चूहे अल्ट्रासोनिक vocalizations (यूएसवी) के एक जटिल multisyllabic प्रदर्शनों की सूची का उत्पादन। इन यूएसवी का इस्तेमाल व्यापक रूप से न्यूरोसाइकोर्टिक विकारों के लिए पढ़ने वाले के रूप में किया जाता है। यह प्रोटोकॉल कुछ सीखाओं का वर्णन करता है जिन्हें हमने सीखा और विकसित किया है ताकि माउस गाने के ध्वनिक सुविधाओं और सिंटैक्स को लगातार प्रेरित, इकट्ठा और विश्लेषण किया जा सके।
चूहे विकास और वयस्कता में विभिन्न प्रकार के सामाजिक संदर्भों में अल्ट्रासोनिक vocalizations (यूएसवी) का उत्पादन करते हैं। इन यूएसवी का उपयोग माता-पिप पुनर्प्राप्ति 1 , किशोर बातचीत 2 , विपरीत और समान लिंग बातचीत 3 , 4 , 5 , और क्षेत्रीय बातचीत 6 के लिए किया जाता है । दशकों तक, यू.एस.वि. का उपयोग जांचकर्ताओं द्वारा न्यूरोसाइकैरिक और विकास या व्यवहार संबंधी विकार 7 , 8 , 9 , और हाल ही में अध्ययन करने के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया गया है, और तंत्रिकाएं और रीढ़ 10 के बीच मुखर संचार के विकास के लिए। यौन बातचीत के भीतर, प्रौढ़ पुरुष चूहों ने यू.एस.वि। गीतों का उत्पादन किया, जिनमें कुछ विशेषताएं हैं जो गानेबर्ड 11 के प्रणयशिप गाने के समान हैं। इस तरह के multisyllabic रीपर का उपयोगटोयर्स संभावित लचीलेपन और जानकारी लेते हैं, जिससे वे अलग-अलग हो सकते हैं कि कैसे तत्वों को व्यवस्थित और पुन: संयोजित किया जाता है, अर्थात् वाक्यविन्यास इस प्रोटोकॉल में विभिन्न सामाजिक संदर्भों में पुरुष चूहों से यूएसवी गीतों को प्राप्त करने के लिए एक विश्वसनीय तरीका है, जैसे कि ताजी महिला मूत्र, संवेदनाहारी जानवरों, और समूची महिलाओं के संपर्क में वर्णित है। इसमें चूहों से बड़ी मात्रा में सिलेबल्स को प्रेरित करने की स्थिति शामिल है। हम सस्ती ध्वनि कक्षों के साथ परिवेश के आवाज़ों की रिकॉर्डिंग को कम करते हैं, और यूएसवी का स्वतः पता लगाते, वर्गीकृत और विश्लेषण करने के लिए एक मात्रा का ठहराव पद्धति प्रस्तुत करते हैं। बाद में कॉल की दर, मुखर प्रदर्शनों की सूची, ध्वनिक पैरामीटर, और वाक्यविन्यास का मूल्यांकन शामिल है। विशिष्ट गीत प्रकारों के लिए जानवरों की पसंद का अध्ययन करने के लिए प्लेबैक का उपयोग करने के विभिन्न तरीकों और अंतर्दृष्टि हैं। इन तरीकों का उपयोग पुरुष चूहों में अलग-अलग संदर्भों में ध्वनिक और सिंटेक्स परिवर्तनों और मादा चूहों में गीत वरीयताओं के वर्णन के लिए किया गया था।
