זיף-אותת התניה קלסית ומצמץ בעיניה עכברי ראש הקבועות

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Lin, C., Disterhoft, J., Weiss, C. Whisker-signaled Eyeblink Classical Conditioning in Head-fixed Mice. J. Vis. Exp. (109), e53310, doi:10.3791/53310 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

מיזוג מצמוץ מקרי הוא צורה של מיזוג הפבלובית ומערכת מודל לחקירת המנגנונים העצביים של למידה וזיכרון אסוציאטיביים. זה נחקר במינים שונים, כולל בני אדם, ארנבות, חתולים, חולדות ועכברים. הפרדיגמה מקריא שני גירויים לזווג: גירוי מותנה ניטראלי (CS; למשל, בטון, בזק של אור, או גירוי זיף), וכן גירוי מותנה בולט (ארה"ב, לדוגמה, שרבוב אוויר לעין, או הלם periorbital). ארה"ב מעוררת תגובת מצמוץ מקרית מותנית, הרפלקסיבית (כלומר, UR). בסופו של דבר, לאחר כמה מצגות של CS-US לזווג, הנושא לומד לקשר בין CS עם ארה"ב. למידה זו באה לידי ביטוי בצורה של תגובה מותנית (CR), מצמוץ מקרי שהושר על ידי CS לבד שמקדים את המצגת של ארה"ב.

מיזוג מצמוץ מקרי בצורת עקבות כולל מרווח ללא גירוי של כמה שעותאלפיות undred שמפריד בין CS ובארצות הברית (איור 1). מיזוג Trace הוא צורה של למידה הצהרתית שכן הוא דורש מודעות של תלויות גירוי 1. הפער הזמני דורש החיה לשמור על "זכר" עצבי של CS באזורי מוח קדמיים כגון ההיפוקמפוס מנת שארה"ב ואת CS לקיים קשרים 1-6. יחד עם אזורי המוח הקדמיים, מיזוג עקבות תלוי גם המוחון 7.

מיזוג מצמוץ מקרי הוא, אם כן, הפרדיגמה שימושי לחקירה את הרב הגוני של זיכרון, לרבות רכישה, איחוד, ויחזור. במהלך מיזוג מצמוץ מקרי, קבוצת ביקורת של חיות מוצגת עם גירויים מזווגים בסדר אקראי כדי לבדוק תגובות pseudoconditioning או מרוגשים אל CS כי עלול להיגרם על ידי מצגת בארה"ב לבדה יותר מאשר בקשר CS-ארה"ב למד.

Appara נפוץtus לחקירת מיזוג מצמוץ מקרי במכרסמים הוא חדר שבו מכרסם רשאי לנוע בחופשיות במהלך תהליך ההכשרה 8-10. עם סוג זה של מכשירים, לקשור מצורף בדרך כלל כיסוי ראש כי היא מודבקת הגולגולת של המכרסם. את הרצועה מאפשרת המשלוח של ארה"ב (ולפעמים CS) ו להעברת התגובה של החיה לגירויים אלה (כלומר, תגובת המצמוץ המקרית) 10. לקשור עצמו עשוי להיות שונה בהתאם לסוג של גירויים נמסרו ואיך תגובת המצמוץ המקרית נרשמת.

הסיבה לשימוש "בחופשיות-נעו" עכברים קשורים למיזוג מצמוץ מקרי היא שעכברים להיאבק איפוק. למרות מינים אחרים עשויים להיות נוחים יותר לקבל איפוק, היתרון העיקרי של שימוש בעכברים בניסויי מיזוג מצמוץ מקריים הוא כי הרוב המכריע של זנים מוטנטים זמינים מהונדסים גנטי הם זני עכבר. בנוסף נאבק, מיל מלאtraint של עכברי תוצאות במצוקה חריפה. תכשיר עכבר קבוע ראש ממזער לחץ יגדיל את המידע הפיזיולוגי שניתן להשיג במהלך מיזוג מצמוץ מקרי. לדוגמה, מערכת זו תאפשר הדמיה של נוירונים בקליפת המוח עם מיקרוסקופיה 2-פוטון 11.

ראש-קבוע הכנות שמשו בניסויים קודמים עבור הדמיה אופטית של הקורטקס באמצעות שתלים גולגולתי נשלפים, הקלטות אלקטרו vivo של המוח המכרסם עם מערכי tetrode, שני פוטוני הדמית סידן, וגם כפלטפורמת מיזוג מצמוץ מקרי בעכברים 11 -16.

במערכת קבועת הראש, גירוי והקלטות אמינים מובטחים ללא ריסון מלא של העכבר (איור 2). כיסוי ראש כמו זה המשמש במערכת לנוע בחופשיות מודבקת הגולגולת של העכבר. במהלך אימונים, לא את הקצה העליון מודבק מחבר מחובר ברים מעל הליכון גלילי על מנת לייצב את ראשו של המכרסמים (איור 2 א). הליכון הגלילי מאפשר לעכבר לנוח בנוחות, אבל אם העכבר מעוניין בכך, גם מאפשר את זה כדי לרוץ או ללכת. עם השימוש במערכת זו, עכברים יכולים להיות מאומנים עם רטט זיף כמו CS לבין התחשמלות periorbital קלה כמו ארה"ב (איור 1). ארה"ב היא מועברת דרך חוטים להציב בניתוח מתחת לרוחב העור לעין. קל CS מועבר באמצעות מסרק המחובר מפעיל כיפוף מלבני 2 שכבתי (איור 2 ב). את מסרק הינע כיפוף ואז מחוברים בסיס מגנטי כי הוא עבר במקום הנכון בזמן אימון והוא מותאם בגין משלוח אופטימלי עבור כל חית פרט. מסרק ממוצבת שהיא רוכבת עליו השפם שנבחר. במהלך מסירת CS, אות נשלחת הינע כיפוף כי מחליף את המסרק מוביל הרטט של שפם 17.

= "jove_content"> גירויים אחרים כגון בטון או בזק של אור שמשו גירויים מותנים יעילים עכברי 16,18,19 בעבר. הגירוי זיף הסיבה נבחר עבור CS ב פרדיגמה ניסויית זה היא התלות של חיות בעכברים על vibrissae שלהם עבור קלט מידע חושי במהלך חיפושים. גירוי זיף הוכח להיות CS אמין ויעיל 20. יתר על כן, בהתחשב המצע ומבוסס ומאורגן קליפת המוח של מערכת vibrissae (כלומר, בקליפה לחבית), גירוי זיף כמו CS מספק כלי אלגנטים למיפוי שינויים הקורטיקלית פלסטי הקשורות למידת מצמוץ מקרי מיזוג 20,21. מערכת קבועת ראש מאפשרת גירוי המדויק של שפם שנבחר להשוות תגובות בין הנוירונים מגורים ונוירונים קבלה תשומות מפאות הלא מגורה. לבסוף, זנים רבים של עכברים להפגין אובדן שמיעה כתוצאה מהזדקנות כמבוגר צעיר יחסית 16). גירוי זיף אינו מושפע משני של סיבוכים אלה.

מתפרסמים כאן שינויים ייחודיים וחשובים על הכנות קבועות ראש אחרות למיזוג מצמוץ מקרי, כוללים שיטות למסירת CS וארה"ב, ורכישת תגובת המצמוץ המקרית. המהימנות של המנגנון הזה ואת הפרדיגמה הכשרת מיזוג מצמוץ מקרי מודגמת על ידי הלימוד עקום מעכברים ממוזגים עקומה למידה שטוחה יחסית מחיות מלאות pseudoconditioned (איור 7 א).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל הנהלים הקשורים עכברים בוצעו בהתאם הפרוטוקולים שאושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים של אוניברסיטת נורת'ווסטרן ועדת שימוש סמך הנחיות שהוציא המכון הלאומי לבריאות.

