Summary
Gezichtsuitdrukkingen zijn een wijze van visuele communicatie, geproduceerd door mimetische spieren. We presenteren hier protocollen voor de nieuwe technieken van omgekeerde dissectie en DiceCT volledig visualiseren en evalueren van de mimetische spieren. Deze gecombineerde technieken kunnen zowel morfologische en fysiologische aspecten van mimetische spierstelsel te bepalen functionele aspecten onderzoeken.
Abstract
Gezichtsuitdrukkingen of gezicht displays, van sociale of emotionele intentie worden geproduceerd door veel zoogdieren taxa als een middel van visueel communiceren met soortgenoten op een korte afstand. Deze schermen worden bereikt door samentrekking van de mimetische spieren, skeletspieren, gekoppeld aan de dermis van het gezicht zijn. Reverse dissectie, verwijderen van de volledige gezichtsmasker van de schedel en naderen mimetische spieren in omgekeerde volgorde, is een effectief maar destructieve wijze van het openbaren van de morfologie van de mimetische spieren, maar het is destructief. DiceCT is een nieuw mechanisme voor het visualiseren van de skeletspieren, met inbegrip van de mimetische spieren, en isoleren van individuele spieren werken voor kwantitatieve meting. Daarnaast biedt de DiceCT een niet-destructieve mechanisme voor het visualiseren van de spieren. De gecombineerde technieken van omgekeerde dissectie en DiceCT kunnen worden gebruikt ter beoordeling van de evolutionaire morfologie van mimetische spierstelsel, alsmede potentiële contractie kracht en snelheid in deze spieren. Deze studie verder blijkt dat DiceCT kan worden gebruikt om accuraat en betrouwbaar visualiseren mimetische spieren evenals omkeren dissectie en bieden een niet-destructieve methode voor de bemonstering van de mimetische spieren.
Introduction
Mimetische de daaraan gehechte spiermassa, of gezichtsuitdrukking spierstelsel, is skeletspieren en Mammalia1is verspreid. Terwijl de meeste zoogdieren skeletspieren hecht aan discrete bony monumenten, is mimetische spierstelsel uniek in de bijbehorende bijlagen hoofdzakelijk in de huid van het gezicht, hoofdhuid en het ventrale aspect van de hals1,2,3, 4. Mimetische spierstelsel contractie vervormt de "facial mask" in expressies of facial van sociale en emotionele intentie toont, verandert de grootte en vorm van de kringspieren van het oog, neusholte en mondholte gebruikt in voeding, ademhaling, en stemgebruik, en is onderdeel van het algehele close-nabijheid visuele communicatiemechanisme gevonden onder de meeste zoogdieren2,3,4,5. Over Mammalia helpen de gezichts displays gegenereerd door mimetische spieren bij de regulering en handhaving van territoriale grenzen, sociale banden en de sociale groep door cuing soortgenoten op de emotionele en gedragsmatige bedoelingen van de afzender2, 5.
Onder de zoogdieren, worden primaten gekenmerkt gedeeltelijk als een hoog niveau van sociale gedrag gedurende de hele levenscyclus in dienst met alle soorten leven in een sociale groep2,5. Terwijl sommige taxa, zoals de nachtelijke soort en Lorisidae, wonen in groepen die uitsluitend uit een moeder, nakomelingen en andere taxa, zoals de diurnale makaken en bavianen, bestaat kunnen leven in groepen van meer dan 100 personen6. Ongeacht de grootte van de sociale groep, primaten gebruiken vaak stereotiep sociale gedrag geassocieerd met rang en territorialiteit en deze gedragingen omvatten meestal een onderdeel van het gezicht display. Facial displays zijn onderdeel van het proces van het behoud van obligaties onder lid van sociale groepen, dominantie hiërarchieën, reproductie en de mededeling die deel uitmaakt van het dagelijks leven, met name in dagactieve soorten2,5,7 . Terwijl het is al enige tijd duidelijk dat gezicht van de daaraan gehechte spiermassa wordt gebruikt voor het maken van deze gezicht schermen, is onlangs gebleken dat gezicht spierstelsel vorm en fysiologie gekoppeld aan de functionele eisen van sociale variabelen2zijn, 8. Eerdere studies op fylogenetisch en gedragsgestoorde divers bereiken van primaten hebben aangetoond dat dagactieve soorten die leven in grote, complexe sociale groepen hebben vaak een groot aantal discrete gezicht displays die zich richten op beweging van de lippen, wenkbrauwen en oogleden met een groot aantal gezichtsspieren geclusterd rond de lippen en de orbitale regio9. Daarentegen zijn er weinig studies over nachtelijke soorten leven in kleine groepen, maar deze soorten hebben een groot aantal discrete gezichtsspieren met bijlagen rond de externe oor en lippen, die geassocieerd met bewegingen van het oor en de lippen worden kunnen (die zijn gedocumenteerd in sommige nachtactieve soorten in agonistic ontmoetingen met soortgenoten en lokaliseren van geluiden)2,9,10,11. Bovendien, hebben mensen een relatief hoger percentage van slow-twitch myosin vezels in mimetische spiermassa dan rhesus makaken of chimpansees, die kunnen worden gerelateerd aan de "vertraging" in de samentrekking van menselijke mimetische spieren rond de lippen gebruikt tijdens de productie van spraak geluiden of algemene vermoeidheid-weerstand vermogen van de spieren-8.
Mensen zijn, misschien wel, de meeste sociale van alle primaten, en taal hebben ontwikkeld als een onderdeel van sociale communicatie. Toch wel, mensen gebruik te maken van gelaatsuitdrukking als middel van visuele communicatie en hebben de grootste bekende gezicht display repertoire onder primaten. In een poging om meer volledig begrijpen de variabelen rondom de evolutie van de mens en algemene primate sociaal gedrag, is toegenomen inzicht in de morfologie en de Fysiologie van primate mimetische spierstelsel zeer wenselijk. Omdat mimetische spierstelsel is aangesloten op de huid zelf en in sommige soorten kunnen uitzonderlijk dunne en moeilijk te visualiseren, hebben we een unieke methode van visualiseren van deze spieren, voor zowel de processen van opname bruto aanwezigheid/afwezigheid en bijlagen, alsmede bemonstering voor microanatomical verwerking.
"Reverse dissectie" is een methode voor het behoud van de mimetische van de daaraan gehechte spiermassa door het verwijderen van het hele gezicht masker uit het hoofd en het vergroten van de zichtbaarheid van zelfs kleine spieren. Omdat omgekeerde dissectie een destructieve proces is, zeldzame en waardevolle exemplaren altijd mogelijk niet beschikbaar voor deze methode. DiceCT is een effectieve methode die veel van de mimetische spieren in zelfs kleine soorten12,13,14kunt visualiseren. Deze methode kan worden gebruikt in concert met omgekeerde dissectie of in gevallen waar de zeldzame, waardevolle exemplaren niet kunnen worden ontleed en veel informatie kunnen geven zonder te verwijderen van het gezicht masker in "omgekeerde dissectie"12,13,, 14. Dit protocol beschrijft een aantal methoden voor het combineren van omgekeerde dissectie met DiceCT om te onderzoeken primate mimetische spierstelsel.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Omdat deze procedures gebruik maken van dieren die gestorven aan natuurlijke oorzaken op dierentuinen of werden opgeofferd in onderzoeklaboratoria waar ze deel van onafhankelijke studies waren, hebben deze protocollen niet IACUC goedkeuringen nodig.
1. omgekeerde dissectie
Opmerking: Het protocol voor omgekeerde dissectie is effectief voor zeer kleine zoogdieren, zoals laboratorium muizen, helemaal tot aan de grote landzoogdieren, zoals het gedomesticeerde paard. De mimetische spieren zijn vaak het best bewaard en beste gevisualiseerd wanneer verlaten met de bovenliggende dermis in plaats van hen achterlaat op de schedel. Zie Figuur 1-3.
- Disarticulate hoofd van cervicale deel van de wervelkolom vóór dissectie procedures. Als het stoffelijk overschot is bevroren, laat het volledig ontdooien voordat u verdergaat met deze stap.
- Ongeacht de staat van instandhouding, palperen de occipital regio van de schedel en het proces van de spinous van de tweede cervicale wervel (C2). Merk op dat de eerste cervicale wervel (C1) een spinous proces mist, dus Palperende C2 en de occipital regio van de schedel een geschatte locatie van C1 krijgt.
- Met behulp van een scalpel, maken horizontale bezuinigingen tussen de occipital regio van de schedel en de C2, om te beginnen het scheiden van de schedel van de wervelkolom op C1. Blijven snoeien totdat de schedel is disarticulated van de wervelkolom.
