Name: Una prova oggettiva e riproducibile di apprendimento olfattivo e discriminazione nei topi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Impara un protocollo di apprendimento olfattivo nei topi per studiare discriminazione sensoriale e plasticità sinaptica. Questo metodo consente analisi statistiche robuste e offre spunti per terapie contro malattie neurodegenerative.

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Questo protocollo è adattato da precedenti lavori all'interno del nostro laboratorio (Huang et al. 8). tutti i metodi descritti qui sono stati approvati dalla cura degli animali e uso Comitato (ACUC) del Baylor College of Medicine. È supportato il McNair Medical Institute, grant NINDS R01NS078294 a B.R.A., grant NIH IDDRC U54HD083092, grant NIDDK F30DK112571 a JMP e di concessione NINDS F31NS092435 a CKM.

Tutti i topi sono stati utilizzati nell'ambito di un protocollo approvato dal comitato di uso e Baylor College di medicina istituzionali cura degli animali in conformità con gli standard NIH. Topi usati in questo protocollo sono stati tutti i topi adulti (> 6 settimane di età) su C57BL6/j sfondo e incluso topi sia maschili che femminili. Dopo le attività di formazione/messa in scena, topi vengono restituiti al loro gabbia a casa.
1. costruzione e regole generali per l'utilizzo di Operant apprendimento Box (Figura 1B, C)
<ol><li>Assemblare una camera del mouse con il pavimento di camera. Tenere la scatola di formazione in un basso traffico, zona poco illuminata per evitare distrazioni.</li>
	<li>Trapano ogni porta di acqua con un piccolo foro in alto per consentire un ago calibro 18 erogare acqua all'interno del porto.</li>
	<li>Riempire la fiala di vetro con odorant disciolto in olio minerale (sostituito settimanalmente) e serrare il tappo.</li>
	<li>Collegare ago calibro 18 alla tubazione del silicone. Forare il tappo della fiala di vetro con ago calibro 18 e collegare l'altra estremità del tubo in silicone per l'assunzione delle porte di odore.</li>
	<li>Posizionare ogni tubazione del silicone in una valvola di odore.</li>
	<li>Collegare la linea del vuoto per i porti di odore.</li>
	<li>Collegare due siringhe da 10 mL ad un'asta di metallo che tiene e collegare le siringhe. Collegare l'altra estremità del tubo di un ago da 18 G. Montare l'ago nel foro della porta poke naso sulla camera del mouse. Collegare l'altra estremità del tubo alla valvola dell'acqua.</li>
	<li>Riempire le due siringhe da 10 mL con acqua potabile del roditore.</li>
	<li>Collegare un misuratore di flusso d'aria per la presa d'aria e mantenere il flusso di aria a 3 – 5 L/min.</li>
	<li>Collegare le 2 valvole acqua, 2 valvole di odore, 2 porte di acqua, porta odore e alimentazione per il sistema di interfaccia USB. Collegare tutte le valvole a 'Output' porte, tutte le porte di odore e acqua al 'Ingresso' porte. Collegare tutte le apparecchiature per uscite dalla casella interfaccia USB di potenza e infine, collegare la scatola di interfaccia USB per potere.</li>
	<li>Regolare l'aspirazione di vuoto per evitare la contaminazione incrociata di odori tra le prove.</li>
	<li>Tubazione di odore specifico consente di connettere odorant fiale alla camera.</li>
</ol>2. Mouse preparazione: 1 – 3 giorni
<ol><li>Topi si divide in 3 gruppi: controllo (nessuna formazione olfattiva necessaria), pseudo-(topi addestrati che ricevono ricompensa o punizione a caso) e addestrato gruppi. Esporre i topi pseudo-addestrati per la consegna di casella e odore di formazione, ma non forniscono formazione olfattiva perché l'esito di ricompensa e punizione è casualmente associato con l'odore consegnato. Nota: Il gruppo pseudo-addestrato passerà attraverso il paradigma di formazione sotto le fasi di "Pseudotraining". Topi addestrati completerà tutte le fasi di formazione. Pseudotraining è facoltativo se lo scopo dell'esperimento è quello di analizzare per differenze di comportamento in odore di discriminazione o di apprendimento. Il protocollo prevedeva che aggiunge qui questo gruppo se lo sperimentatore vuole sonda per un neurone differenze prima e dopo l'allenamento. Il gruppo pseudotrained sarebbe quindi controllare per l'esposizione passiva odore e formazione relative al non-olfattiva.</li>
