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Neuroscience

तंत्रिका circuitry underpinning स्मृति गठन विदारक के लिए नवजात चूहों में एक Lateralized गंध लर्निंग मॉडल

Published: August 18, 2014 doi: 10.3791/51808
Automatic Translation
*1,2, *1, 1, 1
1Division of Biomedical Sciences, Faculty of Medicine, Memorial University, 2Division of Medical Sciences, University of Victoria
* These authors contributed equally

Introduction

घ्राण वे सफलतापूर्वक नेविगेट या अपने वातावरण में जीवित रहने के लिए सक्षम नहीं होगा जो बिना कृन्तकों में प्राथमिक संवेदी साधन है. यह 1 खिलाने के लिए उनकी मां का पता लगाने के क्रम में घ्राण उपयोग करने के लिए, पहली प्रसवोत्तर सप्ताह के दौरान देखने और न ही सुन सकते हैं जो न तो नवजात पिल्ले, के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है. नतीजतन, नवजात चूहे पिल्ले सरल प्रयोगात्मक जोड़तोड़ के साथ odors को पसंद करने के लिए वातानुकूलित किया जा सकता है. उत्तेजनाओं की एक किस्म घोंसले वातावरण 2,3, दूध पिलाती 4-6, पथपाकर या स्पर्श उत्तेजना 7- सहित नवजात शिशुओं में उपन्यास odors वातानुकूलित प्रतिक्रियाओं (वातानुकूलित उत्तेजना, सीएस), प्रेरित करने के लिए असुविधाजनक प्रोत्साहन (यूसीएस) के रूप में इस्तेमाल किया गया है 12, पूंछ चुटकी 13, मातृ लार 13, हल्के पैर सदमे 14-18, और intracranial मस्तिष्क उत्तेजना 19. वर्तमान अध्ययन एक अच्छी तरह से स्थापित जल्दी गंध पसंद प्रतिमान को रोजगार जिसमें इस मामले पुदीना में एक गंध,, मैंपुदीना 24 घंटा बाद 10,11,20 के लिए एक प्राथमिकता का निर्माण करने के क्रम में स्पर्श उत्तेजना के साथ संयुक्त है. इन odors यादें मुख्य रूप से घ्राण बल्ब (ओ) 21-23 और पूर्वकाल piriform प्रांतस्था (एपीसी) 24,25 सहित बरकरार घ्राण circuitry पर निर्भर हैं.

जल्दी गंध पसंद सीखने की प्रायोगिक जांच गहरा और एक स्तनधारी स्मृति की आणविक और शारीरिक आधार की हमारी समझ चौड़ी है. यह स्तनधारी मॉडल स्मृति तंत्र के अध्ययन में कई फायदे हैं. सबसे पहले, UCS संकेत के तंत्रिका स्रोतों की पहचान की गई है. उपरोक्त के रूप में विभिन्न उत्तेजनाओं बदले में 22,27,28 सीखने का समर्थन करने वाले सेलुलर और मनोवैज्ञानिक प्रभाव के कारण, ओ और एपीसी में कई adrenoceptors सक्रिय है जो ठिकाना coeruleus norepinephrine रिहाई 26 को प्रोत्साहित. दूसरा, स्मृति का समर्थन तंत्र अच्छी तरह से परिभाषित लामिना तंत्रिका संरचनाओं में जगह ले लो.नवजात चूहों में घ्राण circuitry की सादगी synaptic plasticity से संबंधित जटिल प्रक्रियाओं को उजागर करने के साथ जो आदर्श ढांचे के साथ शोधकर्ताओं प्रदान करता है. अन्य संरचनाओं 29 के बीच ओबी और ipsilaterally पार्श्व घ्राण पथ (बहुत) के माध्यम से piriform प्रांतस्था (पीसी) के लिए बारी परियोजना में इन मित्राल / गुच्छेदार कोशिकाओं में मित्राल / गुच्छेदार कोशिकाओं पर घ्राण उपकला परियोजना में घ्राण संवेदी न्यूरॉन्स (OSN),. OSN ओबी 30,31 में synapses और बहुत APC में 24,25 synapses दोनों synaptic सीखने का समर्थन है कि परिवर्तन और स्मृति के लिए महत्वपूर्ण स्थल के रूप में पहचान की गई है. तीसरा, चूहों में एक कम उम्र में, घ्राण आदानों आसानी lateralized किया जा सकता है. प्रत्येक APC एक बार इस सफेद पदार्थ पूरी तरह प्रसवोत्तर दिन 12 (PD12) 32 पर बनाई है पूर्वकाल संयोजिका के माध्यम से द्विपक्षीय गंध जानकारी तक पहुँच गया है. पीडी 12 से पहले, गंध इनपुट एकल Naris रोड़ा 24,25,31,33,34 <माध्यम से ओबी और APC ipisilateral को अलग किया जा सकता है/ Sup>. एकल Naris रोड़ा खुला Naris से गंध स्मृति गठन परमिट, और 12 33 पीडी से पहले occluded Naris से ही स्मृति को रोकता है. गंध स्मृति दोनों ओबी और APC सहित ipsilateral गोलार्द्ध के लिए अलग है. इसलिए, प्रत्येक चूहे पिल्ला सीखने और शरीर विज्ञान underpinning के लिए अपने स्वयं के नियंत्रण किया जा सकता है.

