Summary
Her trener vi mus på en associative læring oppgave å teste lukt diskriminering. Protokollen lar for studier på læring-indusert strukturelle endringer i hjernen.
Abstract
Luktesans er dominerende sensoriske modalitet i mus og påvirker mange viktige måter, blant annet beite, predator oppdagelsen parring og foreldre. Viktigere, kan mus trenes til å knytte romanen lukt bestemte atferdsdata Svar å olfactory krets-funksjonen. Denne protokollen detaljer prosedyren for trening mus på en Go/nei-Go-Go operant læring aktivitet. I denne tilnærmingen, mus er trent på hundrevis av automatiserte forsøk daglig for 2-4 uker og kan deretter testes på romanen gå/nei-Go-Go lukt par vurdere olfactory diskriminering, eller brukes til studier på hvordan lukt læring endrer strukturen eller funksjon av er olfactory krets. I tillegg har musen olfactory pære (SR) pågående integrasjonen av voksen-født neurons. Interessant, øker olfactory læring både overlevelse og synaptic tilkoblinger av disse voksen-født neurons. Derfor kan denne protokollen kombineres med andre biokjemiske elektrofysiologiske og imaging teknikker å studere læring og aktivitet avhengig av faktorer som megle neuronal overlevelse og plastisitet.
Introduction
Musen OB, der lukt informasjonen først inn sentralnervesystemet (CNS), gir en utmerket modell for å studere erfaring avhengig av strukturelle endringer. OB circuity integrerer hele tiden voksen-født nerveceller i en aktivitet-avhengige måte. Voksen-født Nevron forløpere deler av fra progenitors langs de subventricular sonen tilstøtende til sideventriklene1. Ved overføring til OB disse neuronal forløpere enten overleve, skille, og integrere som hemmende granule celler eller gjennomgår apoptose2. Utvalg for cellen skjebne er påvirket av olfactory aktivitet, inkludert olfactory læring3,4,5,6. Etter integrasjon forekommer læring-indusert synaptic endringene i granule celler under en to ukers kritiske perioden7,8. Dermed er analyser for olfactory læring nyttig for å undersøke hvordan erfaring-avhengige plastisitet påvirkninger strukturelle og funksjonelle omorganisering av en moden hjernen krets.
Denne protokollen gir en tilnærming til olfactory opplæring ved hjelp av en kan opereres forfatning paradigme. I denne oppgaven er vann-belastede mus opplært til å knytte en odor (lukt "Go") med vann premie og en annen lukt ("No-Go" lukt) prøve tidsavbrudd straff. Mus fremgang gjennom en gradert rekke treningsfaser i løpet av 2-4 uker. Når opplæring er fullført, mus reagerer å gå eller No-Go lukt med diskret, tilsvarende handlinger (søker vann belønning på farten prøvelser og ikke søker vann belønningen No-Go testrapport) (figur 1A). Når opplæring er fullført, mus kan utfordres videre med kjemisk lignende lukt par til å teste diskriminering eller bli overført til studier undersøker hvordan olfactory læring endrer strukturen eller funksjon av OB Selv om lukt diskriminering oppgaver har vært beskrevet tidligere, er mest avhengig av subjektive målinger som antall snuse mellom to odorants9,10. Videre, behovet for menneskelig scoring av slike oppgaver er også tidkrevende. Aktiviteten gå/nei-Go-Go olfactory læring som er beskrevet i denne protokollen gir en objektiv, direkte måling av lukt diskriminering og olfactory læring.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle mus ble brukt under en protokoll godkjent av Baylor College i medisin institusjonelle Animal Care og bruk komiteen i henhold til NIH standarder. Mus brukes i denne protokollen var alle voksen mus (> 6 ukens av alderen) på C57BL6/j bakgrunn og inkludert både mannlige og kvinnelige mus. Etter trening/staging oppgaver tilbake mus til sine hjem buret.
1. bygging og generelle regler for bruk av Operant lære boksen (figur 1B, C)
- Sett sammen en mus kammer med kammeret gulvet. Holde boksen trening i et lite trafikk, svakt opplyst område å unngå distraksjoner.
- Bore hver vann-port med et lite hull på toppen slik at en 18-gauge p å dispensere vann inni porten.
- Fyll hetteglass med odorant oppløst i mineralolje (erstattet ukentlig), og sikkert skru lokket.
- Koble 18-gauge p til silikon rør. Pierce glass flaske cap med 18-gauge nål, og koble andre enden av silikon rør til inntak av lukt portene.
- Plass hver silikon rør i en lukt ventil.
- Koble vakuum linjen til lukt portene.
- Koble to 10 mL sprøyter til en metall holder stangen, og koble slangen til sprøyter. Koble den andre siden av slangen til en 18 G pinnen. Passe nålen inn i boret hull til nese poke porten på musen kammeret. Koble den andre enden av slangen til vannet ventilen.
- Fylle to 10 mL sprøyter med gnager drikkevann.
- Koble en air-flow meter til luftinntaket og vedlikeholde luftstrøm på 3-5 L/min.
- Koble de 2 vann ventiler, 2 lukt ventiler, 2 vann porter, lukt port og makt til USB grenseflate system. Koble alle ventiler til "Output" havner, lukt og vann portene "Inngang" porter. Koble alt utstyret å makt utganger fra boksen for USB-grensesnitt, og til slutt, koble boksen USB grensesnitt til makten.
- Justere vakuum inntaks for å unngå kryss-kontaminering av lukt mellom forsøkene.
- Bruk lukt-spesifikke slangen for å koble odorant ampuller til kammeret.
2. musen forberedelse: 1-3 dager
- Dele mus i 3 grupper: kontroll (ingen olfactory trening nødvendig), pseudo utdannet (mus som får belønning eller straff tilfeldig), og trent grupper. Utsette pseudo utdannet mus til trening boksen og lukt levering, men gir ikke olfactory trening fordi utfallet av belønning versus straff er tilfeldig forbundet med lukt levert.
Merk: Pseudo trent gruppen vil gå gjennom trening paradigmet under "Pseudotraining" stadier. Utdannet mus fullfører alle opplæring scener. Pseudotraining er valgfritt hvis formålet med eksperimentet analysen for atferdsdata forskjeller i lukt diskriminering eller læring. Protokollen gitt her legger denne gruppen hvis eksperimentator ønsker å undersøke neuronal forskjeller før og etter trening. Gruppen pseudotrained vil deretter kontrollere for passiv lukt eksponering og ikke-olfactory relatert opplæring. - Starte vann begrensning i mus til 40 mL/kg/dag. Unngå kroppsvekt tapet større enn 20% av dyr opprinnelig vekt for å unngå ubehag (figur 2A).
- Veie musene daglig for å sikre de over 80% av opprinnelig vekt. Hvis musen faller under denne terskelen, fjerne musen fra studien og gratis tilgang til vann.
- Holde alle miljøfaktorer konstant gjennom protokollen inkludert temperaturen, støy og spredt lukt (inkludert personlige og parfyme/cologne/deodorant dufter).
Merk: Som med alle dyr opptreden testing, kan små miljøendringer stor innflytelse resultater.
3. instruksjoner for alle stadier
- Koden treningssoftware for hvert trinn nedenfor. Kjøre programvaren på atferdsdata programvare.
Merk: Koding for alle stadier finnes i koding tilleggsfiler. For 20 turstier grupperes som en enkelt blokk og mus ytelse vises over blokker. Videre kan hvert trinn gjentas på en mus for et antall dager før ferdigstillelse kriteriene er oppfylt. - Ikke Oppbevar mus i egenskapsboksen virkemåten for mer enn 60 minutter per dag.
- Ren mus avfall fra buret før hver musen overføres til buret. Spray og tørk kammeret med 70% etanol å minimere musen lukt distraksjon.
