Eine objektive und reproduzierbare Test der olfaktorischen Lern- und Diskriminierung bei Mäusen
Summary
Hier trainieren wir Mäuse auf eine assoziative Lernaufgabe Geruch Diskriminierung zu testen. Dieses Protokoll ermöglicht auch Studien zu lernen-induzierten strukturellen Veränderungen im Gehirn.
Abstract
Geruchssinn ist die vorherrschende sensorische Modalität bei Mäusen und beeinflusst viele wichtige Verhaltensweisen, einschließlich der Nahrungssuche, Raubtier-Erkennung, Paarung und Elternschaft. Wichtig ist, können Mäuse zuordnen neue Gerüche mit bestimmten Verhaltensreaktionen Einblick in olfaktorische Schaltung Funktion trainiert werden. Dieses Protokoll beschreibt das Verfahren für die Ausbildung Mäuse auf ein Go/No-Go operant Lernaufgabe. Bei diesem Ansatz Mäuse sind auf Hunderten von automatisierten Tests täglich für 2 – 4 Wochen trainiert und können dann auf neuartige Go/No-Go Geruch Paare beurteilen olfaktorische Diskriminierung, oder verwendet werden, für Studien über wie Geruch lernen die Struktur oder Funktion des die olfaktorischen verändert getestet werden Stromkreis. Darüber hinaus bietet die Maus Riechkolben (OB) Integration von Erwachsenen geboren Neuronen. Interessanterweise erhöht olfaktorische lernen das Überleben und die synaptischen Verbindungen dieser Neuronen Erwachsenen geboren. Dieses Protokoll ist daher, kombinierbar mit anderen biochemischen, elektrophysiologischen und bildgebenden Techniken Lernende und Tätigkeit-abhängige Faktoren zu untersuchen, die neuronale überleben und Plastizität zu vermitteln.
Introduction
Die Maus OB, wo Geruch Informationen zuerst das zentrale Nervensystem (ZNS) eingibt, liefert ein hervorragendes Modell um Erfahrung-abhängige strukturelle Veränderungen zu untersuchen. OB Schaltungs integriert kontinuierlich Erwachsenen geboren Neuronen in einer Aktivität-abhängigen Weise. Erwachsenen geboren Neuron Vorstufen Teilen aus von Vorfahren, die die subventricular Zone angrenzend an der seitlichen Ventrikel1Linie. Bei der Migration in den OB, diese neuronalen Vorstufen überleben, zu unterscheiden, und integrieren Sie als hemmende Granulat Zellen oder Apoptose2zu unterziehen. Auswahl für das Schicksal der Zelle wird durch olfaktorische Aktivitäten, einschließlich der olfaktorischen lernen3,4,5,6beeinflusst. Nach der Integration treten lernen-induzierte Synaptische Veränderungen in Granulat Zellen während einer zweiwöchigen kritische Periode7,–8. Somit eignen sich Assays für olfaktorische lernen für die Prüfung wie Erfahrung-abhängigen Plastizität Einflüsse strukturelle und funktionelle Reorganisation einer ausgereiften Gehirn-Schaltung.
Dieses Protokoll bietet eine olfaktorische Ausbildungsansatz mithilfe einer operanten Konditionierung Paradigmas. In dieser Aufgabe sind Wasser entzogen Mäuse ausgebildet, um eine Testversion Timeout-Strafe ein Geruch (“Go” Geruch) mit einer Wasser-Belohnung und einen anderen Geruch (“No-Go” Geruch) zugeordnet. Mäuse-Fortschritt durch eine abgestufte Reihe von Ausbildungsphasen im Laufe von 2-4 Wochen. Wenn die Ausbildung abgeschlossen ist, Mäuse reagieren auf den Go oder No-Go Geruch mit diskreten, entsprechende Verhaltensweisen (Suche nach Wasser Belohnung auf Go Studien und nicht der Suche nach Wasser Belohnung über No-Go-Studien) (Abb. 1A). Nach der Ausbildung abgeschlossen, ist Mäuse können weiter mit chemisch ähnlichen Geruch Paare in Frage gestellt werden, um Diskriminierung zu testen oder zu umgestellt werden Studien untersuchen wie olfaktorische lernen die Struktur oder Funktion des die OB. verändert Obwohl Geruch Diskriminierung Aufgaben zuvor beschrieben wurden, die meisten verlassen sich auf subjektive Messungen z. B. Anzahl der schnüffelt zwischen zwei Geruchsstoffe9,10. Darüber hinaus ist die Notwendigkeit für die menschliche Bewertung solcher Aufgaben auch zeitintensiv. Die Go/No-Go olfaktorische Lernaufgabe beschrieben in diesem Protokoll bietet eine unvoreingenommene, direkte Messung der Geruch Diskriminierung und olfaktorischen lernen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das Nagetiere olfaktorische System bietet ein einzigartiges Modell um sensorische abhängigen Plastizität zu studieren. Hier präsentieren wir eine olfaktorische lernen Paradigma um Mäuse zuzuordnende Geruchsstoff Paare entweder eine Belohnung oder Strafe zu trainieren. Durch diese Lernaufgabe können nachgeschalteten Stromkreis Änderungen in späteren Experimenten (Elektrophysiologie, in Vivo neuronale Bildgebung, usw.) untersucht werden. Nach der Fertigstellung werden Mäuse lernen, zur Durchführu…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dieses Protokoll eignet sich von der früheren Arbeit in unserem Labor (Huang Et al. 8). alle hier beschriebene Methoden von Animal Care und Nutzung Ausschuss (ACUC) vom Baylor College of Medicine genehmigt worden. Es wird von der McNair Medical Institute, NINDS Grant R01NS078294, B.R.A., NIH IDDRC Grant U54HD083092, NIDDK Stipendium F30DK112571 JMP und NINDS Grant F31NS092435, CKM unterstützt.
Materials
| Glass vial | Qorpak | GLC-01016 | |
| Silicon Tubing | Thermo Scientific | 86000030 | |
| 18 gauge needles | BD | 305196 | |
| 1-Butanol | Sigma Aldrich | 437603 | |
| Propionic Acid | Sigma Aldrich | 402907 | |
| Mouse Chamber | Med Associates | ENV-307W | |
| Chamber Floor | Med Associates | ENV-307W-GFW | |
| Water Port | Med Associates | ENV-313W | Need two |
| Odor stimulus | Med Associates | ENV-275 | Contain 2 valves to gate odor delivery |
| Odor Port | Med Associates | ENV-375W-NPP | |
| USB Interface | Med Associates | DIG-703A-USB | |
| Desktop Computer with Windows 2000, XP, Vista, or 7 | |||
| Flow meter | VWR | 97004-952 | |
| Behavioral software | Med Associates | SOF-735 | This software, which runs each training stage, has now been replaced with Med-PC V |
| Data Transfer software | Med Associates | SOF-731 | This software formats the data to Excel |
| Training Software | Med Associates | DIG-703A-USB | This software is used to program each training stage |
| Water Valve | Neptune Research | 225P012-11 | This valve is used to gate the water delivery. Need Two |
| Odor Valve | Neptune Research | 360P012-42 | This valve is used to gate the odor delivery. Need Two |
References
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