후 각 학습 및 쥐에 있는 차별의 객관적이 고 재현성 시험

이 행동 프로토콜의 전반적인 목표는 생쥐가 한 가지 냄새를 보상으로, 다른 냄새를 처벌과 연관시키도록 훈련시키는 것입니다. 이 방법은 학습, 시냅스 가소성, 감각 차별과 같은 신경 과학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 일단 훈련된 마우스가 강력한 통계 샘플링을 위해 몇 시간 내에 수백 번의 시도를 수행한다는 것입니다.

이 기술의 의미는 신경 퇴행성 질환의 치료 또는 진단으로 확장되는데, 후각 기능 장애의 심각성이 인간의 후속 인지 기능 저하를 예측하기 때문입니다. 이 방법은 후각에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 시력이나 청각과 같은 다른 시스템에도 적용할 수 있습니다. 이 방법을 시각적으로 시연하는 것은 매우 중요한데, 동작 챔버를 설정하고 소프트웨어를 사용하는 초기 단계는 연결 포트와 교육 단계가 다르기 때문에 배우기가 어렵기 때문입니다.

시작하려면 챔버 바닥이 있는 마우스 챔버를 조립합니다. 산만함을 피하기 위해 교통량이 적고 조명이 어두운 곳에 트레이닝 박스를 보관하십시오. 그런 다음 상단에 작은 구멍이 있는 각 급수 포트를 뚫어 18게이지 바늘이 포트 내부로 물을 분배할 수 있도록 합니다.

유리병에 미네랄 오일에 용해된 냄새 물질을 채우고 뚜껑을 단단히 조입니다. 그런 다음 18게이지 바늘을 실리콘 튜브에 연결합니다. 유리 바이알 캡을 뚫고 실리콘 튜브의 다른 쪽 끝을 냄새 포트의 흡입구에 연결합니다.

그런 다음 각 실리콘 튜브를 냄새 밸브에 넣습니다. 진공 라인을 냄새 포트에 연결합니다. 10ml 주사기 2개를 금속 고정 막대에 부착하고 튜브를 주사기에 연결합니다.

그런 다음 튜브의 다른 쪽을 18게이지 바늘에 연결합니다. 마우스 챔버에 있는 노즈 포크 포트의 뚫린 구멍에 바늘을 끼우고 튜브의 다른 쪽 끝을 물 밸브에 연결합니다. 10ml 주사기 2개에 설치류 식수를 채웁니다.

그런 다음 공기 유량계를 공기 흡입구에 연결하고 공기 흐름을 분당 3-5리터로 유지합니다. 두 개의 물 밸브, 두 개의 냄새 밸브, 두 개의 물 포트, 냄새 포트 및 전원을 USB 인터페이스 시스템에 연결합니다. 마지막으로 USB 인터페이스 상자를 전원에 연결합니다.

다음으로, 시험 사이에 악취가 교차 오염되지 않도록 진공 흡입을 조정하고 악취 관련 튜브를 사용하여 취취 바이알을 챔버에 연결합니다. 생쥐의 훈련을 준비하려면 하루 킬로그램당 40밀리리터로 물 제한을 시작하십시오. 매일 마우스의 무게를 측정하여 기준 체중의 80% 이상인지 확인하고 온도, 소음 및 흩어진 냄새를 포함한 모든 환경 요인을 프로토콜 전반에 걸쳐 일정하게 유지합니다.

각 마우스를 케이지로 옮기기 전에 케이지를 청소하십시오. 챔버에 70% 에탄올을 뿌려 닦아 마우스 냄새 방해를 최소화합니다. 1단계 교육의 경우 중앙에 워터 포트가 있고 모든 측면 포트에 액세스할 수 없는 동작 상자를 구성합니다.

챔버에 마우스를 넣고 닫습니다. 그런 다음 1단계 프로그램을 시작합니다. 마우스가 60분 이내에 100번의 시도를 달성하면 이 단계가 완료된 것으로 간주합니다.

60분 후 또는 100번의 시도가 완료된 후 챔버에서 마우스를 꺼냅니다. 2단계 교육의 경우 이 단계와 모든 후속 단계를 측면에 두 개의 급수 포트와 중간에 냄새 포트로 구성합니다. 챔버에 마우스를 넣고 닫습니다.

그런 다음 2단계 프로그램을 시작합니다. 60분 동안 최소 40번의 시도가 수행되고 중앙 포트 노즈 포크 후 5초 이내에 최소 25%의 물 보상을 받을 때 이 단계가 완료된 것으로 간주합니다. 이 단계가 완료되면 마우스를 제거합니다.

3단계 교육의 경우 S-plus 냄새를 냄새 전달 컨트롤러에 연결합니다. 챔버에 마우스를 넣고 닫습니다. 그런 다음 3단계 프로그램을 시작합니다.

60분 이내에 60개 이상의 보상이 있을 때 이 단계를 완료된 것으로 간주하고 스테이지가 경쟁하면 마우스를 제거합니다. 스테이지 4-A 트레이닝의 경우, 이전 스테이지 3과 동일하게 박스 구성을 설정합니다. 그런 다음 S-plus 및 S-minus 냄새를 모두 냄새 전달 컨트롤러에 연결합니다.

챔버에 마우스를 넣고 닫습니다. 그런 다음 4-A 단계 프로그램을 시작합니다. 마우스가 40번의 시도를 완료한 후 프로그램을 전환하여 무작위로 냄새를 전달하도록 합니다.

단계가 완료되면 마우스를 제거합니다. 4-B 단계 훈련의 경우 이 단계를 4-A 단계와 동일하게 만듭니다. 그러나 S-마이너스 냄새가 난 후 물 보상을 시도하는 것에 대한 타임아웃 페널티는 4초입니다.

S-plus 및 S-minus 냄새를 모두 냄새 전달 컨트롤러에 연결합니다. 챔버에 마우스를 넣습니다. 마우스 챔버를 닫고 스테이지 4-B 프로그램을 시작합니다.

60분 이내에 100회 이상의 임상시험이 진행되고 정확도가 85% 이상인 경우 이 단계가 완료된 것으로 간주합니다.go/no-go 분석의 경우 상자 구성을 이전 단계 4-B와 동일하게 설정합니다. S-plus 및 S-minus 냄새를 모두 냄새 전달 컨트롤러에 연결합니다. 그런 다음 챔버에 마우스를 넣습니다.

단계 go/no-go 프로그램을 시작한 다음 후각 학습 과제를 학습한 쥐를 화학적으로 유사한 새로운 냄새 쌍에 노출시킵니다. 쥐가 후각 학습 과제를 배우면 새로운 냄새 쌍을 보상과 처벌과 연관 지을 수 있습니다. 이 훈련된 마우스는 일반적으로 이동 중/이동 안 할 때 약 50%의 정확도로 시작합니다.

정확한 비율은 새로운 냄새 쌍에 대한 학습 곡선으로 시행 블록별로 표시할 수 있습니다. 10번의 블록 실험에서 생쥐는 85% 이상의 정확도로 냄새를 정확하게 구별할 수 있습니다. 이것은 우리의 프로토콜이 야생형 쥐가 한 냄새는 물 보상과 연관시키고 다른 냄새는 타임 아웃 처벌과 연관시키도록 성공적으로 훈련시켰다는 것을 보여줍니다.

쥐가 작업을 학습하면 냄새 쌍을 수정하여 작업 난이도를 높이거나 낮출 수 있습니다. 예를 들어, 냄새 쌍 농도를 줄이면 작업 난이도가 높아집니다. 생쥐는 또한 이전에 학습된 냄새 쌍을 기억할 수 있습니다.

작업을 학습한 후 7일을 기다린 후, 리콜 테스트는 야생형 마우스가 이전에 학습한 냄새 연관성을 빠르게 기억할 수 있음을 보여줍니다. 이 절차를 시도하는 동안 원하는 냄새 물질이 동작 상자에 제대로 연결되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 여러 실험자가 서로 다른 냄새를 사용하는 경우 특히 중요합니다.

이 절차에 따라 냄새 매핑과 같은 다른 방법을 수행하여 다음과 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다.학습은 감각 정보가 뇌에 의해 표현되는 방식에 어떤 영향을 미치는가? 개발 후 이 기술은 신경 과학 분야의 연구자들이 쥐의 후각 시스템에서 학습에 의한 신경 변화를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 쥐에게 한 가지 냄새를 보상과 연관시키고 다른 냄새를 처벌과 연관시키도록 가르치는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

날카로운 바늘로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 이 절차를 수행하는 동안 항상 날카로운 바늘을 적절하게 폐기하는 것과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.