4. trening Stage 1: Knytte vann belønning med Center nese sekken, 1-3 dager
- Knytte mus vann belønning på utforskning av vann porten på dette trinnet.
-
Trening fase 1 programmeringsinstruksjoner
- Programmet dette stadiet bare bruke vann levering porten. La musen får vann belønning for hver nese rote.
Merk: Programmet vil produksjonen tid varigheten av rettssaken og antall vann belønner musen mottatt.
- Programmet dette stadiet bare bruke vann levering porten. La musen får vann belønning for hver nese rote.
- Angi de pseudotraining fase 1 programmering like trening fase 1.
-
For konfigurasjon og museoppsett
- Konfigurere atferd boksen med en vann-port i sentrum og alle siden porter utilgjengelig. Plass musen i kammeret. Lukk musen kammeret og starte programmet fase 1.
- Vurdere dette stadiet så komplett når musen oppnår 100 studier innen 60 min. Fjern musen fra kammeret etter 60 minutter eller 100 forsøk har vært gjennomført (figur 2B).
Merk: På grunn av individuelle forskjeller, noen mus vil naturlig avstå fra å utforske boksen. - Hvis oppmuntring er nødvendig, manuelt lever vann til vann-porten. Gjenta dette trinnet for opp til 3 dager.
Merk: Mus som er allerede trent kan gjentas ytterligere å opprettholde paritet og å holde dem flytende Restriction. Det er også mulig å fremme en hel gruppe til fase 2 når gruppen gjennomsnittet når 100 studier/60 min. Dette vil tillate alle mus å fortsette treningen på samme dag.
5. trening Stage 2: Knytte porten vann belønning sentrum Port nese Poke, 1 – 5 dager
- I denne scenen, la musene rote nesen i midten porten og deretter umiddelbart motta en vann belønning på siden porter.
-
For konfigurasjon og museoppsett
- Konfigurer dette og alle påfølgende faser med 2 vann porter på sidene og lukt havnen i midten. Plass musen i kammeret. Lukk musen kammeret og starte programmet fase 2.
-
Trening fase 2 programmeringsinstruksjoner
- Gi musen en umiddelbar vann belønning på begge sider etter nesen sekken i midten lukt levering port. Angi utgang parametere for dette trinnet som hele tiden rettssaken, forsøk initiert og antall vann belønninger mottatt innen 5 s av nesen sekken.
- Angi pseudotraining trinn 2 programmering like trening fase 2.
- Vurdere dette stadiet som fullført når minimum 40 forsøk utføres i 60 min, med minst 25% vann belønningene mottatt innen 5 s center port nese poke. Fjern musen når denne fasen er fullført (figur 2C).
Merk: Treningsprogrammet beregner prosenten av vannet belønninger mottatt i tide for å avgjøre dette stadiet er fullført. Selv om mus varierer i hvor fort de fullfører dette trinnet, de fleste mus kommer fullføringsvilkår innen 5 dager. Men hvis musen ikke er fullført dette stadiet innen 5 dager, ikke forhånd musen til neste stadium. Denne musen fjernes fra kohort.
6. trening Stage 3: Knytte vann belønning med en bestemt lukt og innenfor et bestemt vindu, 1-3 dager
- I denne scenen, la musene mottar en gå (S+) lukt på nesen sekken i midten porten. Deretter gi vann belønning på nesen sekken til siden vann portene innenfor 5 s.
-
Trening Stage 3 programmeringsinstruksjoner
- Levere S+ lukt i midten lukt port.
- Levere vann belønning hvis musen pokes siden portene innenfor 5 s av en lukt levering.
Merk: Programmet begynner med kun krever en 100 ms nese rote i midten porten til vann belønning. Når musen pokes center porten for riktig tid i 80% av prøvelser, varighet av nesen sekken kreves for vann belønning vil øke med 50 ms opptil 400 ms. - Angi utgang parametere identisk med trinn 2.
- Angi pseudotraining scene 3 programmering instruksjonene samme som trening Stage 3. Imidlertid ikke koble S+ lukt til lukt levering kontrolleren slik at S+ lukt ikke er forbundet med vann belønning.
