Name: Gerichte Training van Ultrasone Spreken in Aged en Parkinson ratten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-08-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: Leer hoe je ratten traint om het aantal en de complexiteit van hun ultrasone vocalisaties te vergroten. Deze methode combineert gedragstraining, opname en akoestische analyse om stemdeficiënties bij Parkinson en veroudering te bestuderen.

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

Ondersteund door de National Institutes of Health (NIDCD, toont, P30-DC010754, T32-DC009401).

1. Pre / Post-training Recordings <ol><li> Begin ultrasone monitoring met Avisoft Recorder met behulp van de configuratie weergegeven in figuur 2. </li><li> Ultrasone geluiden kunnen visueel worden gecontroleerd, hetzij door te kijken naar de real-time spectrogram, of auditief met een hoofdtelefoon aangesloten op de echo-opname interface. </li><li> Plaats een seksueel ontvankelijk (in oestrus) vrouwelijke rat in de kooi van het onderwerp mannelijke rat. Tekenen van oestrus zijn lordose, oor wiebelen, en snelle schoten. Vrouwen in estrus ontlokken meer geluiden van de mannetjes dan bij niet-seksueel ontvankelijk vrouwtjes. </li><li> Nadat het mannetje heeft interesse getoond in de vrouwelijke (bijv., snuiven, jagen, en / of montage), verwijder de vrouwelijke en registreren van de man stemgebruik voor 1-2 minuten. </li><li> Als de man niet onmiddellijk vocalize, even terug te keren bij de vrouwelijke rat naar huis van de man kooi om vocalisatie te stimuleren. </li></ol> 2. Vocal Training <ol><li> Begin ultrasone monitoring met Avisoft Recorder met dezelfde configuratie weergegeven in figuur 2. </li><li> Plaats de mannelijke rat in zijn kooi onder de microfoon. </li><li> Doe een vrouwelijke rat in het huis van de man kooi. Zoals eerder vermeld, moet de vrouwelijke rat in estrus aan de vocalisatie reactie van de man te maximaliseren. </li><li> Zodra het mannetje heeft interesse getoond in de vrouwelijke verwijder de vrouw. </li><li> Onmiddellijk na de mannelijke het doel stemgeluid produceert, tegelijk belonen met een pen te klikken en een korte presentatie van het water fles of voedsel te behandelen. In eerste instantie is een 50-kHz frequentie gemoduleerd (Figuur 5B) noemen beloond. Als opleiding vordert alleen steeds complexer snaren van gesprekken, zoals de snaren van 5 tot 10 gesprekken in snelle opeenvolging, worden versterkt. </li><li> Ga door met de training tot u hebt gegeven 30 versterkingen. Dit duurt meestal tussen de 5 - 10 minuten. </li></ol> 3. Voorbereiding voor akoestische analyse <ol><li> Altijd het archief van de originele geluidsbestanden te maken en bewerkingen en metingen op een werkkopie, omdat de analyse vereist filtering en wissen van het geluid van elk bestand. </li><li> Met behulp van de batch mode van Avisoft SASLab Pro, high pass filter alle geluidsbestanden te analyseren bij 25 kHz tot ongewenste ruis onder de ultrasone geluiden te verwijderen. </li><li> Om de automatische detectie van SASLab Pro gebruiken, moet het lawaai drempel eerst worden bepaald. Om dit te doen, opent u een geluidsbestand en maak een spectrogram met de instellingen weergegeven in Figuur 3. </li><li> De Automatische parameter metingen weer te geven moet worden ingesteld volgens de instellingen weergegeven in Figuur 4. </li><li> Zoek een gedeelte van het spectrogram waar er geen gesprekken of geluiden, dit is het achtergrondgeluid. </li><li> Met behulp van de "automatische (enkele drempel)" optie, stelt u de drempel in de Element scheiding deel van de Automatische parameter metingen dialoogvenster voor het instellen tot net boven het achtergrondgeluid door het aanpassen van de zwarte lijn in de kracht spectrum raam boven het spectrogram. In figuur 4 is de drempel is ingesteld op -55 dB. </li><li> Aan de onderkant van het dialoogvenster stelt u de "Weigeren als piek amplitude is kleiner dan" waarde naar 1 dB onder de drempel in de vorige stap. Deze twee waarden moet nu worden gebruikt voor alle geanalyseerde geluidsbestanden, ervan uitgaande dat alle opname-instellingen hetzelfde waren. </li></ol> 4. Vocalisatie Identificatie <ol><li> Te labelen het stemgebruik met behulp van de automatische drempel waarboven set, maakt u eerst een spectrogram met de bovenstaande instellingen. </li><li> Handmatig gewist lawaai dat voldoet aan de volgende criteria: 1) ten onrechte geïdentificeerd als een vocalisatie, 2) van invloed is op de discriminatie van het begin en / of einde van de vocalisatie en / of 3) is ten onrechte geïdentificeerd als de hoogste of laagste frequentie in de vocalisatie (aangegeven door de bovenste en onderste rode lijnen, respectievelijk). Als alternatief kan de start / stop tijden van de vocalisatie labels handmatig worden aangepast na het maken van een permanente labels in stap 4.5 hieronder. Ruis die de hoge en lage frequentie metingen echter handmatig moet worden gewist. </li><li> In sommige gevallen is een vocalization zal niet kunnen worden gescheiden van de omringende geluiden, zoals het geluid van beddengoed gedurende beweging. In deze gevallen kan de oproep niet nauwkeurig worden geanalyseerd en moeten worden gewist. </li><li> Zodra alle geluiden zijn geïdentificeerd, permanent de verwijderde delen van het spectrogram te wissen uit het geluidsbestand door het selecteren van "Remove gewist spectrogram secties van golfvorm ..." uit het Tools drop-down menu. Als deze opdracht is niet uitgevoerd voordat de spectrogram is gesloten, zullen alle wissen werk verloren gaan. </li><li> Maak een permanente labels in het geluidsbestand door te klikken op de 'edit' knop in de Element Scheiding deel van de Automatische parameter metingen setup venster. </li><li> Visueel en auditief beoordelen elk gelabeld vocalisatie om de categorie te bepalen: eenvoudige, frequentie gemoduleerd (FM), of harmonische. Ezelign het juiste label met behulp van de vooraf gedefinieerde tekst-modules. Voorbeelden van elke vocalisatie categorie zijn weergegeven in figuur 5. </li><li> Sluit het spectrogram, slaat u het geluidsbestand, en verder met de volgende geluidsbestand dat moet worden geanalyseerd. </li></ol> 5. Akoestische metingen <ol><li> Na de geluiden in alle geluidsbestanden zijn geïdentificeerd, gebruik maken van de batch processing tool (Tools: Batch Processing) om automatisch het meten van de akoestische parameters van alle bestanden. </li><li> In de batch processing dialoogvenster, selecteert u "Automatisch Parameter Afmetingen" uit het drop-down menu. </li><li> Selecteer het "proces alle bestanden in de geselecteerde map" checkbox klik vervolgens op de "folder" knop en selecteer de map waar de geluidsbestanden worden opgeslagen. </li><li> Klik op "Start" en elk bestand zal automatisch worden geanalyseerd volgens de instellingen die het laatst gebruikt in de automatische Parameter meetopstelling dialoogvenster. </li><li> De metingen zullen worden opgeslagen in een tekst bestand dat kan worden gedefinieerd met behulp van de DDE Parameters / Log File-instelling commando. Deze tekst bestand kan vervolgens worden geïmporteerd in een programma voor statistische analyse. </li></ol> 6. Representatieve resultaten: Ultrasone geluiden van ratten worden beïnvloed door fysiologische veranderingen die gepaard gaan met het ouder worden en 6-OHDA de ziekte van Parkinson modellen 13 Typisch, we zien een vermindering van de kwaliteit van de ultrasone geluiden gekenmerkt door een vermindering van de volgende kwantitatieve akoestische parameters:. Bandbreedte, piek frequentie, duur , en intensiteit. Figuur 6 toont de frequentie gemoduleerde stemgebruik van een rat in de PD-model op drie verschillende tijdstippen: baseline, na inductie van de PD, en na de vocalisatie training. In de PD staat, wordt het gesprek toont een vermindering van de bandbreedte, de duur en intensiteit. Daarnaast is de frequentie modulatie onregelmatig. Naast een achteruitgang van specifieke akoestische parameters, hebben we ook waarnemen minder algemene complexiteit in de aard van de geluiden geproduceerd in de leeftijd en parkinsonisme ratten. Bijvoorbeeld na inductie van PD een rat produceert een groter aantal eenvoudige gesprekken en minder frequentiegemoduleerde oproepen. Na de vocalisatie training, veel akoestische parameters, zoals de duur en intensiteit, aanpak baseline niveaus en het aantal complexe gesprekken toeneemt (Figuur 6). Oude ratten manifesteren soortgelijke afbraak van akoestische parameters in hun ultrasone geluiden. We zijn momenteel onderzoek naar de effecten van de vocale training in oude ratten. <img src="/files/ftp_upload/2835/2835fig1.jpg" alt="Figuur 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1. Aantal vocalisaties per sessie (doel bereikt door alle ratten per week) en vocalisatie snelheid (gemiddelde en standaard fout weergegeven) zowel de stijging ten opzichte van een 6-week stage in een groep van zowel jonge (9 mo) en oude (32 MO) Fischer 344/Brown Noorwegen F1 ratten. <img src="/files/ftp_upload/2835/2835fig2.jpg" alt="Figuur 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2 Vertegenwoordiger geluiden van elk van de drie categorieën van 50 kHz vocalisaties;. (A) eenvoudig, (B) frequentie-gemoduleerd, en (C) harmonische. <img src="/files/ftp_upload/2835/2835fig3.jpg" alt="Figuur 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 3"> Figuur 3. Vertegenwoordiger frequentiegemoduleerde geluiden van een enkele rat bij (A) baseline, (B) post-PD inductie, en (C) na vocalisatie training.

<ol><li>Fox, C. M., Morrison, C. E., Ramig, L. O., Sapir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+perspectives+on+the+Lee+Silverman+Voice+Treatment+%28LSVT%29+for+individuals+with+idiopathic+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Speech+Lang+Pathol%22%5BJournal%5D)">Current perspectives on the Lee Silverman Voice Treatment (LSVT) for individuals with idiopathic Parkinson disease.</a> Am J Speech Lang Pathol. 11, 111-123 (2002).</li>
<li>Roy, N., Stemple, J., Merrill, R. M., Thomas, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+voice+disorders+in+the+elderly%3A+preliminary+findings%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of voice disorders in the elderly: preliminary findings.</a> Laryngoscope. 117, 628-633 (2007).</li>
<li>Ramig, L. O., Sapir, S., Fox, C., Countryman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+vocal+loudness+following+intensive+voice+treatment+%28LSVT%29+in+individuals+with+Parkinson%27s+disease%3A+a+comparison+with+untreated+patients+and+normal+age-matched+controls%5BTitle%5D)+AND+%22Mov.+Disord%22%5BJournal%5D)">Changes in vocal loudness following intensive voice treatment (LSVT) in individuals with Parkinson's disease: a comparison with untreated patients and normal age-matched controls.</a> Mov. Disord. 16, 79-83 (2001).</li>
<li>Sapir, S., Ramig, L. O., Fox, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Lee+Silverman+Voice+Treatment%C2%AE+for+voice%2C+speech+and+other+orofacial+disorders+in+patients+with+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Future+Neurology%22%5BJournal%5D)">The Lee Silverman Voice Treatment® for voice, speech and other orofacial disorders in patients with Parkinson's disease.</a> Future Neurology. 1, 563-570 (2006).</li>
<li>Panksepp, J., Burgdorf, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((50-kHz+chirping+%28laughter%3F%29+in+response+to+conditioned+and+unconditioned+tickle-induced+reward+in+rats%3A+effects+of+social+housing+and+genetic+variables%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">50-kHz chirping (laughter?) in response to conditioned and unconditioned tickle-induced reward in rats: effects of social housing and genetic variables.</a> Behav. Brain Res. 115, 25-38 (2000).</li>
<li>Scattoni, M. L., Gandhy, S. U., Ricceri, L., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unusual+repertoire+of+vocalizations+in+the+BTBR+T%2Btf%2FJ+mouse+model+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Unusual repertoire of vocalizations in the BTBR T+tf/J mouse model of autism.</a> PLoS One. 3, e3067-e3067 (2008).</li>
<li>Wohr, M., Houx, B., Schwarting, R. K., Spruijt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+experience+and+context+on+50-kHz+vocalizations+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Effects of experience and context on 50-kHz vocalizations in rats.</a> Physiol. Behav. 93, 766-776 (2008).</li>
<li>Lahvis, G. P., Alleva, E., Scattoni, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translating+mouse+vocalizations%3A+prosody+and+frequency+modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Translating mouse vocalizations: prosody and frequency modulation.</a> Genes Brain Behav. 10, 4-16 (2011).</li>
<li>Brudzynski, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Communication+of+adult+rats+by+ultrasonic+vocalization%3A+biological%2C+sociobiological%2C+and+neuroscience+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+J%22%5BJournal%5D)">Communication of adult rats by ultrasonic vocalization: biological, sociobiological, and neuroscience approaches.</a> ILAR J. 50, 43-50 (2009).</li>
<li>Johnson, A. M., Ciucci, M. R., Russell, J. A., Hammer, M. J., Connor, N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+output+from+the+excised+rat+larynx%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic output from the excised rat larynx.</a> J. Acoust. Soc. Am. 128, EL75-EL79 (2010).</li>
<li>Fulceri, F., Biagioni, F., Lenzi, P., Falleni, A., Gesi, M., Ruggieri, S., Fornai, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nigrostriatal+damage+with+6-OHDA%3A+validation+of+routinely+applied+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+N+Y+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Nigrostriatal damage with 6-OHDA: validation of routinely applied procedures.</a> Ann N Y Acad Sci. 1074, 344-348 (2006).</li>
<li>Ciucci, M. R., Vinney, L., Wahoske, E. J., Connor, N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+translational+approach+to+vocalization+deficits+and+neural+recovery+after+behavioral+treatment+in+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Commun.+Disord%22%5BJournal%5D)">A translational approach to vocalization deficits and neural recovery after behavioral treatment in Parkinson disease.</a> J. Commun. Disord. 43, 319-326 (2010).</li>
<li>Ciucci, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+dopamine+synaptic+activity%3A+degradation+of+50-kHz+ultrasonic+vocalization+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Reduction of dopamine synaptic activity: degradation of 50-kHz ultrasonic vocalization in rats.</a> Behav. Neurosci. 123, 328-336 (2009).</li>
<li>Wright, J. M., Gourdon, J. C., Clarke, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+multiple+call+categories+within+the+rich+repertoire+of+adult+rat+50-kHz+ultrasonic+vocalizations%3A+effects+of+amphetamine+and+social+context%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Identification of multiple call categories within the rich repertoire of adult rat 50-kHz ultrasonic vocalizations: effects of amphetamine and social context.</a> Psychopharmacology (Berl). 211, 1-13 (2010).</li>
<li>Burgdorf, J., Kroes, R. A., Beinfeld, M. C., Panksepp, J., Moskal, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uncovering+the+molecular+basis+of+positive+affect+using+rough-and-tumble+play+in+rats%3A+a+role+for+insulin-like+growth+factor+I%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Uncovering the molecular basis of positive affect using rough-and-tumble play in rats: a role for insulin-like growth factor I.</a> Neuroscience. 168, 769-777 (2010).</li>
<li>Wöhr, M., Schwarting, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+communication+in+rats%3A+effects+of+morphine+and+naloxone+on+vocal+and+behavioral+responses+to+playback+of+50-kHz+vocalizations%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Biochem+Behav%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic communication in rats: effects of morphine and naloxone on vocal and behavioral responses to playback of 50-kHz vocalizations.</a> Pharmacol Biochem Behav. 94, 285-295 (2009).</li>
</ol>

