Name: 수컷 마우스 초음파 발성 (USV) 노래 추출 및 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: 학습하세요 수컷 마우스 초음파 발성(USV) 기록 및 음향 분석 방법을. 다양한 사회적 맥락에서 발성을 유도하고 신경정신질환 연구에 활용할 수 있습니다.

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이 작품은 EDJ에 하워드 휴즈 의학 연구소 기금에 의해 지원되었다. 우리는 Pr에 감사드립니다. 우리에게 스피커 하드웨어를 빌려준 Sylvie Granon (NeuroPSI - University Paris south XI - FRANCE). 우리는 Jarvis Lab의 회원들에게 그들의 작품에 대한지지, 토론, 교정 및 의견, 특히 Joshua Jones Macopson의 인물 및 테스트에 대한 도움에 감사드립니다. Dr. Gustavo Arriaga에게 Mouse Song Analyzer 소프트웨어에 대한 도움을 주시고, V1.3으로 업그레이드하고이 프로토콜의 다른 측면에 대해 감사드립니다. 이 소프트웨어의 v1.0은 Arriaga에 의해 Holy and Guo와 v1.1 및 v1.3에 의해 개발되었습니다.

<ol><li>Amato, F. R., Scalera, E., Sarli, C., Moles, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pups+call%2C+mothers+rush%3A+does+maternal+responsiveness+affect+the+amount+of+ultrasonic+vocalizations+in+mouse+pups%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Genet%22%5BJournal%5D)">Pups call, mothers rush: does maternal responsiveness affect the amount of ultrasonic vocalizations in mouse pups.</a> Behav. Genet. 35, 103-112 (2005).</li>
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<li>Chabout, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+male+mice+emit+context-specific+ultrasonic+vocalizations+that+are+modulated+by+prior+isolation+or+group+rearing+environment%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Adult male mice emit context-specific ultrasonic vocalizations that are modulated by prior isolation or group rearing environment.</a> PloS ONE. 7, e29401(2012).</li>
<li>Yang, M., Loureiro, D., Kalikhman, D., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+mice+emit+distinct+ultrasonic+vocalizations+when+the+female+leaves+the+social+interaction+arena%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Male mice emit distinct ultrasonic vocalizations when the female leaves the social interaction arena.</a> Front. Behav. Neurosci. 7, (2013).</li>
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<li>Wohr, M., Schwarting, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Affective+communication+in+rodents%3A+ultrasonic+vocalizations+as+a+tool+for+research+on+emotion+and+motivation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Affective communication in rodents: ultrasonic vocalizations as a tool for research on emotion and motivation.</a> Cell Tissue Res. , 81-97 (2013).</li>
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<li>Asaba, A., Hattori, T., Mogi, K., Kikusui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sexual+attractiveness+of+male+chemicals+and+vocalizations+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Sexual attractiveness of male chemicals and vocalizations in mice.</a> Front. Neurosci. 8, (2014).</li>
<li>Balaban, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bird+song+syntax%3A+learned+intraspecific+variation+is+meaningful%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Bird song syntax: learned intraspecific variation is meaningful.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85, 3657-3660 (1988).</li>
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<li>Hanson, J. L., Hurley, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Female+presence+and+estrous+state+influence+mouse+ultrasonic+courtship+vocalizations%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Female presence and estrous state influence mouse ultrasonic courtship vocalizations.</a> PloS ONE. 7, (2012).</li>
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<li>White, N. R., Prasad, M., Barfield, R. J., Nyby, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((40-+and+70-kHz+Vocalizations+of+Mice+%28Mus+musculus%29+during+Copulation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+%26+Behav%22%5BJournal%5D)">40- and 70-kHz Vocalizations of Mice (Mus musculus) during Copulation.</a> Physiol. & Behav. 63, 467-473 (1998).</li>
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<li>Ey, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Autism+ProSAP1%2FShank2+mouse+model+displays+quantitative+and+structural+abnormalities+in+ultrasonic+vocalisations%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The Autism ProSAP1/Shank2 mouse model displays quantitative and structural abnormalities in ultrasonic vocalisations.</a> Behav. Brain Res. 256, 677-689 (2013).</li>
<li>Chabout, J., Sarkar, A., Dunson, D. B., Jarvis, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+mice+song+syntax+depends+on+social+contexts+and+influences+female+preferences%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci.+9%22%5BJournal%5D)">Male mice song syntax depends on social contexts and influences female preferences.</a> Front. Behav. Neurosci. 9. 76, (2015).</li>
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<li>Neilans, E. G., Holfoth, D. P., Radziwon, K. E., Portfors, C. V., Dent, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+ultrasonic+vocalizations+by+CBA%2FCaJ+mice+%28Mus+musculus%29+is+related+to+spectrotemporal+dissimilarity+of+vocalizations%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Discrimination of ultrasonic vocalizations by CBA/CaJ mice (Mus musculus) is related to spectrotemporal dissimilarity of vocalizations.</a> PloS ONE. 9, 85405(2014).</li>
<li>Holfoth, D. P., Neilans, E. G., Dent, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+partial+from+whole+ultrasonic+vocalizations+using+a+go%2Fno-go+task+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Discrimination of partial from whole ultrasonic vocalizations using a go/no-go task in mice.</a> J. Acoust. Soc. Am. 136, 3401(2014).</li>
<li>Asaba, A., Kato, M., Koshida, N., Kikusui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+Ultrasonic+Vocalization+Preferences+in+Mice+using+a+Two-choice+Playback%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Determining Ultrasonic Vocalization Preferences in Mice using a Two-choice Playback.</a> J Vis Exp. , (2015).</li>
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저자는 공개 할 것이 없습니다.

이 프로토콜은 주로 여성 관련 자극의 다양한 실험실에서 남성 생쥐 구애 vocalizations 수집, 계량 및 연구 방법을 제공합니다. 이전에 Chabout, et al. 23 그리고 대표적인 결과에서,이 방법의 사용은 우리가받는 여성에게 중요한 문맥 의존적 발성과 구문을 발견 할 수있게 해주었습니다. 이러한 자극의 표준화는 믿을만한 수의 USV를 수집하고 남성의 구애 노래 및 레퍼토리에 대한 상세한 분석을 허용합니다. 라이브 여성이 남성과 함께있을 때, 프로토콜은 우리가 발성의 에미 터를 명확하게 식별하는 것을 허용하지 않습니다. 그러나 이전의 연구에 따르면 이러한 상황에서 방출되는 대부분의 발성은 남성 26 , 29 세 에 의한 것으로 나타났습니다. 양성 종양 (남성 또는 여성)을 이용한 대부분의 연구에서,남성에 대한 자극은 여성의 발성 양이 4 , 5 , 22 , 30 정도로 무시할 수 있다고 생각하기 때문입니다. 그러나 최근 논문에서는 그룹 수용 조건에서 에미 터의 발성을 국산화하기 위해 삼각 측량을 사용했으며, 한 쌍 내에서 여성은 USV의 ~ 10 %에 기여하는 것으로 나타났습니다. 현재의 프로토콜에서 마취 된 여성의 사용은 사용자가 그녀의 발성없이 여성의 면전에서 남성의 발성을 연구 할 수있게한다. 이 최근의 연구 31의 기대와는 달리, 우리는 FE와 AF 조건 사이에서 방출 된 음절의 수에는 차이가 없다는 것을 발견했다. 살아있는 암컷이 기록에 크게 기여하지 않았거나 암컷이 살아있는 암컷 대 마취 된 fem의 존재 하에서 발성이 덜한 것일 수 있습니다에일. 그럼에도 불구하고 우리는 미래의 실험에서이 삼각 측량 방법을 사용하여 여성 기여의 잠재적 영향을 평가해야한다고 생각합니다. 소프트웨어 A, 소프트웨어 B를 사용하는 마우스 송 분석기 소프트웨어 스크립트 C, 소프트웨어 B를 사용하는 마우스 송 분석기 소프트웨어 스크립트 C, 소프트웨어 A를 사용하는 마우스 송 분석기 소프트웨어 스크립트 C, 예를 들어, 최근 논문에서는 사용자가 음향 학적 변수를 수동으로 추출한 음향 변수를 자동으로 추출 할 수있는 VoICE라는 소프트웨어를 제안했다. 사용자 (32) 에 의해 선택된다. 그러나 자동화 또는 반자동 서열 분석은 우리의 접근 방식만큼 상세하지 않습니다. 일부 상용 소프트웨어는 음향 기능을 자동으로 분석 할 수 있지만 자동 기능을 제공하지는 않습니다음절의 atic 분류; 사용자는 이후 다른 음절을 정렬해야합니다. Grimsley, Gadziola, et al. 33 은 공유 음향 기능을 기반으로 음절을 클러스터링하지만 음절의 자동 감지는 제공하지 않는 표 기반의 가상 마우스 보컬 오르간 프로그램을 개발했습니다. 그들의 프로그램 34 는 마르코프 모델을 사용하여 녹음 된 노래에서 새로운 시퀀스를 생성한다는 점에서 독보적이며 간단한 편집보다 더 고급 기능을 갖추고 있습니다. 생쥐에 대한 대부분의 이전의 통신 연구는 이미 터의 측면 35 , 36 에 집중되어있다. 수신기의 측면을 조사한 연구는 거의 없습니다 ( 30 , 37 , 38) . 재생 및 차별 프로토콜은 Asaba, Kato 등이 최근에 설명한 것과 같이 수신자 측을 연구하기위한 간단한 테스트를 제공합니다.al. 39 . 이 연구에서 저자들은 여기에 설명 된 Y- 미로 상자 대신에 음향 거품으로 구분 된 2 가지 선택 테스트 상자를 사용했습니다. 두 선택 설정에는 장단점이 있습니다. 첫째, Y- 미로는 소리를 한 팔에서 다른 팔로 분리하지 않지만 두 선택 상자는 소리를 분리합니다. 그러나 Y-maze 디자인을 사용하여 동물은 동시에 연주되는 두 개의 노래를 빠르게 평가하고 선호하는 음악으로 이동합니다. 그럼에도 불구하고 일반적으로 재생 실험은 실험자가 양성 동물에 대해 생성 된 발성의 의미와 기능을 결정하는 데 도움이됩니다. 결론적으로이 프로토콜의 기술을 습득하고 분석 한 후에 독자는 마우스 USV의 상황, 유전학 및 신경 생물학에 영향을 미치는 많은 질문을 처리 할 수 ​​있어야합니다. B6D2F1 / J 마우스를 사용하면 여성 관련 자극이 거의 항상 우리 연구실에서 테스트 한 남성의 USV를 트리거합니다. 동료에게 중요합니다.강력한 통계 분석을 위해서는 충분한 음절 (&gt; 100 분)이 필요합니다. 문제 해결을 위해 USV가 기록되지 않은 경우 (또는 불충분 한 경우) 구성을 확인하여 소리가 녹음되어 있는지 확인하십시오. 자극이 도입 된 후 컴퓨터 화면에서 실시간 초음파 영상을보고 녹음 중에 새장에서 일어나는 일을 실시간 검사합니다. 그렇지 않으면 수컷을 성적으로 성숙한 / 수용성 여성에게 밤새 다시 노출시킨 다음 며칠 또는 최대 1 주일간 혼자 머물면서 다시 녹음하십시오. 일화적인 관찰을 바탕으로, 우리는 일부 남성이 하루 (거의 5 분 동안)에 많이 노래하고, 다음 날에는별로 노래를 부르지 않는다는 것을 알게됩니다. 우리는 그와 같은 대상의 다양성이 발생하는 이유를 알지 못하지만, 남성의 동기 부여 또는 계절성 및 여성의 소변의 발정 상태 일 것으로 추측합니다. USV가 기록되지 않은 경우, 여러 날에 동물을 기록하여 이러한 다양한 효과를 선택하십시오. Unl나는 노래하는 새들과 같이, 시간에 따라 노래하는 양에 명백한 차이를 언급하지 않았다. 우리는 남성이 7 주 전에 많이 노래하지 않는다는 것을 발견했습니다 (5 분 안에 100 음절 미만). 여기에 제시된 탐지 방법은 몇 분 안에 수천 개의 음절과 모든 음향 매개 변수를 추출 할 수 있습니다. 그러나 자동 감지 방법으로 배경 잡음에 매우 민감합니다. 소음이있는 마우스 노래 분석기 탐지 소프트웨어 (예 : 침구와 함께 녹음 된 동물)를 사용하면 유연성을 높이기 위해 감지 임계 값을 조정해야 할 수 있습니다. 그러나 이는 또한 거짓 긍정 음절의 수를 증가 시키며 자동 감지가 실패 할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 수동 코딩을 사용할 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 발성의 수, 레퍼토리 및 대기 시간은 변형에 따라 광범위하게 가변적이므로 매개 변수를 변경해야 할 수도 있습니다 (길이,자극, 자동 음절 탐지 등 )을 사용하여 통계 분석을위한 최적의 녹음을 보장합니다.