-
For konfigurasjon og museoppsett
- Angi samme konfigurasjon på trinn 2.
- Koble S+ lukt til lukt levering kontrolleren. Plass musen i kammeret. Lukk musen kammeret og starte programmet Stage 3. Fjern musen når denne fasen er fullført.
- Vurder dette stadiet som fullført når det er større enn 60 belønninger innen 60 min (figur 2D).
7. trinn 4A: tilknytte No-Go (S-) lukt og tidsavbrudd straff, 1-2 dager
- I dette trinnet vil introdusere mus til en No-Go lukt (S-). Gi tid ut straff til musene som feilaktig går til vann porter etter lukter no-go lukt.
-
Trening trinn 4A programmeringsinstruksjoner
- Lever bare de S+ odorant i dette trinnet i begynnelsen, identisk med trinn 3. Etter mus komplett 40 forsøk, starte tilfeldig levering av lukt til både S+ og S-lukt. Program 2-s tid ut straff hvis musen forsøker å søke vann belønning etter blir presentert No-Go lukt.
Merk: For å hjelpe med å skille gå vs No-Go, IR siden lysene kan endres slik at de er på under gå odorants og av under No-Go odorants. Lysene fungere som en sekundær stikkordet å hjelpe mus i første trening. Når mus er trent med lys, burde de underkant-go trening uten lys å bekrefte de har lært aktiviteten med lukt. - Angi utgang parametere som varighet av prøving, forsøk startet, forsøk fullført, % korrekt, og totalt antall belønninger mottatt.
- Lever bare de S+ odorant i dette trinnet i begynnelsen, identisk med trinn 3. Etter mus komplett 40 forsøk, starte tilfeldig levering av lukt til både S+ og S-lukt. Program 2-s tid ut straff hvis musen forsøker å søke vann belønning etter blir presentert No-Go lukt.
- Angi pseudotraining trinn 4A programmering instruksjonene samme som trening Stage 4S unntatt S+ og S-lukt presenteres tilfeldig fra starten. Gi vann belønning eller tidsavbrudd straffene tilfeldig, uansett oppgave ytelse.
-
For konfigurasjon og museoppsett
- Angi konfigurasjonen for det samme som forrige fase 3.
- Opprette en tilkobling både S+ og S-lukt lukt levering. Plass musen i kammeret. Lukk musen kammeret og begynne trinn 4A programmet. Etter mus komplett 40 prøvelser, bytte programmet tilfeldig levere lukt. Fjern musen når denne fasen er fullført.
- Vurder dette stadiet som fullført når det er 40 forsøk med > 60% riktig svar.
8. trinn 4B: tilknytte No-Go (S-) lukt og tid til straff, 5 – 11 dager
-
Trening trinn 4B programmeringsinstruksjoner
- Gjør dette stadiet identisk trinn 4A, men tid straffen for prøver vann belønning etter en S-lukt er 4 s.
- Angi pseudotraining trinn 4B programmering instruksjoner identisk trinn 4A, men vann belønning og tid til straff leveres tilfeldig per rettssaken.
-
For konfigurasjon og museoppsett
- Angi konfigurasjonen for det samme som forrige trinn 4A.
- Opprette en tilkobling både S+ og S-lukt lukt levering. Plass musen i kammeret. Lukk musen kammeret og starte programmet trinn 4B. Vurdere dette stadiet komplett når det er > 100 studier innen 60 min med nøyaktighet > 85% (figur 2E)
- Overvåke maksimum og minimum prosenten riktig for hver økt til hver musens framgangen i denne fasen. Ca 85-90% av mus nå fullføringsvilkår for dette stadiet. Ekskludere musene som ikke oppnå gjennomføring av dette stadiet for gå/nei-Go-Go testfasen.