- Als het model is fris en nietgefixeerde, stappen 1.1.2-1.2 moeten worden uitgevoerd in een relatief kort tijdsbestek. Bovendien, als de hersenen intact binnen de schedelholte blijft, kan necrose van het zenuwweefsel doorgaan snel, dus het ten zeerste aanbevolen is dat de hersenen van het stoffelijk overschot wordt verwijderd als het model wil blijven nietgefixeerde.
Opmerking: Als een optionele stap, kan het model worden ondergedompeld in 10% gebufferd formaline voor 24 uur om te bevestigen van het model. Dit zal zorgen voor een ongehaaste gegevens verzameling procedure. - Als het model al met ethylalcohol wordt vastgesteld of 10% gebufferd formaline, spoel gedurende enkele uren met vers water.
- Maak insnijdingen vrijgeven gezichtsmasker van schedel. Als de hersenen en de overliggende snuituil zijn verwijderd tijdens necropsie, maken een insnijding in de buurt van de glabellar regio van de schedel en de andere langs de caudal aspect van de schedel, waar de craniale bot intact is.
- Zodra het model heeft zijn gespoeld voor enkele uren, dep droog met keukenpapier en transfer naar werken station.
- Palperen voor het externe occipital uitsteeksel aan de rand van het caudal (of achter) van de schedel. Dit is het gebied waar de schedel voldoet aan de wervelkolom. Met behulp van een scalpel #4 voor grote monsters of een scalpel #3 voor kleine specimens, maken een middellijn incisie begint bij de externe occipital uitsteeksel en komt van rostrally (of vooruit) over de pariëtale en frontale regio van de schedel, over de orbitale regio en tussen de ogen, beneden de nasale regio, helemaal door de externe nasale gebied tussen de neusgaten.
- Maken van een cut op de onderkaak tussen het lager, centrale snijtanden en bewegen in de caudally (of achterwaarts) richting het sleutelbeen.
- Kies een kant van het gezichtsmasker verwijderen en laat de andere kant staan.
- Laat u één zijde van het gezicht masker van de schedel.
- Vanaf de occipital regio, gebruik de scalpel te snijden het gezichtsmasker, met inbegrip van de mimetische spierstelsel, uit de buurt van het occipitale bot van de schedel, trekken het masker rostrally (of vooruit) en lateraal (aan de zijkant). Snijd de occipitalis spier uit de buurt van de schedel, waardoor een kleine hoeveelheid van de spier achter op de schedel, zodat zijn gehechtheid kan nog steeds worden gevisualiseerd zodra het gezicht masker is verwijderd. Door het verlaten van een deel van de spier achter op de benige/kraakbeenachtige schedel, kunnen de bijlagen worden bewaard voor opname op een later tijdstip.
- Zodra de externe oor wordt geraakt, zoek de auricular spieren. Deze doorsnijden zodat een klein deel van elke blijft met de schedel. Doorsnijden van de elastische kraakbeen verbonden zijn de externe oor aan de schedel.
- Blijven trekken van het masker rostrally en vrij van elke mimetische spier van de schedel door het verlaten van een klein gedeelte van elke spier achter op de schedel.
- Zodra er een intact gezichtsmasker van de ene kant van de schedel, laat ze zitten, blootgesteld aan de lucht, voor een uur (voor kleine specimens als een lab rat) omhoog tot drie uur (voor een groot specimen zoals een gedomesticeerde paard), met de daaraan gehechte spiermassa zijde naar boven. Deze stap desiccates sommige van het bindweefsel op het gezichtsmasker en verhoogt kleurcontrast tussen spier- en bindweefsel.
- Verwijder voldoende bindweefsel om te visualiseren van de daaraan gehechte spiermassa.
- Met behulp van een #3 plukken scalpel, pincet en microscissors, weg het bindweefsel die het mimetische Musculatuur van elkaar scheidt.
- Voor toegang tot de oppervlakkige laag van mimetische spierstelsel in deze "omgekeerde dissectie", voorzichtig opheffen en de diepe laag van de daaraan gehechte spiermassa scheiden van de oppervlakkige laag en verwijderen van het bindweefsel rond de oppervlakkige spieren. De resulterende gezichtsmasker formaline kan worden opgehaald, en de procedure kan hier worden gepauzeerd alvorens over te gaan naar verdere dissectie of kleuring (stap 2). Elke tussenliggende stap in verdere dissectie, laat het gezicht masker om droog genoeg zodat bindweefsel gemakkelijk kunnen worden onderscheiden van spierweefsel.
