Summary
제시 프로토콜 장기 학습을 공부 하기 위한 실험에 대 한 영구적인 감각 충돌을 생성 합니다. 영구적으로 그들의 머리에 고정된 장치를 입고, 쥐 집 연습장에서 자유롭게 이동 하면서 시각과 vestibular 입력 사이 감각 불일치에 지속적으로 노출 됩니다.
Abstract
장기 감각 충돌 프로토콜은 모터 학습을 공부 하는 귀중 한 수단입니다. 제시 프로토콜 실험 쥐에서 장기 학습 공부 목적에 대 한 영구적인 감각 충돌을 생성 합니다. 영구적으로 그들의 머리에 고정 장치를 입고, 쥐 집 연습장에서 자유롭게 이동 하면서 시각과 vestibular 입력 사이 감각 불일치에 지속적으로 노출 됩니다. 따라서,이 프로토콜 비주얼 시스템 및 낯익은 상호 작용의 연구를 쉽게 것입니다 액세스할 수 없습니다 달리 확장된 기간 동안 있습니다. 자연스럽 게 행동 하는 쥐에 장기 감각 학습의 실험 비용을 절감할 뿐만 아니라이 이렇게 수용 vivo에서 그리고 생체 외에서 실험의 조합. 보고 예제 비디오 oculography 전과 학습 후 vestibulo 눈 반사 (VOR) 및 optokinetic 반사 (OKR) 척도를 수행 됩니다. 마우스가 장기 감각 상충 강한 포 이득 감소를 제시 하는 시각과 vestibular 입력에 노출 하지만 몇 가지 OKR 변화를 전시. 자세한 장치 어셈블리, 동물 보호의 단계 및 반사 측정 보고 본인.
Introduction
시각적인 것 들과 같은 감각 충돌에에서 있는 일상 생활, 예를 들어, 하나는 안경 착용 하는 때 또는 전체 수명 (발달 성장, 감각 예민, 등등에서 변화.) 동안. 잘 설명된 회로 해부학, 쉽게 제어 감각 입력, 정량 모터 출력 및 정확한 정량화 방법1, 시선으로 인해 안정화 반사 모터 많은 종에서 학습의 모델로 사용 되었습니다. 인간, 원숭이 vestibulo 눈 반사 (VOR) 적응 주제 몇 일2,3,,45착용 프리즘을 사용 하 여 공부 된다. 설치류 모델 행동 및 세포 실험의 조합을 수 있습니다, 이후 우리 헬멧 모양의 장치와 마우스를 자유롭게 행동에 장기 감각 충돌을 만드는 새로운 방법을 개발. 인간과 원숭이에 사용 된 방법론에 의해 영감, 프로토콜 vestibular 및 시각적 입력 (즉, visuo vestibular 불일치, VVM) 포 이득 감소에 이르게 사이 불일치를 생성 합니다.
클래식 프로토콜 트리거링 설치류에 포 이득 다운 적응 단계에서 시야를 회전 하면서 회전 하는 턴테이블에 머리 고정 동물 이루어져 있다. 이 패러다임 visuo vestibular 충돌, 카운터는 포 하 게 만듭니다. 몇 일 연속6,,78의 과정을 통해이 절차의 반복 장기 적응 프로토콜에 의하여 이루어져 있었다. 결과적으로, 동물의 큰 그룹 테스트 하는 경우 클래식 방법론에 시간의 큰 금액을 필요 합니다. 또한, 동물 머리 고정 이므로 학습 주로 개별 주파수/속도 제한 이며 가변 기간6의 intertrial 간격에 의해 중단 하는 불연속 교육의 구성. 마지막으로, 고전적인 프로토콜 사용 수동 학습 vestibular 자극에 적극적으로 동물의 자발적 움직임, 크게 vestibular 처리9,10를 형성 하는 상황에 의해 생성 되지 않습니다.
