$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wiele zwierząt używa wokalizacji do komunikacji wewnątrzgatunkowej. W mięśniu myszy Mus musculus jednym z ważnych rodzajów sygnału komunikacyjnego są wokalizacje ultradźwiękowe (USV), które mają częstotliwości wyższe niż 20 kHz. USV emitowane przez myszy są uważane za składnik rozpoznania społecznego w interakcjach mężczyzna-samica1-4, samica-samica1, 5 i mężczyzna-samiec1, 6. USV są również emitowane przez młode, gdy są odizolowane od matki, co zwiększa jej zachowanie związane z aportowaniem szczeniąt, a tym samym przeżywalność młodych 7. Chociaż w wielu raportach przeanalizowano i skategoryzowano USV myszy8,9, reakcje behawioralne i mechanizmy neuronalne zwierzęcia przyjmującego zostały mniej udokumentowane10, 11. To ostatnie jest niezbędne do wyjaśnienia biologicznego znaczenia różnych cech USV. Aby ujawnić te mechanizmy, eksperyment z odtwarzaniem jest skuteczną metodą. Ostatnie badania nad odtwarzaniem wykazały, że samice myszy są przyciągane do USV12 i że wolą USV od samców, które różnią się od ich rodziców13, 14.
Ten artykuł wyjaśnia test odtwarzania używany do oceny preferencji USV u myszy. Opracowano zestaw testowy do wyboru dwóch opcji, w którym dwa różne USV mogą być odtwarzane jednocześnie w dwóch komorach obudowy testowej, jak pokazano na rysunku 1. Ten typ skrzynki testowej zapobiega zanieczyszczeniu akustycznemu poprzez podzielenie obszaru testowego na trzy podkomory, za pomocą ołowianych ścianek. Emitery ultradźwięków znajdują się na zewnątrz każdego pomieszczenia. W ścianie między pomieszczeniami i emiterami ultradźwięków znajdują się otwory zasłonięte siatką drucianą. Myszy mogą swobodnie poruszać się w trzech pomieszczeniach i wykazywać zachowanie "przeszukiwania siatki", jakby reagowały na USV odtwarzane przez emitery ultradźwięków. W tym teście myszy przebywają przez różne okresy w pobliżu jednego lub drugiego emitera dźwięku. Parametry te można rejestrować w celu uzyskania czułej miary preferencji dźwiękowych.
Aby odtworzyć USV, użyto nanokrystalicznych krzemowych emiterów termoakustycznych (np. "emiter nc-Si"), tak jak w poprzednich badaniach15-17. Urządzenia te składają się z cienkowarstwowej elektrody grzejnej, nanoporowatej warstwy krzemu i monokrystalicznej płytki krzemowej. Cyfrowy plik dźwiękowy jest konwertowany na sygnał analogowy, a następnie przepuszczany przez elektrodę grzałki. Urządzenie przekształca powstałe w ten sposób zależne od napięcia sygnały termiczne na znaczne ciśnienie akustyczne o niewielkich zniekształceniach. Wyjątkowość tego urządzenia polega na tym, że w przeciwieństwie do zwykłych generatorów dźwięku, które opierają się na wibracjach mechanicznych, może odtwarzać dźwięk bez potrzeby stosowania membrany. Emiter wykazuje płaski poziom ciśnienia akustycznego na częstotliwościach od 20 do 160 kHz (ilustracja 2) i może bardzo dokładnie odtwarzać cyfrowo zarejestrowane mysie USV pod względem czasu trwania, częstotliwości i poziomu ciśnienia akustycznego15, 18, 19.
W reprezentatywnym eksperymencie pokazanym na rysunku 3, samice C57BL/6 (B6) mogły wybierać między samcami USV BALB/c (BALB) a hałasem w tle. Ponadto Rysunek 4 przedstawia wybór samic B6 i BALB między jednoczesnym odtwarzaniem USV przez BALB i samca B6, jak podano w poprzednim badaniu14. Charakterystyka męskich USV różni się między szczepami B6 i BALB20. Jak pokazują te wyniki, atrakcyjność USV można ocenić za pomocą obecnego protokołu, w którym dźwięki są nagrywane od żywej osoby, analizowane akustycznie i odtwarzane innym osobom.