2. kleuring proces voor DiceCT
Opmerking: Monsters moeten worden vastgesteld in 10% gebufferd formaline als DiceCT gebruikt wordt om het weefsel behouden tijdens de lange kleuring procedure. Als het model nog niet zijn opgelost, plaatst u ze in een container met genoeg 10% gebufferd formaline te dompelen van alle weefsel en laat het gedurende 48 uur.
- Maken van 1,75% (m/v) Lugol jodiumoplossing (ik2KI) voor de kleuring van gezichtsmasker.
Opmerking: Zorg genoeg ik2KI oplossing voor het volledig onderdompelen het gezichtsmasker binnen de gekozen container. Maak meer of minder oplossing door de waarden van zowel het oplosmiddel als de opgeloste stoffen even schalen in stappen 2.1.1 en 2.1.2.- Onder een zuurkast aan 200 mL gedistilleerd water in een bekerglas van grote glazen met toevoegen van 3,50 g kaliumjodide (KI). Roer met glas roeren staaf totdat volledig is opgelost.
Let op: kaliumjodide (KI) kan veroorzaken ogen, huid en irritatie van de luchtwegen of schade. Draag beschermende brillen en behandelen onder een zuurkast. - Voeg langzaam 1.75 g van jodium kristallen (ik2), roeren totdat volledig is opgelost. Dit zal enige tijd duren.
Let op: Jodium kristallen (ik2) ogen, huid en irritatie van de luchtwegen of schade kunnen veroorzaken. Draag beschermingsmiddel voor de ogen en huid en werken onder een zuurkast tijdens het verwerken van deze chemische stof. - Filtreer de oplossing in amberkleurige glazen fles met filtreerpapier met poriegrootte van 11 micron te verwijderen van eventuele onopgeloste kristallen die inconsistent kleuring produceren kon.
Let op: Deze oplossing is zeer giftig voor de aquatische leven. Gooi niet oplossing afvoer. In geval van lekkage, neutraliseren waterige triiodide (ik3-) in jodide (I-) met 5% (m/v) natrium thiosulfate (Na2S2O3). Institutionele afvalverwijdering beleid voor jodide en de afzet van deze afvalstoffen dienovereenkomstig controleren.
- Onder een zuurkast aan 200 mL gedistilleerd water in een bekerglas van grote glazen met toevoegen van 3,50 g kaliumjodide (KI). Roer met glas roeren staaf totdat volledig is opgelost.
- Vlek het gezichtsmasker.
- Plaats het gezichtsmasker gesneden kant naar beneden in een amberkleurig glas of een black-out container (te houden licht) groot genoeg is om te laten het gezichtsmasker gaan rusten in een natuurlijke vorm en volledig worden ondergedompeld.
- Giet de Lugoljodium jodiumoplossing het gezichtsmasker totdat het volledig is ondergedompeld. Een gewicht kan nodig zijn om het gezichtsmasker volledig ondergedompeld houden en voorkomen dat het zweven naar de top van de oplossing. Verzegelen van de container om te voorkomen van verdamping en licht te houden.
- De container voortdurend op een elektrische rocker of regelmatig met de hand om zelfs kleuring doorroeren en verhinderen dat kristallen afwikkeling voor ten minste twee weken. Als een langere tijd nodig is om voldoende vlek de spieren werken, vervang de Lugoljodium oplossing met verse oplossing.
- Na twee weken, door het gezichtsmasker van de oplossing te verwijderen. Giet een kleine hoeveelheid gedestilleerd water over beide oppervlakken van het gezichtsmasker te spoelen. Wikkel het gezichtsmasker in vochtige papieren handdoeken en plaats in een afgesloten plastic zak voor ten minste 24 uur te voorzien in lichte drogen voordat u naar de volgende stap.
Opmerking: Het protocol kan worden onderbroken voor tot een week. Ervoor zorgen dat het gezichtsmasker licht vochtige gedurende deze periode blijft.
3. DiceCT scannen
- Voorbereiden op gezichtsmasker CT scanning.
