Построение ольфактометра для изучения обонятельного поведения грызунов

Мы исследуем участие обоняния в обучении и памяти. В этом исследовании изучается, как обоняние влияет на когнитивные процессы, включая получение, запоминание и запоминание информации. Мы исследуем нейронные пути, соединяющие обонятельную систему с областями мозга, ответственными за формирование памяти, такими как гиппокамп.

В исследованиях болезни Альцгеймера патогены, в том числе вирусы и бактерии, могут проникать в мозг через нос и перемещаться в области, участвующие в обучении и памяти, такие как гиппокамп. Этот путь включает в себя обонятельную систему, которая обеспечивает прямой путь от носовой полости к мозгу. В наших исследованиях мы обнаружили, что по мере того, как животное учится различать запахи в задаче «годен/не годен», ограничение окисления нейронов с высокой гамма-частотой через окисление через окисление с тета-промежутком изменяется в веществе, что приводит к расхождению между вознаграждаемым и невознаграждаемым одорантом.

Это может быть использовано для определения идентичности запаха. Изготовленные ольфактометры имеют ограничения, такие как высокая стоимость, задержки в ремонте и потребность в техническом обслуживании. Мы предоставляем руководство по созданию экономичного ольфактометра, управляемого компьютером, с использованием легкодоступных компонентов, расширяя возможности исследователей в области обоняния и поведения животных.

Компании, производящие и продающие автоматические ольфактометры, часто выходят из бизнеса или испытывают проблемы с цепочками поставок. Изучение того, как построить ольфактометр, позволяет пользователю настроить ольфактометр в соответствии с потребностями исследования. Наш протокол не зависит от конкретных деталей, и многие компоненты могут быть модернизированы или изменены в зависимости от имеющихся на складе расходных материалов.

Для начала настройте однополюсные, одноходовые или SPST, мгновенные кнопочные переключатели. С помощью паяльника припаяйте по два провода к каждому кнопочному переключателю мгновенного действия SPST. Прикрепите кнопочный переключатель мгновенного действия SPST к блоку управления.

Затем закрепите провода, скрутив их или приложив ленту, чтобы держать их в порядке. Поместите клапаны для удаления запаха в специальные прорези стойки для клапанов запаха, расположенные в центре доски. Далее снимите изоляцию с проводов, подключенных к каждому клапану.

С помощью паяльника припаяйте по одному проводу от каждого клапана к более толстому проводу. Поместите один провод в клемму заземления на винтовой клеммной колодке, расположенной на обратной стороне доски, и вставьте второй провод в соответствующий контакт на контактах SSR-48RACK Connect от одного до восьми на SSR-48RACK к двум пережимным клапанам каждый. Для каждого клапана подключите один провод от кнопки к 24-вольтовому источнику питания, а другой провод — к контакту на SSR-48RACK, который подключается к клапану.

Теперь поместите водяной клапан и конечный клапан в соответствующие прорези на пластине клапана. Подсоедините водяной клапан и конечный клапан к клемме заземления и контактам 17 и 18 соответственно на SSR-48RACK. Подсоедините кнопки к 24-вольтовому блоку питания и контактам 17 и 18.

Далее приобретите подходящий блок питания и удлинитель. С помощью кусачек выньте вилку из шнура питания блока питания. Отрежьте один конец провода, который питает SSR-48RACK.

Затем подключите один из проводов к винту G на блоке питания, а другой провод — к клемме V1 на блоке питания. Далее подключите один провод от клеммы G2 к массе на винтовой клеммной колодке. Затем подключите один провод от клеммы V1 к пятивольтовой винтовой клеммной колодке.

Наконец, подсоедините один провод от клеммы V3 к 24-вольтовой винтовой клеммной колодке. Поместите два расходомера в держатели расходомеров. Приобретите аквариумный насос, обеспечивающий приток воздуха два литра в минуту.

Подсоедините короткий кусок трубки от каждого из двух выходов аквариумного насоса к двум входам Т-образного разъема. Прикрепите кусок трубки от выхода Т-образного разъема к входу фильтра с активированным углем. Подсоедините трубку от выхода угольного фильтра к Т-образному разъему.

Затем соедините два выхода этого Т-образного разъема с шаровым краном, который будет регулировать расход воздуха. Далее подключите выход каждого шарового крана к входу расходомеров. Подключите выход расходомера объемом 50 кубических сантиметров в минуту к верхнему коллектору для подачи воздуха в 40-миллилитровые флаконы для выравнивания запаха с одорантами в минеральном масле.

Подсоедините выход из каждого флакона с запахом к соответствующему входу на нижнем коллекторе и закройте контур на системе воздушного потока. После этого поместите каждый кусок трубки в пережимные клапаны. Подключите выход расходомера объемом два литра в минуту к боковому входу нижнего коллектора, а выход нижнего коллектора — к входу конечного отводящего клапана.

Подсоедините стандартный выход конечного клапана к трубке подачи запаха в камере хода или запрета. Затем подсоедините стандартный выход выключенного конечного клапана к выпускной трубе. Теперь прикрепите иглу 18-го калибра к кончику пятимиллилитрового шприца, предназначенного для доставки воды в качестве вознаграждения.

Подсоедините одну трубку к кончику иглы. Затем подсоедините другой конец трубки к входу водяного клапана и трубку от выхода водяного клапана до предела. Для начала взвесьте каждую мышь по отдельности на откалиброванных весах и запишите вес каждой мыши в лабораторный журнал.

После взвешивания аккуратно поместите каждую мышь в предназначенную для этого мышиную камеру. Активируйте датчики и системы доставки стимулов, чтобы подготовиться к задаче обонятельной дискриминации. Запустите программу MATLAB для контроля экспериментальных параметров, таких как подача стимулов запаха в течение 2,5 секунд, подача воды и запись ответов.

Анализируйте данные в режиме реального времени, чтобы получить немедленную обратную связь о производительности животного. Затем поменяйте пару запахов местами, установив ранее вознагражденный аромат как невознаграждаемый, и наоборот. После этого проверьте когнитивную гибкость животного, наблюдая за его способностью отучиться и заново учиться ассоциациям запаха, получая представление о пластичности обоняния у мышей.

В первый день выполнения задания «идти или не идти» в прямом направлении мышь постепенно улучшала до 80% правильных ответов, научившись лизать только этилацетат. В последний день выполнения задачи вперед мышь достигла стабильного уровня мастерства, поддерживая производительность на уровне или выше 80% правильных. После обратного воздействия одорантов скорость правильной реакции мыши снизилась примерно до 10% в первый день в обратном направлении.

К последнему дню выполнения обратной задачи мышь восстановила свои навыки, достигнув стабильной производительности на уровне или выше 80% correct.