	<li>Iniziare la limitazione dell'acqua nei topi a 40 mL/kg/giorno. Evitare la perdita di peso corporeo supera al 20% del peso basale degli animali al fine di evitare afflizione (Figura 2A).</li>
	<li>Pesare i topi di tutti i giorni per assicurarsi che siano oltre l'80% del peso basale. Se un mouse scende sotto questa soglia, rimuovere il mouse dallo studio e fornire libero accesso all'acqua.</li>
	<li>Tutti i fattori ambientali. mantenere costante in tutto il protocollo tra cui temperatura, rumore e odori randagi (compreso personale del corpo e profumi deodorante/profumo/Colonia). Nota: Come con tutti i test di comportamento animale, piccoli cambiamenti ambientali possono notevolmente influenzare risultati.</li>
</ol>3. istruzioni per tutte le fasi
<ol><li>Codice software di addestramento per ogni tappa qui sotto. Eseguire il software sul software comportamento. Nota: Per tutte le fasi di codifica sono contenuti in file codifica supplementari. Dati per 20 sentieri sono raggruppate come un singolo blocco e mouse prestazioni viene visualizzato in blocchi. Inoltre, ogni fase può essere ripetuta su un mouse per un numero di giorni fino a quando i criteri di completamento.</li>
	<li>Non tenere i topi nella finestra di comportamento per più di 60 min/giorno.</li>
	<li>Rifiuti del mouse pulito dalla gabbia prima che ogni mouse è trasferito alla gabbia. Spruzzare e pulire la camera con etanolo al 70% di minimizzare le distrazioni di odore del mouse.</li>
</ol>4. formazione fase 1: Associando i acqua ricompensa con un centro naso Poke, 1 – 3 giorni
<ol><li>In questa fase, è necessario associare topi con una ricompensa di acqua all'esplorazione del porto dell'acqua.</li>
	<li>
Istruzioni di programmazione 1 Stage di formazione
	<ol>
<li>Programma questa fase di usare solo la bocca di mandata acqua. Lasciare che il mouse riceverà una ricompensa di acqua per ogni poke di naso. Nota: Il programma visualizzerà la durata della prova e il numero totale di acqua premia il mouse ha ricevuto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Impostare la pseudotraining fase 1 la stessa formazione fase 1 di programmazione.</li>
	<li>
Configurazione casella e impostazioni del mouse
	<ol>
<li>Configurare la casella di comportamento con una porta acqua al centro e con tutte le porte lato inaccessibile. Posto un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma di Stage 1.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Considera questa fase come completo quando il mouse raggiunge 100 prove entro 60 min. Rimuovi il mouse dalla camera dopo 60 min o 100 prove sono state completate (Figura 2B). Nota: A causa di differenze individuali, alcuni topi naturalmente si asterranno da esplorare la casella.</li>
	<li>Se è necessario incoraggiamento, manualmente di fornire acqua alla porta dell'acqua. Ripetere questa fase per fino a 3 giorni. Nota: I topi che sono già addestrati possono essere ripetuti ulteriormente per mantenere la parità e per tenerli sulla limitazione fluida. È anche possibile promuovere un intero gruppo di fase 2, quando la media del gruppo raggiunge 100 prove/60 min. Questo permetterà per tutti i mouse continuare la formazione nello stesso giorno.</li>
</ol>5. formazione fase 2: Associando i porta sul lato acqua ricompensa con centro porto naso Poke, 1 – 5 giorni
<ol><li>In questa fase, ha lasciato i topi ficcare il naso nel porto centro e quindi immediatamente ricevere una ricompensa di acqua sulle porte laterali.</li>
	<li>
Configurazione casella e impostazioni del mouse
	<ol>
<li>È possibile configurare questo e ogni fase successiva con 2 porte di acqua sui lati e la porta di odore nel mezzo. Posto un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma di Stage 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Istruzioni di programmazione 2 Stage di formazione
	<ol>
<li>Fornire il mouse con una ricompensa immediata acqua su entrambi i lati dopo un poke di naso nel centro bocca di mandata di odore. Impostare i parametri di output per questa fase come la durata del processo, il numero di prove ha avviato e il numero di acqua ricompense ricevute entro 5 s di un poke di naso.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Impostare il pseudotraining Stage 2 programmazione la stessa formazione Stage 2.</li>
	<li>Considera questa fase come completa quando un minimo di 40 prove vengono eseguite in 60 min, con almeno il 25% di acqua ricompense ricevute entro 5 s della stoccata di naso di Porto centro. Rimuovere il mouse una volta che questa fase è stata completata (Figura 2C). Nota: Il programma di formazione calcola la percentuale di acqua premi ricevuti in modo tempestivo al fine di determinare il completamento di questa fase. Anche se i topi variano in quanto velocemente completano questa fase, maggior parte dei topi raggiungerà i criteri di completamento entro 5 giorni. Tuttavia, se un mouse non ha completato questa fase entro 5 giorni, non fare avanzare il mouse alla fase successiva. Questo mouse verrà rimosso dal gruppo.</li>
</ol>6. formazione fase 3: Associando una ricompensa di acqua con un odore specifico e in un intervallo di tempo specifico, 1 – 3 giorni
<ol><li>In questa fase, lasciate che i topi ricevere un odore di andare (s +) su di un poke di naso nel porto centro. Successivamente, resa una ricompensa di acqua su un naso poke nelle porte lato acqua entro 5 s.</li>
	<li>
Istruzioni di programmazione 3 Stage di formazione
	<ol>
<li>Consegnare l'odore di s + nel centro della porta di odore.</li>
		<li>Consegnare la ricompensa di acqua se il mouse sporge le porte laterali entro 5 s di una consegna di odore. Nota: Il programma inizia richiedendo solo un poke di naso di 100 ms nel porto centro a cedere una ricompensa di acqua. Una volta che il mouse sporge dal centro port per la giusta quantità di tempo nell'80% delle prove, la durata di tempo di un poke di naso richiesto per una ricompensa di acqua aumenta di 50 ms fino a 400 ms.</li>
		<li>Impostare i parametri di output identici alla fase 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Impostare le istruzioni di programmazione fase 3 pseudotraining la stessa formazione Stage 3. Tuttavia, non collegare l'odore di s + al controller di consegna odore per garantire che l'odore di s + non è associato con una ricompensa di acqua.</li>
	<li>
Configurazione casella e impostazioni del mouse
	<ol>
<li>Impostare la stessa configurazione in fase 2.</li>
		<li>Collegare l'odore di s + al controller di consegna di odore. Posto un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma di Stage 3. Rimuovere il mouse una volta completata questa fase.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Considerare questa fase come completa quando ci sono maggiore di 60 premi entro 60 min (Figura 2D).</li>
</ol>7. fase 4A: associando i zona pericolosa (S-) odore e la punizione di timeout, 1 – 2 giorni
<ol><li>In questa fase, è necessario introdurre i topi un odore no-go (S-). Fornire una punizione di time out per i topi che vanno in modo non corretto per le porte di acqua dopo sentente l'odore off limits.</li>
	<li>
Istruzioni di programmazione di formazione fase 4A
	<ol>
<li>Fornire solo il odorant s + in questa fase all'inizio, identica alla fase 3. Dopo 40 prove completa di topi, avviare l'erogazione casuale degli odori per includere sia s + e S-odori. Programma una punizione 2-s time out se il mouse tenta di cercare una ricompensa di acqua dopo essere stato presentato l'odore off limits. Nota: Per aiutare nella distinzione Go vs no-go, le luci laterali di IR possono essere manipolate tale che essi sono on durante Go odoranti e off durante odoranti off limits. Le luci agiscono come spunto secondario per aiutare topi nella formazione iniziale. Una volta che i topi sono addestrati con le luci, dovrebbero formazione Under-go senza luci per confermare che hanno imparato l'attività con gli odori.</li>
		<li>Impostare i parametri di output come durata di tempo della prova, numero di prove ha avviato, numero di prove completate, % corretto e numero totale di premi ricevuti.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Impostare le istruzioni di programmazione 4A tappa pseudotraining la stessa formazione Stadio 4S tranne s + e S-odori vengono presentati in modo casuale dall'inizio. Dare acqua punizioni ricompensa o timeout in modo casuale, indipendentemente dalle prestazioni di attività.</li>
