प्रस्तुत प्रोटोकॉल दीर्घकालिक अधिगम का अध्ययन करने के उद्देश्य से प्रयोगों के लिए लगातार संवेदी संघर्ष उत्पन्न करता है । स्थायी रूप से उनके सिर पर एक निश्चित डिवाइस पहने हुए, चूहों लगातार घर पिंजरों में चलती है, जबकि दृश्य और कर्ण कोटर आदानों के बीच एक संवेदी बेमेल को उजागर कर रहे हैं.
दीर्घकालिक संवेदी संघर्ष प्रोटोकॉल मोटर लर्निंग का अध्ययन करने का एक मूल्यवान साधन हैं । प्रस्तुत प्रोटोकॉल चूहों में दीर्घकालिक अधिगम का अध्ययन करने के उद्देश्य से प्रयोगों के लिए लगातार संवेदी संघर्ष उत्पन्न करता है । स्थायी रूप से एक डिवाइस उनके सिर पर तय पहन कर, चूहों लगातार घर पिंजरों में चलती है, जबकि दृश्य और कर्ण कोटर आदानों के बीच एक संवेदी बेमेल को उजागर कर रहे हैं. इसलिए, इस प्रोटोकॉल को आसानी से एक विस्तारित समय सीमा है कि अंयथा सुलभ नहीं होगा पर दृश्य प्रणाली और multisensory बातचीत के अध्ययन में सक्षम बनाता है । प्राकृतिक रूप से चूहों में स्वाभाविक रूप से व्यवहार करने में दीर्घकालिक संवेदी अधिगम की प्रायोगिक लागतों को कम करने के अलावा, यह दृष्टिकोण vivo में और विट्रो प्रयोगों में संयोजन को समायोजित करता है । रिपोर्ट किए गए उदाहरण में, वीडियो-ऑक्कुलोग्राफी को सीखने के पहले और बाद में वेस्टिब्यूलो-ऑकुलर पलटा (VOR) और ऑप्टोकाइनेटिक पलटा (ओसीआर) को मापने के लिए किया जाता है । चूहों दृश्य और कर्ण कोटर आदानों के बीच इस दीर्घकालिक संवेदी संघर्ष करने के लिए उजागर एक मजबूत VOR लाभ में कमी प्रस्तुत लेकिन कुछ okr परिवर्तन का प्रदर्शन किया. डिवाइस विधानसभा, पशु देखभाल, और पलटा माप के विस्तृत कदम इसके द्वारा सूचित कर रहे हैं ।
संवेदी संघर्ष, जैसे कि दृश्य वाले, दैनिक जीवन में मौजूद हैं, उदाहरण के लिए, जब कोई चश्मा पहनता है या संपूर्ण जीवनकाल (विकासात्मक विकास, संवेदी तीक्ष्णता, आदि में परिवर्तन) के दौरान होता है । एक अच्छी तरह से वर्णित सर्किट एनाटॉमी के कारण, आसानी से नियंत्रित संवेदी आदानों, quantifiable मोटर outputs, और सटीक quantifiable तरीकों1, घूरना स्थिरीकरण सजगता कई प्रजातियों में मोटर सीखने के मॉडल के रूप में इस्तेमाल किया गया है. मनुष्यों और बंदरों में, vestibulo-आंख पलटा (VOR) अनुकूलन प्रिज्म के उपयोग के माध्यम से अध्ययन किया है कि विषय कई दिनों के लिए पहनता2,3,4,5. के बाद से कृंतक मॉडल व्यवहार और सेलुलर प्रयोगों के संयोजन की अनुमति देता है, हम एक नई विधि विकसित करने के लिए स्वतंत्र रूप से एक हेलमेट की तरह डिवाइस के साथ चूहों बर्ताव में दीर्घकालिक संवेदी संघर्ष पैदा करते हैं । मानव और बंदरों में इस्तेमाल किया कार्यप्रणाली से प्रेरित होकर, प्रोटोकॉल कर्ण कोटर और दृश्य आदानों के बीच एक बेमेल उत्पन्न करता है (यानी, visuo-कर्ण कोटर बेमेल, vvm) कि VOR लाभ में कमी की ओर जाता है.
