Waiting
Login processing...

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

Biology

Reversere disseksjon og DiceCT Vis ellers skjult Data i utviklingen av Primate ansiktet

Published: January 7, 2019 doi: 10.3791/58394

Summary

Ansiktsuttrykk er en visuell kommunikasjon produsert av mimetic muskler. Her presenterer vi protokoller for romanen teknikker for omvendt disseksjon og DiceCT til fullt Visualiser og vurdere mimetic muskler. Disse kombinerte teknikker kan undersøke både morfologiske og fysiologiske aspekter av mimetic muskulaturen å bestemme funksjonelle aspekter.

Abstract

Ansiktsuttrykk og ansikts skjermer, sosial eller emosjonell hensikten er produsert av mange pattedyr taxa som visuelt kommuniserer med fra Art på en nært hold. Disse viser er oppnådd av sammentrekning av mimetic musklene, som er Skjelettmuskel knyttet til huden i ansiktet. Omvendt disseksjon, fjerne full ansiktsmaske fra skallen og nærmer seg mimetic musklene i motsatt, er en effektiv, men destruktive måte å avsløre morfologi av mimetic muskler, men det er ødeleggende. DiceCT er en roman mekanisme for visualisere skjelettmuskulatur, inkludert mimetic muskler og isolere personlige muskel fascicles for kvantitativ måling. I tillegg gir DiceCT en ikke-destruktiv mekanisme for å visualisere muskler. Kombinerte teknikker for omvendt disseksjon og DiceCT kan brukes til å vurdere evolusjonære morfologi av mimetic muskulaturen som potensielle sammentrekning styrke og hastighet musklene. Denne studien videre viser at DiceCT kan brukes til nøyaktig og pålitelig visualisere mimetic muskler samt reversere disseksjon og ikke-destruktiv metode for prøvetaking mimetic muskler.

Introduction

Mimetic muskulatur, eller ansiktsuttrykk muskulaturen, skjelettlidelser muskel og hele pattedyr1. Mens de fleste pattedyr Skjelettmuskel legger diskret benete landemerker, er mimetic muskulaturen unik i vedleggene primært inn i huden i ansiktet, hodebunn og det ventrale aspektet av halsen1,2,3, 4. Mimetic muskulaturen sammentrekning deformerer "ansiktsmaske" til uttrykk eller ansikts viser sosiale og emosjonelle hensikten, endres størrelsen og formen på sphincters av øyet, nasal Hulheten og munnhulen i fôring, åndedrett, og vocalizations, er en del av den samlede tett nærhet visuell kommunikasjonsmekanismen funnet blant de fleste pattedyr2,3,4,5. Over pattedyr hjelpe ansikts skjermene generert av mimetic musklene regulere og vedlikeholde territorielle grenser, sosiale bånd og sosial gruppe av cuing fra Art på avsenderen2, emosjonelle og atferdsmessige intensjoner 5.

Blant pattedyr kjennetegnes primater delvis som sysselsetter høy sosial atferd gjennom hele livssyklusen med alle arter som lever i en sosial gruppe2,5. Mens noen taxa, som de nattlige galagos og lorises, kan leve i grupper bestående kun av en mor og avkom, andre taxa, som dagaktive aper og bavianer, kan leve i grupper på over 100 personer6. Uansett størrelsen på gruppen sosiale, primater bruker ofte stereotype atferd tilknyttet rang og territorialitet og disse virkemåtene inneholder vanligvis en ansikts skjerm-komponent. Ansikts viser er en del av prosessen med å vedlikeholde obligasjoner blant medlem av sosiale grupper, dominans hierarkier, reproduksjon og kommunikasjon som en del av hverdagen, spesielt i dagaktive arter2,5,7 . Mens det har vært klart en stund at ansikts muskulaturen brukes til å opprette disse ansikts viser, det er bare nylig blitt klart at ansikts muskulaturen form og fysiologi er forbundet med funksjonelle krav av sosiale variabler2, 8. Tidligere studier på phylogenetically og behaviorally ulike områder av primater har vist at dagaktive arter som lever i store, komplekse sosiale grupper pleier å ha et høyt antall diskrete ansikts viser som fokuserer på bevegelse av lepper, øyenbryn og øyelokk med et høyt antall ansiktsmusklene gruppert rundt leppene og orbital regionen9. I kontrast, det har vært noen studier på nattlige arter som lever i små grupper, men disse artene har et høyt antall diskrete ansikts muskler med vedlegg rundt ytre øret og lepper, som kan knyttes til øret og lepper (som dokumentert i nattlige arter agonistic møter med fra Art og finne lyder)2,9,10,11. I tillegg har mennesker en relativt høyere andel av slow-twitch myosin fiber i mimetic muskulaturen enn rhesus aper eller sjimpanser, som kan være relatert til de "saktere" i sammentrekning av menneskelig mimetic muskulaturen rundt leppene brukes under produksjonen av tale lyder eller generell tretthet-motstand evnen av muskler8.

