הפוך לנתיחה ונתונים DiceCT לחשוף אחרת מוסתרים באבולוציה של הפנים הפרימטים
Summary
הבעות פנים הם מצב של תקשורת חזותית המיוצר על ידי השרירים מימטי. כאן, אנו מציגים פרוטוקולים עבור טכניקות הרומן של דיסקציה הפוכה ו- DiceCT כדי להמחיש באופן מלא להעריך מימטי השרירים. טכניקות משולבות אלה ניתן לבחון היבטים מורפולוגיים פיזיולוגיים של מערכת השרירים מימטי כדי לקבוע היבטים פונקציונליים.
Abstract
הבעות פנים, או מציג פנים, כוונות חברתיות ורגשיות מופקים על ידי רבים taxa יונקים כאמצעי תקשורת חזותית עם בני מינו מטווח קרוב. אלה מציג מושגות על ידי התכווצות של השרירים מימטי, אשר הם שרירי השלד מחובר הדרמיס של הפנים. הפוך לנתיחה, מתקרב השרירים מימטי בין הסרת המסכה מלא פנים הגולגולת לאחור, הוא יעיל אך הרסני דרך. לגלות המורפולוגיה של השרירים מימטי אבל זה הוא הרסני. DiceCT הוא מנגנון להמחיש שרירי השלד, לרבות שרירי מימטי של בידוד שרירים בודדים fascicles למדידה כמותית. בנוסף, DiceCT מספק מנגנון הרסניות להמחשת השרירים. טכניקות משולבות של דיסקציה הפוכה, DiceCT יכול לשמש להערכת המורפולוגיה אבולוציונית של מערכת השרירים מימטי וכן פוטנציאליים עוצמת ההתכווצות של מהירות השרירים האלה. מחקר זה בהמשך מדגים כי DiceCT יכול לשמש כדי בדייקנות ובאמינות להמחיש השרירים מימטי וכן הפוך לנתיחה, מספקות שיטה גמישה דגימה מימטי השרירים.
Introduction
מערכת השרירים מימטי, או הבעת פנים לשריר, שרירי השלד ואת נמצא בכל היונקים1. בעוד ביותר בתרבית של שרירי השלד מייחסת דיסקרטית ציוני הגרמי, מערכת השרירים מימטי הוא ייחודי מצורפים בעיקר לתוך העור של הפנים, הקרקפת, ההיבט הגחון של הצוואר1,2,3, 4. התכווצות השרירים מימטי מתעוות “מסיכת פנים” לתוך ביטויים או טיפול פנים מציג כוונות חברתיים ורגשיים, משנה את הגודל והצורה של הפעלת הספינקטרים של העין, חלל האף, חלל הפה בשימוש בהאכלה, נשימה, וב -vocalizations, והוא חלק ממנגנון תקשורת חזותית בסך הכל סגור-הקרבה בקרב רוב היונקים2,3,4,5. בין היונקים, מציג פנים שנוצר על ידי השרירים מימטי לסייע וויסות ושמירה על גבולות טריטוריאליים, קשרים חברתיים, לבין קבוצה חברתית מאת cuing בני מינו על כוונות השולח את2, רגשיות והתנהגותיות 5.
בקרב יונקים, פרימטים מאופיינים חלק כמו העסקת רמה גבוהה של התנהגות חברתית לאורך כל מחזור החיים של כל המינים החיים2,קבוצה חברתית5. בעוד כמה taxa, כגון galagos ליליים של lorises, יחיו בקבוצות המורכב רק של אמא, הצאצאים, taxa אחרים, כגון קופי מקוק ההשתנות היומית, בבונים, עשוי לחיות בקבוצות של מעל 100 אנשים6. לא משנה גודל הקבוצה החברתית, פרימטים מרבים להשתמש הסטראוטיפי התנהגויות חברתיות הקשורות דרגה ולא הטריטוריאליות והתנהגויות אלו כוללות בדרך כלל רכיב התצוגה פנים. צגים פנים הם חלק מהתהליך של שמירה על קשרים בין חבר של קבוצות חברתיות, הדומיננטיות הירארכיות, רבייה, התקשורת היא חלק מחיי היומיום, במיוחד אצל מינים ההשתנות היומית2,5,7 . בעוד היה ברור כבר כמה זמן את מערכת השרירים פנים משמש ליצירת הצגת הפנים האלה, זה רק לאחרונה הפך גלוי פנים מערכת השרירים טופס ופיזיולוגיה קשורים עם דרישות פונקציונלי של משתנים חברתיים2, 8. מחקרים קודמים על טווחים phylogenetically, בהתנהגותו מגוונות של יונקים הראו כי ההשתנות היומית מינים חיים גדולים, קבוצות חברתיות מורכבות נוטים להיות בעלי מספר גבוה של מציג פנים דיסקרטית פוקוס על חופש התנועה של השפתיים, גבות, העפעפיים עם מספר גבוה של שרירי הפנים התקבצו סביב השפתיים מסלולית באזור9. לעומת זאת, היו כמה מחקרים על לילית מינים חיים בקבוצות קטנות, אך מינים אלה יש מספר גבוה של שרירי הפנים דיסקרטית עם קבצים מצורפים סביב האוזן החיצונית השפתיים, אשר עשוי להיות קשור עם תנועות של האוזן ואת השפתיים (אשר תועדו מספר מינים הלילית היתה ללא-חת מפגשים עם בני מינו ואיתור צלילים)2,9,10,11. בנוסף, בני האדם יש אחוז גבוה יחסית של סיבים צולבות הקישור חוטים שרירן איטי עווית השרירים מימטי מאשר קופי מקוק רזוס או השימפנזים, אשר עשויה להיות קשורה את “מאט” התכווצות של האדם מימטי השרירים סביב השפתיים בשימוש בתהליך הייצור של קולות דיבור או עייפות כללית-התנגדות היכולת של השרירים8.
בני אדם הן, ללא ספק, הכי חברותי של כל יצירי, פיתחו שפה כמו מרכיב אחד של תקשורת חברתית. עדיין, למרות זאת, בני אדם להשתמש הבעת פנים, כאמצעי תקשורת חזותית ויש הרפרטואר להציג פנים מוכרות הגדול ביותר בקרב פרימטים. במאמץ יותר לגמרי מבין המשתנים המקיפים את האבולוציה של התנהגות חברתית אנושית וכללית הפרימטים, הבנה מוגברת של המורפולוגיה ופיזיולוגיה של מערכת השרירים מימטי הפרימטים הוא רצוי מאוד. כי מערכת השרירים מימטי מצורפת על העור עצמו וייתכן, במינים מסוימים, דקה במיוחד שקשה לדמיין, פיתחנו שיטה ייחודית של להמחיש את מערכת השרירים עבור שני התהליכים של הקלטה ברוטו נוכחות/היעדרות ו קבצים מצורפים, כמו גם דגימה לצורך עיבוד microanatomical.
“הפוך לנתיחה” היא שיטה לשמר את מערכת השרירים מימטי על ידי הסרת את כל מסכת הראש והגדלת הנראות של השרירים אפילו קטן. בגלל הקרע הפוכה הוא תהליך הרסני, דגימות נדיר ורב ערך אולי לא תמיד תהיה זמינה עבור מתודולוגיה זו. DiceCT היא שיטה יעילה שיכולים להמחיש רבים של השרירים מימטי מינים קטנה12,13,14. ניתן להשתמש בשיטה זו ביחד עם ניתוח הפוך או במקרים לא עשוי להיות גזור ואיפה יכול לספק מידע רב בלי להסיר את מסכת “הפוך לנתיחה”12,13, דגימות נדיר, יקר 14. בפרוטוקול הנוכחי מתאר קבוצה של שיטות לשילוב לנתיחה הפוכה עם DiceCT כדי לבחון את מערכת השרירים מימטי הפרימטים.
Protocol
Representative Results
Discussion
בעקבות צעדים “רוברט הפוכה” פרוטוקול בדרך כלל מייצר מסיכת הפנים זה יכול להיות באיטיות ובשיטתיות גזור כדי לחשוף מימטי לשריר, ללא קשר לגודל של הראש. זה חשוב במיוחד לאט לאט, להעריך באופן רציף אם השרירים לחלוטין שנחתכו באמצעות בשוגג, במיוחד קטנות בטעמי מינים.
