Constructie van een olfactometer voor onderzoek naar olfactorisch gedrag bij knaagdieren

We onderzoeken de betrokkenheid van reukzin bij leren en geheugen. Dit onderzoek onderzoekt hoe het reukvermogen cognitieve processen beïnvloedt, waaronder het verwerven, vasthouden en herinneren van informatie. We onderzoeken de neurale paden die het reuksysteem verbinden met de hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor geheugenvorming, zoals de hippocampus.

In het onderzoek naar de ziekte van Alzheimer kunnen ziekteverwekkers, waaronder virussen en bacteriën, via de neus de hersenen binnendringen en naar regio's reizen die betrokken zijn bij leren en geheugen, zoals de hippocampus. Deze route omvat het reuksysteem, dat een directe route van de neusholte naar de hersenen biedt. In onze studies ontdekten we dat, naarmate het dier leert geurstoffen te onderscheiden in een go/no-go-taak, de aftopping van neuronoxidaties met hoge gammafrequentie door het gezicht van theta-kloofoxidaties verandert in een kwestie die resulteert in divergentie tussen die beloonde en niet-beloonde geurstof.

Dit kan worden gebruikt om de identiteit van de geur te bepalen. Gefabriceerde olfactometers hebben beperkingen, zoals hoge kosten, reparatievertragingen en onderhoudsbehoeften. We bieden een gids voor het bouwen van een kosteneffectieve, computergestuurde olfactometer met behulp van direct beschikbare componenten, waardoor onderzoekers meer mogelijkheden krijgen op het gebied van reukzin en diergedrag.

Bedrijven die geautomatiseerde olfactometers produceren en verkopen, gaan vaak failliet of krijgen te maken met problemen met de toeleveringsketen. Door te leren hoe je een olfactometer bouwt, kan een gebruiker de olfactometer aanpassen op basis van onderzoeksbehoeften. Ons protocol is niet afhankelijk van specifieke onderdelen en veel componenten kunnen worden geüpgraded of gewijzigd, afhankelijk van de beschikbare voorraad.

Stel om te beginnen de enkelpolige, enkelvoudige worp of SPST, tijdelijke drukknopschakelaars in. Soldeer met een soldeerbout twee draden aan elke SPST kortstondige drukknopschakelaar. Bevestig de SPST-kortstondige drukknopschakelaar aan de schakelkast.

Zet de draden vervolgens vast door ze te draaien of tape aan te brengen om ze georganiseerd te houden. Plaats de geurkleppen in de daarvoor bestemde sleuven van het geurkleppenrek, die zich in het midden van het whiteboard bevinden. Verwijder vervolgens de isolatie van de draden die op elke klep zijn aangesloten.

Soldeer met een soldeerbout een draad van elke klep aan een dikkere draad. Plaats een draad in de massaklem op het stripblok van de schroefklem aan de achterkant van het whiteboard en steek de tweede draad in de overeenkomstige pin op de SSR-48RACK Sluit de pinnen één tot en met acht op de SSR-48RACK aan op elk twee knijpkleppen. Sluit voor elke klep één draad van een drukknop aan op de 24-volt voeding en de andere draad op de pin op de SSR-48RACK die op de klep wordt aangesloten.

Plaats nu de waterklep en de laatste klep in de daarvoor bestemde sleuven op de klepplaat. Sluit de waterklep en de laatste klep aan op respectievelijk de massaklem en pennen 17 en 18 op de SSR-48RACK. Bevestig drukknoppen aan de 24 volt voeding en pinnen 17 en 18.

Schaf vervolgens een geschikte voeding en een verlengsnoer aan. Haal met een draadknipper de stekker uit het netsnoer van de voeding. Knip het ene uiteinde van de draad door die de SSR-48RACK van stroom voorziet.

Sluit vervolgens een van de draden aan op de G-schroef op de voeding en de andere draad op de V1-aansluiting op de voeding. Sluit vervolgens een draad aan van de G2-aansluiting naar de massa op het stripblok van de schroefklem. Sluit vervolgens een draad aan van de V1-aansluiting op het vijfvolt schroefklemmenblok.

Sluit ten slotte één draad aan van de V3-aansluiting op het 24-volt schroefklemmenblok. Plaats twee debietmeters in de debietmeterhouders. Zorg voor een aquariumpomp die zorgt voor een luchtstroom van twee liter per minuut.

Sluit een kort stukje slang van elk van de twee uitgangen van de aquariumpomp aan op de twee ingangen van een T-connector. Bevestig een stuk slang van de uitgang van de T-connector naar de ingang van een actief koolfilter. Sluit de slang van de uitgang van het koolstoffilter aan op een T-connector.

Sluit vervolgens de twee uitgangen van deze T-connector aan op een kogelkraan, die het luchtdebiet regelt. Sluit vervolgens de uitgang van elke kogelkraan aan op de ingang van de debietmeters. Sluit de output van de debietmeter van 50 kubieke centimeter per minuut aan op het bovenste spruitstuk om lucht te leveren aan de geurevenwichtsflesjes van 40 milliliter met geurstoffen in minerale olie.

Sluit de uitgang van elke geurflacon aan op de overeenkomstige ingang op het onderste spruitstuk en sluit de lus op het luchtstroomsysteem. Plaats daarna elk stuk slang in de knijpkleppen. Sluit de uitgang van de twee liter per minuut debietmeter aan op de zij-ingang van het onderste spruitstuk en de uitgang van het onderste spruitstuk op de ingang van de uiteindelijke omleidingsklep.

Sluit de standaard uitgaande van de laatste klep aan op de geurafgiftebuis in de go- of no-go-kamer. Sluit vervolgens de standaard uit-uitgang van de eindklep aan op een uitlaatbuis. Bevestig nu een naald van 18 gauge aan de punt van een spuit van vijf milliliter die is aangewezen voor de levering van waterbeloningen.

Sluit een buis aan op de naaldpunt. Sluit vervolgens het andere uiteinde van de buis aan op de ingang van de waterklep en de slang van de uitgang van de waterklep tot de limiet. Weeg om te beginnen elke muis afzonderlijk op een gekalibreerde weegschaal en noteer het gewicht van elke muis in een laboratoriumlogboek.

Plaats na het wegen elke muis voorzichtig in de daarvoor bestemde muizenkamer. Activeer de sensoren en stimuli afgiftesystemen om je voor te bereiden op de olfactorische discriminatietaak. Start het MATLAB-programma om experimentele parameters te controleren, zoals het toedienen van geurstimuli gedurende 2,5 seconde, het afgeven van water en het registreren van reacties.

Analyseer gegevens in realtime om onmiddellijke feedback te geven over de prestaties van het dier. Draai vervolgens het geurpaar om en stel de eerder beloonde geur in als niet-beloond en vice versa. Test daarna de cognitieve flexibiliteit van het dier door zijn vermogen te observeren om geurassociaties af te leren en opnieuw te leren, waardoor inzicht wordt verkregen in de plasticiteit van olfactorisch leren bij muizen.

Op de eerste dag van de go- of no-go-taak in voorwaartse richting, verbeterde de muis geleidelijk tot 80% correcte antwoorden, waarbij hij leerde alleen te likken voor ethylacetaat. Op de laatste dag van de voorwaartse taak bereikte de muis een consistente vaardigheid, waarbij de prestaties op of boven 80% correct bleven. Na het omkeren van de geurstoffen daalde het juiste reactiepercentage van de muis tot ongeveer 10% op de eerste dag in omgekeerde richting.

Op de laatste dag in de omgekeerde taak herwon de muis zijn vaardigheid en behaalde hij consistente prestaties op of boven 80% correct.