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Research Article
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
L'accessorio bulbo olfattivo mouse (AOB) è stato difficile studiare nel contesto della codifica sensoriale. Qui, dimostriamo una dissezione che produce un vivo preparazione franco in cui i neuroni AOB rimangono funzionalmente collegati agli ingressi periferici, facilitando la ricerca di elaborazione delle informazioni dei feromoni mouse e cairomoni.
Il sistema olfattivo accessorio mouse (AOS) è un percorso sensoriale specializzato per rilevare gli odori volatili sociali, feromoni, e cairomoni. Il primo circuito neurale nel pathway AOS, chiamato il bulbo olfattivo accessorio (AOB), svolge un ruolo importante nello stabilire comportamenti sesso tipico come l'aggressività territoriale e accoppiamento. Questo piccolo circuito (<1 mm 3) possiede la capacità di distinguere gli stati comportamentali unici, come il sesso, tensione, e lo stress da spunti chemiosensoriali nelle secrezioni ed escrezioni di conspecifici. Mentre l'organizzazione compatta di questo sistema offre opportunità uniche per la registrazione da grandi porzioni del circuito contemporaneamente, ricerca di elaborazione sensoriale nel AOB rimane impegnativo, in gran parte dovuto alla sua posizione svantaggiosa sperimentalmente nel cervello. Qui, dimostriamo una dissezione più stadi che rimuove il AOB intatto all'interno di un singolo emisfero del mouse cranio anteriore, lasciando collegareioni ad entrambi i vomeronasali periferica neuroni sensoriali (VSNs) e circuiti neuronali locali intatti. La procedura espone la superficie AOB dirigere ispezione visiva, facilitando elettrofisiologica e registrazioni ottiche da elementi circuitali AOB in assenza di anestetici. Dopo l'inserimento di una cannula sottile nell'organo vomeronasale (VNO), che ospita le VSNs, si può esporre direttamente la periferia agli odori sociali e feromoni durante la registrazione di attività a valle nella AOB. Questa procedura consente indagini controllate in AOS elaborazione delle informazioni, che possono far luce sui meccanismi che legano l'esposizione feromone a cambiamenti nel comportamento.
Elaborazione sensoriale nel cervello dei mammiferi si estende in genere più circuiti neuronali reciprocamente collegate, ciascuna delle quali estrae particolari caratteristiche da input sensoriali. In percorsi sensoriali, elaborazione delle informazioni precoce è di vitale importanza per la percezione e il comportamento normale. Nel sistema olfattivo accessorio (AOS), il bulbo olfattivo accessorio (AOB) è il principale circuito neurale che collega la periferia sensoriale alle strutture a valle che determinano l'equilibrio ormonale 1,2, aggressività 3, e l'eccitazione 4. Come tale, l'elaborazione delle informazioni all'interno di questo circuito è fortemente legata ai cambiamenti nel comportamento animale.
Il bulbo olfattivo accessorio è situato in topi e ratti nella parte dorsale / caudale / posteriore del bulbo olfattivo principale (MOB) sotto la fitta, vascolarizzato seno rhinal. L'AOB riceve afferente innervazione da assoni dei neuroni sensoriali vomeronasali periferico (VSNs) che risiedono nell'organo vomeronasale (VNO), un small tubo cieco-ended nel muso anteriore, appena sopra il palato molle. Questi assoni attraversano il delicato strato di tessuto settale al confine mediale dei passaggi nasali. Diversi studi hanno sondato AOB risposte neurali alle fonti di odori AOS (come l'urina del mouse) in vivo utilizzando topi anestetizzati 5-7 o animali liberamente esplorare 8. L'eroico anestetizzati studi in vivo coinvolti (a) tracheotomia per garantire l'anestesia profonda e prevenire l'aspirazione di stimoli liquido 5-7, (b) stimolazione del ganglio cervicale simpatico 6 o incannulamento diretta dell'organo vomeronasale 5,7 per introdurre gli odori volatili e (c) craniotomie con o senza ablazione del lobo frontale per consentire elettrodo avanzamento nella AOB 6. Awake / comportarsi studi 8-10 coinvolti impianto chirurgico di un microdrive. In sintesi, questi paradigmi sperimentali sono potenti, ma estremamente difficile e spesso richiedono l'anestesia.
