Whisker-signalisierte Eyeblink Klassische Konditionierung in Head-Fest Mäuse

1Department of Physiology, Northwestern University
Published 3/30/2016
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Behavior

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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).

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Abstract

Introduction

Eyeblink Anlage ist eine Form der Pawlowschen Konditionierung und ein Modellsystem für die neuronalen Mechanismen des assoziativen Lernens und des Gedächtnisses zu untersuchen. Es wurde in verschiedenen Arten, einschließlich Menschen, Kaninchen, Katzen, Ratten und Mäusen untersucht. Das Paradigma beinhaltet die Präsentation von zwei gepaarte Reize: ein neutrales konditionierten Reiz (CS, zB einen Ton, einen Lichtblitz oder Whisker Stimulation) und einen ausgeprägten unbedingten Reiz (US, zB ein Luftstoß auf das Auge, oder periorbitalen Schock). Die US entlockt einen unbedingten, reflexive eyeblink Reaktion (dh UR). Schließlich, nach mehreren Präsentationen des gekoppelten CS-US, lernt das Subjekt die CS mit den USA zu verbinden. Dieses Lernen manifestiert sich in Form einer konditionierte Reaktion (CR), ein von der CS ausgelöst eyeblink allein, die die Präsentation der US vorausgeht.

Eyeblink Anlage in der Spur Form enthält einen Stimulus freien Intervall von wenigen Stundenundred Millisekunden, die die CS und die USA (Abbildung 1) trennt. Trace Anlage ist eine Form der deklarativen Lernen , da es das Bewusstsein für die Stimulus Eventualitäten erfordert 1. Die zeitliche Lücke erfordert das Tier ein neuronales 'Spur' zu halten , der CS in forebrain Regionen wie dem Hippocampus , um für die USA und die CS 1-6 assoziiert werden. Zusammen mit den Vorderhirns Regionen ist Trace Anlage auch abhängig von dem Cerebellum 7.

Eyeblink Anlage ist daher ein nützliches Paradigma für die Untersuchung der zahlreichen Facetten des Gedächtnisses, einschließlich des Erwerbs, Konsolidierung und Abruf. Während eyeblink Anlage, eine Kontrollgruppe von Tieren mit ungepaarten Stimuli in zufälliger Reihenfolge präsentiert für pseudoconditioning oder sensibilisierte Reaktionen auf die CS zu testen, die durch US-Präsentation verursacht werden können, allein und nicht als CS-US-Verband gelernt.

Eine häufig verwendete Apparatus für die Untersuchung von eyeblink Anlage bei Nagern ist eine Kammer , in der die Nagetiere sind erlaubt 8-10 über frei während des Trainingsprozesses zu bewegen. Mit dieser Art von Vorrichtung wird ein Tether normalerweise an einem Kopfstück befestigt ist, die an das Nagetier Schädel befestigt ist. Der Haltegurt ermöglicht die Abgabe der US (und manchmal auch die CS) und für das Tier die Antwort auf diese Stimuli zu übertragen (dh die eyeblink response) 10. Das Fangband selbst kann basierend auf der Art von Stimuli modifiziert werden, geliefert und wie die eyeblink Antwort wird aufgezeichnet.

Der Grund für die "frei bewegen" tethered Mäuse für eyeblink Anlage ist, dass Mäuse gegen Zurückhaltung zu kämpfen. Obwohl andere Spezies Rückhalte zugänglicher sein kann, ist der Hauptvorteil von Mäusen in eyeblink Konditionierungsversuche mit, dass die Mehrzahl der verfügbaren genetisch veränderten Mutanten-Stämme Mausstämme sind. Zusätzlich zu kämpfen, komplett resTraint von Mäusen führt zu einer akuten Notlage. Ein Kopf-Fest Maus Vorbereitung, die Stress minimiert würde die physiologischen Informationen erhöhen, die während der eyeblink Anlage erhalten werden können. Zum Beispiel würde dieses System Imaging von kortikalen Neuronen ermöglichen , mit 2-Photonen Mikroskopie 11.

Head-feste Präparate wurden in früheren Experimenten zur optischen Abbildung des Kortex durch entfernbare kranialen Implantate in vivo elektrophysiologische Aufnahmen des Nagetier Gehirn mit Tetrode Arrays, Zwei-Photonen - Calcium - Bildgebung, und auch als Plattform für eyeblink Anlage in Mäusen 11 -16.

Im Kopf festen System, zuverlässige Stimulation und Aufnahmen werden ohne vollständige Zurückhaltung der Maus (Abbildung 2) gewährleistet. Ein Kopfstück, wie die in der frei beweglichen System verwendet wird, um die Maus des Schädels befestigt. Während des Trainings wird das Kopfstück an einem Verbinder befestigt, die an Stangen befestigt ist, überein zylindrisches Laufband, um die Rattenkopf (2A) zu stabilisieren. Der zylindrische Laufband kann die Maus bequem zur Ruhe, aber wenn die Maus dies wünscht, kann es auch zu laufen oder zu gehen. Mit der Verwendung dieses Systems, Mäuse mit einer whisker Vibration als CS und einer milden periorbital elektrischen Schlag als US (Figur 1) ausgebildet. Die USA wird über Drähte geliefert chirurgisch unter der Haut seitlich auf das Auge gelegt. Die CS ist über einen Kamm geliefert, die zu einer 2-Schicht rechteckigen Biegeaktor (2B) angebracht ist. Der Kamm und Biegeaktor werden dann einer Magnetbasis befestigt, die an der richtigen Position während des Trainings bewegt wird, und ist für eine optimale Abgabe für jedes einzelne Tier angepasst. Der Kamm ist so positioniert, um die ausgewählten Whisker spreizen. Während der Abgabe des CS, wird ein Signal an den Biegestellglied gesendet , die den Kamm und führt zu einer Vibration der Whisker 17 verdrängt.

16,18,19 verwendet. Der Grund, Whisker Stimulation wird in diesem experimentellen Paradigma für die CS gewählt ist die Abhängigkeit von murinen Tiere auf ihre Tasthaare für somatosensorischen Informationseingabe während der Exploration. Whisker Stimulation wurde eine zuverlässige und effektive CS - 20 gezeigt werden. Darüber hinaus die gut etablierte und organisierte Rindensubstrat des vibrissae System (dh der Barrel Cortex), Whisker Stimulation gegeben , wie die CS für die Abbildung kortikalen Veränderungen und Plastizität mit dem Lernen eyeblink Anlage 20,21 zugeordnet ist ein elegantes Werkzeug zur Verfügung stellt. Ein Kopf-Fest System ermöglicht die präzise Stimulation ausgewählter Whiskers Antworten zwischen stimulierten Neuronen und Neuronen empfangen Eingaben von nicht-stimulierten Whiskers zu vergleichen. Schließlich viele Stämme von Mäusen zeigen altersbedingten Hörverlust als relativ junge Erwachsene 16). Whisker Stimulation wird nicht durch eine dieser Komplikationen betroffen.

Präsentiert hier sind einzigartige und wichtige Änderungen auf andere kopffesten Vorbereitungen für eyeblink Anlage, einschließlich der Methoden für CS und US-Lieferung, und der Erwerb der eyeblink Antwort. Die Zuverlässigkeit dieser Geräte und die Ausbildung Paradigma in eyeblink Anlage wird durch Lernkurven von konditionierten Mäusen und einer relativ flachen Lernkurve von pseudoconditioned Kontrolltieren (7A) unter Beweis gestellt.

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Protocol

Alle Verfahren an Mäusen wurden in Übereinstimmung mit den Protokollen genehmigt von der Northwestern University Institutional Animal Care und Use Committee basierend auf Richtlinien des National Institute of Health ausgestellt durchgeführt.

1. Zylinder (2A)

  1. Konstruieren Sie den Zylinder , wie von Chettih et al. Und Heiney et al. Von einem langen Schaumstoffzylinder 14-15. Schneiden Sie ein 10 cm Länge des Zylinders und bohren der Mitte ein Loch durch die Achse passen, einen Metallstab 12,7 mm (0,5 in.) Im Durchmesser. Montieren Sie den Zylinder mit seiner Achse auf eine Metall optischen Steckbrett wie von Heiney et al. Oder einen anderen Träger (zB Plexiglas) 15.
  2. Aufrecht zwei vertikale Metallstangen von 12,7 mm Durchmesser auf jeder Seite des Zylinders.
  3. Befestigen Sie zwei rechtwinkligen Halterungen auf die Metallstangen.
  4. Befestigen Sie zwei weitere Stangen (5 cm lang, 12,7 mm Durchmesser) durch den rechten Winkel montiert. Bevel the Enden dieser Stäbe und deren Enden Niveau oberhalb der Mitte des Zylinders (Figur 2G).
  5. Bohren Sie ein Loch durch die nivelliert Enden der Stangen zwei 4-40 Maschinenschrauben zu passen , die die Flügel des Verbinders an Ort und Stelle (2G) halten wird.

2. Montage der Whisker-Stimulationssystem (2B)

  1. Schneiden Sie ein 10-Zahnsegment Kamm von einem normalen Haarkamm.
  2. Schneiden Sie einen Schlitz etwa 2-3 mm breit und etwa 5 mm tief auf den oberen Teil des Kamms eine 2-Schicht rechteckigen Biegeaktor zu akzeptieren.
  3. Verlöten eines Drahtes an jede Oberfläche des Biegewandlers. Verwenden Sie das Lot und Flussmittel durch den Hersteller zur Verfügung gestellt. Decken Sie den Antrieb und Lot mit Isolierband der Maus und der Benutzer aus dem elektrischen Strom zu schützen.
  4. Gleiten die Betätigungsleiste in den Schlitz in den Kamm schneiden, so dass der Biegebetätigungsleiste zur Ebene des Kamms sitzt senkrecht. Winkel der Kamm, so dass es bei 4 gekippt5 ° und mehr natürlich folgt der Kurve des Gesichts der Maus.
  5. Befestigen Sie das Ende des Betätigungsleiste an die Spitze des Kamms mit Schnelleinstellung Epoxid.
    Anmerkung: Die Drähte an den Biegebetätigungsleiste verlötet sollte auf einen Rheostat verbunden sein, die mit 40 Volt an das Stellglied liefert. Frühere Experimente haben gezeigt, dass 40 Volt für die Konditionierung wirksam ist, aber evozieren keine Schreckreaktionen.
  6. Platzieren Sie den Biegewandler und den Kamm auf einer beweglichen Halterung. Ein Pipettenhalter an einem Magnetfuß befestigt , wie sie normalerweise für in - vitro - Elektrophysiologie - Rigs verwendet funktioniert gut.

3. Montage der Stecker, der an Stangen über dem Zylinder Mounts (2C, 2E)

Hinweis: Der Stecker ist ein 3-D - 7-Loch - Streifen von der Amphenol 221 Serie Nylonband für die Haltegurt von Weiss und Disterhoft und Galvez et al modelliert gedruckt 10,17.

  1. Tippen Sie auf das erste Loch in dem Streifen für eine 0-80 x-1"Maschinenschraube. Dies wird als Verriegelungsschraube dienen dem Kopfstück mit dem Anschluss zu verankern. Affix eine 0-80 Mutter auf den Kopf der Verriegelungsschraube mit Cyanacryl- Klebstoff, um die Schraube mit der Hand zu erleichtern drehen.
  2. Lassen Sie ein Loch leer, nachdem die Gewindebohrung (um Platz für die 0-80 Maschinenmutter) und schieben fünf vergoldete relia-tac-Buchsen durch die verbleibenden fünf Löcher.
  3. Isolieren Sie die Beschichtung aus fünf langen Leitungen (Drähte aus einem Ethernet-Kabel erhalten) und löten an die Enden der Buchsen.
    Hinweis: Die ersten beiden Drähte verwendet werden, um die Elektromyographie (EMG) Signale aufzuzeichnen, die eine eyeblink Antwort nach Signalfilterung und Verstärkung von einem Verstärker erkennt. Der zweite beiden wird den Schock-Signal von einem Stimulus Isolator liefern. Der letzte Draht wird als Masseverbindung dienen. Diese Drähte werden an die Systeme für die zeitlich CS-US-Lieferung verwendet angeschlossen werden.
  4. Achten Sie darauf, die elektrische Verbindung zwischen den Drähten und den Sockel mit einem multiMeter. Setzen Sie das Multimeter auf die Kontinuität Einstellung und halten Sie eine der Sonden an den Stift und die andere Sonde auf die freiliegenden Enden des Drahtes. Die Stifte und die Drähte sind elektrisch verbunden, wenn der Widerstand gering ist und das Multimeter sendet einen Ton.
    1. Alternativ, wenn das Multimeter messen keine Kontinuität Einstellung, um den Widerstand zwischen den Stiften und den Drähten. Es gibt eine elektrische Kontinuität, wenn es sehr wenig Widerstand gemessen.
  5. Bereiten Sie die Flügel des Verbinders von zwei TO-220-Stil-Transistoren. Schneiden die Emitter-, Basis- und Kollektor-Anschlüsse des Transistors ab und das Oberflächenniveau, so kann es an dem Verbinder befestigt werden.
  6. Schneiden Sie den Rand der Befestigungslasche um das Loch zu durchbrechen, so dass die Lasche unter dem Kopf der Schraube rutschen kann.
  7. Epoxy die Transistoren an den Anschluss. Das Loch in der Befestigungslasche verwendet werden, um den Verbinder an die Stäbe über dem Zylinder zu befestigen.
  8. Anwenden epoxy an der Basis der Drähte protruding von den Buchsen und lassen Sie das Epoxy zu trocknen. Das Epoxid wird isolieren und die Anschlüsse zu schützen.

