بسيطة والشم اختبار لالفئران بمساعدة الحاسوب
Summary
We present a simple and unbiased olfactory test in mice. With this protocol olfactory discrimination, preference, avoidance and sensitivity to a novel odor as compared to water can be assessed in single behavioral sessions. This method is indicated for a single experimenter and analysis is based on computer-assisted video processing.
Abstract
تم الحفظ الشم كبيرة بين الأنواع ومطلوب للتكاثر والبقاء على قيد الحياة.
في البشر، الشم هي أيضا واحدة من الحواس التي تتأثر مع الشيخوخة وغير مؤشرا قويا على أمراض الاعصاب. وبالتالي، يتم استخدام اختبار الشم كوسيلة من وسائل التشخيص غير الغازية للكشف عن عجز العصبية في وقت مبكر. من أجل فهم الآليات الكامنة حاسة الشم قابلية الشبكة، وقد اكتسب البحوث حاسة الشم لدى القوارض الزخم في العقد الماضي.
هنا، نقدم، الوقت الفعال وقابلة للتكرار طريقة اختبار حاسة الشم بسيط جدا من التصور الفطري رائحة والحساسية في الفئران من دون الحاجة إلى أي نوع من الطعام أو الماء تقييد مسبق. يتم إجراء الاختبارات في بيئة مألوفة للفئران، لا يتطلب سوى الروائح وجلسة 2 دقيقة من التعرض الرائحة. يتم إجراء هذا التحليل، بعد خاصة، وذلك باستخدام الأوامر بمساعدة الحاسوب على يماغيج ويمكن أن يكون، ول، نفذت من البداية الى النهاية من قبل أحد الباحثين.
لا يتطلب هذا البروتوكول أي معدات خاصة أو الإعداد ويشار لأي مختبر ترغب في اختبار إدراك حاسة الشم والحساسية.
Introduction
الشم هي واحدة من الوظائف الحسية الأكثر تطورا ومهمة في الثدييات. أي انخفاض في النشاط حاسة الشم قد تؤثر على تناول الطعام، والسلوك الاجتماعي، وفي أسوأ الحالات، حتى البقاء على قيد الحياة. في البشر، وتدهور حاسة الشم هو العمر تعتمد 1، ويعتبر مؤشرا قويا على الاضطرابات العصبية 2-6. اختبار تحديد حاسة الشم التي وضعتها جامعة بنسلفانيا يمثل حاليا واحدة من والاختبارات التشخيصية الأكثر استخداما، غير الغازية وقابلة للقياس والتي يمكن قياس العجز العصبية المبكرة 7 والتنبؤ باحتمالية عالية تطور الخرف 8،9.
إمكانية الوصول إلى نظام حاسة الشم، وأهمية الشم لدى القوارض، وأثار خط مكثف للبحوث تتناول آليات وظائف الشم الأساسية 10. لقد أظهرنا سابقا أن فقدان وظيفة للباستقبال الإشاراتأو Notch1 يؤثر على تجنب حاسة الشم 11. في هذا البروتوكول نستخدم الفئران التي تفتقر إلى يجند الإشارات، Jagged1، في الخلايا العصبية أو الدبقية لدراسة أداء حاسة الشم.
ويعرف الشم الفطري من قبل ثلاثة المعلمات كما تصور والتمييز بين الروائح وحساسية الشم 4. ويمكن أن يتم اختبار حاسة الشم لدى القوارض في مجموعة متنوعة من الطرق وبعض الدراسات السلوكية الاستفادة من olfactometers، والتي توفر رائحة للحيوان في تركيزات بخار محددة وفي إطار زمني دقيق 12-14. ومع ذلك، فإن هذا القياس مكلفة ويمكن أن يكون متاحا إلا في المرافق المتخصصة. في عملنا، ونحن نقدم حاسة الشم بروتوكول اختبار بسيطة وسريعة وقابلة للتكرار، التي نفذت باستخدام الروائح المتطايرة. ووصفت اختبارات قياس الإدراك إلى جاذبة أو طاردة رائحة ويقيم التمييز بين رائحة و11،15،16 المياه. باستخدام نفس الإعداد، ثه أيضا يمكن قياس حساسية رائحة بتركيزات مختلفة 16،17. وبعد خاص بمساعدة الحاسوب معالجة الفيديو، مستوحاة من عمل الصفحة وزملاؤه 18، ويوفر نتائج مشاركات من دون الحاجة إلى عمى التجريبية والسماح لشخص واحد لتنفيذ التجربة برمتها.
ويهدف هذا البروتوكول إلى توفير نقطة انطلاق لدراسة السلوك حاسة الشم في الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
الاختبارات المقترحة في هذا البروتوكول تسمح لتقييم جوانب مختلفة من السلوك الفطري حاسة الشم في الفئران: إدراك الروائح والتمييز بين الروائح مقابل المياه والحساسية للروائح. ويمكن تطبيق هذا البروتوكول إلى أي رائحة وفقا لتفضيل وعلى نطاق وتجنب أظهرت في وقت سابق 15. م?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by the Swiss National Foundation (31_138429) and Synapsis Foundation for the support of research on Alzheimer’s disease.
Materials
| Mouse cage | Italplast (Italy) | 1144B | 36 cm length x 20.5 cm width x 13.5 cm height |
| Chipped wood bedding | Abedd (Austria) | LTE E-001 | 3 cm high |
| Peanut butter | Migros (Swizterland) | NA | 1:10 |
| 2-Methylbutyric | Sigma Aldrich (Switzerland) | W269514 | Pure |
| Female Urine from fertile females of same mouse strain | NA | NA | Dilution series |
| Camera | Olympus (US) | Camedia C-8080 | MOV files |
| Quicktime for Java (Windows) | Apple (USA) | NA | video plugin for visualizing MOV files |
| Image J for Windows | NIH (USA) | NA | Video Processing/Analysis |
References
- Doty, R. L., Kamath, V. The influences of age on olfaction: a review. Cognitive Science. 5, 20 (2014).
- Mesholam, R. I., Moberg, P. J., Mahr, R. N., Doty, R. L. Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Archives of Neurology. 55 (1), 84-90 (1998).
- Moberg, P. J., et al. Olfactory Dysfunction in Schizophrenia: A Qualitative and Quantitative Review. Neuropsychopharmacology. 21 (3), 325-340 (1999).
- Kovács, T. Mechanisms of olfactory dysfunction in aging and neurodegenerative disorders. Ageing Research Reviews. 3 (2), 215-232 (2004).
- Barrios, F. A., et al. Olfaction and neurodegeneration in HD. Neuroreport. 18 (1), 73-76 (2007).
- Doty, R. L. Olfaction in Parkinson’s disease and related disorders. Neurobiology of Disease. 46 (3), 527-552 (2012).
- Doty, R. L., Shaman, P., Dann, M. Development of the University of Pennsylvania Smell Identification Test: a standardized microencapsulated test of olfactory function. Physiology & Behavior. 32 (3), 489-502 (1984).
- Devanand, D. p., et al. Olfactory Deficits in Patients With Mild Cognitive Impairment Predict Alzheimer’s Disease at Follow-Up. American Journal of Psychiatry. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Conti, M. Z., et al. Odor Identification Deficit Predicts Clinical Conversion from Mild Cognitive Impairment to Dementia Due to Alzheimer’s Disease. Archives of Clinical Neuropsychology. 28 (5), 391-399 (2013).
- Keller, A., Vosshall, L. B. Better Smelling Through Genetics: Mammalian Odor Perception. Current opinion in neurobiology. 18 (4), 364-369 (2008).
- Brai, E., et al. Notch1 activity in the olfactory bulb is odour-dependent and contributes to olfactory behaviour. European Journal of Neuroscience. 40 (10), 3436-3449 (2014).
- Larson, J., Hoffman, J. S., Guidotti, A., Costa, E. Olfactory discrimination learning deficit in heterozygous reeler mice. Brain Research. 971 (1), 40-46 (2003).
- Alonso, M., et al. Olfactory Discrimination Learning Increases the Survival of Adult-Born Neurons in the Olfactory Bulb. The Journal of Neuroscience. 26 (41), 10508-10513 (2006).
- Wesson, D. W., Keller, M., Douhard, Q., Baum, M. J., Bakker, J. Enhanced urinary odor discrimination in female aromatase knockout (ArKO) mice. Hormones and behavior. 49 (5), 580-586 (2006).
- Kobayakawa, K., et al. Innate versus learned odour processing in the mouse olfactory bulb. Nature. 450 (7169), 503-508 (2007).
- Witt, R. M., Galligan, M. R., Despinoy, J., Segal, R. Olfactory Behavioral Testing in the Adult Mouse. Journal of Visualized Experiments JoVE. (23), (2009).
- Lee, A. W., Emsley, J. G., Brown, R. E., Hagg, T. Marked differences in olfactory sensitivity and apparent speed of forebrain neuroblast migration in three inbred strains of mice. 신경과학. 118 (1), 263-270 (2003).
- Page, D. T., et al. Computerized assessment of social approach behavior in mouse. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 3, 48 (2009).
- Nyfeler, Y., et al. Jagged1 signals in the postnatal subventricular zone are required for neural stem cell self-renewal. Embo J. 24 (19), 3504-3515 (2005).
- Tong, M. T., Peace, S. T., Cleland, T. A. Properties and mechanisms of olfactory learning and memory. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, (2014).
- Corthell, J., Stathopoulos, A., Watson, C., Bertram, R., Trombley, P. Olfactory Bulb Monoamine Concentrations Vary with Time of Day. 신경과학. 247, 234-241 (2013).
- Lehmkuhl, A. M., Dirr, E. R., Fleming, S. M. Olfactory assays for mouse models of neurodegenerative disease. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (90), e51804 (2014).