Experimenten op dieren werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen en voorschriften uiteengezet door de Public Health Service Beleid inzake Humane zorg en het gebruik van proefdieren, de NIH handleiding voor verzorging en het gebruik van proefdieren, en het welzijn van dieren daad te stellen. Het gebruik van dieren protocol werd goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Committee (IACUC) van de Universiteit van Wisconsin-Madison School of Medicine en Volksgezondheid.

Ultrasone vocalisaties bij ratten blijken kwetsbaar voor veroudering en ziekte-processen, zoals de ziekte van Parkinson. Deze ultrasone geluiden zorgen voor een gedragsmodel van vocale functie, met inbegrip van tekorten die fysiologische veranderingen als gevolg van ziekte en veroudering te begeleiden. Daarnaast zijn akoestische veranderingen in de ultrasone geluiden gemakkelijk gemeten en gekwantificeerd. Verder kunnen ultrasone geluiden worden gewijzigd door middel van gedragsinterventies. Daarom, rat ultrasone geluiden zorgen voor een bruikbaar model om de invloed van ziekte te bestuderen, veroudering, en therapeutische interventies op zowel het gedrag en de onderliggende neurobiologische mechanismen. Onze methode van vocale opleiding maakt gebruik van een geconditioneerde stimulus (een klik) geassocieerd met een positieve versterking (een water of voedsel te behandelen beloning). De klik, gevolgd door de beloning wordt gebruikt om de geluiden van toenemende complexiteit te versterken. We definiëren complexe geluiden als die met een &quot;triller&quot; (frequentie gemoduleerd) component (Figuur 5B) versus degenen die &quot;plat&quot; en onderhouden van een enkele frequentie (figuur 5A). Deze frequentie gemoduleerde component is gemakkelijk te herkennen door zijn sinusvormige uiterlijk. Terwijl de 50-kHz geluiden zijn volledig sinusvormig (Figuur 5B), is het gebruikelijk om ontmoeting meer complexe 50-kHz vocalisaties die bestaan ​​uit een deel van deze frequentie gemoduleerd component als een grote sprongen in frequentie of een korte vlakke component. Deze meer complexe geluiden kunnen hebben korte onderbrekingen van minder dan 10 ms tussen de componenten, maar worden beschouwd als een vocalisatie. Hoewel de verdere gedetailleerde sub-classificatie van deze geluiden is het mogelijk offline, 14 classificeren we alle 50-kHz geluiden met een frequentie gemoduleerd component als complex aan de behoefte aan online subjectieve indeling te verminderen en te verminderen versterking variabiliteit. In uw eigen lab is het belangrijk om te kiezen hoe gegevens worden geclassificeerd en geanalyseerd volgens een studie ontwerp dat geschikt is voor het doel van het onderzoek. Er zijn veel factoren te overwegen bij het gebruik van dit protocol. In de eerste plaats, ondanks de genetische homogeniteit en procedurele consistentie, ratten hebben een variabele respons op training. Sommige ratten van nature vocalize meer dan anderen, 5 of worden gemotiveerd door de blootstelling aan een vrouwelijke meer dan een voedsel of water te belonen. Een manier waarop we rekening voor deze variabiliteit is door onderzoek van de verandering in de akoestische parameters van de individuele ratten &#39;baseline geluiden om hun post-laesie en post-training vocalisaties. Hoewel het niet besproken in dit protocol, hebben we ook gedrags-assays te interesseren in de vrouwelijke, zoals de latency te monteren kwantificeren. Bovendien, afhankelijk van de leeftijd en de activiteit van een individu rat, kan een draad top nodig zijn op de kooi tijdens de training om ontsnapping te voorkomen. Ondanks de individuele variabiliteit, hebben we met succes gebruik gemaakt van deze protocol op een verscheidenheid van stammen en leeftijden om geluiden ten opzichte van de uitgangswaarde elke individuele rat te verbeteren. Ratten zijn gevoelig voor ogenschijnlijk kleine veranderingen in de omgeving, zoals geuren, temperatuur, en personeel. Een inspanning moet worden gedaan om geparfumeerde producten voor persoonlijke verzorging, zoals lotions, haarproducten, en parfums te voorkomen. Voordat u opleiding, moet een individu comfortabel interactie met en de behandeling ratten. Bovendien kan inconsistenties in personeel of omgeving van invloed op de ratten &#39;vocalisatie reactie. Omdat de ratten zijn nachtdieren, moeten ze worden bijgehouden op een reversed lichtcyclus om voor opleidingen te laten plaatsvinden tijdens de donkere deel van hun cyclus, wanneer ze het meest actief zijn. We verlichten onze training kamer met rode lichten. Bovendien, als een beloning water wordt gebruikt tijdens de opleiding, moeten ratten hebben beperkte toegang tot water. Onze ratten zijn water beperkt gedurende 21 uur voorafgaand aan de training. Drie uur van de blootstelling aan water werd bepaald door onze Institutional Animal Care en gebruiken comite om de minst beperkende periode die mag water nuttig als versterking te zijn in onze gedragsstudies zonder presenteren van een substantieel gevaar voor de diergezondheid of het welzijn worden. Ratten krijgen toegang tot water op willekeurige tijden (10 minuten tot 30 minuten) na de training en vervolgens vrije toegang tot water hebben drie uur tijdens de donkere deel van hun licht cyclus. Ratten moeten worden geïnspecteerd dagelijks op tekenen van uitdroging en gewogen om de andere dag om ervoor te zorgen is er geen significant (meer dan 10%), gewichtsverlies. Een voedingsmiddel restrictie is niet nodig bij gebruik van een levensmiddel te behandelen als een beloning. Behandelt die specifiek zijn voor ratten zijn commercieel verkrijgbaar, maar we hebben een klein stukje van een zoete ontbijtgranen om een ​​effectieve beloning. Zoals hierboven vermeld, vrouwelijke ratten in estrus lokken een hogere vocalization reactie van mannen dan niet-seksueel ontvankelijk vrouwtjes. Door het handhaven van een groot aantal van de vrouwen in de kolonie, is er een grote kans dat opten minste een vrouw zal zijn in estrus op een bepaalde dag. Kan echter ook estrus farmacologisch worden geïnduceerd in vrouwelijke ratten door subcutaan injecteren van 10 ug van β-estradiol in 0,1 cc steriele sesamolie 48 uur voorafgaand aan de opleiding, gevolgd door 500 ug van progesteron in 0,1 cc steriele sesamolie 4 uur voor de training. Bovendien moeten mannelijke ratten, die naïef aan vrouwelijke ratten seksueel voorafgaand aan de vocale training ervaren. Dit wordt bereikt door het plaatsen van een vrouwelijke rat die tekenen van seksuele ontvankelijkheid (darten, lordose, oor kronkelen) vertoont in het huis van de man kooi totdat de mannelijke mounts en ejaculeert. Mannen kunnen niet monteren tijdens de eerste paar sessies en het vrouwtje kan worden verwijderd na het mannelijke interesse toont in de vrouwelijke door snuiven en / of achter de vrouwelijke rond de kooi. Seksueel ervaren is een keer per dag gedaan voor twee weken. Deze periode biedt ook de mogelijkheid voor ratten te wennen aan de experimentator (s) en opname ruimte. Een beperking van deze methode is de subjectieve bepaling van de vocalisatie type. Daarnaast is deze factor beperkt de snelheid van het verzamelen van gegevens, zoals elk gesprek moet onafhankelijk worden onderzocht en handmatig ingedeeld. In verband hiermee is het belang van het hebben van ervaren beoordelaars, die de juiste wijze is opgeleid in vocalisatie identificatie. Zowel intra-en interbeoordelaarsbetrouwbaarheid moet worden bezien binnen uw eigen lab. Samengevat, zijn ultrasone vocalisaties in knaagdieren gebruikt in vele verschillende modellen van de hersenen-gedrag relaties, met inbegrip van emotionele toestanden, beloning en verslaving, en ziekte staten, zoals autisme studie. 6,14-16 deze nieuwe methode is een manier om de studie mechanismen die ten grondslag liggen aan gerichte vocale training voor de behandeling van spraak-tekorten in veroudering en ziekte van Parkinson. Deze methode heeft de potentie om worden toegepast op andere ziekte-modellen, die de communicatie en spraak beïnvloeden.

