיוון שחומרת תפקוד הריח מנבא ירידה קוגניטיבית לאחר מכן בבני אדם. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי חוש הריח, ניתן ליישם אותה גם על מערכות אחרות, כגון ראייה או שמיעה. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, מכיוון שהשלבים הראשוניים הן להגדרת תא ההתנהגות והן לשימוש בתוכנה קשים ללמידה, בגלל יציאות חיבור ושלבי אימון שונים.כדי להתחיל, הרכיבו תא עכבר עם רצפת החדר. שמור את תיבת האימונים באזור עם תנועה נמוכה ומואר עמום כדי למנוע הסחות דעת. לאחר מכן, קדחו כל יציאת מים עם חור קטן למעלה, כדי לאפשר למחט בגודל 18 להוציא מים בתוך היציאה.מלאו בקבוקון זכוכית בריח מומס בשמן מינרלי, והדקו היטב את המכסה. לאחר מכן, חבר מחט בגודל 18 לצינור הסיליקון. נקב את מכסה בקבוקון הזכוכית, וחבר את הקצה השני של צינור הסיליקון לכניסת יציאות הריח.לאחר מכן, הנח כל צינור סיליקון לשסתום ריח. חבר את קו הוואקום ליציאות הריח. חבר שני מזרקים של 10 מיליליטר למוט אחיזה ממתכת, וחבר את הצינור למזרקים.לאחר מכן, חבר את הצד השני של הצינור למחט בגודל 18. הכנס את המחט לחור הקדוח של יציאת תקיעת האף בתא העכבר, וחבר את הקצה השני של הצינור לשסתום המים. מלאו את שני המזרקים של 10 מיליליטר במי שתייה של מכרסמים.לאחר מכן חבר מד זרימת אוויר לכניסת האוויר, ושמור על זרימת אוויר בשלושה עד חמישה ליטר לדקה. חבר את שני שסתומי המים, שני שסתומי ריח, שתי יציאות מים, יציאת ריח וחשמל למערכת ממשק ה-USB. ולבסוף, חבר את תיבת ממשק ה-USB לחשמל.לאחר מכן, כוונן את יניקת הוואקום כדי למנוע זיהום צולב של ריחות בין ניסויים, והשתמש בצינורות ספציפיים לריח כדי לחבר בקבוקוני ריח לתא. כדי להכין את העכברים לאימון, התחל בהגבלת מים ב -40 מיליליטר לק"ג ליום. שקלו את העכברים מדי יום כדי לוודא שהם מעל 80% ממשקלם הבסיסי, ושמרו על כל הגורמים הסביבתיים קבועים לאורך כל הפרוטוקול, כולל טמפרטורה, רעש וריחות תועים.נקה את הכלוב לפני שכל עכבר מועבר אליו. רססו ונגבו את החדר באתנול 70% כדי למזער את הסחת הדעת של ריח העכבר. עבור אימון שלב ראשון, הגדר את תיבת ההתנהגות עם יציאת מים במרכז, וכאשר כל יציאות הצד אינן נגישות.הכנס עכבר לתא וסגור אותו. לאחר מכן, התחל את תוכנית השלב הראשון. שקול שלב זה כמושלם כאשר העכבר משיג 100 ניסיונות תוך 60 דקות.הוצא את העכבר מהתא לאחר 60 דקות, או שהושלמו 100 ניסיונות. עבור אימון שלב שני, הגדר את השלב הזה וכל שלב שלאחר מכן עם שתי יציאות מים בצדדים ויציאת הריח באמצע. הכנס עכבר לתא וסגור אותו.לאחר מכן, התחל את תוכנית השלב השני. קחו בחשבון את השלב הזה כמושלם כאשר מינימום של 40 ניסויים מבוצעים ב-60 דקות, כאשר לפחות 25% מתגמולי המים מתקבלים תוך חמש שניות מרגע תקיעת האף של היציאה המרכזית. הסר את העכבר לאחר השלמת שלב זה.לאימון שלב שלישי, חבר את ריח ה-S-plus לבקר אספקת הריחות. הכנס עכבר לתא וסגור אותו. לאחר מכן, התחל את תוכנית השלב השלישי.