मनुष्यों के लिए रिश्तेदार, चूहों दोनों कम और उच्च आवृत्ति vocalizations उत्पादन, बाद में अल्ट्रासोनिक vocalizations (यूएसवी) के रूप में हमारे सुनवाई सीमा से ऊपर के रूप में जाना जाता है यूएसवी विभिन्न मायनों में उत्पादित होते हैं, जिसमें माँ-पिट पुनर्प्राप्ति, किशोर इंटरैक्शन से लेकर विपरीत या समान यौन वयस्क बातचीत 4 , 12 शामिल हैं । ये यूएसवी विभिन्न मल्टीसिलेबिक प्रदर्शनों से बनाये जाते हैं जिन्हें मैन्युअल रूप से 9 या स्वतः 10 , 11 में वर्गीकृत किया जा सकता है। संचार में इन यूएसवी की भूमिका हाल के वर्षों में बढ़ती जांच के तहत हुई है। इन में यूएसवी का उपयोग न्यूरोसाइकैरिक, माउस, या विकास संबंधी विकार 7 , 8 , और आंतरिक प्रेरक / भावनात्मक राज्यों के माउस मॉडल के पढ़ने के रूप में शामिल हैं। यूएसवी को ई पर विश्वसनीय जानकारी देना माना जाता हैमिटर की स्थिति जो रिसीवर 14 , 15 के लिए उपयोगी है।
2005 में, पवित्र और गुओ 11 ने इस विचार को उन्नत किया कि प्रौढ़ पुरुष चूहों USVs को multisyllabic कॉल तत्वों के उत्तराधिकार या गानाबर्ड्स के समान सिलेबल्स के रूप में व्यवस्थित किया गया था। कई प्रजातियों में, एक बहुसांस्कृतिक प्रदर्शनों की सूची में गिटार और क्रमबद्ध सिमुलेशन को अलग-अलग तरीके से गठित करने की अनुमति देता है जो गाना द्वारा की जाने वाली संभावित जानकारी को बढ़ाती है। माना जाता है कि इस वाक्य रचना में बदलाव यौन व्यवहार और दोस्त की पसंद के लिए एक नैतिक प्रासंगिकता 16 , 17 है । बाद के अध्ययनों से पता चला है कि पुरुष चूहों ने उनके पहले, दौरान, और एक महिला 5 , 18 की उपस्थिति के बाद उप-स्वरुपों के सापेक्ष ढांचे को बदलने में सक्षम बना दिया। यही है, प्रौढ़ पुरुष चूहों प्रलोभन व्यवहार के लिए अपने यूएसवी का उपयोग करते हैं, या तो आकर्षित करने के लिएया एक महिला के साथ घनिष्ठ संपर्क बनाए रखें, या संभोग की सुविधा के लिए 1 9 , 20 , 21 ये पुरुष-पुरुष इंटरैक्शन में उत्सर्जित होते हैं, शायद बातचीत के दौरान सामाजिक जानकारी देने के लिए 4 । रेपोरेयर्स में इन परिवर्तनों पर कब्जा करने के लिए, वैज्ञानिक आमतौर पर वर्णक्रमीय विशेषताएं (ध्वनिक पैरामीटर, जैसे आयाम, आवृत्तियों, आदि ), यूएसवी के सिलेबल्स या कॉल की संख्या, और पहले यूएसवी के लिए विलंबता को मापते हैं। हालांकि, कुछ वास्तव में इन यूएसवी के अनुक्रम गतिशीलता 22 को विस्तार से देखते हैं। हाल ही में हमारे समूह ने यू.एस.वी। शब्दों के अनुक्रम 23 में गतिशील परिवर्तनों को मापने के लिए एक उपन्यास पद्धति का विकास किया। हमने दिखाया है कि एक गीत के भीतर (अर्थात् सिंटैक्स) एक शब्दसंगत क्रम यादृच्छिक नहीं है, यह सामाजिक संदर्भ के आधार पर बदलता है, और यह कि सुनने वाले जानवरों को इन परिवर्तनों को नैतिक रूप से प्रासंगिक रूप से पता चलता है
हम वें नोट करेंपशु संचार का अध्ययन करने वाले कई जांचकर्ताओं में शब्द 'वाक्यविन्यास' के साथ एक ही सटीक अर्थ नहीं है, क्योंकि मानव भाषण में प्रयुक्त सिंटैक्स। पशु संचार अध्ययन के लिए, हम केवल कुछ नियमों के साथ एक आदेश, बिना यादृच्छिक, ध्वनियों का क्रम मानते हैं। मनुष्य के लिए, इसके अतिरिक्त, विशिष्ट अनुक्रम विशिष्ट अर्थों के लिए जाना जाता है। हमें नहीं पता कि यह चूहों के लिए मामला है या नहीं।
