RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Allain-Thibeault Ferhat1, Nicolas Torquet2, Anne-Marie Le Sourd1, Fabrice de Chaumont3, Jean-Christophe Olivo-Marin3, Philippe Faure2, Thomas Bourgeron1, Elodie Ey1
1Human Genetics and Cognitive Functions,University Paris Diderot, CNRS UMR 3571, Institut Pasteur, 2Neurophysiology and Behavior,University Pierre et Marie Curie Paris 6, CNRS UMR 7102, 3Bio Image Analysis,CNRS URA 2582, Institut Pasteur
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Ультразвуковые вокализации мышей используются в качестве прокси для моделирования генетических основ дефицита голосовой коммуникации в мышиных моделях нейропсихиатрических расстройств. Настоящий протокол описывает три экспериментальных контекста, которые достоверно вызывают ультразвуковые вокализации у детенышей (на протяжении всего развития) и взрослых мышей (однополые взаимодействия, взаимодействия самца и самки).
Мыши издают ультразвуковые вокализации в различных контекстах на протяжении всего развития и во взрослом возрасте. Эти голосовые сигналы в настоящее время используются в качестве прокси для моделирования генетических основ дефицита голосовой коммуникации. Характеристика вокального поведения мышиных моделей, несущих мутации в генах, связанных с нервно-психическими расстройствами, такими как расстройства аутистического спектра, поможет понять механизмы, приводящие к дефициту социальной коммуникации. Здесь мы предоставляем протоколы для надежного получения ультразвуковой вокализации у щенков и взрослых мышей. Такая стандартизация поможет снизить вариабельность между исследованиями из-за экспериментальных условий. Звуки изоляции щенков записываются на протяжении всего развития от отдельных щенков, изолированных от матери и однопометников. Во взрослом возрасте вокализации записываются во время однополых взаимодействий (без сексуального компонента) путем знакомства социально мотивированных мужчин или женщин с неизвестным однополым сородичом. Мы также предоставляем протокол для записи вокализаций взрослых самцов, подвергшихся воздействию самки во время течки. В этом контексте присутствует сексуальная составляющая во взаимодействии. Эти протоколы созданы для того, чтобы вызвать большое количество ультразвуковых вокализаций у лабораторных мышей. Тем не менее, мы указываем на важную межиндивидуальную вариабельность в вокальном поведении мышей, которую следует учитывать, регистрируя минимальное количество особей (не менее 12 в каждом состоянии). Эти записи ультразвуковых вокализаций используются для оценки частоты вызовов, вокального репертуара и акустической структуры звуков. Данные объединяются с анализом синхронных видеозаписей для получения более полного представления о социальной коммуникации у мышей. Эти протоколы используются для характеристики дефицита голосовой коммуникации у мышей, лишенных ProSAP1/Shank2, гена, связанного с расстройствами аутистического спектра. Больше записей ультразвуковых вокализаций также можно найти в базе данных mouseTube, разработанной для содействия обмену такими данными.
У пациентов с нервно - психических расстройств обычно отображают дефицита в социальной коммуникации (например, пациенты с расстройствами аутистического спектра, шизофрении или болезни Альцгеймера) 1. Генно - инженерные мыши все чаще и чаще используются для моделирования генетических причин этих расстройств 2. Изучение социальной коммуникации в этих мышиных моделях представляет большой интерес для понимания механизмов генетических мутаций, приводящих к атипичным социальных дисфункций и для тестирования новых методов лечения. Поскольку мыши являются социальными животными и общаться друг с другими, используя обонятельные, тактильные, визуальные и акустические сигналы, они являются подходящими моделями для оценки социальной коммуникации.