קחו בחשבון את השלב הזה כמושלם כאשר יש יותר מ-60 פרסים תוך 60 דקות, והסירו את העכבר לאחר שהשלב התחרת. עבור אימון שלב 4-A, הגדר את תצורת התיבה זהה לשלב השלישי הקודם. לאחר מכן, חבר גם את ריח ה-S-plus וגם את הריח S-minus לבקר אספקת הריחות.הכנס עכבר לתא וסגור אותו. לאחר מכן, התחל את תוכנית שלב 4-A. לאחר שהעכבר משלים 40 ניסיונות, החלף את התוכנית כדי לספק את הריחות באופן אקראי.הסר את העכבר לאחר השלמת ה-stagה. עבור אימון שלב 4-B, הפוך את השלב הזה לזהה לשלב 4-A. עם זאת, עונש פסק הזמן על ניסיון פרס מים לאחר ריח S מינוס הוא ארבע שניות.חבר גם את ריח ה-S-plus וגם את ה-S-מינוס לבקר אספקת הריחות. הכנס עכבר לתא. סגור את תא העכבר והתחל את תוכנית השלב הרביעי-ב'.קחו בחשבון ששלב זה הושלם כאשר יש יותר מ-100 ניסויים תוך 60 דקות, עם דיוק של יותר מ-85%עבור בדיקת go/no-go, הגדר את תצורת התיבה זהה לשלב הקודם 4-B. חבר גם את ריח ה-S-plus וגם את ה-S-מינוס לבקר אספקת הריחות. לאחר מכן, הנח עכבר לתוך החדר.התחל את תוכנית השלב go/no-go ואז חשוף את העכבר שלמד את משימת לימוד הריח לזוגות חדשים של ריחות דומים מבחינה כימית. לאחר שהעכברים למדו את משימת לימוד הריח, הם יכולים לקשר זוגות ריח חדשים עם שכר ועונש. עכברים מאומנים אלה מתחילים בדרך כלל עם דיוק של כ-50% במשימת ה-go/no-go.ניתן לשרטט את האחוז הנכון על ידי בלוק ניסיון כעקומת למידה עבור זוגות ריחות חדשים. בתוך 10 ניסויי חסימה, עכברים מסוגלים להבחין נכון בין ריחות, עם דיוק של יותר מ-85%. זה מראה שהפרוטוקול שלנו אימן בהצלחה עכברים מסוג פרא לקשר ריח אחד לפרס מים ואחר לעונש פסק זמן.ברגע שהעכברים לומדים את המשימה, ניתן לשנות זוגות ריחות כדי להגדיל או להקטין את קושי המשימה. לדוגמה, הפחתת ריכוז זוג הריחות מגדילה את קושי המשימה. עכברים מסוגלים גם לזכור זוגות ריחות שנלמדו בעבר.לאחר המתנה של שבעה ימים מאז שלמדו את המשימה, מבחן היזכרות מראה שעכברים מסוג בר יכולים לזכור במהירות אסוציאציות ריח שנלמדו בעבר. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לוודא שהריחות הרצויים מחוברים כראוי לתיבת ההתנהגות. זה חשוב במיוחד אם מספר נסיינים משתמשים בריחות שונים.בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו מיפוי ריחות על מנת לענות על שאלות נוספות כמו, כיצד למידה משפיעה על האופן שבו מידע חושי מיוצג על ידי המוח? לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום מדעי המוח לחקור שינויים עצביים הנגרמים על ידי למידה במערכת הריח של העכבר. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד ללמד עכברים לקשר ריח אחד לפרס וריח אחר לעונש.אל תשכח שעבודה עם מחטים חדות עלולה להיות מסוכנת ביותר, ותמיד יש לנקוט באמצעי זהירות כגון סילוק נכון של חפצים חדים בעת ביצוע הליך זה.