(ex vivo) con un certo successo 11-15. Poiché i collegamenti tra il VNO e AOB rimangono omolaterale, e perché il tessuto linea mediana del setto può essere esposto a superfusate ossigenato in un singolo emisfero, abbiamo cercato di sviluppare un ex vivo approccio unico emisfero isolare queste strutture pur mantenendo la loro connettività funzionale. Recentemente siamo riusciti a raggiungere questo obiettivo 16. Questa preparazione mantiene sia il VNO e AOB vivo e funzionalmente collegato per almeno 4-6 ore perché entrambi gli assoni (lungo la linea mediana del setto tessuti molli) e AOB sono relativamente poco profonde <600 micron caratteristiche che sono accessibili a superfuse ossigenato liquido cerebrospinale artificiale ( aCSF). Questo ex vivo preparazione VNO-AOB permette l'introduzione di stimoli controllati nel VNO tramite una cannula sottile, eaccesso visivo diretto al piccolo AOB per il posizionamento degli elettrodi e / o alla microscopia a fluorescenza diretta. Questo metodo è vantaggioso se la si vuole studiare questi circuiti in assenza di anestetici. Poiché questo approccio recide le connessioni centrifughe, non è adatto a inchieste modulazione centrifuga della funzione AOB. L'ex vivo di preparazione VNO-AOB è difficile da imparare, ma una volta raggiunto produce una piattaforma affidabile su cui indagare l'organizzazione del circuito, elaborazione delle informazioni, e la plasticità neurale in questo circuito sensoriale potente.
Tutti gli esperimenti sono stati condotti secondo protocolli approvati dal Sud Institutional Animal Care ed uso commissione UT, e sono stati scelti in modo da minimizzare lo stress, il disagio e il dolore provato dagli animali sperimentali.
1. Dissezione Camera
Una camera di dissezione costume e piccolo, sottile tavola di plastica sono necessari per ottenere i migliori risultati (Figura 1). Costruire o ottenere tale camera in anticipo di tentare questo protocollo.
2. Dissezione Solutions
3. Dissezione primaria
4. Dissezione secondario
5. Valutazione
Raggiungere il successo con questa preparazione richiede pratica estesa, e ha diverse fasi in cui si può fallire. Ci si dovrebbe aspettare da richiedere molti tentativi prima di raggiungere il successo. È richiesta la camera di dissezione personalizzata per il completamento di questo protocollo, e deve essere ottenuto prima di avviare le fasi successive della dissezione. Il disegno della camera illustrato nella figura 1 è sufficiente per questo scopo, e può essere realizzato in materia plastica relativamente economici con esigenze di lavorazione minimi. Se uno manca la capacità di produrre una tale camera, aziende di lavorazione locale o online possono essere consultati e possono costruire la camera a pagamento.
Una grande fonte di variabilità di tutti preparati è la densità e la fragilità delle ossa del cranio e muso degli animali da esperimento. Durante le fasi emisezione (Fasi 3,14-3,20), l'obiettivo è quello di isolare entrambi gli organi vomeronasali insieme al tessuto settale omolaterale eipsilaterale bulbo olfattivo accessorio. Tuttavia, non è raro che il tessuto settale da rimanere fissato nell'emisfero controlaterale, punti particolarmente vicino attaccamento alle ossa dorsali del muso. Figura 2 mostra un esempio di un hemisection efficace e inefficace.
Altri errori dissezione comuni presentano durante la dissezione multa, durante il quale gli assoni del nervo vomeronasal possono essere danneggiati nel tessuto settale vicino all'organo vomeronasale (Figure 3A e 3B) o vicino alla AOB (Figure 3C e 3D). Queste e simili eventi si tradurrà in connessione incompleta tra VSNs e AOB, rendendo i preparativi inutilizzabile.
L'ultimo ostacolo al successo della preparazione è l'incannulamento passo VNO (punto 4.11). Il corretto posizionamento della cannula VNO comporterà pressurizzazione del lume VNO, provocando l'espulsione immediata di sangue residuo dalla pompa vomeronasal. La cannula deve essere chiaramente visibili sotto il vomeronasal epitelio relativamente trasparente e l'aspetto della cannula deve essere uniforme lungo la sua lunghezza all'interno del VNO. Al completamento della procedura, si può verificare la connettività funzionale utilizzando un saggio fisiologica come unità singola registrazioni elettrofisiologiche dell'attività neurale in risposta alla stimolazione VNO con una fonte nota di odoranti VSN (Figura 4).