Mouse ультразвуковые вокализации в настоящее время в настоящее время используется в качестве прокси - сервера для моделирования генетических основ вокальной дефицитов связи 3,4 (но существование вокального обучения у этого вида все еще обсуждается 5,6, даже если большинство недавних исследований arguе за отсутствие вокального обучения 7). Лабораторных мышей были обнаружены испускать ультразвуковые вокализации в мать-ребенок отношений, в между мужчинами и женщинами социально-сексуального взаимодействия, однополые социальных взаимодействий (обзор в ссылке 8) , а также в отношении несовершеннолетних, в отношении несовершеннолетних социальных взаимодействий 9. Щенками мыши испускают вызовы изоляции в течение первых двух недель жизни , когда изолированы от плотины и однопометные 10. Самцы испускают ультразвуковые вокализации , когда в присутствии течки самки (или мочеполовых киев от нее) 11,12. Самцы и самки испускают ультразвуковые вокализации при взаимодействии с неизвестным конспецифичный того же пола 13,14. Организация и функции этих вокализации не вполне ясны и требуют дальнейшего изучения. Современные знания о функциональном аспекте ограничена из-поисковых процессе индукции поведения у матерей слуха изоляции щенком вызовов, облегчение близости взрослых самок по отношению к взрослых мужчин vocalizatИоны 15 и повышенная исследовательское поведение взрослых самцов слуха взрослых самок вокализации 16.
Характеризуя отклонения в вокальной коммуникации в мышиных моделях психоневрологических расстройств, должны проводиться в стандартных условиях, чтобы исключить значительный вклад экспериментальных условий. Такие характеризации, в сочетании с оценкой одновременных социальных взаимодействий и нейробиологических исследований, в различных генетических моделей должны улучшить наши знания о генетическом вкладе в различные аспекты мыши ультразвуковой связи. В течение длительного срока, он должен дать дополнительный свет на некоторых нейробиологических основах социальной коммуникации в организме человека. В настоящее время мы нацелены на предоставление простых протоколов, чтобы надежно выявить ультразвуковые вокализации в процессе развития и в зрелом возрасте как для самцов и самок мышей в лабораторных условиях. Такие протоколы должны облегчить стандартизацию записей более надежно сравнить UltrAsonic выбросы вокализация между штаммами и лабораторий. Это также должно способствовать создание таких записей в лабораториях, не имеющих опыта работы с мышью ультразвуковых вокализации записей. Мы также выделить текущую возможность объединить ультразвуковые данные вокализации с подробными поведенческими данными, собранными одновременно во время социальных взаимодействий у взрослых мышей, чтобы получить важную информацию о социальных нарушений, а также о контексте эмиссии ультразвуковых вокализации. Такой анализ позволит пролить новый свет на организацию и функции мыши ультразвуковых вокализации. Наконец, мы также рекламировать возможность обмениваться записями ультразвуковых вокализации со всем научным сообществом на базе mouseTube (http://mousetube.pasteur.fr). Открытый доступ к записи данных аудио должны повысить знания о мыши ультразвуковой связи, позволяя ученым сравнить свои собственные данные с ультразвуковыми вокализации, записанные в других Laboratories (с одинаковыми или различными штаммами / протоколов), и / или оспаривать их методы анализа с файлами, записанными в различных условиях.
Заявление по этике: Процедуры с участием субъектов животных были одобрены Comite d'Ethique ан экспериментирования Animale (CETEA) п ° 89 в Институте Пастера в Париже.
1. Подготовка животных
2. Pup Изоляция вызовов

3. Ультразвуковая Вокализации во время Однополые социальных взаимодействий
4. Мужской Вокализации при взаимодействии с течки Женский
5. Переменные, чтобы быть извлечено
6. Загрузка файлов в базе данных mouseTube