4. Vorbereiten der Kopfstück (2D, 2E)

Hinweis: Der Kopfteil Streifen ist ein 3-D - 7-Loch - Streifen von der Amphenol 221 Serie Nylonband für die Kopfbedeckung von Weiss und Disterhoft und Galvez et al 10,17 verwendet modelliert gedruckt.. Dieses Stück wird nicht mehr kommerziell hergestellt. Der Drucker-Datei kann aus dieser Zeitschrift-Website heruntergeladen werden.

  1. Tippen Sie auf das erste Loch in dem Streifen für eine 0-80 x 1 "Maschinenschraube und lassen ein Loch leer nach dem ersten Loch.
  2. Push fünf vergoldete Stifte durch den Boden der verbleibenden fünf Bohrungen (durch die schmaleren Enden). Verwenden Sie einen Schraubstock gleichmäßig Schieben Sie die Stifte in den Streifen zu erleichtern.
  3. Mit Hilfe eines thermischen Tripper, entfernen Sie etwa 0,5 cm von Polyimidbeschichtung über das Ende eines Edelstahldraht (0,005 in. Durchmesser), löten das abisolierte Ende des wire zur Eröffnung einer der Stifte und den Draht zu 0,6-0,7 cm geschnitten.
  4. Isolieren Sie etwa 0,2 cm vom Ende des Drahtes, damit Strom an das Tier zu übergeben.
  5. Wiederholen Sie die Schritte 4,3-4,4 für die restlichen drei Drähte.
    Hinweis: Die ersten zwei Drähte aufnehmen EMG-Antworten, während die zweite beiden wird dazu dienen, einen Schlag auf das Tier zu liefern.
  6. Als der letzte (fünfte) Draht als Erdungskabel dienen wird, schneiden Sie etwa 5 cm von unbeschichteten Edelstahldraht (0,005 in. Durchmesser) und Lot auf die verbleibenden Stift.
  7. Die Kontinuität zwischen den Drähten und den Stiften mit einem Multimeter. (Im Falle des Erdungsdrahts, der unbeschichtet ist, kann die Multimeter-Sonde entlang des Drahtes überall platziert werden.)