	<li>
Configurazione casella e impostazioni del mouse
	<ol>
<li>Impostare la configurazione della casella la stessa fase precedente 3.</li>
		<li>È possibile collegare sia s + e S-odore al controller di consegna di odore. Posto un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma di 4A tappa. Dopo le prove di 40 completa di topi, passare al programma di consegnare in modo casuale gli odori. Rimuovere il mouse una volta completata questa fase.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Considerare questa fase come completa quando ci sono 40 prove con > 60% di risposte corrette.</li>
</ol>8. fase 4B: associando i zona pericolosa (S-) odore e la punizione di Time Out, 5 – 11 giorni
<ol><li>
Istruzioni di programmazione di formazione fase 4B
	<ol>
<li>Rendere questa fase identica alla 4A tappa, tuttavia la punizione di time out per tentare una ricompensa di acqua dopo un S-odore è 4 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Impostare la ricompensa di acqua pseudotraining fase 4B programmazione istruzioni identiche alla 4A tappa, tuttavia e punizione di tempo fuori in modo casuale vengono consegnati al trial.</li>
	<li>
Configurazione casella e impostazioni del mouse
	<ol>
<li>Impostare la configurazione della casella lo stesso come precedente fase 4A.</li>
		<li>È possibile collegare sia s + e S-odore al controller di consegna di odore. Posto un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma di Stage 4B. Considerare questa fase completa quando ci sono > 100 prove entro 60 min con precisione > 85% (Figura 2E)</li>
	</ol>
</li>
	<li>Monitorare la percentuale di massima e minima corretta per ogni sessione di seguire i progressi di ogni mouse in questa fase. Circa 85-90% dei topi di raggiungere criteri di completamento per questa fase. Escludere i topi che non realizzare il completamento di questa fase per la fase test passa/non passa.</li>
	<li>(Opzionale) Alla fine di questa fase, applicare una formazione di inversione, dove gli odoranti di passa/non passa sono accesi la piattaforma del flaconcino di odore. Garantire che i topi non associa a un altro stimolo, ad esempio il suono delle valvole associate con le porte laterali.</li>
</ol>9. Go/No-Go analisi attività: 1 giorno, 20 Min per topo al giorno
<ol><li>Considerare questo come la fase finale per determinare la precisione di identificando le associazioni odore ed imparando a discriminare coppie di odore. Nota: Il romanzo odoranti sono utilizzate per S + S-per testare gli animali quanto tempo prendere per imparare nuove associazioni. Coppie odorant strutturalmente simili vengono utilizzate per aumentare la difficoltà del compito. Gli esempi includono 1-butanolo vs 1-pentanolo, acetato di isoamile vs Isoamyl butirrato, e + Carvone vs - Carvone.</li>
	<li>
Istruzioni per la programmazione
	<ol>
<li>Lasciare che il software di formazione rilevare la lunghezza di poke di naso. Programmare un poke di naso di 300 ms nel porto centro odore per eseguire l'attività.</li>
		<li>Impostare i parametri di output identica alla fase 4B, tranne non utilizzare qualsiasi luce guidata spunti.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Configurazione casella e impostazioni del mouse
	<ol>
<li>Impostare la configurazione della casella lo stesso come precedente fase 4B.</li>
		<li>È possibile collegare sia s + e S-odore al controller di consegna di odore. Posto un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma di Stage passa/non passa. Esporre i topi che hanno imparato il compito di apprendimento olfattivo di romanzo coppie di odori chimicamente simili. Nota: Topi selvatici con discriminazione odore adeguata raggiungono > 85% di precisione con romanzo odoranti dopo circa 10-20 isolati o prove di 200-400 (Figura 3A).</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>
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<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>
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<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>

