Name: Een objectieve en reproduceerbare Test van olfactorische leren en discriminatie in muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Leer een objectieve en reproduceerbare test van olfactorisch leren en discriminatie bij muizen. Deze methode onderzoekt associatief leren en synaptische plasticiteit met robuuste statistische steekproeven.

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

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.

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)
<ol><li>Monteren van een muis-kamer met kamer vloer. Houd het opleiding in een weinig verkeer, slecht verlichte gebied te vermijden van afleiding.</li>
	<li>Boren van elke haven van water met een klein gaatje bovenop dat een 18-gauge naald af te zien van water binnen het havengebied.</li>
	<li>Vul de glazen ampul met odorant opgelost in minerale olie (wekelijks vervangen) en veilig draai het GLB.</li>
	<li>18-gauge naald verbinden met siliconen slang. Glazen flesje GLB doorboren met 18-gauge naald, en sluit het andere uiteinde van silicone slangen aan de inname van de poorten van de geur.</li>
	<li>Plaats elke silicone slangen in een geur-ventiel.</li>
	<li>De vacuüm lijn sluit aan op de poorten van de geur.</li>
	<li>Twee 10 mL spuiten hecht aan een metaal bedrijf staaf en buis verbinden met de spuiten. Verbind de andere kant van de buis aan een naald 18 G. De naald in het geboorde gat van de neus poke poort op de muis kamer past. Sluit het andere uiteinde van de buis aan de ventiel voor vers water.</li>
	<li>Vul de twee 10 mL spuiten met knaagdier drinkwater.</li>
	<li>Een air-flow meter verbinden met de luchtinlaat en onderhouden van de luchtstroom op 3 – 5 L/min.</li>
	<li>Sluit de 2 kleppen van het water, 2 geur kleppen, 2 water poorten, geur poort, en macht aan het systeem van de interface USB. Sluit alle afsluiters op 'Output' poorten, alle geur en water poorten te 'Input' poorten. Sluit alle apparatuur om de macht van de uitgangen van de USB-interface-box, en tot slot de USB interface box aansluiten aan de macht.</li>
	<li>Aanpassen van de vacuüm zuigkracht Voorkom kruisbesmetting van geuren tussen proeven.</li>
	<li>Gebruik geur-specifieke buis odorant flesjes verbinden met de zaal.</li>
</ol>2. muis voorbereiding: 1 – 3 dagen
<ol><li>Muizen in 3 groepen verdelen: controle (geen olfactorische opleiding noodzakelijk), pseudo-opgeleide (muizen die beloning of straf willekeurig ontvangen), en opgeleide groepen. Pseudo-opgeleide muizen aan de opleiding vak en geur levering bloot, maar bieden geen olfactorische opleiding omdat de uitkomst van beloning ten opzichte van de straf willekeurig geassocieerd met de geur geleverd wordt. Opmerking: De pseudo-opgeleide groep zal het paradigma van de opleiding onder de "Pseudotraining" stadia doorlopen. Opgeleide muizen voltooit alle stadia van de opleiding. Pseudotraining is facultatief indien het doel van het experiment is te assay voor gedrags verschillen in geur discriminatie of leren. Het protocol bedoeld dat hier voegt u deze groep wil de experimentator sonde voor neuronale verschillen vóór en na de training. De pseudotrained groep zou dan bepalen voor passieve geur blootstelling en niet-olfactorische verwante opleiding.</li>
	<li>Beginnen water beperking in muizen tot 40 mL/kg/dag. Vermijd lichaamsgewicht verlies groter is dan 20% van de dieren basislijn gewicht om te voorkomen dat nood(Figuur 2).</li>
	<li>Weeg de muizen dagelijks om ervoor te zorgen zij boven de 80% van het gewicht van de basislijn. Als een muis kleiner is dan deze drempelwaarde, verwijder de muis uit de studie en bieden gratis toegang tot water.</li>
	<li>Houd alle milieufactoren constant in het gehele protocol zoals temperatuur, lawaai en verdwaalde geuren (met inbegrip van persoonlijke lichaam en parfum/Keulen/deodorant geuren). Opmerking: Zoals met alle dierlijk gedrag testen, kleine veranderingen in het milieu sterk kunnen beïnvloeden resultaten.</li>
</ol>3. instructies voor alle stadia
<ol><li>Code trainingssoftware voor elk stadium hieronder. Voer de software op de gedrags-software. Opmerking: Codering voor alle stadia zijn opgenomen in de aanvullende codering bestanden. Gegevens voor 20 routes zijn gegroepeerd als een enkel blok en muis prestaties blokken wordt weergegeven. Bovendien kan elke fase worden herhaald op een muis voor een aantal dagen tot voltooiing criteria is voldaan.</li>
	<li>Houd muizen niet in het vak behavior voor meer dan 60 min/dag.</li>
	<li>Schone muis afval uit de kooi voordat elke muis is overgebracht naar de kooi. Spuiten en veeg de zaal met 70% ethanol te minimaliseren muis geur afleiding.</li>
</ol>4. opleiding-fase 1: Associëren Water belonen met een Center neus Poke, 1-3 dagen
<ol><li>In dit stadium, koppelen aan muizen een beloning van water op verkenning van de water-poort.</li>
	<li>
Opleiding fase 1 programmering instructies
	<ol>
<li>Program dit stadium alleen de water levering om poort te gebruiken. Laat de muis een water beloning voor elke zak neus ontvangen. Opmerking: Het programma zal de uitgang van de duur van de proef en het totale aantal water beloont de muis ontvangen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stel de pseudotraining fase 1 programmeren hetzelfde als opleiding fase 1.</li>
	<li>
Vak configuratie en muis installatie
	<ol>
<li>Configureer het vak behavior met een water-poort in het midden en met alle kant poorten ontoegankelijk. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muis kamer en beginnen met het fase 1 programma.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Deze fase overwegen als voltooid wanneer de muis 100 proeven binnen 60 min. verwijderen bereikt de muis uit de zaal na 60 min of 100 trials hebben voltooid (Figuur 2B). Opmerking: Als gevolg van individuele verschillen, sommige muizen zal natuurlijk onthouden uit het verkennen van het vak.</li>
	<li>Als aanmoediging nodig is, moet u handmatig water leveren op de water-poort. Herhaal dit stadium maximaal 3 dagen. Opmerking: Muizen die al zijn getraind kunnen worden herhaald verder om pariteit en om hen te houden op vocht beperking. Het is ook mogelijk om een volledige groep naar fase 2 wanneer het gemiddelde van de groep 100 proeven/60 min bereikt. Dit zal zorgen voor alle muizen te blijven van opleiding op dezelfde dag.</li>
</ol>5. de opleiding fase 2: Een beloning van de Water kant poort koppelen aan Center poort neus Poke, 1-5 dagen
<ol><li>Laat de muizen steken hun neus in de haven centrum en vervolgens onmiddellijk ontvangen een beloning van water op de kant poorten in dit stadium.</li>
	<li>
Vak configuratie en muis installatie
	<ol>
<li>Configureer dit en elke latere fase met 2 water poorten aan de zijkanten en de geur-haven in het midden. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muis kamer en beginnen met de fase 2-programma.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Opleiding fase 2 programmering instructies
	<ol>
<li>Voorzien van de muis een onmiddellijke water beloning aan beide kanten na de neus zak in het midden geur levering haven. Output-parameters ingesteld voor deze fase als de duur van de proef, het aantal experimenten gestart, en het aantal water beloningen ontvangen binnen 5 s van de zak van de neus.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stel de pseudotraining fase 2 programmeren hetzelfde als opleiding fase 2.</li>
	<li>Overwegen van deze fase als voltooid wanneer er een minimum van 40 proeven worden uitgevoerd in 60 min, met ten minste 25% van de beloningen van de water ontvangen binnen 5 s van het center zak voor de neus van de poort. Verwijder de muis zodra deze fase is voltooid (Figuur 2C). Opmerking: De opleiding het percentage berekend van water beloningen ontvangen op een tijdige manier om te bepalen van de voltooiing van deze etappe. Hoewel muizen verschillen in hoe snel zij dit stadium voltooien, de meeste muizen voltooiing criteria zal bereiken binnen 5 dagen. Echter, als een muis heeft deze etappe niet voltooid binnen 5 dagen, niet verder de muis naar de volgende fase. Deze muis zal worden verwijderd uit de cohort.</li>
</ol>6. de opleiding fase 3: Associëren een beloning van Water met een specifieke geur en binnen een bepaalde tijd venster, 1-3 dagen
<ol><li>In deze fase laat de muizen een geur gaan (S+) op de neus zak ontvangen in de haven centrum. Opbrengst vervolgens een beloning van water op de neus zak in de poorten van de water kant binnen 5 s.</li>
	<li>
Opleiding fase 3 programmering instructies
	<ol>
<li>Leveren de S+ geur in het midden geur poort.</li>
		<li>Leveren van de beloning van water als de muis pokes de kant poorten binnen 5 s van de levering van een geur. Opmerking: Het programma begint alleen doordat de 100 ms neus zak in de haven centrum een water beloning oplevert. Zodra de muis pokes de center-poort voor de juiste hoeveelheid tijd in 80% van de proeven, de tijdsduur van de neus zak vereist voor een water-beloning met 50 ms zal toenemen tot 400 ms.</li>
		<li>Stel de output-parameters identiek aan fase 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stel de instructies voor het programmeren van fase 3 pseudotraining hetzelfde als opleiding fase 3. Sluit de S+ geur echter niet aan de geur levering controller om ervoor te zorgen dat de geur S+ niet gekoppeld aan een water-beloning is.</li>
	<li>
Vak configuratie en muis installatie
	<ol>
<li>In stadium 2 dezelfde configuratie instellen</li>
		<li>De geur van S+ verbinden met de geur levering controller. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muis kamer en beginnen het fase 3 programma. Zodra deze fase is voltooid, verwijdert u de muis.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Overweeg dit stadium als voltooid wanneer er meer dan 60 beloningen binnen 60 min (Figuur 2D).</li>
</ol>7. fase 4A: associëren No-Go (S-) geur en Time-out straf, 1 – 2 dagen
<ol><li>In dit stadium, kennismaken met de muizen een No-Go geur (S-). De straf van een time-out geven de muizen die ten onrechte naar de poorten van het water na de no-go geur ruiken.</li>
	<li>
Opleiding fase 4A programmering instructies
	<ol>
<li>Alleen de S+ odorant leveren in dit stadium in het begin, identiek aan fase 3. Beginnen na de volledige 40 muizen proeven, willekeurige levering van de geuren te nemen zowel S+ en S-geuren. Programmeren 2-s time-out straf als de muis probeert te zoeken naar een water-beloning na de No-Go geur wordt gepresenteerd. Opmerking: Om te helpen bij het onderscheiden van Go vs. No-Go, de IR kant lichten kunnen worden gemanipuleerd zodat ze op tijdens Go reukstoffen en uitgeschakeld tijdens No-Go odorant. De lichten fungeren als een secundaire cue om hulp van muizen in de initiële opleiding. Zodra muizen zijn opgeleid met de lichten, moeten ze onder gaan trainen zonder lichten te bevestigen dat ze hebben geleerd de taak met geuren.</li>
		<li>Stel de output-parameters als duur van de proef, aantal experimenten gestart, aantal proeven voltooid, % juiste en totaal aantal beloningen ontvangen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Instellen van de pseudotraining fase 4A programmering instructies hetzelfde als opleiding podium 4S behalve S+ en S-geuren worden willekeurig gepresenteerd vanaf het begin. Geef water beloning of time-out straffen willekeurig, ongeacht de taakprestaties van de.</li>
	<li>
Vak configuratie en muis installatie
	<ol>
<li>Stel de configuratie vak hetzelfde als vorige fase 3.</li>
		<li>S+ zowel S-geur verbinden met de geur levering controller. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muis kamer en beginnen met de fase 4A programma. Na de volledige 40 proeven van muizen, schakel het programma willekeurig om de geuren. Zodra deze fase is voltooid, verwijdert u de muis.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Overweeg dit stadium als voltooid wanneer er 40 proeven met > 60% juiste antwoorden.</li>
</ol>8. fase 4B: associëren No-Go (S-) geur en time-out straf, 5-11 dagen
<ol><li>
Opleiding fase 4B programmering instructies
	<ol>
<li>Identiek aan fase 4A, maken van dit stadium, echter de straf van de time-out voor de poging van een water-beloning na een S-geur 4 is s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stel de pseudotraining fase 4B programmering instructies identiek aan fase 4A, maar water beloning en time-out straf worden willekeurig geleverd per proef.</li>
	<li>
Vak configuratie en muis installatie
	<ol>
<li>Stel de configuratie vak hetzelfde als vorige fase 4A.</li>
		<li>S+ zowel S-geur verbinden met de geur levering controller. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muis kamer en beginnen met de fase 4B programma. Overwegen van deze fase voltooid wanneer er > 100 proeven binnen 60 min met nauwkeurigheid > 85%(Figuur 2)</li>