5. Chirurgische Vorbereitung (2F)

  1. Sterilisieren alle chirurgischen Werkzeugen, einschließlich der Kopfbedeckung. Sterilisieren das Kopfstück, indem sie es in Alkohol tränken und dann mit steriler Kochsalzlösung gespült werden.
  2. Anesthetize die Maus in einer Induktionskammer mit 3-4% vaporized Isofluran mit einer Flussrate von 1-2 Liter Sauerstoff pro Minute gemischt.
  3. Festzustellen, dass das Tier mit einer Zehe Prise voll narkotisierten ist. Die Maus ist vollständig betäubten, wenn es nicht reflexartig auf die Zehe Prise reagiert.
  4. Sobald das Tier vollständig betäubt wurde, injizieren als Analgetikum eine Dosis von Buprenorphin-Hydrochlorid (0,05-2 mg / kg, sc), rasieren die Spitze der den Kopf des Tieres, legen Sie es auf einer überdachten Heizkissen auf der Basis des Stereotaxierahmen festzustellen, dass das Tier vollständig betäubt, und sichern Sie den Kopf auf den Rahmen. Aufrechterhaltung Fluss verdampft Isofluran an das Tier, mit einer Flussrate von 1-2 Liter Sauerstoff pro Minute bis 2% umgeschaltet wird. Eine kleine Menge von Augensalbe auf die Cornea.
  5. Desinfizieren Sie die Kopfhaut mit PVP-Jod und Alkohol drei Mal jeweils zwischen den beiden abwechselnd.
  6. Mit einer Reihe 10 oder 15 Skalpellklinge, stellen einen Schnitt entlang der Mittellinie der Kopfhaut, den Schädel von der Vorderseite des t Belichtungser die Augen hinter der interparietal Knochen (~ 1,5-2 cm).
  7. Halten Sie die Klappen der Haut mit Mikro Clips zurück. Setzen Sie einen Clip über dem Auge, eine entlang der Mitte des rostral-kaudale Achse, und eine an der Rückseite des Schädels auf bilateraler Ebene (dh verwenden sechs Clips in allen). Um Kopfstück avulsion zu verhindern, freizulegen, wie viel des Schädels wie möglich, einschließlich der Seiten und der Rückseite. Dadurch wird die Oberfläche für die Aufbringung des Klebstoffs Befestigungszement erhöhen.
  8. Mit dem Skalpell, kratzen an der Oberseite des Schädels das Periost zu entfernen und eine saubere und trockene Arbeitsfläche zu gewährleisten. Reinigen Sie die Oberseite des Schädels mit 3% Wasserstoffperoxid dreimal.
  9. Bohren Sie zwei Löcher in den Schädel mit einer Größe 34 umgekehrten Kegel Grat oder ein 1,6 mm Gravur Meißelbohrer zu akzeptieren 00-90 Schrauben (0,0625 in. Lang). Die Schrauben werden die elektrische Masseverbindung bereitzustellen. Legen Sie ein Loch vor Bregma, und die andere vor Lambda, links von der Mittellinie, wenn Konditionierung der right Auge. Legen Sie eine Schraube in jedes Loch. Senken Sie die Schraube 0,28 mm in den Schädel für jede volle Umdrehung; zwei volle Umdrehungen ausreichend.
  10. Erstellen Sie mehrere kleine Einschläge von etwa 0,75 mm Durchmesser auf dem Schädel, um die Oberfläche und Griffstärke für den Zement zu erhöhen.
  11. Nehmen Sie das fertige Kopfstück und wickeln den Erdungsdraht in einer Acht-Konfiguration um die beiden Schrauben. Lassen Sie etwas Spielraum (~ 1,5 cm zwischen dem Kopfstück und der Schraube) in der Masseleitung, so dass das Kopfstück später richtig positioniert werden.
    Hinweis: Die Zahl acht in der Regel sorgt für eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Draht und den Erdungsschrauben. Der Draht kann auch auf die Schraube gelötet werden, um eine elektrische Verbindung zu gewährleisten.
  12. Den Kleber Befestigungszement. Folgen Sie den Anweisungen des Herstellers zum Mischen des Klebstoff-Befestigungszement oder mischen 4 Kugeln L-Pulvermischung, 8 Tropfen der Basis, und 2 Tropfen des Katalysators in einem kalten Keramikmischschale (sicherzustellen, um die Temperatur Streifen on die Mischschale ist komplett schwarz.) Die Kälte verlängert die Zeit des Zements.
    1. Mantel der Schädel und die Schrauben zügig mit dem Befestigungszement und lassen Sie den Zement zu trocknen. Dies sollte nur ein paar Minuten dauern.
  13. Nachdem der Zement getrocknet ist, positionieren Sie vertikal das Kopfstück, wobei die Stifte stehend, über dem Schädel. Halten Sie das Kopfstück an Ort und Stelle mit einem Halter ähnlich dem Stecker
    Hinweis: Siehe "3. Montage des Connector" braucht -Der Halter nur sein, ein Fünf-Loch-Streifen mit vergoldeten Buchsen, um die Stifte des Kopfstücks zu erhalten. Der Halter ist mit einem Arm auf dem stereotaktischen Rahmen befestigt. Die Verwendung des Halters und des Arms erleichtert die Positionierung des Kopfstücks und der Drähte.
  14. Nachdem das Kopfstück positioniert ist, ziehen Sie die Haut um den Periorbitalbereichs und positionieren die beiden Stoßdrähte die 0,2 cm Ende unter der Haut zur Ruhe abgestreift zu ermöglichen zurück und ca. 2-4 mm direkt kaudal der eye. Nicht die Enden der beiden Drähte ermöglichen, einander zu berühren. Positionieren Sie die beiden EMG Drähte auf der Muscularis orbicularis oculi oberhalb der Augenhöhle.
    1. Wenn nötig, schneiden Sie die Enden der Drähte ab, wenn sie zu lang sind und scheinen, als ob sie direkt in die Umlaufbahn und führen zu einer Infektion verkratzen. Wenn das Schneiden der Enden des Drahtes ab, sicherzustellen, dass es genug blanken Draht ausgesetzt ist. Alternativ kann, wenn die Drähte zu lang erscheinen, biegen Sie den Draht wieder an der Basis, wo sie aus dem Kopfstück erstrecken.
    2. Zementieren Sie die Basis der Drähte (dh das Ende in der Nähe des Kopfstücks) an Ort und Stelle auf dem Schädel mit einem kleinen Ausbreitung des adhäsiven Befestigungszement und trocknen lassen (Verwendung Hälfte des Abschnitts weiter oben beschrieben).
  15. Entfernen Sie die Mikro-Clips und falten sanft die Hautlappen wieder über den Zement. Lassen Sie die Haut auf natürliche Weise zu regeln Spannung zu verhindern , auf einen Teil der Haut , um eine Verzerrung des Augenlids zu vermeiden, Verhinderung der eyeblink Antwort,und Qualen des Tieres.
  16. Verschließen Sie den exponierten Bereich mit Zahnzement und deckt alles von der eingeschnittenen Haut an den Rand der Oberseite des Kopfteils mit Zement. Seien Sie besonders vorsichtig auf die Augen oder die Stifte des Aufsatzes tropft Zement zu vermeiden. Teilweise ausgehärteten Zement kann mit einem Wattestäbchen geglättet und manipuliert werden, die mit Zahnzement Lösungsmittel getränkt wird. Lassen Sie den Zement vollständig trocknen, bevor Sie den Überträger Halter zu entfernen.
  17. Lassen Sie das Tier aus der Narkose auf einer erwärmten Oberfläche zu erholen, bevor das Tier wieder in seinem Käfig zu ersetzen. Verabreichen Metacam (1 mg / kg, SQ) und legen Sie dann das Tier zurück in seinen Käfig.
  18. Lassen Sie das Tier 5-7 Tage der Erholung vor der Prüfung oder Training. Pflegen Standard postoperative Pflege für das Tier entsprechend Ihrer Einrichtung Richtlinien. Das Tier sollte mindestens einmal pro Tag geprüft werden, nachdem er sich von der Operation erholt hat. Achten Sie auf Anzeichen von schlechter Ernährung und / oder Trinken und lustlos Verhalten. Wenn der Schmerzalle 24 h (gleiche Dosis wie am Ende der postoperativen) vermutet wird, bieten Metacam bis gelindert. Lidocain kann lokal auf die Wunde aufgebracht werden, wenn das Tier kratzt oder zeigt Anzeichen von Unwohlsein.

6. Wenn Sie den Mauszeiger auf dem Zylinder und Training (2G)

  1. Um die Maus auf den Zylinder legen, begrenze die Maus mit einer Hand kurz, indem sie durch den Schwanz mit einer Hand festhalten und dann die Maus mit Zeigefinger und Daumen mit dem anderen hinter den Schultern zu erfassen. Wickeln Sie die restlichen Finger um die Maus Bauch und Oberkörper.
  2. Mit der Hand die Maus nicht zurückzuhalten, befestigen Sie den Stecker mit dem Kopfstück auf den Kopf des Maus und drehen Sie die Verschlussschraube.
  3. Platzieren Sie die Maus sanft auf den Zylinder und halten es fest, während Sie den Stecker am Rahmen zu befestigen. Verwenden Sie die beiden Schrauben, um den Anschluss an die Stäbe über dem Zylinder zu befestigen.
  4. Sobald der Verbinder mit dem Zylinderrahmen gesichert ist, release der Halt an der Maus. Geben Sie der Maus einen Tag zwei Sitzungen der Gewöhnung an den Zylinder. Lassen Sie jede Gewöhnung Sitzung die gleiche Dauer wie jeder Anlage Sitzung.
    1. Nehmen Sie spontane Blinkrate während Gewöhnung und Pre-setzen die Mäuse auf die Whisker Vibration CS, um das Auftreten von Schreckreaktionen zu minimieren. Tragen Sie die CS als während einer tatsächlichen Anlage Sitzung, aber ohne die USA einen elektrischen Schlag.
    2. Tragen Sie die Whisker Stimulation CS durch das Piezo-System nahe legen (ca. 0,5 cm) auf die konditionierte Seite (die rechte Seite) der Maus, während die Zähne des Kamms über die einzelnen Whiskers rutscht. Sicherzustellen, dass die gleichen whiskers Tag zu Tag stimuliert werden durch das Piezo-System in der gleichen Position von Tag zu Tag legen.
  5. Beginnen Sie mit der Maus auf die klassische Konditionierung zu trainieren. Geben Sie zwei Sitzungen Training pro Tag für fünf Tage. Lassen Sie etwa zwei Stunden zwischen jeder Trainingseinheit.
    1. Zum konditionierten Gruppe, deliver dreißig Studien pro Sitzung von einem 250 ms langen Whisker Vibration CS (60 Hz) mit einem 100 ms langen elektrischen Impuls gepaart US (0,3 mA - 3 mA, von einem WPI A385R Stimulus Isolator geliefert). Trennen Sie die CS und die USA mit einem 250 ms langen Stimulus freien Hinlaufintervalls die Aufgabe abhängig von dem Hippocampus (Abbildung 1) 23 zu machen.
    2. Stellen Sie die Intensität des elektrischen Schlags für jedes Tier, so daß ein Blink evoziert wird. Separate Versuche mit einem zufälligen intertrial Intervall von 30-60 sec (durchschnittlich 45 sec, Gesamtdauer von 30 Minuten pro Sitzung.)
    3. Geben Sie dreißig ungepaarten CS allein und US allein Versuche jeweils (für insgesamt sechzig Studien) zur pseudoconditioned Gruppe, die gleichen Stimulationsparameter verwendet wie für die konditionierte Gruppe angegeben. Stellen Sie sicher, dass das allein CS und US allein Versuche solche pseudorandomized sind, dass kein Reiz mehr als zweimal in Folge präsentiert wird. Trennen Sie die Studie mit einem durchschnittlichen intertrial Intervall von 22,5 sec.
  6. DeLeber Hintergrundgeräusch bei 65 dB im gesamten Gewöhnung und Ausbildung, um durch die Whisker-Stimulator erzeugt keine Geräusche von der Schwingung zu maskieren.

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Representative Results

8-10 Wochen alte männliche C57Bl6 / J-Mäuse wurden auf Spur eyeblink Anlage auf dem Kopf fixierten zylindrischen Laufbandvorrichtung ausgebildet. 8 Mäuse wurden mit gepaart CS-US-Präsentationen geschult (konditioniert Gruppe) und 9 Mäuse wurden mit ungepaarten CS und US-Präsentationen (pseudoconditioned Gruppe) ausgebildet.

Beispiel EMG Aufnahmen eines konditionierten Antwort von einem konditionierten Maus sind in den 3 und 4 gezeigt. EMG Aufnahmen für jeden Versuch wurden gleichgerichtet und mit einer 10 msec Zeitkonstante integriert. 5 zeigt die gleichgerichtete und integrierte EMG Reaktion Spuren in allen Studien für jede von 10 Sitzungen gemittelt sowohl für einen konditionierten (A) und einem pseudoconditioned (B) Maus. Die Entwicklung von konditioniertem Antworten können in 5A zu sehen ist, mit Antworten größer ist näher an dem Beginn der US bekommen. Diese Entwicklung ist ich nicht gesehenn die Antworten in 5B pseudoconditioned.

Die Entwicklung von gut getimten und somit gut gelernt konditionierten Reaktionen können auch in Abbildung 6 zu sehen. Figur 6 zeigt die Histogramme der Zeit auf dem Höhepunkt der Reaktion nach CS Beginn. Es ist ein erster Höhepunkt in der Kurve zwischen 0 bis 150 ms nach CS Beginn. Dieser anfängliche Spitze kann bereits in der Sitzung 1. Mit mehr Training zu sehen ist, gibt es die Entwicklung einer zweiten Spitze in der Kurve zwischen 400-500 ms unter den konditionierten Tieren, was auf die Entwicklung besserer getimten konditionierten Antworten.

7A zeigt die gemittelten Prozent adaptive konditionierten Antworten von konditionierten und pseudoconditioned Mäuse aufgezeichnet. Adaptive konditionierten Antworten werden als signifikante Aktivität haben, die gegenwärtig mindestens 20 ms bef istore US Beginn (dh mindestens 4 SD größer als die mittlere Aktivität , die 250 msec vor CS onset). In den Schulungen, bedingt Mäuse zeigten schrittweise Erlernen der Konditionierung von mit jeder Trainingseinheit mehr konditionierten adaptive Reaktionen aufweisen , so dass konditionierte Mäuse deutlich mehr adaptive konditionierten Antworten als pseudoconditioned Mäuse zeigten (Gruppen, F (1,15) = 20.62, p <0,0005; Sitzungen, F (1,9) = 9,987, p <0,0001; Gruppen * Sitzungen, F (1,9) = 5,977, p <0,0001). Beachten Sie, dass die pseudoconditioned Gruppe typischerweise pseudo CRs auf weniger als 20% der Studien zeigten.

7B zeigt die gemittelte konditionierte Reaktion Fläche (die Fläche unter der Kurve des gleichgerichteten und integrierten EMG response) für beide konditioniert und pseudoconditioned Mäuse über die zehn Trainingseinheiten. Geplante Vergleiche mit ANOVA mit wiederholten Messungen über die last vier Sitzungen (dh Sitzungen 7-10, sobald die konditionierte Gruppe ein Lernkriterium von 60% CR erreicht hatte) zeigen einen signifikanten Haupteffekt der Gruppe, was darauf hinweist , dass der Bereich CR war größer in der konditionierten - Gruppe als in pseudoconditioned Gruppe Post Lernen Kriterium (Gruppen, F (1,14) = 5,733, p <.05; Sitzung, F (1,3) = 0,486, ns; Gruppen * Sitzung, F (1,3) = 0,432, ns).