인간과 관련하여 마우스는 저주파와 고주파 발성을 생성하며, 나중에는 청각 범위 이상의 초음파 발성 (USV)으로 알려져 있습니다. USV는 어머니 - 강아지 검색, 청소년 상호 작용, 반대 또는 동일한 성행위 성인 상호 작용 4 , 12 와 같은 다양한 상황에서 생산됩니다. 이 USV는 수동으로 9 또는 자동으로 10 , 11 로 분류 할 수있는 다양한 다중 음절 레퍼토리로 구성됩니다. 최근 몇 년 동안 통신에서 이러한 USV의 역할이 점차 증가하고 있습니다. 여기에는 신경 정신병, 발달 또는 행동 장애 7 , 8 및 내부 동기 / 감정적 상태 13 의 마우스 모델의 판독 값으로 USV를 사용하는 것이 포함됩니다. USV는 전자 장치에 대한 신뢰할 수있는 정보를 전달할 것으로 생각됩니다.수신기 14 , 15 에 유용한 mitter 상태. 2005 년 Holy and Guo 11 은 성숙한 수컷 쥐 USV가 송 버드와 유사한 다중 음절 콜 요소 또는 음절의 연속으로 구성되었다는 아이디어를 발전 시켰습니다. 많은 종에서, 다중 음절 레퍼토리는 에미 터가 음절을 결합하고 음절을 다른 방식으로 정렬하여 곡에 포함 된 잠재적 인 정보를 증가시킵니다. 이 문법의 변형은 성행위와 배우자 선호에 대한 윤리적 인 관련성이 있다고 믿어지고 있습니다 16 , 17 . 후속 연구에 따르면 수컷 쥐가 암컷 5 , 18 의 존재, 중, 후에 생산하는 음절 유형의 상대적 구성을 바꿀 수 있었다. 즉, 성숙한 수컷 쥐는 USV를 사용하여 구애 행동을 유도합니다.또는 여성과의 긴밀한 접촉을 유지하거나, 교미를 원활하게하기 위해 19 , 20 , 21 . 그들은 또한 남성 - 남성 상호 작용에서 배출되어 상호 작용 중 사회 정보를 전하는 것으로 보인다 4 . 레퍼토리에서 이러한 변화를 포착하기 위해 과학자들은 일반적으로 스펙트럼 특성 (진폭, 주파수 등의 음향 매개 변수), USV 음절 또는 전화 수 및 첫 번째 USV 대기 시간을 측정합니다. 그러나 실제로이 USV들의 시퀀스 다이나믹스를 자세히 보는 사람은 거의 없습니다 22 . 최근 우리 그룹은 USV 음절 시퀀스의 동적 변화를 측정하는 새로운 방법을 개발했습니다 23 . 우리는 노래 내에서 음절의 순서가 무작위 적이 지 않으며, 사회적 맥락에 따라 변하고, 듣는 동물이 이러한 변화를 인종적으로 관련이 있다고 감지한다는 것을 보여주었습니다. 우리는 th를 주목한다.동물의 의사 소통을 연구하는 많은 연구자들은 인간의 말하기에서 사용 된 구문과 정확히 같은 의미 인 &#39;구문&#39;이라는 용어를 사용하지 않습니다. 동물 의사 소통 연구를 위해, 우리는 규칙을 따르는 순서가 정해진, 무작위적인 소리의 순서를 의미합니다. 인간에게는 특정 서열이 특정한 의미를 갖는 것으로 알려져있다. 이것이 쥐에 대한 경우인지 우리는 모른다. 이 문서와 관련 비디오에서 우리는 수컷 쥐가 다양한 환경에서 USV를 기록하고 재생을 수행 할 수 있도록 신뢰할 수있는 프로토콜을 제공하는 것을 목표로합니다. 순차적으로 사용되는 세 가지 소프트웨어의 사용 : 1) 자동화 된 녹음; 2) 음절 탐지 및 코딩; 3) 음절 특징 및 구문에 대한 심층 분석이 입증되었습니다 ( 그림 1 ). 이것은 수컷 마우스 USV 구조와 기능에 대해 더 많이 배울 수있게 해줍니다. 우리는 그러한 방법이 데이터 분석을 용이하게하고 mou의 정상 및 비정상적인 음성 커뮤니케이션을 특성화하는 데 새로운 지평을 열 것이라고 믿습니다의사 소통 및 신경 정신 장애의 모델

<table><tbody><tr><td>사운드 프루프 비치 쿨러</td><td>Gus 종이에 특정 종류</td><td></td>에 대한 자세한 정보가 있습니다. <td>내부 치수 (L 27 x W 23 x H 47 cm):</td></tr><tr><td>콘덴서 초음파 마이크 CM16/CMPA</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Germany</td><td>#40011</td><td>연장 케이블 포함&nbsp;</td></tr><tr><td>초음파 게이트 1216H 사운드 카드</td><td>Avisoft Bioacoustics, 베를린, 독일</td><td>#34175</td><td>12 채널 사운드 카드</td></tr><tr><td>초음파 게이트 플레이어 216H</td><td>Avisoft Bioacoustics, 베를린, 독일</td><td>#70117</td><td>2 채널 재생 플레이어</td></tr><tr><td>초음파 정전기 스피커 ESS 폴라로이드</td><td>Avisoft Bioacoustics, 베를린, 독일</td><td>#60103</td><td>2 재생 스피커</td></tr><tr><td>테스트 케이지&nbsp;</td><td>에이스</td><td>#PC75J</td><td>높이 30 x 8 x 13 cm; 플렉시글라스</td></tr><tr><td>플렉시글라스</td><td>분리 홈 메이</td><td>드-</td><td>4 x 13 cm 플렉시글라스와 1 cm 구멍</td></tr><tr><td>비디오 카메라</td><td>로지텍</td><td>C920</td><td>로지텍 HD 프로 웹캠 C920</td></tr><tr><td>히트 패드&nbsp;</td><td>태양 광</td><td>722-810-000</td><td></td></tr><tr><td>Y-미로&nbsp;</td><td>홈 메이드</td> <td>-</td> <td>내부 치수 (L 30 x W 11 x H 29 cm) :</td></tr> <tr><td>핀셋</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Avisoft Recorder (Software A)</td> <td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Germany</td><td>#10101, # 10111, # 10102, # 10112</td><td></td></tr><tr><td>http://www.avisoft.com MATLAB R2013a (Software B)</td> <td>MathWorks</td><td>-</td><td>MATLAB R2013a (8.1.0.604)</td></tr><tr><td>Mouse Song Analyzer v1.3 (소프트웨어 C)</td><td>Holy, Guo, Arriaga 등이 맞춤 설계 자비스; 소프트웨어 B</td><td></td><td>http://jarvislab.net/wp-content/uploads/2014/12/Mouse_Song_Analyzer_ v1.3-2015-03-23.zip</td></tr><tr><td>Microsoft Office Excel 2013(소프트웨어 D)</td><td></td><td>Microsoft-Microsoft</td> <td>Office Excel</td></tr><tr><td>노래 분석 가이드 v1.1(소프트웨어 E)</td><td>Chabout &에서 맞춤 설계 자비스. Excel 계산기 시트, 소프트웨어 D</td><td></td><td>http://jarvislab.net/wp-content/uploads/2014/12/Song-analysis_Guided.xlsx</td></tr><tr><td>Syntax decorder v1.1 (소프트웨어 F)</td><td>Sakar, Chabout, Dunson, Jarvis가 맞춤 설계 - R 스튜디오</td><td></td><td>https://www.rstudio.com/products/rstudio/download/</td></tr> <tr><td>Graphiz (소프트웨어 G)</td><td>AT & T 리서치 등&nbsp;</td><td></td><td>http://www.graphviz.org</td></tr><tr><td>Avisoft SASLab (Software H)</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Germany</td><td>#10101, #10111, #10102, #10112</td><td></td></tr> <tr><td>http://www.avisoft.comReagents</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xylazine (20 mg/mL)</td><td>Anased-Ketamine</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>HCl (100 mg/mL)</td><td>Henry Schein</td><td>#045822</td><td></td></tr><tr><td>증류수</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>눈 연고&nbsp;</td><td>Puralube 수의사 연고&nbsp;</td><td>NDC 17033-211-38</td><td></td></tr><tr><td>코튼 팁</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>페트리 접시</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