वर्तमान अध्ययन में, lateralized जल्दी गंध पसंद सीखने प्रोटोकॉल शुरू की है. इस विधि जिससे आवश्यक जानवरों की संख्या और सामान्य भिन्नता दोनों को कम करने, एक अंतर पशु नियंत्रण 24,25,31 प्रदान करके गंध सीखने underpinning तंत्रिका तंत्र के अध्ययन के लिए एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में कार्य करता है. Naris रोड़ा तेल या नाक प्लग आवेदन किया है और कम से कम तनाव या जानवर को नुकसान के साथ हटाया जा सकता है कि में प्रतिवर्ती है. इधर, पहली, जल्दी गंध पसंद प्रशिक्षण और परीक्षण के विस्तृत प्रक्रियाओं एक नग साथ ही Naris रोड़ा का उपयोग lateralized प्रोटोकॉल पर ध्यान देने के साथ, वर्णित हैंई प्लग. तो परिणाम गंध इनपुट अलग और lateralized गंध स्मृति उत्पादन में एकल Naris रोड़ा के प्रभाव को प्रदर्शित करने के लिए प्रस्तुत कर रहे हैं. अंत में, दोनों सीखने और समर्थन स्मृति अभिव्यक्ति उत्पन्न कि घ्राण प्रणाली में शारीरिक परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए इस lateralized लर्निंग मॉडल का उपयोग करने की क्षमता पर चर्चा कर रहे हैं.

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Protocol

दोनों लिंग के Sprague Dawley चूहे (चार्ल्स नदी) पिल्ले किया जाता है. Litters (जन्म PD0 जा रहा है) PD1 पर 12 से मारी गईं हैं. बांधों भोजन और पानी के लिए यथेच्छ उपयोग के साथ एक 12 घंटा / प्रकाश अंधेरे चक्र पर रखा जाता है. प्रायोगिक प्रक्रिया मेमोरियल विश्वविद्यालय के संस्थागत पशु की देखभाल समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है.

1 नाक प्लग निर्माण

नोट:. यह प्रक्रिया अनुकूलित और कमिंग्स एट अल से संशोधित किया गया था (1997) 35.

  1. प्राप्त पॉलीथीन-20 ट्यूबिंग और 3-0 रेशम सिवनी धागे.
  2. लगभग 0.8 मिमी पॉलीथीन-20 ट्यूबिंग का एक छोटा सा टुकड़ा काट.
  3. धागा ट्यूबिंग की धारा के दोनों तरफ है कि इस तरह से तैयार ट्यूबिंग के माध्यम से धागा रेशम सिवनी.
  4. प्लग के बाहर धागे का एक छोर पर, धागे में एक गाँठ बाँध.
  5. धागे में गांठ से अधिक नीचे ट्यूबिंग खंड खींचो. गाँठ ट्यूबिंग अंदर दर्ज होना चाहिए.
  6. धागे की ~ 2 मिमी टयूबिंग के एक छोर से फैला हुआ है कि इस तरह के धागे के दोनों सिरों ट्रिम (चित्रा 1 ए देखें).

