Name: Wywoływanie i analizowanie piosenek z wokalizacji ultradźwiękowej (USV) samców myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: Poznaj metodę wywoływania i analizy ultradźwiękowych wokalizacji samców myszy w różnych kontekstach społecznych. Technika ta umożliwia badanie komunikacji głosowej i zaburzeń neuropsychiatrycznych.

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

playerTrialDesktop

Ta praca była wspierana przez fundusze Instytutu Medycznego Howarda Hughesa dla EDJ. Dziękujemy Pr. Sylvie Granon (NeuroPSI - University Paris south XI - FRANCJA) za użyczenie nam sprzętu głośnikowego. Dziękujemy również członkom Jarvis Lab za ich wsparcie, dyskusje, poprawki i komentarze do tej pracy, w szczególności Joshui Jonesowi Macopsonowi za pomoc w tworzeniu figur i testów. Dziękujemy dr Gustavo Arriaga za pomoc w tworzeniu oprogramowania Mouse Song Analyzer, aktualizację go do wersji 1.3 i inne aspekty tego protokołu. Wersja 1.0 oprogramowania została opracowana przez Holy i Guo, a wersje 1.1 i 1.3 przez Arriaga.

<ol><li>Amato, F. R., Scalera, E., Sarli, C., Moles, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pups+call%2C+mothers+rush%3A+does+maternal+responsiveness+affect+the+amount+of+ultrasonic+vocalizations+in+mouse+pups%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Genet%22%5BJournal%5D)">Pups call, mothers rush: does maternal responsiveness affect the amount of ultrasonic vocalizations in mouse pups.</a> Behav. Genet. 35, 103-112 (2005).</li>
<li>Panksepp, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Affiliative+behavior%2C+ultrasonic+communication+and+social+reward+are+influenced+by+genetic+variation+in+adolescent+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Affiliative behavior, ultrasonic communication and social reward are influenced by genetic variation in adolescent mice.</a> PloS ONE. 2, e351(2007).</li>
<li>Moles, A., Costantini, F., Garbugino, L., Zanettini, C., D'Amato, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+vocalizations+emitted+during+dyadic+interactions+in+female+mice%3A+a+possible+index+of+sociability%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic vocalizations emitted during dyadic interactions in female mice: a possible index of sociability.</a> Behav. Brain Res. 182, 223-230 (2007).</li>
<li>Chabout, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+male+mice+emit+context-specific+ultrasonic+vocalizations+that+are+modulated+by+prior+isolation+or+group+rearing+environment%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Adult male mice emit context-specific ultrasonic vocalizations that are modulated by prior isolation or group rearing environment.</a> PloS ONE. 7, e29401(2012).</li>
<li>Yang, M., Loureiro, D., Kalikhman, D., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+mice+emit+distinct+ultrasonic+vocalizations+when+the+female+leaves+the+social+interaction+arena%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Male mice emit distinct ultrasonic vocalizations when the female leaves the social interaction arena.</a> Front. Behav. Neurosci. 7, (2013).</li>
<li>Petric, R., Kalcounis-Rueppell, M. C. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/275453174_Female_and_male_adult_brush_mice_Peromyscus_boylii_use_ultrasonic_vocalizations_in_the_wild">Female and male adult brush mice (Peromyscus boylii) use ultrasonic vocalizations in the wild.</a> Behaviour. 150, 1747-1766 (2013).</li>
<li>Bishop, S. L., Lahvis, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+autism+diagnosis+in+translation%3A+shared+affect+in+children+and+mouse+models+of+ASD%5BTitle%5D)+AND+%22Autism+Res%22%5BJournal%5D)">The autism diagnosis in translation: shared affect in children and mouse models of ASD.</a> Autism Res. 4, 317-335 (2011).</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+%26+Behav%22%5BJournal%5D)">Translating mouse vocalizations: prosody and frequency modulation.</a> Genes Brain & Behav. 10, 4-16 (2011).</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, (2008).</li>
<li>Arriaga, G., Zhou, E. P., Jarvis, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Of+mice%2C+birds%2C+and+men%3A+the+mouse+ultrasonic+song+system+has+some+features+similar+to+humans+and+song-learning+birds%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Of mice, birds, and men: the mouse ultrasonic song system has some features similar to humans and song-learning birds.</a> PloS ONE. 7, (2012).</li>
<li>Holy, T. E., Guo, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+songs+of+male+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic songs of male mice.</a> PLoS Biol. 3, 2177-2186 (2005).</li>
<li>Portfors, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Types+and+functions+of+ultrasonic+vocalizations+in+laboratory+rats+and+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Amer.+Assoc.+Lab.+Anim.+Science%3A+JAALAS%22%5BJournal%5D)">Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice.</a> J. Amer. Assoc. Lab. Anim. Science: JAALAS. 46, 28-28 (2007).</li>
<li>Wohr, M., Schwarting, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Affective+communication+in+rodents%3A+ultrasonic+vocalizations+as+a+tool+for+research+on+emotion+and+motivation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Affective communication in rodents: ultrasonic vocalizations as a tool for research on emotion and motivation.</a> Cell Tissue Res. , 81-97 (2013).</li>
<li>Pasch, B., George, A. S., Campbell, P., Phelps, S. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003347211001795">Androgen-dependent male vocal performance influences female preference in Neotropical singing mice.</a> Animal Behav. 82, 177-183 (2011).</li>
<li>Asaba, A., Hattori, T., Mogi, K., Kikusui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sexual+attractiveness+of+male+chemicals+and+vocalizations+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Sexual attractiveness of male chemicals and vocalizations in mice.</a> Front. Neurosci. 8, (2014).</li>
<li>Balaban, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bird+song+syntax%3A+learned+intraspecific+variation+is+meaningful%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Bird song syntax: learned intraspecific variation is meaningful.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85, 3657-3660 (1988).</li>
<li>Byers, B. E., Kroodsma, D. E. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000334720800496X">Female mate choice and songbird song repertoires.</a> Animal Behav. 77, 13-22 (2009).</li>
<li>Hanson, J. L., Hurley, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Female+presence+and+estrous+state+influence+mouse+ultrasonic+courtship+vocalizations%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Female presence and estrous state influence mouse ultrasonic courtship vocalizations.</a> PloS ONE. 7, (2012).</li>
<li>Pomerantz, S. M., Nunez, A. A., Bean, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Female+behavior+is+affected+by+male+ultrasonic+vocalizations+in+house+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+%26+Behav%22%5BJournal%5D)">Female behavior is affected by male ultrasonic vocalizations in house mice.</a> Physiol. & Behav. 31, 91-96 (1983).</li>
<li>White, N. R., Prasad, M., Barfield, R. J., Nyby, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((40-+and+70-kHz+Vocalizations+of+Mice+%28Mus+musculus%29+during+Copulation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+%26+Behav%22%5BJournal%5D)">40- and 70-kHz Vocalizations of Mice (Mus musculus) during Copulation.</a> Physiol. & Behav. 63, 467-473 (1998).</li>
<li>Hammerschmidt, K., Radyushkin, K., Ehrenreich, H., Fischer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Female+mice+respond+to+male+ultrasonic+%27songs%27+with+approach+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+Letters%22%5BJournal%5D)">Female mice respond to male ultrasonic 'songs' with approach behaviour.</a> Biology Letters. 5, 589-592 (2009).</li>
<li>Ey, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Autism+ProSAP1%2FShank2+mouse+model+displays+quantitative+and+structural+abnormalities+in+ultrasonic+vocalisations%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The Autism ProSAP1/Shank2 mouse model displays quantitative and structural abnormalities in ultrasonic vocalisations.</a> Behav. Brain Res. 256, 677-689 (2013).</li>
<li>Chabout, J., Sarkar, A., Dunson, D. B., Jarvis, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+mice+song+syntax+depends+on+social+contexts+and+influences+female+preferences%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci.+9%22%5BJournal%5D)">Male mice song syntax depends on social contexts and influences female preferences.</a> Front. Behav. Neurosci. 9. 76, (2015).</li>
<li>Hoffmann, F., Musolf, K., Penn, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freezing+urine+reduces+its+efficacy+for+eliciting+ultrasonic+vocalizations+from+male+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+%26+Behav%22%5BJournal%5D)">Freezing urine reduces its efficacy for eliciting ultrasonic vocalizations from male mice.</a> Physiol. & Behav. 96, 602-605 (2009).</li>
<li>Roullet, F. I., Wohr, M., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Female+urine-induced+male+mice+ultrasonic+vocalizations%2C+but+not+scent-marking%2C+is+modulated+by+social+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Female urine-induced male mice ultrasonic vocalizations, but not scent-marking, is modulated by social experience.</a> Behav. Brain Res. 216, 19-28 (2011).</li>
<li>Barthelemy, M., Gourbal, B. E., Gabrion, C., Petit, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+the+female+sexual+cycle+on+BALB%2Fc+mouse+calling+behaviour+during+mating%5BTitle%5D)+AND+%22Die+Naturwissenschaften%22%5BJournal%5D)">Influence of the female sexual cycle on BALB/c mouse calling behaviour during mating.</a> Die Naturwissenschaften. 91, 135-138 (2004).</li>
<li>Byers, S. L., Wiles, M. V., Dunn, S. L., Taft, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+estrous+cycle+identification+tool+and+images%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Mouse estrous cycle identification tool and images.</a> PloS ONE. 7, (2012).</li>
<li>Whitten, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modification+of+the+oestrous+cycle+of+the+mouse+by+external+stimuli+associated+with+the+male%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">Modification of the oestrous cycle of the mouse by external stimuli associated with the male.</a> J. Endocrinol. 13, 399-404 (1956).</li>
<li>Whitney, G., Coble, J. R., Stockton, M. D., Tilson, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ULTRASONIC+EMISSIONS%3A+DO+THEY+FACILITATE+COURTSHIP+OF+MICE%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiolog.+Psych%22%5BJournal%5D)">ULTRASONIC EMISSIONS: DO THEY FACILITATE COURTSHIP OF MICE.</a> J. Comp. Physiolog. Psych. 84, 445-452 (1973).</li>
<li>Asaba, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+social+environment+imprints+female+preference+for+male+song+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Developmental social environment imprints female preference for male song in mice.</a> PloS ONE. 9, 87186(2014).</li>
<li>Neunuebel, J. P., Taylor, A. L., Arthur, B. J., Egnor, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Female+mice+ultrasonically+interact+with+males+during+courtship+displays%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Female mice ultrasonically interact with males during courtship displays.</a> eLife. 4, (2015).</li>
<li>Burkett, Z. D., Day, N. F., Penagarikano, O., Geschwind, D. H., White, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VoICE%3A+A+semi-automated+pipeline+for+standardizing+vocal+analysis+across+models%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">VoICE: A semi-automated pipeline for standardizing vocal analysis across models.</a> Scientific Reports. 5, 10237(2015).</li>
<li>Grimsley, J. M., Gadziola, M. A., Wenstrup, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+classification+of+mouse+pup+isolation+syllables%3A+from+cluster+analysis+to+an+Excel-based+%22mouse+pup+syllable+classification+calculator%22%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Automated classification of mouse pup isolation syllables: from cluster analysis to an Excel-based "mouse pup syllable classification calculator".</a> Front. Behav. Neurosci. 6, (2012).</li>
<li>Grimsley, J. M. S., Monaghan, J. J. M., Wenstrup, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+social+vocalizations+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Development of social vocalizations in mice.</a> PloS ONE. 6, (2011).</li>
<li>Portfors, C. V., Perkel, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+ultrasonic+vocalizations+in+mouse+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">The role of ultrasonic vocalizations in mouse communication.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 28, 115-120 (2014).</li>
<li>Merten, S., Hoier, S., Pfeifle, C., Tautz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+role+for+ultrasonic+vocalisation+in+social+communication+and+divergence+of+natural+populations+of+the+house+mouse+%28Mus+musculus+domesticus%29%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">A role for ultrasonic vocalisation in social communication and divergence of natural populations of the house mouse (Mus musculus domesticus).</a> PloS ONE. 9, 97244(2014).</li>
<li>Neilans, E. G., Holfoth, D. P., Radziwon, K. E., Portfors, C. V., Dent, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+ultrasonic+vocalizations+by+CBA%2FCaJ+mice+%28Mus+musculus%29+is+related+to+spectrotemporal+dissimilarity+of+vocalizations%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Discrimination of ultrasonic vocalizations by CBA/CaJ mice (Mus musculus) is related to spectrotemporal dissimilarity of vocalizations.</a> PloS ONE. 9, 85405(2014).</li>
<li>Holfoth, D. P., Neilans, E. G., Dent, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+partial+from+whole+ultrasonic+vocalizations+using+a+go%2Fno-go+task+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Discrimination of partial from whole ultrasonic vocalizations using a go/no-go task in mice.</a> J. Acoust. Soc. Am. 136, 3401(2014).</li>
<li>Asaba, A., Kato, M., Koshida, N., Kikusui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+Ultrasonic+Vocalization+Preferences+in+Mice+using+a+Two-choice+Playback%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Determining Ultrasonic Vocalization Preferences in Mice using a Two-choice Playback.</a> J Vis Exp. , (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Protokół ten zapewnia podejścia do zbierania, ilościowego określania i badania wokalizacji zalotów samców myszy w laboratorium w odniesieniu do różnych bodźców, głównie związanych z samicami. Jak przedstawiono wcześniej w Chabout i wsp. 23oraz w reprezentatywnych wynikach, zastosowanie tej metody pozwoliło nam odkryć zależne od kontekstu wokalizacje i składnię, które mają znaczenie dla odbierających samic. Standaryzacja tych bodźców zapewni zebranie wiarygodnej liczby USV i pozwoli na szczegółową analizę pieśni i repertuaru godowego samca.
Kiedy żywa samica jest obecna z samcem, protokół nie pozwala nam jednoznacznie zidentyfikować emitera wokalizacji. Jednak wcześniejsze badania wykazały, że większość wokalizacji emitowanych w takim kontekście pochodziła od samców26,29. Większość badań wykorzystujących przedstawiciela tego samego gatunku (mężczyznę lub samicę) jako bodziec dla samców uważa, że ilość wokalizacji samic w tych kontekstach jest znikoma 4,5,22,30. Jednak w niedawnym artykule wykorzystano triangulację do zlokalizowania wokalizacji emitera w warunkach przebywania w grupie31 i wykazano, że w obrębie diady samica przyczynia się do ~10% USV. W niniejszym protokole użycie znieczulonej samicy pozwala użytkownikowi na badanie męskich wokalizacji w obecności samicy bez jej wokalizacji. W przeciwieństwie do oczekiwań tego ostatniego badania31, nie znaleźliśmy różnicy w liczbie emitowanych sylab między warunkami FE i AF23. Możliwe, że żywe samice nie przyczyniły się znacząco do nagrań lub że samce wokalizowały mniej w obecności żywych samic w porównaniu ze znieczulonymi samicami. Niemniej jednak uważamy, że przyszłe eksperymenty powinny rozważyć zastosowanie tej metody triangulacji do oceny potencjalnego wpływu udziału kobiet.
Dostępne jest inne oprogramowanie, które może wykonać niektóre z opisanych przez nas kroków, chociaż nie wierzymy w sposób wystarczający dla pytań, które zadaliśmy, używając kombinacji trzech programów: Oprogramowanie A, skrypt programowy Mouse Song Analyzer C przy użyciu oprogramowania B, oprogramowanie do analizy składni przy użyciu niestandardowego oprogramowania do arkuszy kalkulacyjnych obliczenia D + E, i składnia deorder za pomocą R. Na przykład w niedawno opublikowanym artykule zaproponowano oprogramowanie o nazwie VoICE, które pozwala użytkownikowi na automatyczne wyodrębnianie zmiennych akustycznych z sonogramów lub bezpośrednio na jednostkach, które zostały ręcznie wybrane przez użytkownika32. Jednak zautomatyzowane lub półautomatyczne analizy sekwencji nie są tak szczegółowe jak nasze podejście. Niektóre komercyjne programy mogą automatycznie analizować cechy akustyczne, ale nie zapewniają automatycznej klasyfikacji sylab; Użytkownik musi następnie posortować różne sylaby. Grimsley, Gadziola i in. 33 opracowali oparty na stole wirtualny program organów wokalnych myszy, który grupuje sylaby w oparciu o wspólne cechy akustyczne, ale nie zapewnia automatycznego wykrywania sylab. Ich program34 jest wyjątkowy, ponieważ tworzy nowatorskie sekwencje z nagranych piosenek przy użyciu modeli Markowa, a tym samym ma bardziej zaawansowane funkcje niż prosta edycja.
Większość wcześniejszych badań komunikacyjnych na myszach koncentrowała się na stronie emitera35,36. Niewiele badań dotyczyło strony odbiorcy 30,37,38. Protokoły odtwarzania i dyskryminacji zapewniają prosty test do badania strony odbiorcy, taki jak ten również niedawno opisany przez Asaba, Kato i in. 39. W tym badaniu autorzy użyli pudełka testowego dwuwyboru, oddzielonego pianką akustyczną, zamiast opisanego tutaj pudełka Y-labirynt. Obie konfiguracje wyboru mają zalety i wady. Po pierwsze, labirynt Y nie izoluje dźwięku od jednego ramienia do drugiego, ale pudełko z dwoma opcjami tak. Jednak korzystając z projektu Y-labirynt, zwierzę może szybko ocenić dwie piosenki, które są odtwarzane jednocześnie, i przejść do preferowanej. Niemniej jednak, eksperymenty z odtwarzaniem ogólnie pomagają eksperymentatorom określić znaczenie, a tym samym funkcje wokalizacji generowanych dla zwierząt współżyjących. Podsumowując, po opanowaniu technik tego protokołu i analiz, czytelnicy powinni być w stanie odpowiedzieć na wiele pytań, które wpływają na kontekst, genetykę i neurobiologię USV myszy.
Używając myszy B6D2F1/J, bodźce związane z samicami prawie zawsze wywołują USV u samców, których przetestowaliśmy w naszym laboratorium. Bardzo ważne jest, aby zebrać wystarczającą liczbę sylab (> 100 w ciągu 5 minut), aby móc uzyskać silną analizę statystyczną. W celu rozwiązania problemu, jeśli nie są nagrywane żadne USV (lub jest ich za mało), sprawdź konfigurację, aby upewnić się, że dźwięki są nagrywane. Wykonaj inspekcję na żywo tego, co dzieje się w klatce podczas nagrywania, patrząc na sonogram w czasie rzeczywistym na ekranie komputera po wprowadzeniu bodźca. W przeciwnym razie spróbuj ponownie wystawić samca na kontakt z dojrzałą płciowo / receptywną samicą w nocy, a następnie trzymaj go samotnie przez kilka dni lub do tygodnia przed ponownym nagraniem. Opierając się na anegdotycznych obserwacjach, stwierdzamy, że niektóre samce śpiewają dużo jednego dnia (przez prawie pełne 5 minut), a następnego dnia niewiele, a potem znowu innego dnia. Nie znamy powodu, dla którego występuje taka zmienność w obrębie podmiotu, ale przypuszczamy, że jest to prawdopodobnie motywacja lub sezonowość u samców, a stan rui u samic. Jeśli nie zostaną zarejestrowane żadne USV, spróbuj nagrać zwierzę przez wiele dni, aby wychwycić te zmienne efekty. W przeciwieństwie do ptaków śpiewających, nie zauważyliśmy wyraźnych różnic w ilości śpiewu w zależności od pory dnia. Okazuje się, że samce nie śpiewają dużo (< 100 sylab w ciągu 5 minut) przed ukończeniem 7 tygodnia życia.
Przedstawione tutaj metody detekcji pozwalają w ciągu kilku minut wyodrębnić tysiące sylab i wszystkie parametry akustyczne. Ale jak każda metoda automatycznego wykrywania, jest bardzo wrażliwa na szumy tła. Korzystanie z oprogramowania do wykrywania Mouse Song Analyzer z hałaśliwymi nagraniami (na przykład ze zwierząt nagranymi z pościelą) może wymagać dostosowania "progu" wykrywania, aby zapewnić większą elastyczność. Spowoduje to jednak również zwiększenie liczby sylab fałszywie dodatnich, a automatyczne wykrywanie może się nie powieść. W takich okolicznościach można zastosować kodowanie ręczne.
Jak wspomniano wcześniej, liczba, repertuar i opóźnienie wokalizacji są bardzo zmienne w zależności od szczepu, dlatego może być konieczna zmiana parametrów (długość nagrania, bodziec, automatyczne wykrywanie sylab itp.) dla niektórych szczepów, aby zapewnić optymalne nagrania do analiz statystycznych.

