Name: 嗅覚学習とマウスにおける差別の客観的かつ再現性のあるテスト (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: 学ぶマウスの嗅覚学習プロトコルによる報酬・罰の連合学習と感覚識別の神経科学的研究法。この手法は神経変性疾患の診断や治療戦略の開発にも応用可能です。

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

このプロトコルは、前作 (黄ら研究室内から適応8). ここで説明したすべてのメソッドは、動物のケアおよび使用委員会 (ACUC) の薬の Baylor の大学によって承認されています。によりマクネア医学研究所、NINDS 付与 R01NS078294 B.R.A.、IDDRC NIH グラント U54HD083092、jmp、NIDDK グラント F30DK112571 および組織プラスミノーゲンアクテベータ補助金 F31NS092435 CKM にサポートされます。

すべてのマウスは、NIH の基準に従ってベイラー大学の医学機関動物ケアおよび使用委員会によって承認されたプロトコルで使用されていた。マウスをこのプロトコルで使用されたすべての成体マウス (> 6 週齢) C57BL6/j の背景し、男性と女性の両方のマウスを含まれています。トレーニング/ステージング タスク後マウスが彼らのホームのケージに返されます。
1、建設やオペラント学習ボックス (図 1B, C) を使用するための一般規則
<ol><li>商工会議所の床とマウスの商工会議所を組み立てます。気晴らしを避けるため薄暗いエリア、トラフィックの少ないトレーニング ボックスをしてください。</li>
	<li>各水ポート ポート内部に水を分配するための 18 g 針を許可するように上部の小さな穴をドリルします。</li>
	<li>匂い (週 1 回交換)、鉱物油に溶けないとガラスの瓶を埋める、安全キャップを締めます。</li>
	<li>18 g 針をシリコン チューブに接続します。18 g 針、ガラス瓶のキャップに穴を開ける、臭気ポートの取入口にシリコン チューブのもう一方の端を接続します。</li>
	<li>臭気弁各シリコーン チューブを配置します。</li>
	<li>真空ラインを臭気ポートに接続します。</li>
	<li>10 mL 注射器 2 金属保持棒にし、注射器にチューブを接続します。18 G 針にチューブの反対側を接続します。針を鼻突くポート マウス チャンバーの穴に収まります。水のバルブにチューブのもう一方の端を接続します。</li>
	<li>齧歯動物の飲料水の 10 mL の注射器を 2 を入力します。</li>
	<li>空気取り入れ口に空気流量計を接続し、3 ~ 5 L/分で空気の流れを維持します。</li>
	<li>2 水弁、2 臭気バルブ、水・ ポート × 2、臭気ポート、および電源を USB インターフェイス システムに接続します。'の出力ポートにすべてのバルブ、'入力' にすべての臭気や水のポートと接続ポート。電源 USB インターフェイス ボックスから出力し、最後に、USB インターフェイス ボックスを電源に接続するすべての機器を接続します。</li>
	<li>臭気試験間のクロス汚染を避けるために真空吸引を調整します。</li>
	<li>商工会議所に匂いバイアルを接続するのに特定の臭気管を使用します。</li>
</ol>2. マウスの作製: 1-3 日
<ol><li>マウスを 3 グループに分割: コントロール (嗅覚トレーニング不要)、擬似訓練された (マウス ランダムに報酬や罰を受けた)、グループを訓練し、。トレーニング ボックスおよび臭気配信に疑似訓練されたマウスを公開しますが、配信臭罰と報酬の結果はランダムに関連付けられるために、嗅覚トレーニングを提供してください。 注: 擬似訓練を受けたグループは、"Pseudotraining"の段階の下で訓練パラダイムを通過します。訓練されたマウスは、すべてのトレーニングの段階を完了します。Pseudotraining は、実験の目的は匂い弁別学習や学習の行動の違いを分析する場合は省略可能です。プロトコルは提供前に、とトレーニング後に神経の違いを探すために実験者がしたい場合ここでこのグループに追加します。Pseudotrained グループをパッシブ臭気曝露と非嗅覚関連訓練のため制御でしょう。</li>
	<li>40 mL/kg をマウスの水制限の開始日。(図 2A) の苦痛を避けるために動物の基準重量の 20% 以上の体重減少を避けます。</li>
	<li>ベースラインの体重の 80% 以上あることを確認する毎日のマウスの重量を量る。マウスがこのしきい値を下回った場合の研究から、マウスを削除し、水への無料アクセスを提供します。</li>
	<li>すべての環境要因は温度、ノイズ、および浮遊臭 (香水/ケルン/消臭香り、身体など) を含むプロトコル全体保ちます。 注: すべての動物の行動のテストと同様、小さな環境の変化はこの結果に影響大きくできます。</li>
</ol>3. すべての段階について
<ol><li>以下の各段階のトレーニング ソフトウェアをコードします。行動のソフトウェアで、ソフトウェアを実行します。 注: は、補足的なコーディング ファイルに含まれているすべての段階のためのコーディングします。20 コースのデータはブロック間で単一のブロックとマウスの性能が表示されるようにグループ化されます。さらに、各ステージは、数日間修了条件が満たされるまで、マウスの繰り返すことが。</li>
	<li>60 分/日以上の動作ボックスでマウスを保持しません。</li>