<table border="1"><tbody><tr><th> Naam </th><th> Vennootschap </th><th> Catalogus nummer </th></tr><tr><td> Condensator microfoon echografie CM16/CMPA </td><td> Avisoft Bioacoustics </td><td> 40011 </td></tr><tr><td> UltraSoundGate 116Hb </td><td> Avisoft Bioacoustics </td><td> 41161 </td></tr><tr><td> Avisoft-RECORDER </td><td> Avisoft Bioacoustics </td><td> 10201 </td></tr><tr><td> Avisoft-SASLab Pro </td><td> Avisoft Bioacoustics </td><td> 10101 </td></tr></tbody></table>

gerichte training van ultrasone spreken in aged en parkinson ratten

Targeted Training of Ultrasonic Vocalizations in Aged and Parkinsonian Rats

Voice tekorten zijn een veel voorkomende complicatie van zowel ziekte van Parkinson (PD) en de vergrijzing, ze kunnen de kwaliteit van leven aanzienlijk verminderen door invloed communicatie vaardigheden 1, 2 Gerichte training (spraak / stem therapie) kan verbeteren specifieke stem tekort, 3, 4 hoewel de. onderliggende mechanismen van gedragsinterventies worden niet goed begrepen. Systematisch onderzoek van de stem tekorten en de behandeling zou moeten overwegen vele factoren die moeilijk te controleren bij de mens, zoals leeftijd, woonomgeving, leeftijd na begin van de ziekte, de ernst van de ziekte en medicatie. De methode die hier maakt gebruik van een diermodel van vocalisatie die het mogelijk maakt voor de systematische studie van hoe de onderliggende sensorimotorische mechanismen te veranderen met gerichte stemtraining. De ultrasone registratie en analyse procedures beschreven in dit protocol zijn van toepassing op een onderzoek naar knaagdier ultrasone geluiden. De ultrasone geluiden van het knaagdieren zijn in opkomst als een waardevol model om de neurale substraten van het gedrag te onderzoeken. 5-8 Zowel knaagdier-en menselijke geluiden dragen semiotische waarde en worden geproduceerd door het wijzigen van een egressive luchtstroom met een larynx vernauwing. Aldus 9, 10, knaagdier vocalisaties kan een bruikbaar model om voice tekorten studie in een sensorimotorische context. Verder, rat modellen stellen ons in staat om de neurobiologische onderbouwing van herstel studie van tekorten met gerichte training. Voor het modelleren van PD gebruiken wij Long-Evans ratten (Charles River Laboratories International, Inc) en induceren parkinsonisme door een eenzijdige infusie van 7 microgram van 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in de mediale voorhersenen bundel waardoor een matige tot ernstige degeneratie van presynaptische striatum neuronen (zie voor details Ciucci, 2010). 11, 12 Voor onze vergrijzende model gebruiken we de Fischer 344/Brown Noorwegen F1 (National Institute on Aging). Onze primaire methode voor het uitlokken van geluiden is om seksueel ervaren mannelijke ratten bloot aan seksueel ontvankelijk vrouwelijke ratten. Wanneer het mannetje raakt geïnteresseerd in de vrouw, is de vrouwelijke verwijderd en de man blijft vocalize aan. Door hen te belonen complexe geluiden met voedsel of water, zowel het aantal complexe geluiden en de snelheid van vocalisaties kan verhoogd worden (Figuur 1). Een ultrasone microfoon gemonteerd boven huis van de man Cage Records het stemgebruik. De opname begint na de vrouwelijke rat is verwijderd om de mannelijke gesprekken te isoleren. Geluiden kunnen worden bekeken in real time voor een opleiding of geregistreerd en geanalyseerd offline. Door het opnemen van geluiden en akoestisch te analyseren voor en na de vocale training, kunnen de effecten van ziekte en herstel van de normale functie met opleiding worden beoordeeld. Dit model maakt het ook mogelijk dat we de waargenomen gedrag (zang) verbeteringen hebben betrekking op veranderingen in de hersenen en het neuromusculaire systeem.