Mennesker er, uten tvil, den mest sosiale alle primater, og har utviklet språk som en del av sosial kommunikasjon. Likevel skjønt, mennesker bruker ansiktsuttrykk for visuell kommunikasjon og har det største kjente ansikts skjerm repertoaret blant primater. I et forsøk på å forstå mer fullstendig variablene rundt utviklingen av menneskelig og generell primas sosial atferd, er en økt forståelse av morfologi og fysiologi av primas mimetic muskulaturen svært ettertraktet. Fordi mimetic muskulaturen knyttes til huden selv og kan, i noen være svært tynn og vanskelig å visualisere, vi har utviklet en unik metode for å visualisere dette muskulaturen for begge prosessene av innspillingen brutto tilstedeværelse/fravær og vedlegg samt prøvetaking for microanatomical behandling.

"Omvendt disseksjon" er en metode for å bevare mimetic muskulatur ved å fjerne hele ansiktsmaske fra hodet og øke synligheten av selv små muskler. Omvendt disseksjon er en ødeleggende prosessen, kan sjeldne og verdifulle prøver ikke alltid være tilgjengelig for denne metoden. DiceCT er en effektiv metode som kan visualisere mange av mimetic musklene i aften lille arter12,13,14. Denne metoden kan brukes sammen med omvendt disseksjon eller i tilfeller der sjeldne, verdifulle prøver kan bli delt og kan gi mye informasjon uten å fjerne ansiktsmaske i "omvendt disseksjon"12,13, 14. Nåværende protokollen beskriver en rekke metoder for å kombinere omvendt disseksjon med DiceCT undersøke primas mimetic muskulaturen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Fordi disse fremgangsmåtene bruker dyr som døde av naturlige årsaker til dyreparker eller ble ofret i laboratorier hvor de var del av urelaterte studier, krever ikke disse protokollene IACUC godkjenninger.

1. omvendt disseksjon

Merk: Protokollen for omvendt disseksjon er effektivt for svært små pattedyr som laboratoriet mus, helt til store landpattedyr, som den innenlandske hesten. Mimetic musklene er ofte best bevart og beste visualisert når igjen med overliggende huden i stedet for å forlate dem på skallen. Se figur 1-3.