상기 실험 제약은 혁신적인 방법론을 제시 하 여 능가 했다. 필요한 외과 접근은 간단 합니다, 그리고 사용 되는 재료는 상업적으로 쉽게 사용할 수 있습니다. 더 비싼 물자에 의존 하는 유일한 부분이 이다; 동작의 정량화 그럼에도 불구 하 고, 프로토콜의 기본은 체 외에서 조사에서 다른 행동 연구를 학습의 어떤 실험을 위해 사용할 수 있습니다. 전반적으로, 몇 일 동안 일시적 시각 장애 및 visuo vestibular 충돌을 생성 하 여이 방법은 수 있습니다 쉽게 될 조 변경 모든 연구 감각 섭 동 또는 모터 학습에 관심된을.
Protocol
모든 동물 절차 파리 데카르트 대학 동물 규정에 따 랐 다.
1. 장치 어셈블리
참고:이 프로토콜에 사용 되는 장치를 이식된 headpost에 의하여 쥐 두개골에 고정 헬멧 모양의 구조 이다.
- 3D 프린터와 백색 불투명 한 폴 리 (젖 산) (PLA)를 사용 하 여 플라스틱, 인쇄 여기 제공 하는 디자인 및 사양 파일을 사용 하 여 (참조 테이블의 재료) 장치 및 headpost.
참고: 소자의 치수는 그림 1 과 그림 2에 표시 된 headpost의 크기에 표시 됩니다. - 줄무늬 뿐만 아니라 가짜 장치는 시험된 (그림 2A11) 이다. 검은 매니큐어를 사용 하 여 스트라이프 모델을 얻기 위해 디바이스의 외부 표면에 3mm 큰 수직 줄무늬를 그립니다. 가짜 조건 인쇄 장치에 어떤 수정이 필요 하지 않습니다.
2. Headpost 이식 수술
이 프로토콜에 사용 된 모든 물질 보충 정보 자료 목록에 자세히 나와 있습니다. 2.7-2.9 사용 생체 주입에 제공 된 단계 키트 ( 재료의 표참조). 살 균 계기의 사용을 확인 하 고 수술 및 다른 지역에서 복구. 일단 마스터, 이식 절차는 약 30 분을 지속 한다.
- 진통, 수술의 시작 하기 전에 30 분 피하 주사 buprenorphine (0.05 mg/kg)이 고 홈 장에 동물을 다시 넣어.
참고: Buprenorphine의 진통 효과 절차의 끝 후에 오랫동안 약 12 h, 마지막. 우리의 경험에서는, 쥐가이 개입에 관련 된 고통의 어떤 표시 든 지 보여주지 않는다 그러나 0.05 mg/kg buprenorphine의 연속적인 복용량은 수술 후 24 h 좋습니다. - 2.5%-3 %isoflurane 가스 실에서 동물 anesthetize 3 분을 기다릴 고 마우스 제대로 호흡 및 챔버 내부에 이동의 부족을 관찰 하 여 취 경우 확인 합니다. 코 콘 난방 패드 수술 테이블에 마우스를 통과 하 고, 인터 곤란 하 여 거기 없다 철수 반사 이며 낮은 1.5 %isoflurane 확인 합니다.
- 전기 면도기를 사용 하 여 마우스의 머리를 면도. 메 마른 환경을 얻으려면 문질러 요오드 솔루션 면도 지역 후 70% 알코올로. 이 절차를 두 번 더 반복 합니다.
- 국 소 마 취에 대 한 머리의 피부 아래 lidocaine 염 산 염 (2%, 2 mg/kg)을 주사 하십시오 고 시작 효과 대 일 분 기다립니다. 건조로 인 한 눈 손상을 방지 하려면 마우스의 눈 연 고 국 소 안과 수 의사와 커버.
- 무딘 집게의 쌍, 잡아 머리, 뒤 및 무딘가 위 (또는 메스)의 쌍으로 피부 노출 두개골 약 1.5 ㎝의 세로 절 개를 확인 합니다.
- 메스의 도움으로는 스크래치. 수로 headpost의 고정은 두개골에 약간 피가 시작 되 면 손상 될 수 있습니다, 너무 열심히 스크래치 하지 않도록 주의 하십시오.
- 두개골의 중간에 녹색 활성기의 방울을 적용 합니다. 이 증가 뼈 침투성에 의해 시멘트의 고정을 향상 됩니다.
- 시멘트를 준비: 단위체의 5 방울과 촉매의 한 방울 폴리머 (이식 키트에 제공 된) 한 숟가락을 혼합. 브러시의 도움으로 람다와 bregma 두개골 랜드마크; 사이 시멘트 혼합의 관대 한 금액을 적용
- 신속 하 게 강타해 bregma 람다에서 것으로 시멘트에는 headpost를 놓습니다. headpost 배치 된 후 더 많은 시멘트는 headpost 제대로 두개골에 붙어 있도록 열 등 한 부분을 다시 적용 합니다. 적절 한 고정을 보장 하기 위해 시멘트를 풍부 하 게 적용 하 고 다음 단계를 계속 하기 전에 건조 있는지 확인 합니다.
참고:이 고정 절차는 headpost 하지와 서 장기, 반복 테스트;에 대 한 허용 우리의 손에서 headpost 제거는 < 10%. - 혼합물의 부드러운 일관성 있도록 분말 액체 비율을 적용 하 여 수 지 혼합을 준비 합니다. 시멘트 적용 된 곳으로 주위에 그것의 표면을 보호 하기 위해 headpost 수 지를 적용 합니다.
- 수 지 건조 하 고 닫습니다 monofilament 봉합으로 귀 뒤쪽 피부에 대 일 분을 기다립니다. 면봉, 적용 희석된 (10%-20%) 운영된 지역에 요오드 솔루션입니다.
참고: 피부 수 지에 붙어 있지 않는 다는 것을 확인 하십시오. - 마 취를 끄고 저체온증을 피하기 위해 빨간색 따뜻한 빛 아래에서 동물을 배치. 음식과 히드로 습 하는 장소 또는 감 금 소의 바닥에 젤에 본사를 둔 다른 물 소스. 두지 마십시오 마우스 무인 의식 회복 될 때까지. 최대한 빨리 동물 절차 (일반적으로, 후 1 시간 30 분)에서 완벽 하 게 복구, 사회적 상호 작용을 자극 하는 3 또는 4의 그룹에 놓습니다.
3. 장치 고정
- 수술, 48 h는 headpost에 사용자 머리 장치 보안.
- 1.2 m m 나사와 드라이버 (1.3 m m 16 진수)의 쌍을 사용 하는 headpost에 있는 구멍에 줄무늬 장치 구멍, 나사 놓고 그들을 보호. 가짜 상태를 해결 하려면 장치를 뒤집어서 하 고 rostral 방향 장치의 뒤쪽 부분 (그림 1A), 정렬 하는 장치에는 headpost에서 구멍의 구멍.
참고:이 단계는 headpost에 장치를 확보 하는 다른 한 손으로 마우스 구속으로 마우스를 잡고 한 두 연산자에 의해 할 수 하는 것이 좋습니다. 단일 연산자에 의해 고정 한다면 마우스 가스 마 취는 하는 동안 장치를 배치할 수 있습니다. - 확인 하 고 장치 마우스의 코, 잠재적으로 통증, 호흡, 어려움을 일으킬 수 또는 상해를 피부에 직접 압력을 적용 되지 않습니다 장치 보안이 이며 동물에 의해 제거할 수 없습니다.
참고: 그것은 또한 확인 장치는 대칭으로 마우스 얼굴에 눈은 완전히 머리 장치에 의해 보호 되도록 하는 것이 중요. 동물의 비정상적인 통증이 나 고통을 어떤 표시 든 지 보여주지 않는 확인 하십시오.
- 1.2 m m 나사와 드라이버 (1.3 m m 16 진수)의 쌍을 사용 하는 headpost에 있는 구멍에 줄무늬 장치 구멍, 나사 놓고 그들을 보호. 가짜 상태를 해결 하려면 장치를 뒤집어서 하 고 rostral 방향 장치의 뒤쪽 부분 (그림 1A), 정렬 하는 장치에는 headpost에서 구멍의 구멍.
- 14 일에 대 한 마우스 장치를 둡니다.