수컷 마우스 초음파 발성 (usv) 노래 추출 및 분석

Eliciting and Analyzing Male Mouse Ultrasonic Vocalization (USV) Songs

생쥐는 개발과 성인기에 걸쳐 다양한 사회적 맥락에서 초음파 발성 (USV)을 생산합니다. 이러한 USV는 어머니 - 강아지 검색 1 , 청소년 상호 작용 2 , 반대의 동성 상호 작용 3 , 4 , 5 및 영토 상호 작용 6에 사용 됩니다. 수십 년 동안, USV는 신경 정신병과 발달 또는 행동 장애 7 , 8 , 9 를 연구하기 위해 프록시로 사용되었고 최근 척추 동물들 사이에서 음성 통신의 메커니즘과 진화를 이해하기 위해 연구자가 사용 해왔다. 성적 상호 작용 내에서 성숙한 수컷 쥐는 노래 조류 11 의 구애 노래와 유사한 몇 가지 특징을 가진 USV 노래를 만듭니다. 그런 multlyllabic reper의 사용toires는 요소가 조직되고 재결합되는 방식, 즉 구문에서 다양 할 수 있기 때문에 잠재 된 유연성과 정보를 증가시킬 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 신선한 여성의 소변, 마취 된 동물 및 발정 암컷에 대한 노출과 같은 다양한 사회적 맥락에서 수컷 쥐로부터 USV 노래를 유도하는 신뢰할 수있는 방법이 설명됩니다. 여기에는 마우스에서 많은 양의 음절을 유도하는 조건이 포함됩니다. 저렴한 소음기로 주변 소음 기록을 줄이고 USV를 자동으로 탐지, 분류 및 분석 할 수있는 정량화 방법을 제시합니다. 후자에는 콜 레이트, 보컬 레퍼토리, 음향 파라미터 및 구문 평가가 포함됩니다. 특정 노래 유형에 대한 동물의 선호도를 조사하기 위해 재생을 사용하는 다양한 접근법과 통찰력이 설명됩니다. 이 방법은 수컷 쥐의 다른 상황과 암컷 쥐의 노래 선호도에 대한 음향 및 구문 변화를 설명하는 데 사용되었습니다.

현재의 프로토콜에서, 수컷 B6D2F1 / J 생쥐의 음성 행동 및 구문의 변화가 특징 화되었다. 일반적으로이 프로토콜을 사용하여 5 분 세션 당 평균 남성 수에 대해 여성 UR, FE 615.6 ± 72, AF 450 ± 134, AM 75.6 ± 38.9 및 0.2의 여성 응답에 대해 675 ± 98.5 분류 음절을 기록 할 수있었습니다 남자 UR에서 ± 0.1 (n = 12 남자). 여성 UR은 ~ 130 음절 / FE, FE는 ~ 120 음절 / 분, AF 문맥은 ~ 100 음절 / 분 ( 그림 5A )이었다. 남성은 밤새 수집 한 소변과 관련하여 새로 수집 한 소변에 대한 반응으로 훨씬 많은 양의 음절을 생산합니다 10 , 23 . 남성은 또한 마취 된 남성 또는 신선한 남성 소변 ( 그림 5A )이있을 때 상당히 적게 노래합니다. 남성은 또한 컨텍스트 23에서 레퍼토리를 변경합니다. 예를 들어, B6D2F1 / J 수컷은 유의하게 증가한다 여성의 소변 상태에서 다중 피치 점프 "m"범주 음절을 생성합니다 ( 그림 5B ). 또한 각 음절의 음향 특성을 상황에 따라 바꿉니다. 예를 들어, B6D2F1 / J 수컷은 여성의 소변 상황에서 더 높은 진폭과 대역폭에서 음절을 시현하고, 다른 여성의 경우와 비교하여 깨어있는 여성 컨텍스트에서 높은 스펙트럼 순도를 나타냅니다 ( 그림 6 ). 이 프로토콜은 또한 시퀀스의 동적 특징을 측정하고 따라서 구문 변화를 측정하는 수단을 제공합니다. Ey, et al. 22 에서는 ISI를 사용하여 시퀀스 간의 틈을 정의한 다음 ( 그림 7A ) 23 틈을 사용하여 음절 시퀀스의 시간 패턴을 구별하고 분석합니다. 우리는 깨어있는 여성 문맥에서 더 긴 서열 길이가 생성된다는 것을 보여 주었다 ( 그림 7B )f "&gt; 23이 기법을 사용하면 복잡한 시퀀스 ("m "음절 유형의 2 번 이상으로 구성된)와 단순한 시퀀스 (하나 또는"m "유형으로 구성되어 있으므로 대부분" B6D2F1 / J 남성의 경우 여성 소변 상황이 다른 소아에 비해 더 높게 나타 났으며 ( 그림 7C ) 23 , 이는 여성 소변 상태에서 더 복잡한 음절을 생산함을 의미하지만, 그러한 음절이 배포 됨 더 많은 시퀀스. 또한 한 음절 유형에서 다른 음절 유형으로의 조건 전이 확률을 계산할 수 있습니다 ( "침묵"상태로의 전환을 포함하여 총 24 개의 전이 유형). 우리는 다른 상황에서 주어진 시작 음절에 대한 마우스의 전환 유형 선택이 다르다는 것을 알았고 더 많은 구문 div여성 소변 상태에서의 ersity ( 그림 8 ) 23 . 이러한 관찰은 남성이 다양한 자극과 경험 4 , 5 , 24 에 대한 응답으로 자신의 발성의 음향 특징이나 레퍼토리 구성을 변경할 수 있다는 것을 보여주는 이전 보고서와 일치합니다. 마지막으로, 현재의 프로토콜은 여성 선호도를 재생으로 테스트하기위한 지침을 제공합니다. 우리는 B6D2F1 / J 여성이 간단한 노래에 비해 더 복잡한 노래 (2 개 이상의 "m"음절 포함)를 선호한다는 것을 발견했습니다 23 . 대부분의 여성들은 복잡한 노래를 연주 한 Y-maze의 측면에 더 자주 머물기로했습니다 ( 그림 4B ). <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54137/54137fig1.jpg"> 그림 1 : Sof의 흐름도tware 사용 및 분석. 각 프로그램 및 관련 코드에는 본문에서 ID 및 사용법을 설명하는 데 도움이되는 문자 이름이 제공됩니다. () 안은 프로토콜에서 사용하는 특정 프로그램입니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54137/54137fig2.jpg"> 그림 2 : Male Mice Song 녹음을위한 설정. (A) 소음 감쇄 기록 상자의 그림. USV 발성을 기록하도록 설정. (B) "마우스 노래 분석기 v1.3"에 의해 계산 된 상세한 스펙트럼 특징을 포함하여 소프트웨어 A ( 표 1 )로 작성된 녹음의 예제 음모 : 기간, 음절 간격 (ISI), 최대 빈도 분 (Pf 분) 피크 주파수 최대 (Pf max), 피크 주파수 시작 (Pf start), 피크 주파수 엔드 (Pf 끝) 및 대역폭이 포함됩니다. (C) 소리 감쇠 상자 내부와 같은 방에있는 실험실 벤치의 상자 바깥에서 살아있는 여성에게 노래하는 다른 남성의 뇌파. 우리의 일화적인 관찰은 동일한 동물의 상자에 녹음 된 소리가 더 큰 음량 (강한 강도)과 고조파가 적은 것을 나타내지 만 사운드 거품이없는 상자에는 울림의 흔적이 없음을 나타냅니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54137/54137fig3.jpg"> 그림 3 : "Mouse Song Analyzer v1.3"의 스크린 샷 분석에 사용할 수있는 다양한 옵션을 보여주는 whis_gui 창. 표시된 매개 변수는 남성 USV를 그림과 데이터 분석에 기록하는 데 사용되는 매개 변수입니다 (최소 음표 길이는 3ms를 제외하고). .com / files / ftp_upload / 54137 / 54137fig3large.jpg "target ="_ blank "&gt;이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54137/54137fig4.jpg"> 그림 4 : 복잡한 노래와 단순한 노래를 재생할 때의 여성 선택 (A) 사용 된 Y- 미로 장치의 그림과 치수 측정. (B) 각 암에서 여성이 소비 한 시간. 복잡한 (여성 소변이 추출 된) 여성 또는 더 단순한 (깨어있는 여성이 이끌어 낸) 남성의 노래. 데이터는 평균 ± SE로서 n = 10 B6D2F1J 암컷 마우스에 대해 제시되고, 또한 개별 값이 도시되어있다; 10 명의 여성 중 9 명은보다 복잡한 음절 / 시퀀스 송에 대한 선호도를 보였다. * p &lt;0.05 paired student t-test. Chabout, et al. 23 허가.blank "&gt;이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/54137/54137fig5.jpg"> 그림 5 : 음절의 수와 조건을 가로 지르는 레퍼토리 . (A) 다른 맥락에서 남성의 음절 생산율. (B) 여성의 소변 (UR), 마취 된 여성 (AF), 깨어있는 여성 (FE) 및 마취 된 남성 (AM) 상황 하에서 남성의 레퍼토리 구성. 데이터는 평균 ± SEM으로 나타내었다. * p &lt;0.03; ** p &lt;0.005; Benjamini와 Hochberg 교정 (n = 12 남자) 후에 post-hoc paired student t-test에 대한 *** p &lt;0.0001. Chabout, 그 외 여러분. 23 허가. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> together.within-page = "1"&gt; <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/54137/54137fig6.jpg"> 그림 6 : 다른 컨텍스트의 스펙트럼 기능 예 (A) 진폭. * 수정 후 post-hoc paired student t-test의 경우 p &lt;0.025. (B) 주파수 범위 또는 대역폭. * : p &lt;0.041; ** : p &lt;0.005; *** : 수정 후 p &lt;0.0001. (C) 음절의 스펙트럼 순도. * p : &lt;0.025; ** : p &lt;0.005; *** : 수정 후 p &lt;0.0001. 약어 : 여성 소변 (UR), 마취 된 여성 (AF), 깨어있는 여성 (FE) 및 마취 된 남성 (AM). Chabout, et al. 23 허가. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 37fig7.jpg "/&gt; 그림 7 : 시퀀스 측정. (A) 시퀀스 분리를위한 ISI 사용. 짧은 ISI (SI)와 중간 ISI (MI)는 시퀀스 내에서 음절을 분리하는 데 사용되며, 250 ms (LI) 이상의 긴 ISI는 두 개의 시퀀스를 구분합니다. (B) 시퀀스의 길이 (시퀀스 당 음절의 수로 측정 됨, 다른 상황에서 남성이 생성 함). * : p &lt;0.025; ** p &lt;0.005; 수정 후 *** p &lt;0.0001. (C) 다른 맥락에서 남성이 만든 단순한 노래에 비해 복잡한 노래의 비율. * p &lt;0.041; ** p &lt;0.005; 수정 후 *** p &lt;0.0001. 자료는 평균 ± SEM (n = 12 남자)으로 제시되었다. Chabout, 그 외 여러분. 23 허가. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 그림 8 : 각 컨텍스트에 대한 조건부 확률에 기초한 시퀀스의 음절 구문 다이어그램. 화살표 두께는 n = 12 남성 : P (시작 음절이 주어지면 전환 발생)에서 평균화 된 각 컨텍스트에서 전환 유형의 조건부 확률 발생에 비례합니다. 명확성을 위해, 확률 0.05 미만의 드문 전환은 표시되지 않습니다. Chabout, 그 외 여러분. 23 허가. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

쥐는 초음파 발성 (USVs)의 복잡한 다중 음절 레퍼토리를 생성합니다. 이러한 USV는 신경 정신병 장애의 판독 값으로 널리 사용됩니다. 이 프로토콜은 마우스 노래의 어쿠스틱 기능과 구문을 지속적으로 유도, 수집 및 분석하기 위해 우리가 배웠고 개발 한 몇 가지 사례를 설명합니다.

수컷 마우스 초음파 발성 (USV) 노래 추출 및 분석

Mice produce ultrasonic vocalizations (USVs) in a variety of social contexts throughout development and adulthood. These USVs are used for mother-pup ...

이 절차의 전반적인 목표는 다양한 사회적 맥락에서 성인 수컷 쥐의 초음파 발성 또는 USV에 대한 음향 분석을 안정적으로 수집하고 수행하는 것입니다. 이 방법은 음성 의사소통 및 관련 장애에 대한 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 마우스 모델을 사용한 신경 정신 장애 및 자폐성 장애를 포함합니다.이 기술의 주요 장점 중 하나는 다양한 상황에서 USV를 유도 할 수있는 수단을 제공한다는 것입니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 생쥐가 행동하도록 하는 데 어려움을 겪을 수 있으므로 생쥐가 노래를 부르도록 하려면 생쥐를 신중하고 부드럽게 다루어야 합니다. 이 프로토콜에는 표준 동물 사육으로 충분합니다.중립 케이지에서 녹음을 하기 3일 전, 수컷을 성적으로 성숙하고 수용적인 암컷에게 하룻밤 동안 노출시킵니다. 각 우리에서 최대 3 명의 수컷이 1 명의 암컷과 짝을 이룰 수 있습니다. 다음날 암컷을 제거하십시오.첫 번째 녹음 세션 전에 최소 이틀 동안 수컷을 그룹에 수용하십시오. 준비된 수컷의 USV를 기록하려면 꼬리를 잡고 동물을 침구가 없는 깨끗한 우리로 부드럽게 옮깁니다. 이 케이지를 방음 상자 안에 넣으십시오.그런 다음 열린 유선 뚜껑으로 케이지를 덮습니다. 상자를 닫고 동물이 15분 동안 습관화되도록 합니다.그 동안 다음 섹션에 설명된 대로 분석을 위한 자극제를 준비합니다. 신선한 소변 샘플을 사용하려면 녹음 세션 후 5분 이내에 수집하십시오.먼저 약물 주입처럼 목덜미를 잡고 마우스를 잡습니다. 그런 다음 핀셋으로 잡은 면 끝을 사용하여 동물의 방광을 부드럽게 문지르고 밀어 소변 한 방울을 추출하고 솜으로 완전히 흡수합니다. 그런 다음 다른 케이지에서 마우스를 선택하고 동일한 면봉을 사용하여 이 과정을 반복합니다.신선한 소변을 섞어 사용하는 것이 중요합니다. 필요할 때까지 솜털을 깨끗한 접시에 보관하십시오 자극으로 깨어 있는 암컷을 준비하려면 발정 전 또는 발정 단계에 있는 것을 선택하십시오. 쥐는 넓은 질 입구와 분홍색 주변 조직을 가지고 있습니다.필요할 때까지 그러한 암컷을 격리하십시오. 마취된 마우스를 준비하려면 평소와 같이 마취를 제공하기만 하면 됩니다. 발가락 꼬집음으로 마취 상태를 확인하고 점과 연고를 바릅니다.필요할 때까지, 마취된 동물을 종이 타월에 싸서 깨끗한 케이지에 보관하고 케이지 아래에 열 패드를 최소 열로 설정합니다. 동물의 호흡과 체온을 정기적으로 확인하십시오. 마취된 마우스는 최대 3회의 연속 세션으로 사용할 수 있습니다.녹음할 준비가 되면 소프트웨어의 녹음 버튼을 클릭하는 동시에 자극을 표시합니다. 소변이나 살아있는 동물을 제시하려면 케이지 안에 넣기만 하면 됩니다. 그러나 마취된 동물을 제시하려면 케이지 뚜껑 위에 올려 놓으십시오.그런 다음 조용히 상자를 닫고 약 5분 동안 USV를 녹음합니다. 녹음을 종료하려면 소프트웨어에서 정지 사각형을 누르십시오. 적어도 15분마다 마취된 동물을 확인하십시오.흉골 누운 자세를 회복할 때까지. 그런 다음 집 케이지로 되돌릴 수 있습니다. 테스트 사이에 70% 알코올과 증류수로 테스트 케이지를 청소하십시오.마우스 곡 분석기 소프트웨어를 사용하여 음향 녹음을 처리합니다. 따라서 음절, 음향 구조 및 구문은 필요에 따라 재생하기 위해 분석되고 재구성될 수 있습니다. 먼저 재생 장치를 70% 알코올로 세척한 다음 증류수로 세척합니다.30cm 팔이 있는 검은색의 불투명한 y-미로를 사용합니다. 두 팔의 끝 부분에는 초음파 스피커에 맞는 바닥 높이에 뚫린 구멍이 있습니다. 씻은 후에는 수건으로 미로를 말리십시오.건조가 완료되면 재생 스피커와 장착된 오버헤드 비디오 카메라로 설정합니다. 테스트를 시작하려면 먼저 암컷을 10분 동안 미로에 넣으십시오. 10분 후 암컷이 시작 암컷에 없으면 암컷을 시작 암으로 부드럽게 밀어 넣고 플라스틱 분리 창을 부드럽게 닫습니다.그런 다음 비디오 녹화를 시작하고 반복 재생에서 오디오 녹음을 시작합니다. 예를 들어, 한쪽 팔에서는 소변 자극으로 캡처한 노래를 재생하고 다른 팔에서는 여성의 자극으로 캡처한 노래를 재생합니다. 이제 암컷이 5분 동안 미로를 탐험하도록 합니다.이는 하나의 세션을 구성합니다. 5분 후 녹음을 중지하고 암컷을 시작 암으로 되돌립니다. 소변이나 배설물을 제거하기 위해 증류수를 사용하여 청소하는 동안 1분 동안 그녀를 거기에 두십시오.모든 세션 간에 이 작업을 수행합니다. 두 번째 세션에서는 녹음된 재생을 반대쪽 팔로 전환하고 암컷이 이 시나리오를 탐색하는 것을 5분 동안 녹음합니다. 세 번째 및 네 번째 세션의 경우 총 20분 분량의 테스트 레코딩 동안 이전 두 세션 매개변수를 반복합니다.모든 세션이 끝나면 항상 비디오 녹화를 중지하십시오. 일주일 후, 동일한 동물 코호트에 대해 다른 테스트를 수행합니다. 그러나 다른 노래의 예를 사용하십시오.이 작업을 수행하여 결과의 신뢰성을 강화합니다. 분석을 위해 각 세션에서 각 팔에서 암컷이 보낸 시간을 측정합니다. 제시된 프로토콜을 사용하여 수컷 B6D2F1J 마우스의 음성 행동 및 구문의 변화를 특성화했습니다.5분간의 녹음 세션 동안 평균적인 남성은 세 가지 자극에 매우 다르게 반응했습니다. 수컷은 또한 상황에 따라 레퍼토리를 변경했습니다. 예를 들어, 신선한 소변에 대한 반응으로 남성은 노래에서 훨씬 더 높은 비율의 여러 음절 발성을 생성했습니다.남성은 또한 문맥에 따라 개별 음절의 음향적 특징을 변화시켰다. 예를 들어, 그들은 여성의 소변 맥락에서 더 높은 진폭과 음역으로 특정 음절을 노래했습니다. 그리고 깨어 있는 여성의 맥락에서 더 높은 스펙트럼 순도.노래 선호도 테스트에서, y-미로에 있는 여성들은 두 개 이상의 다음절 발성을 포함하는 복잡한 노래로 팔에 더 많은 시간을 보내기로 선택했습니다. 반대쪽 팔은 간단한 노래만 연주되는 것과는 대조적입니다. 이 비디오를 시청한 후에는 다양한 사회적 맥락에서 마우스 USV를 수집하는 방법, 마우스에게 재생하는 방법, 마우스의 발성에 대한 음향 및 시퀀스 분석을 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.일단 마스터하면 마우스당 5분에서 10분 이내에 행동을 기록할 수 있습니다. 분석하는 데 몇 시간을 허용해야 합니다. 그리고 행동 반응이 변하지 않도록 쥐를 조심스럽게 다루십시오.