कृंतकों में एक VOR लाभ-डाउन अनुकूलन को ट्रिगर करने वाले शास्त्रीय प्रोटोकॉल चरण में दृश्य क्षेत्र को घुमाते हुए एक turntable पर सिर तय जानवर घूर्णन से मिलकर बनता है. इस प्रतिमान एक visuo-vestibular संघर्ष है, जो VOR काउंटर उत्पादक बनाता है बनाता है । दीर्घकालिक अनुकूलन प्रोटोकॉल लगातार कई दिनों6,7,8के पाठ्यक्रम पर इस प्रक्रिया की पुनरावृत्ति से मिलकर बनता है । नतीजतन, जब पशुओं के एक बड़े समूह का परीक्षण करने की जरूरत है, शास्त्रीय पद्धति समय की एक बड़ी राशि की आवश्यकता है । इसके अलावा, क्योंकि पशु सिर तय है, सीखने के ज्यादातर एक असतत आवृत्ति/वेग के लिए सीमित है और चर अवधि6के अंतर्वस् त्र उतारने अंतराल द्वारा बाधित असंतत प्रशिक्षण से मिलकर बनता है । अंत में, शास्त्रीय प्रोटोकॉल निष्क्रिय सीखने का उपयोग करें, के रूप में कर्ण कोटर उत्तेजना सक्रिय रूप से पशु स्वैच्छिक आंदोलनों द्वारा उत्पन्न नहीं है, एक स्थिति है कि बहुत कर्ण कोटर प्रसंस्करण आकार9,10.
aforementioned प्रयोगात्मक बाधाओं प्रस्तुत अभिनव पद्धति से पार कर रहे हैं । आवश्यक शल्य दृष्टिकोण सीधा है, और सामग्री का इस्तेमाल आसानी से व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं । एकमात्र हिस्सा है कि अधिक महंगी सामग्री पर निर्भर करता है व्यवहार का परिमाणन है; फिर भी, प्रोटोकॉल की बुनियादी बातों को किसी प्रयोग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, इन विट्रो जांच से सीखने के अंय व्यवहार अध्ययन के लिए । कुल मिलाकर, एक अस्थायी दृश्य हानि पैदा करके और कई दिनों से अधिक एक visuo-vestibular संघर्ष, इस पद्धति को आसानी से संवेदी क्षोभ या मोटर सीखने के साथ संबंधित किसी भी अध्ययन के लिए पीय किया जा सकता है.
लंबे समय तक संवेदी क्षोभ यहां वर्णित एक visuo-vestibular बेमेल स्वतंत्र रूप से चूहों बर्ताव में उत्पादित के होते हैं । डिवाइस है कि चूहों 14 दिनों के लिए पहनते हैं प्रत्यारोपण करने के लिए, एक सरल और लघु सर्जरी एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध शल्य चिकित्सा किट का उपयोग किया जाता है. चूहे इस हेडपोस्ट प्रत्यारोप प्रक्रिया से कम 1 ज में ठीक हो और यह से संकट के कोई जुड़े संकेत दिखाओ । बाद में, इस प्रोटोकॉल के आवेदन के दिए गए उदाहरण में, VOR और okr को वीडियो-ऑक्युलोग्राफी तकनीक का उपयोग करके मापा जाता है । फिर भी, इस डिवाइस प्रेरित लंबी अवधि के अधिगम प्रोटोकॉल ऐसे विट्रो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में1, न्यूरोनल इमेजिंग, और विभिन्न व्यवहार assays के रूप में प्रयोगों की एक किस्म में इस्तेमाल किया जा सकता है. इस तकनीक के विकास के पीछे तर्क मानव और बंदरों में इस्तेमाल किया चश्मे आधारित पद्धति से प्रेरित था. यह तकनीक, तथापि, क्योंकि यह हारेगा के बजाय दृष्टि संशोधित करता अलग है । इस प्रकार, यह (अपने वर्तमान रूप में) visuo-vestibular बेमेल का एक चरम मामले का गठन किया । लेखकों का मानना है कि प्रदान की तकनीकी जानकारी डिवाइस के एक चश्मे की तरह संस्करण डिजाइन या आगे विशिष्ट सुविधा को विकसित करने के लिए उपयोगी हो सकता है-16उपकरणों सीमित ।
एक प्रकाश (०.९ जी) पाली (लैक्टिक एसिड) प्लास्टिक के बने, सिर डिवाइस के लिए एक युवा वयस्क माउस के सिर फिट डिजाइन किया गया था, थूनी के संरक्षण की अनुमति और पर्याप्त जगह छोड़ने के लिए पशु दूल्हे जाने के लिए laterally । इस उपकरण के सामने का हिस्सा थूंड के अंत को उजागर करने के लिए खिला और सौंदर्य व्यवहार की अनुमति है । डिवाइस थोड़ा अपारदर्शी है, ताकि पशु आसपास के सटीक दृष्टि से वंचित है, लेकिन अभी भी luminance उत्तेजना प्राप्त करता है । धारीदार और अन्तर्वासना प्रत्यारोपण सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण कर रहे हैं कि मापा प्रभाव धारीदार डिवाइस के आत्म जनित आंदोलनों के दौरान उच्च विपरीत दृश्य संकेत की वजह से visuo-vestibular बेमेल करने के लिए मुख्य कारण हैं और नहीं स्वांतरग्राही द्वारा संशोधन (यानी, माउस के सिर और गर्दन में लागू डिवाइस का वजन) ।
प्रायोगिक, चूहों कि धारीदार डिवाइस पहनी सीखने की अवधि के बाद ५०% की एक महत्वपूर्ण VOR लाभ कमी दिखाया; फिर भी, निरपेक्ष लाभ मूल्यों के लिए एक अंतर-व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता हो सकती है । अन्तर्वासना चूहों कोई महत्वपूर्ण vor लाभ परिवर्तन दिखाया, इस प्रकार का प्रदर्शन है कि vor कमी संवेदी संघर्ष के कारण होता है और मोटर हानि से नहीं. इसके अलावा, युवा चूहों (< P26) VOR और okr लाभ मान पुराने जानवरों की तुलना में कम दिखाया17. उस कारण से, प्रयोग की योजना बनाते समय पशु आयु को ध्यान में रखा जाना चाहिए । अंत में, aforementioned चूहों बहिष्करण मानदंड (धारा ४.५) एक महत्वपूर्ण कदम है कि अच्छी तरह से सुनिश्चित करने के साथ-साथ विश्वसनीय परिणाम स्थापित करने के लिए पालन किया जाना चाहिए रहे हैं ।
इस प्रोटोकॉल के लाभों में से एक समय है कि यह सीखने की अवधि के दौरान experimenters बचाता है, VOR/okr अनुकूलन प्रोटोकॉल के अंय प्रकार की तुलना में । अब तक चूहों में VOR अनुकूलन सिर फिक्सिंग और एक घूर्णन turntable6,8,18,19, जो समय लेने वाली है पर पशु प्रशिक्षण द्वारा अध्ययन किया गया है, खासकर जब जानवरों का एक बहुत होना चाहिए प्रशिक्षित. प्रस्तुत प्रोटोकॉल एक बार में कई जानवरों के प्रशिक्षण की अनुमति देता है और समय बचाता है । इसके अलावा, इन शास्त्रीय प्रयोगों में प्रशिक्षण आम तौर पर प्रति दिन 1 ज तक ही सीमित हैं, जो कि अनुकूलन के कारण एक अलग गतिशीलता20के साथ सीखने की एक पुनरायोजित विकल्पन होने के लिए लंबे समय छोड़ने के लिए । यहां, उपकरण के सिर निर्धारण निर्बाध सीखने के लिए अनुमति देता है । एक अन्य लाभ यह है कि चूंकि सीखने की अवधि एक स्वतंत्र रूप से सिर-मुक्त स्थिति में उत्पन्न होती है, चूहे प्राकृतिक सिर आंदोलनों की एक श्रृंखला के माध्यम से सीखने में सक्षम होते हैं जो सक्रिय रूप से उत्पन्न होते हैं । शास्त्रीय प्रोटोकॉल में, पशु सिर तय है, जबकि निष्क्रिय turntable पर घुमाया जा रहा है ताकि सीखने की एक निर्धारित उत्तेजना (एक आवृत्ति, एक वेग)21 कि सिर आंदोलनों की प्राकृतिक श्रृंखला को प्रतिबिंबित नहीं करता है पर होता है । यह नोट करना महत्वपूर्ण है कि जब वे सक्रिय रूप से विषय द्वारा उत्पन्न होते हैं या जब बाह्य रूप से10लागू होते हैं, तो वेस्टिब्युलर सिस्टम आंदोलनों को भिन्न रूप से एन्कोड करता है; इस प्रकार, दोनों स्थितियों में शुरू सेलुलर तंत्र भी अलग हो सकता है.
कुल मिलाकर, वर्णित पद्धति को विवो में संयुक्त के लिए उपयुक्त है/लंबी अवधि के संवेदी रूपांतरों पर एक दृश्य संघर्ष और/या visuo-vestibular बेमेल में स्वतंत्र रूप से बर्ताव चूहों के बाद होने वाली । संवेदी संघर्ष मोशन सिकनेस का एक मान्यता प्राप्त कारण हैं, जो हाल ही में22,23चूहों के उपयोग को आकर्षित किया है कि एक क्षेत्र है. यह हाल ही में प्रदर्शित किया गया था कि लाभ इस उपकरण के उपयोग के कारण अनुकूलन मोशन बीमारी के खिलाफ सुरक्षा प्रदान करता है जब चूहों एक उत्तेजक उत्तेजना15को उजागर कर रहे हैं । इसलिए, इस प्रोटोकॉल के लिए एक संवेदी संघर्ष करने के लिए अनुकूलन अंतर्निहित सेलुलर तंत्र की पहचान के रूप में के रूप में अच्छी तरह से विरोधी गति बीमारी उपचार विकसित किया जा सकता है ।
The authors have nothing to disclose.
हम सिर उपकरणों और हेडपोस्ट विकास और उत्पादन के लिए patrice जेगौज़ो धन्यवाद । हम भी धंयवाद P. calvo, ए mialot, और ई. idoux डिवाइस और vvm प्रोटोकॉल के पिछले संस्करणों के विकास में उनकी मदद के लिए ।
यह काम केंद्र के राष्ट्रीय डेस etudes spatiales, cnrs, और विश्विद्यालय पेरिस descartes द्वारा वित्त पोषित किया गया । जे. सी. और एम. बी. को फ्रेंच ANR-१३-cesa-0005-02 से समर्थन प्राप्त है. एफ. एफ. बी. और एम. बी. फ्रेंच ANR-15-CE32-0007 से सहायता प्राप्त करें ।
3D printer | Ulimaker, USA | S5 | |
Blunt scissors | FST | 14079-10 | |
Catalyst V | Sun Medical, Japan | LX22 | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Dentalon Plus | Heraeus | 37041 | |
Eyetracking system and software | Iscan | ETN200 | |
Green activator | Sun Medical, Japan | VE-1 | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Monomer | Sun Medical, Japan | MF-1 | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Ocrygel | TvmLab | 10779 | Ophtalmic vet ointment |
Polymer L-type clear (cement) | Sun Medical, Japan | TT12F | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Sketchup | Trimble | 3D modeling software used for the device's ready-to-print design file | |
Turntable | Not commercially available |