4. 동물 보호 및 감시
- 일단 그들의 감 금 소에 다시 마우스 동작에 특정 이상이 전시할 것 이다. 처음에는 동물 prostrated 체재 하 고 그것의 forepaws를 사용 하 여 장치를 제거 하려고 수 있습니다 하지만이 첫 번째 시간 후에 중단 한다. 다음 다음 시간 동안 동물 일반적으로 안에 자체 동쪽으로 향하게 하 고 음식과 물에 대 한 도달 어려움을 표시 합니다. 따라서, 이식 다음 48 h 동안 쥐 모니터링 하 고 쉽게 액세스할 수 물과 음식, 예를 들면 모두 감 금 소 바닥에 직접 배치 하 여 키를 누릅니다.
- 추적할 마우스의 무게는 프로토콜의 기간 동안. 이식 후 바로 마우스 무게 그리고 다시 특별 한 주의 모든 24 h. 입고 줄무늬 장치, 그들은 일반적으로 첫 번째 48 h 동안 몸 무게 손실 (1-2 g)을 경험 하는 동물에 주어져야 한다 하지만 정상적인 속도로 다시 무게를 얻고 시작 다음 초기 기간 ( 그림 2B11참조).
- 2 일 후 그들의 정규 학부로 돌아가려면 마우스 예상 된다. 동물 시설에 사용 되는 시스템에 따라 장치 수 수 방지 액세스 음식과 물에. 확인 동물에서 먹고 마시는 동안 또는 분배 시스템을 적절 하 게 적응.
참고: 머리 움직임에 장치와 함께 몇 일 후에 동물에 의해 생산의 범위는 장치에 의해 수정 되지 않습니다 ( 그림 211참조) (즉,., 머리 움직임의 범위 제작 남아 자연 머리 움직임에 유사한). - 더 쥐의 복지를 보장 하기 위해, 매일 감시를 확인 하 고 프로토콜의 기간에 걸쳐 복지의 질적 규모 (표 1)을 적용 합니다.
- 다음 조건 중 하나 이상이 적용 하는 경우 지속적인 프로토콜에서 마우스를 제거:
- 총 쥐 실험에서 즉시 상기 질적 규모에 4 포인트를 제외 해야 하는 보다 높은 점수 ( 표 1참조). 점수에 마우스 6 일 후, 그것의 초기 체중을 회복 하지 않는 경우 프로시저 중지 되어야 합니다.
- 경우, 예를 들어,는 headpost 쉐이크 만질 때 또는 내려와 시작 하는 일부 장치는 headpost 제대로 고정 하지 됩니다. 이 마우스의 머리 내려와 headpost 원인과 결과적으로 매일 surveillances 필요한 이유는 설명 학습을 중단 합니다.
- 때 마우스는 그것의 headpost 찢 어 프로토콜의 일부. 때문에 두개골 출혈이 초연에 관련 된, reimplantation 수술 낮은 성공률을가지고 고 시도 가치가 되지 않습니다.
5입니다. 제거 장치
- 학습 기간 (에이 프로토콜 14 일) 후의 고정 (섹션 3)에 관해서는 같은 지침에 따라 장치를 제거 합니다. 장치 제거 되 자 마자 비디오 oculography 테스트, 같은 실험 또는, 예를 들어, 앞에서 설명한11 생체 외에서 생리학 마우스를 테스트 합니다.
참고: 장치는 이륙 하자마자 마우스 표준, 시각적으로 가리지 환경으로 노출 됩니다. 따라서, 제거 후 직접이 소자의 학습 효과 테스트 하는 것을 목표로 실험을 수행 합니다.
6. 비디오-oculography 세션
참고: 비디오 oculography 실험 동물 (vestibulo 눈 반사, 포) 어둠 속에서 회전 되는 또는 회전 하 여 동물의 주변 동물은 여전히 (optokinetic 반사, OKR) 하는 동안 생성 된 안구의 움직임을 기록 하기 위해 수행 됩니다. 각 마우스 적응 프로토콜 전후 모두 이러한 반사에 대 한 테스트 되었습니다. 비디오-oculography 설정에 대 한 자세한 내용은 이전 게시 된 보고서12,13를 참조 하십시오. 절제 된 녹음을 쥐를 길 들 위해 조건, 녹음의 시작 전에 하루 장소 동물 10 분 대 한 턴테이블의 중심에 튜브에 어떤 테스트를 수행 하지 않고.
- 머리-그것을 고정 나사는 headpost에 삽입의 도움으로 여 턴테이블에 마우스를 보안 합니다. 동물을 둘러싼 스크린 돔 놓고 optokinetic 프로젝터를 제외 하 고 방에 모든 조명을 해제 합니다.
참고: 비디오 oculography 녹음 여전히 고는 눈을 뜨고 동물이 필요 합니다. 녹음 세션 및 동물 마우스 않습니다 하지 자발적으로 눈을 뜨고는, 경우에 그것의 감 금에 다시 중단 또는 눈의 모양을 기록 세션 동안 악화 하는 경우. 또 다른 시도 휴식의 기간 뒤에 적어도 12 h 할 수 있다. - OKR 전체 필드 자극 (백색 점 패턴 투영)와 여러 가지 다른 속도 기록 시계 방향 및 카운터 시계 방향으로 시작 합니다. 최대한 빨리 녹음 끝났다, 돔을 제거 합니다.
- 피치 어두운에 기록 하는 포 수, 2 %pilocarpine 방울 눈14에 적용 됩니다. 행동 하 고 조심 스럽게 면봉으로 제거 그것을 위해 적어도 5 분 기다립니다. pilocarpine 어둠 속에서 운동의 적절 한 정량화를 허용 측정을 통해 일정 크기 막혀서 학생을 유지할 것 이다.
- 방에 있는 모든 조명을 끄고 어두운 피치에 동물 유지를 턴테이블 위에 상자 추가. 서로 다른 주파수 또는 다른 속도 수직 축을 정현파 각도 회전을 사용 하 여 수평 포를 시작 합니다.
- 녹음 세션이 완료 되 면 제대로 적외선 램프로 조명 케이지를 마우스를 반환 합니다. 열은 마우스의 시체에서 pilocarpine의 보조 vasodilator 효과로 인 한 저체온증을 방지 합니다.
참고: 때문에 제 지 되 고 동물 세션을 녹음 수 없습니다 마지막 90 분 이상. 추가 테스트 세션 필요 하 때, 세션 사이 24 h에 대 한 동물 나머지.
Representative Results
다음 그림 스트라이프 또는 가짜 장치를 수술 2 주 적응 프로토콜 중 하나를 착용 하는 마우스와 함께 얻은 결과 보여 줍니다. 그림 3 세션을 녹음 하는 동안 본 원시 추적의 예가 나와 있습니다. 흔적을 비교 하 여 같이 포 응답 VVM 프로토콜 후 감소 (그림 3A, 전에 대 후 줄무늬). 가짜 쥐의 VOR 적응 후 변경 되지 않은 남아 있었다 (그림 3A, 전에 대 가짜 후). 줄무늬 장치 (그림 3B)를 착용 하는 마우스의 OKR은 쥐 사기를 VVM 프로토콜 이전 기간에 비해. 그림 4 는 평균 포 이익의 정량화 예 0.5 Hz의 고정된 주파수에서와 초당 40도에서 VVM 프로토콜의 줄무늬와 가짜 장치에 대 한 전후. 마우스 입고 줄무늬 장치 동안 가짜 쥐 상당한 이득 변화 하지 않은 후 강력한 이득 감소가입니다. 서로 다른 속도/주파수에서 시험 포 감소의 효과 Carcaud 외.11 Idoux 외.15에 의해 보고 되었습니다.