an-objective-reproducible-test-olfactory-learning-discrimination

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

יסוד, המאפיינים הייחודיים של המערכת עדיין מכרסם הריח הובילו מחקר הגוברת בקרב ביולוגים. הערכה פשוטה יחסית של תפקידה הוא צריך גם אז. כאן אנו מתארים בדיקות רגישות לאפיון של רגישות העכבר העדפה הריח ו.

בדיקה התנהגותית חוש הריח של העכבר למבוגרים

ליקוי בתפקוד הריח הוא מאפיין שכיח בהפרעות ניווניות רבות כולל מחלות פרקינסון, אלצהיימר והנטינגטון. במאמר הנוכחי אנו מתארים קבוצה של מבחנים להערכת הבחנה וזיהוי חוש הריח בעכברים שניתן להשתמש בהם כדי למדוד יכולות ריח במודלים של עכברים של מחלות ניווניות.

מבחני חוש הריח למודלי עכבר של ניווניות מחלות

כתב יד זה מתאר פרוטוקול לבחינת מערכת הריח של מכרסמים. מבחן ההתרגלות/אי-השבתה של חוש הריח יאפשר לחוקרים לקבוע אם עכבר מתרגל לריח המוצג שוב ושוב והאם העכבר מפגין חוסר התרגלות כאשר מוצג לו ריח חדש.

בדיקה לריח אפליה והרגלה בעכברים

אנו מציגים מבחן ריח פשוט ובלתי מוטה בעכברים. עם פרוטוקול זה ניתן להעריך אפליה, העדפה, הימנעות ורגישות לריח חדש בהשוואה למים במפגשים התנהגותיים בודדים. שיטה זו מיועדת לנסיין יחיד והניתוח מבוסס על עיבוד וידאו בעזרת מחשב.

פשוט וחוש ריח בדיקה לעכברים בסיוע מחשב

המבחן זיהוי האובייקט (אורט) הוא assay פשוט ויעיל להערכת בלמידה ובזיכרון בעכברים. המתודולוגיה המתוארת להלן.

אובייקט הרומן מבחן ההכרה לחקירה של למידה וזיכרון בעכברים

מאמר זה מספק תיאור מפורט של פרוטוקול הטיית שיפוט עכברים חדשני. כמו כן, מוכחות עדויות לרגישותה של משימת חפירת חוש הריח למצב רגשי, ותועלתה נדונה בתחומי מחקר מגוונים.

הערכה של הטיית שיפוט עכברים באמצעות משימת חפירת חוש הריח

מאמר זה מספק תיאור מפורט של מבחן המזון הקבור וניסוי אפליית ריח חברתי כדי להעריך את ההשפעות של חשיפה למזהמים סביבתיים בשאיפה על תפקוד חוש הריח בעכברים.

חקר ההשפעות של מזהמים סביבתיים בשאיפה על תפקוד חוש הריח בעכברים

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.

בניית אולפקטומטר לחקר התנהגות חוש הריח של מכרסמים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול של בדיקת העדפת ריח המאפשר להעריך הטיות ריח שליליות כלפי גירוי ריח מעורר תיאבון ומרתיע כאחד במודלים של דיכאון בעכברים.

מבחן העדפת ריח למדידת הטיות הדוניות של חוש הריח במודלים של דיכאון בעכברים

מבוך III Lashley היא משימה מסלול למידה אשר אינו מסתמך על גירויים מרתיעים או רמזים חזותיים. זהו אפוא אופציה אטרקטיבית ביותר להערכת הלמידה והזיכרון, במיוחד אצל עכברים מזדקנים או אחרת שבה הלחץ הוא שיקול.

מתח נמוך מסלול למידה באמצעות מבוך III Lashley ב עכברים

למד פרוטוקול אימון התנהגותי לאפיון למידה חוש הריח בעכברים. השיטה מאפשרת מדידה סטטיסטית חזקה של יכולת הבחנה בין ריחות ומספקת תובנות לגבי פלסטיות סינפטית ומנגנוני למידה במערכת העצבים.

מבחן אובייקטיבי, לשחזור של למידה חוש הריח ואפליה בעכברים

גלה סרטונים נוספים