Gli autori dichiarano senza conflitti di interesse e senza interessi concorrenti.

Il sistema olfattivo roditore fornisce un modello unico per studiare la plasticità dipendente sensoriale. Qui presentiamo un paradigma di apprendimento olfattivo per addestrare i topi per associare odorant coppie con una ricompensa o punizione. Attraverso questa attività di apprendimento, cambiamenti di circuito a valle possono essere studiate in esperimenti successivi (elettrofisiologia, in vivo imaging neuronale, ecc.). A completamento, topi imparerà a eseguire un'operazione di semplice odore acciacca...

Il mouse OB, dove informazioni odore entrano per la prima il sistema nervoso centrale (SNC), fornisce un eccellente modello per studiare i cambiamenti strutturali di esperienza-dipendente. I circuiti OB integra continuamente adulto-Nato neuroni in maniera dipendente di attività. Precursori del neurone adulto-Nato dividono fuori da progenitori che costeggiano la zona subventricular adiacente al ventricoli laterali1. Dopo la migrazione in OB, questi precursori neuronali o sopravvivono, differenziano e integrano come cellule del granello inibitorio o subiscono apoptosi2. Selezione per il destino della cellula è influenzata dall'attività olfattiva, cui apprendimento olfattivo3,4,5,6. Dopo l'integrazione, cambiamenti sinaptici indotti dall'apprendimento si verificano nelle cellule del granello durante un periodo critico7,di due settimane8. Così, saggi per apprendimento olfattivo sono utili per esaminare come esperienza-dipendente plasticità influenze riorganizzazione strutturale e funzionale di un circuito del cervello maturo.
Questo protocollo offre un approccio alla formazione olfattiva utilizzando un paradigma di condizionamento operante. In questo compito, topi d'acqua-sfavoriti sono addestrati ad associare un odore (odore di "Go") con una ricompensa di acqua e un altro odore (l'odore "Off limits") con una punizione di prova timeout. Progresso di topi attraverso una serie graduata di fasi di formazione nel corso di 2-4 settimane. Quando la formazione è completa, topi rispondono all'odore Go o zona pericolosa con comportamenti discreti, corrispondenti (alla ricerca di una ricompensa di acqua sulle prove di Go e non cerca la ricompensa di acqua sulle sperimentazioni off limits) (Figura 1A). Dopo l'allenamento è completo, topi possono essere ulteriormente contestati con coppie di odore chimicamente simili a test di discriminazione o diventare la transizione a studi d'istruttoria come olfattivo apprendimento altera la struttura o la funzione di OB. Anche se le mansioni di distinzione di odore precedentemente sono stati descritti, più si basano su misure soggettive quali numero di annusa tra due odoranti9,10. Inoltre, la necessità per il Punteggio umano di tali compiti è anche dispendiose. L'attività di apprendimento olfattivo passa/non passa descritta in questo protocollo garantisce una misurazione imparziale, diretta di odore discriminazione e apprendimento olfattivo.

<table><tbody><tr><td>Fiala di vetro</td><td>Qorpak</td><td>GLC-01016</td><td></td></tr><tr><td>Tubo in silicone</td><td>Thermo Scientific</td><td>86000030</td><td></td></tr><tr><td>aghi calibro 18</td><td>BD</td><td>305196</td><td></td></tr><tr><td>1-Butanolo</td><td>Sigma Aldrich</td><td>437603</td><td></td></tr><tr><td>Acido propionico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>402907</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Chamber</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W</td><td></td></tr><tr><td>Pavimento della camera</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W-GFW</td><td></td></tr><tr><td>Porta dell'acqua</td><td>Med Associates</td><td>ENV-313W</td><td>Necessita di due</td></tr><tr><td>stimoli olfattivi</td><td>Med Associates</td><td>ENV-275</td><td>Contiene 2 valvole per l'erogazione degli odori del cancello&nbsp;</td></tr><tr><td>Odor Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-375W-NPP</td><td></td></tr><tr><td>USB Interfaccia USB</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td></td></tr><tr><td>Computer desktop con Windows 2000, XP, Vista o 7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flussometro</td><td>VWR</td><td>97004-952</td><td></td></tr><tr><td>Software comportamentale</td><td>Med Associates</td><td>SOF-735</td><td>Questo software, che esegue ogni fase di formazione, è stato ora sostituito con Software di trasferimento dati Med-PC V</td></tr><tr><td></td><td>Med Associates</td><td>SOF-731</td><td>Questo software formatta i dati in Excel</td></tr><tr><td>Training Software</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td>Questo software viene utilizzato per programmare ogni fase di formazione</td></tr><tr><td>Valvola dell'acqua</td><td>Neptune Research</td><td>225P012-11</td><td>Questa valvola viene utilizzata per bloccare l'erogazione dell'acqua. Hai bisogno di due</td></tr><tr><td>valvole per odori</td><td>Neptune Research</td><td>360P012-42</td><td>Questa valvola viene utilizzata per bloccare l'erogazione degli odori. Ne servono due</td></tr></tbody></table>

una prova oggettiva e riproducibile di apprendimento olfattivo e discriminazione nei topi