על מנת לקבוע היכן ממו…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להכיר Yerkes הפרימטים הלאומי לחקר לגישה שימפנזה דגימות מקוק רזוס, ואת כריס ששוחררו (צפון-מזרח אוהיו הרפואי האוניברסיטאי) עבור גישה נפוצה דגימות מרמוסט. אנו מודים מריסה Boettcher, לאונרד. קייטלין, אנטוניה Meza ב אוניברסיטת צפון קרוליינה לקבלת סיוע עם תהליך הסריקה. העבודה בוצעה באופן חלקי-הדוכס אוניברסיטת משותפים חומרים ומכשור מתקן (SMIF), חבר של צפון קרוליינה מחקר משולש ננוטכנולוגיה רשת (RTNN), אשר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (גרנט מרכזים לגיל הרך-1542015) כחלק של נבחרת ננוטכנולוגיה מתואמת תשתית (NNCI). זהו המרכז למור דיוק םוסרפ רפסמ 1405.
Materials
| Nikon XTH 225 ST | Nikon | no catalog numbers | |
| 10% buffered formalin | Fisher Scientific | SF98-4 | |
| Iodine, ACS Grade | Lab Chem, Inc. | LC155901 | |
| Sodium thiosulfate | Acros Organics | AC450620010 | |
| Potassium Iodide | Alfa Aesar | A1270430 |
References
- Gregory, W. K. . Our face from fish to man. , (1929).
- Burrows, A. M. The facial expression musculature in primates and its evolutionary significance. BioEssays. 30, 212-215 (2008).
- Santana, S. E., Dobson, S. D., Diogo, R. Plain faces are more expressive: comparative study of facial colour, mobility and in primates. Biology Letters. , (2014).
- Burrows, A. M., Cohn, J. F., Li, S. Z., Jain, A. K. Comparative anatomy of the face. Encyclopedia of Biometrics. , (2014).
- Liebal, K., Waller, B. M., Burrows, A. M., Slocombe, K. . Primate Communication. , (2013).
- Rowe, N., Myers, M. . All the World’s Primates. , (2016).
- Burrows, A. M., Waller, B. M., Micheletta, J. Mimetic muscles in a despotic macaque (Macaca mulatta) differ from those in a closely related tolerant macaque (M. nigra). Anatomical Record. 299, 1317-1324 (2016).
- Burrows, A. M., Parr, L. A., Durham, E. L., Matthews, L. C., Smith, T. D. Human faces are slower than chimpanzee faces. PLoS One. 9, 0110523 (2014).
- Burrows, A. M. Functional morphology of mimetic musculature in primates: how social variables and body size stack up to phylogeny. Anatomical Record. 301, 202-215 (2018).
- Burrows, A. M., Smith, T. D. Muscles of facial expression in Otolemur, with a comparison to Lemuroidea. Anatomical Record. 274, 827-836 (2003).
- Burrows, A. M., Li, L. What’s inside tarsier faces. Yearbook of Physical Anthropology. 60, 96 (2015).
- Dickinson, E., Stark, H., Kupczik, K. Non-destructive determination of muscle architectural variables through the use of DiceCT. Anatomical Record. 301, 363-377 (2018).
- March, D., Hartstone-Rose, A. Functional morphology and behavioral correlates to postcranial musculature. Anatomical Record. 301, 419-423 (2018).
- Santana, S. E. Comparative anatomy of bat jaw musculature via diffusible iodine-based contrast-enhanced computed tomography. Anatomical Record. 301, 267-278 (2018).
- Burrows, A. M., Waller, B. M., Parr, L. A., Bonar, C. J. Muscles of facial expression in the chimpanzee (Pan troglodytes): descriptive, comparative and phylogenetic contexts. Journal of Anatomy. 208, 153-167 (2006).
- Burrows, A. M., Waller, B. M., Parr, L. A. Facial musculature in the rhesus macaque (Macaca mulatta): evolutionary and functional contexts with comparisons to chimpanzees and humans. Journal of Anatomy. 215, 320-334 (2009).
- Cox, P. G., Jeffery, N. Reviewing the Morphology of the Jaw-Closing Musculature in Squirrels, Rats, and Guinea Pigs with Contrast-Enhanced MicroCt. Anatomical Record. 294, 915-928 (2011).
- Gignac, P. M., Kley, N. J., Clarke, J. A., Colbert, M. W., Morhardt, A. C., et al. Diffusible iodine-based contrast-enhanced computed tomography (diceCT): An emerging tool for rapid, high-resolution, 3-D imaging of metazoan soft tissues. Journal of Anatomy. 228, 889-909 (2016).