इस पत्र और संबंधित वीडियो में, हम विभिन्न संदर्भों में पुरुष चूहों की प्रेमिका यूएसवी रिकॉर्ड करने और प्लेबैक करने के लिए विश्वसनीय प्रोटोकॉल प्रदान करना चाहते हैं। तीन क्रमिक रूप से उपयोग किए गए सॉफ़्टवेयर का उपयोग: 1) स्वचालित रिकॉर्डिंग; 2) अक्षर का पता लगाने और कोडिंग; और 3) अक्षांश विशेषताओं और वाक्यविन्यास के गहराई से विश्लेषण का प्रदर्शन किया गया है ( चित्रा 1 )। यह हमें पुरुष चूहों यूएसवी संरचना और कार्य के बारे में और जानने के लिए अनुमति देता है हम मानते हैं कि इस तरह के तरीकों से डेटा का विश्लेषण कम होता है और मौन में सामान्य और असामान्य मुखर संचार को प्रदर्शित करने में नए क्षितिज खोल सकते हैंसे संचार और neuropsychiatric विकार के मॉडल, क्रमशः।
यह प्रोटोकॉल प्रयोगशाला में अधिकतर मादा-संबंधी उत्तेजनाओं में पुरुष चूहों प्रलयता vocalizations को इकट्ठा करने, मापने और अध्ययन करने के दृष्टिकोण प्रदान करता है। जैसा कि पहले चाबुउट में प्रस्तुत किया गया था, एट अल 23 और प्रतिनिधि परिणामों में, इस पद्धति का उपयोग हमें प्रसंग-आश्रित vocalizations और सिंटैक्स को प्राप्त करने की अनुमति देता है जो कि प्राप्त माताओं के लिए महत्वपूर्ण है। इन उत्तेजनाओं का मानकीकरण यूएसवी के एक विश्वसनीय संख्या का संग्रह प्रदान करेगा और पुरुष के प्रताप गीतों और प्रदर्शनों के विस्तृत विश्लेषण की अनुमति देगा।
जब पुरुष के साथ एक लाइव महिला मौजूद है, तो प्रोटोकॉल हमें स्पष्ट रूप से vocalizations के emitter की पहचान करने की अनुमति नहीं है हालांकि, पिछले अध्ययनों से पता चला है कि ऐसे संदर्भ में उत्सर्जित अधिकांश vocalizations पुरुष 26 , 29 के द्वारा किया गया था। एक अनुष्ठान (पुरुष या महिला) का उपयोग करते हुए अधिकांश अध्ययनपुरुषों के लिए प्रोत्साहन के रूप में ये मानते हैं कि इन संदर्भों में महिला के vocalizations की मात्रा नगण्य 4 , 5 , 22 , 30 है । हालांकि हाल ही के एक पत्र में त्रिकोणीय का इस्तेमाल किया गया था जो समूह में स्थित emitter के vocalization को स्थानीय स्थितियों में 31 के रूप में प्रयोग किया जाता है, और यह दर्शाता है कि एक रंग के भीतर, महिला USVs का ~ 10% योगदान देता है वर्तमान प्रोटोकॉल में संवेदनाहारी महिला का उपयोग करने से उपयोगकर्ता को मुखर बनने के बिना एक पुरुष की उपस्थिति में पुरुष स्वराज्य का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है। इस हाल के अध्ययन 31 की अपेक्षाओं के विपरीत हमें एफई और एएफ शर्तों 23 के बीच उत्सर्जित सिलेबल्स की संख्या में कोई अंतर नहीं मिला। यह संभव है कि लाइव माली ने रिकॉर्डिंग में काफी योगदान नहीं दिया या न ही पुरुषों ने एनासेटाइज्ड फिगर बनाम लाइव माईल्स की उपस्थिति में कम गाया।एल्स। फिर भी, हम मानते हैं कि भविष्य के प्रयोगों को महिला योगदान के संभावित प्रभाव का आकलन करने के लिए इस त्रिकोणीय विधि का उपयोग करने पर विचार करना चाहिए।
