해 부와 영장류의 진화에 DiceCT 공개 그렇지 않으면 숨겨진 데이터

요약

얼굴 표정은 비주얼 커뮤니케이션 모방 근육에 의해 생산의 모드. 여기, 선물이 역 해 부와 완벽 하 게 시각화 하 고 평가 하는 모방 근육 DiceCT의 소설 기법에 대 한 프로토콜. 이 결합 된 기술을 기능적 측면을 결정 하기 위해 모방 근육의 형태학 상과 생리 적인 측면을 검사할 수 있습니다.

초록

얼굴 표정, 또는 사회적 또는 정서적 의도의 얼굴 디스플레이 시각적으로 근거리에 conspecifics와 통신의 수단으로 많은 포유류 taxa에 의해 생산 됩니다. 이러한 디스플레이 얼굴의 피부에 부착 하는 골격 근육 모방 근육의 수축에 의해 달성 된다. 해 부를 리버스, 두개골에서 전체 얼굴 마스크를 제거 하 고 모방 근육 접근 반대로, 효과적 이지만 근육을 모방 하지만 그것의 형태학을 계시의 파괴적인 방법 파괴. DiceCT은 골격 근육을 시각화, 모방 근육을 포함 한 양적 측정에 대 한 개별 근육 성숙기를 분리 하며 새로운 메커니즘입니다. 또한, DiceCT는 근육을 시각화에 대 한 비-파괴 메커니즘을 제공 합니다. 역 해 부 및 DiceCT의 결합된 기술 모방 근육 뿐 아니라 잠재적인 수축 힘이이 근육에 속도의 진화 형태를 평가 하기 위해 사용할 수 있습니다. 이 연구 추가 DiceCT 정확 하 고 안정적으로 시각화 모방 근육으로 절 개를 반대로 사용할 수 있습니다 및 샘플링 모방 근육에 대 한 비파괴 방법 제공을 보여줍니다.

서론

모방 근육, 또는 얼굴 표정 근육, 골격 근육 이며 포유류¹에 걸쳐 발견 된다. 대부분 포유류 골격 근육 부착 개별 뼈 랜드마크, 모방 근육은 얼굴, 두 피, 그리고 목^{1,2,3의 복 부 양상의 피부에 주로 그것의 부착에서 독특한 4}. 모방 근육 수축 식으로 "얼굴 마스크"를 변형 또는 얼굴의 사회적, 정서적, 눈, 비 강, 구강 및 발성 법, 수 유, 호흡에 사용의 형태와 크기를 변경 그리고 대부분 포유류^2,3,,45중에서 발견 하는 전반적인 가까이 근접 비주얼 커뮤니케이션 메커니즘의 일부입니다. 포유류, 걸쳐 모방 근육에 의해 생성 된 얼굴 표시 지원 통제 하 고 보낸 사람^{2, 감정 및 행동 의도에 conspecifics cuing 영토 경계, 사회적 유대 관계, 그리고 사회 집단을 유지 하 5}.

중 포유류, 영장류 사회 그룹^2,5에 살고 있는 모든 종족과 라이프 사이클에 걸쳐 사회적 행동의 높은 수준의 고용으로 일부 특징 이다. 일부 taxa 동안 야행성 galagos 및 기관은, 어머니와 자식, 일주 원숭이, 원숭이, 등 다른 taxa의만 구성 된 그룹에 살고 있습니다와 같은 100 개 이상의 개인⁶의 그룹에 살고 있습니다. 사회 집단의 크기에 상관 없이 영장류는 종종 진부한 사회적 행동 순위와 관련 된를 사용 하 고 세력권이 고 이러한 행동 일반적으로 얼굴 디스플레이 구성 요소를 포함 합니다. 얼굴 디스플레이 사회 집단, 지배 계층, 재생산, 그리고 일주 종^{2,5,7에 (서) 특히 일상 생활의 일부인 통신의 회원 간의 유대를 유지 하는 과정의 일부} . 그것은 분명 얼마 동안 하는 동안 그의 얼굴 근육이 얼굴 디스플레이 만드는 데 사용 됩니다, 그리고 그것은 최근에 얼굴 근육 형태와 생리학의 사회적 변수^{2, 기능적 요구와 관련 된 명백한 되 8}. 영장류의 phylogenetically 행동 다양 한 범위에 대 한 이전 연구는 일주 종 큰 생활, 복잡 한 사회 단체 입술, 눈 썹, 눈 꺼 풀의 움직임에 초점을 개별 얼굴 디스플레이의 높은 수를가지고 경향이 나타났습니다. 얼굴 근육의 높은 숫자와 함께 입술과 궤도 지역⁹주위 클러스터. 대조적으로, 작은 그룹에서 생활 하는 야행성 종에 몇 연구 되었습니다 하지만 이러한 종 첨부 파일이 외부 귀 및 입술, 귀와 입술의 움직임에 연관 될 수 있는 개별 얼굴 근육의 높은 수 ( conspecifics agonistic 만남에 야행성 종에 문서화 및 소리 찾기)^2,9,,1011. 또한, 인간이 붉은 털 원숭이 나 침팬지를 "감속" 사용 입술 주위 인간의 모방 근육의 수축에 관련이 있을 수 있습니다 보다 모방 근육에 느린 트 위치 myosin 섬유의 상대적으로 높은 비율을가지고 동안 근육⁸의 일반적인 피로 저항 능력 또는 말 소리의 생산.