प्रशिक्षण से पहले 2 Naris रोड़ा

  1. नियमित रूप से बिस्तर के साथ कवर एक सुरक्षित पकवान में बांध और जगह से पिल्ला निकालें.
  2. Naris पर, एक स्थानीय संवेदनाहारी जेली, 2% Xylocaine थपका के लिए एक कपास टिप आवेदन का उपयोग occluded होंगे.
  3. पिल्ला ~ 3 मिनट के लिए पकवान में आराम करने के लिए अनुमति दें.
  4. गैर प्रमुख हाथ में धीरे लेकिन सुरक्षित पिल्ला पकड़ो.
  5. प्रमुख हाथ का उपयोग करना, एक नाक प्लग लेने और मुद्दा फैला हुआ नहीं है जिसमें से टिप के आसपास ही स्थानीय संवेदनाहारी जेली थपका. इस प्लग प्रविष्टि के साथ जुड़े किसी भी मामूली दर्द के लिए दोनों एक संवेदनाहारी के रूप में कार्य करेगा और Naris अंदर एक स्नेहक के रूप में कार्य करेगा. नोट: Xylocaine का प्रभाव कुछ मिनट के भीतर शुरू होता है और 20-30 मिनट तक रहता है. Xylocaine जेली आवेदन के बाद प्लग प्रविष्टि के लिए सामान्य शो अच्छा सहिष्णुता में पिल्ले (Minimum संघर्ष और वोकलिज़ेशन).
  6. धीरे मजबूती पिल्ला पकड़े और प्लग पूरी तरह से डाला जाता है और केवल 2 मिमी धागा Naris से फैला हुआ है जब तक धीरे धीरे बहुत कोमल धक्का साथ प्लग घूर्णन द्वारा नाक प्लग डालने (चित्रा 1 बी देखें). इस प्रक्रिया के दौरान या तो Naris से कोई रक्तस्राव होना चाहिए. नाक प्लग प्रविष्टि के दौरान रक्तस्राव के साथ पिल्ले बाहर रखा और बांधों को लौट रहे हैं
  7. पशु प्लग करने के अभ्यस्त करने के क्रम में 5 मिनट के लिए इस पकवान में आराम करने के लिए अनुमति दें.
  8. आदी होना पकवान से पिल्ला निकालें और कंडीशनिंग प्रतिमान 24 शुरू.

चित्रा 1
एक नाक प्लग की संख्या 1 निर्माण. ए) Schematics एक नाक प्लग बनाने के कदम दिखा. एक धागा पॉलीथीन टयूबिंग के माध्यम से खींच लिया है; एक गाँठ बनाया और पुल हैयह ब्लॉक करने के लिए ट्यूबिंग के मध्य में नेतृत्व; दोनों सिरों) ट्यूबिंग. बी के बाहर एक छोर में एक 2 मिमी अवशेषों के साथ फ्रंट और एक Naris में एक नाक प्लग के साथ एक चूहे के पार्श्व दृश्य काट रहे हैं.

3 सुगंधित बिस्तर तैयारी

  1. नई दस्ताने पहने और, गंध प्रदूषण को रोकने के लिए एक प्लास्टिक की थैली में woodchip बिस्तर की 500 मिलीलीटर स्थान के लिए एक धूआं हुड में.
  2. 0.3 मिलीलीटर पुदीना निकालने को आकर्षित करने के लिए एक सिरिंज का प्रयोग करें, और प्लास्टिक की थैली में बिस्तर पर इस स्प्रे.
  3. , बैग बंद टाई सख्ती बैग हिला, और बिस्तर 5 मिनट के लिए बैग में आराम करने के लिए अनुमति देते हैं.
  4. उपयोग से पहले 5 मिनट के लिए एक धूआं हुड में खुला एक स्पष्ट, उथले, एक्रिलिक प्रशिक्षण बॉक्स (20 x 20 x 5 सेमी 3, 2A चित्रा) में सुगंधित बिस्तर रखें. बिस्तर तैयार हो जाने के बाद, इन दस्ताने त्यागें, और इन दस्ताने जानवरों के साथ संपर्क में आने की अनुमति नहीं है.
  5. एक समान स्पष्ट प्लास्टिक बॉक्स में unscented बिस्तर, जगह और एनयह सुगंधित बिस्तर या इस्तेमाल दस्ताने के साथ संपर्क में नहीं आता है कि सुनिश्चित करें.

4 गंध कंडीशनिंग प्रतिमान (चित्रा 2A में चित्र देखें)

पिल्ले पीडी 6, या एकाधिक परीक्षण सत्र (प्रति दिन एक सत्र, पीडी 3-6) पर, या तो एक एकल कंडीशनिंग सत्र से गुजरना.

  1. सुगंधित बिस्तर पर आदी पिल्ला रखें. नियंत्रण गंध ही (हे / एस -) के लिए पिल्ले, तो 4.5 कदम को छोड़, 10 मिनट के लिए बिस्तर पर इन पिल्ले छोड़ दें. प्रयोगात्मक गंध + स्ट्रोक के लिए (हे / एस +) पिल्ले, इस अनुभाग में निम्नलिखित कदम जारी है.
  2. स्ट्रोक 30 सेकंड के लिए पिल्ला एक छोटे तूलिका का उपयोग. मुख्य रूप से पिल्ला की हिंद क्षेत्र के चारों ओर तेजी से परिपत्र गति का प्रयोग करें.
  3. पिल्ला 30 सेकंड के लिए आराम करने के लिए अनुमति दें.
  4. दोहराएँ 4.2 और 10 मिनट की कुल के लिए 4.3 (पथपाकर + गंध से यानी 10 pairings) चरणों.
  5. , कंडीशनिंग बॉक्स से पिल्ला निकालें नाक प्लग हटा दें और बांध को पिल्ला वापसी.
<पी वर्ग = "jove_title"> 5. Lateralized गंध पसंद परीक्षण (चित्रा 2B में चित्र देखें)

परीक्षण अंतिम प्रशिक्षण सत्र के बाद विभिन्न समय अंक (जैसे, 24 या 48 घंटे) में होता है. परीक्षण एक 2 सेमी तटस्थ क्षेत्र से अलग कर दो प्रशिक्षण बक्से (प्रशिक्षण बॉक्स 3.4 में वर्णित है), के शीर्ष पर रखा गया है जो एक स्टेनलेस स्टील के परीक्षण के चैम्बर (30 x 20 x 18 सेमी 3), में किया जाता है. अन्य बॉक्स स्वच्छ, unscented बिस्तर होता है, जबकि एक प्रशिक्षण बॉक्स पुदीना सुगंधित बिस्तर शामिल हैं. परीक्षण कक्ष के फर्श तो प्लास्टिक की जाली एक हटाने योग्य शीट (चित्रा 2B) द्वारा कवर किया जाता है जो एक धातु ग्रिड, है.

  1. एक पुदीना और धारा 3 के अनुसार एक unscented बिस्तर तैयार है, और 2 सेमी अलग परीक्षण कक्ष, के विपरीत दिशा के तहत प्रत्येक बॉक्स जगह. परीक्षण कक्ष की धातु ग्रिड मंजिल पर प्लास्टिक की जाली रखें.
  2. बांध से पिल्ला निकालें और Naris पर बिना गंध सिलिकॉन तेल की एक फर्म थपका जगहकि प्रशिक्षण के दौरान occluded है. फिर से लागू जरूरत के रूप में पहला परीक्षण प्रक्रिया के दौरान तेल. नोट: प्रशिक्षण और परीक्षण के दौरान रैंडम Naris रोड़ा पूर्वाग्रह से बचने के लिए विचार किया जा सकता है.
  3. परीक्षण के चैम्बर के तटस्थ क्षेत्र में पिल्ला रखें.
  4. पिल्ला चैंबर के दो पक्षों पर खर्च कैसे लंबे समय रिकॉर्डिंग, पिल्ला 1 मिनट के लिए कक्ष का पता लगाने के लिए अनुमति दें (यानी पुदीना या निष्पक्षता से सुगंधित बिस्तर पर).
  5. पिल्ला एक कवर प्लास्टिक होल्डिंग कक्ष में 1 मिनट के लिए आराम करने के लिए अनुमति दें.
  6. दोहराएँ 10 मिनट की कुल के लिए 5.2 और 5.3 कदम (यानी 5 बाकी परीक्षणों द्वारा अलग 5 परीक्षण परीक्षण) दिशा वरीयताओं के लिए नियंत्रित करने के क्रम में चैम्बर में पिल्ला की प्रारंभिक अभिविन्यास स्विचन.
  7. तुरंत परीक्षण के बाद, Naris से तेल पोंछ.
  8. धारा 2 के अनुसार विपरीत Naris में एक पॉलीथीन noseplug डालें और पशु 10 मिनट के लिए आराम करने के लिए अनुमति देते हैं.
  9. के रूप में एक बार फिर पिल्ला टेस्ट 5.3 -5.6, प्लग हटा दें, और बांध को पिल्ला वापसी. निकालें और 95% इथेनॉल के साथ परीक्षण कक्ष की प्लास्टिक की जाली साफ और तरल लुप्त हो जाना करने की अनुमति. अगले पिल्ला परीक्षण से पहले वापस जाल रखें.
    नोट: परीक्षण के दौरान पहली Naris रोड़ा में सिलिकॉन तेल लागू खून बह रहा है और नाक प्लग प्रविष्टि के साथ जुड़े तनाव की संभावना को रोकता है.

चित्रा 2
चित्रा 2 अर्ली गंध पसंद प्रशिक्षण और परीक्षण. प्रतिमान पथपाकर + गंध का उपयोग कर एक) प्रारंभिक गंध पसंद प्रशिक्षण. बी) एक तरफ पुदीना बिस्तर के साथ दो विकल्प गंध पसंद परीक्षण, विपरीत दिशा में unscented बिस्तर पर नियंत्रण. एक 2 सेमी तटस्थ क्षेत्र के बीच में रख दिया गया है.

6 एकल Naris आड़ के प्रभाव का परीक्षण

NT "> इस प्रयोग एकल Naris रोड़ा घ्राण प्रणाली के lateralized सक्रियण की ओर जाता है कि यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है.

  1. धारा 2 में वर्णित के रूप में पीडी 6 या 7 पिल्ले पर एकतरफा Naris occlusions प्रदर्शन करना.
  2. ~ 5 मिनट आदी होना करने के बाद, एक कवर प्लास्टिक कंटेनर में पिल्ला जगह है और 10 मिनट के लिए ऊतक का एक टुकड़ा में भिगो 30 μl शुद्ध पुदीना तेल को बेनकाब.
  3. तुरंत पुदीना गंध प्रदर्शन के बाद, intraperitoneally (आईपी) क्लोरल एक सामान्य संवेदनाहारी के रूप में हाइड्रेट (400 मिलीग्राम / किग्रा), या pentobarbitol, (150 मिलीग्राम / किग्रा) के साथ पिल्ला इंजेक्षन.
  4. पूरी तरह से (पूंछ या पैर चुटकी करने के लिए कोई जवाब नहीं दिखा) anesthetized एक बार, transcardially 0.1 एम फॉस्फेट बफर समाधान, पीबीएस में भंग paraformaldehyde (4% द्वारा पीछा ~ 1 मिनट के लिए खारा (0.9%) की बहुत ठंडा समाधान के साथ पिल्ला, छिड़कना ).
  5. फिर पार, paraformaldehyde छिड़काव के 10 मिनट के बाद, मस्तिष्क को इकट्ठा करने और 4 डिग्री सेल्सियस पर रातोंरात paraformaldehyde में जगहएक अतिरिक्त 24 घंटे के लिए एक sucrose के समाधान (पीबीएस में 20%) के लिए मस्तिष्क fer.
  6. एक cryostat के साथ 30 माइक्रोन मोटाई में राज्याभिषेक मस्तिष्क के स्लाइस काटें. ओबी और पीसी स्लाइस लीजिए और pCREB एंटीबॉडी 21,25,30 के लिए मानक immunohistochemistry धुंधला द्वारा पीछा जिलेटिन में लिपटे स्लाइड, पर माउंट.

7 सिंगल Naris आड़ के उलटने का परीक्षण

अवरुद्ध प्रभाव नाक प्लग को निकालने के बाद 24 घंटे में प्रतिवर्ती है कि क्या यह प्रयोग परीक्षण.

  1. धारा 2 में वर्णित के रूप में पीडी 6 या 7 पिल्ले पर एकतरफा Naris occlusions प्रदर्शन करना.
  2. (प्रशिक्षण के दौरान Naris रोड़ा की अवधि के बराबर - 5 मिनट आदी होना + 10 मिनट प्रशिक्षण) 15 मिनट के बाद, नाक प्लग हटा दें, और बांध को पिल्ला वापसी.
  3. 6.2 में वर्णित के रूप में 24 घंटे बाद 10 मिनट के लिए एक कवर प्लास्टिक कंटेनर में पुदीना गंध को पिल्ला बेनकाब.
  4. संप्रदाय में ही चरणों का पालन करें6.3-6.6 आयनों.

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Representative Results

यहाँ हम गंध इनपुट अलग और एक गोलार्द्ध के लिए सीखने में Naris रोड़ा की प्रभावशीलता, और इस विधि के उलटने का प्रदर्शन करने के लिए पहले से स्थापित परिणाम 24 से कुछ की समीक्षा.

जल्दी गंध पसंद प्रशिक्षण के दौरान एकल Naris रोड़ा एक lateralized गंध स्मृति 24 की ओर जाता है. स्मृति बख्शा Naris (चित्रा 3) तक ही सीमित है. पिल्ले प्रशिक्षण के दौरान के रूप में occluded वही Naris साथ गंध पसंद के लिए जांच की जाती है, वे वातानुकूलित गंध (जैसे, पुदीना) के लिए वरीयता दिखा. पिल्ले occluded विपरीत Naris के साथ परीक्षण कर रहे हैं, वे वातानुकूलित गंध के लिए कोई वरीयता दिखा. साथ में, इन परिणामों एक गंध पसंद स्मृति ही बनाई और साहचर्य कंडीशनिंग पथपाकर + गंध लिया कि बख्शा Naris के माध्यम से व्यक्त किया है कि सुझाव है.

चित्रा 3 चित्रा 3 सिंगल Naris रोड़ा lateralized गंध सीखने को प्रेरित करता है. व्यवहार प्रोटोकॉल ऊपरी पैनल में दिखाया गया है. गंध + (हे / एस +) पथपाकर या गंध ही (हे / एस -) प्रशिक्षण के दौरान occluded एकल Naris साथ जानवरों, विपरीत Naris occluded के साथ एक ही Naris तो occluded साथ पहली गंध पसंद परीक्षण कराना पड़ा. कम पैनल एक दो विकल्प गंध परीक्षण में विभिन्न समूहों के बीच पुदीना सुगंधित बिस्तर से अधिक खर्च समय के प्रतिशत को दर्शाता है. * पी <0.05. त्रुटि सलाखों, मतलब ± SEM. फोंटेन एट अल से reproduced. जे अनुमति के साथ तंत्रिका विज्ञान (2013).

गंध जोखिम (चित्रा 4) 24 के दौरान घ्राण प्रणाली के lateralized सक्रियण में lateralized गंध प्रशिक्षण का परिणाम है. एकल Naris रोड़ा ओबी की सक्रियता और ipsilateral गोलार्द्ध duri का पीसी रोकतागंध जोखिम एनजी. इस CREB ओबी में फास्फारिलीकरण, और पीसी की निगरानी के द्वारा प्रदर्शन किया है. Immunohistochemistry का उपयोग, चित्रा 4 में दिखाया गया है, phosphorylated CREB (pCREB) contralateral बख्शा गोलार्द्ध की तुलना में, पुदीना गंध प्रदर्शन के बाद अवरोधित गोलार्द्ध में काफी कम है. Nissl धुंधला (चित्रा -4 ए) ओबी का मित्राल सेल परत में तुलनीय सेल शरीर को दर्शाता है, और दोनों गोलार्द्धों के पीसी के पिरामिड सेल परत में. हालांकि, pCREB अवरोधित Naris (चित्रा 4 बी) को गोलार्द्ध ipsilateral में दोनों सेल परतों में काफी कम है.

चित्रा 4
चित्रा गंध प्रदर्शन के दौरान घ्राण प्रणाली के lateralized सक्रियण में 4 सिंगल Naris रोड़ा परिणाम है. घ्राण बल्ब की ए) Nissl धुंधला(ओ) और पूर्वकाल piriform प्रांतस्था (एपीसी). बी) एक एकल Naris occluded पिल्ला में पुदीना प्रदर्शन के बाद अवरोधित और बख्शा गोलार्द्धों में PCREB भाव. तीर APC में ओब और पिरामिड सेल परत में मित्राल सेल परत से संकेत मिलता है. स्केल सलाखों, 500 माइक्रोन. फोंटेन एट अल से reproduced. अनुमति के साथ जे तंत्रिका विज्ञान (2013).

एक भी परीक्षण (15-20 मिनट) Naris रोड़ा का प्रभाव क्षणिक और प्रतिवर्ती है, और 24 परीक्षण के दौरान odors को बदल गंध धारणा और कम neuronal सक्रियण के लिए ले जा सकता है कि दिखाई लंबी अवधि के neuronal नुकसान में परिणाम नहीं करता है. जोखिम की गंध को ओबी और पीसी में pCREB धुंधला (चित्रा 5), ओ के मित्राल कोशिकाओं में pCREB भाव, और पीसी में पिरामिड कोशिकाओं द्वारा अनुक्रमित के रूप में, अवरोधित और बख्शा गोलार्द्धों के बीच तुलना कर रहे हैं के हटाने के बाद 24 घंटा नाक प्लग - वरीयता परीक्षण गंध है कि एक ही समय बिंदुजल्दी गंध पसंद प्रशिक्षण के बाद किया जाता है.

चित्रा 5
चित्रा 5 प्रतिवर्ती Naris रोड़ा निम्नलिखित न्यूरोनल जेट का आकलन. ओबी का PCREB धुंधला और APC, एक पिल्ला में एक नाक प्लग को निकालने के बाद 24 घंटे. तीर APC में ओब और पिरामिड सेल परत में मित्राल सेल परत से संकेत मिलता है. एमसीएल, मित्राल सेल परत. पीसीएल, पिरामिड सेल परत. स्केल सलाखों, कम बढ़ाई के लिए 500 माइक्रोन और उच्च आवर्धन के लिए 100 माइक्रोन.

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Discussion

एक महत्वपूर्ण समय खिड़की के भीतर चूहे पिल्ले में lateralized गंध सीखने और स्मृति मॉडल पहले हॉल और उनके सहयोगियों द्वारा स्थापित किया गया था. पढ़ाई 33,34,36 की एक श्रृंखला में, वे एक गंध पसंद स्मृति चूहे पिल्ले में पीडी 6 पर एक Naris को गंध + दूध pairings द्वारा lateralized जा सकता है कि पता चला है. पसंद स्मृति में एक ही Naris प्रशिक्षण और परीक्षण के दौरान खुला था जब मजबूत था, लेकिन अवरोधित Naris अनब्लॉक और परीक्षण किया गया था जब नहीं मनाया. यह नहीं रह गया था तो हालांकि, पूर्वकाल घ्राण cortices से पूर्वकाल commissural कनेक्शन कार्यात्मक 32 बन जब पीडी 12, पर, अप्रशिक्षित Naris अकेले पूर्वकाल संयोजिका के 6 घाव lateralized स्मृति बहाल पीडी पर हासिल गंध पसंद की अभिव्यक्ति का समर्थन कर सकता अप्रशिक्षित Naris 33 से सुलभ. इस lateralized लर्निंग मॉडल को सफलतापूर्वक प्रतिमान 24,25,31 पथपाकर + एक गंध के साथ दोहराया गया है. गंध + एकल Naris ओसीसी के साथ प्रशिक्षण पथपाकरपीडी पर lusion पीडी पर एक lateralized स्मृति को 6 सुराग 7 31. पीडी 3-6 पर दोहराया एकल Naris occlusions कम से कम 48 घंटा 24 तक रहता है कि एक लंबे समय तक lateralized स्मृति की ओर जाता है.

व्यक्तिगत जानवरों में "विभाजन मस्तिष्क" में lateralized गंध सीखने प्रोटोकॉल का परिणाम है. इस मॉडल व्यवहार और सहायता मुहैया जैव शारीरिक परिवर्तन के अध्ययन के लिए महान लाभ है. उदाहरण के लिए, पर्याप्त बीच जानवरों की डिजाइन में बदलाव कम कर देता है एक के भीतर विषय मॉडल का उपयोग कर व्यवहार outputs की तुलना. इस कम उम्र में पिल्ले उनकी गतिविधि और प्रतिक्रिया में काफी भिन्नता है. अंतरराज्यीय पशु नियंत्रण प्रदर्शन और जवाबदेही में निहित व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता के साथ ही आणविक और शारीरिक परिवर्तन के आकलन से जीव विज्ञान में आंतरिक मतभेदों को हटा. साथ ही, lateralized सीखने के इस शक्तिशाली शिशु मॉडल हमें एक मौका व्यक्ति शरीर क्रिया विज्ञान के लिए व्यक्तिगत स्मृति प्रदर्शन से संबंधित हैं, और वें आकलन करने के लिए उधार देता हैविभिन्न अवधियों 24,25,31 की यादों के ई आधार. एक ही जानवरों के भीतर दो गोलार्द्धों के शरीर विज्ञान की तुलना पूर्व vivo प्रयोगों के साथ संयोजन में इस lateralized लर्निंग मॉडल का प्रयोग, यह हाल ही में जल्दी गंध सीखने ऐसे ओबी 31 दोनों में synapses में वृद्धि हुई AMPA रिसेप्टर प्रतिक्रियाओं के रूप में synaptic plasticity लाती है कि प्रदर्शन किया, और किया गया है APC 24,25. घ्राण नेटवर्क में एक बढ़ाया उत्पादन 24 अभ्यावेदन में जल्दी गंध सीखने निम्न संवर्धित synaptic प्रसारण अनुवाद.

भविष्य के अध्ययन इस lateralized लर्निंग मॉडल का उपयोग गंध स्मृति के आणविक आधार तलाशने चाहिए. इस लाभ के समारोह और नुकसान के समारोह प्रोटीन और विशेष रूप से ब्याज की जीन के प्रभाव को देख correlational प्रोटीन को देख अध्ययन और निम्न सीखने सक्रिय जीन, और कारण पढ़ाई भी शामिल है. एक और रोमांचक और महत्वपूर्ण संभावना सक्षम टी होना हैओ व्यवहार स्मृति की ताकत को शारीरिक और आणविक परिवर्तन से संबंधित हैं. प्रत्येक पिल्ला के लिए, यह पहली बार खुला और अवरोधित nares के लिए एक प्राथमिकता स्मृति उपाय प्राप्त करने के लिए संभव है. इसी प्रशिक्षित और अप्रशिक्षित cortices पर बाद में पूर्व vivo प्रयोगों correlative शारीरिक परिवर्तन प्रदान करेगा. यह संभव है, हालांकि, खुद का परीक्षण कर वरीयता के दौरान उस गंध फिर से जोखिम अन्तर्ग्रथनी शक्ति बदल जाएगा, या कि अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों स्मृति अभिव्यक्ति में महत्वपूर्ण योगदान. हमारे वर्तमान अध्ययन में, शरीर विज्ञान और व्यवहार अलग साथियों पर बाहर किया जाता है. यह ब्याज की बहुत मापदंडों को प्रभावित व्यवहार परीक्षण के बारे में चिंताओं को दूर करता.

नाक प्लग का उपयोग कर एक चेतावनी प्लग प्रविष्टि और हटाने के साथ जुड़ा हुआ है कि संभावित तंत्रिका ऊतकों को नुकसान है. इस कारण से, देखभाल के लिए किसी भी संभावित लंबी अवधि एफई से बचने के लिए, बाहर रखा जाना चाहिए प्रविष्टि के दौरान रक्तस्राव के साथ नाक प्लग और पिल्ले की प्रविष्टि में ले लिया गया चाहिएसूजन के रूप में इस तरह खून बह रहा है के साथ जुड़े fects. लंबे समय तक रुकावट (दिन, महीने के लिए दिन) Naris या घ्राण उपकला की स्थायी पृथक के इन प्रभावों के कुछ लंबे समय तक की वजह से भले ही लंबी अवधि घ्राण अभाव, तंत्रिका क्षति, और ओबी में कम neuronal गतिविधियों और पीसी 37-41 की ओर जाता है Naris रोड़ा 39,40 पूरी तरह से प्रतिवर्ती हैं. तीव्र Naris रोड़ा निम्नलिखित ऊतक अखंडता (~ 15 मिनट) pCREB की immunohistochemistry धुंधला द्वारा मान्य किया गया है, दिखाया गया है जो एक गतिविधि पर निर्भर neuronal मार्कर, 5 दिन Naris रोड़ा 39 निम्नलिखित युवा वयस्क चूहों के पीसी में कम किया जा सके. occluded Naris के ipsilateral ओबी और पीसी में pCREB स्तर Naris रोड़ा दौरान चूहे पिल्ले में घ्राण throughput के सफल lateralization की पुष्टि, पुदीना गंध प्रदर्शन के दौरान काफी कम थे. हालांकि, गंध पसंद परीक्षण के समय नाक प्लग को हटाने, निम्नलिखित 24 घंटा, pCREB स्तर मैं तुलना कर रहे हैंn दोनों गोलार्द्धों, तीव्र रोड़ा के प्रभाव का सुझाव 24 पूरी तरह से प्रतिवर्ती है. इसलिए, पहले occluded Naris के साथ परीक्षण किया पुदीना को वरीयता के अभाव स्मृति की कमी के कारण, लेकिन एक परिवर्तन या परीक्षण के दौरान ऊतकों को नुकसान के साथ जुड़े गंध धारणा की कमी के कारण नहीं है. साथ ही, नियंत्रण के electrophysiological रिकॉर्डिंग हे / एस - जानवर (पथपाकर बिना गंध प्रदर्शन के दौरान occluded एक Naris साथ) कैल्शियम इमेजिंग के साथ देखा सक्रिय पिरामिड कोशिकाओं का कोई fEPSPs में मतभेद या संख्या से पता चला है - भी इस बात की पुष्टि piriform प्रांतस्था में कोई कार्यात्मक परिवर्तन होता है कारण इन अल्पकालिक प्रतिवर्ती Naris occlusions 24,25 करने के लिए.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Polythylene 20 tubing Intramedic 427406 Non-radiopaque, Non-toxic
3-0 Silk suture thread Syneture Sofsilk Non-absorbent
Silicone grease Warner Instrument 64-0378 Odorless
2% Xylocaine gel AstraZeneca Prod. No 061 Lidocaine hydrochloride jelly, purchased at local pharmacy
Paint brush Dynasty 206R Similar size/other brands work too
Peppermint extract Sigma-Aldrich W284807 Other brands should be okay too
Training box Custom-made N/A Acrylic box (20 x 20 x 5 cm3), see Figure 2A. Parameters and material for the box are not critical and can be modified. Material used should be odorless and does not absorb odors
Testing chamber Custom-made N/A Stainless steel (30 x 20 x 18 cm3), see Figure 2B. Parameters and material for the chamber are not critical and can be modified. For example, an acrylic chamber instead of a stainless steel one can be used
pCREB antibody Cell Signaling 9198 Ser 133 (87G3) Rabbit mAb
Chloral hydrate Sigma-Aldrich C8383 N/A
Paraformaldehype Sigma-Aldrich P6148 N/A
Sucrose Sigma-Aldrich S9378 N/A

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तंत्रिका विज्ञान अंक 90 lateralized गंध सीखने चूहों स्मृति नाक प्लग घ्राण बल्ब piriform प्रांतस्था phosphorylated CREB
तंत्रिका circuitry underpinning स्मृति गठन विदारक के लिए नवजात चूहों में एक Lateralized गंध लर्निंग मॉडल
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Fontaine, C. J., Mukherjee, B.,… More

Fontaine, C. J., Mukherjee, B., Morrison, G. L., Yuan, Q. A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation. J. Vis. Exp. (90), e51808, doi:10.3791/51808 (2014).

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