Method Article

郭清と霊長類の顔の進化における DiceCT 明らかにする別の方法で非表示のデータを逆に

DOI:

10.3791/58394

January 7th, 2019

In This Article

Summary

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顔の表情は、模倣の筋肉によって生成されるビジュアル ・ コミュニケーションのモードです。ここでは、逆の郭清と完全に視覚化し、模倣の筋肉を評価する DiceCT の新規技術のためのプロトコルを提案する.これらの複合技術は、機能的な側面を決定するための模倣の筋肉の形態学的および生理学的側面を調べることができます。

Abstract

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顔の表情、あるいは社会的または感情的な意図の表情の表出は、視覚的に至近距離で相手とのコミュニケーションの手段として、多くの哺乳類の分類群によって生成されます。これらの表示は、顔の真皮に接続されている骨格筋は、擬態の筋肉の収縮によって達成されます。逆に郭清、頭蓋骨から完全な顔のマスクを削除して、模倣の筋肉に近づいて、逆に効果的なが明らかに模倣の筋肉の形態の破壊方法は破壊。DiceCT は、骨格筋を可視化、擬態の筋肉を含む、定量測定のため個々 の筋線維束の特定の新しいメカニズムです。さらに、DiceCT は、筋肉を可視化するための非破壊メカニズムを提供します。逆の郭清と DiceCT のテクニックの併用は、模倣筋肉と同様、潜在的な筋収縮強度とこれらの筋肉で速度の進化形態を評価するために使用できます。さらに今回は、DiceCT 正確かつ確実に模倣の筋肉を可視化し同様に郭清を逆に使用することができ、模倣の筋肉をサンプリング非破壊法を示します。

Introduction

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模倣の筋肉や表情筋、骨格筋は、哺乳綱の1で発見されます。ほとんどの哺乳類の骨格筋は、離散骨ランドマークにアタッチした模倣筋肉は顔、頭皮、首1,2,3の腹側面の皮膚に主にその添付ファイルにユニークです 4。模倣筋肉収縮式に「顔のマスク」を変形または顔の社会的、感情的な意思表示、サイズおよび目、鼻腔、口腔と発声、摂食、呼吸、で使用括約筋の形状変更ほとんどの哺乳類2,3,45の間で発見した全体的な近接視覚伝達メカニズムの一部です。哺乳類、全体模倣の筋肉によって生成された表情表出を調節で送信者2、感情的な行動の意図の個体を cuing、領土境界、社会的な結束、および社会的なグループを維持する支援します。 5

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Protocol

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これらの手順は、関係のない研究の一部動物園で自然な原因がもとで死んだかが研究所で犠牲になった動物を使用しているので、これらのプロトコルには IACUC の承認は必要ありません。

1. 逆郭清

注:逆解剖のプロトコルは非常に小型の哺乳動物は、国内産の馬などの大きい土地の哺乳類に至るまで、実験用マウスなどに効果的です。模倣の筋肉は、しばしば最高の保存状態し、視覚化の頭蓋骨にそれらを残してではなく覆う真皮を去ったときに最適。図 1-3を参照してください。

  1. 郭清術前の脊柱の頸部から頭を disarticulate します。死体を冷凍すると場合、は、この手順に進む前に完全に解凍を許可します。
    1. 保存状態に関係なく頭蓋骨の後頭部と第二頚椎 (C2) の棘突起を触診します。第一頚椎 (C1) を欠いているので触診 C2 棘突起頭蓋骨の後頭部は C1 のおおよその位置を与えることに注意してください。
    2. メスを使用して、C1 で脊柱から頭蓋骨を分離を開始するために頭蓋骨の後頭部と C2 の間水平にカットを作る。頭蓋骨、脊柱から満水までカットを作り続けます。
    3. 新鮮な標本は、固定されていない場合の手順 1.1.2-1.2 は比較的短い時間枠で....

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Results

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このセクションは、コンサートで DiceCT をスキャンすると「逆の解剖」を使用達成することができます顔の筋肉フォーム結果例を紹介します。「逆の解剖」を使用して、顔のマスクを作成すると、伝統的な郭清の方法論で、擬態 (顔) の筋肉の充実した表現より見時々 することができます。このメソッドは、小さな、小さなボディ霊長類、ナミをパン(図 5)、チンパンジーなどの霊長類の大規模なボディに一般的なマーモセット用いた(図 4)、たとえばから体サイズの範囲とアカゲザル4. (図 6) など中型霊長類。伝統的な郭清の方法論は、堅牢な模倣筋肉がある大規模なボディの霊長類でうまく動作可能性があります。しかし、伝統的な「フロント ・ アプローチ」郭清方法は、薄束の顔の筋肉を持っている小さなボディの霊長類とよく働かないかもしれない。これらのケースで、顔の筋肉のいく.......

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Discussion

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「解剖」逆の手順プロトコルは通常、頭のサイズに関係なく、模倣筋肉を明らかにするためゆっくりと念入りを解剖することができます顔マスクを生成します。特にゆっくりと移動し、継続的に筋肉完全にカットされているを誤って、特に bodied 種より小さいかどうかを評価することが重要です。

筋肉があるを決定するためには、筋組織と結合組織を継続的に評価する段階で乾燥する発展途上のマスクを許可するように特に重要です。結合組織は、マスクの場所に残っている、筋肉はできるだけ多くの結合組織を除去する上で重要な表示はできません。

逆郭清は、霊長類 (またはあらゆる哺乳類) の中で顔の筋肉を評価するための信頼性が高く、詳細な方法を提供しますが、破壊的な手法、多大な時間と専門知識の2,11が必要です。DiceCT 霊長類の顔の筋肉を評価するための追加メソッドを提供し、成功17,

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Disclosures

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著者があるレポートへの開示。

Acknowledgements

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著者したい共通のマーモセット標本へのアクセスのチンパンジーとアカゲザル サル標本とクリスひとしきり (北東オハイオ医科大学) へのアクセスのヤーキス国立霊長類研究センターを認めます。マリッサ ベッチャー、ケイトリン ・ レナードとアントニア Meza スキャン処理を支援のためノースカロライナ大学に感謝しますこの作業を行った部分で、デューク大学共有材料計装設備 (SMIF)、メンバーのノースカロライナの研究の三角形ナノテクノロジー ネットワーク (RTNN)、全米科学財団 (グラント ECCS 1542015) によってサポートされています。国家ナノテクノロジー調整インフラストラクチャ (NNCI) の際に。デューク キツネザル センター文書番号 1405 です。

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ニコン XTH 225 STニコンカタログ番号なし
10% 緩衝ホルマリンフィッシャー サイエンティフィックSF98-4
ヨウ素、ACS グレードラボ ケム インク
チオ硫酸ナトリウムAcros OrganicsAC450620010
ヨウ化カリウムAlfa AesarA1270430
LC155901

References

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  1. Gregory, W. K. Our face from fish to man. , G.P. Putnam's Sons. New York. (1929).
  2. Burrows, A. M. The facial expression musculature in primates and its evolutionary significance. BioEssays. 30, 212-215 (2008).
  3. Santana, S. E., Dobson, S. D., Diogo, R.

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Reverse DissectionDiceCTMimetic MusclesPrimate FaceFacial MusculatureCT ScanningIodine StainingMuscle FasciclesEvolutionary BiologyNon Destructive Imaging

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