	</ol>
</li>
	<li>Toezicht op het maximum en minimum percentage correct is voor elke sessie van elke muis voortgang in dit stadium. Ongeveer 85-90% van de muizen bereiken voltooiing criteria voor deze fase. Uitsluiten van muizen die voltooiing van deze fase voor de Go/No-Go-Go-Go testfase niet bereiken.</li>
	<li>(Optioneel) Aan het einde van deze etappe, een omkering opleiding, waar de Go/No-Go-Go-Go odorant zijn overgestapt op het platform van de flacon geur van toepassing. Ervoor zorgen dat de muizen niet aan een andere prikkel, zoals het geluid van de kleppen de kant poorten zijn gekoppeld koppelen zijn.</li>
</ol>9. Go/No-Go-Go-Go assay taak: 1 dag, 20 Min per muis per dag
<ol><li>Beschouw dit als de laatste fase om de nauwkeurigheid te identificeren geur verenigingen en leren te discrimineren paren van de geur. Opmerking: Roman odorant worden gebruikt voor S +/ S-om te testen hoe lang dieren nemen om te leren van nieuwe koppelingen. Structureel vergelijkbare odorant paren worden gebruikt voor het verhogen van de moeilijkheidsgraad van de taak. Voorbeelden zijn 1-Butanol vs. 1-Pentanol, Isoamyl acetaat vs. Isoamyl butyraat, en + Carvone vs. - Carvone.</li>
	<li>
Programmering instructies
	<ol>
<li>Laat de trainingssoftware detecteren de lengte van de zak van de neus. Het programma van de 300 ms neus zak in de haven geur center voor het uitvoeren van de taak.</li>
		<li>Stel de output-parameters identiek aan fase 4B, behalve gebruik niet enig licht geleid signalen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Vak configuratie en muis installatie
	<ol>
<li>Stel de configuratie vak hetzelfde als vorige fase 4B.</li>
		<li>S+ zowel S-geur verbinden met de geur levering controller. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muis kamer en beginnen met de fase Go/No-Go-Go-Go programma. Bloot de muizen die de olfactorische Leeropdracht voor nieuwe paren van chemisch soortgelijke geuren hebben geleerd. Opmerking: Wildtype muizen met voldoende geur discriminatie bereiken > 85% nauwkeurigheid met roman odorant na ongeveer 10-20 blokken of 200-400 proeven (Figuur 3A).</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Carleton, A., Petreanu, L. T., Lansford, R., Alvarez-Buylla, A., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Becoming+a+new+neuron+in+the+adult+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Becoming a new neuron in the adult olfactory bulb.</a> Nat Neurosci. 6 (5), 507-518 (2003).</li>
<li>Petreanu, L., Alvarez-Buylla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maturation+and+death+of+adult-born+olfactory+bulb+granule+neurons%3A+role+of+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Maturation and death of adult-born olfactory bulb granule neurons: role of olfaction.</a> J Neurosci. 22 (14), 6106-6113 (2002).</li>
<li>Yamaguchi, M., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+period+for+sensory+experience-dependent+survival+of+newly+generated+granule+cells+in+the+adult+mouse+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Critical period for sensory experience-dependent survival of newly generated granule cells in the adult mouse olfactory bulb.</a> PNAS. 102 (27), 9697-9702 (2005).</li>
<li>Rochefort, C., Gheusi, G., Vincent, J. D., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enriched+odor+exposure+increases+the+number+of+newborn+neurons+in+the+adult+olfactory+bulb+and+improves+odor+memory%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Enriched odor exposure increases the number of newborn neurons in the adult olfactory bulb and improves odor memory.</a> J Neurosci. 22 (7), 2679-2689 (2002).</li>
<li>Arenkiel, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity-induced+remodeling+of+olfactory+bulb+microcircuits+revealed+by+monosynaptic+tracing%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">Activity-induced remodeling of olfactory bulb microcircuits revealed by monosynaptic tracing.</a> PloS one. 6 (12), 29423(2011).</li>
<li>Alonso, M., Viollet, C., Gabellec, M. M., Meas-Yedid, V., Olivo-Marin, J. C., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+discrimination+learning+increases+the+survival+of+adult-born+neurons+in+the+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Olfactory discrimination learning increases the survival of adult-born neurons in the olfactory bulb.</a> J Neurosci. 26 (41), 10508-10513 (2006).</li>
<li>Quast, K. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+broadening+of+inhibitory+sensory+maps%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Developmental broadening of inhibitory sensory maps.</a> Nat Neurosci. 20 (2), 189(2017).</li>
<li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task+learning+promotes+plasticity+of+interneuron+connectivity+maps+in+the+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Task learning promotes plasticity of interneuron connectivity maps in the olfactory bulb.</a> J Neurosci. 36 (34), 8856-8871 (2016).</li>
<li>Arbuckle, E. P., Smith, G. D., Gomez, M. C., Lugo, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testing+for+odor+discrimination+and+habituation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Testing for odor discrimination and habituation in mice.</a> J Vis Sci. (99), e52615(2015).</li>
<li>Zou, J., Wang, W., Pan, Y. W., Lu, S., Xia, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+measure+olfactory+behavior+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Methods to measure olfactory behavior in mice.</a> Curr Protoc Toxicol. , 11-18 (2015).</li>
<li>Uchida, N., Takahashi, Y. K., Tanifuji, M., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+maps+in+the+mammalian+olfactory+bulb%3A+domain+organization+and+odorant+structural+features%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Odor maps in the mammalian olfactory bulb: domain organization and odorant structural features.</a> Nat Neurosci. 3 (10), 1035(2000).</li>
<li>Cang, J., Isaacson, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+whole-cell+recording+of+odor-evoked+synaptic+transmission+in+the+rat+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo whole-cell recording of odor-evoked synaptic transmission in the rat olfactory bulb.</a> J Neurosci. 23 (10), 4108-4116 (2003).</li>
<li>Parthasarathy, K., Bhalla, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laterality+and+symmetry+in+rat+olfactory+behavior+and+in+physiology+of+olfactory+input%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Laterality and symmetry in rat olfactory behavior and in physiology of olfactory input.</a> J Neurosci. 33 (13), 5750-5760 (2013).</li>
<li>Rajan, R., Clement, J. P., Bhalla, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rats+smell+in+stereo%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Rats smell in stereo.</a> Science. 311 (5761), 666-670 (2006).</li>
<li>Batista-Brito, R., Close, J., Machold, R., Fishell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distinct+temporal+origins+of+olfactory+bulb+interneuron+subtypes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The distinct temporal origins of olfactory bulb interneuron subtypes.</a> J Neurosci. 28 (15), 3966-3975 (2008).</li>
<li>Sakamoto, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+postnatal+neurogenesis+contributes+to+formation+of+the+olfactory+bulb+neural+circuits+and+flexible+olfactory+associative+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Continuous postnatal neurogenesis contributes to formation of the olfactory bulb neural circuits and flexible olfactory associative learning.</a> J Neurosci. 34 (17), 5788-5799 (2014).</li>
<li>Resendez, S. L., Jennings, J. H., Ung, R. L., Namboodiri, V. M. K., Zhou, Z. C., Otis, J. M., Stuber, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+cortical%2C+subcortical%2C+and+deep+brain+neural+circuit+dynamics+during+naturalistic+mammalian+behavior+with+head-mounted+microscopes+and+chronically+implanted+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Visualization of cortical, subcortical, and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses.</a> Nat Protoc. 11 (3), 566(2016).</li>
<li>Park, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+optogenetics+with+multifunctional+flexible+polymer+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">One-step optogenetics with multifunctional flexible polymer fibers.</a> Nat Neurosci. 20 (4), 612(2017).</li>
</ol>

De auteurs verklaren geen belangenconflicten en geen concurrerende belangen.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>Glass vial</td><td>Qorpak</td><td>GLC-01016</td><td></td></tr><tr><td>Silicon Tubing</td><td>Thermo Scientific</td><td>86000030</td><td></td></tr><tr><td>18 gauge needles</td><td>BD</td><td>305196</td><td></td></tr><tr><td>1-Butanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>437603</td><td></td></tr><tr><td>Propionic Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>402907</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Chamber</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W</td><td></td></tr><tr><td>Chamber Floor</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W-GFW</td><td></td></tr><tr><td>Water Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-313W</td><td>Heeft er twee nodig</td></tr><tr><td>Odor stimulus</td><td>Med Associates</td><td>ENV-275</td><td>Bevat 2 kleppen om geurtoediening te regelen&nbsp;</td></tr><tr><td>Odor Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-375W-NPP</td><td></td></tr><tr><td>USB Interface</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td></td></tr><tr><td>Desktop Computer met Windows 2000, XP, Vista of 7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flow meter</td><td>VWR</td><td>97004-952</td><td></td></tr><tr><td>Gedragssoftware</td><td>Med Associates</td><td>SOF-735</td><td>Deze software, die elke trainingsfase aanstuurt, is nu vervangen door Med-PC V</td></tr><tr><td>Data Transfer software</td><td>Med Associates</td><td>SOF-731</td><td>Deze software zet de data om naar Excel</td></tr><tr><td>Training Software</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td>Deze software wordt gebruikt om elke trainingsfase te programmeren</td></tr><tr><td>Water Valve</td><td>Neptune Research</td><td>225P012-11</td><td>Deze klep wordt gebruikt om de watertoediening af te sluiten. Twee nodig</td></tr><tr><td>Odor Valve</td><td>Neptune Research</td><td>360P012-42</td><td>Deze klep wordt gebruikt om de geurtoediening af te sluiten. Twee nodig</td></tr></tbody></table>

een objectieve en reproduceerbare test van olfactorische leren en discriminatie in muizen

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

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.

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...

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.

Een objectieve en reproduceerbare Test van olfactorische leren en discriminatie in muizen

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

Het algemene doel van dit gedragsprotocol is om muizen te trainen zodat ze de ene geur associëren met een beloning en een andere geur met een straf. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen op het gebied van neurowetenschap, zoals leren, synaptische plasticiteit en sensorische discriminatie. Het grote voordeel van deze techniek is dat muizen, eenmaal getraind, binnen enkele uren honderden proeven uitvoeren voor een robuuste statistische bemonstering.De implicaties van deze techniek reiken tot therapie of diagnose van neurodegeneratieve ziekten, omdat de ernst van reukstoornissen voorspellend is voor latere cognitieve achteruitgang bij mensen. Hoewel deze methode inzicht kan geven in reukzin, kan deze ook worden toegepast op andere systemen, zoals visie of gehoor. Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal, omdat de eerste stappen voor zowel het instellen van de gedragskamer als het gebruik van de software moeilijk te leren zijn vanwege verschillende aansluitingen en trainingsstappen.Begin met het samenstellen van een muizenkamer met kamervloer. Houd de trainingsbox in een gebied met weinig verkeer en dim licht om afleiding te voorkomen. Boor vervolgens elk waterpoortje met een klein gaatje bovenop, om een naald van 18 gauge water in het poortje te kunnen uitdelen.Vul een glazen flacon met geurstoffen opgelost in minerale olie en draai de dop stevig vast. Verbind vervolgens een naald van 18 gauge met de siliconen slang. Prik de dop van de glazen flacon en verbind het andere uiteinde van de siliconen slang met de inlaat van de geurpoortjes.Plaats vervolgens elke siliconen buis in een geurklep. Verbind de vacuümlijn met de geurpoorten. Bevestig twee 10 milliliter spuiten aan een metalen houderstang en verbind de slang met de spuiten.Verbind vervolgens de andere kant van de slang met een naald van 18 gauge. Plaats de naald in het geboorde gat van de neusprikporiënt op de muizenkamer en verbind het andere uiteinde van de slang met de waterklep. Vul de twee 10 milliliter spuiten met drinkwater voor knaagdieren.Verbind vervolgens een luchtstroommeter met de luchtinlaat en houd de luchtstroom op drie tot vijf liter per minuut. Verbind de twee waterkleppen, twee geurkleppen, twee waterpoortjes, geurpoortje en stroom met het USB-interfacesysteem. En tenslotte, verbind de USB-interfacebox met stroom.Pas vervolgens de vacuümzuiging aan om kruisbesmetting van geuren tussen proeven te voorkomen, en gebruik geurspecifieke slangen om geurstoffenflessen met de kamer te verbinden. Om de muizen voor te bereiden op training, begin met waterrestrictie van 40 milliliter per kilogram per dag. Weeg de muizen dagelijks om ervoor te zorgen dat ze boven de 80%van het basisgewicht zijn, en houd alle omgevingsfactoren constant tijdens het hele protocol, inclusief temperatuur, lawaai en zwerfgeuren.Maak de kooi schoon voordat elke muis erin wordt overgebracht. Spuit en veeg de kamer af met 70%ethanol om afleiding door muisgeur te minimaliseren. Voor training in fase één, configureer de gedragsbox met een waterpoortje in het midden en met alle zijpoortjes ontoegankelijk.Plaats een muis in de kamer en sluit deze. Begin vervolgens met het trainingsprogramma in fase één. Beschouw deze fase als voltooid wanneer de muis 100 proeven binnen 60 minuten voltooit.Verwijder de muis uit de kamer na 60 minuten, of wanneer 100 proeven zijn voltooid. Voor training in fase twee, configureer deze en elke volgende fase met twee waterpoortjes aan de zijkanten en het geurpoortje in het midden. Plaats een muis in de kamer en sluit deze.Begin vervolgens met het trainingsprogramma in fase twee. Beschouw deze fase als voltooid wanneer er minimaal 40 proeven in 60 minuten worden uitgevoerd, met minimaal 25%van de waterbeloningen binnen vijf seconden na het neusprikken in het middenpoortje. Verwijder de muis zodra deze fase is voltooid.Voor training in fase drie, verbind de S-plus geur met de geurverdelingscontroller. Plaats een muis in de kamer en sluit deze. Begin vervolgens met het trainingsprogramma in fase drie.Beschouw deze fase als voltooid wanneer er meer dan 60 beloningen binnen 60 minuten zijn, en verwijder de muis zodra de fase is voltooid. Voor training in fase vier-A, stel de boxconfiguratie gelijk aan die van de vorige fase drie. Verbind vervolgens zowel de S-plus als de S-minus geur met de geurverdelingscontroller.Plaats een muis in de kamer en sluit deze. Begin vervolgens met het trainingsprogramma in fase vier-A. Nadat de muis 40 proeven heeft voltooid, schakel het programma om de geuren willekeurig te leveren.Verwijder de muis zodra de fase is voltooid. Voor training in fase vier-B, maak deze fase identiek aan fase vier-A. De tijdelijke straf voor het proberen een waterbeloning te krijgen na een S-minus geur is echter vier seconden.Verbind zowel de S-plus als de S-minus geur met de geurverdelingscontroller. Plaats een muis in de kamer. Sluit de muizenkamer en begin met het trainingsprogramma in fase vier-B.Beschouw deze fase als voltooid wanneer er meer dan 100 proeven binnen 60 minuten zijn, met een nauwkeurigheid van meer dan 85% Voor go/no-go test, stel de boxconfiguratie gelijk aan die van de vorige fase vier-B. Verbind zowel de S-plus als de S-minus geur met de geurverdelingscontroller. Plaats vervolgens een muis in de kamer.Begin met het go/no-go trainingsprogramma en stel vervolgens de muis die de olfactorische leertaak heeft geleerd bloot aan nieuwe paren chemisch vergelijkbare geuren. Zodra de muizen de olfactorische leertaak hebben geleerd, kunnen ze nieuwe geurparen associëren met beloning en straf. Deze getrainde muizen beginnen normaal gesproken met ongeveer 50%nauwkeurigheid op de go/no-go taak.Het percentage correct kan worden uitgezet per proefblok als een leercurve voor nieuwe geurparen. Binnen 10 blokprovingen kunnen muizen in staat zijn om correct te discrimineren tussen geuren, met een nauwkeurigheid van meer dan 85%. Dit laat zien dat ons protocol met succes wildtype muizen heeft getraind om de ene geur te associëren

an-objective-reproducible-test-olfactory-learning-discrimination

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Fundamenteel, maar toch unieke eigenschappen van het knaagdieren olfactorisch systeem hebben ertoe geleid dat het toenemende onderzoek onder biologen. Een relatief eenvoudige beoordeling van de functie is dan ook noodzakelijk. Hier beschrijven we gevoelige tests voor de karakterisering van de muis olfactorische gevoeligheid en voorkeur.

Olfactorische Behavioral Testen in de Adult Mouse

Verminderde olfactorische functie is een veel voorkomend kenmerk bij veel neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder Parkinson, Alzheimer en de ziekte van Huntington. In het huidige artikel beschrijven we een reeks tests voor het beoordelen van olfactorische discriminatie en detectie bij muizen die kunnen worden gebruikt om olfactorische vermogens te meten in muismodellen van neurodegeneratieve ziekten.

Olfactorische Testen voor muismodellen van neurodegeneratieve ziekte

Dit manuscript beschrijft een protocol om het reuksysteem van knaagdieren te onderzoeken. De reuk habituatie/dishabituatie test zal onderzoekers in staat stellen om te bepalen of een muis zich aanpast aan een herhaaldelijk gepresenteerde geur en of de muis dishabituatie vertoont wanneer een nieuwe geur wordt gepresenteerd.

Testen voor Geur Discriminatie en gewenning in Muizen

We presenteren een eenvoudige en onbevooroordeelde olfactorische test bij muizen. Met dit protocol kunnen olfactorische discriminatie, voorkeur, vermijding en gevoeligheid voor een nieuwe geur in vergelijking met water worden beoordeeld in sessies van enkel gedrag. Deze methode is geïndiceerd voor een enkele experimentator en de analyse is gebaseerd op computerondersteunde videoverwerking.

Eenvoudig en Computer-assisted Olfactorische testen voor Muizen

De herkenningstest object (ORT) is een eenvoudige en efficiënte test voor de evaluatie van leren en geheugen in muizen. De methodologie wordt hieronder beschreven.

De herkenningstest roman-Object voor het onderzoek naar leren en geheugen in muizen

Dit artikel geeft een gedetailleerde beschrijving van een nieuw muisbeoordelingsprotocol. Bewijs van de gevoeligheid van deze olfactorische graaftaak voor affectieve toestand wordt ook aangetoond en het nut ervan in verschillende onderzoeksgebieden wordt besproken.

Beoordeling van de beoordelingsbias van de muis door middel van een olfactorische graaftaak

Dit artikel geeft een gedetailleerde beschrijving van de test voor begraven voedsel en het experiment met sociale geurdiscriminatie om de effecten van blootstelling aan ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen te beoordelen.

Onderzoek naar de effecten van ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen

Dit protocol beschrijft de constructie van een olfactometer voor go/no-go olfactorische gedragsexperimenten. Stapsgewijze instructies, samen met afbeeldingen, worden meegeleverd om de succesvolle constructie van de olfactometer te garanderen. Informatie voor het oplossen van problemen die zich tijdens het proces voordoen, is ook inbegrepen.

Constructie van een olfactometer voor onderzoek naar olfactorisch gedrag bij knaagdieren

Hier presenteren we een protocol van een olfactorische voorkeurstest die het mogelijk maakt om negatieve olfactorische vooroordelen ten opzichte van zowel eetlust als aversieve geurstimuli in muismodellen van depressie te beoordelen.

Een olfactorische voorkeurstest voor het meten van olfactorische hedonische vooroordelen in muismodellen van depressie

De Lashley III doolhof is een route-learning taak die niet afhankelijk is van aversieve stimuli of visuele cues. Het is dus een zeer aantrekkelijke optie voor het evalueren van leren en geheugen, vooral in ouder worden muizen of anderszins waar stress is een overweging.

Lage-stress Route leren met behulp van de Lashley III Maze in Muizen

Leer een objectieve en reproduceerbare test van olfactorisch leren en discriminatie bij muizen. Deze methode onderzoekt associatief leren en synaptische plasticiteit met robuuste statistische steekproeven.

Een objectieve en reproduceerbare Test van olfactorische leren en discriminatie in muizen

Meer video's verkennen