Figura 1. A) Engineering disegni della camera di dissezione personalizzato utilizzato nei passaggi 3,22-5,4. NOTA: I piccoli fori possono essere praticati per ospitare soluzione e gasatura ingressi e le uscite come desiderato B) Esempio fotografia della camera di dissezione utilizzato in questo protocollo.. m/files/ftp_upload/51813/51813fig1highres.jpg "target =" _blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2. A, B) Immagini rappresentative di successo (A) e falliti (B) preparati dopo la fase emisezione (punto 3.20). Il VNO, tessuti settali, e bulbo olfattivo (OB) devono essere tutti mantenuti dal emisfero ipsilaterale (in questo caso, il diritto (basso) emisfero. Se turbinati nasali sono visibili nell'emisfero ipsilaterale, la dissezione è fallita. Segni di graduazione sono 1 millimetro di distanza. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
d/51813/51813fig3highres.jpg "width =" 600 "/>
Figura 3. A, B) Immagini rappresentative del tessuto del setto intatto e danneggiato tra il VNO e AOB. In B, il dissettore preso contatto involontario con il tessuto, danneggiando le vie assoni VN. C, D) AOBS intatte e danneggiati. In D, rimozione della dura circonda l'OB omolaterale comportato recidere il nervo vomeronasale vicino alla AOB, causando un blob visibile del tessuto vicino alla AOB mediale. Barre di scala sono 1 mm di lunghezza.

Figura 4. A) Esempio raster terreno di potenziali d'azione registrati da un neurone AOB (extracellulare registrazione singola unità) in un preparato di successo. Tracce in mostra il nero alcun cambiamento nella velocità di fuoco, quando la soluzione del controllo Ringer è stato consegnato al VNO per 5 secondi (grigio box). Tracce in rosso indicano la risposta dello stesso neurone alla stimolazione VNO con BALB / c urina femminile del mouse diluiti 100 volte in soluzione salina. B Ringer) Peri-stimolo istogramma in tempo le stesse risposte in A. Le barre di errore rappresentano gli errori standard della media.
Gli autori non hanno significativi conflitti di interesse da dichiarare.
L'accessorio bulbo olfattivo mouse (AOB) è stato difficile studiare nel contesto della codifica sensoriale. Qui, dimostriamo una dissezione che produce un vivo preparazione franco in cui i neuroni AOB rimangono funzionalmente collegati agli ingressi periferici, facilitando la ricerca di elaborazione delle informazioni dei feromoni mouse e cairomoni.
Questa ricerca è stata sostenuta da R00 DC011780 (JPM: NINDS, NIH), F30 DC011673 (GFH: NINDS, NIH) e fondi di avvio UT Southwestern (JPM).
| Forbici dritte Strumenti per | le scienze | 14002-14 | |
| Forbici per | le scienze | 14060-10 Forbici per le scienze 14060-10 | |
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| #11 Lame per bisturi | Fisher Scientific | 3120030 | |
| Lame per rasoio dritte in acciaio al carbonio | Fisher Scientific | 12-640 | |
| Piastra di Petri da 35 mm | Fisher Scientific | 08-772-21 | |
| Camera di dissezione | personalizzata | N/A | Vedi Figura 1 |
| Tavola di plastica Delrin 0,6 cm x 1,5 cm x 0,1 cm | Custom | N/A | |
| Dow Corning Silicone Grasso sottovuoto | Fisher Scientific | 146355D | |
| #5 Pinze, Studente | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| #5 Pinze, Biologie Tip | Fine Science Tools | 11295-10 | |
| #5 Pinze, Studente | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Vannas Spring Forbici | Fine Science Strumenti | 15000-08 | |
| 1/16" Maschio Luer | Cole-Parmer | EW-45505-00 | |
| 1/16" Tubo | Fisher Scientific | 14-171-129 | |
| Due tonnellate epossidica | Grainger | 5E157 | |
| ValveBank Kit di perfusione pressurizzata | AutoMate Scientific | 09-16 | |
| ValveLink controller digitale/manuale | AutoMate Scientific | 01-18 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | vari | |
| KCl | Sigma-Aldrich | vari | |
| CaCl2 diidrato | Sigma-Aldrich | vari | |
| MgCl2 esaidrato | Sigma-Aldrich | vari | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | vari | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | various | |
| myo-inositolo | Sigma-Aldrich | vari | |
| Na-piruvato | Sigma-Aldrich | vari | |
| Na-ascorbato | Sigma-Aldrich | vari | |
| HEPES buffer | Sigma-Aldrich | vari | |
| Glucosio | Sigma-Aldrich | vari |