  1. Disarticulate hodet fra cervikal del av virvelsøylen før disseksjon prosedyrer. Hvis cadaver frosset, la det tine helt før du fortsetter dette trinnet.
    1. Uansett tilstanden til bevaring, palpate occipital regionen av skallen og spinous prosessen på andre cervical vertebra (C2). Merk at første cervical vertebra (C1) mangler en spinous prosess, så palpating C2 og occipital regionen av skallen vil gi omtrentlig plassering av C1.
    2. Bruker en skalpell, foreta horisontale incisions mellom occipital regionen av skallen og C2 for å begynne å skille skallen fra virvelsøylen på C1. Fortsette å gjøre kutt til skallen er disarticulated fra virvelsøylen.
    3. Hvis prøven er frisk og unfixed, trinn 1.1.2-1.2 må utføres i en relativt kort tidsperiode. I tillegg hvis hjernen forblir intakt i hjernen hulrom, kan nekrose av nevrale vev fortsette raskt, så det anbefales sterkt at hjernen fjernes fra cadaver hvis prøven skal være unfixed.
      Merk: Som et valgfritt trinn, prøven kan være nedsenket i 10% bufret formalin i 24 timer for å fikse prøven. Dette vil tillate en rolig datainnsamling prosedyre.
    4. Hvis prøven er allerede fast med etylalkohol eller 10% bufret formalin, skyll i flere timer med ferskvann.
  2. Lage snitt å løslate ansiktsmaske fra skallen. Hvis hjernen og overliggende calvaria er fjernet under obduksjon, gjør en snitt i glabellar regionen av skallen, og et annet langs den caudal aspekten av skallen hvor skallen benet er intakt.
    1. Når prøven har blitt skylt i flere timer, klapp tørt med papirhåndklær og overføringen skal fungere på stasjonen.
    2. Palpate for den eksterne occipital fremspringet ytterst caudal (eller bak) på skallen. Dette markerer området der skallen møter ryggraden. Bruke #4 skalpell for store prakteksemplarer eller #3 skalpell for små prøver, lage en midtlinje snitt begynnelsen på den eksterne occipital fremspringet og kommer rostrally (eller frem) over parietal og frontal regionen av skallen, over orbital regionen og mellom øynene, ned regionen nese, hele veien gjennom eksterne nasal området mellom nares.
    3. Gjøre et kutt på mandible mellom lavere og sentrale fortenner og Flytt caudally (eller bakover) mot krageben.
    4. Velg en side av ansiktsmaske fjerne og la den andre siden i stedet.
  3. Slipp ene ansiktsmaske fra skallen.
    1. Starter i occipital regionen, bruk skalpell for å klippe ansiktsmaske, inkludert mimetic muskulaturen, fra nakkeknølen av skallen, trekke masken rostrally (eller frem) og lateralt (siden). Kuttet occipitalis muskelen fra skallen, drar en liten mengde muskelen bak på skallen slik at dens vedlegg kan fortsatt bli visualisert når ansiktsmaske er fjernet. Ved å la en del av muskelen bak på benete/cartilaginous skallen, kan vedlegg bevares for opptak på et senere tidspunkt.
    2. Når det ytre øret er truffet, Finn auricular musklene. Skjære gjennom disse slik at en liten del av hver fortsatt med skallen. Skjære gjennom elastisk brusken feste det ytre øret til skallen.
    3. Fortsette å dra masken rostrally og slipp hver mimetic muskel fra skallen ved å la en liten del av hver muskel bak på skallen.
    4. Når det er en intakt ansiktsmaske fra en side av skallen, la det sitte ute, eksponert for luft, time (for små prøver som en lab-rotte) opp til tre timer (for en stor prøve som en innenlandske hest), med den muskulatur siden vendt oppover. Dette trinnet desiccates noen av connective vev på ansiktsmaske og øker fargekontrasten mellom muskler og bindevev.
  4. Fjerne tilstrekkelig bindevev å visualisere muskulaturen.
    1. Bruke en #3 nappe skalpell og tang microscissors, bort connective vev som skiller mimetic muskulatur fra hverandre.
    2. For å adgang det overfladiske laget av mimetic muskulaturen i denne "omvendt disseksjon", forsiktig løft og skille de dype lag av muskulaturen fra overfladisk laget og fjern i bindevev omgir overfladisk muskulatur. Resulterende ansiktsmaske kan returneres til formalin og prosedyren kan pauses her før videre disseksjon eller flekker (trinn 2). På hvert mellomliggende trinn i ytterligere disseksjon, Tillat ansiktsmaske tørke nok slik at bindevev lett kan skjelnes fra muskelvev.

2. Fargeprosess for DiceCT

Merk: Prøver må rettes i 10% bufret formalin hvis DiceCT skal brukes for å bevare vevet under lange flekker prosedyren. Hvis prøven ikke ennå blitt bestemt, legge den i en beholder med nok 10% bufret formalin å senke alle vev og la den i 48 timer.

  1. Gjøre 1,75% (m/v) Lugol joden løsning (jeg2KI) til farging ansiktsmaske.
    Merk: Gjør nok jeg2KI løsning å fullt dykke ansiktsmaske i valgte beholderen. Gjør mer eller mindre løsning ved å skalere verdiene i både i solutes og løsemiddelet like i trinn 2.1.1 og 2.1.2.
    1. Under avtrekksvifte, legge til 3,50 g kalium iodide (KI) 200 mL destillert vann i et stort glass beaker. Rør bruke glass røring stang til fullstendig oppløst.
      FORSIKTIG: kalium iodide (KI) kan forårsake øye, hud, og luftveier irritasjon eller skade. Bruk vernebriller og håndtere under avtrekksvifte.
    2. Sakte legge 1,75 g av jod krystaller (jeg2), røring til fullt ut oppløst. Dette vil ta flere minutter.
      FORSIKTIG: Jod krystaller (jeg2) kan forårsake øye, hud, og luftveier irritasjon eller skade. Bruk øye- og beskyttelse og arbeide under avtrekksvifte under behandling av dette kjemikaliet.
    3. Filtrere løsning i gult glassflaske bruke filter papir med 11 mikron porestørrelse fjerne noen fra ikke krystaller som kunne produsere inkonsekvent flekker.
      Advarsel: Denne løsningen er svært giftig for vannlevende organismer. Ikke kast løsning avløpet. I tilfelle søl, nøytralisere vandig triiodide (jeg3-) i iodide (I-) med 5% (m/v) natrium tiosulfat (Na2S2O3). Sjekk institusjonelle avfallshåndtering policyer for iodide og kast av dette avfallet tilsvarende.
  2. Stain ansiktsmaske.
    1. Plasser ansiktsmaske kuttet side ned i et gult glass eller mørklagt beholder (å holde ut lys) stor nok ansiktsmaske i en naturlig figur og være fullstendig neddykket.
    2. Hell den Lugol joden løsning over ansiktsmaske før det er helt dekket. En vekt kan være nødvendig å holde ansiktsmaske fullstendig neddykket og forhindre flytende til toppen av løsningen. Sel beholderen for å hindre fordampning og holde ut lys.
    3. Agitere beholderen kontinuerlig på en elektrisk rocker eller regelmessig for hånd for å lette selv flekker og hindre krystaller seg i minst to uker. Hvis lengre tid er nødvendig for å tilstrekkelig flekken muskel fascicles, Erstatt den Lugol løsning med frisk løsning.
    4. Etter to uker, fjerne ansiktsmaske fra løsningen. Hell litt destillert vann over begge flater av ansiktsmaske skylle. Pakk ansiktsmaske i fuktig papirhåndklær og plasser i en forseglet plastpose i minst 24 timer å ha liten tørke før du går videre til neste trinn.
      Merk: Protokollen kan pauses opptil en uke. Påse at ansiktsmaske fuktig i denne perioden.

3. DiceCT skanning

  1. Forberede ansiktsmaske CT skanning.
    1. Montere ansiktsmasker på en lav materiale, for eksempel blomster skum, eliminere noen rynker i masken og å begrense bevegelsen av masken som masken tørker ut litt under skanning. Sikre ansiktsmaske til skum med tre tannpirkere.
  2. Angi parameterne CT-skanning og skanning.
    1. Bruke en høy oppløsning for disse skanner, som de små fascicles vil være skjult på lavere oppløsning. Bruk en Inter skive avstand og inter pixel avstand rundt 0.05 mm.
    2. Skanne montert ansiktsmaske på en med høy oppløsning X-ray beregnet tomografi skanner.
    3. Hvis fascicles ikke kan visualiseres fullt, på grunn av over flekker, plassere ansiktsmaske til 10% formalin løsning eller 5% natrium tiosulfat å fjerne noen av flekken. Hvis fascicles ikke er tilstrekkelig flekket, tilbake til Lugol joden løsning. Etter justering den flekker, skanne ansiktsmaske igjen. Fortsette å gjøre justeringer og skanne før fascicles kan visualiseres fullt.

4. forberede ansiktsmaske for langsiktig bevaring.

  1. Kjemisk nøytralisere jod flekken i ansiktsmaske, fjerning av misfarging fra farging prosessen.
    1. Plasser farget ansiktsmaske 5% (m/v) natrium tiosulfat løsning å nøytralisere kjemisk prøven. Dette kan ta flere timer eller dager. Agitere regelmessig under destaining.
    2. Tilbake destained ansiktsmaske til 10% formalin løsning for bevaring. Hvis flekken fortsetter å lekke ut av prøven inn løsning, erstatte misfargede formalin med fersk formalin til det gjenstår klar for langsiktig bevaring.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Denne delen gir eksempler på resultatene i ansikts muskulaturen skjema som kan oppnås ved hjelp av "omvendte disseksjon" sammen med DiceCT skanning. Ved hjelp av "omvendte disseksjon" for å opprette en ansiktsmaske, en fyldigere representasjon av mimetic (ansikts) muskel kan noen ganger sees enn i tradisjonelle disseksjon metodikk. Denne metoden fungerer på en rekke kroppen størrelser fra små, små-bodied primater, for eksempel i felles marmoset Callithrix jacchus (Figur 4), til store primater som sjimpanse panorere troglodytes (figur 5), og mellomstore fremmet som rhesus macaque Macaca mulatta (figur 6). Tradisjonelle disseksjon metoder fungerer godt på store primater som har robust mimetic muskulaturen. Men kan tradisjonelle "foran tilnærming" disseksjon metoder ikke fungere godt med små-bodied primater som har gracile ansikts muskler. I slike tilfeller noen av ansikts muskulatur kan bli utvisket fra omkringliggende connective vev og gå tapt under disseksjon.

Jod flekken bundet til mimetic muskulatur og noen av skanner er av tilstrekkelig kvalitet at vi kan løse begge enkelte mimetic muskler (figur 7) og personlige muskel fascicles (Figur 8), og for første gang få hele muskel mengder gracile musklene. Som vist i figur 7, er noen svært små musklene forbundet med det ytre øret klart synlig i DiceCT skanner. Det er ikke uvanlig for disse musklene å bli savnet i noen omvendt disseksjon prosedyrer, kanskje på grunn av sin lille størrelse.