1. צילינדר (איור 2 א)

  1. Construct הצילינדר כפי שתואר על ידי Chettih et al. ו Heiney et al. ממיכל קצף ארוך 14-15. חותכים באורך 10 סנטימטרים של גליל לקדוח חור דרך המרכז כדי להתאים את הציר, מ"מ 12.7 מוט מתכת (0.5 ב.) קוטר. הר הגליל עם הציר שלה על גבי קרש חיתוך אופטי מתכת כפי שתואר על ידי Heiney et al. או תמיכה אחרת (למשל, פרספקס) 15.
  2. להקים שתי מוטות מתכת אנכיות של 12.7 מ"מ קוטר צידיו של הגליל.
  3. צרף שני כני בזווית ישרה על מוטות מתכת.
  4. Secure שני מוטות יותר (5 ס"מ אורך, 12.7 מ"מ קוטר) דרך mounts בזווית ישרה. ה Bevelדואר מסתיים של מוטות אלה ואת רמת מטרותיהם מעל מרכז הגליל (איור 2G).
  5. מקדחה והקש חור הקצוות המפולסים של המוטות כך שייכנס שני 4-40 ברגים במכונה כי יקיימו כנפיים למחבר במקום (האיור 2G).

2. הרכבת מערכת גירוי זיף (איור 2 ב)

  1. חותכים מקטע 10-שן של המסרק מן מסרק שיער רגיל.
  2. חותכי חריץ על 2-3 מ"מ רחב כ -5 מ"מ עמוק על החלק העליון של המסרק לקבל מפעיל כיפוף מלבני 2 שכבתי.
  3. הלחמת חוט אחד לכל שטח של מפעיל הכיפוף. השתמש הלחמה השטף שסיפק היצרן. מכסה את המפעיל לרתך עם הקלטת חשמל להגן על העכבר ממשתמש הזרם החשמלי.
  4. סליפ רצועת ההינע לתוך החריץ וחותך המסרק כך שפס הינע הכיפוף יושב בניצב למישור של המסרק. זווית המסרק כך הוא נוטה 45 ° ועוד טבעי עוקב אחרי הקשת של פניו של העכבר.
  5. Secure סוף רצועת הינע לראש המסרק עם אפוקסי מהיר הגדרה.
    הערה: חוטים מולחמים לרצועת הינע כיפוף צריך להיות מחובר אל עמוד המספק 40 וולט אל הינע. ניסויים קודמים הראו כי 40 וולט הוא יעיל מיזוג אך אינו מעורר כל התגובות בהלה.
  6. מניח את הינע הכיפוף המסרק על הר נייד. בעל פיפטה מצורף בסיס מגנטי המשמש בדרך כלל לכלי אסדות אלקטרופיזיולוגיה במבחנה עובד היטב.

3. רכבת המחבר שמתגבר על מוטות מעל הצילינדר (איור 2C, 2E)

הערה: המחבר הוא רצועת 3-D מודפס 7-חור דגם מרצועת ניילון Amphenol 221 סדרה המשמשת את הרצועה על ידי וייס דיסטרהופט וליד גאלווס ואח 10,17.

  1. קש על החור הראשון ברצועה עבור-1 x 0-80"בורג במכונה. זה יהווה בורג נעילה לעגן כיסוי הראש למחבר. מוספית אגוז 0-80 אל ראש בורג הנעילה עם דבק cyanoacrylic כדי להקל סיבוב הבורג ביד.
  2. השאר אחד חור ריק אחרי חור הטפח (כדי לאפשר מקום אגוז 0-80 מכונה) ולדחוף חמש ארובות מצופות זהב relia-טק דרך חמשת החורים שנותרו.
  3. להפשיט את הציפוי מעל חמישה חוטים ארוכים (חוטים המתקבלים כבל Ethernet) הלחמה עד קצה הארובות.
    ההערה: שני החוטים הראשונים ישמשו כדי להקליט את אותות electromyographic (EMG) כי יאתרו תגובת מצמוץ מקרי באי אות סינון והגברה מן מגבר. השני השני יספוק את האות בהלם מבודד גירוי. החוט האחרון ישמש הארקה. חוטים אלה יחוברו למערכות בשימוש עבור משלוח CS-US מתוזמן.
  4. ודא קישוריות חשמל בין חוטי הארובות עם multimeter. שים את מודד על הגדרת המשכיות הלחיצה ארוכה על אחד החלליות לפין ואת החללית האחרת עד הקצה גנב לי את החוט. הפינים ואת החוטים הם חשמליים מחובר בעת ההתנגדות נמוכה ואת מודד פולט צליל.
    1. לחלופין, אם מודד אין הגדרת המשכיות, למדוד את ההתנגדות בין הפינים לחוטים. יש משכיות חשמל אם יש למדוד התנגדות קטנה מאוד.
  5. הכן את הכנפיים למחבר פי שניים עד פי-220 טרנזיסטורים בסגנון. חותך את הפולט, בסיס, מוביל אספן של טרנזיסטור ואת רמת פני השטח, כך שהוא יכול להיות מודבק למחבר.
  6. חותך את הקצה של כרטיסיית ההרכבה לפרוץ את החור כך על הכרטיסייה יכולה להחליק מתחת ראש הבורג.
  7. אפוקסי הטרנזיסטורים למחבר. חור כרטיסיית ההרכבה ישמש להבטחת המחבר אל מוט מעל הגליל.
  8. החל אפוקסי לבסיס של החוטים protruding מארובותיהן לאפשר אפוקסי להתייבש. אפוקסי יהיה לבודד ולהגן על קשרים.

4. הכנת כיסוי הראש (2D איור, 2E)

הערה: רצועת כיסוי הראש היא 3-D מודפס רצועת 7-חור דגם מרצועת ניילון סדרת Amphenol 221 המשמשת כיסוי הראש על ידי וייס דיסטרהופט וליד גאלווס ואח 10,17.. היצירה הזאת היא כבר לא מיוצרת באופן מסחרי. קובץ המדפסת ניתן להוריד מאתר האינטרנט של כתב העת הזה.

  1. קש על החור הראשון ברצועה עבור בורג במכונה "0-80 x 1 ולהשאיר אחד חור ריק לאחר החור הראשון.
  2. Push חמש סיכות מצופות זהב הדרך התחתונה של חמשת חורי הנותרים (דרך הקצוות הצרים). השתמש במלחציים כדי להקל דוחפים את הסיכות לרצועה שווה.
  3. שימוש חשפנית תרמית, להסיר כ 0.5 ס"מ של ציפוי polyimide את קצה חוט נירוסטה (0.005 ב. קוטר), לרתך את סוף הפשיטו של wזעמם לפתיחת אחד סיכות לחתוך את החוט כדי 0.6-0.7 ס"מ.
  4. להתפשט על 0.2 סנטימטר מן הקצה של החוט כדי לאפשר נוכחי להעביר לבעל החיים.
  5. חזור על שלבים 4.3-4.4 עבור שלושה חוטים הנותרים.
    ההערה: שני החוטים הראשונים ירשמו תגובות EMG ואילו השניים השניים ישמשו כדי להעביר הלם חשמלי לבעל החיים.
  6. כאחרון (חמישי) התיל ישמש חוט קרקע, לחתוך כ -5 סנטימטרים של חוט נירוסטה ללא ציפוי (0.005 ב. קוטר), הלחמה לפין הנותר.
  7. להבטיח את המשכיות בין חוטי הסיכות עם מודד. (במקרה של חוט הקרקע, שהוא ללא ציפוי, החללית המודדת ניתן למקם בכל מקום לאורך החוט.)

5. הכנת כירורגים (איור 2F)

  1. לעקר את כל הכלים כירורגיים, כולל כיסוי הראש. לעקר כיסוי ראש על ידי השריית זה באלכוהול ולאחר מכן שטיפה עם תמיסת מלח סטרילית.
  2. להרדים את העכבר בתא אינדוקציה עם נ 3-4%aporized isoflurane מעורבב עם קצב זרימה של 1-2 ליטר של חמצן לדקה.
  3. לוודא כי בעל החיים הוא בהרדמה מלאה עם קמצוץ הבוהן. העכבר הוא בהרדמה מלאה, כאשר לא להגיב באופן רפלקסיבי על קמצוץ הבוהן.
  4. ברגע החיה כבר בהרדמה מלאה, להזריק מנה של hydrochloride עצירות כמשכך כאבים (0.05-2 מ"ג / ק"ג, SC), לגלח את הראש של החיה, ומניחים אותו על כרית חימום מכוסה על בסיס מסגרת stereotaxic , לוודא כי בעל החיים הוא בהרדמה מלאה, ולאבטח את הראש למסגרת. לשמור על זרימת isoflurane מתאדה לבעל החיים, מעבר 2% בקצב זרימה של 1-2 ליטר של חמצן לדקה. למרוח כמות קטנה של משחת עיניים כדי הקרניות.
  5. לחטא את הקרקפת עם יוד povidone וזמן אלכוהול שלוש כל אחת, לסירוגין בין השניים.
  6. עם להב סכין מנתחים מספר 10 או 15, עושה חתך לאורך קו האמצע של הקרקפת, חשיפת הגולגולת מחזית tלו עיניים לעבר העצם interparietal (~ 1.5-2 ס"מ).
  7. להתאפק סגר היטב את העור עם קליפים מיקרו. מניח קליפ אחד מעל העין, אחד לאורך באמצע הציר המקורי-זנב, ואחד בחלק האחורי של הגולגולת בילטרלי (כלומר, להשתמש שישה קליפים בכל). על מנת למנוע avulsion כיסוי ראש, לחשוף כמה שיותר הגולגולת ככל האפשר, לרבות הצדדים והגב. זה יהיה להגדיל את שטח הפנים של היישום של מלט דבק luting.
  8. באמצעות אזמל, לגרד לאורך החלק העליון של הגולגולת כדי להסיר את periosteum ולהבטיח משטח עבודה נקי ויבש. נקה את החלק העליון של הגולגולת עם מי חמצן 3% שלוש פעמים.
  9. מקדחה שני חורים לתוך הגולגולת עם בר חרוט הפוך 34 גודל או מקדח חותך חריטת 1.6 מ"מ לקבל 00-90 ברגים (0.0625 ב. ארוך). הברגים יספקו את הארקת החשמל. מניחים חור אחד מול גבחת, והשני מול למבדה, השמאלי של קו האמצע כאשר התניית righעין t. מניח בורג אחד בכל חור. מנמיכים את הבורג 0.28 מ"מ לתוך הגולגולת עבור כל סיבוב מלא; שני סיבובים מלאים מספיקים.
  10. צור מספר divots הקטן של כ 0.75 מ"מ קוטר על הגולגולת כדי להגדיל את שטח הפנים וכוח אחיזה עבור הבטון.
  11. קח את הקצה העליון הושלם בסופו של חוט הקרקע בתצורת דמות ושמונה סביב שני ברגים. אפשר רפוי כמה (~ 1.5 ס"מ בין כיסוי ראש ואת הבורג) ב חוט הקרקע כך את הקצה העליון ניתן למקם כראוי לאחר מכן.
    ההערה: הספרה שמונה בדרך כלל מבטיחה חיבור חשמלי טוב בין התיל את ברגי הקרקע. החוט יכול גם להיות מולחם את הבורג כדי להבטיח חיבור חשמל.
  12. החל את מלט הדבק luting. פעל על פי הוראות היצרן לערבוב מלט הדבק luting או לערבב 4 כפות של תערובת L-אבקה, 8 טיפות של הבסיס, ו -2 טיפות של הזרז בצלחת ערבוב קרמיקה קרה (להבטיח את o רצועת הטמפרטורהn מנת הערבוב היא שחורה לגמרי.) הטמפרטורה הקרה מרחיבה את זמן העבודה של המלט.
    1. מעיל הגולגולת ואת הברגים בנדיבות עם מלט luting ולאפשר הבטון להתייבש. זה אמור לקחת רק כמה דקות.
  13. אחרי המלט התייבש, מקם את הקצה העליון אנכי, עם הסיכות בעמידה, מעל הגולגולת. החזק את הקצה העליון במקום עם בעל דומה למחבר
    הערה: ראה "3. רכבת המחבר" ​​-The בעל צריך להיות רק רצועת חמישה חור עם שקעים מצופי זהב על מנת לקבל את הסיכות של כיסוי הראש. בעל מחוברת זרוע על מסגרת stereotaxic. השימוש של הבעל וזרוע מקל על המיצוב של הכיסוי הראש לחוטים.
  14. לאחר כיסוי ראש כבר ממוצבת, לקלף את העור מסביב לאזור periorbital ולמקם שני החוטים הלם כדי לאפשר בסופו של דבר 0.2 ס"מ הפשיטו לנוח מתחת לפני העור וכ 2-4 מ"מ הזנב ישירות EYדואר. אל תאפשר את הקצוות של שני חוטים לגעת זה בזה. מקם את שני חוטים EMG על muscularis orbicularis oculi מעל ארובת העין.
    1. במידת הצורך, לחתוך את הקצוות של החוטים אם הם ארוכים מדי ונראים כאילו הם עשויים ישירות לשרוט את במסלול לגרום לזיהום. אם ניתוק קצות החוט, להבטיח כי יש חשוף חוט חשוף מספיק. לחלופין, אם החוטים נראים ארוכים מדי, לכופף את החוט בחזרה בבסיס, שם הם להאריך מתוך כיסוי הראש.
    2. מלט בבסיס החוטים (כלומר, בסופו של הדבר ליד כיסוי הראש) במקום על הגולגולת עם התפשטות קטנה של מלט דבק luting ולאפשר לו להתייבש (חצי שימוש של החלק שתואר קודם לכן).
  15. הסר את קליפים מיקרו בעדינות לקפל את קפלי עור לאחור על מלט. אפשר העור להתיישב באופן טבעי כדי למנוע מתיחות על כל חלק של העור על מנת למנוע עיוות של העפעף, מניעת תגובת המצמוץ המקרית,ומצוקה לבעל החיים.
  16. חותם את האזור החשוף במלט שיניים, מכסה כל דבר, מן העור החרות לקצה העליון של כיסוי הראש במלט. לנקוט משנה זהירות כדי למנוע טפטוף מלט על העיניים או לפיני של כיסוי ראש. חלקית מלט נרפא יכול להיות מוחלק מניפולציות עם מקלון צמר גפן שהוטבל ממס דבק דנטלי. אפשר הבטון להתייבש לחלוטין לפני הסרת בעל כיסוי הראש.
  17. אפשר החיה להתאושש מההרדמה על משטח מחומם לפני החלפת החיה לכלוב שלו. נהל Metacam (1 מ"ג / ק"ג, SQ) ולאחר מכן למקם את החיה לכלוב שלו.
  18. אפשר החיה 5-7 ימים של התאוששות לפני הבדיקה או הכשרה. לשמור על רמה שלאחר ניתוח טיפול לבעל החיים על פי הנחיות המוסד שלך. החיה צריכה להיבדק לפחות פעם ביום לאחר שהוא התאושש מניתוח. Watch עבור סימנים של אכילה גרועה ו / או שתייה והתנהגות אדישה. אם כאבעל פי החשד, לספק Metacam כל 24 שעות (באותו מינון כמו בסוף שלאחר הניתוח) עד הקלה. לידוקאין ניתן ליישם באופן מקומי על הפצע אם בעל החיים הוא מגרד או מראה סימני אי נוחות.