ऐसे अन्य सॉफ्टवेयर उपलब्ध हैं जो कुछ पहलुओं के बारे में बताते हैं जो हम रेखांकित कर सकते हैं, हालांकि हम तीन प्रोग्रामों के संयोजन से पूछे गए प्रश्नों के लिए पर्याप्त तरीके से विश्वास नहीं करते हैं: सॉफ़्टवेयर ए, माउस सॉन्ग एनालिज़र सॉफ्टवेयर स्क्रिप्ट सी सॉफ्टवेयर बी का उपयोग करते हुए उदाहरण के लिए, हाल ही के एक पत्र में वीओआईएस नामक एक सॉफ़्टवेयर का प्रस्ताव किया गया है जो उपयोगकर्ता को एनोस्टिक वैरिएबल्स को स्वचालित रूप से सोनोग्राम से निकालने की अनुमति देता है या मैन्युअल रूप से इकाइयों पर सीधे इनका उपयोग करने की अनुमति देता है। उपयोगकर्ता द्वारा चयनित 32 लेकिन, स्वचालित या अर्ध-स्वचालित अनुक्रम विश्लेषण हमारे दृष्टिकोण के अनुसार विस्तृत नहीं हैं कुछ वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से ध्वनिक सुविधाओं का विश्लेषण कर सकते हैं, लेकिन एक स्वचालितसिलेबल्स के एटीक वर्गीकरण; उपयोगकर्ता को बाद में विभिन्न सिलेबल्स सॉर्ट करना पड़ता है ग्रिम्सले, गदज़िओला, एट अल 33 ने एक टेबल-आधारित वर्चुअल माउस मुखर अंग प्रोग्राम विकसित किया है जो साझा ध्वनिक सुविधाओं पर आधारित क्लस्टर्स सिलेबल्स, लेकिन सिलेबल्स का स्वत: पता लगाने प्रदान नहीं करता है। उनका कार्यक्रम 34 अद्वितीय है क्योंकि इसमें मार्कोव मॉडल के रिकॉर्ड गीतों से उपन्यास दृश्यों की रचना है, और इस प्रकार सरल संपादन की तुलना में अधिक उन्नत विशेषताएं हैं।
चूहों पर सबसे पहले संचार अध्ययन ने एमिटर की तरफ 35 , 36 पर ध्यान केंद्रित किया है। कुछ अध्ययनों ने रिसीवर की ओर 30 , 37 , 38 का पता लगाया है। प्लेबैक और भेदभाव प्रोटोकॉल रिसीवर के पक्ष का अध्ययन करने के लिए एक साधारण परीक्षण प्रदान करते हैं, जैसे हाल ही में आसबा, काटो, ए द्वारा वर्णित एकअल। 39 उस अध्ययन में, लेखकों ने यहां वर्णित Y- भूलभुलैया बॉक्स के बजाय ध्वनिक फोम के साथ अलग-अलग दो-विकल्प वाला परीक्षण बॉक्स का इस्तेमाल किया। दोनों विकल्प सेटअपों के फायदे और नुकसान हैं सबसे पहले, वाई-भूलभुलैया ध्वनि को एक हाथ से दूसरे तक अलग नहीं करता, लेकिन दो-विकल्प वाला बॉक्स करता है हालांकि, Y- भूलभुलैया डिजाइन का उपयोग करके, पशु दो गीतों का त्वरित मूल्यांकन कर सकते हैं जो एक साथ खेले जाते हैं, और पसंदीदा एक की ओर बढ़ते हैं फिर भी, सामान्य सहायता प्रयोगकर्ताओं में प्लेबैक प्रयोगों का अर्थ निर्धारित किया जाता है और इस प्रकार कंसैप्टीक जानवरों के लिए उत्पन्न मुखर के कार्य। अंत में, इस प्रोटोकॉल और विश्लेषण की तकनीकों को माहिर रखने के बाद, पाठकों को कई प्रश्नों को संबोधित करने में सक्षम होना चाहिए जो संदर्भ, आनुवंशिकी, और माउस यूएसवी के न्यूरोब्योलॉजी को प्रभावित करते हैं।