7C zeigt die gemittelten Prozent alpha (Schreckhaftigkeit) Antworten von den konditionierten und pseudoconditioned Mäuse aufgezeichnet. Alpha Antworten sind Aktivität innerhalb von 50 ms von CS Beginn, die über dem mittleren HbA Aktivität mindestens 4SD waren. In den Trainingseinheiten, konditioniert und pseudoconditioned Mäuse typischerweise alpha Antworten auf weniger als 25% der Studien zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den konditionierten und pseudoconditioned Mäuse (Gruppen, F (1,15) = 2,502, ns). the repeated measures ANOVA haben, zeigen jedoch eine signifikante Interaktion von Gruppen und Sitzungen aufgrund der Abnahme in pseudoconditioned Antworten und die Aufrechterhaltung der alpha - Antworten bei etwa 25% für konditionierte Mäuse (Gruppen * Sitzungen, F (1,9) = 2,074, p <.05). Der Anstieg der Alpha-Reaktionen während Sitzung 10 ist wahrscheinlich auf Grund der kurzen Ausbruch Latenz des gut entwickelten CR.

7D zeigt die gemittelten Prozent kurze Latenz Reaktion von beiden Gruppen von Mäusen aufgezeichnet. Kurze Latenz Antworten reflektiert Aktivität zwischen 50-70 ms nach CS Beginn die 4SD über dem mittleren HbA Aktivität war. Eine wiederholte ANOVA - Messungen ergaben , dass konditionierten Tiere mehr kurze Latenz Antworten als pseudoconditioned Tiere in den zehn Trainingseinheiten (Gruppen, F (1,15) zeigte = 5,377, p <.05; Sitzung, F (1,9) = 3,920, p <0,0005; Gruppen * Sitzung, F (1,9) = 3,158, p <.005). Tsein kann einen früheren Beginn der Zeit des CR reflektieren, wie die konditionierte Gruppe größer CRs mit jeder Trainingseinheit ausgestellt.

Abbildung 1
Abb . 1: Die Trace Eyeblink Anlage Paradigm In Spur eyeblink Anlage, ein harmloses konditionierten Reiz (CS) mit einem leicht schädlichen unbedingter Reiz gepaart (US) bedeutete eine eyeblink Antwort zu induzieren. Die CS und US sind durch einen Reiz freien zeitlichen Zwischenraum getrennt, so dass die Paradigma Hippocampus-abhängigen 23. In dem Paradigma hier beschrieben, eine 250 ms lange Whisker Vibration CS ist mit einem 100 ms langen periorbitalen Schock US gepaart. Die CS und US durch einen 250 ms langen zeitlichen Zwischenraum getrennt sind. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.


Abbildung 2:. Die Head-Fest Vorbereitung A, Der Kopf fest Set-up für eyeblink Anlage mit dem Zylinder, der Whisker - Stimulator und dem Stecker angegeben B, der Whiskers Stimulator mit dem Zweischicht - Biegewandler und Kamm angezeigt.. C, der Stecker mit den Einzelteilen angegeben: Schraubensicherung, die 7-Loch - Streifen, die gelöteten Drähten an die Buchsen und Epoxy , die Drähte zu erhalten, die umgewandelt Flügel von einem TO-220 - Stil Transistor D, das Kopfstück mit dem Individuum. Teile gekennzeichnet: die 7-Loch - Streifen, die Stifte, und die Drähte in die Stifte gelötet, einschließlich der unbeschichteten Edelstahlerdungsdraht und die einzelnen Schock und EMG Edelstahldrähte, mit 0,2 cm von Polyimidbeschichtung das Ende abgezogen E. die Konfiguration für jedes Loch in der 7-Lochstreifen sowohl für den Stecker und dieKopfschmuck. F, Eine Maus mit einem chirurgisch implantierten Kopfbedeckung. G, Eine Maus auf dem Zylinder angeordnet ist, bereit , geschult werden. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3:. Beispiel EMG - Aufzeichnung Die blauen Linien umreißen die CS - Präsentation (250 ms lang). Die roten Linien beschreiben die US-Präsentation, die das Artefakt zeigt, die von dem elektrischen Schlag kommt (100 ms). Die CS und US sind durch eine 250-ms Stimulus freies Intervall getrennt. Innerhalb dieser Stimulus freien Intervall höhere Amplitude EMG - Aktivität (bezogen auf den Ausgangswert) ist , die eine CR abgrenzt. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen. </ A>

Abbildung 4
Abbildung 4:. Beispiel EMG und entsprechende optische Infrarot - Reflexions - Aufnahmen Die EMG - Aufzeichnung ist nur so genau wie die optische Infrarot - Reflexions - Sensor bei der Erkennung konditionierte Reaktion Beginn (blaue Linie), Latenz Antwort Peak (rote Linie), und unkonditionierten eyeblink Antwort Beginn ( rosa Linie). Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 5
Abb . 5: Gemittelte Eyeblink Traces Gemittelte gleichgerichtete und integrierte Spuren der eyeblink Antwort für eine konditionierte Maus (A) und eine pseudoconditioned Maus (B). Jede Spur stellt den DurchschnittReaktion der Maus für alle Versuche über eine einzige Sitzung. Der blaue Abschnitt repräsentiert die Antwort während der Whisker-Vibration CS-Präsentation. Der rote Bereich stellt die Reaktion während der Stimulus freien Spur-Intervall. In A, induziert der Schock USA ein Artefakt , das während der dunkelgrauen Bereich nach dem Spur - Intervall vorhanden ist. B zeigt die Antworten auf die Whisker Schwingung nur CS. Präsentation von CS allein und US allein Studien wurde in pseudoconditioning pseudorandomized. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 6
. Abbildung 6: Histogramme des Response - Spitzenzeiten Histogramme der Zeit , um die Antwort Peak für alle Anlage (n = 8; blaue Balken) und 8 pseudoconditioned (rote Balken) Tiere für alle trrialien in allen Sitzungen (Daten von einem pseudoconditioned Maus wurde ein direkter Vergleich der Anzahl der Antworten zwischen den Gruppen zu ermöglichen, ausgeschlossen). Lila Balken zeigen, wo die konditionierten und pseudoconditioned Tiere überlappen. Antwort Spitzenzeiten wie zur Zeit der größten Spitze des berichtigten und integrierte EMG - Aufzeichnung zwischen CS und US Beginn berechnet werden. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

7
Abbildung 7: Ansprechkurven konditionierten Tiere (n = 8; blaue Kurven) und pseudoconditioned Tiere (n = 9; rote Kurven). A, Prozent Gemittelt Adaptive bedingter Reaktionen (± SEM) für konditionierte und pseudoconditioned Tiere über 10 Trainingseinheiten. B, Gemittelt Bereich (± SEM) der CR für konditionierteund pseudoconditioned Tiere über 10 Trainingseinheiten. C, Prozent Gemittelt Alpha Response (± SEM) für konditionierte und pseudoconditioned Tiere über 10 Trainingseinheiten. D, Prozent Gemittelt kurze Latenz Antworten (± SEM) für konditionierte und pseudoconditioned über 10 Sitzungen. Bitte klicken Sie hier eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Discussion