- (Valgfritt) På slutten av dette stadiet, kan du bruke en reversering trening, hvor de går/nei-Go-Go odorants er slått på lukt medisinglass plattformen. Kontroller at mus ikke vil knytte til en annen stimulans, som lyden av ventilene tilknyttet siden portene.
9. gå/nei-Go-Go analysen aktivitet: 1 dag, 20 Min per musen per dag
- Vurder dette som den siste etappen å fastslå nøyaktig identifisere lukt foreninger og lære å diskriminere lukt par.
Merk: Roman odorants benyttes for S / S-teste hvor lenge dyr ta for å lære nye assosiasjoner. Samme odorant par brukes til å øke aktiviteten problemer. Eksempler inkluderer 1-Butanol vs 1-Pentanol, Isoamyl Acetate vs Isoamyl Butyrate, og + Carvone vs - Carvone. -
Programmering instruksjoner
- La treningssoftware oppdage lengden på nesen rote. Programmet en 300 ms nese rote i center lukt porten utføre oppgaven.
- Angi utgang parametere lik trinn 4B, bortsett fra ikke bruk noe lys guidet signaler.
-
For konfigurasjon og museoppsett
- Angi konfigurasjonen for det samme som forrige trinn 4B.
- Opprette en tilkobling både S+ og S-lukt lukt levering. Plass musen i kammeret. Lukk musen kammeret og begynne scenen gå/nei-Go-Go programmet. Utsett musene som har lært olfactory læring oppgaven romanen par kjemisk lignende lukt.
Merk: Wildtype mus med tilstrekkelig lukt diskriminering nå > 85% nøyaktighet med romanen odorants etter ca 10-20 blokker eller 200-400 forsøk (Figur 3A).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Når mus har lært aktiviteten olfactory læring, kan de nå knytte romanen lukt par med belønning og straff. Disse utdannet mus begynner normalt med ca 50% nøyaktighet for gå/nei-Go-Go aktiviteten. Prosentandelen riktig kan tegnes av rettssaken som en læringskurve for romanen lukt par (Figur 3A). Innen 10 blokk prøvelser, som tar de fleste mus mindre enn 30 min å utføre, kan mus riktig forskjellsbehandle lukt med mer enn 85% nøyaktighet (rød linje). Dette viser at våre protokollen har med hell trent wildtype mus knytte en lukt vann belønning og en annen med en timeout straff. For å vurdere diskriminering evner mellom to kohorter, kan disse dataene videre bli analysert for å sammenligne antall studier trengs for å nå 85% ferdigheter (Figur 3B) eller med den gjennomsnittlige prosenten riktig etter å ha nådd ferdigheter.
Når mus lære oppgaven, kan lukt par endres for å øke eller redusere oppgave vanskeligheten. For eksempel øker reduserer lukt par konsentrasjonen aktiviteten problemer (Figur 3C). Denne analysen kan avsløre terskelen for påvisning forskjellige mus kohorter. Videre lukt par kan endres for å bli mer samme (dvs. enantiomers eller enkelt karbon forskjellene). Lukt blandinger kan også brukes til å øke aktiviteten problemer (dvs, 40/60 blanding g. 30/70 blanding).
Mus kan også huske tidligere lært lukt par. Etter 7 dager siden lære oppgaven, lærte en tilbakekalling test viser at wildtype mus kan raskt husker tidligere lukt foreninger (Figur 3D).
Figur 1 : Gå/nei-Go-Go trening paradigmet og utstyr konfigurasjonen. (A) mus reagerer riktig ved enten å få vann under gå lukt presentasjon eller avstå under No-Go lukt presentasjon. (B) virkemåten boksen er konfigurert slik at bare en enkelt vann port er tilgjengelig under trinn 1 og alle senere stadier inneholde både en sentral lukt levering port og to vann porter. Blå sirkel: vann port. Grønn sirkel: lukt port. (C) lukt levering Portes av en lukt ventil for hver lukt. Positivt trykk luftinntak fører til en distributør. Røde piler indikerer positiv luften trykk linjen går inn forberedt på lukt ampullen (røde sirkelen). Blå pil viser luft/lukt blanding lar lukt ampullen og passerer gjennom en lukt ventil (lys blå sirkel) og skriver inn en hvit air integrere boksen. Oransje pil viser positivt trykk luft skal en sentral regulatorventil (oransje sirkel) til integrert for å gi positive lufttrykket å presse lukt/luft blanding integrator boksen lukt levering porten (bunnen svarte pilen). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2 : Treningsdata. (A) mus kropp vekt prosent ikke slipp under 80% på væske begrensning. Rød linje = 80% terskel. N = 8 mus. (B) fase 1 trening resultater viser antall center port pokes i 60 minutter å få vann belønning. N = 8 mus. Feilfelt er standard feil av gjsnitt. (C) fase 2 trening resultater viser andelen vann belønninger mottatt innen 5 s center nese poke. Rød linje er 25% terskel. At prosentandelen med grå utheving som standard feil av gjsnitt. N = 8 mus. (D) Stage 3 kumulative belønner Vis antall belønninger mottatt av 8 mus på dag 1 og dag 2 av trening. Rød linje er 60 belønning terskler. Feilfelt er standardavvik. (E) trinn 4B nøyaktighet visning prosent riktige svar for trinn 4B. Red line er 85% av terskelen. Svart heltrukket er mener og grå utheving er standard feil av gjsnitt. N = 4 mus. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: Representant resultater for gå/nei-Go-Go oppgave. (A) gå/nei-Go-Go oppgave for 2 romanen odorants (S+ = isoamyl acetate/S-= amyl acetate) etter mus ble trent på eugenol (S+) og eucalyptol (S-). N = 5 mus, med standard feil betyr i grått. Grønn linje er 50% nøyaktighet er rød linje terskelen 85% nøyaktighet. (B) eksempel på Go/nei-Go-Go oppgave for en mus som ville være raske elev. versus en treg elev mus for hexanol (S+) og smørsyre (S-). (C) gå/nei-Go-Go oppgave for varierende delvis presset av hexanol (S+) og smørsyre (S-). (D) evnen mus til å huske lukt paret 7 dager etter trening. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Gnager olfactory systemet gir en unik modell for å studere sensoriske avhengige plastisitet. Her presenterer vi en olfactory læring paradigme for å trene mus knytte odorant par med enten en belønning eller straff. Gjennom denne lære oppgaven kan nedstrøms krets endringer studeres i senere eksperimenter (elektrofysiologi i vivo neuronal bildebehandling, osv.). Ved ferdigstillelse, vil mus lære å utføre en enkel lukt cued oppgave for å knytte vann belønning med en lukt og tidsavbrudd straff en annen lukt.
Siden dette er en opptreden analyse, vi anbefaler utnytte en lik fordeling av alder og kjønn blant eksperimentelle og kontroll dyr grupper. Det er viktig at forholdene mellom mus holdes så konstant som mulig. For eksempel sikre at mus handler og lysforhold forblir konstant gjennom trening. Hvis mange mus ikke utfører oppgaven som forventet, kontrollerer du følgende betingelser er oppfylt: (1) holde atferd oppsettet så stille som mulig. (2) vann frata musene tilstrekkelig. Vi finner at selv etter en hel dags vann savn, mange mus ikke vil tilstrekkelig drikke nok fra midten porten i trinn 1 for å nå fullføringsvilkår. (3) i begynnelsen av hver ny mus, kontroller lukt/vann ventiler og rør som sikrer riktig plassering. (4) Odorants varierer i sine volatilitet og derfor noen fordampe raskere enn andre. Erstatte mer flyktig odorants med høyere damp press daglig i stedet for ukentlig, spesielt hvis lave konsentrasjoner brukes.
Denne protokollen kan endres etter eksperimentelle. Hvis læring tiden i trinn 4B er viktig, kan så det være lurt å fjerne alle lukter til denne. Dette sikrer at alle olfactory læring begynner på trinn 4B. Dette har vi utført denne protokollen ved å fjerne lukt fra trinn 3 og hoppe over trinn 4A helt. Mus har en vanskeligere tid nå fullføringsvilkår bruker denne metoden, men dette gir verdifull informasjon for hvor raskt mus lære dette ved første gang.
En begrensning av denne protokollen er at mus har å fullføre ulike faser før olfactory tester kan utføres. Derfor, selv om ikke sett av våre lab, kan en manipulasjon hindre kognisjon slik at trinn 4B konsekvent ikke nås. Vi har forsøkt å gjøre dette problemet ved å sikre at hvert trinn er tilstrekkelig lenge nok til å tillate de fleste mus å oppgradere til neste trinn av trening. Men hvis musen ikke når fullføringsvilkår for et stadium selv etter full trening perioden, fjerne vi denne musen fra kohort. Dette tillater oss å fortsette studien uten å vente på eventuelle personlige musen. En annen begrensning er at vi har ennå å utvide denne protokollen til andre dyr modeller viktig for feltet luktesans. Rotter, for eksempel har vært medvirkende i avslørende neuronal funksjonen i OB11,12. På grunn av deres intelligens har rotter også raskere læring ganger enn mus13,14. Til tross for disse begrensningene valgte vi mus for denne protokollen på grunn av deres genetisk tractability for celle type konkret manipulasjoner og opptak15.
De fleste eksisterende protokoller bruke forskjeller i lukt snuse eller tidsbruk til lukt omtrent diskriminering eller lære4,6,9,10,16. Denne protokollen kan direkte måle diskriminering på prøveversjon av rettssaken basis. Videre kan dette måle nøyaktig antall forsøk hver musen trenger å lære en tilknytning. Denne fullstendig automatisert tilnærming fjerner alle menneskelige fordommer fra dataanalyse. Fratatt næringsdyr har også blitt brukt for olfactory læring. Vann fratatt mus ble valgt på grunn av økt forsøk mus kan utføre med vann over mat16.
Som skjermer implanterbare aktivitet, som Graded-indeks (GLIS) linser og multi-unit elektroder, fortsette å forbedre, kunne vi snart kombinere disse teknologiene med denne protokollen17,18. Ved opptak skjemaet relevante hjernen områder under olfactory læring, er det mulig å undersøke hvordan neuronal aktiviteter endres under associative læring. Dette kan hjelpe avdekke grunnleggende nevrovitenskap spørsmål, for eksempel hvordan neurons kode informasjon annerledes under læring.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer ikke interessekonflikter og ingen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Denne protokollen er tilpasset fra tidligere arbeid i vår lab (Huang et al. 8). alle metodene som er beskrevet her er godkjent av Animal Care og bruk Committee (ACUC) av Baylor College of Medicine. Det støttes av McNair Medical Institute, NINDS grant R01NS078294 til B.R.A., NIH IDDRC grant U54HD083092, NIDDK grant F30DK112571 til JMP og NINDS grant F31NS092435 til CKM.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Glass vial | Qorpak | GLC-01016 | |
| Silicon Tubing | Thermo Scientific | 86000030 | |
| 18 gauge needles | BD | 305196 | |
| 1-Butanol | Sigma Aldrich | 437603 | |
| Propionic Acid | Sigma Aldrich | 402907 | |
| Mouse Chamber | Med Associates | ENV-307W | |
| Chamber Floor | Med Associates | ENV-307W-GFW | |
| Water Port | Med Associates | ENV-313W | Need two |
| Odor stimulus | Med Associates | ENV-275 | Contain 2 valves to gate odor delivery |
| Odor Port | Med Associates | ENV-375W-NPP | |
| USB Interface | Med Associates | DIG-703A-USB | |
| Desktop Computer with Windows 2000, XP, Vista, or 7 | |||
| Flow meter | VWR | 97004-952 | |
| Behavioral software | Med Associates | SOF-735 | This software, which runs each training stage, has now been replaced with Med-PC V |
| Data Transfer software | Med Associates | SOF-731 | This software formats the data to Excel |
| Training Software | Med Associates | DIG-703A-USB | This software is used to program each training stage |
| Water Valve | Neptune Research | 225P012-11 | This valve is used to gate the water delivery. Need Two |
| Odor Valve | Neptune Research | 360P012-42 | This valve is used to gate the odor delivery. Need Two |
References
- Carleton, A., Petreanu, L. T., Lansford, R., Alvarez-Buylla, A., Lledo, P. M. Becoming a new neuron in the adult olfactory bulb. Nat Neurosci. 6 (5), 507-518 (2003).
- Petreanu, L., Alvarez-Buylla, A. Maturation and death of adult-born olfactory bulb granule neurons: role of olfaction. J Neurosci. 22 (14), 6106-6113 (2002).
- Yamaguchi, M., Mori, K. Critical period for sensory experience-dependent survival of newly generated granule cells in the adult mouse olfactory bulb. PNAS. 102 (27), 9697-9702 (2005).
- Rochefort, C., Gheusi, G., Vincent, J. D., Lledo, P. M. Enriched odor exposure increases the number of newborn neurons in the adult olfactory bulb and improves odor memory. J Neurosci. 22 (7), 2679-2689 (2002).
- Arenkiel, B. R., et al. Activity-induced remodeling of olfactory bulb microcircuits revealed by monosynaptic tracing. PloS one. 6 (12), 29423 (2011).
- Alonso, M., Viollet, C., Gabellec, M. M., Meas-Yedid, V., Olivo-Marin, J. C., Lledo, P. M. Olfactory discrimination learning increases the survival of adult-born neurons in the olfactory bulb. J Neurosci. 26 (41), 10508-10513 (2006).
- Quast, K. B., et al. Developmental broadening of inhibitory sensory maps. Nat Neurosci. 20 (2), 189 (2017).
- Huang, L., et al. Task learning promotes plasticity of interneuron connectivity maps in the olfactory bulb. J Neurosci. 36 (34), 8856-8871 (2016).
- Arbuckle, E. P., Smith, G. D., Gomez, M. C., Lugo, J. N. Testing for odor discrimination and habituation in mice. J Vis Sci. (99), e52615 (2015).
- Zou, J., Wang, W., Pan, Y. W., Lu, S., Xia, Z. Methods to measure olfactory behavior in mice. Curr Protoc Toxicol. , 11-18 (2015).
- Uchida, N., Takahashi, Y. K., Tanifuji, M., Mori, K. Odor maps in the mammalian olfactory bulb: domain organization and odorant structural features. Nat Neurosci. 3 (10), 1035 (2000).
- Cang, J., Isaacson, J. S. In vivo whole-cell recording of odor-evoked synaptic transmission in the rat olfactory bulb. J Neurosci. 23 (10), 4108-4116 (2003).
- Parthasarathy, K., Bhalla, U. S. Laterality and symmetry in rat olfactory behavior and in physiology of olfactory input. J Neurosci. 33 (13), 5750-5760 (2013).
- Rajan, R., Clement, J. P., Bhalla, U. S. Rats smell in stereo. Science. 311 (5761), 666-670 (2006).
- Batista-Brito, R., Close, J., Machold, R., Fishell, G. The distinct temporal origins of olfactory bulb interneuron subtypes. J Neurosci. 28 (15), 3966-3975 (2008).
- Sakamoto, M., et al. Continuous postnatal neurogenesis contributes to formation of the olfactory bulb neural circuits and flexible olfactory associative learning. J Neurosci. 34 (17), 5788-5799 (2014).
- Resendez, S. L., Jennings, J. H., Ung, R. L., Namboodiri, V. M. K., Zhou, Z. C., Otis, J. M., Stuber, G. D. Visualization of cortical, subcortical, and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses. Nat Protoc. 11 (3), 566 (2016).
- Park, S., et al. One-step optogenetics with multifunctional flexible polymer fibers. Nat Neurosci. 20 (4), 612 (2017).
