Hier trainen we muizen op een associative Leeropdracht voor het testen van de discriminatie van de geur. Dit protocol voorziet ook in studies over leren-geïnduceerde structurele veranderingen in de hersenen.
Method Article
* These authors contributed equally
Hier trainen we muizen op een associative Leeropdracht voor het testen van de discriminatie van de geur. Dit protocol voorziet ook in studies over leren-geïnduceerde structurele veranderingen in de hersenen.
Olfaction is de overheersende zintuiglijke modaliteit bij muizen en invloeden van vele belangrijke gedragingen, met inbegrip van foerageren, roofdieropsporing, paring en ouderschap. Nog belangrijker is, kunnen de muizen roman geuren koppelen aan specifieke gedrags reacties op inzicht geven in functie van de olfactorische circuit worden opgeleid. Dit protocol een overzicht van de procedure voor de opleiding muizen op een Go/No-Go-Go-Go operante Leeropdracht. In deze benadering muizen zijn opgeleid op honderden geautomatiseerde proeven dagelijks voor 2 tot 4 weken en kunnen vervolgens worden getest op de nieuwe Go/No-Go-Go-Go geur paren te beoordelen olfactorische discriminatie, of worden gebruikt voor studies over hoe geur leren de structuur of functie van de olfactorische verandert circuit. Bovendien, kenmerkt de muis bulbus olfactorius (OB) permanente integratie van neuronen volwassene komaf. Interessant, verhoogt olfactorische leren de overleving en de synaptische Connecties van deze neuronen volwassene komaf. Daarom kan dit protocol worden gecombineerd met andere biochemische, elektrofysiologische en beeldvormende technieken om te studeren leren en activiteit-afhankelijke factoren die neuronale overleving en plasticiteit bemiddelen.
De muis OB, waar geur informatie binnenkomt het centrale zenuwstelsel (CNS), biedt een uitstekend model voor het bestuderen van ervaring-afhankelijke structurele veranderingen. OB circuity integreert doorlopend volwassene komaf neuronen in een activiteit-afhankelijke manier. Volwassene-geboren neuron precursoren verdelen af van progenitoren die lijn de subventriculaire zone grenzend aan de laterale ventrikels1. Bij het migreren naar de OB, deze neuronale precursoren overleven, onderscheiden, en integreren als remmende submodule cellen of apoptosis2ondergaan. Selectie voor het lot van de cel wordt beïnvloed door de olfactorische activiteiten, met inbegrip van olfactorische leren3,4,5,6. Na integratie optreden leren-geïnduceerde synaptic veranderingen in de cellen van de submodule tijdens een twee weken durende kritieke periode7,-8. Dus zijn testen voor olfactorische leren nuttig voor de behandeling van hoe ervaring-afhankelijke plasticiteit invloeden structurele en functionele reorganisatie van een volwassen hersenen circuit.
Dit protocol biedt een aanpak voor olfactorische opleiding met behulp van een paradigma Operante conditionering. In deze taak, zijn water-beroofd muizen opgeleid om een geur (de "Go" geur) met een beloning van water en een andere geur (de "No-Go" geur) worden gekoppeld aan een proef timeout straf. De vooruitgang van de muizen door middel van een gesorteerde reeks opleiding fasen in de loop van 2-4 weken. Wanneer de opleiding is voltooid, muizen reageert op de Go of No-Go geur met discrete, bijbehorende gedrag (op zoek naar een beloning van het water op gaan proeven en niet op zoek naar de water beloning op No-Go proeven)(Figuur 1). Na opleiding voltooid, muizen kunnen verder worden aangevochten met chemisch soortgelijke geur paren is te testen van discriminatie of worden overgestapt naar studies onderzoeken hoe olfactorische leren verandert de structuur of functie van de OB. Hoewel de geur discriminatie taken zijn eerder beschreven, meest vertrouwen op subjectieve metingen zoals aantal is tussen twee odorant9,10. Bovendien is de behoefte aan menselijke scoring van dergelijke taken ook tijdrovende. De taak van de Go/No-Go-Go-Go olfactorische leren beschreven in dit protocol biedt een onbevooroordeelde, directe meting van geur discriminatie en olfactorische leren.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Alle muizen werden gebruikt onder een protocol goedgekeurd door het Baylor College van geneeskunde institutionele Animal Care en gebruik Comité NIH maatstaven. Muizen gebruikt in dit protocol werden alle volwassen muizen (> 6 weken oud) C57BL6/j achtergrond en zowel vrouwelijke als mannelijke muizen opgenomen. Na opleiding/enscenering taken, zijn muizen teruggekeerd naar hun kooi.