- Monteer de gezichtsmaskers op een lage dichtheid materiaal, zoals bloemen schuim, op te heffen rimpels in het masker en te beperken beweging van het masker het masker droogt uit iets tijdens het scannen. Beveilig het gezichtsmasker het schuim met houten tandenstokers.
- Instellen van de parameters van de CT-scan en scannen.
- Gebruik een hoge resolutie voor deze scans, zoals de kleine werken zal worden verduisterd op lagere resolutie. Gebruik van een afstand tussen segment en inter pixel afstand ongeveer 0,05 mm.
- De gemonteerde gezichtsmasker op een met hoge resolutie X-ray berekend tomografie Scanner scannen.
- Als werken niet volledig worden gevisualiseerd, als gevolg van overdreven kleuring, plaats gezichtsmasker in 10% formaline-oplossing of in 5% natrium thiosulfate te verwijderen een aantal van de vlek. Als de werken zijn niet voldoende gekleurd, terugkeren naar Lugoljodium jodiumoplossing. Na het aanpassen van de kleuring, het gezichtsmasker opnieuw te scannen. Blijven de nodige aanpassingen en scannen totdat werken kunnen volledig worden gevisualiseerd.
4. bereid het gezichtsmasker voor behoud op lange termijn.
- Chemisch neutraliseren de vlek van jodium in het gezichtsmasker, verwijderen van verkleuring van de kleuring proces.
- Plaats gekleurd gezichtsmasker in natrium thiosulfate-oplossing van 5% (m/v) te neutraliseren chemisch model. Dit kan enkele uren of dagen duren. Agitate regelmatig tijdens het destaining.
- Destained gezichtsmasker terug naar 10% formaline-oplossing voor behoud. Als de vlek blijft uitspoelen uit specimen naar oplossing, vervangen door verkleurde formaline verse formaline totdat blijft het duidelijk voor de langetermijnbewaring.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deze sectie bevat voorbeelden van resultaten op gezicht spierstelsel formulier dat kan worden bereikt met behulp van de "omgekeerde dissectie" in concert met het scannen van DiceCT. Met behulp van de "omgekeerde dissectie" als u wilt maken een gezichtsmasker, een vollediger vertegenwoordiging van mimetische (gezichts) spier kan soms worden gezien dan in traditionele dissectie methodologie. Deze methode werkt bij allerlei lichaam maten van het kleine, kleine-bodied primaten, bijvoorbeeld het gemeenschappelijk Hapalomys Callithrix jacchus (Figuur 4), te grote-bodied primaten zoals de chimpansee, Pan troglodytes (Figuur 5), en een middelgrote primate zoals de resusaap Macaca mulatta (Figuur 6). Dissectie van de traditionele methoden werkt goed op grote-bodied primaten die robuuste mimetische spiermassa hebben. Traditionele "voorste benadering" dissectie methoden werken echter niet goed met kleine-bodied primaten die Cryptonanus gelaatsspieren hebben. In deze gevallen kan enkele van het gezicht van de daaraan gehechte spiermassa niet te onderscheiden van de omliggende bindweefsel en mogelijk verloren tijdens de dissectie.
De vlek van jodium gebonden aan de mimetische spierstelsel en ten minste een deel van de scans zijn van voldoende kwaliteit dat we beide afzonderlijke mimetische spieren (Figuur 7), evenals individuele spieren werken (Figuur 8) en, voor de eerste keer oplossen kunt, het verkrijgen van volledige spieren volumes van deze Cryptonanus spieren. Zoals blijkt uit Figuur 7, zijn enkele van de zeer kleine spieren die is gekoppeld aan het externe oor duidelijk zichtbaar in de DiceCT-scans. Het is niet ongebruikelijk voor deze spieren te missen in sommige omgekeerde dissectie procedures, misschien vanwege hun kleine omvang.
Figuur 1 : Caudal (of posterior) weergave van het disarticulated hoofd van een gemeenschappelijk Hapalomys (Callithrix jacchus) het begin van het proces voor het maken van het gezicht masker in "omgekeerde dissectie". Gezicht de daaraan gehechte spiermassa die is gekoppeld aan het externe oor wordt weergegeven aan de rechterkant van de ontwikkelingslanden gezichtsmasker in tinten van Oranje. Adipeus weefsel of vet, is gegroepeerd rondom de daaraan gehechte spiermassa in felgele tinten. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2 : Dorsale weergave van het disarticulated hoofd van een gemeenschappelijk Hapalomys (C. jacchus) tonen de middelste fase van het maken van het gezicht masker in omgekeerde dissectie, hier het verwijderen van het masker van de orbitale regio van de schedel. De labelloze zwarte pijl geeft het gebied waar de spieren zoals de Musculus orbicularis oculi zich bevinden, voorafgaand aan verwijdering van bindweefsel. De musculus temporalis is niet een gezicht spier, maar om een idee van de relatieve locatie wordt aangegeven. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3 : Weergave van de rechterkant van de gemeenschappelijke Hapalomys (C. jacchus) weergegeven: in de buurt van de eindfase van het gezicht masker maken in omgekeerde dissectie, hier het verwijderen van het masker uit de streek van de bovenste en onderste lip van de schedel. De kauwspieren spier is niet een gezicht spier, maar om een idee van de relatieve locatie wordt aangegeven. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4 : Diep (of binnen) weergave van de gehele rechterkant van het gezicht masker uit de gemeenschappelijke Hapalomys (C. jacchus), de volledig ontleed gezichtsmasker met select spieren aangegeven. Verschillende spieren worden gemarkeerd met kleur grenzen. Afkortingen: AA - anterior auricularis spier; DAO - depressor anguli oris spier; DLI - depressor labii inferioris spier; LLS - Musculus levator labii superioris spier; OO - Musculus orbicularis oculi; OOM - Musculus orbicularis oris; PA - posterieure auricularis spier; SAL - superieure auriculolabialis spier; ZM - Musculus zygomaticus major; ZM - kleine Musculus zygomaticus. Dit beeld verscheen in holen, 20082. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5 : Diep (of binnen) weergave van de gehele rechterkant van het gezicht masker van de chimpansee (Pan troglodytes), toont het volledig ontleed gezichtsmasker met select spieren aangegeven. De Musculus risorius spier wordt aangegeven hier, een spier die eerder werd gedacht moet aanwezig zijn onder primaten alleen bij de mens. Dit beeld verscheen in holen et al., 200615. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 6 : Diep (of binnen) weergave van de gehele rechterkant van het gezicht masker uit de resusaap (Macaca mulatta), toont het volledig ontleed gezichtsmasker met select spieren aangegeven. CS - corrugator supercilli spier; OOM - Musculus orbicularis oris; z minor - kleine Musculus zygomaticus; 1 - zygomaticus musculus major; 2 - Musculus orbicularis oculi; 3 - caninus spier; 4 - Musculus levator labii superioris spier; 5 - Musculus levator labii superioris alaeque nasi spier; 6 - depressor septi spier; 7 - gesneden rand van buccinators spier; 8 - depressor labii inferioris spier. Dit beeld verscheen in holen et al., 200916. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 7 : Diep (of binnen) weergave van de gehele rechterkant van een scan van de DiceCT van een Eulemur flavifrons demonstreren van de capaciteiten van DiceCT te halen mimetische spiervezels. AA: anterior auricularis spier; CN5: craniale zenuw 5; CN7: craniale zenuw 7; DH: depressor helicis spier; DLI: depressor labii inferioris spier; F: frontalis gedeelte van occipitofrontalis spier; H: helicis spier; IAL: inferieur auriculolabialis spier; LL: Musculus levator labialis spier; M: mentalis spier; MA: mandibuloauricularis spier; ML: maxillolabialis spier; N: nasalis spier; NL: nasolabialis spier; O: occipitalis gedeelte van occipitofrontalis spier; OccA: occipitoauricularis spier; OO: Musculus orbicularis oris; OOc: orbicularis occuli spier; P: platysma spier; PA: posterieure auricularis spier; SAL: superieure auriculolabialis spier; T: tragicus spier; TA: tragoantitragus spier Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 8 : Diep (of binnen) weergave van de hele linkerkant van een scan van de DiceCT van een Eulemur flavifrons seriële secties op verschillende punten aantonen. Diepe blauwe vlek is uit gebieden waar sprake is van een zware aanwezigheid van mimetische spiervezels (bijvoorbeeld rond de opening van het externe oor, secties a. en b. en de bovenste orbitale regio, sectie c.). Lichtste blauwe vlek is uit gebieden waar er minder mimetische spiervezel (bijvoorbeeld de regio van de bovenlip, sectie d.). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Volgens de procedure voor de "omgekeerde dissectie" produceert protocol meestal een gezichtsmasker dat langzaam en methodisch te onthullen mimetische spierstelsel, ongeacht de grootte van het hoofd kan worden ontleed. Het is vooral belangrijk om langzaam en continu beoordelen of de spieren zijn volledig verlaagd door per ongeluk, met name in kleinere carrosserie soorten.
Om te bepalen waar de spieren zich bevindt, is het vooral essentieel dat de ontwikkelingslanden masker te drogen in fasen te evalueren continu bindweefsel versus spierweefsel. Als bindweefsel wordt gelaten in plaats op het masker, zal de daaraan gehechte spiermassa niet zichtbaar zijn, dus is het belangrijk om zo veel bindweefsel mogelijk.
Terwijl het omgekeerde dissectie biedt een betrouwbare en gedetailleerde methode voor de beoordeling van gezicht spierstelsel onder primaten (of zoogdier), het is een destructieve methodologie en vereist een grote hoeveelheid tijd en expertise2,11. DiceCT biedt een aanvullende methode voor de beoordeling van gezicht de daaraan gehechte spiermassa bij primaten en heeft geweest tweedehands voor het visualiseren van andere skelet spieren met succes17,18. Veel van de spieren zichtbaar in omgekeerde dissectie zijn ook zichtbaar in de resulterende scans. Terwijl deze set van protocollen worden beschreven scannen van een gezichtsmasker, kan scannen ook overgaan van een volledige, undissected hoofd. De kleuring protocol voor DiceCT pakt spier werken die gemakkelijk kunnen worden gevisualiseerd zonder te ontleden de gezichtsmasker off van het hoofd. Daarnaast pakt DiceCT in sommige spieren die in sommige procedures omgekeerde dissectie kan worden gemist.
Het vermogen van DiceCT om aan te tonen van de afzonderlijke spieren werken en toe te staan voor de berekening van het volume van de mimetische spier zal ons toelaten om nu beoordelen relatieve kracht productie capaciteiten tussen de spieren in de dezelfde personen (bijvoorbeeld relatieve kracht van bepaalde fasciaal expressies vs. anderen) zo goed als tussen afzonderlijke soorten (bijvoorbeeld relatieve expressiviteit van specifieke gezichtsbewegingen als potentieel belangrijke gedragsmatige aanpassing). Echter omdat exemplaren de vlekken tegen verschillende tarieven absorberen (voor vanaf nog onbekende redenen, een fenomeen waargenomen door veel mensen die regelmatig gebruik van de methodologie van de diceCT), zijn we nog steeds werken om consistente resultaten in deze pilot exemplaren te verkrijgen. Meer verontrustend, is positionering van de specimens nog steeds soms problematisch. Dat wil zeggen, hebben sommige van de gezichtsmaskers modellen in de gerimpelde Staten met overlappende structuren bewaard en gevouwen in niet-anatomische posities. Bovendien lijken sommige van de specimens hebben verplaatst tijdens sommige delen van het scanproces, vervagen de resolutie genoeg te verdoezelen van enkele van de belangrijkste anatomie die wij trachten te kwantificeren. Ter bestrijding van dit, willen wij 1) behouden de omgekeerde dissecties meer zorgvuldig anatomische om positie te handhaven, en 2) exemplaren effectiever te stabiliseren tijdens het scannen. Meer ambitieus, zijn we bezig om vlekken van de mimetische spieren terwijl op de intact hoofden. Dit is succesvol geweest in een kleine primate (Callithrix jachhus), maar grotere exemplaren vergt betere methoden kleuring of veel langer keer/hogere concentraties van de jodiumoplossing - een benadering die leiden andere methodologische tot kan complicaties (bijvoorbeeld specimen krimp). Echter als we de methode kunt verfijnen om te bekijken de mimetische spieren in situ, dan kunnen we zullen kunnen afleiden van niet alleen de relatieve sterke punten van deze spieren, maar wij zullen ook kunnen visualiseren van hun vectoren van beweging in drie dimensies.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben geen onthullingen aan verslag.
Acknowledgments
De auteurs willen erkennen Yerkes nationale Primate Research Center voor toegang tot de chimpansee en rhesus makaak specimens en Chris Vinyard (noordoosten Ohio Medizinische Universität) voor toegang tot gemeenschappelijke Hapalomys exemplaren. Wij danken Marissa Boettcher, Kaitlyn Leonard en Antonia Meza aan de Universiteit van North Carolina voor hulp bij het scanproces. Dit werk werd uitgevoerd ten dele op de Duke universiteit gedeeld materialen Instrumentation Facility (SMIF), een lid van de North Carolina onderzoek driehoek nanotechnologie netwerk (RTNN), die wordt ondersteund door de National Science Foundation (Grant ECCS-1542015) Als onderdeel van de nationale nanotechnologie gecoördineerde infrastructuur (NNCI). Dit is hertog Lemur centrum publicatienummer 1405.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Nikon XTH 225 ST | Nikon | no catalog numbers | |
| 10% buffered formalin | Fisher Scientific | SF98-4 | |
| Iodine, ACS Grade | Lab Chem, Inc. | LC155901 | |
| Sodium thiosulfate | Acros Organics | AC450620010 | |
| Potassium Iodide | Alfa Aesar | A1270430 |
References
- Gregory, W. K. Our face from fish to man. , G.P. Putnam's Sons. New York. (1929).
- Burrows, A. M. The facial expression musculature in primates and its evolutionary significance. BioEssays. 30, 212-215 (2008).
- Santana, S. E., Dobson, S. D., Diogo, R. Plain faces are more expressive: comparative study of facial colour, mobility and in primates. Biology Letters. , (2014).
- Burrows, A. M., Cohn, J. F. Comparative anatomy of the face. Encyclopedia of Biometrics. Li, S. Z., Jain, A. K. , Springer. New York. (2014).
- Liebal, K., Waller, B. M., Burrows, A. M., Slocombe, K. Primate Communication. , Cambridge University Press. Cambridge. (2013).
- Rowe, N., Myers, M. All the World's Primates. , Pogonias Press. Charlestown, RI. (2016).
- Burrows, A. M., Waller, B. M., Micheletta, J. Mimetic muscles in a despotic macaque (Macaca mulatta) differ from those in a closely related tolerant macaque (M. nigra). Anatomical Record. 299, 1317-1324 (2016).
- Burrows, A. M., Parr, L. A., Durham, E. L., Matthews, L. C., Smith, T. D. Human faces are slower than chimpanzee faces. PLoS One. 9, 0110523 (2014).
- Burrows, A. M. Functional morphology of mimetic musculature in primates: how social variables and body size stack up to phylogeny. Anatomical Record. 301, 202-215 (2018).
- Burrows, A. M., Smith, T. D. Muscles of facial expression in Otolemur, with a comparison to Lemuroidea. Anatomical Record. 274, 827-836 (2003).
- Burrows, A. M., Li, L. What's inside tarsier faces. Yearbook of Physical Anthropology. 60, 96 (2015).
- Dickinson, E., Stark, H., Kupczik, K. Non-destructive determination of muscle architectural variables through the use of DiceCT. Anatomical Record. 301, 363-377 (2018).
- March, D., Hartstone-Rose, A. Functional morphology and behavioral correlates to postcranial musculature. Anatomical Record. 301, 419-423 (2018).
- Santana, S. E. Comparative anatomy of bat jaw musculature via diffusible iodine-based contrast-enhanced computed tomography. Anatomical Record. 301, 267-278 (2018).
- Burrows, A. M., Waller, B. M., Parr, L. A., Bonar, C. J. Muscles of facial expression in the chimpanzee (Pan troglodytes): descriptive, comparative and phylogenetic contexts. Journal of Anatomy. 208, 153-167 (2006).
- Burrows, A. M., Waller, B. M., Parr, L. A. Facial musculature in the rhesus macaque (Macaca mulatta): evolutionary and functional contexts with comparisons to chimpanzees and humans. Journal of Anatomy. 215, 320-334 (2009).
- Cox, P. G., Jeffery, N. Reviewing the Morphology of the Jaw-Closing Musculature in Squirrels, Rats, and Guinea Pigs with Contrast-Enhanced MicroCt. Anatomical Record. 294, 915-928 (2011).
- Gignac, P. M., Kley, N. J., Clarke, J. A., Colbert, M. W., Morhardt, A. C., et al. Diffusible iodine-based contrast-enhanced computed tomography (diceCT): An emerging tool for rapid, high-resolution, 3-D imaging of metazoan soft tissues. Journal of Anatomy. 228, 889-909 (2016).