그림 1 : 헤드 장치 크기, 밀리미터 단위로 표시. 조회: (A) 뒤로 (B) 측면, (C) 바닥을 (D) 공중. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 밀리미터에서 크기와 묘사 Headpost. 이식 수술,이 빛 (0.2 g)에서 해결 된 폴 리 (젖 산) 플라스틱 headpost 마우스 및 비디오 oculography 세션 동안 턴테이블에 동물의 머리 고정에 적응 장치 잠금 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 : 포와 OKR stimulations 동안 눈 움직임의 예 원시 흔적. (A, 왼쪽) 왼쪽: VOR 0.5 Hz에서에서 수행 40 ° /s 및 (B, 오른쪽) optokinetic 자극 일정 속도에서 10 ° /s (검은 선), (녹색 라인) 전에 시계 방향 (노란색) 스트라이프 또는 가짜 (보라색) 장치를 착용 후. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 : 예 포 및 OKR 스트라이프 또는 가짜 장치에 적응 후 값을 얻을 의미. 상승에 따라 표시 했다는 줄무늬에 대 한 기간 (일) (n = 10)와 가짜 (n = 6) 포 (왼쪽)에 대 한 40 ° /s 및 0.5 Hz의 stimulations에 장치와 10 ° /s 시계 방향 (오른쪽) OKR에 대 한. "전에" 하루 적응 직전 일을 나타냅니다 날짜 표시줄에 및 "일 0" 장치를 제거 하는 때 일을 나타냅니다. 오차 막대를 나타내는 표준 편차 * * * p < 0.001, 중요 하지. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
| 포인트 | 몸 무게 변경 | 외모 | 동작 |
| 0 | 없음 또는 체중 증가 | 표준 | 조 난 및 정상적인 운동의 흔적 |
| 1 | 체중 감소 < 10% | 아니 몸 손질 | 장애인된 운동 또는 케이지 방향 |
| 2 | 체중 10%-20% 사이 | 탈수 | -- |
| 3 | 체중 감소 > 20% | 상처 | 긴장 틱 (예: 긁 적, 무) |
표 1: 복지 평가 대 한 질적 규모. 같습니다 질적 매개 변수는 프로토콜의 기간 동안 평가 되어야 합니다. 합계 무게 변경, 외모와 행동 점수 해서는 안됩니다 4 포인트 보다 큰.
보충 파일 1. Device.stl. 이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.
보조 파일 2. Headpost.stl. 이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.
Discussion
자유롭게 행동 쥐에서 생산 visuo vestibular 불일치 여기에 설명 된 장기 감각 섭 동에 의하여 이루어져 있다. 14 일 동안 착용 하는 마우스 장치를 이식 하는 상용 수술 키트를 사용 하 여 간단 하 고 짧은 수술 수행 됩니다. 마우스가 headpost 주입 절차에서 1 시간 미만에서 복구 하 고 그것은 조 난의 관련된 흔적을 보여. 그 후,이 프로토콜의 응용 프로그램의 특정된 예제에서 포와 OKR는 측정 비디오 oculography 기술을 사용 하 여. 그럼에도 불구 하 고,이 장치 유도 장기 학습 프로토콜 실험 생리학1 생체 외에서 신경 영상, 다양 한 행동 분석 등의 다양 한에서 사용 될 수 있습니다. 이 기술 개발에 뒤에 근거는 인간과 원숭이에 사용 되는 프리즘 기반 방법론에 의해 영감을 했다. 그러나이 기술은,, 그것 손상 보다는 비전을 수정 하기 때문에 다릅니다. 따라서, 그것은 (그것의 현재 모양에서) visuo vestibular 불일치의 극단적인 경우를 구성합니다. 저자 제공된 기술 정보 또는 특정 기능 제한 장치16개발 장치의 프리즘 같은 버전을 디자인 하는 데 유용 수 있습니다 믿습니다.
빛 (0.9 g) 폴 리 (젖 산)의 플라스틱, 머리 장치 젊은 성인 마우스, 주 둥이의 보호 및 동물 신랑을 옆으로 충분 한 공간을 떠나 머리에 맞게 설계 되었습니다. 이 소자의 앞 부분 수 유 하 고 손질 하는 행동을 주 둥이의 끝을 노출 합니다. 장치는 약간 불투명 동물 주변의 정확한 비전의 박탈 하지만 여전히 광도 자극을 받습니다. 줄무늬와 가짜 implantations 측정된 효과 때문에 주로 줄무늬 장치의 자가 생성 시 고대비 영상 신호에 의해 그리고 고유에 의해 발생 하는 visuo vestibular 불일치 되도록 테스트 수정 (즉,, mouse´s 머리와 목에 적용 하는 소자의 무게).
실험적으로, 줄무늬 장치 보여준 중요 한 포를 입고 쥐 학습 기간; 후 50%의 감소를 얻을 하지만, 절대 이득 값 간 개별 다양성 있을 수 있습니다. 가짜 쥐 아무 중요 한 포 얻을 변경, 따라서 포 감소 모터 장애 및 감각 충돌에 의해 발생 했다고 설명 했다. 또한, 젊은 쥐 (< P26) 포와 OKR 이득 이전 동물17보다 낮은 값을 보였다. 그 이유로, 동물 나이 실험을 계획 하는 동안 고려 되어야 했다. 마지막으로, 상기 마우스 제외 기준 (4.5 절)는 복지를 보장 하 고 신뢰할 수 있는 결과 확립 따라야 할 중요 한 단계입니다.
이 프로토콜의 장점 중 하나는 학습 기간 동안 포/OKR 적응 프로토콜의 다른 유형에 비해 경험 저장 시간입니다. 지금까지 마우스에 VOR 적응 머리 고정 하 고 회전 턴테이블6,8,18,19, 동물을 많이 해야 하는 경우에 특히 시간이 걸리는, 즉에 동물을 훈련 하 여 공부 하고있다 훈련. 제시 프로토콜 수 있습니다 한 번에 여러 동물 들의 훈련 하 고 시간을 저장 합니다. 또한, 이러한 고전적인 실험에서 교육 학습/버리는 다른 역학20의 반복된 교대 하 적응 시키는 putative 버리는 오랜 기간을 두고 하루, 1 시간에 일반적으로 제한 됩니다. 여기, 머리 고정 장치 중단된 학습 할 수 있습니다. 또 다른 장점은 자유롭게 동작 머리 없는 상황에서 생성 되는 학습 기간 이후 마우스 적극적으로 생성 되는 자연 머리 움직임의 범위를 통해 배울 수 있습니다. 클래식 프로토콜에서 동물이 이다 머리 고정 학습 머리 움직임의 자연적인 범위를 반영 하지 않는 결정된 자극 (주파수, 한 속도)21 에서 발생 하는 턴테이블에 수 동적으로 회전 하는 동안. 그것은 중요 한 vestibular 시스템 인코딩 다르게 움직임 참고 때 적극적으로 생성는 주제에 의해 또는 때 외부 적용10; 따라서, 두 상황에서 발생 하는 세포 메커니즘 또한 달라질 수 있습니다.
전반적으로, 설명된 하는 방법론은 시각적 충돌 또는 자유롭게 행동 하는 쥐에 visuo vestibular 불일치 후 발생 하는 장기 감각 적응에 결합 된/vivo 에서/생체 외에서 연구에 적합 합니다. 감각 충돌은 최근 쥐22,23의 사용을 끌고있다 필드 멀의 인식된 원인입니다. 그것은 최근 쥐15도발적인 자극 노출 되 면 이득 적응이이 소자의 사용으로 인 한 멀 미에 대 한 보호를 제공 한다는 것을 시연 했다. 따라서,이 프로토콜 개발 방지 모션 병 치료로 감각 충돌 뿐만 아니라에 적응을 기본 셀룰러 메커니즘을 식별 하기 위해 사용 될 수 있습니다.
Disclosures
저자는 관심 없음 충돌 선언합니다.
Acknowledgments
우리 감사 파트리스 Jegouzo 머리 장치 및 headpost 개발 및 생산. 우리 또한 이전 버전의 장치 및 VVM 프로토콜의 개발에 그들의 도움에 대 한 피 Calvo, A. Mialot, 및 E. Idoux을 감사합니다.
이 작품은 센터 국가 des와 Spatiales, CNRS, 대학교 파리 데카르트에 의해 투자 되었다. J. C. 그리고 M. B. 프랑스 ANR-13-CESA-0005-02에서 지원을 받을 수 있습니다. F. F. B., M. B는 프랑스 ANR-15-CE32-0007에서 지원을 받을 수 있습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Blazquez, P. M., Hirata, Y., Highstein, S. M. The vestibulo-ocular reflex as a model system for motor learning: what is the role of the cerebellum. Cerebellum. 3 (3), 188-192 (2004).
- Berthoz, A., Jones, G. M., Begue, A. E. Differential visual adaptation of vertical canal-dependent vestibulo-ocular reflexes. Experimental Brain Research. 44 (1), 19-26 (1981).
- Melvill Jones, G., Guitton, D., Berthoz, A. Changing patterns of eye-head coordination during 6 h of optically reversed vision. Experimental Brain Research. 69 (3), 531-544 (1988).