1. bouw en algemene regels voor het gebruik van operante leren vak (Figuur 1B, C)
2. muis voorbereiding: 1 – 3 dagen
3. instructies voor alle stadia
4. opleiding-fase 1: Associëren Water belonen met een Center neus Poke, 1-3 dagen
5. de opleiding fase 2: Een beloning van de Water kant poort koppelen aan Center poort neus Poke, 1-5 dagen
6. de opleiding fase 3: Associëren een beloning van Water met een specifieke geur en binnen een bepaalde tijd venster, 1-3 dagen
7. fase 4A: associëren No-Go (S-) geur en Time-out straf, 1 – 2 dagen
8. fase 4B: associëren No-Go (S-) geur en time-out straf, 5-11 dagen
9. Go/No-Go-Go-Go assay taak: 1 dag, 20 Min per muis per dag
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Zodra muizen hebt geleerd de olfactorische Leeropdracht, kunnen nu koppelen aan nieuwe geur paren beloning en straf. Deze getrainde muizen normaal gesproken beginnen met ongeveer 50% nauwkeurigheid op de Go/No-Go-Go-Go taak. Het juiste percentage kan worden uitgezet door proef blok als een leercurve voor roman geur paren (Figuur 3A). Binnen 10 blok proeven, die nemen de meeste muizen minder dan 30 min uit te voeren, kunnen muizen correct onde...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De knaagdieren olfactorische systeem biedt een uniek model voor het bestuderen van sensorische afhankelijke plasticiteit. Hier presenteren we een paradigma olfactorische leren om te trainen van muizen voor het koppelen van odorant paren met een beloning of straf. Via deze taak leren kunnen downstream circuit wijzigingen bestudeerd worden in latere experimenten (electrofysiologie, in vivo neuronale beeldvorming, enz.). Na voltooiing leert muizen een eenvoudig geur cued taak als u wilt koppelen een beloni...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De auteurs verklaren geen belangenconflicten en geen concurrerende belangen.
Dit protocol is aangepast van eerdere werkzaamheden binnen onze lab (Huang et al. 8). alle methoden die hier worden beschreven zijn goedgekeurd door de Animal Care en gebruik Comité (ACUC) van Baylor College of Medicine. Het wordt ondersteund door de McNair Medical Institute, NINDS toekenning R01NS078294 aan B.R.A. NIH IDDRC subsidie U54HD083092, NIDDK toekenning F30DK112571 aan JMP en NINDS toekenning F31NS092435 aan CKM.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Glass vial | Qorpak | GLC-01016 | |
| Silicon Tubing | Thermo Scientific | 86000030 | |
| 18 gauge needles | BD | 305196 | |
| 1-Butanol | Sigma Aldrich | 437603 | |
| Propionic Acid | Sigma Aldrich | 402907 | |
| Mouse Chamber | Med Associates | ENV-307W | |
| Chamber Floor | Med Associates | ENV-307W-GFW | |
| Water Port | Med Associates | ENV-313W | Heeft er twee nodig |
| Odor stimulus | Med Associates | ENV-275 | Bevat 2 kleppen om geurtoediening te regelen |
| Odor Port | Med Associates | ENV-375W-NPP | |
| USB Interface | Med Associates | DIG-703A-USB | |
| Desktop Computer met Windows 2000, XP, Vista of 7 | |||
| Flow meter | VWR | 97004-952 | |
| Gedragssoftware | Med Associates | SOF-735 | Deze software, die elke trainingsfase aanstuurt, is nu vervangen door Med-PC V |
| Data Transfer software | Med Associates | SOF-731 | Deze software zet de data om naar Excel |
| Training Software | Med Associates | DIG-703A-USB | Deze software wordt gebruikt om elke trainingsfase te programmeren |
| Water Valve | Neptune Research | 225P012-11 | Deze klep wordt gebruikt om de watertoediening af te sluiten. Twee nodig |
| Odor Valve | Neptune Research | 360P012-42 | Deze klep wordt gebruikt om de geurtoediening af te sluiten. Twee nodig |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission