Konstruowanie olfaktometru do badań zachowań węchowych gryzoni

Badamy udział węchu w uczeniu się i zapamiętywaniu. Badania te badają, w jaki sposób zmysł węchu wpływa na procesy poznawcze, w tym na pozyskiwanie, zapamiętywanie i przypominanie sobie informacji. Badamy ścieżki neuronalne łączące układ węchowy z regionami mózgu odpowiedzialnymi za tworzenie pamięci, takimi jak hipokamp.

W badaniach nad chorobą Alzheimera patogeny, w tym wirusy i bakterie, mogą dostać się do mózgu przez nos i przemieszczać się do regionów zaangażowanych w uczenie się i pamięć, takich jak hipokamp. Szlak ten obejmuje układ węchowy, który zapewnia bezpośrednią drogę z jamy nosowej do mózgu. W naszych badaniach odkryliśmy, że gdy zwierzę uczy się rozróżniać substancje zapachowe w zadaniu go/no-go, ograniczenie utleniania neuronów o wysokiej częstotliwości gamma przez powierzchnię utleniania w szczelinie theta zmienia się w materii, która powoduje rozbieżność między tym nagradzanym i nienagradzanym środkiem zapachowym.

Można to wykorzystać do określenia tożsamości zapachu. Produkowane olfaktometry mają ograniczenia, takie jak wysokie koszty, opóźnienia w naprawach i potrzeby konserwacyjne. Udostępniamy przewodnik po budowie opłacalnego, sterowanego komputerowo olfaktometru przy użyciu łatwo dostępnych komponentów, umożliwiając naukowcom badanie węchu i zachowania zwierząt.

Firmy produkujące i sprzedające zautomatyzowane olfaktometry często bankrutują lub mają problemy z łańcuchem dostaw. Nauczenie się, jak zbudować olfaktometr, pozwala użytkownikowi dostosować olfaktometr w oparciu o potrzeby badawcze. Nasz protokół nie jest zależny od konkretnych części, a wiele komponentów można zmodernizować lub zmienić, w zależności od dostępnych zapasów w magazynie.

Aby rozpocząć, skonfiguruj jednobiegunowe, jednopołożeniowe lub SPST, chwilowe przełączniki przyciskowe. Za pomocą lutownicy dwa przewody do każdego chwilowego przełącznika przyciskowego SPST. Podłącz chwilowy przełącznik przyciskowy SPST do skrzynki sterowniczej.

Następnie zabezpiecz przewody, skręcając je lub nakładając taśmę, aby utrzymać je w porządku. Umieść zawory zapachowe w wyznaczonych szczelinach stojaka zaworów zapachowych, znajdujących się na środku tablicy. Następnie oderwij izolację od przewodów podłączonych do każdego zaworu.

Za pomocą lutownicy po jednym przewodzie z każdego zaworu do grubszego drutu. Umieść jeden przewód w zacisku uziemienia na bloku listwy zaciskowej śrubowej, znajdującym się z tyłu tablicy, a drugi przewód włóż do odpowiedniego pinu na SSR-48RACK Podłącz styki od jednego do ośmiu na SSR-48RACK do dwóch zaworów zaciskowych każdy. Dla każdego zaworu podłącz jeden przewód z przycisku do zasilacza 24 V, a drugi przewód do pinu na SSR-48RACK, który łączy się z zaworem.

Teraz umieść zawór wodny i zawór końcowy w odpowiednich szczelinach na płycie zaworu. Podłącz zawór wodny i zawór końcowy do zacisku uziemiającego i styków 17 i 18 odpowiednio na SSR-48RACK. Podłącz przyciski do zasilacza 24 V i styków 17 i 18.

Następnie kup odpowiedni zasilacz i przedłużacz. Za pomocą nożyc do drutu wyjmij wtyczkę z przewodu zasilającego zasilacza. Przetnij jeden koniec przewodu zasilającego SSR-48RACK.

Następnie podłącz jeden z przewodów do G na zasilaczu, a drugi przewód do zacisku V1 na zasilaczu. Następnie podłącz jeden przewód od zacisku G2 do masy na bloku zacisków śrubowych. Następnie podłącz jeden przewód od zacisku V1 do pięciowoltowego bloku listwy zacisków śrubowych.

Na koniec podłącz jeden przewód od zacisku V3 do bloku listwy zaciskowej śrubowej 24 V. Umieść dwa przepływomierze w uchwytach przepływomierza. Zaopatrz się w pompę akwariową, która zapewnia przepływ powietrza o natężeniu dwóch litrów na minutę.

Podłącz krótki kawałek rurki z każdego z dwóch wyjść pompy akwariowej do dwóch wejść trójnika. Podłącz kawałek rurki od wyjścia trójnika do wejścia filtra z węglem aktywnym. Podłącz rurkę od wyjścia filtra węglowego do trójnika.

Następnie podłącz dwa wyjścia tego trójnika do zaworu kulowego, który będzie sterował natężeniem przepływu powietrza. Następnie podłącz wyjście każdego zaworu kulowego do wejścia przepływomierzy. Podłącz wyjście przepływomierza o prędkości 50 centymetrów sześciennych na minutę do górnego kolektora, aby dostarczyć powietrze do 40-mililitrowych fiolek równoważących zapachy z nawaniaczami w oleju mineralnym.

Podłącz wyjście z każdej fiolki zapachowej do odpowiadającego jej wejścia na dolnym kolektorze i zamknij pętlę w systemie przepływu powietrza. Następnie umieść każdy kawałek rurki w zaworach zaciskowych. Podłącz wyjście przepływomierza o pojemności dwóch litrów na minutę do bocznego wejścia dolnego kolektora, a wyjście dolnego kolektora do wejścia końcowego zaworu przełączającego.

Podłącz domyślne wyjście zaworu końcowego do rurki doprowadzającej zapachy w komorze go lub no-go. Następnie podłącz domyślne wyjście wyłączające zaworu końcowego do rury wydechowej. Teraz przymocuj igłę o rozmiarze 18 do końcówki pięciomililitrowej strzykawki przeznaczonej do dostarczania nagrody w postaci wody.

Podłączyć jedną rurkę do końcówki igły. Następnie podłącz drugi koniec rurki do wejścia zaworu wodnego, a rurkę od wyjścia zaworu wodnego do limitu. Na początek zważ każdą mysz indywidualnie na skalibrowanej wadze i zapisz wagę każdej myszy w dzienniku laboratoryjnym.

Po zważeniu delikatnie umieść każdą mysz w wyznaczonej komorze na myszy. Aktywuj czujniki i systemy dostarczania bodźców, aby przygotować się do zadania dyskryminacji węchowej. Uruchom program MATLAB, aby kontrolować parametry eksperymentalne, takie jak dostarczanie bodźców zapachowych przez 2,5 sekundy, dozowanie wody i rejestrowanie odpowiedzi.

Analizuj dane w czasie rzeczywistym, aby zapewnić natychmiastową informację zwrotną na temat wydajności zwierzęcia. Następnie odwróć parę zapachów, ustawiając poprzednio nagrodzony zapach jako nienagrodzony i na odwrót. Następnie przetestuj elastyczność poznawczą zwierzęcia, obserwując jego zdolność do oduczania się i ponownego uczenia się skojarzeń zapachowych, uzyskując wgląd w plastyczność uczenia się węchu u myszy.

Pierwszego dnia zadania "go" lub "no-go" w kierunku do przodu, mysz stopniowo poprawiała się do 80%poprawnych odpowiedzi, ucząc się lizać tylko octan etylu. W ostatnim dniu zadania do przodu mysz osiągnęła stałą biegłość, utrzymując wydajność na poziomie lub powyżej 80% poprawności. Po odwróceniu substancji zapachowych wskaźnik prawidłowej odpowiedzi myszy spadł do około 10% pierwszego dnia w odwrotnym kierunku.

Do ostatniego dnia w odwrotnym zadaniu mysz odzyskała biegłość, osiągając stałą wydajność na poziomie lub powyżej 80% poprawności.