- Anzai, M., Kitazawa, H., Nagao, S. Effects of reversible pharmacological shutdown of cerebellar flocculus on the memory of long-term horizontal vestibulo-ocular reflex adaptation in monkeys. Neuroscience Research. 68 (3), 191-198 (2010).
- Nagao, S., Honda, T., Yamazaki, T. Transfer of memory trace of cerebellum-dependent motor learning in human prism adaptation: a model study. Neural Networks. 47, 72-80 (2013).
- Boyden, E. S., Raymond, J. L. Active reversal of motor memories reveals rules governing memory encoding. Neuron. 39 (6), 1031-1042 (2003).
- Raymond, J. L., Lisberger, S. G. Behavioral analysis of signals that guide learned changes in the amplitude and dynamics of the vestibulo-ocular reflex. Journal of Neuroscience. 16 (23), 7791-7802 (1996).
- Rinaldi, A., et al. HCN1 channels in cerebellar Purkinje cells promote late stages of learning and constrain synaptic inhibition. Journal of Physiology. 591 (22), 5691-5709 (2013).
- Roy, J. E., Cullen, K. E. Dissociating self-generated from passively applied head motion: neural mechanisms in the vestibular nuclei. Journal of Neuroscience. 24 (9), 2102-2111 (2004).
- Cullen, K. E. The vestibular system: multimodal integration and encoding of self-motion for motor control. Trends in Neurosciences. 35 (3), 185-196 (2012).
- Carcaud, J., et al. Long-Lasting Visuo-Vestibular Mismatch in Freely-Behaving Mice Reduces the Vestibulo-Ocular Reflex and Leads to Neural Changes in the Direct Vestibular Pathway. eNeuro. 4 (1), (2017).
- Stahl, J. S. Using eye movements to assess brain function in mice. Vision Research. 44 (28), 3401-3410 (2004).
- de Jeu, M., De Zeeuw, C. I. Video-oculography in mice. Journal of Visualized Experiments. (65), e3971 (2012).
- van Alphen, B., Winkelman, B. H., Frens, M. A. Three-dimensional optokinetic eye movements in the C57BL/6J mouse. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 51 (1), 623-630 (2010).
- Idoux, E., Tagliabue, M., Beraneck, M. No Gain No Pain: Relations Between Vestibulo-Ocular Reflexes and Motion Sickness in Mice. Frontiers in Neurology. 9 (918), (2018).
- Yoshida, T., Ozawa, K., Tanaka, S. Sensitivity profile for orientation selectivity in the visual cortex of goggle-reared mice. PloS One. 7 (7), 40630 (2012).
- Faulstich, B. M., Onori, K. A., du Lac, S. Comparison of plasticity and development of mouse optokinetic and vestibulo-ocular reflexes suggests differential gain control mechanisms. Vision Research. 44 (28), 3419-3427 (2004).
- Schonewille, M., et al. Purkinje cell-specific knockout of the protein phosphatase PP2B impairs potentiation and cerebellar motor learning. Neuron. 67 (4), 618-628 (2010).
- Kimpo, R. R., Rinaldi, J. M., Kim, C. K., Payne, H. L., Raymond, J. L. Gating of neural error signals during motor learning. eLife. 3, 02076 (2014).
- Kimpo, R. R., Boyden, E. S., Katoh, A., Ke, M. C., Raymond, J. L. Distinct patterns of stimulus generalization of increases and decreases in VOR gain. Journal of Neurophysiology. 94 (5), 3092-3100 (2005).
- Hubner, P. P., Khan, S. I., Migliaccio, A. A. Velocity-selective adaptation of the horizontal and cross-axis vestibulo-ocular reflex in the mouse. Experimental Brain Research. 232 (10), 3035-3046 (2014).
- Wang, J., et al. Storage of passive motion pattern in hippocampal CA1 region depends on CaMKII/CREB signaling pathway in a motion sickness rodent model. Scientific Reports. 7, 43385 (2017).
- Wang, Z. B., et al. Low level of swiprosin-1/EFhd2 in vestibular nuclei of spontaneously hypersensitive motion sickness mice. Scientific Reports. 7, 40986 (2017).