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

L'olfatto è predominante modalità sensoriale in topi e influenza molti comportamenti importanti, tra cui foraggiamento, rilevamento di predator, accoppiamento e genitorialità. D'importanza, topi possono essere addestrati per associare gli odori romanzo con risposte comportamentali specifiche per fornire la comprensione nella funzione olfattiva circuito. Questo protocollo in dettaglio la procedura per topi di formazione su un compito di apprendimento operante passa/non passa. In questo approccio, topi sono addestrati su centinaia di prove automatizzate al giorno per 2 – 4 settimane e possono essere testati su romanzo passa/non passa odore coppie per valutare discriminazione olfattiva, o essere utilizzato per gli studi su come apprendimento odore altera la struttura o la funzione dell'olfattiva circuito. Il bulbo olfattivo del mouse (OB) dispone inoltre di integrazione in atto dei neuroni adulti-Nato. Interessante, apprendimento olfattivo aumenta la sopravvivenza e la connessioni sinaptiche di questi neuroni adulto-Nato. Pertanto, il presente protocollo può essere combinato con altre tecniche biochimiche, elettrofisiologiche e di formazione immagine per studiare i fattori di apprendimento e attività-dipendente che mediano la sopravvivenza neuronale e plasticità.

Una volta che i topi hanno imparato l'attività di apprendimento olfattivo, ora possono associare coppie romanzo odore con ricompensa e la punizione. Questi topi addestrati iniziano normalmente con circa il 50% precisione il compito di passa/non passa. La percentuale corretta possa essere tracciata dal blocco di prova come una curva di apprendimento per coppie romanzo odore (Figura 3A). All'interno di 10 prove di blocco, che prendono la maggio...

Qui, ci alleniamo topi su un compito di apprendimento associativo per testare la discriminazione di odore. Questo protocollo consente inoltre di studi sui cambiamenti strutturali indotti su apprendimento nel cervello.

Una prova oggettiva e riproducibile di apprendimento olfattivo e discriminazione nei topi