Klassische eyeblink Anlage ist eine Form des assoziativen Lernens, das ist ein nützliches Werkzeug für das Verständnis der neuronalen Substrate zugrunde liegenden Lernen und Gedächtnis. Frühere Verfahren zur eyeblink Anlage bei Nagetieren eingesetzt wie Mäuse eine Kammer beteiligt, die für das Tier erlaubt, sich frei zu bewegen. Ein Kopf-Fest Vorbereitung für eyeblink Anlage in Mäusen, wobei die Vorrichtung von Chettih beschriebenen et al. Und Heiney et al. Und zuletzt verwendeten in Licht-evozierte Spur eyeblink Anlage in Siegel et al. Bietet mehrere Vorteile, wie zum Beispiel unter Berücksichtigung bestimmter Verfahren und Experimente während eyeblink Anlage durchgeführt werden , die nicht möglich gewesen oder waren in der Vergangenheit (zB in vivo zwei-Photonen - Calcium imaging) 14-16 begrenzt. Diese Art der Herstellung ermöglicht auch die Verwendung anderer Techniken , wie beispielsweise in vivo Elektrophysiologie mit Tetrode Arrays. Als Mäuse erscheinen zu werden distressed von Zurückhaltung, wurde dieser kopffesten Vorbereitung entwickelt Köpfe sicher zu halten, während die Menge der Zurückhaltung erforderlich ist, verringert. Während dieser Vorbereitung Mäuse auf einem zylindrischen Laufband ambulate erlaubt, andere haben auch Verhaltensdaten von Kopf-fixierten Mäuse auf einer stabilen Plattform 24 erfolgreich gesammelt.

Es gibt jedoch bestimmte Probleme, die mit der Verwendung des kopffesten Zylindersystem entstehen. Eine Sorge ist, dass, wenn man stellt zunächst eine untrainierte Maus auf dem Zylinder, kann es einige Zeit brauchen, um Ruhe zu lernen, zu Fuß oder auf der neuen Vorrichtung laufen. Die meisten Mäuse schnell zur Ruhe lernen, zu Fuß oder bequem auf dem Zylinder laufen. Zwei Gewöhnungs Sitzungen helfen, die Mäuse auf den Zylinder und durch die Mitte der zweiten Sitzung daran zu gewöhnen, die meisten Mäuse sind bequem auf dem Zylinder. Ein weiteres Problem, das entsteht, ist Kopfstück Ausriss. Es hat sich in mehrtägigen Schulungen, aber die Verwendung des adhäsiven Befestigungs c einige Problem mit diesem in der Vergangenheitement hat Probleme mit der Kopfbedeckung Ausriss gelindert. Die Verwendung des Klebebefestigungszement ist seit Verwendung dieser Technik in 0% Kopfstück Ausrisse aus mehr als 50 Operationen geführt. Bei richtiger Anwendung und eine ausreichende Verbreitung des Zements auf dem Schädel, sollten Forscher kein Problem mit Kopfstück Ausriss begegnen. Schließlich wird durch die CS während Gewöhnung Sitzungen präsentiert, kann es einige Besorgnis über latente Hemmung sein. Es ist jedoch klar, dass die Mäuse erfolgreich (siehe Abbildung 7) konditioniert wurden. Beachten Sie, dass die Intensität der Whisker Schwingung kann durch Ändern der Höhe der Spannung durch den Rheostat geleitet wird modifiziert werden. Wenn die Mäuse nicht in der Lage sind, zu lernen, kann die Spannung erhöht werden, um erfolgreiche Anlage zu unterstützen, während auch Schreckreaktionen zu minimieren. Die Forscher können auch die Art des elektrischen Schlages US ändern, die an das Tier abgegeben wird. Der elektrische Schlag US kann ein einzelner elektrischer Puls dauernd 100 ms sein, wie hier berichtet. Alternativ kann, wie the Stimulus Isolator in diesem Protokoll verwendet wird, ist fähig zweiphasige Impulse zur Übertragung, Forscher auch US als auch 120 Hz 6 zweiphasige Impulspaare auf 1 ms pro Impuls für einen effektiven elektrischen Schlag einsetzen können.

Boele et al. Angegeben , die Wahrscheinlichkeit , dass bestimmte "konditionierte Antworten" von Startle (alpha) Antworten auf die CS oder kurze Latenz Antworten (SLR) 25 entstehen können. Alpha-Antworten werden als nach CS Beginn schnellen Augenlid Schließungen innerhalb einer 50 ms Latenz zu sein. Mäuse oft halten ihre Augen für die Dauer des Prozesses geschlossen, im Anschluss an diese Alpha-Reaktion. SLRs, auf der anderen Seite, haben eine Latenzzeit von 50-70 msec von CS Beginn und in der Regel nach wenigen CS-US-Paarungen entstehen. Die kurze Latenzzeit bis zum Einsetzen der beiden Alpha und SLRs und der Tatsache, dass SLRs nach nur wenigen CS-US-Paarungen entstehen können, zeigen an, dass sie wahrscheinlich nicht durch den Hippokampus-zerebelläre-Schaltung angetrieben. Diese Beobachtungen rezensiert von Boele et al. Tbetteln herefore die Frage, ob die CRs hier aufgezeichnet werden Antworten gelernt. Wie in Abbildung 7C und 7D zeigen, machen weder Alpha Antworten noch SLRs für eine Mehrheit der aufgenommenen CRs, was darauf hindeutet , dass die adaptive CRs durch die Vorderhirns und des Kleinhirns vermittelt werden. Die Histogramme in Abbildung 6 , die Latenz auf dem Höhepunkt der eyeblink Reaktion zeigen folgende CS Beginn zeigt auch , dass , während bestimmte Studien eine früh einsetzende alpha oder kurze Latenzantwort umfassen kann, mit mehr Ausbildung Studien, die Spitze der eyeblink Reaktion tatsächlich auftritt später und näher an den Beginn der USA, welche die Entwicklung von gut getimten konditionierten Antworten. Wie bereits erwähnt, wurden whisker Stimulation und Schockintensität auf einen Pegel gedämpft, der nicht überraschende oder übermäßig aversive war, blieb jedoch in der Herstellung adaptive konditionierten Reaktionen wirksam. Schließlich wird , wie 7B zeigt, die Größe des CR (als Fläche unter der gemesseneKurve in der gleichgerichteten und integrierten Reaktion, wie in Figur 5) ist in dem konditionierten Gruppe größer als bei der pseudoconditioned Gruppe einmal das konditionierte Gruppe ein Lernkriterium von 60% erreicht, was bedeutet , dass diese Antworten mehrere Sitzungen erfordern im Gegensatz SLRs und alpha zu lernen, Antworten.

Boele et al. Wies auch darauf hin , dass EMG - Messungen, während eine genaue Methode der Blinzelerkennung in größeren Tieren wie Kaninchen, sind nicht so praktisch in kleine Nagetiere wie Mäuse 25. Sie empfehlen die Verwendung der magnetischen Entfernungsmesstechnik (MDMT) die Detektion von falsch-positiven Signalen zu vermeiden, die EMG-Aufzeichnung anzeigen. Die MDMT Technik, während beeindruckend in seiner Empfindlichkeit und Qualität der Blinzelerkennung, stellt auch den Nachteil, dass das Tier jeden Tag der Ausbildung , um zu betäuben den Chip 26 zu befestigen. Das ist an sich kann das Lernen Raten verwechseln. Wir finden, dass die EMG-Signaleaufgezeichnet mit den hier beschriebenen Verfahren leicht erhalten, mit hoher zeitlicher Auflösung, zuverlässig und relativ einfach zu messen und zu analysieren.

Figur 4 zeigt ein repräsentatives EMG - Signal blinkt mit einem entsprechenden Signal von einem Infrarot - reflektierenden optischen Sensor angeordnet nahe an dem Auge des Maus Erfassen während des Trainings. Es gibt eine klare Korrelation Erkennung zwischen dem EMG-Signal und dem optischen Sensor in blinken, bezeichnet die Genauigkeit der Blinzelerkennung mit EMG-Aufnahmen. Ein Vorteil der EMG-Aufnahmen ist, dass es für die größte zeitliche Auflösung ermöglicht. Obwohl die Auflösung durch Integration über eine 10 ms Zeitkonstante abgebaut wird, kann man auch die Roh-EMG-Daten zu analysieren, um Lidschlag Aktivität erkennen. Spike Zählung ist ein Parameter, der verwendet werden kann CRs 18 zu erkennen. Ein Nachteil bei EMG-Aufnahmen ist, dass Signale werden zweifellos durch das elektrische Artefakt kontaminiert sein von der elektrischen Schlag kommen US (siehe heißt diejenigen , die vor auftreten , der US zu Beginn. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von EMG-Aufnahmen ist, dass das vorliegende Kriterium für die CR-Detektion, eine laute Basis kann verbergen, was sonst als CR erkannt worden sein.

Der kopffesten Zubereitung hier beschrieben ist ähnlich der presented by Heiney et al. 15. Es gibt jedoch einige bemerkenswerte Unterschiede von ihrer eleganten System. Beispielsweise das hier beschriebene Verfahren zum Aufzeichnen eyeblink Reaktionen sind Drähte subdermal über dem Auge plaziert EMG-Aktivität aufzuzeichnen. Diese Technik ermöglicht eine zuverlässige und stabile Aufzeichnungen von Augenlid Aktivität und damit des eyeblink Antwort. Die richtige Platzierung und Fixierung dieser Drähte sorgt für hochwertige Aufnahmen, die für mindestens zwei Wochen dauern, die Dauer des Experiments. Ein Vorteil der Verwendung EMG Drähte anstatt einer hohen-Gang - Kamera als von Heiney et al., dass EMG - Aufnahmen weisen eine extrem hohe Zeitauflösung und erfordern nicht die tägliche Positionierung und Kalibrierung , die eine Kamera 15 benötigt. Die Kamera lässt sich jedoch bieten direkte visuelle Bestimmung der Lidschluss.

Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Systemen ist die Methode für CS Lieferung. Diese besondere Kopf fixiert Maus Vorbereitung nutzt Whisker Stimulation als konditionierten Reiz. Die Ergebnisse zeigen , dass Mäuse effektiv mit Whisker Stimulation als CS konditioniert werden kann, ebenso wie kopffesten Kaninchen mit Whisker Vibration 27 konditioniert werden kann. Heiney et al. Zeigten die Stimulation des Whiskers pad als wirksame CS durch einen schwachen Luftstoß auf die Whisker Polster 15 zu lenken. Obwohl beide Techniken wirksam Anlage zu demonstrieren, einen Kamm über ausgewählte Whiskers platzieren und den Kamm schwing ermöglicht die Fähigkeit, individuelle WHISKE zu stimulierenr Zeilen oder sogar einzelne Barthaare. Diese Technik wurde in früheren Studien verwendet worden , damit für die Tiere als ihre eigene Kontrolle 20 (dh die stimulierte whisker Reihe wurde auf eine Reihe von nicht - stimulierten whiskers Vergleich) zu dienen.

Zusammengefasst ein kopffesten Vorbereitung für Whisker-signalisierte eyeblink Anlage ermöglicht eine gesicherte Schädel Plattform für fortschrittliche Techniken und Experimente durchführen, die bisher nicht oder nur schwer gewesen war, durchzuführen. Mild Whisker Stimulation wurde als bedingten Reiz verwendet und ein milder elektrischer Schlag wurde als unbedingter Reiz verwendet. Eyeblink Antworten wurden subkutan hinter dem Augenlid platziert mit Drähten aufgezeichnet. Zuverlässige Lernen wurde in Mäusen mit direkte Stimulation ausgewählter Whiskers als CS und periorbitalen elektrischen Schlag wie den USA gezeigt, und kein Lernen zeigte sich bei Mäusen, die zufällig Präsentationen der CS und den USA gegeben wurden. Die EMG-Aufnahmen vorgesehen, um eine zuverlässige und reltiv einfache Methode zur eyeblink Antworten Aufzeichnung und beobachten, wie die Antworten über Trainings verändert.

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Disclosures

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch das Department of Defense (W81XWH-13-01-0243) und die National Institutes of Health (R37 AG008796) gefördert. Wir danken Alan Baker in der Northwestern University Maschinenhalle für den Bau des kopffesten Zylindervorrichtung. Wir danken Dr. Shoai Hattori für seine Führung in MATLAB und Solidworks. Wir danken Dr. John Power für die LabView-Software, die das Experiment gesteuert.

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

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References

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