Figure 1
Figur 1 : Caudal (eller bakre) visning av disarticulated leder av en felles marmoset (Callithrix jacchus) viser begynnelsen av prosessen for oppretting av ansiktsmaske i "omvendt disseksjon". Ansikts muskulaturen forbundet med det ytre øret vises på høyre side av utvikle ansiktsmaske i nyanser av oransje. Fettvev, eller fett, er gruppert rundt muskulaturen i nyanser av gule. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : Dorsal visning av disarticulated leder av en felles marmoset (C. jacchus) viser den midtre fasen av opprette ansiktsmaske i omvendt disseksjon, her fjerner masken fra orbital regionen av skallen. Umerkede sorte pilen viser området hvor musklene som temporaria oculi muskelen er plassert, før fjerning av bindevev. Temporalis muskelen er ikke en ansikts muskler, men er indisert for å gi et inntrykk av relativ plassering. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Visning av høyre side av den felles marmoset (C. jacchus) viser nær slutten fasen å skape ansiktsmaske i omvendt disseksjon, her fjerner masken fra den øvre og nedre leppe regionen skallen. Masseter muskelen er ikke en ansikts muskler, men er indisert for å gi et inntrykk av relativ plassering. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Deep (eller innsiden) visning av hele høyre side av ansiktsmaske fra den felles marmoset (C. jacchus), viser fullt dissekert ansiktsmaske med Velg muskler angitt. Ulike muskler utheves med farge for å angi grensene. Forkortelser: AA - fremre auricularis muskel; DAO - depressor anguli oris muskel; NORDLI - depressor labii inferioris muskel; LLS - levator labii superioris muskel; OO - temporaria oculi muskel; OOM - temporaria oris muskel; PA - bakre auricularis muskel; SAL - overlegen auriculolabialis muskel; ZM - zygomaticus stor muskel; ZM - zygomaticus mindre muskel. Dette bildet dukket opp i hi, 20082. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Deep (eller innsiden) visning av hele høyre side av ansiktsmaske fra den vanlige sjimpanse (Pan troglodytes), viser fullt dissekert ansiktsmaske med Velg muskler angitt. Risorius muskelen er angitt her, en muskel som var tidligere antatt finnes blant primater i mennesker. Dette bildet dukket opp i hi et al., 200615. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6 : Deep (eller innsiden) visning av hele høyre side av ansiktsmaske fra rhesus macaque (Macaca mulatta), viser fullt dissekert ansiktsmaske med Velg muskler angitt. CS - corrugator supercilli muskel; OOM - temporaria oris muskel; z mindre - zygomaticus mindre muskel; 1 - zygomaticus stor muskel; 2 - temporaria oculi muskel; 3 - caninus muskel; 4 - levator labii superioris muskel; 5 - levator labii superioris alaeque nasi muskel; 6 - depressor septi muskel; 7 - kutt kant av buccinators muskel; 8 - depressor labii inferioris muskel. Dette bildet dukket opp i hi et al., 200916. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 7
Figur 7 : Deep (eller innsiden) visning av hele høyre side av en DiceCT avsøke fra en Eulemur flavifrons demonstrere evnene til DiceCT å plukke opp mimetic muskelfibre. AA: fremre auricularis muskel; CN5: cranial nerve 5; CN7: cranial nerve 7; DH: depressor helicis muskel; NORDLI: depressor labii inferioris muskel; F: frontalis porsjon occipitofrontalis muskel; H: helicis muskel; IAL: dårligere auriculolabialis muskel; LL: levator labialis muskel; M: Mentalist muskel; MA: mandibuloauricularis muskel; ML: maxillolabialis muskel; N: nasalis muskel; NL: nasolabialis muskel; O: occipitalis porsjon occipitofrontalis muskel; OccA: occipitoauricularis muskel; OO: temporaria oris muskel; OOc: temporaria occuli muskel; P: platysma muskel; PA: bakre auricularis muskel; SAL: overlegen auriculolabialis muskel; T: tragicus muskel; TA: tragoantitragus muskel Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 8
Figur 8 : Deep (eller innsiden) visning av hele venstre side av en DiceCT avsøke fra en Eulemur flavifrons demonstrere føljetong deler på ulike punkter. Dypeste blå flekken er fra områder hvor det er en tung tilstedeværelse av mimetic muskel fiber (f.eks rundt åpningen av det ytre øret, deler a. og b. og øvre orbital regionen, seksjon c.). Letteste blå flekken er fra områder hvor det er mindre mimetic muskel fiber (f.eks regionen overleppen, delen.). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Følge trinnene for "omvendt dissection" produserer protokollen vanligvis en ansiktsmaske som kan være langsomt og metodisk dissekert for å avdekke mimetic muskulaturen, uavhengig av størrelsen på hodet. Det er spesielt viktig å flytte langsomt og kontinuerlig vurdere om musklene har vært helt kuttet gjennom utilsiktet, spesielt i mindre bodied arter.

For å fastslå hvor muskulatur ligger, er det spesielt viktig å tillate utvikle masken tørke i stadier å vurdere kontinuerlig bindevev versus muskelvev. Hvis bindevev står på plass på masken, vises muskulaturen ikke, så det er viktig å fjerne så mye bindevev som mulig.

Mens omvendt disseksjon gir en pålitelig og detaljert metode for å vurdere ansikts muskulaturen blant primater (eller alle pattedyr), det er en destruktiv metode og krever mye tid og ekspertise2,11. DiceCT gir en ekstra metode for å vurdere ansikts muskulaturen i primater og har blitt brukt til å visualisere andre skjelettlidelser muskulaturen med suksess17,18. Mange av musklene i omvendt disseksjon er også synlig i resultatet. Mens dette settet med protokoller beskriver skanning en ansiktsmaske, kan skanning også gå fra en full, undissected hodet. Fargeprotokoll for DiceCT plukker opp muskel fascicles som enkelt kan visualiseres uten å dissekere ansiktsmaske av hodet. I tillegg plukker DiceCT opp noen muskulaturen som kan bli savnet i noen omvendt disseksjon prosedyrer.

Evnen til å DiceCT å vise individuelle og automatiske fascicles og å tillate for beregning av mimetic muskel volum vil tillate oss å nå vurdere relativ kraft produksjon evner mellom muskler i de samme individene (f.eks relative styrke av visse fascial uttrykk kontra andre) så vel som mellom individuelle arter (f.eks relative expressiveness av spesifikke bevegelser som potensielt betydelige opptreden tilpasning). Men fordi prøver absorbere flekker med forskjellige satser (for som ennå ukjent, et fenomen observert av mange mennesker som bruker diceCT metode regelmessig), vi fremdeles arbeider for å oppnå konsistente resultater i disse pilot prøver. Mer distressingly, er plassering av de fortsatt noen ganger problematisk. Dvs har noen av ansiktsmasker bevart eksemplarer i rynkete stater med strukturer overlappende og kastet i ikke-anatomiske posisjoner. Videre vises noen av de flyttet under deler av skanningen, sløret oppløsningen nok å skjule noen av nøkkelen anatomi som vi prøver å kvantifisere. For å bekjempe dette, prøver vi 1) å bevare de omvendte disseksjoner mer nøye for å opprettholde anatomisk posisjon og 2) å stabilisere prøver mer effektivt under skanning. Les mer ambisiøst, arbeider vi med å flekk mimetic musklene på intakt hodene. Dette har vært vellykket i en liten primas (Callithrix jachhus), men større prøver vil kreve bedre flekker metoder eller lenger ganger/høyere konsentrasjoner av jod løsningen - en tilnærming som kan føre til andre metodisk komplikasjoner (f.eks prøven krymping). Men hvis vi kan finjustere metoden for å vise mimetic musklene i situ, så vi vil være i stand til å utlede ikke bare den relative styrken av disse musklene, men vi kan også visualisere deres vektorer bevegelse i tre dimensjoner.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen avsløringer rapporten.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å erkjenne Yerkes National Primate Research Center for tilgang til sjimpanse rhesus macaque prøver og Chris Vinyard (nordøst Ohio Medical University) for tilgang til felles marmoset eksemplarer. Vi takker Marissa Boettcher og Kaitlyn Leonard Antonia Meza ved University of North Carolina hjelp skanneprosessen. Dette arbeidet ble utført delvis på den Duke University delt materialer instrumentering anlegget (SMIF), et medlem av den North Carolina Research Triangle nanoteknologi nettverk (RTNN), som støttes av National Science Foundation (Grant ECCS-1542015) som en del av National nanoteknologi koordinert infrastruktur (NNCI). Dette er hertug Lemur Center publikasjonsnummer 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gregory, W. K. Our face from fish to man. , G.P. Putnam's Sons. New York. (1929).
  2. Burrows, A. M. The facial expression musculature in primates and its evolutionary significance. BioEssays. 30, 212-215 (2008).
  3. 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).
  4. Burrows, A. M., Cohn, J. F. Comparative anatomy of the face. Encyclopedia of Biometrics. Li, S. Z., Jain, A. K. , Springer. New York. (2014).
  5. Liebal, K., Waller, B. M., Burrows, A. M., Slocombe, K. Primate Communication. , Cambridge University Press. Cambridge. (2013).
  6. Rowe, N., Myers, M. All the World's Primates. , Pogonias Press. Charlestown, RI. (2016).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Burrows, A. M., Smith, T. D. Muscles of facial expression in Otolemur, with a comparison to Lemuroidea. Anatomical Record. 274, 827-836 (2003).
  11. Burrows, A. M., Li, L. What's inside tarsier faces. Yearbook of Physical Anthropology. 60, 96 (2015).
  12. Dickinson, E., Stark, H., Kupczik, K. Non-destructive determination of muscle architectural variables through the use of DiceCT. Anatomical Record. 301, 363-377 (2018).
  13. March, D., Hartstone-Rose, A. Functional morphology and behavioral correlates to postcranial musculature. Anatomical Record. 301, 419-423 (2018).
  14. Santana, S. E. Comparative anatomy of bat jaw musculature via diffusible iodine-based contrast-enhanced computed tomography. Anatomical Record. 301, 267-278 (2018).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).

Tags

Biologi problemet 143 omvendt disseksjon DiceCT mimetic muskler evolusjon møte
Reversere disseksjon og DiceCT Vis ellers skjult Data i utviklingen av Primate ansiktet
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Burrows, A. M., Omstead, K. M.,More

Burrows, A. M., Omstead, K. M., Deutsch, A. R., Gladman, J. T., Hartstone-Rose, A. Reverse Dissection and DiceCT Reveal Otherwise Hidden Data in the Evolution of the Primate Face. J. Vis. Exp. (143), e58394, doi:10.3791/58394 (2019).

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