बी 6 डी 2 एफ 1 / जे चूहों का प्रयोग करते हुए, महिला से संबंधित उत्तेजनाएं लगभग हमेशा हमारे प्रयोगशाला में परीक्षण किए गए पुरुषों से यूएसवी को ट्रिगर करते हैं। कोलेल के लिए यह महत्वपूर्ण हैमजबूत सांख्यिकीय विश्लेषण प्राप्त करने में सक्षम होने के लिए सीटी पर्याप्त सिलेबल्स (> 5 मिनट में 100)। समस्या निवारण के लिए, यदि कोई यूएसवी रिकॉर्ड नहीं हैं (या पर्याप्त नहीं है), सुनिश्चित करने के लिए कॉन्फ़िगरेशन जांचें कि आवाज़ रिकॉर्ड की गई है उत्तेजनाओं की शुरूआत के बाद कंप्यूटर स्क्रीन पर वास्तविक समय के सोनोग्राम को देखकर रिकॉर्डिंग के दौरान पिंजरे में क्या हो रहा है, इसका एक लाइव निरीक्षण करें। अन्यथा पुरुष को यौन परिपक्व / ग्रहणशील महिला को रात भर फिर से उजागर करने की कोशिश करें और फिर उन्हें फिर से रिकॉर्ड करने से पहले कई दिनों तक या एक हफ्ते तक घर पर अकेला रखें। वास्तविक निष्कर्षों के आधार पर, हम पाते हैं कि कुछ पुरुष एक दिन (लगभग पूर्ण 5 मिनट के लिए) पर गाते हैं, और अगले दिन ज्यादा नहीं, और फिर एक और दिन। हमें इसका कारण पता नहीं है कि विषय परिवर्तनशीलता के भीतर ऐसा क्यों होता है, लेकिन हम अनुमान लगाते हैं कि यह पुरुष के लिए एक प्रेरक या मौसमी है, और मूत्र मूत्र के लिए ऐटस राज्य है। यदि कोई यूएसवी दर्ज नहीं किया जाता है, तो इन चर प्रभावों को लेने के लिए जानवरों को कई दिनों में रिकॉर्ड करने का प्रयास करें। यूएनएलगीतकारों में आईक, हमने दिन के समय पर आधारित गायन की मात्रा में अंतर नहीं किया है। हम पाते हैं कि पुरुषों 7 सप्ताह की उम्र से पहले (5 मिनट में <100 सिलेबल्स) ज्यादा नहीं गाते हैं
यहां प्रस्तुत किए गए पता लगाने के तरीके कुछ ही मिनटों में हजारों सिलेबल्स और सभी ध्वनिक पैरामीटर निकाल सकते हैं। लेकिन किसी भी स्वचालित पहचान विधि के रूप में, यह पृष्ठभूमि शोर के प्रति बहुत संवेदनशील है। शोर रिकॉर्डिंग के साथ माउस सॉन्ग एनालाइज़र डिटेक्शन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना (उदाहरण के लिए बिस्तर पर दर्ज पशुओं से) अधिक लचीलेपन की अनुमति के लिए "थ्रेसहोल्ड" का पता लगाने के समायोजन की आवश्यकता हो सकती है। हालांकि, यह झूठी सकारात्मक सिलेबल्स की संख्या में भी वृद्धि करेगा और स्वचालित पहचान विफल हो सकती है। ऐसी परिस्थितियों में, मैनुअल कोडिंग का उपयोग किया जा सकता है
जैसा कि पहले कहा गया है, तनाव के आधार पर संख्या, रैपरेटरी, और vocalizations के विलंबता व्यापक रूप से चर रहे हैं, इस प्रकार एक को मापदंडों को बदलना पड़ सकता है (रिकॉर्डिंग लंबाई,उत्तेजना, स्वचालित शब्दावली का पता लगाने, आदि ) कुछ उपभेदों के लिए सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए इष्टतम रिकॉर्डिंग सुनिश्चित करने के लिए।
The authors have nothing to disclose.