eliciting-and-analyzing-male-mouse-ultrasonic-vocalization-usv-songs

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

쥐의 초음파 발성(USV)은 나이, 성별, 상태 및 유전적 배경에 따라 다릅니다. 서로 다른 위치에서 동시에 방송되는 두 개의 초음파 이미터를 사용하는 이 두 가지 선택 테스트는 USV의 서로 다른 특성에 대한 쥐 인식 및 선호도 반응을 평가할 수 있습니다.

두 선택 재생 테스트를 사용하여 마우스의 초음파 발성 환경 설정을 결정

Mouse 초음파 발성은 신경 정신 질환에 대한 마우스 모델에서 음성 의사소통 결핍의 유전적 기반을 모델링하기 위한 프록시로 사용됩니다. 본 프로토콜은 새끼(발달 전반에 걸쳐)와 성체 마우스(동성 상호 작용, 수컷-발정 암컷 상호 작용)에서 초음파 발성을 안정적으로 유도하는 세 가지 실험 컨텍스트를 설명합니다.

마우스 초음파 발성을 녹화 사회 커뮤니케이션을 평가하는

전위의 활동 (LMA)는 생쥐의 행동을 간단하고 쉽게 수행 측정이다. 비디오 추적 소프트웨어 (VTS) 및 LMA의 커플 링 LMA 분석 설명서, 라인 교차 방식에 비해 특히, 특이성 및 감도 개선 할 수 있습니다. 또한 VTS 마우스 LMA의 장기 추적을 할 수 있습니다.

마우스의 단기 및 장기 전위의 활동은 영상 추적 소프트웨어에 의해 분석

이 문서에서는 마우스에서 학습 공포와 메모리를 평가하기 위해 비디오 분석 시스템을 사용하여 상황과 큐 공포 조건화 시험을위한 프로토콜을 제시한다.

마우스에서 비디오 분석 시스템을 사용하여 콘텐츠 및 시작됨 공포 컨디셔닝 테스트

산만-반응 결합 패러다임이 설명되어 있습니다. 그것은 반응을 위해 대상과 경쟁하는 무관한 자극이 인간의 행동에 미칠 수 있는 영향을 밝히는 데 사용할 수 있습니다. 반응 검색 효과와 산만자 억제 효과는 모두 패러다임 내에서 분석될 수 있습니다.

관련이없는 자극과 행동 제어 : Distractor를 - 응답 패러다임을 바인딩을 통해 무시 자극의 영향을 분석

이 원고는 일반적으로 사용되는 알츠하이머병의 마우스 모델과 함께 사용하도록 맞춤화된 Morris water maze(MWM) 프로토콜을 설명합니다. MWM은 형질전환 마우스 모델에 널리 사용됩니다. 마우스 모델의 배경 변형률에 민감한 절차의 구현은 그룹 차이를 감지하는 데 필수적입니다.

모리스 물 미로 테스트 : 마우스 스트레인 및 테스트 환경을위한 최적화

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자동화 된 T-maze는 무료 이동 설치류에 의사 결정 지연 및 노력 기반 분석에 대 한 장치 및 프로토콜을 기반으로

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공간 학습 및 반 즈 미로 계 집 아이-에서-조 난 패러다임을 사용 하 여 마우스 Prosocial 동작 분석

학습하세요 수컷 마우스 초음파 발성(USV) 기록 및 음향 분석 방법을. 다양한 사회적 맥락에서 발성을 유도하고 신경정신질환 연구에 활용할 수 있습니다.

수컷 마우스 초음파 발성 (USV) 노래 추출 및 분석

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