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

L'obiettivo generale di questo protocollo comportamentale è addestrare i topi in modo che associno un odore a una ricompensa e un altro odore a una punizione. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo delle neuroscienze, come l'apprendimento, la plasticità sinaptica e la discriminazione sensoriale. Il vantaggio principale di questa tecnica è che, una volta addestrati, i topi eseguono centinaia di prove in poche ore per un robusto campionamento statistico.Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia o alla diagnosi delle malattie neurodegenerative, perché la gravità della disfunzione olfattiva è predittiva del successivo declino cognitivo negli esseri umani. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sull'olfatto, può essere applicato anche ad altri sistemi, come la vista o l'udito. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, poiché i passaggi iniziali sia per l'impostazione della camera di comportamento che per l'utilizzo del software sono difficili da apprendere, a causa delle diverse porte di connessione e passaggi di formazione.Per iniziare, assembla una camera del mouse con il pavimento della camera. Tieni la scatola di allenamento in un'area poco trafficata e scarsamente illuminata per evitare distrazioni. Quindi, forare ogni porta dell'acqua con un piccolo foro sulla parte superiore, per consentire a un ago calibro 18 di erogare acqua all'interno della porta.Riempi una fiala di vetro con l'odorizzante sciolto in olio minerale e stringi saldamente il tappo. Quindi, collegare un ago calibro 18 al tubo in silicone. Forare il tappo della fiala di vetro e collegare l'altra estremità del tubo in silicone all'aspirazione delle porte degli odori.Successivamente, posizionare ciascun tubo di silicone in una valvola per gli odori. Collegare la linea del vuoto alle porte degli odori. Collegare due siringhe da 10 millilitri a un'asta di supporto in metallo e collegare il tubo alle siringhe.Successivamente, collegare l'altro lato del tubo a un ago calibro 18. Inserire l'ago nel foro praticato della porta di innesco del naso sulla camera del mouse e collegare l'altra estremità del tubo alla valvola dell'acqua. Riempi le due siringhe da 10 millilitri con acqua potabile per roditori.Quindi collegare un misuratore di flusso d'aria alla presa d'aria e mantenere il flusso d'aria da tre a cinque litri al minuto. Collegare le due valvole dell'acqua, le due valvole degli odori, le due porte dell'acqua, la porta degli odori e l'alimentazione al sistema di interfaccia USB. Infine, collegare la scatola di interfaccia USB all'alimentazione.Quindi, regolare l'aspirazione del vuoto per evitare la contaminazione incrociata degli odori tra le prove e utilizzare tubi specifici per gli odori per collegare le fiale di odoresi alla camera. Per preparare i topi all'allenamento, iniziare la restrizione idrica a 40 millilitri per chilogrammo al giorno. Pesa i topi ogni giorno per assicurarti che siano superiori all'80% del peso di base e mantieni costanti tutti i fattori ambientali durante tutto il protocollo, inclusi temperatura, rumore e odori vaganti.Pulisci la gabbia prima che ogni mouse venga trasferito su di essa. Spruzzare e pulire la camera con etanolo al 70% per ridurre al minimo la distrazione dell'odore del topo. Per la prima fase di addestramento, configurare la scatola di comportamento con una porta d'acqua al centro e con tutte le porte laterali inaccessibili.Metti un mouse nella camera e chiudila. Quindi, inizia il programma della prima fase. Considera questa fase come completa quando il topo raggiunge 100 prove entro 60 minuti.Rimuovi il mouse dalla camera dopo 60 minuti, o sono state completate 100 prove. Per la seconda fase di addestramento, configura questa e tutte le fasi successive con due porte per l'acqua sui lati e la porta per gli odori al centro. Metti un mouse nella camera e chiudila.Quindi, inizia il programma della seconda fase. Considera questa fase come completa quando vengono eseguite un minimo di 40 prove in 60 minuti, con almeno il 25% delle ricompense in acqua ricevute entro cinque secondi dal colpo del muso centrale a sinistra. Rimuovi il mouse una volta completata questa fase.Per la terza fase di addestramento, collegare l'S-plus odor al controller di erogazione degli odori. Metti un mouse nella camera e chiudila. Successivamente, inizia il programma della terza fase.Considera questa fase come completa quando ci sono più di 60 ricompense entro 60 minuti e rimuovi il mouse una volta che la fase ha gareggiato. Per l'addestramento della fase quattro-A, impostare la configurazione della scatola come la fase tre precedente. Quindi, collegare sia l'odore S-plus che S-minus al controller di erogazione degli odori.Metti un mouse nella camera e chiudila. Quindi, inizia il programma della fase quattro-A. Dopo che il mouse ha completato 40 prove, cambia il programma per erogare casualmente gli odori.Rimuovi il mouse una volta completata la fase. Per l'addestramento alla fase quattro-B, fai in modo che questa fase sia identica alla fase quattro-A. Tuttavia, la punizione per il timeout per il tentativo di una ricompensa in acqua dopo un odore S-minus è di quattro secondi.Collegare sia l'odore S-plus che S-minus al controller di erogazione degli odori. Metti un mouse nella camera. Chiudere la camera del mouse e iniziare il programma stage quattro-B.Considerare questa fase completa quando ci sono più di 100 prove entro 60 minuti, con una precisione superiore all'85%Per il test passa/non passa, impostare la configurazione della scatola come la precedente fase quattro-B. Collegare sia l'odore S-plus che S-minus al controller di erogazione degli odori. Quindi, posiziona un topo nella camera.Inizia il programma go/no-go e poi esponi il topo che ha appreso il compito di apprendimento olfattivo a nuove coppie di odori chimicamente simili. Una volta che i topi hanno appreso il compito di apprendimento olfattivo, possono associare nuove coppie di odori a ricompensa e punizione. Questi topi addestrati normalmente iniziano con una precisione di circa il 50% nell'attività go/no-go.La percentuale corretta può essere tracciata per blocco di prova come curva di apprendimento per nuove coppie di odori. Entro 10 prove a blocchi, i topi sono in grado di discriminare correttamente tra gli odori, con una precisione superiore all'85%. Ciò dimostra che il nostro protocollo ha addestrato con successo topi di tipo selvatico ad associare un odore a una ricompensa per l'acqua e un altro a una punizione per il timeout.Una volta che i topi imparano il compito, le coppie di odori possono essere modificate per aumentare o diminuire la difficoltà del compito. Ad esempio, diminuendo la concentrazione della coppia di odori aumenta la difficoltà del compito. I topi sono anche in grado di ricordare le precedenti coppie di odori apprese.Dopo aver atteso sette giorni dall'apprendimento del compito, un test di richiamo mostra che i topi wild-type possono ricordare rapidamente le associazioni di odori apprese in precedenza. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di assicurarsi che gli odorizzanti desiderati siano collegati correttamente alla casella del comportamento. È particolarmente importante se più sperimentatori utilizzano odori diversi.Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come la mappatura degli odori per rispondere a ulteriori domande come: in che modo l'apprendimento influenza il modo in cui le informazioni sensoriali sono rappresentate dal cervello? Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo delle neuroscienze per esplorare i cambiamenti neurali indotti dall'apprendimento nel sistema olfattivo del topo. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come insegnare ai topi ad associare un odore a una ricompensa e un altro odore a una punizione.Non dimenticare che lavorare con aghi affilati può essere estremamente pericoloso e che durante l'esecuzione di questa procedura è necessario prendere sempre precauzioni come il corretto smaltimento degli oggetti taglienti.