	<li>各マウスがケージに移る前にケージからきれいなマウスの廃棄物。スプレーし、マウス臭気気晴らしを最小限に抑えるための 70% のエタノールとチャンバーを拭いてください。</li>
</ol>4. トレーニング ステージ 1: センター鼻突く、1-3 日で水報酬を関連付ける
<ol><li>この段階では、マウスを水ポートの探求の上に水の報酬に関連付けます。</li>
	<li>
トレーニング ステージ 1 プログラミング命令
	<ol>
<li>このステージのみ水配送のポートを使用するプログラムします。各鼻突くのための水報酬を受け取るマウスをしましょう。 注: プログラムの出力試験の時間と水の合計数報酬受け取ったマウス。</li>
	</ol>
</li>
	<li>トレーニング ステージ 1 と同じプログラミング pseudotraining ステージ 1 を設定します。</li>
	<li>
ボックス構成とマウスのセットアップ
	<ol>
<li>中心部の水ポートとアクセスできないすべての側のポートの動作] ボックスを構成します。商工会議所にマウスを配置します。マウス室を閉じるし、ステージ 1 プログラムを開始します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>この段階を考慮すると完全にマウスを実現 100 試験 60 分削除に 60 分または 100 回の試行されている後房からマウス完了 (図 2B)。 注: 個体差によりボックスの探索からは当然いくつかのマウスが控えます。</li>
	<li>励ましが必要な場合は、水のポートに水を手動で配信します。3 日前までにこの段階を繰り返します。 注: 既に訓練されたマウスは、パリティを維持するためと水分制限にそれらを維持するさらに繰り返されることができます。また、グループ平均 100 試験/60 分に達すると、ステージ 2 にグループ全体を促進することが可能です。これは、同じ日に訓練を継続するすべてのマウスになります。</li>
</ol>5. トレーニング ステージ 2: 関連付ける側ポート水報酬センター ポート鼻突く、1-5 日
<ol><li>この段階で、センター ポートで彼らの鼻を突くし、側ポートに水報酬をすぐに受け取るマウスをしましょう。</li>
	<li>
ボックス構成とマウスのセットアップ
	<ol>
<li>両側に 2 水ポートと途中で臭気ポートこれおよびすべてのそれに続く段階を構成します。商工会議所にマウスを配置します。マウス室を閉じるし、ステージ 2 プログラムを開始します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
トレーニング ステージ 2 プログラミング命令
	<ol>
<li>マウスを提供即時水報酬両側鼻突く後中心に臭気配信ポート。臨床試験、開始、試行回数と水の報酬は 5 内で受け取った数時間としてこの段階の出力パラメーターを設定鼻突くの。</li>
	</ol>
</li>
	<li>トレーニング ステージ 2 と同じプログラミング pseudotraining ステージ 2 を設定します。</li>
	<li>水報酬 5 以内の少なくとも 25% の 60 分で 40 試験の最小値を実行すると、完全なは、この段階を考慮センター ポート鼻突くの。一度この段階が完了する (図 2C) マウスを削除します。 注: トレーニング プログラムは、この段階の完了を決定するためにタイムリーな方法で受け取られる水報酬の割合を計算します。マウスがどのように高速で異なりますがこの段階を完了する、ほとんどのマウスは、5 日以内修了条件に達します。ただし、マウスが 5 日以内この段階を完了していない場合マウスを次のステージに進出か。このマウスは、コホートから削除されます。</li>
</ol>6. 訓練段階 3: 水報酬を関連付けは、特定の匂いとは特定の時間ウィンドウ、1-3 日以内
<ol><li>この段階で鼻突く時に行く (+) 匂いは、センター ポート マウスをしましょう。その後、5 内側水ポートに鼻突く時に水の報酬を得られる s。</li>
	<li>
トレーニング ステージ 3 のプログラミング手順
	<ol>
<li>中心部の s + 臭気臭気ポートを提供します。</li>
		<li>マウス 5 内側ポートをからかう場合水報酬を提供臭気配信の s。 メモ: プログラムは、のみ水報酬をもたらすセンター ポートを 100 ms 鼻突くを要求することによって開始します。鼻突くの時間必要水報酬増 50 ms のマウス試験の 80% の時間の適切な量のセンター ポートに突き出て、一度最大 400 ms。</li>
		<li>ステージ 2 には同一出力パラメーターを設定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>トレーニング ステージ 3 と同じで pseudotraining ステージ 3 のプログラミング手順を設定します。ただし、s + 臭気を s + 臭気が水報酬に関連付けられていないことを確保するため臭気配信コント ローラーに接続しないでください。</li>
	<li>
ボックス構成とマウスのセットアップ
	<ol>
<li>第 2 段階で同じ構成を設定します。</li>
		<li>S + 臭を臭気配信コント ローラーに接続します。商工会議所にマウスを配置します。マウス室を閉じるし、ステージ 3 プログラムを開始します。この段階が完了したら、マウスを削除します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>60 分 (図 2D) 以内 60 報酬より大きいがある場合は、完全なは、この段階を検討してください。</li>
</ol>7. ステージ 4 a: 立入禁止 (s-) 臭とタイムアウト罰、1-2 日間の関連付け
<ol><li>この段階では立入禁止の匂い (s-) マウスを紹介します。立入禁止の匂いを嗅いで後水ポートに正しくに行くマウスにタイムアウトの罰を提供します。</li>
	<li>
トレーニング ステージ 4 a プログラミング命令
	<ol>
<li>初めに、ステージ 3 と同じこのステージで s + 匂いだけを提供します。マウスの完全な 40 試験の後など s + S 悪臭悪臭のランダム配信を開始します。マウスは、立入禁止の臭気が提示された後水報酬を求めるしようとする場合は、2 のタイムアウト罰をプログラムします。 注: 移動対可否を区別するを支援するため IR サイド ライト操作できる行く匂い中にしてオフするよう立入禁止の匂いの中に。ライトは、初期研修でマウスを支援するためにセカンダリ キューとして機能します。マウスは、ライトで訓練を受けています、一度彼らが彼らは悪臭とタスクを学んだことを確認するためにライトなし下行くトレーニング必要。</li>
		<li>試験、試験開始の数、完成品の試験の数、% 正しいと受け取った報酬の合計数の時間として、出力パラメーターを設定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>S + を除いて訓練ステージ 4 s として pseudotraining ステージ 4 a のプログラミング命令を同じに設定し、S 悪臭は、最初からランダムに表示されます。水を与える報酬またはタイムアウトの罰でランダム タスク パフォーマンスに関係なく。</li>
	<li>
ボックス構成とマウスのセットアップ
	<ol>
<li>前のステージ 3 と同じでボックスの構成を設定します。</li>
		<li>S + と S 臭を臭気配信コント ローラーに接続します。商工会議所にマウスを配置します。マウス室を閉じるし、ステージ 4 a プログラムを開始します。マウスの完全な 40 試験の後に、悪臭をランダムに提供するプログラムを切り替えます。この段階が完了したら、マウスを削除します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>> 60% 正解で 40 試験がある場合は、完全なは、この段階を検討してください。</li>
</ol>8. ステージ 4 b: 立入禁止 (s-) 臭とタイムアウト罰、5-11 日の関連付け
<ol><li>
トレーニング ステージ 4 b プログラミング命令
	<ol>
<li>しかし S 臭後水報酬を試みるための時間を罰は 4 ステージ 4 a と同じこのステージを作る s。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ただしステージ 4 a と同じ指示をプログラミング pseudotraining ステージ 4 b 水報酬を設定し、タイムアウト罰がトライアル 1 ランダムに配信されます。</li>
	<li>
ボックス構成とマウスのセットアップ
	<ol>
<li>前のステージ 4 a と同じでボックスの構成を設定します。</li>
		<li>S + と S 臭を臭気配信コント ローラーに接続します。商工会議所にマウスを配置します。マウス室を閉じるし、ステージ 4 b プログラムを開始します。ある場合、この段階を完全な検討 > 精度 60 分以内 100 試験 > 85% (図 2E)</li>
	</ol>
</li>
	<li>この段階で各マウスの進行状況を追跡する各セッションの正しい最大値と最小値の割合を監視します。マウスの約 85-90% は、この段階の修了条件を達する。行くかどうかテスト段階のこの段階の完了を達成しないマウスを除外します。</li>
	<li>(省略可能)この段階の最後に、行くかどうかの匂いが臭バイアル プラットフォームに切り換えれば逆転トレーニングを適用します。マウスはバルブ側ポートに関連付けられているサウンドなど、別の刺激に関連付けるされませんを確認します。</li>
</ol>9 行くかどうかの分析タスク: 1 日、20 分あたり 1 日あたりマウス
<ol><li>これは臭気の関連付けを識別し、臭気のペアを識別する学習の精度を決定する最終段階として検討してください。 注: 新規の匂い、利用されている S + S - どのくらい動物をテストする新しい連合を学ぶにかかります。構造的に似たような匂いのペアを作業の難易度を上げるため。1-ブタノール イソアミル酪酢酸イソアミルと 1-ペンタノールとがありますと + 対 - カルボン カルボン。</li>
	<li>
プログラミングの手順
	<ol>
<li>鼻突くの長さを検出トレーニング ソフトウェアを聞かせてください。プログラムのタスクを実行する中心においポートで 300 ms 鼻突く。</li>
		<li>出力パラメーターを除いて任意の光導を使用しないでステージ 4 b と同じ設定の手がかり。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ボックス構成とマウスのセットアップ
	<ol>
<li>前のステージ 4 b と同じでボックスの構成を設定します。</li>
		<li>S + と S 臭を臭気配信コント ローラーに接続します。商工会議所にマウスを配置します。マウス室を閉じるし、ステージに行くかどうかプログラムを開始します。化学的に同じような臭気の新規ペアに嗅覚学習課題を学んだマウスを公開します。 注: 十分な匂い弁別学習と野生型マウスに達する > 10 20 ブロック約 200-400 試験 (図 3A) 以降後小説の匂いと 85% の精度です。</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>

著者は、利害のないとない競争の興味を宣言します。

齧歯動物の嗅覚系は、感覚依存可塑性を勉強するユニークなモデルを提供します。報酬や罰臭気のペアに関連付けるためにネズミを訓練する嗅覚学習パラダイムをご紹介します。この学習を通じて下流の回路変更は (電気生理学、生体内神経イメージングなど) その後の実験で学ぶことができます。完了すると、マウスが 1 つ臭水報酬とタイムアウト罰別臭気に関連付ける単純な臭気キュー タスクを実行するについて説明します。
行動分析は、以来、私たちは年齢と実験性の等しい分布の利用をお勧めし、動物のグループを制御します。それマウス間の条件が保たれることが不可欠です可能な限り一定です。たとえば、マウス ハンドラーと照明条件常トレーニング全体を通じて一定であるを確認します。多くのマウスは、期待どおりにタスクを実行しない、次の条件を満たしているを確認: (1) 維持行動セットアップできるだけ静か。(2) 水は十分にマウスを奪います。我々 は、水剥奪の丸一日後も多くのマウスが十分に飲まないと修了条件に到達するステージ 1 ボックスのセンター ポートからの十分を見つけます。(3) 新しい...

マウス OB、匂いの情報中枢神経系 (CNS) に初めて入る場所、経験依存性構造変化を研究するための優れたモデルを提供します。OB の迂遠は継続的に活動に依存した方法で大人生まれるニューロンを統合します。大人生まれるニューロン前駆細胞は側脳室1に隣接する脳室下帯をライン前駆細胞から切り分けます。OB に移行する時にこれらの神経前駆細胞生き残るため、差別化し抑制性顆粒細胞として統合またはアポトーシス2を受けます。細胞の運命の選択は、嗅覚学習3,4,5,6を含む嗅覚の活動によって影響されます。統合後学習によるシナプス変化は 2 週間重要に期間7,8中に顆粒細胞で発生します。したがって、嗅覚学習のための試金は、どのように経験依存的可塑性の影響構造と機能再編成熟脳回路を調べる際に役立ちます。
このプロトコルでは、オペラント条件づけを用いた嗅覚トレーニング方法の 1 つを提供しています。このタスクでは水を奪われたマウスは 1 つ臭 ("Go"臭気) 水報酬と別臭気 (「立入禁止」臭気) トライアル タイムアウト罰に関連付ける訓練されます。2-4 週間にわたって訓練段階の傾斜シリーズを通してマウスの進行状況。トレーニングが完了したら、マウスが離散、対応する動作 (移動試験水の報酬を求めておよび立入禁止の試験水の報酬を求めていない) と行ったり可否の臭気に対応 (図 1A)。トレーニングが完了した後、マウスをさらに化学的に類似の香りペアで挑戦できる差別をテストしたりに移行になる研究調査方法嗅覚学習改変の構造や OB の機能匂い弁別課題が報告されている、最も 2 つ匂い9,10間盗聴の数などの主観的な測定に依存してください。さらに、人間得点などのタスクのための必要性はまた時間がかかるです。このプロトコルで説明する行くか嗅覚学習作業では、公平な直接測定匂い弁別学習と嗅覚学習を提供しています。

<table><tbody><tr><td>ガラスバイアル</td><td>Qorpak</td><td>GLC-01016</td><td></td></tr><tr><td>シリコンチューブ</td><td>Thermo Scientific</td><td>86000030</td><td></td></tr><tr><td>18 ゲージ針</td><td>BD</td><td>305196</td><td></td></tr><tr><td>1-ブタノール</td><td>Sigma Aldrich</td><td>437603</td><td></td></tr><tr><td>プロピオン酸</td><td>Sigma Aldrich</td><td>402907</td><td></td></tr><tr><td>マウスチャンバー</td><td>Med</td><td>Associates ENV-307W</td><td></td></tr><tr><td>チャンバーフロア</td><td>メッドアソシエイツ</td><td>ENV-307W-GFW</td><td></td></tr><tr><td>ウォーターポート</td><td>メッドアソシエイツ</td><td>ENV-313W</td><td>2つの</td></tr><tr><td>臭気刺激</td>が必要 <td>メッドアソシエイツ</td><td>ENV-275</td><td>臭気供給をゲートするための2つのバルブが含まれています&nbsp;</td></tr><tr><td>臭気ポート</td><td>メッドアソシエイツ</td><td>ENV-375W-NPP</td><td></td></tr><tr><td>USBインターフェース</td><td>メッドアソシエイツ</td><td>DIG-703A-Windows2000</td><td></td></tr><tr><td>、XP、Vista、または7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>フロー</td><td></td><td>メーターVWR97004-952</td><td></td></tr><tr><td>動作ソフトウェア</td><td>メッドアソシエイツ</td><td>SOF-735</td>各<td>トレーニングステージを実行するこのソフトウェアは、現在、次のように置き換えられていますMed-PC V</td></tr><tr><td>データ転送ソフトウェア</td><td>Med Associates</td><td>SOF-731</td><td>このソフトウェアは、Excel</td></tr><tr><td>トレーニングソフトウェア</td>Med <td>Associates</td><td>DIG-703A-USB</td>にデータをフォーマットします <td>このソフトウェアは、各トレーニングステージをプログラムするために使用されます</td></tr><tr><td>ウォーターバルブ</td><td>ネプチューンリサーチ</td><td>225P012-11</td><td>このバルブは、水の供給をゲートするために使用されます。2つの</td></tr><tr><td>臭気バルブ</td>が必要ネ<td>プチューン研究</td><td>360P012-42</td>この<td>バルブは、臭気の供給をゲートするために使用されます。2つ必要</td></tr></tbody></table>

嗅覚学習とマウスにおける差別の客観的かつ再現性のあるテスト

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

嗅覚はマウスで優勢な感覚モダリティと採餌、捕食動物の検出、交尾、子育てなど、多くの重要な動作に影響を与えます。重要なは、マウスを訓練して、小説臭の嗅覚回路機能への洞察力を提供するために具体的な行動応答を関連付けることができます。このプロトコルは、行くかどうかオペラント学習タスクにマウスのトレーニングの手順を詳しく説明します。このアプローチでマウスは 2-4 週間のために毎日自動試験の何百もの訓練、および新規行くかどうかにおいペアで嗅覚の差別を評価したり、構造や機能、嗅覚の匂い学習を変更する方法の研究に使用するテストできます。回路。さらに、マウスの嗅球 (OB) は大人生まれるニューロンの継続的な統合を備えています。興味深いことに、嗅覚学習増加生存とこれらの大人生まれるニューロンのシナプス接続します。したがって、このプロトコルは、神経細胞の生存と可塑性を仲介する学習と活動依存の要因を検討し他の生化学的、電気生理学的、およびイメージング技術と結合できます。

一度マウスの嗅覚学習タスクに学んだ、今報酬と罰小説臭ペアを関連付けることができます彼ら。これらの訓練を受けたマウスは通常約 50% で始まる進むかどうかのタスクでの精度。学習曲線の新しい臭気のペア (図 3A) として試作ブロックによって正しい割合をプロットできます。10 のブロック試験を実行する 30 分未満のほとんどのマウスを取る、内のマウスが正しく以上の 85% の精度 (赤い線) とにおいの間で区別することができます。我々 のプロトコルでは野生型マウスに関連付ける 1 つにおい水報酬と別のタイムアウト罰を訓練して正常に表示されます。2 つの集団間差別機能を評価するために、能力に到達した後正しい割合の平均、85% 能力 (図 3B) に達するために必要な試験の数を比較するこれらのデータをさらに分析できます。
<p class="jove_content" fo:keep-t...

ここでは、匂い弁別学習をテストする連想学習タスクにマウスを養成します。このプロトコルでは、脳の学習誘起構造変化に関する研究も可能です。

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

この行動プロトコルの全体的な目標は、マウスを訓練して、1つの匂いを報酬に関連付け、別の匂いを罰に関連付けるようにすることです。この方法は、学習、シナプス可塑性、感覚弁別など、神経科学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、トレーニングが完了すると、マウスは数時間以内に数百回の試行を行い、堅牢な統計的サンプリングを行うことです。この技術の意味は、嗅覚機能障害の重症度が人間のその後の認知機能低下を予測するため、神経変性疾患の治療または診断にまで及びます。この方法は嗅覚に関する洞察を得ることができますが、視覚や聴覚などの他のシステムにも適用できます。ビヘイビアチャンバーのセットアップとソフトウェアの使用の両方の最初のステップは、接続ポートとトレーニング手順が異なるため、習得が難しいため、この方法を視覚的にデモンストレーションすることが重要です。まず、チャンバーフロア付きのマウスチャンバーを組み立てます。トレーニングボックスは、気を散らすものを避けるために、交通量の少ない薄暗い場所に置いてください。次に、上部に小さな穴が開いている各ウォーターポートをドリルで開けて、18ゲージの針でポート内に水を分配できるようにします。ミネラルオイルに溶かした臭気物質をガラスバイアルに充填し、キャップをしっかりと締めます。次に、18ゲージの針をシリコンチューブに接続します。ガラスバイアルキャップに穴を開け、シリコンチューブのもう一方の端を臭気ポートの吸気口に接続します。その後、各シリコンチューブを臭気バルブに入れます。バキュームラインを臭気ポートに接続します。金属製の保持棒に10ミリリットルのシリンジを2本取り付け、チューブをシリンジに接続します。次に、チューブの反対側を18ゲージの針に接続します。マウスチャンバーのノーズポークポートのドリル穴に針をはめ込み、チューブのもう一方の端をウォーターバルブに接続します。2つの10ミリリットル注射器にげっ歯類の飲料水を入れます。次に、エアフローメーターをエアインテークに接続し、エアフローを毎分3〜5リットルに保ちます。2つのウォーターバルブ、2つの臭気バルブ、2つのウォーターポート、臭気ポート、および電源をUSBインターフェースシステムに接続します。そして最後に、USBインターフェースボックスを電源に接続します。次に、試験間で臭気が交差汚染しないように真空吸引を調整し、臭気バイアルをチャンバーに接続するために臭気専用チューブを使用します。マウスのトレーニングに備えるために、1日あたりキログラムあたり40ミリリットルで水分制限を開始します。マウスの体重を毎日測定して、マウスがベースライン体重の80%を超えていることを確認し、温度、騒音、漂遊臭など、プロトコル全体を通じてすべての環境要因を一定に保ちます。各マウスをケージに移す前に、ケージを清掃してください。チャンバーに70%エタノールをスプレーして拭き取り、マウスの臭いの気を散らすのを最小限に抑えます。ステージ 1 のトレーニングでは、中央にウォーター ポートを配置し、すべてのサイド ポートにアクセスできないように動作ボックスを構成します。マウスをチャンバーに入れて閉じます。次に、ステージ1のプログラムを開始します。マウスが 60 分以内に 100 回の試行を達成したときに、この段階は完了したと考えてください。60分後、または100回の試行が完了した後、マウスをチャンバーから取り出します。ステージ 2 のトレーニングでは、このステージと後続のすべてのステージで、側面に 2 つのウォーター ポート、中央に臭気ポートを設定します。マウスをチャンバーに入れて閉じます。次に、ステージ2のプログラムを開始します。このステージは、60分間に最低40回の試行が行われ、中央のポートノーズポークから5秒以内に少なくとも25%の水報酬を受け取った場合に完了したと考えてください。この段階が完了したら、マウスを取り外してください。ステージ3のトレーニングでは、S-plusの臭気を臭気供給コントローラーに接続します。マウスをチャンバーに入れて閉じます。その後、ステージ3のプログラムを開始します。60分以内に60以上の報酬が集まったら、このステージは完了したと認識し、ステージが競い合ったらマウスを離します。ステージ 4-A トレーニングでは、前のステージ 3 と同じボックス構成を設定します。次に、S-plusとS-minusの両方の臭気を臭気デリバリーコントローラーに接続します。マウスをチャンバーに入れて閉じます。次に、ステージ4-Aプログラムを開始します。マウスが40回の試行を完了した後、プログラムを切り替えて、臭いをランダムに配信します。ステージが完了したら、マウスを取り外してください。ステージ4-Bのトレーニングでは、このステージをステージ4-Aと同じにします。ただし、Sマイナスの臭いの後に水の報酬を試みた場合のタイムアウトの罰則は4秒です。S-plusとS-minusの両方の臭気を臭気デリバリーコントローラーに接続します。マウスをチャンバーに入れます。マウスチャンバーを閉じて、ステージ4-Bプログラムを開始します。60分以内に100回以上の試行があり、精度が85%を超える場合は、このステージが完了したと考えてください go/no-goアッセイの場合、ボックス構成を前のステージ4-Bと同じに設定します。S-plusとS-minusの両方の臭気を臭気デリバリーコントローラーに接続します。次に、マウスをチャンバーに入れます。ステージgo/no-goプログラムを開始し、嗅覚学習課題を学習したマウスを化学的に類似した新しい匂いのペアにさらします。マウスが嗅覚学習課題を学習すると、新しい匂いのペアを報酬と罰に関連付けることができます。これらの訓練されたマウスは、通常、go/no-goタスクで約50%の精度で開始します。正解率は、新しい匂いペアの学習曲線として試行ブロックによってプロットできます。10回のブロック試行で、マウスは85%以上の精度で匂いを正しく識別することができます。これは、私たちのプロトコルが野生型マウスを訓練して、1つの匂いを水の報酬と関連付け、別の匂いをタイムアウトの罰に関連付けることに成功したことを示しています。マウスがタスクを学習すると、匂いのペアを変更してタスクの難易度を増減できます。例えば、匂いペアの濃度を下げると、作業の難易度が上がります。マウスは、以前に学習した匂いペアを記憶することもできます。課題を学習してから7日間待った後、リコールテストでは、野生型マウスは以前に学習した匂いの関連性をすぐに覚えることができることが示されています。この手順を試行する際は、目的の匂い物質がビヘイビアボックスに適切に接続されていることを確認することを忘れないでください。複数の実験者が異なる臭気を使用している場合は、特に重要です。この手順に続いて、匂いマッピングなどの他の方法を実行して、次のような追加の質問に答えることができます:学習は感覚情報が脳によって表現される方法にどのように影響しますか?この技術の開発後、この技術は、神経科学の分野の研究者がマウスの嗅覚系における学習誘発性の神経変化を探求する道を開きました。このビデオを見た後、マウスに1つの匂いを報酬と関連付け、別の匂いを罰に関連付けるように教える方法をよく理解しているはずです。鋭利な針での作業は非常に危険である可能性があり、この手順を実行する際には、鋭利なものの適切な廃棄などの予防措置を常に講じる必要があることを忘れないでください。

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

げっ歯類の嗅覚系の基本的な、まだユニークな特性は、生物学者の間で、その増加の研究につながっている。その機能の比較的単純な評価は、その後も必要になります。ここでは、マウス嗅覚感度と好みのキャラクタリゼーションのための敏感なテストについて説明します。...

成体マウスでの嗅覚行動試験

嗅覚機能の障害は、パーキンソン病、アルツハイマー病、ハンチントン病を含む多くの神経変性疾患に共通する特徴です。本稿では、神経変性疾患のマウスモデルにおける嗅覚能力の測定に使用できる、マウスの嗅覚弁別と検出を評価するための一連の試験について述べる。...

神経変性疾患のマウスモデルのための嗅覚アッセイ

この原稿は、げっ歯類の嗅覚系を調べるためのプロトコルを説明しています。嗅覚馴染/嗅覚異常試験により、研究者は、マウスが繰り返し提示される匂いに慣れるかどうか、およびマウスが新しい匂いを嗅いだときに馴染み消すかどうかを判断できます。...

マウスにおける臭気差別と馴化のためのテスト

私たちは、マウスにおけるシンプルで偏りのない嗅覚テストを提示します。このプロトコルを使用すると、嗅覚の識別、好み、回避、および水と比較した新しい匂いに対する感受性を...

シンプルでコンピュータ支援嗅覚テストマウス用

オブジェクト認識テスト (ORT)...

マウスの記憶・学習の調査のための新規オブジェクト認識テスト

この記事では、新しいマウス判断バイアスプロトコルの詳細な説明を提供します。この嗅覚掘り作業の情動状態に対する感受性の証拠も実証され、多様な研究分野にわたるその有用性が議論される。...

嗅覚掘削作業によるマウス判定バイアスの評価

この論文では、マウスの吸入環境汚染物質曝露が嗅覚機能に及ぼす影響を評価するための、埋没食品試験と社会的臭識別実験について詳しく説明しています。...

マウスの嗅覚機能に及ぼす吸入環境汚染物質の影響の研究

このプロトコルは、go/no-go嗅覚行動実験のための嗅覚計の構築を記述します。嗅覚計の正常な構造を保障するために、イメージと共に段階的な指示は提供される。プロセス中に発生した問題のトラブルシューティングに関する情報も含まれています。...

げっ歯類の嗅覚行動研究のための嗅覚計の構築

ここでは、うつ病のマウスモデルにおける食欲刺激と嫌悪臭刺激の両方に対する否定的な嗅覚バイアスの評価を可能にする嗅覚選好テストのプロトコルを紹介します。...

うつ病のマウスモデルにおける嗅覚快楽バイアスを測定するための嗅覚選好試験

ラシュリーIIIの迷路は、嫌悪刺激や視覚的な合図に依存しない経路学習のタスクです。それは、このように、特に老化したマウスに、あるいはどこにストレスが考慮される、学習と記憶を評価するための非常に魅力的なオプションです。...

マウスでラシュリーIIIの迷路を用いた低ストレスルートの学習

学ぶマウスの嗅覚学習プロトコルによる報酬・罰の連合学習と感覚識別の神経科学的研究法。この手法は神経変性疾患の診断や治療戦略の開発にも応用可能です。

嗅覚学習とマウスにおける差別の客観的かつ再現性のあるテスト

さらに動画を探す