Stemstoornissen zijn slopende in veroudering en de ziekte van Parkinson. De ultrasone geluiden van ratten, ook beïnvloed door deze omstandigheden kan worden gebruikt om deze stemstoornissen, hun neurale substraten, en de aard van functioneel herstel met gedrags-interventie studie.

Gerichte Training van Ultrasone Spreken in Aged en Parkinson ratten

Stemdeficiënties zijn een veelvoorkomende complicatie van zowel de ziekte van Parkinson (PD) als veroudering; ze kunnen de kwaliteit van leven aanzienlijk verminderen door een impact te hebben op ...

Het algemene doel van deze procedure is om ratten te trainen om het aantal en de complexiteit van hun ultrasone vocalisaties, of USV's, te verhogen. Dit wordt bereikt door eerst de baseline-vocalisaties op te nemen. De volgende stap is het trainen op doelgerichte vocalisaties door middel van positieve bekrachtiging.Na de training worden de vocalisaties opgenomen. De laatste stap van de procedure is de akoestische analyse en de vergelijking tussen de baseline-vocalisaties en de vocalisaties na de training. Uiteindelijk kunnen de resultaten worden verkregen.Dat toont aan dat training het aantal en de complexiteit van ultrasone vocalisaties verhoogt door een toename van akoestische parameters zoals bandbreedte, piekfrequentie en duur. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van communicatiestoornissen, zoals de wijze waarop vocale oefening onderliggende neurale mechanismen moduleert. Bovendien kan deze methode inzicht verschaffen in craniële sensorimotorische tekorten geassocieerd met de ziekte van Parkinson en veroudering.Het kan ook worden toegepast op andere ziekte-modellen en condities waarbij ultrasone vocalisaties als gedragsindex worden gebruikt. De demonstratie van de vocalisatie-training zal worden verzorgd door Emerald Dahl en Jamie Shire, leden van mijn laboratorium. Om te beginnen met ultrasone monitoring, laadt u de Avis Soft Recorder-software en selecteert u 'permanent unlimited' bij de trigger, zodat opnames handmatig kunnen worden gestart en gestopt. Geef vervolgens in de basisdirectory aan waar de opgenomen audiobestanden moeten worden opgeslagen.De bemonsteringssnelheid moet ten minste 200 000 hertz zijn om de hoogste vocalisatiefrequentie vast te leggen. Zodra deze parameters zijn ingesteld, verwijdert u de bovenkant van de thuiskooi van het mannetje en plaatst u deze direct onder de microfoon. Identificeer vervolgens een seksueel receptieve vrouwelijke rat, herkenbaar aan de aanwezigheid van lordose, het wiebelen van de oren en snel dartend gedrag.Plaats het ontvankelijke vrouwtje in de thuiskooi van de proefrat (mannetje). Wanneer het mannetje interesse in het vrouwtje toont door te snuffelen, te jagen of op haar te klimmen, verwijder dan het vrouwtje en neem de vocalisaties van het mannetje gedurende één tot twee minuten op. Bewaak de ultrasone vocalisaties visueel door het real-time spectrogram te observeren.Als het mannetje niet vocaliseert, breng dan onmiddellijk en kortstondig het vrouwtje terug naar de thuiskooi van het mannetje om vocalisatie te stimuleren. Begin met het brengen van één mannetjesrat naar de trainingsruimte. Alle andere mannetjes moeten in een aangrenzende kamer blijven tot hun trainingssessie.De rat moet vooraf een beperkte toegang tot water hebben om het gebruik van water als beloning te vergemakkelijken. Stel tijdens de training de Avis soft recorder in zoals eerder beschreven. Plaats vervolgens de thuiskooi onder de microfoon.Zodra het mannetje op positie is, wordt een ontvankelijk vrouwtjesrat in de kooi geplaatst. Verwijder het vrouwtje zodra het mannetje interesse in haar heeft getoond en monitor op de doelvocalisaties. In eerste instantie wordt elke frequentie-gemoduleerde roep van 50 kilohertz beloond.Presenteer de beloning door gelijktijdig op een pen te klikken en kortstondig een fles water of voedsel te tonen. Naarmate de training vordert, worden alleen steeds complexere reeksen roepen versterkt, zoals reeksen van vijf of 10 roepen in snelle opeenvolging. Ga door met de training totdat er 30 versterkingen zijn gegeven.Het analyseren van de baseline- en na-trainingsopnamen duurt doorgaans vijf tot 10 minuten. Maak eerst een archief van het originele geluidsbestand en voer bewerkingen uit op een werkkopie om ruisfrequenties onder de ultrasone vocalisaties te verwijderen. Gebruik de batchmodus van AVI Soft SaaS Lab Pro om een hoogdoorlaatfilter toe te passen op geluidsbestanden bij 25 kilohertz.Om de ruisdrempel te bepalen die nodig is voor het gebruik van de automatische elementdetectiefunctie van SaaS Lab Pro, opent u een geluidsbestand en maakt u een spectrogram. Stel de FFT-lengte in op 512 met een framegrootte van 75% en een temporele overlap van 93,75%. Schakel waveform-bewerking in, zodat ruis die uit het spectrogram wordt gewist, ook uit de waveform kan worden verwijderd. Stel de automatische parametermetingen in zoals hier wordt weergegeven.De drie te meten parameters zijn de duur van het element, de piekfrequentie en de piekamplitude. Selecteer bij de locatie van de metingen de sectie voor maximale amplitude en de minimale en maximale parameter van het gehele element. Selecteer onder elementseparatie de optie automatische enkele drempelwaarde en toon drempelwaarde.Zoek een gebied in het spectrogram waar geen roepen of geluiden te horen zijn. Dit is de achtergrondruis. Stel de drempelwaarde in op net boven de achtergrondruis.Door de zwarte lijn in het venster van het powerspectrum boven het spectrogram aan te passen, kan hier het decibelniveau van de drempelwaarde worden bepaald die in de vorige stap is ingesteld. Stel de waarde voor 'rejective amplitude is less than' in op één decibel onder de drempelwaarde. Deze twee waarden moeten nu worden gebruikt voor alle geanalyseerde geluidsbestanden.Uitgaande van het feit dat alle opname-instellingen gelijk waren, creëert u voor het labelen van de vocalisaties een spectrogram met behulp van de eerder ingestelde automatische drempelwaarde en de eerder getoonde instellingen. Wis handmatig alle ruis die aan de volgende criteria voldoet: één die onterecht als een vocalisatie is geïdentificeerd; twee, ruis die de discriminatie van het begin en/of het einde van de vocalisatie beïnvloedt; drie, ruis die onterecht is geïdentificeerd als de hoogste of laagste frequentie in de vocalisatie, welke respectievelijk worden aangegeven door de bovenste en onderste rode lijnen.In sommige gevallen kan een vocalisatie niet worden gescheiden van het omgevingsgeluid, zoals het geluid van bedmateriaal tijdens voortbeweging. Deze roep kan niet nauwkeurig worden geanalyseerd en moet worden gewist zodra alle vocalisaties zijn geïdentificeerd; wis de verwijderde secties van het spectrogram permanent uit het geluidsbestand. Selecteer 'remove, erase spectrogram sections from waveform' in het vervolgkeuzemenu van de tools om permanente labels in het geluidsbestand aan te maken.Open het instellingsvenster voor de automatische parametermeting en klik visueel en oraal op de bewerkingsknop in de sectie voor elementseparatie. Beoordeel elke gelabelde vocalisatie om de categorie te bepalen en wijs het juiste label toe met behulp van de vooraf gedefinieerde tekstmodules. De categorieën die we in onze analyse gebruiken zijn eenvoudige frequentie, gemoduleerd en harmonisch.Sluit het spectrogram, sla het geluidsbestand op en ga verder met het volgende te analyseren geluidsbestand. Nadat de vocalisaties in alle geluidsbestanden zijn geïdentificeerd, kan de tool voor batchverwerking worden gebruikt om de akoestische parameters van alle bestanden automatisch te meten. Selecteer in het dialoogvenster voor batchverwerking de automatische parametermetingen uit het vervolgkeuzemenu.Selecteer het selectievakje voor het verwerken van alle bestanden in de geselecteerde map. Klik vervolgens op de mapknop en selecteer de map waarin de geluidsbestanden zijn opgeslagen. Klik op start, waarna elk bestand automatisch wordt geanalyseerd volgens de laatst gebruikte instellingen.In het dialoogvenster voor de instelling van de automatische parametermeting worden de metingen opgeslagen in een tekstbestand dat kan worden gedefinieerd met het commando voor de instelling van het DDE-parameters/logbestand. Dit tekstbestand kan vervolgens worden geïmporteerd in een programma voor statistische analyse. Deze grafieken tonen aan dat zowel het aantal vocalisaties per sessie als de vocalisatiesnelheid per minuut toenemen gedurende een trainingsperiode van zes weken.Hier worden van links naar rechts representatieve vocalisaties getoond van elk van de drie categorieën 50 kilohertz vocalisaties die wij gebruiken. Deze zijn: eenvoudige frequentie, gemoduleerd en harmonisch. In dit voorbeeld worden frequentie-gemoduleerde vocalisaties van dezelfde rat getoond vóór de inductie van het parkinsonisme, na de inductie van het parkinsonisme en na de vocalisatietraining.Vergeleken met de baseline-vocalisatie in paneel A, vertoont de vocalisatie in de Parkinsonisme-conditie in paneel B een afname in bandbreedte, duur en intensiteit. De post-training vocalisatie in paneel C laat zien hoe de duur, intensiteit, bandbreedte en frequentiemodulatie terugkeren naar de baseline-waarden na vocalisatietraining. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht moeten hebben in het trainen, opnemen en analyseren van de ultrasone vocalisaties van ratten.

targeted-training-ultrasonic-vocalizations-aged-parkinsonian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Drug zelftoediening en ultrasone vocalisaties (USV) worden gebruikt als gedragsmatige evaluaties in dierproeven, maar zelden in combinatie. Het doel van dit artikel is het beschrijven van de voordelen van het opnemen van USVs tijdens de drug zelf de administratieve procedures om affectieve reacties beoordelen drugservaring.

Beoordeling van Ultrasone Spreken Tijdens Drug Zelf-toediening bij ratten

Ultrasone vocalisaties (USV's) bij muizen verschillen afhankelijk van leeftijd, geslacht, conditie en genetische achtergrond. Door twee ultrasone zenders tegelijkertijd op verschillende locaties uit te zenden, kan deze tweeduidige test muiserkenning en voorkeursreacties op verschillende kenmerken van USV's evalueren.

Het bepalen van Ultrasonic Vocalisatie Voorkeuren in Muizen met behulp van een twee-keuze afspelen Test

Hier presenteren we een protocol om geconditioneerd benaderingsgedrag naar Pavlov te eliciteren bij ratten. Deze procedure kan worden gebruikt om individuele verschillen te meten in de neiging om beloningsgerelateerde signalen te benaderen en incentive-salientie toe te schrijven en de kwetsbaarheid voor verslaving te onderzoeken.

Pavlov geconditioneerde Aanpak Training in Ratten

Ultrasone vocalisaties van muizen worden gebruikt als proxy's om de genetische basis van vocale communicatiedeficiënties te modelleren in muismodellen voor neuropsychiatrische stoornissen. Het huidige protocol beschrijft drie experimentele contexten die betrouwbaar ultrasone vocalisaties oproepen bij pups (gedurende de ontwikkeling) en volwassen muizen (interacties tussen dieren van hetzelfde geslacht, interacties tussen mannetjes en vrouwtjes in oestrus).

Opname Mouse Ultrasone geluiden om sociale communicatie Evalueer

Muizen produceren een complex multisyllabic repertoire van ultrasone vocalisaties (USV's). Deze USV's worden op grote schaal gebruikt als uitlezingen voor neuropsychiatrische stoornissen. Dit protocol beschrijft enkele van de praktijken die we hebben geleerd en ontwikkeld om consequent de akoestische eigenschappen en syntaxis van muisliedjes te induceren, verzamelen en analyseren.

Eliciting and Analyzing Male Mouse Ultrasonic Vocalization (USV) Songs

Hier presenteren wij een protocol om het gebruik van neurotrophin 4 (NTF4) systematisch te beschrijven en rechtstreeks te remodellen larynxale spierveroudering.

Subcutane Neurotrofine 4 Infusie Met Osmotische Pompen Of Directe Spierinjectie Verbetert Veroudering Rat Larynx Spieren

Dit protocol beschrijft methoden die worden gebruikt om de stemplooien van ratten voor te bereiden op histochemisch neuromusculair onderzoek.

Voorbereiding van de rattenzangplooi voor neuromusculaire analyses

Dit protocol is ontworpen om onderliggende leergerelateerde elektrofysiologische veranderingen te onderzoeken bij proefpersonen met diepe doofheid na een korte trainingsperiode in audio-tactiele sensorische substitutie door de gebeurtenisgerelateerde potentiële techniek toe te passen.

Beoordeling van audio-tactiele sensorische substitutietraining bij deelnemers met diepe doofheid met behulp van de gebeurtenisgerelateerde potentiële techniek

Ultrasone vocalisaties (USV's) van laboratoriumratten en muizen zijn nuttig voor het bestuderen van vocale en neurale functies. Dit protocol beschrijft een voedselbeloningsparadigma dat betrouwbaar lustieve USV's oproept zonder paringsgerelateerde verwarringen. Het beschrijft dierconditionering, stimuluspresentatie, opname en akoestische analyse, en biedt een reproduceerbare methode om affectieve-motiverende en craniale sensorimotorische functies te bestuderen.

Anticiperende voedselbeloning Oproepen van Appetitieve Ultrasone Vocalisaties bij laboratoriumratten en -muizen

Locomotion is vaak onderzocht als een gedrags-uitkomst in diverse modellen van de ziekte in gebieden zoals neurowetenschappen en orthopedie. Deze video paper beoogt te beschrijven een methode voor het verzamelen van de grond reactie krachten en kinematica van de ratten tijdens de ongebreidelde motoriek.

Kinematica en Ground Reaction Force Vaststelling: een demonstratie kwantificeren Locomotorische Vaardigheden van de Young Adult, van middelbare leeftijd, en geriatrische ratten

Leer hoe je ratten traint om het aantal en de complexiteit van hun ultrasone vocalisaties te vergroten. Deze methode combineert gedragstraining, opname en akoestische analyse om stemdeficiënties bij Parkinson en veroudering te bestuderen.

Gerichte Training van Ultrasone Spreken in Aged en Parkinson ratten

Meer video's verkennen