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Fondamentali, le proprietà ancora unica del sistema olfattivo dei roditori hanno portato al suo studio in aumento tra i biologi. Una valutazione relativamente semplice della sua funzione è poi anche necessario. Qui si descrive test sensibili per la caratterizzazione della sensibilità del mouse olfattivo e preferenza.

Olfattivo test comportamentali nel topo adulto

La compromissione della funzione olfattiva è una caratteristica comune in molte malattie neurodegenerative tra cui il Parkinson, l'Alzheimer e le malattie di Huntington. Nel presente articolo, descriviamo una serie di test per valutare la discriminazione e il rilevamento dell'olfatto nei topi che possono essere utilizzati per misurare le capacità olfattive in modelli murini di malattie neurodegenerative.

Saggi olfattive per modelli murini di malattia di Neurodegenerative

Questo manoscritto descrive un protocollo per esaminare il sistema olfattivo dei roditori. Il test di assuefazione/disassuefazione olfattiva consentirà agli investigatori di determinare se un topo si abitua a un odore presentato ripetutamente e se il topo dimostra disassuefazione quando gli viene presentato un nuovo odore.

Test per Odore Discriminazione e assuefazione nei topi

Presentiamo un test olfattivo semplice e imparziale nei topi. Con questo protocollo la discriminazione olfattiva, la preferenza, l'evitamento e la sensibilità a un nuovo odore rispetto all'acqua possono essere valutati in singole sessioni comportamentali. Questo metodo è indicato per un singolo sperimentatore e l'analisi si basa sull'elaborazione video assistita da computer.

Semplice e assistita da computer Olfattivo Test per Mice

Il test di riconoscimento di oggetto (ORT) è un'analisi semplice ed efficace per valutare l'apprendimento e la memoria nei topi. La metodologia è descritta di seguito.

Test di riconoscimento di oggetto romanzo per l'indagine di apprendimento e memoria in topi

Questo articolo fornisce una descrizione dettagliata di un nuovo protocollo di bias di giudizio del topo. Vengono anche dimostrate le prove della sensibilità di questo compito di scavo olfattivo allo stato affettivo e viene discussa la sua utilità in diversi campi di ricerca.

Valutazione del pregiudizio del giudizio del topo attraverso un'attività di scavo olfattivo

Questo articolo fornisce una descrizione dettagliata del test del cibo sepolto e dell'esperimento di discriminazione degli odori sociali per valutare gli effetti dell'esposizione agli inquinanti ambientali inalati sulla funzione olfattiva nei topi.

Studio degli effetti degli inquinanti ambientali inalati sulla funzione olfattiva nei topi

Questo protocollo descrive la costruzione di un olfattometro per esperimenti di comportamento olfattivo go/no-go. Vengono fornite istruzioni dettagliate, insieme alle immagini, per garantire il successo della costruzione dell'olfattometro. Sono incluse anche informazioni per la risoluzione dei problemi riscontrati durante il processo.

Costruzione di un olfattometro per studi sul comportamento olfattivo dei roditori

Qui, presentiamo un protocollo di un test di preferenza olfattiva che consente la valutazione dei pregiudizi olfattivi negativi verso gli stimoli olfattivi sia appetitivi che avversi in modelli murini di depressione.

Un test delle preferenze olfattive per misurare i pregiudizi edonistici olfattivi in modelli murini di depressione

Il labirinto Lashley III è un percorso di apprendimento-lavoro che non si basa su stimoli avversi o segnali visivi. E 'quindi una scelta molto attraente per la valutazione dell'apprendimento e della memoria, soprattutto nei topi l'invecchiamento o in altro modo in cui lo stress è una considerazione.

Low-stress Learning percorso con la Maze Lashley III nel Mice

Impara un protocollo di apprendimento olfattivo nei topi per studiare discriminazione sensoriale e plasticità sinaptica. Questo metodo consente analisi statistiche robuste e offre spunti per terapie contro malattie neurodegenerative.

Una prova oggettiva e riproducibile di apprendimento olfattivo e discriminazione nei topi

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