С настоящими протоколами, мы охарактеризовали вокальную поведение мышей , лишенных ProSAP1 / Shank2, ген , связанный с расстройствами аутистического спектра (ASD) 23-25. ASD характеризуются дефицитом в социальной коммуникации и стереотипных поведения 1. Наши Shank2 - / - мыши отображается гиперактивность, повышенную тревожность и атипичную голосовое сообщение 18,26. Действительно, мы отметили , что Shank2 - / - мышей проявляли нетипичную профиль развития в скорости их эмиссии изоляции щенком вызовов по сравнению с типичным перевернутой U-образной кривой в их однопометные дикого типа Shank2 -. / - Мышей проявляли повышенную скорость вызова при P4 и снижение скорости вызова при Р6 по сравнению с их однопометные дикого типа (рисунок 2). Мы также наблюдали снижение частоты вызова в женских взаимодействиях вовлечение Shank2 - / - женщина в comparisoп с взаимодействия с участием дикого типа однопометница (рисунок 2). Мы изучили репертуар 5 различных категорий вызовов. Оказалось , чтобы отличаться между щенками (например , здесь P2, Р6 и Р10) и взрослых (рисунок 3). Генотип связанные различия были существенны в основном в зрелом возрасте. В ходе социальных взаимодействий с участием взрослых Shank2 - / - мужчины или женщины с C57BL / 6N самки, более короткие звонки и неструктурированные звонки были записаны по сравнению с их взаимодействий с участием однопометными дикого типа (Рисунок 3D и Е). Менее сложные вызовы и частотные скачки вызовы также были записаны во время взаимодействия с C57BL / 6N женщина с участием взрослых Shank2 - / - самок по сравнению с взаимодействия с участием Shank2 + / + самок (рис 3e). Наконец, мы также измеряли вручную акустические переменные. Там не было никаких существенных генотип связанных разница дюРазвитие кольца. В отличие от этого , длительность вызовов , записанных во время взаимодействия с участием взрослых Shank2 - / - самки были короче , чем тех , которые записаны во время взаимодействия с участием их однопометными дикого типа (рис 4а). Мы также отметили , что пик частоты ультразвуковых вокализации увеличилась в процессе развития крысят без существенной разницы 26 генотипа связанных. В ходе взаимодействия с участием Shank2 - / - мужчины или женщины с C57BL / 6N самки, ультразвуковые вокализации был более низкий пиковой частоты по сравнению с вызовами , зарегистрированных в ходе взаимодействия с участием их однопометными дикого типа (рис 4В).
Кроме того, настоящий Протокол также позволил изучить контекст испускания ультразвуковых вокализации путем объединения данных из аудиозаписей с поведенческими данными , извлеченными из MiceProfiler (ICY программного обеспечения, Институт Pastевро, Париж). Например, у самок-женского взаимодействия, большинство ультразвуковых вокализации были выброшены, когда животные находились в контакте и более конкретно пассажиром нюхают-генитальный АНО региона Неё, либо, по крайней мере жилец быть за Неё. Мыши также выделяется много ультразвуковых вокализации , когда пассажир подошел к Неё (рисунок 5, верхняя панель). Менее вокализации были зарегистрированы , когда пассажир Shank2 - / - мышей были в физическом контакте с Неё (например, нюхают-генитальный АНО область Неё) , чем когда пассажир был дикого типа мыши. Менее вокализации были вызваны , когда жилец за Неё был Shank2 - / - мыши , чем когда он был дикого типа мыши. Больше вокализации были также зарегистрированы , когда новый пришелец был в поле зрения водителя и пассажиров мыши, и тем более в дикого типов , чем у мутантов (рис 5, нижняя панель).
s = "jove_content" ВОК: Keep-together.within-странице = "1"> 
Рис . 2: скорость эмиссии ультразвуковых вокализации во время развития и у взрослых самцов и самок Shank2 - / - мышей и однопометные дикого типа скорость мышат Позвоните (каждые два дня от P2 до P12, п = 18-19 Shank2 + / +, п = 15-16 Shank2 - / -) и взрослых во время мужской течки самок взаимодействий (п = 15 Shank2 + / +, п = 16 Shank2 - / -) , так и женщины женские взаимодействия (п = 15 Shank2 + / +, п = 13 Shank2 - / -) у мышей дикого типа (левая панель) и Shank2 - / - мыши (правая панель). Данные представлены как среднее +/- SEM и отдельные точки (непарность Вилкоксона тесты: * р <0,05, ** р <0,01, *** р <0,001).ge.jpg "целевых =" _blank "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рис . 3: Вокальный репертуар Shank2 - / - мышей и Однопометники дикого типа Пропорции из пяти различных типов вызовов , испускаемых P2 мышат (А; п = 20 Shank2 + / +, п = 18 Shank2 - / -), Р6 щенками (в; п = 19 Shank2 + / +, N = 18 Shank2 - / -), щенками P10 (C, N = 20 Shank2 + / +, N = 18 Shank2 - / -), взрослые самцы с течки самки (D ; п = 16 Shank2 + / +, N = 16 Shank2 - / -) и у взрослых самок с другой самкой (E, N = 15 Shank2 + / +, п = 13 Shank2 - / -) у мышей дикого типа (слева панели) и Shank2 - / - мыши (правая панели). Данные представлены как среднее +/- SEM и отдельные точки (хи-квадрат тесты: * р <0,05, ** р <0,01, *** р <0,001). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рис . 4: Акустические переменные , извлеченные из ультразвуковых вокализации в Shank2 - / - мышей и Однопометники дикого типа (А) Продолжительность всех типов вызовов посрамлены , излучаемый P2 мышат (п = 20 Shank2 + / +, N = 18 Shank2 - / - ), Р6 щенков (п = 19 Shank2 + / +, N = 18 Shank2 - / -), P10 щенков (n = 20 Shank2 + / + Shank2 - / -), взрослые самцы с течки самки (п = 16 Shank2 + / +, п = 16 Shank2 - / -) и взрослые самки с другой женщиной (п = 15 Shank2 + / +, п = 13 Shank2 - / -) у мышей дикого типа (левая панель) и Shank2 - / - мыши (правая панель). (В) Максимальная частота пика измеряется на всех типах вызовов посрамлены в P2 мышат, P6 мышат, P10 щенков, взрослых мужчин с течки самки и взрослой самки с другой женщиной (такой же Ns , как описано выше). Данные представлены как среднее +/- SEM и отдельные точки (непарность Вилкоксона тесты: * р <0,05, ** р <0,01, *** р <0,001). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5: Контекст. s эмиссии мыши ультразвуковой вокализации у самок-взрослых самок социальных взаимодействий Доля ультразвуковых вокализации , испускаемый парами с участием Shank2 + / + с C57BL / 6N мыши (п = 16, А) и пар с участием Shank2 - / - с C57BL / 6N мыши (п = 13, B) в течение следующих типов поведенческих событий (красный: водителя и пассажиров, зеленый: новый пришелец): социальные контакты, орально-оральный контакт, анально-генитальные фырканье от водителя и пассажиров мыши, ано- генитальный нюхают от Неё мыши, водителя и пассажиров за Неё, Неё за пассажиром, неподвижности пассажиром, неподвижность в Неё, подход со стороны водителя или пассажира и уйти от Неё, подход от Неё & уйти от водителя и пассажиров, захода на посадку и уйти от водителя и пассажиров, захода на посадку и уйти от Неё, жилец после нового встречному, Неё в поля зрения водителя или пассажира, водителя или пассажира в поле зрения Неё. Данные рвозмущались как среднее +/- SEM и отдельные точки (не парные тесты Вилкоксона: * р <0,05, ** р <0,01). Неопубликованные данные. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
| типы вызовов | Описание |
| короткая | длительность ≤5 мс и диапазон частот ≤6.25 кГц |
| просто | длительность> 5 мс и диапазон частот ≤6.25 кГц (плоский), или частотная модуляция только в одном направлении (вверх или вниз) с частотой диапазона> 6,25 кГц |
| сложный | частота модуляций в более чем одном направлении и частотного диапазона> 6,25 кГц (прерывистый), или включение одного или нескольких дополнительных частот Component (гармонические или нелинейные явления, но не насыщения), но не ограничение на диапазон частот (комплекс) |
| частотные скачки | включение одного прыжка (одна частота скачка) или более скачков (частота прыжков, другие) частоты без временного промежутка между последовательными частотными компонентами, с (смешанный) или без шумной части в пределах чистого тона вызова |
| неструктурированных | нет чистого тона компонента идентифицируемым; "шумные" звонки |
Таблица 1:. Характеристики пяти типов мыши ультразвуковых вокализации Примеры критериев длительности, частотный диапазон, частотные модуляции и частотных скачков , используемых для определения 5 различных типов вызовов внутри мыши ультразвуковых вокализации.
Авторам нечего раскрывать.
Ультразвуковые вокализации мышей используются в качестве прокси для моделирования генетических основ дефицита голосовой коммуникации в мышиных моделях нейропсихиатрических расстройств. Настоящий протокол описывает три экспериментальных контекста, которые достоверно вызывают ультразвуковые вокализации у детенышей (на протяжении всего развития) и взрослых мышей (однополые взаимодействия, взаимодействия самца и самки).
Эта работа была поддержана Fondation de France; ANR FLEXNEURIM [ANR09BLAN034003]; ANR [ANR-08-MNPS-037-01-SynGen]; Neuron-ERANET (EUHF-AUTISM); Fondation Orange; Fondation FondaMentale; Fondation de France; Fondation Bettencourt-Schueller. Исследование, приведшее к написанию этой статьи, также получило поддержку от совместного предприятия «Инициатива инновационной медицины» в рамках грантового соглашения No 115300, ресурсы которого состоят из финансового вклада Седьмой рамочной программы Европейского Союза (FP7/2007-2013) и взносов компаний EFPIA в натуральной форме. Мы благодарим Жюли Леви-Стросс за полезные комментарии к рукописи и шесть анонимных рецензентов, чьи комментарии заметно улучшили рукопись.
| иглы 0,3 мм x 13 мм [30 G 1/2"] | BD Microlance | 304000-зеленая | |
| паста для татуировок | Ketchum Manufacturing Inc., Оттава, Канада | 329AA-термометр | |
| Fisherbrand, Уолтем, США | 4126 (W255NA) | - | |
| самодельная звукоизоляционная камера (щенки) | Institut Pasteur, Париж-акустическая | пена + оргстекло; внутренние размеры (Ш x В x Г): 32 см x 33 см x 32 см | |
| малый поверхностный термистор + термопара с одним зондом | Harvard Apparatus | 599814 + ручка без | |
| запаха | 601956например: Giotto-чернила | с водой, моющиеся: эти ручки предназначены для младенцев | |
| Этанол абсолютный (100%) | Sigma Aldrich, Saint-Quentin Fallavier, Франция | 24103 | разбавленный 1/10 |
| конденсаторный ультразвуковой микрофон Avisoft-Bioacoustics CM16/CMPA | Avisoft Bioacoustics, Берлин, Германия | #40011 | в комплекте с удлинительными кабелями компании Avisoft |
| Ultrasound Gate 416H | Avisoft Bioacoustics, Берлин, Германия | #34163 | звуковая карта |
| Avisoft Recorder USGH | Avisoft Bioacoustics, Берлин, Германия | #10301; #10302 | программа записи для Windows Vista, 7 и 8 |
| Avisoft SASLab Pro | Avisoft Bioacoustics, Берлин, Германия | #10101, 10111; #10102, 10112; | Windows 10, 8.1, 8, 7 или Vista, включая Apple Macintosh на базе Intel, работающий под управлением Boot Camp, Parallels или аналогичного программного обеспечения для виртуализации. |
| Ноутбук или Apple Macintosh под управлением Boot Camp | - | под управлением Windows 10, 8.1, 8, 7 или Vista; для Apple Macintosh Boot Camp предпочтительнее программ виртуализации, таких как Parallels, из-за ограничений памяти пластикового | |
| получателя (записи pup) | Lock & Lock, Chatswood, США | HPL932D | Lock & Замок штабелируемый герметичный контейнер круглый 700 мл; использование без чехла; Размеры: 9 см диаметр, высота 10 см |
| PBS 1x (pH = 7,4) | Gibco (Life Technologies) | 10010-023-слайды | |
| Menzel-Glä ser, Thermo Scientific | J1800AMNZ | Superfrost Plus | |
| May-Grü nwald solution 500 мл | RAL Ré actifs, Martillac, Франция | 320070-0500-Giemsa | |
| R 500 мл | RAL Ré actifs, Martillac, Франция | 720-1107 | разведенный 1/20 в фосфатном буферном растворе |
| фосфатного буферного раствора (собственного изготовления) | - | - | pH = 7, 0,1 M: 39 мл2PO4 0,2 M + 61 мл Na2HPO4 0,2 M + 100 мл H2O (итоговый объем: 200 ml) |
| испытательная клетка | Institut Pasteur, | Paris-50 х 25 см, 30 см высота; | |
| Самодельная звукоизоляционная камера из оргстекла (записи для взрослых) | Institut Pasteur, Париж | - | акустическая пена + ПВХ; внутренние размеры (Ш x В x Г): видеокамера 66 см x 90 см x 46 см |
| От Noldus Information Technologies, Вагенинген, Нидерланды | - | видеокамера высокого разрешения CamTech Super-Hi-Res; 25 кадров в секунду | |
| EthoVision XT | Noldus Information Technology, Вагенинген, Нидерланды | http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt | программное обеспечение для сбора видео |
| плагин Mice Profiler Tracker от платформы ICY, | Bio Image Analysis, Институт Пастера, Париж | http://icy.bioimageanalysis.org/plugin/Mice_Profiler_Tracker | программное обеспечение для отслеживания для анализа поведенческих событий во время социальных взаимодействий |