इस काम को हॉवर्ड हॉज मेडिकल इंस्टीट्यूट के फंड्स को एडजे द्वारा समर्थित किया गया था। हम पीआर धन्यवाद स्पीकर हार्डवेयर हमें देने के लिए Sylvie Granon (NeuroPSI – यूनिवर्सिटी पेरिस दक्षिण XI – फ्रांस) हम जार्विस लैब के सदस्यों को उनके समर्थन, चर्चा, सुधार और इस काम पर टिप्पणियों, विशेष रूप से यहोशू जोन्स मोकोप्सन के आंकड़ों और परीक्षणों के साथ मदद के लिए धन्यवाद करते हैं। हम माउस गाना एनालिज़र सॉफ्टवेयर के साथ मदद के लिए डॉ। गुस्तावो एरियागा का धन्यवाद करते हैं, जो हमारे लिए V1.3 को अपग्रेड करते हैं, और इस प्रोटोकॉल के अन्य पहलुओं के लिए। सॉफ्टवेयर का v1.0 पवित्र और गुओ द्वारा विकसित किया गया था, और v1.1 और v1.3 द्वारा अररियागा।
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Tweezers | |||
Software | |||
Avisoft Recorder (Software A) | Avisoft Bioacoustics, Berlin, Germany | #10101, #10111, #10102, #10112 | http://www.avisoft.com |
MATLAB R2013a (Software B) | MathWorks | – | MATLAB R2013a (8.1.0.604) |
Mouse Song Analyzer v1.3 (Software C) | Custom designed by Holy, Guo, Arriaga, & Jarvis; Runs with software B | http://jarvislab.net/wp-content/uploads/2014/12/Mouse_Song_Analyzer_v1.3-2015-03-23.zip | |
Microsoft Office Excel 2013 (Software D) | Microsoft | – | Microsoft Office Excel |
Song Analysis Guide v1.1 (Software E) | Custom designed by Chabout & Jarvis. Excel calculator sheets, runs with software D | http://jarvislab.net/wp-content/uploads/2014/12/Song-analysis_Guided.xlsx | |
Syntax decorder v1.1 (Software F) | Custom designed by Sakar, Chabout, Dunson, Jarvis – in R studio | https://www.rstudio.com/products/rstudio/download/ | |
Graphiz (Software G) | AT&T Research and others | http:// www.graphviz.org; | |
Avisoft SASLab (Software H) | Avisoft Bioacoustics, Berlin, Germany | #10101, #10111, #10102, #10112 | http://www.avisoft.com |
Reagents | |||
Xylazine (20mg/ml) | Anased | – | |
Ketamine HCL (100mg/ml) | Henry Schein | #045822 | |
distilled water | |||
Eye ointment | Puralube Vet Ointment | NDC 17033-211-38 | |
Cotton tips | |||
Petri dish |