W porównaniu do ludzi, myszy wytwarzają zarówno wokalizacje o niskiej, jak i wysokiej częstotliwości, później znane jako wokalizacje ultradźwiękowe (USV) powyżej naszego zakresu słyszenia. USV są produkowane w różnych kontekstach, w tym od pozyskiwania matki ze szczeniakiem, interakcji z młodocianymi, po interakcje dorosłych płci przeciwnej lub tej samej4,12. Te USV składają się z różnorodnego, wielosylabowego repertuaru, który można kategoryzować ręcznie9 lub automatycznie10,11. Rola tych USV w komunikacji jest w ostatnich latach coraz częściej badana. Obejmują one wykorzystanie USV jako odczytów mysich modeli zaburzeń neuropsychiatrycznych, rozwojowych lub behawioralnych7,8 oraz wewnętrzne stany motywacyjne/emocjonalne13. Uważa się, że USV przekazują wiarygodne informacje o stanie emitera, które są przydatne dla odbiornika14,15.
W 2005 roku, Holy and Guo 11, wysunęli ideę, że dorosłe samce myszy USV są zorganizowane jako ciąg wielosylabowych elementów wywoławczych lub sylab podobnych do ptaków śpiewających. U wielu gatunków repertuar wielosylabowy pozwala emiterowi łączyć i porządkować sylaby na różne sposoby, aby zwiększyć potencjalną informację przenoszoną przez piosenkę. Uważa się, że różnice w tej składni mają etologiczne znaczenie dla zachowań seksualnych i preferencji partnera16,17. Późniejsze badania wykazały, że samce myszy były w stanie zmienić względny skład typów sylab, które produkują przed, w trakcie i po obecności samicy5,18. Oznacza to, że dorosłe samce myszy używają swoich USV do zachowań godowych, albo w celu przyciągnięcia lub utrzymania bliskiego kontaktu z samicą, albo w celu ułatwienia krycia19,20,21. Są one również emitowane w interakcjach męsko-męskich, prawdopodobnie w celu przekazania informacji społecznych podczas interakcji4. Aby uchwycić te zmiany w repertuarze, naukowcy zwykle mierzą cechy spektralne (parametry akustyczne, takie jak amplituda, częstotliwości itp.), liczbę sylab lub wywołań USV oraz opóźnienie do pierwszego USV. Jednak niewielu faktycznie przygląda się szczegółowo dynamice sekwencji tych USV22. Niedawno nasza grupa opracowała nowatorską metodę pomiaru dynamicznych zmian w sekwencjach sylab USV: 23. Wykazaliśmy, że kolejność sylab w piosence (a mianowicie składnia) nie jest przypadkowa, że zmienia się w zależności od kontekstu społecznego i że słuchające zwierzęta wykrywają te zmiany jako etologicznie istotne.
Zauważamy, że wielu badaczy zajmujących się komunikacją zwierząt nie przypisuje terminowi 'składnia' dokładnie tego samego znaczenia, co składnia używana w ludzkiej mowie. W przypadku badań nad komunikacją zwierząt rozumiemy po prostu uporządkowaną, nielosową sekwencję dźwięków z pewnymi regułami. Ponadto w przypadku ludzi wiadomo, że określone sekwencje mają określone znaczenie. Nie wiemy, czy tak jest w przypadku myszy.
W tym artykule i powiązanym filmie staramy się dostarczyć niezawodne protokoły do nagrywania USV samców myszy w różnych kontekstach i wykonywania odtwarzania. Wykorzystanie trzech kolejno używanych programów do: 1) automatycznych nagrań; 2) wykrywanie i kodowanie sylab; oraz 3) zademonstrowano dogłębną analizę cech i składni sylab (ryc. 1). Dzięki temu możemy dowiedzieć się więcej o strukturze i funkcji USV samców myszy. Uważamy, że takie metody ułatwiają analizę danych i mogą otworzyć nowe horyzonty w charakterystyce normalnej i nieprawidłowej komunikacji głosowej w mysich modelach odpowiednio zaburzeń komunikacyjnych i neuropsychiatrycznych.

<table><tbody><tr><td>Dźwiękoszczelna chłodziarka plażowa</td><td>Zobacz papier Gus zawiera więcej informacji na temat konkretnego rodzaju</td><td></td><td>Wymiary wewnętrzne (dł. 27 x szer. 23 x wys. 47 cm):</td></tr><tr><td>Pojemnościowy mikrofon ultradźwiękowy CM16/CMPA</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Niemcy</td><td>#40011</td><td>Zawiera przedłużacz&nbsp;</td></tr><tr><td>Karta dźwiękowa Ultrasound Gate 1216H</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Niemcy</td><td>#34175</td><td>12-kanałowa karta dźwiękowa</td></tr><tr><td>Ultrasound Gate Player 216H</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Niemcy</td><td>#70117</td><td>2-kanałowy odtwarzacz odtwarzania</td></tr><tr><td>Ultradźwiękowy głośnik elektrostatyczny ESS polaroid</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Niemcy</td><td>#60103</td><td>2 głośniki odtwarzające</td></tr><tr><td>Klatka testowa&nbsp;</td><td>As</td><td>#PC75J</td><td>Wysokość 30 x 8 x 13 cm; separacja plexi z pleksiglasu</td></tr><tr><td></td><td>domowej roboty</td> <td>-</td> <td>plexi 4 x 13 cm z otworami 1 cm</td></tr><tr><td>Kamera wideo</td><td>Logitech</td><td>C920</td><td>Kamera internetowa logitech HD Pro C920</td></tr><tr><td>Podkładka grzewcza&nbsp;</td><td>Promień słoneczny</td><td>722-810-000</td><td></td></tr><tr><td>Labirynt Y&nbsp;</td><td>Wymiary</td><td></td> <td>wewnętrzne (dł. 30 x szer. 11 x wys. 29 cm):</td></tr><tr><td>Pęseta</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Avisoft Recorder (Software A)</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Niemcy</td><td>#10101, #10111, #10102, #10112</td><td>http://www.avisoft.com</td></tr><tr><td>MATLAB R2013a (Oprogramowanie B)</td><td>MathWorks</td><td>-</td><td>MATLAB R2013a (8.1.0.604)</td></tr><tr><td>Analizator śpiewu myszy v1.3 (oprogramowanie C)</td><td>Specjalnie zaprojektowany przez Holy, Guo, Arriaga i Jarvis; Działa z oprogramowaniem B</td><td></td><td>http://jarvislab.net/wp-content/uploads/2014/12/Mouse_Song_Analyzer_ v1.3-2015-03-23.zip</td></tr><tr><td>Microsoft Office Excel 2013 (Oprogramowanie D)</td>Przewodnik po analizie utworów <td>programu</td> <td>Microsoft-Microsoft</td> <td>Office Excel</td></tr><tr><td>v1.1 (Oprogramowanie E)</td><td>Specjalnie zaprojektowane przez Chabout & Jarvis. Arkusze kalkulatora Excel, działa z oprogramowaniem D</td><td></td><td>http://jarvislab.net/wp-content/uploads/2014/12/Song-analysis_Guided.xlsx</td></tr><tr><td>Składnia decorder v1.1 (Oprogramowanie F)</td><td>Specjalnie zaprojektowane przez Sakar, Chabout, Dunson, Jarvis - w R studio</td><td></td><td>https://www.rstudio.com/products/rstudio/download/</td></tr> <tr><td>Graphiz (Software G)</td><td>AT& T Research i inne&nbsp;</td><td></td><td>http://www.graphviz.org</td></tr><tr><td>Avisoft SASLab (Software H)</td><td>Avisoft Bioacoustics, Berlin, Niemcy</td><td>#10101, #10111, #10102, #10112</td><td></td></tr> <tr><td>http://www.avisoft.comReodczynniki</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xylazine (20 mg/mL)</td><td></td><td>Anased-Ketamine</td><td></td></tr> <tr><td>HCl (100 mg/mL)</td><td>Henry Schein</td><td>#045822</td><td></td></tr><tr>woda <td></td><td></td><td></td><td>destylowana</td></tr><tr><td>Maść na oczy&nbsp;</td><td>Maść weterynaryjna Puralume&nbsp;</td><td>NDC 17033-211-38</td><td></td></tr><tr><td>Bawełniane końcówki</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>szalka</td><td></td><td></td><td></td> Petriego</tr></tbody></table>

wywoływanie i analizowanie piosenek z wokalizacji ultradźwiękowej (usv) samców myszy

Eliciting and Analyzing Male Mouse Ultrasonic Vocalization (USV) Songs

Myszy wytwarzają ultradźwiękowe wokalizacje (USV) w różnych kontekstach społecznych w okresie rozwoju i dorosłości. Te USV są używane do pobierania matka-szczenię1, interakcje młodocianych2, interakcje przeciwnej i tej samej płci3,4,5, oraz territorial interactions6. Przez dziesięciolecia USV były używane przez badaczy jako proxy do badania zaburzeń neuropsychiatrycznych i rozwojowych lub behawioralnych7,8,9, a ostatnio do zrozumienia mechanizmów i ewolucji komunikacji głosowej wśród kręgowców10. W ramach interakcji seksualnych dorosłe samce myszy wytwarzają piosenki USV, które mają pewne cechy podobne do pieśni godowych ptaków śpiewających11. Wykorzystanie takiego wielosylabowego repertuaru może zwiększyć potencjalną elastyczność i przenoszone przez nie informacje, ponieważ mogą być one zróżnicowane pod względem sposobu organizacji i ponownego łączenia elementów, a mianowicie składni. W tym protokole opisano niezawodną metodę wywoływania piosenek USV od samców myszy w różnych kontekstach społecznych, takich jak ekspozycja na świeży mocz samic, znieczulone zwierzęta i samice rui. Obejmuje to warunki do wywołania dużej ilości sylab u myszy. Ograniczamy nagrywanie dźwięków otoczenia za pomocą niedrogich komór dźwiękowych i przedstawiamy metodę kwantyfikacji do automatycznego wykrywania, klasyfikowania i analizowania USV. Ta ostatnia obejmuje ocenę współczynnika wywołań, repertuaru wokalnego, parametrów akustycznych i składni. Opisano różne podejścia i spostrzeżenia na temat korzystania z playbacków do badania preferencji zwierzęcia do określonych rodzajów piosenek. Metody te wykorzystano do opisania zmian akustycznych i składniowych w różnych kontekstach u samców myszy oraz preferencji dotyczących piosenek u samic.

W niniejszym protokole scharakteryzowano zmiany w zachowaniu wokalnym i składni samców myszy B6D2F1/J. Ogólnie, stosując ten protokół, udało nam się zarejestrować średnio na jednego samca podczas 5 min sesji: 675 ± 98,5 sklasyfikowanych sylab w odpowiedzi na UR samicy, 615,6 ± 72 w FE, 450 ± 134 w AF, 75,6 ± 38,9 w AM oraz 0,2 ± 0,1 w UR samca (n = 12 samców). Częstotliwości wynosiły ~ 130 sylab/min dla UR samicy, ~ 120 sylab/min dla FE lub ~ 100 sylab/min dla kontekstów AF (Rysunek 5A). Samce produkują znacznie większą liczbę sylab w odpowiedzi na świeżo zebrany mocz w porównaniu z moczem zebranym przez noc10,23. Samce śpiewają również znacznie mniej w obecności znieczulonego samca lub świeżego moczu samca (Rysunek 5A). Samce zmieniają także swój repertuar w zależności od kontekstu23. Na przykład samce B6D2F1/J znacząco zwiększają produkcję sylab kategorii „m” z wielokrotnymi skokami wysokości dźwięku w warunkach kontaktu z moczem samicy (Rysunek 5B). Zmieniają one również cechy akustyczne poszczególnych sylab w zależności od kontekstu. Na przykład samce B6D2F1/J śpiewają sylaby o wyższej amplitudzie i szerokości pasma w kontekście moczu samicy oraz o wyższej czystości widmowej w kontekście budzącej się samicy w porównaniu do pozostałych warunków (Rysunek 6)23.
Niniejszy protokół zapewnia również sposób pomiaru dynamicznych cech sekwencji, a tym samym zmian składni. Wykorzystując metodę zaadaptowaną z pracy Ey, et al. 22, używamy ISI do zdefiniowania przerw między sekwencjami (Rycina 7A)23, a następnie wykorzystujemy te przerwy do rozróżnienia i analizy czasowych wzorców sekwencji sylab. Wykazaliśmy, że dłuższe sekwencje są generowane w kontekście obecności czuwającej samicy (Rycina 7B)23. Technika ta pozwala nam obliczyć stosunek sekwencji złożonych (składających się z co najmniej 2 wystąpień typu sylaby „m”) do sekwencji prostych (składających się z jednej sylaby typu „m” lub bez niej, a zatem głównie z typu „s”). Stwierdziliśmy, że u samców B6D2F1/J kontekst moczu samicy wywołał wyższy stosunek w porównaniu do pozostałych grup (Rycina 7C)23, co wskazuje, że generowały one bardziej złożone sylaby w warunkach ekspozycji na mocz samicy, ale także, że sylaby te są rozłożone na większą liczbę sekwencji.
Jesteśmy również w stanie obliczyć warunkowe prawdopodobieństwa przejść z jednego typu sylaby na inny (łącznie 24 typy przejść, w tym przejścia ze stanu „ciszy” i do stanu „ciszy”)23. Stwierdziliśmy, że w różnych kontekstach wybór typów przejść dla danych sylab początkowych różni się u myszy, a w warunkach ekspozycji na mocz samic występuje większa różnorodność składniowa (Rycina 8)23. Obserwacje te są zgodne z wcześniejszymi doniesieniami wykazującymi, że samce mogą zmieniać cechy akustyczne lub skład repertuaru swoich wokalizacji w odpowiedzi na różne bodźce i doświadczenia4,5,24.
Na koniec, niniejszy protokół zawiera wytyczne dotyczące badania preferencji samic za pomocą odtwarzania nagrań. Stwierdziliśmy, że samice B6D2F1/J preferują pieśni bardziej złożone (zawierające 2 lub więcej sylab „m”) w porównaniu do pieśni prostych23. Większość samic częściej wybierała pozostanie po stronie labiryntu w kształcie litery Y, w której odtwarzano pieśni złożone (Ryc. 4B).
<img alt="Schemat procesu analizy audio dla USV: nagrywanie, przetwarzanie, analiza statystyczna, odtwarzanie." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Schemat wykorzystania oprogramowania i analizy. Każdy program i powiązany z nim kod został oznaczony literą, aby ułatwić identyfikację i opisanie ich zastosowania w tekście głównym. W nawiasach ( ) znajdują się konkretne programy wykorzystane w naszym protokole. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig1large.jpg" target="_blank">Aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Układ eksperymentu osłabienia dźwięku, analiza danych spektrogramu, porównanie wykresu częstotliwości względem czasu." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Układ do rejestracji pieśni samców myszy. (A) Zdjęcie izolacyjnej skrzynki do rejestracji dźwięku i układu do nagrywania wokalizacji USV. (B) Przykładowy sonogram nagrania wykonanego za pomocą Oprogramowania A (Tabela 1), zawierający szczegółowe cechy widmowe obliczone przez program „Mouse Song Analyzer v1.3”: czas trwania, odstęp między sylabami (ISI), częstotliwość szczytowa minimalna (Pf min), częstotliwość szczytowa maksymalna (Pf max), częstotliwość szczytowa początkowa (Pf start), częstotliwość szczytowa końcowa (Pf end) oraz szerokość pasma. (C) Sonogramy innego samca śpiewającego do żywej samicy, wewnątrz skrzynki izolacyjnej oraz poza skrzynką, na stole laboratoryjnym w tym samym pomieszczeniu. Nasze anegdotyczne obserwacje wskazują, że nagrania tego samego zwierzęcia w skrzynce wykazują większą głośność (silniejszą intensywność) i mniej harmonicznych, jednak nie stwierdzono obecności ech w skrzynce bez pianki akustycznej. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Interfejs analizy sonogramu dla ustawień częstotliwości i czasu trwania; spektrogram dźwięków zwierząt." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig3.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Figure 3"> 
Rysunek 3: Zrzut ekranu okna whis_gui programu „Mouse Song Analyzer v1.3” przedstawiający różne dostępne opcje analizy. Przedstawione parametry to te, których użyto do rejestracji USV samców na rysunkach i w analizach danych (z wyjątkiem minimalnego czasu trwania noty, który wynosił 3 ms). <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig3large.jpg" target="_blank">Aby wyświetlić większą wersję tego rysunku, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Schemat labiryntu w kształcie litery Y oraz wykres słupkowy przedstawiający wpływ typu pieśni samca na czas spędzony w ramionach labiryntu, badanie behawioralne." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig4.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4: Preferencje samic pomiędzy odtwarzaniem pieśni złożonych i prostych. (A) Zdjęcie użytego aparatu labiryntu w kształcie litery Y wraz z pomiarami wymiarów. (B) Czas spędzony przez samice w każdym ramieniu podczas odtwarzania pieśni złożonej (wywołanej moczem samicy) lub prostszej (wywołanej przez czuwaną samicę) tego samego samca. Dane przedstawiono dla n = 10 samic myszy B6D2F1J jako średnia ± SE, z zaznaczeniem wartości indywidualnych; 9 z 10 samic wykazało preferencję dla pieśni o bardziej złożonej sylabie/sekwencji. * p &lt; 0.05 parowy test t studenta. Rycina zmodyfikowana z Chabout, et al. 23 za zgodą autorów. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykresy słupkowe i kołowe porównujące częstotliwość kontekstów; analiza statystyczna z wartościami p, wizualizacja danych." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig5.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 5"> 
Rysunek 5: Liczba emitowanych sylab i repertuar w różnych warunkach. (A) Szybkość produkcji sylab u samców w różnych kontekstach. (B) Skład repertuaru samców w obecności moczu samicy (UR), znieczulonej samicy (AF), przebudzonej samicy (FE) oraz znieczulonego samca (AM). Dane przedstawiono jako średnia ± SEM. * p&lt;0.03; ** p&lt;0.005; *** p&lt;0.0001 dla testu t Studenta dla prób zależnych po korekcji Benjamini i Hochberga (n = 12 samców). Rysunek z Chabout, et al. 23 za zgodą autora. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig5large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykresy słupkowe amplitudy, szerokości pasma i czystości widmowej, porównanie kontekstowe, analiza danych eksperymentalnych." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig6.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 6"> 
Rycina 6: Przykłady cech widmowych w różnych kontekstach. (A) Amplituda. * p &lt; 0,025 dla post-hoc sparowanego testu t studenta po korekcie. (B) Zakres częstotliwości lub szerokość pasma. *: p &lt; 0,041; **: p &lt; 0,005; ***: p &lt; 0,0001 po korekcie. (C) Czystość widmowa sylab. * p: &lt; 0,025; **: p &lt; 0,005; ***: p &lt; 0,0001 po korekcie. Skróty: mocz samicy (UR), znieczulona samica (AF), czuwająca samica (FE) oraz znieczulony samiec (AM). Ryciny zmodyfikowane z Chabout, et al. 23 za zgodą autorów. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig6large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Spektrogram i wykresy słupkowe; analiza częstotliwości audio; złożoność sylab w różnych kontekstach." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig7.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 7"> 
Rycina 7: Pomiary sekwencji. (A) Wykorzystanie ISI do rozdzielenia sekwencji. Krótkie ISI (SI) i średnie ISI (MI) służą do oddzielania sylab w obrębie sekwencji, a długie ISI powyżej 250 ms (LI) oddzielają dwie sekwencje. (B) Długość sekwencji, mierzona jako liczba sylab na sekwencję, wytwarzana przez samce w różnych kontekstach. *: p &lt; 0,025; ** p &lt; 0,005; *** p &lt; 0,0001 po korekcie. (C) Stosunek pieśni złożonych do pieśni prostych wytwarzanych przez samce w różnych kontekstach. * p &lt; 0,041; ** p &lt; 0,005; *** p &lt; 0,0001 po korekcie. Dane przedstawiono jako średnia ± SEM (n = 12 samców). Rycina z Chabout, et al. 23 za zgodą autorów. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig7large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Schemat sieci obrazujący ścieżki sygnałowe w systemach komunikacyjnych." src="/files/ftp_upload/54137/54137fig8.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 8"> 
Rysunek 8: Diagramy składni sylab dla sekwencji opartych na prawdopodobieństwach warunkowych dla poszczególnych kontekstów. Grubość strzałek jest proporcjonalna do występowania prawdopodobieństwa warunkowego danego typu przejścia w każdym kontekście, uśrednionego dla n = 12 samców: P (wystąpienie przejścia przy danej sylabie początkowej). Dla przejrzystości nie pokazano rzadkich przejść o prawdopodobieństwie poniżej 0,05. Rysunek z Chabout, et al. 23 za zgodą autorów. <a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54137/54137fig8large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Myszy wytwarzają złożony, wielosylabowy repertuar wokalizacji ultradźwiękowych (USV). Te USV są szeroko stosowane jako odczyty zaburzeń neuropsychiatrycznych. Protokół ten opisuje niektóre z praktyk, których nauczyliśmy się i opracowaliśmy, aby konsekwentnie indukować, zbierać i analizować cechy akustyczne i składnię piosenek myszy.

Wywoływanie i analizowanie piosenek z wokalizacji ultradźwiękowej (USV) samców myszy

Mice produce ultrasonic vocalizations (USVs) in a variety of social contexts throughout development and adulthood. These USVs are used for mother-pup ...

Ogólnym celem tej procedury jest wiarygodne zebranie i przeprowadzenie analizy akustycznej dorosłego samca myszy z wokalizacjami ultradźwiękowymi lub USV w różnych kontekstach społecznych. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące komunikacji głosowej i związanych z nią zaburzeń. W tym zaburzenia neuropsychiatryczne i zaburzenia autystyczne z wykorzystaniem modeli mysich.Jedną z głównych zalet tej techniki jest to, że zapewnia ona środki do wywoływania USV w różnych kontekstach. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, mogą mieć trudności z nakłonieniem myszy do zachowania, więc musisz obchodzić się z myszami ostrożnie i delikatnie, aby skłonić je do śpiewania. Dla tego protokołu wystarczające jest standardowe pomieszczenie dla zwierząt.Trzy dni przed nagraniem w neutralnych klatkach wystawiaj samce na działanie dojrzałej płciowo samicy. W każdej klatce maksymalnie trzy samce mogą być sparowane z jedną samicą. Następnego dnia usuń samice.Trzymaj samce w swoich grupach jeszcze przez co najmniej dwa dni przed pierwszą sesją nagraniową. Aby nagrać USV od przygotowanego samca, delikatnie przenieś zwierzę za ogon do czystej klatki bez ściółki. Umieść tę klatkę w dźwiękoszczelnym pudełku.Następnie przykryj klatkę otwartą pokrywą z drutu. Zamknij pudełko i pozwól zwierzęciu przyzwyczaić się do niego przez 15 minut W międzyczasie przygotuj stymulant do testu, jak opisano w następnym rozdziale. Aby użyć świeżych próbek moczu, należy je pobrać w ciągu pięciu minut od sesji nagraniowej.Najpierw chwyć mysz za kark, jak przy wstrzykiwaniu leku. Następnie za pomocą bawełnianej końcówki trzymanej pęsetą delikatnie pocieraj i dociskaj pęcherz zwierzęcia, aby pobrać kroplę moczu i całkowicie wchłonąć ją bawełną. Następnie wybierz mysz z innej klatki i powtórz proces za pomocą tej samej bawełnianej końcówki.Ważne jest stosowanie mieszanki świeżych moczu. Przechowuj bawełnianą końcówkę na czystym naczyniu, aż będzie potrzebna Aby przygotować czujną samicę jako bodziec, wybierz taką, która jest w fazie prerui lub rui. Mysz będzie miała szeroki otwór pochwy i różową otaczającą tkankę.Odizoluj taką samicę, aż będzie potrzebna. Aby przygotować znieczuloną mysz, po prostu podaj znieczulenie jak zwykle. Potwierdź stan znieczulenia szczyptą palca u nogi i nałóż maść okulistyczną.Do czasu potrzeby trzymaj znieczulone zwierzę w czystej klatce na ręczniku papierowym z poduszką grzewczą pod klatką ustawioną tak, aby zminimalizować ciepło. Pamiętaj, aby regularnie sprawdzać oddech i temperaturę ciała zwierząt. Znieczulona mysz może być używana w maksymalnie trzech kolejnych sesjach.Gdy będziesz gotowy do nagrywania, kliknij przycisk nagrywania w oprogramowaniu, jednocześnie prezentując bodziec. Aby zaprezentować mocz lub żywe zwierzę, po prostu umieść je w klatce. Aby jednak zaprezentować znieczulone zwierzę, umieść je na pokrywie klatki.Następnie cicho zamknij pudełko i nagrywaj USV przez około pięć minut. Aby zakończyć nagrywanie, naciśnij kwadrat zatrzymania w oprogramowaniu. Sprawdzaj, co się dzieje ze znieczulonym zwierzęciem co najmniej co 15 minut.Dopóki nie odzyska pozycji mostka. Następnie można go wrócić do klatki domowej. Pomiędzy testami wyczyść klatkę testową 70% alkoholem i wodą destylowaną.Przetwarzaj nagrania akustyczne za pomocą oprogramowania do analizy utworów myszy. Ich sylaba, struktura akustyczna i składnia mogą być zatem analizowane i restrukturyzowane w celu odtworzenia w razie potrzeby. Najpierw umyj urządzenie odtwarzające 70% alkoholem, a następnie wodą destylowaną.Użyj czarnego, nieprzezroczystego labiryntu w kształcie litery Y z 30-centymetrowymi ramionami. Na skrajnych końcach dwóch ramion znajdują się otwory wywiercone na poziomie podłogi, które pasują do głośników ultradźwiękowych. Po umyciu osusz labirynt ręcznikiem.Po wyschnięciu skonfiguruj z głośnikami odtwarzającymi i zamontowaną górną kamerą wideo. Aby rozpocząć test, najpierw umieść samicę w labiryncie na 10-minutowy okres przyzwyczajenia. Po 10 minutach, jeśli samica nie znajduje się w ramieniu startowym, delikatnie popchnij ją z powrotem do ramienia startowego i delikatnie zamknij plastikowe okienko oddzielające.Następnie rozpocznij nagrywanie wideo i rozpocznij nagrania audio w pętli. Na przykład w jednym ramieniu odtwórz utwór przechwycony podczas stymulacji oddawania moczu, a w drugim odtwarzaj utwór przechwycony podczas stymulacji kobiecej. Teraz pozwól samicy eksplorować labirynt przez pięć minut.Jest to jedna sesja. Po pięciu minutach przerwij nagrywanie i wróć samicę z powrotem do ramienia startowego. Trzymaj ją tam przez minutę podczas czyszczenia wodą destylowaną, aby usunąć mocz lub odchody.Zrób to między wszystkimi sesjami. W drugiej sesji przełącz odtwarzanie nagrania na przeciwległe ramiona i nagrywaj samicę badającą ten scenariusz przez pięć minut. W trzeciej i czwartej sesji powtórz dwa poprzednie parametry sesji, co daje łącznie 20 minut nagrań testowych.Zawsze zatrzymuj nagrywanie wideo po zakończeniu wszystkich sesji. Tydzień później wykonaj kolejny test na tej samej kohorcie zwierząt. Ale użyj różnych przykładów piosenek.Zrób to, aby zwiększyć wiarygodność ustaleń. Do analizy zmierz czas spędzony przez samice w każdym ramieniu podczas każdej sesji. Za pomocą przedstawionego protokołu scharakteryzowano zmiany w zachowaniu wokalnym i składni samców B6D2F1J myszy.Podczas pięciominutowej sesji nagraniowej przeciętny mężczyzna reagował bardzo różnie na te trzy bodźce. Mężczyźni również zmieniali swój repertuar w zależności od kontekstu. Na przykład, w odpowiedzi na świeży mocz, samce wytwarzały znacznie wyższy odsetek wielosylabowych wokalizacji w swoich piosenkach.Samce zmieniały również cechy akustyczne poszczególnych sylab w zależności od kontekstu. Na przykład śpiewali pewne sylaby o wyższej amplitudzie i szerokości pasma w kontekście moczu kobiet. I przy wyższej czystości widmowej w kontekście przebudzonej kobiety.W teście preferencji piosenek samice w labiryncie y zdecydowały się spędzać więcej czasu w ramieniu ze złożonymi piosenkami zawierającymi dwie lub więcej wielosylabowych wokalizacji. W przeciwieństwie do przeciwległego ramienia, gdzie grano tylko proste piosenki. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak zbierać USV myszy w różnych kontekstach społecznych, jak odtwarzać je myszom oraz jak przeprowadzać analizę akustyczną i sekwencyjną ich wokalizacji.Po opanowaniu nagrania zachowań można wykonać w ciągu pięciu do 10 minut na mysz. Na analizę należy przeznaczyć kilka godzin. I pamiętaj, aby obchodzić się z myszami ostrożnie, aby nie zmieniać reakcji behawioralnych.

eliciting-and-analyzing-male-mouse-ultrasonic-vocalization-usv-songs

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Ultradźwiękowe wokalizacje (USV) u myszy różnią się w zależności od wieku, płci, stanu i tła genetycznego. Wykorzystując dwa emitery ultradźwiękowe nadające jednocześnie w różnych lokalizacjach, ten test dwukrotnego wyboru może ocenić rozpoznawanie myszy i reakcje preferencji na różne cechy USV.

Określanie preferencji wokalizacji ultradźwiękowej u myszy za pomocą testu odtwarzania dwóch wyborów

Mysie ultradźwiękowe wokalizacje są używane jako proxy do modelowania genetycznych podstaw deficytów komunikacji głosowej w mysich modelach zaburzeń neuropsychiatrycznych. Niniejszy protokół opisuje trzy konteksty eksperymentalne, które niezawodnie wywołują ultradźwiękowe wokalizacje od szczeniąt (w trakcie rozwoju) i dorosłych myszy (interakcje tej samej płci, interakcje samca-samicy w rui).

Nagrywanie wokalizacji ultradźwiękowych myszy w celu oceny komunikacji społecznej

Ultradźwiękowe wołania szczurów i myszy laboratoryjnych (USV) są przydatne do badania funkcji głosowych i nerwowych. Ten protokół opisuje paradygmat nagrody pokarmowej, który niezawodnie wywołuje wołania USV dotyczące pożądania bez zamieszań związanych z rozmnażaniem. Zawiera szczegóły dotyczące kondycjonowania zwierząt, prezentacji bodźców, nagrywania i analizy akustycznej, dostarczając metodę odtwarzalną do badania funkcji afektywno-motywacyjnych i czopowych czuciowo-ruchowych.

Elicytacja pokarmu przedwidziała wzmożenie apetytowych ultradźwiękowych wokalizacji u szczurów laboratoryjnych i myszy

Ten artykuł przedstawia protokół dla kontekstowego i podpowiedzianego testu warunkowania strachu przy użyciu systemu analizy wideo do oceny uczenia się strachu i pamięci u myszy.

Kontekstowy i sygnalizowany test warunkowania strachu przy użyciu systemu analizy wideo u myszy

Opisany jest paradygmat wiązania dystraktor-odpowiedź. Można go wykorzystać, aby rzucić światło na wpływ, jaki na ludzkie działanie mogą mieć nieistotne bodźce, konkurujące z celami o odpowiedź. W ramach paradygmatu można analizować zarówno efekty odzyskiwania odpowiedzi, jak i efekty hamowania dystraktora.

Nieistotne bodźce i kontrola działania: analiza wpływu ignorowanych bodźców za pomocą paradygmatu wiązania dystraktor-odpowiedź

Ten manuskrypt opisuje protokół Morrisa wodnego labiryntu (MWM) dostosowany do użycia z powszechnie używanym mysim modelem choroby Alzheimera. MWM jest szeroko stosowany w transgenicznych modelach myszy. Implementacja procedury wrażliwej na odkształcenie tła modelu myszy jest niezbędna do wykrywania różnic grupowych.

Test labiryntu wodnego Morrisa: optymalizacja pod kątem obciążenia myszy i środowiska testowego

Ten krok po kroku protokół analizuje zachowanie Drosophila w ujemnej geotaksji za pomocą zautomatyzowanego systemu wielocylindrowego, który pomieści setki much i synchronizuje ich działania za pomocą silnika elektrycznego. Po synchronizacji zachowanie ujemnej geotaksji much jest badane, nagrywane cyfrowo i analizowane za pomocą oprogramowania RflyDetection.

Automatyczne, szybkie, iteracyjne badanie ujemnej geotaksji do analizy zachowania wspinaczy u dorosłych w modelu Drosophila neurodegeneracji

Prezentujemy wykrywanie, akwizycję i analizę wskaźników mrugania oczami podczas oglądania treści multimedialnych.

Wykorzystanie pomiarów elektroencefalograficznych i wysokiej jakości nagrań wideo do analizy wizualnej percepcji treści medialnych

Ten artykuł przedstawia zautomatyzowany labirynt T, który wynaleźliśmy, oraz protokół oparty na tym urządzeniu do analizy podejmowania decyzji na podstawie opóźnień i podejmowania decyzji opartych na wysiłku u swobodnie poruszających się gryzoni.

Zautomatyzowane urządzenie i protokół oparty na labiryncie T do analizy podejmowania decyzji w oparciu o opóźnienia i wysiłek u wolno poruszających się gryzoni

Ten protokół mierzy przestrzenne uczenie się i pamięć za pomocą labiryntu Barnesa. Nowatorski paradygmat damy w niebezpieczeństwie służy do oceny aktywności lokomotorycznej i zachowań prospołecznych u myszy.

Analiza uczenia się przestrzennego i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu paradygmatów labiryntu Barnesa i damy w niebezpieczeństwie

Poznaj metodę wywoływania i analizy ultradźwiękowych wokalizacji samców myszy w różnych kontekstach społecznych. Technika ta umożliwia badanie komunikacji głosowej i zaburzeń neuropsychiatrycznych.

Wywoływanie i analizowanie piosenek z wokalizacji ultradźwiękowej (USV) samców myszy

Przeglądaj więcej filmów