Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

En Lateralized Lukt Learning Model på nyfødte rotter for dissekere nevrale kretser Underpinning Memory Formasjonen

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

Luktesans er den primære sansemodalitet hos gnagere, uten noe som de ikke ville være i stand til å kunne navigere eller overleve i sitt miljø. Det er spesielt viktig for nyfødte valper, som verken kan se eller høre i løpet av første post-natal uke, for å bruke luktesansen for å finne sin mor til å mate en. Som et resultat, kan nyfødte rotteunger være betinget til å foretrekke lukt med enkle eksperimentelle manipulasjoner. En rekke stimuli har blitt brukt som ubetinget stimulus (UCS) for å indusere betingede reaksjoner på nye lukt (betinget stimulus, CS) hos nyfødte, herunder reirmiljøet 2,3, melk diende 4-6, stryke eller taktil stimulering 7- 12, hale klype 13, mors spytt 13, mild foten sjokk 14-18, og intrakranielle hjernestimulering 19. Den foreliggende studien anvender en veletablert tidlig lukt preferanse paradigme hvori en lukt, i dette tilfellet peppermynte, is kombinert med taktil stimulering for å produsere en preferanse for peppermynte 24 timer senere 10,11,20. Lukten minner er avhengig av intakt lukte kretser, først og fremst inkludert lukte pærer (OB) 21-23 og fremre piriform cortex (APC) 24,25.

Eksperimentelle undersøkelser av tidlig lukt preferanse læring har fordypet og utvidet vår forståelse av molekylære og fysiologiske fundamentet for en pattedyr minne. Dette pattedyr modellen har flere fordeler i å studere minne mekanismer. For det første har de neurale kilder til UCS-signalet er identifisert. Forskjellige stimuli som nevnt ovenfor stimulerer locus coeruleus noradrenalin frigjøring 26, som i sin tur aktiverer flere adrenoceptorer i OB, og APC, forårsaker cellulære og fysiologiske virkninger som støtter læring 22,27,28. For det andre minne-støttemekanismer finne sted i veldefinerte laminære neurale strukturer. Denenkelhet av lukte kretsene i neonatale rotter gir forskerne med ideell ramme med å avdekke de intrikate prosesser knyttet til synaptisk plastisitet. Olfactory sensoriske nevroner (OSN) i lukte epitel prosjekt på mitral / tufted celler i OB og disse mitral / tufted celler i sving prosjektet ipsilaterally til piriform cortex (PC) via lateral luktekanalen (LOT), blant andre strukturer 29. Både OSN synapser i OB 30,31 og LOT synapser 24,25 i aPC har blitt identifisert som kritisk loci for synaptiske endringer som støtter læring og hukommelse. Tredje, i en tidlig alder hos rotter, olfactory innganger kan lett bli lateralized. Hver aPC har tilgang til bilateral lukt informasjon via fremre commissure gang denne hvite saken er fullt dannet ved postnatal dag 12 (PD12) 32. Før PD 12, kan lukt innspill isoleres til ipisilateral OB og aPC gjennom single Naris okklusjon 24,25,31,33,34 </ Sup>. Enkelt Naris okklusjon tillater lukt minne formasjon fra den åpne Naris, og hindrer den samme minne fra occluded Naris før til PD 12 33. Lukt minne er isolert til ipsilaterale hemisfære inkludert både OB og APC. Derfor kan hver rotte valp være sin egen kontroll for læring og underbygger fysiologi.

I denne studien, er lateralized tidlig lukt preferanse læring protokollen innført. Denne metode tjener som et kraftig verktøy for å studere nevrale mekanismer som ligger til grunn lukt læring ved å tilveiebringe en intra-dyr kontroll 24,25,31, og dermed redusere både antallet dyr som kreves og den generelle variasjon. Naris okklusjon er reversibel ved at fett eller nesepluggen kan påføres og fjernes med minimalt stress eller skade på dyret. Her først, detaljerte prosedyrer for tidlig lukt preferanse trening og testing er beskrevet, med fokus på lateralized protokollen med singel Naris okklusjon med et nose plugg. Da resultatene er presentert for å demonstrere effektiviteten av enkelt Naris okklusjon i å isolere lukt input og produsere lateralized lukt minne. Endelig er de potensialer for anvendelse av denne lateralized læring modell for å studere fysiologiske forandringer i lukte system som både genererer læring og hukommelse støtte ekspresjon diskutert.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Sprague Dawley rat (Charles River) valper av begge kjønn blir brukt. Kull er hentet til 12 på PD1 (fødsel blir PD0). Demningene blir opprettholdt på en 12 timers lys / mørke syklus med ad libitum adgang til mat og vann. Eksperimentelle prosedyrer har blitt godkjent av Memorial University Institutional Animal Care komiteen.

1. Nose Plug Construction

MERK:. Denne prosedyren ble tilpasset og endret fra Cummings et al (1997) 35.

  1. Aquire polyetylen-20 rør og 3-0 silke sutur tråden.
  2. Skjær en liten bit av polyetylen-20 rør til omtrent 0,8 mm.
  3. Gjenge silke sutur gjennom den klargjorte rør slik at det er tråden på hver side av den delen av slangen.
  4. På den ene enden av tråden utsiden av pluggen, knyte en knute på tråden.
  5. Trekk den delen av slangen ned over knute på tråden. Knuten bør lodge inne i slangen.
  6. Trim begge ender av tråden slik at ~ 2 mm av tråden stikker ut fra den ene ende av røret (se figur 1A).

2. Naris Okklusjon før trening

  1. Fjern valpen fra demningen og sted på en sikker tallerken dekket med vanlig sengetøy.
  2. Bruk en bomullstupp søknad til DAB en lokal bedøvelse gelé, 2% Xylocaine, på Naris å bli tilstoppet.
  3. La valpen å hvile i fatet for ~ 3 min.
  4. Hold valpen forsiktig, men sikkert i den ikke-dominante hånd.
  5. Bruke den dominerende hånd, plukke opp en nese plugg og bearbeid samme lokal bedøvelse gelé rundt spissen fra hvor gjengene ikke stikker ut. Dette vil fungere som både en bedøvelse for noen mindre smerter forbundet med plugg innsetting og vil fungere som et smøremiddel inne i Naris. MERK: Effekten av Xylocaine starter innen et par minutter og varer i 20-30 min. Pups generelt viser god toleranse for plug innsetting etter xylocaine gelé søknad (minimum sliter og vokalisering).
  6. Forsiktig inn nesen pluggen ved å ta godt å holde valpen og sakte roterende pluggen med svært milde skyver inntil pluggen er satt helt inn og bare 2 mm tråd stikker ut fra Naris (se Figur 1B). Det skal ikke være noen blødning fra enten Naris under denne prosessen. Unger med blødning under nesen plug innsetting er utelukket, og returnerte til dammer
  7. Tillater dyret å hvile i denne matrett i 5 min for å tilvenne til pluggen.
  8. Fjern valpen fra habituering fatet og begynne condition paradigmet 24.

Figur 1
Figur 1. Konstruksjon av en neseplugg. A) Skjematisk viser trinnene for å gjøre en nese plugg. En tråd trekkes gjennom polyetylenrør; en knute blir gjort og pulført inn i midten av røret for å blokkere den; to ender er kuttet med en 2 mm rest i en ende av slangen. B) Front og sideriss av en rotte med en nese plugg i en Naris.

3. Scented Bedding Forberedelse

  1. Iført nye hansker og i en avtrekkshette for å hindre lukt forurensning, plasserer 500 ml trespon sengetøy i en plastpose.
  2. Bruk en sprøyte for å trekke opp 0,3 ml peppermynte ekstrakt, og spray dette over sengetøy i plastposen.
  3. Knyt posen stengt, riste posen kraftig, og la sengetøy til hvile i posen i 5 min.
  4. Plasser duftende sengetøy i en klar, grunne, akryl trening boksen (20 x 20 x 5 cm 3, figur 2A) avdekket i en avtrekkshette for 5 min før bruk. Når sengetøy er forberedt, forkaste disse hanskene, og ikke la disse hanskene for å komme i kontakt med dyrene.
  5. Plasser uparfymert sengetøy i en identisk klar plast boks, og ensikker på at det ikke kommer i kontakt med duftende sengetøy eller brukte hansker.

4. Lukt Conditioning Paradigm (Se bildet i figur 2A)

Pups gjennomgå enten en enkelt condition sesjon, på PD 6 eller flere prøve økter (én økt per dag, PD 3-6).

  1. Plasser tilvent valp på duftende sengetøy. For kontroll lukt bare (O / S -) unger, la disse valpene på sengetøy i 10 min, deretter videre til trinn 4.5. For eksperimentell lukt + slag (O / S +) unger, fortsetter til følgende trinnene i denne delen.
  2. Stroke valpen for 30 sek med en liten pensel. Bruk raske sirkelbevegelser primært rundt hind regionen valpen.
  3. La valpen hvile i 30 sek.
  4. Gjenta trinn 4.2 og 4.3 for totalt 10 min (dvs. 10 motstandere av stryke + lukt).
  5. Fjern valpen fra condition esken, ta nesen pluggen og returnere valpen til demningen.
<p class = "jove_title"> 5. Lateralized Lukt Preference Testing (Se bildet i figur 2B)

Testing forekommer ved forskjellige tidspunkter (for eksempel 24 eller 48 timer) etter den endelige treningsøkten. Testing blir utført i en rustfri ståltestkammer (30 x 20 x 18 cm 3), som er plassert på toppen av to trenings bokser (opplæring boksen er beskrevet i 3.4), adskilt av et 2 cm nøytral sone. En trening boks inneholder peppermynte-duftende sengetøy mens den andre boksen inneholder ren, uparfymert sengetøy. Gulvet i testkammeret er en metallrist, som deretter dekkes med et fjernbart ark av plast mesh (figur 2B).

  1. Forbered en peppermynte og en uparfymert sengetøy som angitt i del 3, og plassere hver boksen under hver sin side av testing kammer, 2 cm fra hverandre. Legg plastnett metall-gittergulvet av testkammeret.
  2. Fjern valpen fra demningen og plassere en fast skvett av luktfri silikonfett på Narissom er blokkert under trening. Påfør fett gjennom hele første testprosedyre etter behov. MERK: Random Naris okklusjon under trening og testing kan anses for å unngå skjevhet.
  3. Plasser valpen i den nøytrale sonen av testkammeret.
  4. La valpen å utforske kammeret i 1 min, innspilling hvor lenge valpen brukt over de to sidene av kammeret (ie over peppermynte eller nøytralt-duftende sengetøy).
  5. La valpen hvile i 1 min i en overbygd plast holding kammeret.
  6. Gjenta trinn 5.2 og 5.3 for en total av 10 min (det vil si 5 testforsøk adskilt av 5 resten forsøk) slår den innledende orientering av pup i kammeret for å kontrollere for retningsinnstillinger.
  7. Umiddelbart etter testing, tørke bort fett fra Naris.
  8. Sett i en polyetylen noseplug i motsatt Naris som angitt i del 2, og at dyret kan hvile i 10 min.
  9. Test valpen igjen som i 5.3 -5.6, ta ut pluggen, og returnere valpen til demningen. Ta ut og rengjør plastduker av testkammer med 95% etanol og tillate væsken å fordampe. Plasser mesh tilbake før testing neste valp.
    MERK: Bruk silikonfett på første Naris okklusjon under testing hindrer sjansen for blødninger og stress forbundet med nese plug innsetting.

Figur 2
Figur 2. Tidlig lukt preferanse trening og testing. A) Tidlig lukt preferanse trening med lukt + stryke paradigme. B) To valg lukt preferanse testing med peppermynte sengetøy på den ene siden, kontrollere uparfymert sengetøy på motsatt side. Et 2 cm nøytrale sone er plassert i mellom.

6. Teste effektiviteten av Enkelt Naris Okklusjon

nt "> Dette forsøk blir utført for å bestemme hvorvidt én Naris okklusjon fører til lateralized aktivering av det olfaktoriske system.