인간은, 틀림 없이, 대부분의 모든 영장류의 사회 그리고 사회적인 커뮤니케이션의 한 구성 요소로 언어를 개발 했습니다. 아직도, 그러나, 표정 비주얼 커뮤니케이션의 수단으로 사용 하 여 인간과 영장류 중 가장 알려진된 얼굴 디스플레이 레 퍼 토리를가지고. 완전히 더 인간적이 고 일반적인 영장류 사회 행동의 진화를 둘러싼 변수를 이해 하기 위해, 형태 증가 이해 하 고 영장류 모방 근육의 생리학에서는 매우 바람직한입니다. 때문에 모방 근육 피부 자체에 연결 되어 있을 수 있습니다, 일부 종에서 매우 얇은 시각화 하기 어려운, 녹음 과정 총 존재/부재에 대 한이 근육을 시각화의 독특한 방법을 개발 했습니다 및 첨부 파일 뿐 아니라 microanatomical 처리에 대 한 샘플링입니다.

"역 해 부" 머리에서 전체 페이셜 마스크를 제거 하 고 작은 근육의 가시성을 증가 하 여 모방 근육을 보존 하는 방법 이다. 역 해 부 파괴적인 과정 이기 때문에 희귀 하 고 귀중 한 표본 않을 수 있습니다 항상이 방법을 사용할 수 없습니다. DiceCT 많은 더 작은 종^12,,1314모방 근육을 시각화 수 있는 효과적인 방법입니다. 역 해 부와 함께에서 또는 경우에, 귀중 한 표본 해 부 하지 않을 수 있습니다. "역 해 부"^{12,13, 얼굴 마스크를 제거 하지 않고 많은 정보를 제공할 수 있습니다.이 메서드를 사용할 수 있습니다. 14}. 현재 프로토콜 집합을 영장류 모방 근육을 시험 하기 위하여 DiceCT와 역 해 부를 결합 하는 방법에 설명 합니다.

프로토콜

이러한 절차는 어디 그들이 없는 연구의 일환 동물원에서 자연적인 원인에서 사망 하거나 연구 실험실에 희생 된 동물을 사용, 때문에 이러한 프로토콜 IACUC 승인 필요 하지 않습니다.

1. 역 해 부

참고: 역 해 부에 대 한 프로토콜은 큰 땅 포유동물, 국내 말 등을 실험실 쥐와 같은 아주 작은 포유류에 대 한 효과적입니다. 모방 근육은 종종 최고의 보존 하 고 가장 잘 시각화 두개골에 그들을 남겨두고 대신 overlying 피부와 함께 왼쪽. 그림 1-3을참조 하십시오.

1. 해 부 절차 전에 척추 칼럼의 경부 부분에서 머리 disarticulate 시신 냉동 하는 경우이 단계를 통해 진행 하기 전에 완전히 녹여 수 있도록.
   1. 보존의 상태에 관계 없이 두개골의 후 두 지역과 두 번째 자 궁 경관 척추 (C2)의 spinous 프로세스를 만져. 참고 첫 번째 자 궁 경관 척추 (C1) spinous 과정, 그래서 c 2와 두개골의 후 두 지역의 palpating 부족은 c 1의 대략적인 위치를 줄 것 이다.
   2. 메스를 사용 하 여 할 가로 상처 두개골의 후 두 지역 사이의 C2 c 1에서 척추 칼럼에서 두개골을 분리 하는 시작 되기 위하여. 두개골은 척추 칼럼에서 disarticulated 때까지 상처를 만들기 위해 계속 합니다.
   3. 표본은 신선 하 고 고정 되지 않은, 단계 1.1.2-1.2 상대적으로 짧은 시간에 실행 되도록 해야 합니다. 또한, 만약 뇌 두개골 구멍 안에 그대로 남아, 신경 조직의 괴 사 진행할 수 빠르게, 그래서 표본 고정 되지 않은 유지 하는 경우 두뇌는 시체에서 제거 될 것이 좋습니다.
      참고: 단계는 선택 사항으로 표본 수에 익숙해 24 시간 동안 버퍼링 10% 포 르 말린 표본을 해결 하기 위해. 이것은 서두르지 데이터 수집 절차에 대 한 허용.
   4. 표본은 이미 에틸 알코올로 고정 하거나 10% 포 르 말린 버퍼링, 신선한 물으로 몇 시간 동안 씻어.
2. 두개골에서 얼굴 마스크 해제 절 개를 확인 합니다. 두뇌 및 overlying calvaria 검 시 동안 제거 된 경우 두개골 뼈는 그대로 두개골 및 두개골의 꼬리 측면을 따라 다른 glabellar 지역 근처 한 절 개를 확인 합니다.
   1. 일단 표본은 몇 시간 동안 씻어 서 되었습니다, 팻 건조 종이 타 올, 작업 전송 역.
   2. 두개골의 꼬리 (또는 뒷면) 가장자리에 외부 후 두 융기를 만져. 이 두개골 만나는 척추 영역을 표시 합니다. 외부 후 두 융기에서 시작 하 고, 두개골의 정수 리와 정면 지역 궤도 지구 rostrally (또는 앞으로) 오고 중간 라인 절 개 하 게 큰 견본 또는 #3 메스에 대 한 작은 표본에 대 한 #4 메스를 사용 하 고 사이는 눈, 비 강 지역에 네어스 사이의 외부 비 강 영역을 통해 모든 방법을 아래로.
   3. 낮은, 중앙 앞 니 사이 mandible에 상처를 만들고 caudally (또는 거꾸로) 쇄 골 쪽으로 이동.
   4. 얼굴 마스크를 제거 하 고 장소에 두고 다른 쪽의 한쪽을 선택 합니다.
3. 두개골에서 얼굴 마스크의 한쪽을 릴리스 합니다.
   1. 후 두 지역에서 시작 후 두 뼈 rostrally (또는 앞으로) 마스크를 당기는 두개골의와 옆 (측면)에서 모방 근육을 포함 하 여 얼굴 마스크를 잘라 메스를 사용해. 두개골, 얼굴 마스크를 제거 되 면 첨부 파일 시각화 여전히 수 있도록 두개골에 뒤에 근육의 작은 금액을 떠나 멀리 occipitalis 근육을 잘라. 뼈/연골이 두개골에 뒤에 근육의 일부를 떠나, 첨부 파일 나중에 녹음에 대 한 유지 될 수 있습니다.
   2. 외부 귀는 명 중 되 면 귀의 근육을 찾습니다. 이들을 통해 잘라 있도록 두개골과 각 남아의 작은 부분. 두개골에 외부 귀를 연결 하는 탄력 있는 연골을 통해 잘라.
   3. 계속 해 서 rostrally 마스크를 당겨 두개골에 뒤에 각 근육의 작은 부분을 두어서 두개골에서 각 모방 근육을 풀어.
   4. 일단 거기에 두개골의 한쪽에서 그대로 얼굴 마스크, 앉아서 밖으로, 그것은 공기에 노출 되는, (실험실 쥐 처럼 작은 표본)에 대 한 시간에 대 한 최대 3 시간 (에 대 한 국내 말 처럼 큰 표본), 근육 면 허용. 이 단계 얼굴 마스크에 결합 조직 중 일부를 응고 및 근육 및 결합 조직 사이의 색상 대비를 증가 시킵니다.
4. 근육을 시각화 하기 위해 충분 한 결합 조직 제거 합니다.
   1. # 3를 사용 하 여 메스, 겸 자, 그리고 microscissors, 뽑 다 멀리 서로 모방 근육 분리 하는 결합 조직.
   2. 이 "리버스 해 부" 모방 근육의 표면 층에 액세스 하려면 부드럽게 리프트 표면 층에서 근육의 깊은 층을 분리 하 고 표면 근육을 둘러싼 결합 조직 제거. 결과 얼굴 마스크 포 르 말린, 반환 될 수 있습니다 그리고 절차 일시 중지 할 수 여기 더 해 부 하거나 얼룩 (2 단계)에 이동 하기 전에. 각 중간 단계에서 더 해 부에, 얼굴 마스크 결합 조직 근육 조직에서 쉽게 분별 될 수 있도록 충분히 건조를 허용 합니다.

2. DiceCT에 대 한 프로세스를 얼룩

참고: 표본 DiceCT 긴 착 절차 동안 조직을 유지 하기 위해 사용 하는 경우 버퍼링 10% 포 르 말린에 고정 되어야 합니다. 표본은 아직 해결 되지, 경우 모든 조직 잠수함을 48 시간 동안 그것을 두고 충분 한 버퍼 10% 포 르 말린 용기에 배치.

1. 1.75% (m/v) Lugol의 요오드 솔루션 (나₂기) 얼굴에 마스크를 얼룩에 대 한.
   참고: 충분히 완전히 선택한 컨테이너 내 얼굴 마스크 잠수함₂기 솔루션을 확인 합니다. 더 많거나 적은 2.1.1, 2.1.2 단계에는 용액의 용 매 값을 동등 하 게 확장 하 여 솔루션을 확인 합니다.
   1. 증기 두건에서 큰 유리 비 커에 증류수 200 mL 물 3.50 g 칼륨 요오드 화물 (KI)를 추가 합니다. 유리 막대 완전히 녹아 때까지 저 어을 사용 하 여 저 어.
      주의: 요오드 화 칼륨 (KI)는 눈, 피부 및 호흡기 자극 또는 손상을 일으킬 수 있습니다. 보호 안경 착용 하 고 연기 후드 처리.
   2. 천천히 추가 요오드 결정의 1.75 g (나₂), 완전히 녹아 때까지 저 어. 이것은 몇 분 정도 소요 됩니다.
      주의: 요오드 결정 (나₂) 눈, 피부 및 호흡기 자극 또는 손상 발생할 수 있습니다. 눈과 피부 보호를 착용 하 고이 화학 물질을 처리 하는 동안 증기 두건에서 작동.
   3. 11 미크론 기 공 크기와 일치 하지 않는 얼룩을 생산할 수 있는 모든 소화 결정 제거 하 필터 종이 사용 하는 호박색 유리 병에 필터 솔루션입니다.
      주의:이 솔루션은 수생 생물에 매우 독성이 있습니다. 구로 솔루션의 폐기 하지 마십시오. 유출, 경우 중화 수성 triiodide (내가₃^-)으로 5% (m/v) 나트륨 thiosulfate (나₂S₂O₃)와 (I^-) 요오드 화물. 그에 따라 요오드 화 및이 폐기물의 처분에 대 한 제도적 폐기물 처리 정책 확인 하십시오.
2. 얼굴 마스크를 얼룩.
   1. 얼굴 마스크는 호박색 유리에 측면을 줄일 또는 컨테이너 (빛을 밖으로 유지 하는) 절을 배치 얼굴 마스크와 자연 형태에 완전히 빠져들 수 있도록 충분히 큰.
   2. 붓는 다 Lugol의 요오드 솔루션 얼굴 마스크 완전히 빠져들 때까지. 무게는 완전히 빠져들 면 계속 하 여 솔루션의 상단에 떠 있는에서 그것을 방지 필요할 수 있습니다. 증발을 방지 하 고 빛을 밖으로 유지 하는 컨테이너를 봉인.
   3. 컨테이너는 전기 로커에 지속적으로 또는 정기적으로 손으로 촉진도 얼룩을 선동 하 고 적어도 2 주 동안 정착에서 결정을 방지 합니다. 긴 시간 필요한 경우 적절 하 게 근육 성숙기 얼룩, Lugol의 솔루션을 신선한 솔루션 바꿉니다.
   4. 2 주 후에 솔루션에서 얼굴 마스크를 제거 합니다. 린스 얼굴 마스크의 두 표면 증류수의 작은 금액을 붓는 다. 젖은 종이 수건에 얼굴 마스크를 배치 하 고 단계로 이동 하기 전에 약간의 건조 수 있도록 적어도 24 시간 동안 봉인된 된 비닐 봉투에.
      참고: 프로토콜 수 수 일시 중지에 대 한 최대 일주일. 이 기간 동안 얼굴 마스크 남아 약간 젖은 확인 합니다.

3입니다. DiceCT 검색

1. CT 스캔 얼굴 마스크를 준비 합니다.
   1. 꽃 거품, 마스크의 모든 주름을 제거 하 고 마스크 밖으로 약간 건조 하 여 스캔 하는 동안 마스크의 움직임을 제한 하 등의 저밀도 재료에 얼굴 마스크를 탑재 합니다. 나무 이쑤시개와 거품을 얼굴 마스크를 보호 합니다.
2. CT 스캔 매개 변수를 설정 하 고 검색 합니다.
   1. 이러한 검사에 대 한 높은 해상도 사용 하 여 작은 성숙기는 낮은 해상도에서 가려질 것으로. 간 분할 간격을 사용 하 고 픽셀 거리 약 0.05 m m 타.
   2. High-Resolution x 선 컴퓨터 단층 촬영 스캐너에 탑재 된 얼굴 마스크를 검색 합니다.
   3. 성숙기-얼룩으로 인해 완벽 하 게 구상 될 수 없는 경우 10% 포 르 말린 용액 또는 일부 얼룩을 제거 하 5% 나트륨 thiosulfate 얼굴 마스크를 놓습니다. 성숙기는 충분히 스테인드 하지, Lugol의 요오드 솔루션 돌아갑니다. 얼룩이 지는 조정 후 얼굴 마스크를 다시 스캔 합니다. 필요한 조정 및 성숙기 완전히 시각화할 수 있을 때까지 검색을 계속 합니다.

4. 장기 보존을 위한 얼굴 마스크를 준비 합니다.

1. 화학적 중화 착 과정에서 변색을 제거 얼굴 마스크에 요오드 얼룩.
   1. 화학적으로 견본을 무력화 5% (m/v) 나트륨 thiosulfate 솔루션으로 얼굴 마스크를 묻은 장소. 이 몇 시간 또는 일을 걸릴 수 있습니다. Destaining 동안 정기적으로 교 반 하십시오.
   2. 보존을 위한 10% 포 르 말린 솔루션 destained 얼굴 마스크를 반환 합니다. 얼룩이 솔루션으로 견본에서 걸러 계속, 바꿉니다 변색된 말린을 신선한 말린 장기 보존에 대 한 명확한 남아 때까지.

결과

이 섹션 DiceCT 검사와 함께 콘서트에 얼굴 근육 양식에 "역 해 부"를 사용 하 여 얻을 수 있는 결과의 예를 제공 합니다. "역 해 부"를 사용 하 여 얼굴 마스크를 만들려면 모방 (얼굴) 근육의 풀러 표현을 가끔 볼 수 있습니다 보다 전통적인 절 개 방법에. 이 방법은 작은, 작은 바디 영장류, 예는 일반적인 마모 셋 Callithrix jacchus (그림 4), (그림 5), 팬 혈 거 생물은 침팬지 등 영장류 큰 바디를 몸 크기의 범위에서 작동 하 고 붉은 털 원숭이 Macaca mulatta (그림 6)와 같은 중간 크기의 영장류. 전통적인 절 개 방법론은 큰 바디 영장류는 강력한 모방 근육에 잘 작동 수 있습니다. 그러나, 전통적인 "전면 접근" ...

토론

"역 해 부"에 대 한 단계에 따라 프로토콜 일반적으로 수 수 천천히 그리고 차근차근 해 부 모방 근육, 머리의 크기에 관계 없이 공개 하는 얼굴 마스크를 생성 합니다. 그것은 특히 천천히 이동 하 고 지속적으로 근육 완전히 잘라 왔다 통해 실수로, 특히 작은 바디 종에에서 있는지 여부를 평가 해야 합니다.

근육 위치를 결정 하기 위해 지속적으로 근육 조직 대 결합 조직 평가 단계에서 건조 개발 마스크 수 있도록 특히 중요 하다. 결합 조직 마스크에 장소에 남아 있는, 경우 근육 하지 표시 되지 않습니다, 그래서 많은 결합 조직을 최대한 제거 하는 것이 중요 하다.

역 해 부를 제공 하지만 영장류 (또는 어떤 포유동물) 중에서 얼굴 근육을 평가 하기 위한 안정적이 고 자세한 방법, 파괴적인 방법론 이며 시간과 전문성^2,11의 ...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Nikon XTH 225 ST	Nikon		카탈로그 번호
없음 10% 완충 포르말린	Fisher Scientific	SF98-4
요오드, ACS Grade	Lab Chem, Inc.
나트륨 thiosulfate	Acros 유기물	AC450620010
요오드화 칼	Alfa Aesar	A1270430

LC155901륨