6. הצבת העכבר על צילינדר והכשרה (איור 2G)

  1. כדי למקם את העכבר על הגליל, לרסן את העכבר ביד בקצרה על ידי מחזיק אותו בזנב ביד אחת ולאחר מכן לתפוס את העכבר מאחורי הכתפיים עם אצבע לאגודל עם אחרים. עוטפים את האצבעות הנותרות סביב הבטן ופלג הגוף העליון של העכבר.
  2. עם היד לא מרסנת את העכבר, חבר את המחבר כדי כיסוי הראש על הראש של העכבר וסובבתי את בורג הנעילה.
  3. מניח את העכבר בעדינות על הגליל והחזק אותו במקום תוך הצמדת המחבר למסגרת. השתמש שני ברגים כדי להדק את המחבר לברים מעל הגליל.
  4. לאחר למחבר אובטח למסגרת הגליל, releASE את האחיזה על העכבר. תן את עכבר יום אחד שני מפגשים של התרגלות אל הגליל. אפשר בכל מפגש הרגלה אותו פרק זמן כמו כל פגישה מיזוג.
    1. שיא קצב הבהוב ספונטני במהלך הרגלה מראש לחשוף העכברים לרטט זיף CS כדי למזער את המופע של תגובות בהלה. החל את CS כמו במהלך הפגישה מיזוג בפועל, אך ללא חשמל לזעזע אותנו.
    2. החל את הגירוי זיף CS ידי הצבת קרוב המערכת Piezo (כ -0.5 ס"מ) לצד מותנה (בצד ימין) של העכבר, בעוד מחליק את שיני המסרק על שפם הפרט. ודא כי אותו שפם מגורה ליום על ידי הצבת מערכת Piezo באותה תנוחה מיום ליום.
  5. להתחיל אימון העכבר על התניה קלאסית. לספק שני מפגשים של אימונים ליום במשך חמישה ימים. השאירו כשעתיים בין כל אימון.
    1. לקבוצה, מעדנייה מותנהVer ושלושים משפטי בכל הפעלה של רטט זיף 250 msec ארוך CS (60 הרץ) זיווג עם פולס חשמלי ארוך 100 msec ארה"ב (0.3 מילי-אמפר - 3 מילי-אמפר, נמסר מן המבודד גירוי A385R WPI). הפרד את CS וארה"ב עם 250 מרווח עקבות גירוי ללא ארוכה msec כדי להפוך את המשימה תלויה בהיפוקמפוס (איור 1) 23.
    2. התאם את עוצמת ההתחשמלות עבור כל חיה כך מצמוץ הוא עורר. ניסויים נפרדים עם מרווח intertrial אקראי של 30-60 שניות (ממוצע של 45 שניות, משך הזמן הכולל של 30 דקות בכל הפעלה.)
    3. לספק ושלושים משפטים לבד מזווג CS לבד בארה"ב מדי (עבור סכום כולל של ניסויים שישים) לקבוצת pseudoconditioned, באמצעות אותם הפרמטרים גירוי כאמור עבור הקבוצה מותנה. ודא כי CS לבד וארה"ב שמשפטים בלבד הם pseudorandomized כזה שאף גירוי מוצג יותר מפעמיים ברציפות. פרד כל ניסוי עם מרווח intertrial ממוצע של 22.5 שניות.
  6. דהרקע רעש כבד ב 65 dB ברחבי הרגלה והכשרה כדי להסוות רעש כלשהו של הרטט שנוצר על ידי ממריץ זיף.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

8-10 השבוע גבר בן עכברי C57BL6 / J אומנו על מיזוג מצמוץ מקרי עקבות על מנגנון הליכון הגלילי-קבוע הראש. 8 עכברים אומנו עם מצגות CS-US לזווג (קבוצת מותנית) ו -9 עכברים אומנו עם מצגות CS וארה"ב מזווגות (קבוצת pseudoconditioned).

קלטות EMG דוגמא תגובה מותנית עכבר מותנה מוצגות איורי 3 ו -4. הקלטות EMG עבור כל ניסוי תוקנו ומשולבת עם קבוע זמן 10 msec. איור 5 מראה את לתקן ומשולבת עקבות בתגובה EMG מחושב כממוצע כל המחקרים עבור כל אחד 10 מפגשים הן עבור מותנה (א) ו עכבר pseudoconditioned (B). האבולוציה של תגובות מותנות ניתן לראות באיור 5A, עם תשובות מקבלות יותר קרוב תחילתה של ארה"ב. התפתחות זו אינה נראית ליn תגובות pseudoconditioned איור 5 ב.

האבולוציה של בעתו, וכך, גם-נודעות תגובות מותנות גם ניתן לראות באיור 6. איור 6 מציג את היסטוגרמות של זמן השיא של התגובה הבאה הופעת CS. יש שיא ראשוני בגרף בין 0 - 150 msec לאחר הופעת CS. ניתן לראות זה שיא ראשוני מוקדם ככל בפגישת 1. עם אימונים יותר, קיימת ההתפתחות של שיא שני בגרף בין 400-500 אלפיות שניים בקרב החיות המותנות, המציין את הפיתוח של תגובות מותנות-מתוזמן טוב יותר.

איור 7 א מציג את התגובות בממוצע מותנה אחוזי אדפטיבית רשמו מעכברים ממוזגים pseudoconditioned. תגובות מותנות מסתגלות נחשבות כבעלות פעילות משמעותית, כי נוכח לפחות BEF msec 20הופעת העפרות בארה"ב (כלומר, לפחות 4 SD יותר מאשר הפעילות הממוצעת 250 msec הנוכחי לפני תחילת CS). במהלך האימונים, עכברים מותנים הראו למידה הדרגתית של הפרדיגמה המיזוג ידי מפגין תגובות אדפטיבית conditioned יותר עם ​​כל אימון, כך עכברים מותנים הציגו באופן משמעותי יותר תגובות מותנות אדפטיבית מאשר עכברי pseudoconditioned (קבוצות, F (1,15) = 20.62, p <0.0005; הפעלות, F (1,9) = 9.987, p <.0001; קבוצות * הפעלות, F (1,9) = 5.977, p <.0001). לב שקבוצת pseudoconditioned בדרך כלל הציגה CRs פסאודו על פחות מ -20% של הניסויים.