  1. Utføre ensidige Naris okklusjoner på PD 6 eller 7 valper som beskrevet i § 2.
  2. Etter ~ 5 min tilvenning, plassere valpen i en overbygd plastbeholder og utsette den til 30 mikroliter ren peppermynte olje dynket i et stykke vev i 10 min.
  3. Umiddelbart etter peppermynte lukt eksponering, injisere valpen intraperitonealt (ip) med kloralhydrat (400 mg / kg) som en narkose, eller pentobarbitol, (150 mg / kg).
  4. Når fullt bedøvet (viser ingen respons på halen eller fot klype), transcardially perfuse pup med iskald oppløsninger av saltløsning (0,9%) for ~ 1 min, etterfulgt av paraformaldehyd (4%, oppløst i 0,1 M fosfatbufferoppløsning, PBS ).
  5. Etter 10 min av paraformaldehyde perfusjon, samle hjernen og plassere den i paraformaldehyde natten ved 4 ° C, deretter transfer hjernen til en sakkarose-løsning (20% i PBS) i ytterligere 24 timer.
  6. Skjær koronale hjernen skiver på 30 mikrometer tykkelse med en kryostat. Samle OB og PC-skiver og festes oppå gelatin-belagt lysbilder, etterfulgt av standard immunhistokjemi farging for pCREB antistoff 21,25,30.

7. Teste reversibel Enkelt Naris Okklusjon

Dette eksperimentet tester om den blokkerende effekt er reversibel ved 24 timer etter fjerning av nesepluggen.

  1. Utføre ensidige Naris okklusjoner på PD 6 eller 7 valper som beskrevet i § 2.
  2. Etter 15 min (tilsvarer varigheten av Naris okklusjon under trening - 5 min tilvenning + 10 min trening), fjerne nesen pluggen, og returnere valpen til demningen.
  3. 24 timer senere, eksponere valpen til peppermynte lukt i et overbygd plastbeholder i 10 min som beskrevet i 6.2.
  4. Følg samme fremgangsmåte i sektioner 06.03 til 06.06.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Her vi gjennomgå noen av de tidligere etablerte resultater 24 for å demonstrere effektiviteten av Naris okklusjon i å isolere lukt innspill og læring til en halvkule, og den er reversibel denne metoden.

Enkelt Naris okklusjon under tidlig lukt preferanse opplæring fører fram til et lateralized lukt minne 24. Minnet er begrenset til spart Naris (figur 3). Når valpene er testet for lukt preferanse med samme Naris tildekket som under trening, de viser preferanse for den betingede lukt (f.eks peppermynte). Når valpene er testet med motsatt Naris occluded, de viser ingen preferanse for den betingede lukt. Sammen utgjør disse resultatene tyder på at en lukt preferanse minne er bare dannet og uttrykt gjennom spart Naris som gjennomgikk lukt + stryke assosiativ condition.

Figur 3 Figur 3. Enkelt Naris okklusjon induserer lateralized lukt læring. Den atferdsProtokollen vises i øvre panel. Lukt + stryke (O / S +) eller lukt bare (O / S -) dyr med enkelt Naris tildekket under trening, gjennomgikk lukt preferanse testing først med samme Naris occluded da med motsatt Naris occluded. Den nederste panelet viser prosentandel av tiden brukt over peppermynte-duftende sengetøy mellom ulike grupper i en to valg lukt test. * P <0,05. Feilfelt, gjennomsnitt ± SEM. Gjengitt fra Fontaine et al. J. Neuroscience (2013) med tillatelse.

De lateralized lukt treningsresultater i lateralized aktivering av luktsystemet under lukt eksponering (figur 4) 24. Enkelt Naris okklusjon hindrer aktivering av OB og PC av ipsilaterale hemisfære undeng lukt eksponering. Dette er demonstrert ved å overvåke CREB fosforylering i OB, og PC. Som vist i figur 4, ved hjelp av immunohistokjemi, er fosforylert CREB (pCREB) betydelig mindre i den okkluderte halvkule følgende peppermyntelukt eksponering, sammenlignet med den kontralaterale hemisfære spart. Nissl farging (figur 4A) viser sammenligncellelegemer i mitral-celle laget av OB, og i det pyramidale cellelaget av PC av begge halvkuler. Imidlertid er pCREB betydelig mindre i begge cellelagene i den ipsilaterale hemisfæren til okkludert Naris (figur 4B).

Figur 4
Figur 4. Enkelt Naris okklusjon resultater i lateralized aktivering av luktsystemet under lukt eksponering. A) Nissl farging av luktelappen(OB) og anterior piriform cortex (APC). B) PCREB uttrykk i de okkluderte og spart halvkuler følgende peppermynte eksponering i en enkelt Naris occluded valp. Piler indikerer mitral celle laget i OB, og pyramidale cellelaget i APC. Scale barer, 500 mikrometer. Gjengitt fra Fontaine et al. J. Neuroscience (2013) med tillatelse.

Effekten av en enkelt studie (15-20 min) Naris okklusjon er forbigående og reversible, og ikke resulterer i synlig lengre sikt neuronal skade som kan føre til endret lukt persepsjon og redusert nevronal aktivering for lukt under testing 24. Som indeksert av pCREB flekker i OB og PC (figur 5), pCREB uttrykk i mitral celler i OB, og de ​​pyramidale celler i PC til lukt eksponering er sammenlignbare mellom de okkluderte og spart halvkuler, 24 timer etter fjerning av neseplugg - det samme tidspunkt som lukt preferanse testingutføres ved å følge tidlig lukt preferanse trening.

Figur 5
Figur 5. Vurdering av neuronal reaktivitet følgende reversible Naris okklusjon. PCREB farging av OB og APC, 24 timer etter fjerning av en strupeplugg i en pup. Piler indikerer mitral celle laget i OB, og pyramidale cellelaget i APC. MCL, mitral celle laget. PCL, pyramidale cellelaget. Scale barer, 500 mikrometer for lavere forstørrelse og 100 mikrometer for høyere forstørrelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den lateralized lukt læring og hukommelse modell hos rotteunger i en kritisk tid vindu ble første gang etablert Hall og kolleger. I en rekke studier 33,34,36, de viste at en lukt preferanse minne kan lateralized av lukt + melke motstandere til en Naris på PD 6 i rotteunger. Minne preferanse var robust når den samme Naris var åpen under trening og testing, men ikke observert når okkludert Naris var avblokkert og testet. Men på PD 12, når fremre kommissurale tilkoblinger fra fremre olfactory cortices bli funksjonell 32, de utrente Naris alene kunne støtte uttrykk for lukt preferanse kjøpt til PD 6. lesjon av fremre commissure restaurert lateralized minne, så det var ikke lenger tilgjengelig fra utrent Naris 33. Dette lateralized læring modellen har blitt kopiert med en lukt + stryke paradigme 24,25,31. Lukt + stryke trening med enkelt Naris OCClusion på PD 6 fører til en lateralized minne om PD 7 31. Gjentatte enkelt Naris okklusjoner på PD 3-6 fører til en lengre lateralized minne som varer i minst 48 timer 24.

De lateralized lukt læring protokoll resultater i "split hjernen" i enkelte dyr. Denne modellen har store fordeler for å studere atferd og de underliggende bio-fysiologiske endringer. For eksempel sammenligne atferds utganger ved hjelp av en innen-faget modellen reduserer variasjoner i mellom-dyr design tilstrekkelig. Pups på dette tidlig alder varierer betydelig i sin aktivitet og reaksjonsevne. Intra-dyr kontroll fjerner den iboende individuell variasjon i ytelse og respons samt iboende forskjeller i biologi fra vurderingen av molekylære og fysiologiske endringer. I tillegg gir denne kraftige spedbarn modell av lateralized læring gir oss en mulighet til å relatere individuelle minneytelse til individ fysiologi, og å vurdere the fundamentet for minner av ulike varigheter 24,25,31. Ved hjelp av denne lateralized læring modellen i kombinasjon med ex vivo eksperimenter sammenligne fysiologi av de to halvkulene innenfor de samme dyrene, har det nylig blitt vist at tidlig lukt læring induserer synaptisk plastisitet eksempel økte AMPA reseptoren responser ved synapser i både OB 31, og APC 24,25. Forbedret synaptisk overføring følgende tidlig lukt læring omsettes til en forbedret produksjon i luktenettverket representasjoner 24.

Fremtidige studier bør utforske de molekylære fundamentet for lukt minne ved hjelp av denne lateralized læringsmodell. Dette inkluderer Correlational studier som ser på proteiner og gener aktiveres etter læring, og årsaks studier som ser på effekten av gevinst-of-funksjon og tap-av-funksjon av proteiner og gener som er av spesiell interesse. Et annet og viktig praktisk mulighet er å være i stand to forholder fysiologiske og molekylære endringer i styrken av atferds minne. For hver pup, er det mulig først å utlede en preferanse minne mål for den åpne og okkluderte svelget. Påfølgende ex vivo eksperimenter på de tilsvarende trente og utrente ekser ville gi korrelative fysiologiske endringer. Det er imidlertid mulig, vil denne lukt re-eksponering under preferanse teste seg selv forandre synaptiske styrke, eller at andre hjerneregioner bidra vesentlig til minne ekspresjon. I vår nåværende studier, er fysiologi og atferd utføres på separate kohorter. Dette fjerner bekymringer om atferds testing påvirker de aller parametere av interesse.

En påminnelse bruker nesen pluggen er potensialet nevrale vev skade som er assosiert med plug innsetting og fjerning. Av denne grunn må forsiktighet blitt tatt i innsetting av nesepluggen og pups med blødning under innsettingen bør utelukkes, for å unngå enhver potensiell lengre sikt effects sammenheng med blødning, for eksempel inflammasjon. Langvarig blokkering (timer, dager til måneder) av Naris eller permanent ablasjon av olfactory epitel fører til langsiktig lukte deprivasjon, nevrale skade, og redusert nerve aktiviteter i OB og PC 37-41, selv om noen av disse effektene på grunn av langvarig Naris okklusjon er fullt reversible 39,40. Vev integritet ved akutt Naris okklusjon (~ 15 min) har blitt validert av immunhistokjemi farging av pCREB, til en aktivitet avhengig nevronale markør, som har vist reduseres på PC av unge voksne mus etter 5-dagers Naris okklusjon 39. pCREB nivåer i ipsilaterale OB og PC av de occluded Naris var betydelig mindre i løpet peppermynte lukt eksponering, bekrefter vellykket lateralization av lukte gjennomstrømning i rotteunger under Naris okklusjon. Imidlertid 24 timer etter fjerning av nesepluggen, ved tidspunktet for lukt preferanse testing, pCREB nivåene er sammenlignbare in begge halvkuler, noe som tyder på effekten av akutt okklusjon er fullt reversible 24. Derfor, er mangelen på preferanse til peppermynte testet med det tidligere okkludert Naris grunn av manglende hukommelse, men ikke på grunn av en endring eller mangel på lukt persepsjon assosiert med vevsskade under testing. I tillegg elektrofysiologiske opptak av kontroll O / S - dyr (med ett Naris tildekket under lukt eksponering uten å stryke) viste ingen forskjeller i fEPSPs eller antallet aktiverte pyramidale celler sett med kalsium bildebehandling - også bekrefter det er ingen funksjonell endring i piriform cortex på grunn av disse kortsiktige reversible Naris occlusions 24,25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gregory, E. H., Pfaff, D. W. Development of olfactory-guided behavior in infant rats. Physiol Behav. 6, 573-576 (1971).
  2. Alberts, J. R., May, B. Nonnutritive, thermotactile induction of filial huddling in rat pups. Dev Psychobiol. 17, 161-181 (1984).
  3. Galef, B. G., Kaner, H. C. Establishment and maintenance of preference for natural and artificial olfactory stimuli in juvenile rats. J Comp Physiol Psychol. 94, 588-595 (1980).
  4. Johanson, I. B., Hall, W. G. Appetitive learning in 1-day-old rat pups. Science. 205, 419-421 (1979).
  5. Johanson, I. B., Hall, W. G. Appetitive conditioning in neonatal rats: conditioned orientation to a novel odor. Dev Psychobiol. 15, 379-397 (1982).
  6. Johanson, I. B., Teicher, M. H. Classical conditioning of an odor preference in 3-day-old rats. Behav Neural Biol. 29, 132-136 (1980).
  7. McLean, J. H., Darby-King, A., Sullivan, R. M., King, S. R. Serotonergic influence on olfactory learning in the neonate rat. Behav Neural Biol. 60, 152-162 (1993).
  8. Moore, C. L., Power, K. L. Variation in maternal care and individual differences in play, exploration, and grooming of juvenile Norway rat offspring. Dev Psychobiol. 25, 165-182 (1992).
  9. Pedersen, P. E., Williams, C. L., Blass, E. M. Activation and odor conditioning of suckling behavior in 3-day-old albino rats. J Exp Psychol Anim Behav Process. 8, 329-341 (1982).
  10. Sullivan, R. M., Hall, W. G. Reinforcers in infancy: classical conditioning using stroking or intra-oral infusions of milk as UCS. Dev Psychobiol. 21, 215-223 (1988).
  11. Sullivan, R. M., Leon, M. Early olfactory learning induces an enhanced olfactory bulb response in young rats. Brain Res. 392, 278-282 (1986).
  12. Weldon, D. A., Travis, M. L., Kennedy, D. A. Posttraining D1 receptor blockade impairs odor conditioning in neonatal rats. Behav Neurosci. 105, 450-458 (1991).
  13. Sullivan, R. M., Hofer, M. A., Brake, S. C. Olfactory-guided orientation in neonatal rats is enhanced by a conditioned change in behavioral state. Dev Psychobiol. 19, 615-623 (1986).
  14. Camp, L. L., Rudy, J. W. Changes in the categorization of appetitive and aversive events during postnatal development of the rat. Dev Psychobiol. 21, 25-42 (1988).
  15. Moriceau, S., Wilson, D. A., Levine, S., Sullivan, R. M. Dual circuitry for odor-shock conditioning during infancy: corticosterone switches between fear and attraction via amygdala. J Neurosci. 26, 6737-6748 (2006).
  16. Roth, T. L., Sullivan, R. M. Endogenous opioids and their role in odor preference acquisition and consolidation following odor-shock conditioning in infant rats. Dev Psychobiol. 39, 188-198 (2001).
  17. Roth, T. L., Sullivan, R. M. Consolidation and expression of a shock-induced odor preference in rat pups is facilitated by opioids. Physiol Behav. 78, 135-142 (2003).
  18. Sullivan, R. M. Developing a sense of safety: the neurobiology of neonatal attachment. Ann N Y Acad Sci. 1008, 122-131 (2003).
  19. Wilson, D. A., Sullivan, R. M. Olfactory associative conditioning in infant rats with brain stimulation as reward. I. Neurobehavioral consequences. Brain Res Dev Brain Res. 53, 215-221 (1990).
  20. Sullivan, R. M., Wilson, D. A., Leon, M. Associative Processes in Early Olfactory Preference Acquisition: Neural and Behavioral Consequences. Psychobiology. , 29-33 (1989).
  21. McLean, J. H., Harley, C. W., Darby-King, A., Yuan, Q. pCREB in the neonate rat olfactory bulb is selectively and transiently increased by odor preference-conditioned training. Learn Mem. 6, 608-618 (1999).
  22. Sullivan, R. M., Stackenwalt, G., Nasr, F., Lemon, C., Wilson, D. A. Association of an odor with activation of olfactory bulb noradrenergic beta-receptors or locus coeruleus stimulation is sufficient to produce learned approach responses to that odor in neonatal rats. Behav Neurosci. 114, 957-962 (2000).
  23. Yuan, Q., Harley, C. W., McLean, J. H. Mitral cell beta1 and 5-HT2A receptor colocalization and cAMP coregulation: a new model of norepinephrine-induced learning in the olfactory bulb. Learn Mem. 10, 5-15 (2003).
  24. Fontaine, C. J., Harley, C. W., Yuan, Q. Lateralized odor preference training in rat pups reveals an enhanced network response in anterior piriform cortex to olfactory input that parallels extended memory. J Neurosci. 33, 15126-15131 (2013).
  25. Morrison, G. L., Fontaine, C. J., Harley, C. W., Yuan, Q. A role for the anterior piriform cortex in early odor preference learning: evidence for multiple olfactory learning structures in the rat pup. J Neurophysiol. 110, 141-152 (2013).
  26. Nakamura, S., Kimura, F., Sakaguchi, T. Postnatal development of electrical activity in the locus ceruleus. J Neurophysiol. 58, 510-524 (1987).
  27. Harley, C. W., Darby-King, A., McCann, J., McLean, J. H. Beta1-adrenoceptor or alpha1-adrenoceptor activation initiates early odor preference learning in rat pups: support for the mitral cell/cAMP model of odor preference learning. Learn Mem. 13, 8-13 (2006).
  28. Shakhawat, A. M., Harley, C. W., Yuan, Q. Olfactory bulb alpha2-adrenoceptor activation promotes rat pup odor-preference learning via a cAMP-independent mechanism. Learn Mem. 19, 499-502 (2012).
  29. Isaacson, J. S. Odor representations in mammalian cortical circuits. Curr Opin Neurobiol. 20, 328-331 (2010).
  30. Lethbridge, R., Hou, Q., Harley, C. W., Yuan, Q. Olfactory bulb glomerular NMDA receptors mediate olfactory nerve potentiation and odor preference learning in the neonate rat. PLoS One. 7, e35024 (2012).
  31. Yuan, Q., Harley, C. W. What a nostril knows: olfactory nerve-evoked AMPA responses increase while NMDA responses decrease at 24-h post-training for lateralized odor preference memory in neonate rat. Learn Mem. 19, 50-53 (2012).
  32. Schwob, J. E., Price, J. L. The development of axonal connections in the central olfactory system of rats. J Comp Neurol. 223, 177-202 (1984).
  33. Kucharski, D., Hall, W. G. New routes to early memories. Science. 238, 786-788 (1987).
  34. Kucharski, D., Johanson, I. B., Hall, W. G. Unilateral olfactory conditioning in 6-day-old rat pups. Behav Neural Biol. 46, 472-490 (1986).
  35. Cummings, D. M., Henning, H. E., Brunjes, P. C. Olfactory bulb recovery after early sensory deprivation. J Neurosci. 17, 7433-7440 (1997).
  36. Kucharski, D., Hall, W. G. Developmental change in the access to olfactory memories. Behav Neurosci. 102, 340-348 (1988).
  37. Brunjes, P. C. Unilateral odor deprivation: time course of changes in laminar volume. Brain Res Bull. 14, 233-237 (1985).
  38. Kass, M. D., Pottackal, J., Turkel, D. J., McGann, J. P. Changes in the neural representation of odorants after olfactory deprivation in the adult mouse olfactory bulb. Chem Senses. 38, 77-89 (2013).
  39. Kim, H. H., Puche, A. C., Margolis, F. L. Odorant deprivation reversibly modulates transsynaptic changes in the NR2B-mediated CREB pathway in mouse piriform cortex. J Neurosci. 26, 9548-9559 (2006).
  40. Korol, D. L., Brunjes, P. C. Rapid changes in 2-deoxyglucose uptake and amino acid incorporation following unilateral odor deprivation: a laminar analysis. Brain Res Dev Brain Res. 52, 75-84 (1990).
  41. Leung, C. H., Wilson, D. A. Trans-neuronal regulation of cortical apoptosis in the adult rat olfactory system. Brain Res. 984, 182-188 (2003).

Tags

Nevrovitenskap lateralized lukt læring rotter minne nese plugg luktelappen piriform cortex fosforylert CREB
En Lateralized Lukt Learning Model på nyfødte rotter for dissekere nevrale kretser Underpinning Memory Formasjonen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter