Construindo um olfatômetro para estudos de comportamento olfativo de roedores

Estamos investigando o envolvimento do olfato na aprendizagem e na memória. Esta pesquisa explora como o olfato influencia os processos cognitivos, incluindo aquisição, retenção e recordação de informações. Estamos examinando as vias neurais que conectam o sistema olfativo às regiões cerebrais responsáveis pela formação da memória, como o hipocampo.

Na pesquisa de Alzheimer, patógenos, incluindo vírus e bactérias, podem entrar no cérebro pelo nariz e viajar para regiões envolvidas no aprendizado e na memória, como o hipocampo. Essa via envolve o sistema olfativo, que fornece uma rota direta da cavidade nasal para o cérebro. Em nossos estudos, descobrimos que, à medida que o animal aprende a discriminar odores em uma tarefa go/no-go, o capeamento de oxidações de neurônios de alta frequência gama através da face das oxidações do theta gap muda em uma questão que resulta em divergência entre esse odorante recompensado e não recompensado.

Isso pode ser usado para determinar a identidade do odor. Os olfatômetros fabricados têm limitações, como altos custos, atrasos nos reparos e necessidades de manutenção. Fornecemos um guia para construir um olfatômetro econômico controlado por computador usando componentes prontamente disponíveis, capacitando pesquisadores em olfato e comportamento animal.

As empresas que fabricam e vendem olfatômetros automatizados geralmente fecham as portas ou enfrentam problemas na cadeia de suprimentos. Aprender a construir um olfatômetro permite que o usuário personalize o olfatômetro com base nas necessidades de pesquisa. Nosso protocolo não depende de peças específicas e muitos componentes podem ser atualizados ou alterados, dependendo dos suprimentos em estoque disponíveis.

Para começar, configure os interruptores de botão momentâneos de pólo único, de lance único ou SPST. Usando um ferro de solda, solde dois fios a cada botão momentâneo SPST. Conecte o botão momentâneo SPST à caixa de controle.

Em seguida, prenda os fios torcendo-os ou aplicando fita adesiva para mantê-los organizados. Coloque as válvulas de odor nas ranhuras designadas do rack da válvula de odor, localizadas no centro do quadro branco. Em seguida, retire o isolamento dos fios conectados a cada válvula.

Usando um ferro de solda, solde um fio de cada válvula em um fio mais grosso. Coloque um fio no terminal de aterramento no bloco de régua de terminais de parafuso, localizado na parte traseira do quadro branco, e insira o segundo fio no pino correspondente no SSR-48RACK Conecte os pinos de um a oito no SSR-48RACK a duas válvulas de aperto cada. Para cada válvula, conecte um fio de um botão à fonte de alimentação de 24 volts e o outro fio ao pino do SSR-48RACK que se conecta à válvula.

Agora, coloque a válvula de água e a válvula final nas ranhuras apropriadas na placa da válvula. Conecte a válvula de água e a válvula final ao terminal de aterramento e aos pinos 17 e 18, respectivamente, no SSR-48RACK. Conecte os botões à fonte de alimentação de 24 volts e aos pinos 17 e 18.

Em seguida, adquira uma fonte de alimentação adequada e um cabo de extensão. Usando um alicate, remova o plugue do cabo de alimentação da fonte de alimentação. Corte uma extremidade do fio que alimenta o SSR-48RACK.

Em seguida, conecte um dos fios ao parafuso G na fonte de alimentação e o outro fio ao terminal V1 na fonte de alimentação. Em seguida, conecte um fio do terminal G2 ao aterramento no bloco de régua de terminais de parafuso. Em seguida, conecte um fio do terminal V1 ao bloco de régua de terminais de parafuso de cinco volts.

Por fim, conecte um fio do terminal V3 ao bloco de régua de terminais de parafuso de 24 volts. Coloque dois medidores de vazão nos suportes do medidor de vazão. Obtenha uma bomba de aquário que forneça um fluxo de ar de dois litros por minuto.

Conecte um pequeno pedaço de tubo de cada uma das duas saídas da bomba do aquário às duas entradas de um conector em T. Conecte um pedaço de tubo da saída do conector T à entrada de um filtro de carvão ativo. Conecte a tubulação da saída do filtro de carbono a um conector T.

Em seguida, conecte as duas saídas deste conector T a uma válvula de esfera, que controlará a taxa de fluxo de ar. Em seguida, conecte a saída de cada válvula de esfera à entrada dos medidores de vazão. Conecte a saída do medidor de vazão de 50 centímetros cúbicos por minuto ao coletor superior para fornecer ar aos frascos de equilíbrio de odor de 40 mililitros com odorantes em óleo mineral.

Conecte a saída de cada frasco de odor à entrada correspondente no coletor inferior e feche o circuito no sistema de fluxo de ar. Depois, coloque cada pedaço de tubo nas válvulas de aperto. Conecte a saída do medidor de vazão de dois litros por minuto à entrada lateral do coletor inferior e a saída do coletor inferior à entrada da válvula de desvio final.

Conecte o padrão na saída da válvula final ao tubo de entrega de odor na câmara go ou no-go. Em seguida, conecte a saída padrão da válvula final a um tubo de escape. Agora, prenda uma agulha de calibre 18 na ponta de uma seringa de cinco mililitros designada para entrega de recompensa de água.

Conecte um tubo à ponta da agulha. Em seguida, conecte a outra extremidade do tubo à entrada da válvula de água e a tubulação da saída da válvula de água até o limite. Para começar, pese cada camundongo individualmente em uma balança calibrada e registre o peso de cada camundongo em um registro de laboratório.

Após a pesagem, coloque suavemente cada mouse na câmara do mouse designada. Ative os sensores e sistemas de entrega de estímulos para se preparar para a tarefa de discriminação olfativa. Inicie o programa MATLAB para controlar parâmetros experimentais, como fornecer estímulos de odor por 2,5 segundos, dispensar água e registrar respostas.

Analise os dados em tempo real para fornecer feedback imediato sobre o desempenho do animal. Em seguida, inverta o par de odores, definindo o cheiro recompensado anteriormente como não recompensado e vice-versa. Depois disso, teste a flexibilidade cognitiva do animal observando sua capacidade de desaprender e reaprender associações de cheiro, obtendo insights sobre a plasticidade do aprendizado olfativo em camundongos.

No primeiro dia da tarefa de ir ou não ir na direção para frente, o camundongo melhorou gradualmente para 80% de respostas corretas, aprendendo a lamber apenas o acetato de etila. No último dia da tarefa de encaminhamento, o mouse atingiu uma proficiência consistente, mantendo o desempenho igual ou superior a 80% correto. Depois de reverter os odores, a taxa de resposta correta do camundongo caiu para cerca de 10% no primeiro dia na direção inversa.

No último dia na tarefa inversa, o mouse recuperou a proficiência, alcançando um desempenho consistente igual ou superior a 80% de acerto.