איור 7 מציג את אזור תגובה המותנה בממוצע (האזור מתחת לעקומה של תגובת EMG לתקן ומשולב) עבור שני העכברים הממוזגים pseudoconditioned למעלה מעשרת האימונים. השוואות מתוכננות עם מדידות חוזרות ANOVA על last ארבעה מפגשים (כלומר, הפעלות 7-10, פעם קבוצת המותנה הגיעה קריטריון למידה של 60 CR%) מצביע על השפעה עיקרית משמעותית של קבוצה, המציין כי באזור CR היה גדול בקבוצה המותנה מאשר למידה קבוצה לפרסם pseudoconditioned (קבוצות, F (1,14) = 5.733, p <.05; הפגישה, F (1,3) = 0.486, ns; קבוצות * הפגישה, F (1,3) = 0.432, ns) הקריטריון.

איור 7C מציג את אחוז אלפא בממוצע (בהלה) התגובות שנרשמו בגין העכברים הממוזגים pseudoconditioned. תגובות אלפא פעילות בתוך 50 ms מהופעת CS שהיו לפחות 4SD מעל פעילות הבסיס הממוצעת. במהלך האימונים, ממוזג pseudoconditioned עכברים בדרך כלל הציגו תגובות אלפא על פחות מ -25% של הניסויים, ללא הבדלים משמעותיים בין עכברים הממוזגים pseudoconditioned (קבוצות, F (1,15) = 2.502, ns). thאמצעי דואר חזרו ANOVA עשה זאת, לחשוף אינטראקציה מובהקת של קבוצות הפעלות בשל הירידה בתגובות pseudoconditioned והשמירה על תגובות אלפא בסביבות 25% על עכברים מותנים (קבוצות * הפעלות, F (1,9) = 2.074, p <.05). גידול תגובות אלפא במהלך הפגישה 10 הוא כנראה עקב חביון ההתפרצות הקצר של CR המפותח.

איור 7D מציג את התגובה חביון קצר בממוצע אחוזים נרשמה משני קבוצות של עכברים. תגובות חביון קצרות לידי ביטוי בפעילות בין 50-70 ms הבאות תחילת CS כי היה 4SD מעל פעילות הבסיס הממוצעת. מודד חזר ANOVA גילה כי חיות מותנות הציגו יותר תגובות חביון קצרות יותר מחיות pseudoconditioned למעלה מעשרה אימונים (קבוצות, F (1,15) = 5.377, p <.05; פגישה, F (1,9) = 3.920, p <0.0005; קבוצות * הפגישה, F (1,9) = 3.158, p <.005). T שלו עשוי לשקף זמן כניסה מוקדם של CR, כקבוצת המותנה הציגה CRs הגדול עם כל אימון.

איור 1
איור 1:. העקבות ומצמצו בעיניה אוויר פרדיגמה מיזוג מצמוץ מקרי עקבות, גירוי מותנה מזיק (CS) מזווגת עם גירוי מותנה רעיל מעט (ארה"ב) אמור לגרום לתגובת מצמוץ מקרית. הקל CS וארה"ב מופרדים פער זמני ללא גירוי, מה שהופכים את הפרדיגמה ההיפוקמפוס תלוי 23. בפרדיגמה תיאר פה, CS רטט זיף ארוך 250 msec היא זיווג עם 100 msec ארוך periorbital לזעזע אותנו. הקל CS וארה"ב מופרדים פער זמני 250 msec ארוך. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

גיל = "1"> איור 2
איור 2:. ההכנה קבוע בראש, את הגדרת קבועה ראש למיזוג מצמוץ מקרי עם צילינדר, ממריץ זיף, ואת מחבר הצביעו B, ממריץ זיף עם הינע כיפוף דו שכבתי מסרק המצוין.. C, המחבר עם החלקים הבודדים הצביע: נעילת בורג, רצועת 7-החור, החוטים המולחמים לשקעים אפוקסי לשמר את החוטים, כנפי מרת טרנזיסטור בסגנון TO-220 D, כיסוי הראש עם הפרט. חלקים הצביעו: רצועת 7-חור, סיכות, ואת החוטים מולחמים לפינים, כולל חוט הקרקע נירוסטה ללא ציפוי, וההלם הפרט וחוטי נירוסטה EMG, עם 0.2 ס"מ של ציפוי polyimide פשט סוף E. The, תצורה עבור כל חור ברצועת 7-חור עבור למחבר ואתכיסוי הראש. F, עכבר עם כיסוי ראש מושתל בניתוח. G, עכבר מושם על הגליל, מוכן לעבור הכשרה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3:. הקלטת הדוגמא EMG הקווים הכחולים להתוות את מצגת CS (250 msec הארוכה). הקווים האדומים להתוות את המצגת בארה"ב, אשר מציג את החפץ שנובע התחשמלות (100 msec). קל CS וארה"ב מופרדים על ידי מרווח של 250 msec גירוי חינם. בתוך מרווח גירוי-חינם זה היא פעילות EMG משרעת גבוהה (ביחס למצב בתחילת המחקר) אשר מתווה CR. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. </ A>

איור 4
איור 4:. דוגמא EMG והקלטות השתקפות אינפרא אדום אופטיות מקבילות הקלטת EMG היא בדיוק כמו מדויקת ככל חיישן השתקפות אינפרא אדום האופטי באיתור הופעת תגובה מותנית (קו כחול), חביון שיא תגובה (קו אדום), והתחלה בתגובת מצמוץ המקרית מותנה ( קו ורוד). נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5
איור 5:. עקבות ממוצעות ומצמצו בהעיניים בממוצע לתקן ועקבות משולבות של בתגובת המצמוץ המקרית לעכבר אחד מותנה (א) ועכבר אחד pseudoconditioned (B). זכר מייצג את הממוצעהתגובה של העכבר עבור כל המחקרים על מושב יחיד. החלק הכחול מייצג את התגובה במהלך מצגת זיף רטט CS. החלק האדום מייצג את התגובה בזמן הפסקת עקבות גירוי חינם. In A, ההלם ארה"ב נגרם חפץ כי הוא נוכח במהלך האזור האפור הכהה אחרי הפסקת העקבות. ב 'מראה את תגובות רטט הזיף CS בלבד. הצגת CS לבד וארה"ב שמשפטים בלבד היה pseudorandomized ב pseudoconditioning. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 6
. איור 6: היסטוגרמות של תגובת שיא טיימס היסטוגרמות של זמן שיא התגובה לכל מותנה (n = 8; סורגים כחולים) ו -8 pseudoconditioned (ברים אדומים) חיות לכל trials בכל ההפעלות (נתונים מעכבר אחד pseudoconditioned הוצאו כדי לאפשר השוואה ישירה של מספר התגובות בין קבוצות). ברים סגולים מציינים היכן החיות הממוזגות pseudoconditioned חופפים. בשעות שיא תגובה מחושבות בזמן השיא הגדול של הקלטת EMG לתקן ומשולב בין הופעת CS וארה"ב. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 7
איור 7: עקומות תגובה של בעלי חיים אלפו (n = 8; עקומות כחולות) ובעלי חי pseudoconditioned (n = 9; עקומות אדומות). A, אחוז ממוצעי תגובות מותנות מסתגל (SEM ±) לבעלי חיים ממוזגים pseudoconditioned מעל 10 אימונים. B, באזור פי ממוצע (± SEM) של CR עבור מותניתו pseudoconditioned חיות מעל 10 אימונים. C, אחוז ממוצעים תגובה אלפא (± SEM) לבעלי חיים ממוזגים pseudoconditioned מעל 10 אימונים. D, תגובות חביון קצר ממוצעים באחוזים (± SEM) עבור ממוזגים pseudoconditioned מעל 10 מפגשים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

מיזוג מצמוץ מקרי קלסי הוא צורה של למידה אסוציאטיבית כי הוא כלי שימושי להבנת התשתית העצבית הבסיסית למידה וזיכרון. שיטות קודמות מועסקות מיזוג מצמוץ מקרי במכרסמים כגון עכברים מעורבים בתא שאפשר את החיה לנוע בחופשיות. תכשיר קבוע ראש למיזוג מצמוץ מקרי בעכברים, באמצעות המנגנון שתואר על ידי Chettih et al. ו Heiney et al. והכי מנוצל לאחרונה מיזוג מצמוץ מקרי עקבות אור עורר סיגל ואח '. מציע מספר יתרונות, כגון מתן אפשרות בודאות נהלים ניסויים להתבצע במהלך מיזוג מצמוץ מקרי כי לא היה אפשרי או הוגבל בעבר (למשל, בתחום ההדמיה סידן שני הפוטונים vivo) 14-16. סוג זה של הכנה גם מקל על השימוש בטכניקות אחרות כגון אלקטרופיזיולוגיה in vivo עם מערכי tetrode. כמו עכברים כאילו נעשו distressed מהטלת מעצור, הכנה קבוע הראש הזה פותחה כדי לשמור את הראש מאובטח תוך הפחתת כמות הריסון הנדרשת. בעוד בתכשיר מאפשר עכברים ambulate על הליכון גלילי, אחרים גם אספו נתונים התנהגותיים בהצלחה מעכברים קבוע הראש על פלטפורמה יציבה 24.

יש, עם זאת, בנושאים מסוימים המתעוררים עם השימוש במערכת הגליל-קבוע הראש. דאגה אחת היא שכאשר בתחילה אחד מקומות עכבר מאומן על הגליל, זה אולי צריך קצת זמן כדי ללמוד לנוח, ללכת, או לרוץ על מכשיר הרומן. רוב העכברים ללמוד במהירות לנוח, ללכת, או לרוץ על הגליל בנוחות. שני מפגשי הרגלה לעזור להרגיל עכברים אל הצילינדר עד אמצע המושב השני, רוב העכברים חשים בנוח על הגליל. דאגה נוספת המתעוררת היא avulsion כיסוי הראש. יש כבר כמה בעיה עם זה בעבר במהלך אימונים ביום רב, אבל השימוש של ג הדבק lutingement יש להשתפר בעיות עם avulsion כיסוי ראש. השימוש בבטון דבק luting הביא 0 avulsions headpiece% מתוך יותר מ -50 ניתוחים מאז באמצעות טכניקה זו. עם שימוש נכון והתפשטות מספקת של המלט על הגולגולת, חוקרים צריכים להיתקל לא בעיה עם avulsion כיסוי הראש. לבסוף, על ידי הצגת CS במהלך פגישות הרגלה, ייתכנו כמה דאגה לגבי עכבה סמויה. ברור, עם זאת, כי העכברים היו מותנים בהצלחה (ראה איור 7). ראוי לציין, כי עוצמת רטט הזיף ניתן לשנות על ידי שינוי כמות מתח קבלתו רֵיאוֹסטָט. אם העכברים אינם מסוגלים ללמוד, והוולטאז יוגדל כדי לתמוך מיזוג מוצלח אגב הקטנת תגובות בהלה. חוקרים יכולים גם לשנות את סוג ארה"ב ההתחשמלות כי מועבר לבעל החיים. ההלם החשמלי בארה"ב יכול להיות חשמל דופק אחת הנמשך 100 msec כפי שדווח כאן. לחלופין, כמו המבודד דואר גירוי מנוצל בפרוטוקול זה הוא מסוגל לשדר פולסים biphasic, חוקרים יכולים גם להעסיק 120 רץ 6 זוגות דופקים biphasic 1 msec לכל דופק עבור התחשמלות יעילה גם בארה"ב.

Boele et al. הצביע על הסבירות כי "תגובות מותנות" מסוימות עשויות לנבוע בהלה (אלפא) תגובות CS או תגובות חביון קצרות (SLR) 25. תגובות אלפא נחשבות סגרי עפעף מהירים בתוך חביון 50 msec לאחר הופעת CS. עכברים בדרך כלל להשאיר את העיניים שלהם סגורות למשך המשפט, בעקבות תשובת אלפא זה. מצלמות דיגיטליות, ומצד שני, יש חביון של 50-70 msec מהופעת CS ובדרך כלל להתעורר רק לאחר כמה זיווגי CS-ארה"ב. ההשהיה הקצרה תחילה היא אלפא מצלמות SLR והעובדה מצלמות דיגיטליות יכולות להתעורר רק לאחר כמה זיווגי CS-ארה"ב מצביעה על כך שהם עשויים לא מונעים על ידי המעגלים בהיפוקמפוס-והמוח קטן. תצפיות אלו נבדקות על ידי Boele et al. Therefore להתחנן בפני השאלה האם CRs הרשום כאן נלמד תגובות. כפי שניתן לראות בתרשים 7C ולהראות 7D, לא תגובות אלפא ולא מצלמות דיגיטליות מהוות רוב CRs רשם, דבר המצביעות על כך CRs אדפטיבית מתווך על ידי המוח הקדמי ובמוח הקטן. היסטוגרמות באיור 6 אשר מראות חביון אל שיא תגובת מצמוץ המקרים הבא תחילת CS גם מציינות כי בעוד ניסויים מסוימים עשויים לכלול אלפא התחלה מוקדם או בתגובת חביון קצרה, עם ניסויים יותר אימונים, השיא של תגובת המצמוץ המקרית למעשה מתרחש מאוחר יותר קרוב התחילה בארה"ב, המציינת את הפיתוח של תגובות מותנות בעתו. כאמור, זיף גירוי ועוצמת הלם היו נחלש לרמה שלא היתה מבהילה או מרתיעה מדי, אבל נשאר יעיל בהפקת התגובות המותנות אדפטיבית. לבסוף, כמו איור 7 מראה, את גודל CR (נמדד כאזור תחתעקומה בתגובת לתקן ומשולב, כמו באיור 5) היא גדולה יותר בקבוצה המותנה בהשוואה לקבוצת pseudoconditioned פעם הקבוצה המותנה הגיעה קריטריון למידה של 60%, מסמל כי תוצרים אלו דורשים מספר מפגשים כדי ללמוד, שלא כמו מצלמות SLR אלפא תגובות.

Boele et al. גם ציין כי מדידות EMG, בעוד שיטה מדויקת של להבהב איתור בבעלי חיים גדולים כמו ארנבות, אינה מעשית כמו מכרסמים קטנים כגון עכברים 25. הם ממליצים על השימוש בטכניקת מדידת המרחק המגנטי (MDMT) כדי למנוע זיהוי של אותות חיוביים כוזבים כי הקלטת EMG עשויה להצביע. טכניקת MDMT, בעוד מרשה ברגישות שלה ואיכות זיהוי מצמוץ, גם מציגה את החסרון של צורך להרדים את החיה בכל יום של אימונים כדי לצרף את השבב 26. זה כשלעצמו עשוי לבלבל שיעורי למידה. אנו מוצאים כי אותות EMGרשמתי לנהלים המתוארים כאן מתקבלים בקלות, של רזולוציה גבוהה זמנית, אמינות יחסית קלה למדוד ולנתח.

איור 4 מראה אות EMG נציג גילוי מהבהב עם אות מתאימה חיישן אופטי רעיוני אינפרא אדום הממוקם קרוב לעין של העכבר במהלך אימון. קיים מתאם ברור להבהב איתור בין אות EMG ואת החיישן האופטי, המציין את הדיוק של זיהוי מצמוץ באמצעות קלטות EMG. יתרון של קלטות EMG הוא שהיא מאפשרת לפתרון הזמני הגדול. למרות ההחלטה היא מושפלת על ידי שילוב יותר מתמיד זמן 10 msec, אפשר גם לנתח את נתוני EMG גלם כדי לזהות פעילות כהרף עין. ספירת ספייק היא פרמטר אחד שעשוי לשמש כדי לזהות CRs 18. חסרון אחד עם קלטות EMG הוא כי אותות יהיו ללא ספק להיות מזוהם על ידי חפץ חשמל מאגף ההתחשמלות ארה"ב (ראה כלומר, אלה המתרחשים לפני תחילת ארה"ב. חסרון נוסף בהעסקת קלטות EMG הוא כי, השימוש בקריטריון הנוכחי לגילוי CR, בסיס רועש יכול להסתיר את מה שאחרת כבר זוהה כמו CR.

הכנת קבוע זו שתוארה כאן דומה לזו שהציגה Heiney et al. 15 יש, עם זאת, הבדלים ראויים לציון מסוימים מהמערכת האלגנטית שלהם. לדוגמה, השיטה המתוארת כאן להקלטת תגובות מצמוץ מקרי חוטים להציב subdermally מעל העין להקליט פעילות EMG. טכניקה זו מאפשרת להקלטות אמינות ויציבות של פעילות עפעף ובכך, תגובת המצמוץ המקרית. מיקום קיבעון תקין חוטים אלה מבטיחים הקלטות באיכות שנמשכות במשך שבועות לפחות, משך הניסוי. יתרון של שימוש חוטי EMG ולא גבוהמצלמת -Speed ​​כפי שמוצג Heiney et al. הוא כי קלטות EMG יש רזולוציה גבוהה זמנית מאוד, ואינן דורשות המיצוב היומי וכיול כי מצלמה דורש 15. המצלמה עושה זאת, מציעה נחישות ויזואלית ישירה של סגירת עפעף.

הבדל נוסף בין שתי המערכות הוא השיטה למסירת CS. ראש-קבוע הכנה העכבר המסוים הזה מנצל גירוי זיף כמו גירוי מותנה. התוצאות מראות כי עכברים ניתן להתנות ביעילות עם גירוי זיף כמו CS, בדיוק כמו ארנבות קבועות ראש יכולות להיות מותנות עם זיף רטט 27. Heiney et al. הפגינו גירוי של כרית זיף כמו CS יעיל על ידי הפניית משב אוויר חלש אל זיף כרית 15. למרות שתי הטכניקות להפגין מיזוג יעיל, הצבת מסרק מעל שפם שנבחרו ורוטט המסרק מאפשרת את היכולת לעורר whiske הפרטשורות r או אפילו שפם פרט. טכניקה זו נעשה שימוש במחקרים קודמים על מנת לאפשר לבעלי חיים לשמש מלאה שלהם (כלומר, בשורה זיף מגורה הושווה שורה של שפם unstimulated) 20.

לסיכום, הכנה קבועה ראש למיזוג מצמוץ מקרי-סימן זיף מאפשר פלטפורמה גולגולתי מאובטחת לביצוע טכניקות מתקדמות ניסויים שהיו עד כה בלתי אפשרית או קשה לבצע. גירוי זיף קל שמש גירוי המותנה וזעזוע חשמלי עדין שמש הגירוי הבלתי המותנה. תגובות מצמוץ מקריות נרשמו עם חוטים להציב subdermally מאחורי העפעף. למידה אמינה הודגמה בעכברים עם גירוי ישיר של שפם נבחר CS ו התחשמלות periorbital כמו בארה"ב, אין למידת ניכרת עכברים שקבלו מצגות אקראיות של CS וארה"ב. ההקלטות EMG סיפקה שאפשר לסמוך עליו relשיטה פשוטה atively להקלטת תגובות מצמוץ מקרי והתבוננות איך התגובות השתנו פני אימונים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

Acknowledgements

עבודה זו מומנה על ידי משרד ההגנה (W81XWH-13-01-0243) לבין המכון הלאומי לבריאות (R37 AG008796). אנו מודים אלן בייקר בחנות המכונה של אוניברסיטת נורת'ווסטרן לבניית מנגנון גליל-קבוע הראש. אנו מודים לד"ר Shoai האטורי על הנחייתו ב Matlab ו- Solidworks. אנו מודים לד"ר ג'ון כוח עבור תוכנת LabVIEW ששלטה הניסוי.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Exervo TeraNova Foam Roller 36" x 6"  Amazon B002ONUM0E For cylinder
Plexiglas Custom-made; 1 cm thick
Metal Rods (12.7 mm diameter) Custom-made
4-40 machine screw (.25 in. long) Amazon Supply B00F33Q8QO For cylinder
Classic Design Hair Comb Conair 93505WG-320 For whisker stimulation
2-Layer Rectangular Bending Actuator Piezo Systems T220-A4-303X  For whisker stimulation
Solder and Flux Kit Piezo Systems MSF-003-NI For whisker stimulation
Magnetic Base Thor Labs MB175 For whisker stimulation
Threaded rod for magnetic base Custom-made
Strips based on 221 series nylon strip connectors from Electronic Connector Corp. Custom-made, based on Weiss and Disterhoft, 2008
TO-220 Style Transistor Amazon Supply B0002ZPZYO  For connector; for the wings
Relia-Tac Sockets Electronic Connector Corp. 220-S02 For connector
Relia-Tac Pins Electronic Connector Corp. 220-P02 For headpiece
0-80 stainless steel machine screw (1 in. long) Amazon Supply B000FN68EE Locking Screw
0-80 stainless steel machine screw hex nut (5/32 in. thick) Amazon Supply B000N2TK7Y Locking Screw Head
Loctite Super Glue-Liquid Loctite 1365896 Cyanoacrylic glue; for the locking screw
Quick Setting Epoxy Ace Hardware 18613 For connector and whisker stimulation system
Ethernet Cable Wires Ethernet cable can be taken apart to use the individual wires for the connector
Polyimide coated stainless steel wires (2 in. long, .005 in. diameter) PlasticsOne 005sw/2.0 37365 S-S  For headpiece, EMG and shock wires
Stainless steel uncoated wire (.005 in. diameter) AM Systems 792800 For headpiece, ground wires
Tenma Variable Autotransformer Tenma 72-110 For the whisker stimulation; rheostat to adjust current to the bending actuator
Amplifier A-M Systems 1700 Amplifier for filtering and amplifying EMG signals
WPI A385R stimulus isolator World Precision Instruments 31405 For the electrical shock
Isothesia (Isoflurane) Henry Schein: Animal Health 50031 For surgery; anesthesia
Buprenex Injectable CIII Reckett Benckiser Pharmaceuticals Inc NDC 12496-0757-1 For surgery; analgesic
Akwa Tears: Lubricant Ophthalmic Ointment  Akorn NDC 17478-062-35 Artificial tear ointment to prevent dry eyes while under anesthesia
Povidine-Iodine Prep Pads PDI NDC 10819-3883-1 For surgery; antiseptic
Alcohol Prep Pads May be purchased from any standard pharmacy
Stainless steel surgical scalpel handles (no.3) Integra Miltex  4-7. For surgery
Stainless steel surgical scalpel blades Integra Miltex 4-310 or 4-315 For surgery; number 10 or 15 scalpel blade
3% Hydrogen Peroxide May be purchased from any standard pharmacy
Micro Clip Roboz RS-5459 For surgery, to hold back skin
00-90 stainless steel machine screw (0.0625 in. long) Amazon Supply B002SG89X4  For surgery, to wrap ground wire around
Professional Rotary Tool Walnut Hollow 29637 Hand drill for surgery, to drill holes in skull
Inverted Cone Burr Roboz RS-6282C-34 Inverted cone burr size 34; for surgery, to drill holes in skull
Engraving Cutter Drill Bit Dremel 106 Engraving cutter; 1.6 mm bit; for surgery, to drill holes in skull
C&B Metabond-Quick! Cement System "B" Quick Base Parkell S398 For surgery; adhesive luting cement system; important to prevent headpiece avulsion
C&B Metabond-Quick! Cement System Clear L-Powder Parkell S399 For surgery; adhesive luting cement system; important to prevent headpiece avulsion
C&B Metabond-Quick! Cement System "C" Universal TBB Catalyst 0.7 ml Parkell S371 For surgery; adhesive luting cement system; important to prevent headpiece avulsion
C&B Metabond-Quick! Cement System Ceramic Mixing Dish with temperature strip Parkell S387 For surgery; adhesive luting cement system; important to prevent headpiece avulsion
Swiss Tweezers, style #5 World Precision Instruments 504506 For surgery
Puritan Cotton-Tipped Applicators VWR International 10806-005  For surgery
Dental Caulk Grip Cement Kit Dentsply 675570 For surgery; dental cement

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Clark, R. E., Squire, L. R. Classical conditioning and brain systems: the role of awareness. Science. 280, (5360), 77-81 (1998).
  2. Thompson, R. F., Kim, J. J. Memory systems in the brain and localization of a memory. PNAS. 93, (24), 13438-13444 (1996).
  3. Solomon, P. R., Vander Schaaf, E. R., Thompson, R. F., Weisz, D. J. Hippocampus and trace conditioning of the rabbit's classically conditioned nictitating membrane response. Behav Neurosci. 100, (5), 729-744 (1986).
  4. Moyer, J. R., Deyo, R. A., Disterhoft, J. F. Hippocampectomy disrupts trace eye-blink conditioning in rabbits. Behav Neurosci. 104, (2), 243-252 (1990).
  5. Weiss, C., Bouwmeester, H., Power, J. M., Disterhoft, J. F. Hippocampal lesions prevent trace eyeblink conditioning in the freely moving rat. Behav Brain Res. 99, (2), 123-132 (1999).
  6. Weiss, C., Disterhoft, J. F. Exploring prefrontal cortical memory mechanisms with eyeblink conditioning. Behav Neurosci. 125, (3), 318-326 (2011).
  7. Aiba, A., et al. Deficient cerebellar long-term depression and impaired motor learning in mGluR1 mutant mice. Cell. 79, (2), 377-388 (1994).
  8. Skelton, R. W. Bilateral cerebellar lesions disrupt conditioned eyelid responses in unrestrained rats. Behav Neurosci. 102, (4), 586-590 (1988).
  9. Takehara, K., Kawahara, S., Takatsuki, K., Kirino, Y. Time-limited role of the hippocampus in the memory for trace eyeblink conditioning in mice. Brain Res. 951, (2), 183-190 (2002).
  10. Weiss, C., Disterhoft, J. F. Evoking blinks with natural stimulation and detecting them with a noninvasive optical device: A simple, inexpensive method for use with freely moving animals. J Neurosci Meth. 173, 108-113 (2008).
  11. Royer, S., et al. Control of timing, rate and bursts of hippocampal place cells by dendritic and somatic inhibition. Nature. 15, (5), 769-775 (2012).
  12. Goldey, G. J., et al. Removable cranial windows for long-term imaging in awake mice. Nature Protoc. 9, (11), 2515-2538 (2014).
  13. Lovett-Barron, M., et al. Dendritic inhibition in the hippocampus supports fear learning. Science. 343, (6173), 857-863 (2014).
  14. Chettih, S. N., McDougle, S. D., Ruffolo, L. I., Medina, J. F. Adaptive timing of motor output in the mouse: the role of movement oscillations in eyelid conditioning. Front in Integ Neurosci. 5, (72), (2011).
  15. Heiney, S. A., Wohl, M. P., Chettih, S. N., Ruffolo, L. I., Medina, J. F. Cerebellar-Dependent Expression of Motor Learning during Eyeblink Conditioning in Head-Fixed Mice. J Neurosci. 34, (45), 14845-14853 (2014).
  16. Siegel, J. J., et al. Trace Eyeblink Conditioning in Mice is Dependent upon the Dorsal Medial Prefrontal Cortex, Cerebellum, and Amygdala: Behavioral Characterization and Functional Circuity. eNeuro. (2015).
  17. Galvez, R., Weiss, C., Cua, S., Disterhoft, J. A novel method for precisely timed stimulation of mouse whiskers in a freely moving preparation: application for delivery of the conditioned stimulus in trace eyeblink conditioning. J Neurosci Meth. 177, (2), 434-439 (2009).
  18. Gruart, A., Sánchez-Campusano, R., Fernández-Guizán, A., Delgado-Garcìa, J. M. A Differential and Timed Contribution of Identified Hippocampal Synapses to Associative Learning in Mice. Cereb Cortex. (2014).
  19. Weiss, C., et al. Impaired Eyeblink Conditioning and Decreased Hippocampal Volume in PDAPP V717F Mice. Neurobiol Dis. 11, (3), 425-433 (2002).
  20. Galvez, R., Weiss, C., Weible, A. P., Disterhoft, J. F. Vibrissa-signaled eyeblink conditioning induces somatosensory cortical plasticity. J Neurosci. 26, (22), 6062-6068 (2006).
  21. Galvez, R., Weible, A. P., Disterhoft, J. F. Cortical barrel lesions impair whisker-CS trace eyeblink conditioning. Learn & Memory. 14, (1), 94-100 (2007).
  22. Johnson, K. R., Zheng, Q. Y., Erway, L. C. A Major Gene Affecting Age-Related Hearing Loss Is Common to at Least Ten Inbred Strains of Mice. Genomics. 70, (2), 171-180 (2000).
  23. Tseng, W., Guan, R., Disterhoft, J. F., Weiss, C. Trace eyeblink conditioning is hippocampally dependent in mice. Hippocampus. 14, (1), 58-65 (2004).
  24. Joachimsthaler, B., Brugger, D., Skodras, A., Schwarz, C. Spine loss in primary somatosensory cortex during trace eyeblink conditioning. J Neurosci. 35, (9), 3772-3781 (2015).
  25. Boele, H. J. Cerebellar and extracerebellar involvement in mouse eyeblink conditioning: the ACDC model. Front in Cell Neurosci. 3, (19), (2010).
  26. Koekkoek, S. K. E., Den Ouden, W. L., Perry, G., Highstein, S. M., De Zeeuw, C. I. Monitoring kinetic and frequency-domain properties of eyelid responses in mice with magnetic distance measurement technique. J Neurophysiol. 88, (4), 2124-2133 (2002).
  27. Ward, R. L., Flores, L. C., Disterhoft, J. F. Infragranular barrel cortex activity is enhanced with learning. J Neurophysiol. 108, (5), 1278-1287 (2012).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics