البروتوكول قدم تنتج استمرار نزاع حسية لإجراء تجارب تهدف إلى دراسة طويلة الأجل للتعليم. بارتداء جهاز ثابت بشكل دائم على رؤوسهم، تتعرض الفئران باستمرار لعدم تطابق حسية بين المدخلات الدهليزية والبصرية بينما تتحرك بحرية في أقفاص منزلية.
الطويلة الأجل الصراع الحسي البروتوكولات وسيلة قيمة لدراسة التعلم الحركي. البروتوكول قدم تنتج استمرار نزاع حسية لإجراء تجارب تهدف إلى دراسة طويلة الأجل للتعليم في الفئران. بارتداء جهاز ثابت على رؤوسهم بشكل دائم، تتعرض الفئران باستمرار لعدم تطابق حسية بين المدخلات الدهليزية والبصرية بينما تتحرك بحرية في أقفاص منزلية. ولذلك، تمكين هذا البروتوكول سهولة دراسة النظام المرئي والتفاعلات multisensory عبر الإطار زمني الممتد الذي لن يكون موجوداً لولا ذلك. بالإضافة إلى تخفيض تكاليف التعلم الحسية الطويلة الأجل في التصرف بطبيعة الحال الفئران التجريبية، يستوعب هذا النهج مزيج التجارب في الجسم الحي وفي المختبر . في المثال المبلغ عنها، يتم تنفيذ الفيديو-أوكولوجرافي لقياس العين فيستيبولو ريفلكس (VOR) وأوبتوكينيتيك ريفلكس (عكر) قبل وبعد التعلم. الفئران المعرضة لهذا الصراع الطويل الأمد الحسية بين المدخلات الدهليزية والبصرية المقدمة انخفاض مكاسب VOR قوية ولكن أظهرت بعض عكر التغييرات. بالتفصيل الخطوات للجمعية الجهاز، ورعاية الحيوان، والقياسات لا إرادي وترد هنا.
الصراعات الحسية، مثل البصرية منها، موجودة في الحياة اليومية، على سبيل المثال، عند أحد يلبس نظارات أو خلال عمر أكمله (النمو التنموي، التغييرات في الحدة الحسية، إلخ.). سبب دارة جيدا وصف التشريح والمدخلات الحسية التي تسيطر عليها بسهولة، والنواتج القابلة للقياس الكمي موتور و أساليب القياس الكمي الدقيق1، غض البصر استخدمت ردود الفعل الاستقرار كنماذج للتعلم في العديد من الأنواع للسيارات. في البشر والقرود، هو درس التكيف (VOR) منعكس العين فيستيبولو من خلال استخدام المناشير التي ترتدي هذا الموضوع ل عدة أيام2،،،من34،5. منذ نموذج القوارض يسمح الجمع بين التجارب السلوكية والخلوية، قمنا بتطوير طريقة جديدة لخلق الصراع الحسي طويلة الأجل في حرية التصرف الفئران باستخدام جهاز يشبه الخوذة. مستوحاة من المنهجية المستخدمة في البشر والقرود، ينشئ البروتوكول عدم تطابق بين المدخلات الدهليزية والبصرية (أي، تجري الدهليزية عدم تطابق، VVM) الذي يؤدي إلى انخفاض في كسب VOR.
بروتوكولات الكلاسيكية التسبب تكيف VOR مكسب لأسفل في القوارض تتكون من التناوب الحيوان رئيس–الثابتة على القرص الدوار أثناء تناوب المجال البصري في المرحلة. هذا النموذج ينشئ تعارضاً تجري دهليزية، الأمر الذي يجعل VOR نتائج عكسية. بروتوكولات التكيف طويلة الأجل تتكون من تكرار هذا الإجراء على مدى عدة أيام متتالية6،،من78. كنتيجة لذلك، عندما يحتاج لمجموعة كبيرة من الحيوانات لفحصها، والمنهجية الكلاسيكية يتطلب قدرا كبيرا من الوقت. وبالإضافة إلى ذلك، لأن الحيوان رئيس–الثابتة، التعلم معظمها يقتصر تردد/سرعة منفصلة وتتكون من دورات تدريبية متقطع تقطعها فترات إينتيرتريال لمتغير المدة6. وأخيراً، استخدام البروتوكولات الكلاسيكية التعلم السلبي، كما لم يتم إنشاء تحفيز الدهليزية بنشاط الحيوان الحركات الطوعية، هي حالة الأشكال إلى حد كبير معالجة الدهليزية9،10.
يتم تجاوز القيود المذكورة آنفا التجريبية بالمنهجية المبتكرة المقدمة. أن النهج الجراحية المطلوبة واضحة، وأن المواد المستخدمة متاحة تجارياً. الجزء الوحيد الذي يعتمد على مواد أكثر تكلفة هو التقدير الكمي للسلوك؛ ومع ذلك، يمكن استخدام المبادئ الأساسية للبروتوكول لأي تجربة في المختبر التحقيقات إلى غيرها من الدراسات السلوكية للتعلم. عموما، عن طريق توليد إعاقة بصرية مؤقتة وصراع دهليزية تجري على مدى عدة أيام، هذه المنهجية يمكن بسهولة نقلها إلى أي دراسة تعني باضطراب حسي أو التعلم الحركي.
اضطراب حسي طويلة الأجل الموصوفة هنا يتكون من عدم تطابق تجري الدهليزية المنتجة في الفئران يتصرفون بحرية. لزرع الجهاز أن ارتداء الفئران لمدة 14 يوما، يتم إجراء عملية جراحية بسيطة وقصيرة باستخدام مجموعة أدوات جراحية متاحة تجارياً. استرداد في أقل من 1 ساعة من هذا الإجراء غرس هيدبوست الفئران وتظهر أي علامات الشدة منه المرتبطة بها. وفي وقت لاحق، في المثال المعطى لتطبيق هذا البروتوكول، VOR وعكر تقاس باستخدام تقنية الفيديو-أوكولوجرافي. ومع ذلك، يمكن استخدام هذا البروتوكول التعلم الطويلة الأجل الناجمة عن الجهاز في مجموعة متنوعة من التجارب مثل في المختبر الكهربية1، وتصوير الخلايا العصبية، وفحوصات السلوكية المختلفة. واستلهم الأساس المنطقي وراء تطوير هذه التقنية تستند إلى منظور المنهجية المستخدمة في البشر والقرود. ومع ذلك، يختلف هذا الأسلوب، لأن ذلك يضعف بدلاً من تعديل الرؤية. وهكذا، وهو يشكل (بشكلها الحالي) حالة القصوى لعدم تطابق تجري الدهليزية. يعتقد المؤلفان أن المعلومات التقنية المقدمة قد تكون مفيدة لتصميم إصدار المنشور مثل الجهاز أو مواصلة تطوير محددة تقيد ميزة أجهزة16.
مصنوعة من بولي الضوء (0.9 g) (حمض اللبن) البلاستيك، الجهاز الرئيسي كانت مصممة لتناسب رئيس ماوس البالغين الشباب، مما يتيح حماية الآنف وترك مساحة كافية جانبياً للسماح للعريس الحيوانات. الجزء الأمامي من هذا الجهاز الكشف عن نهاية الآنف للسماح للتغذية والاستمالة السلوكيات. الجهاز معتم قليلاً، حيث أن الحيوان محروم من رؤية دقيقة للمناطق المحيطة ولكن لا يزال يتلقى التحفيز الإنارة. يتم اختبار عللها شريطية والشام للتأكد من وجود آثار المقاسة يرجع أساسا إلى عدم تطابق تجري الدهليزية الناجم عن إشارة بصرية عالية التباين خلال الحركات المولدة ذاتيا للجهاز شريطية وليس عن طريق التحفيز تعديل (أي، وزن الجهاز يطبق في mouse´s الرأس والرقبة).
تجريبيا، كسب الفئران ارتدى الجهاز شريطية أظهرت VOR كبيرة انخفاض قدرة 50% بعد فترة التعلم؛ لا يزال، يمكن أن يكون هناك تقلب بين الأفراد للقيم المطلقة مكسب. وأظهرت الفئران الشام VOR كبيرة لا تكتسب التعديلات، مما يدل على أن سبب تخفيض VOR الصراع الحسي وليس إعاقة حركية. وعلاوة على ذلك، صغار الفئران (< p26 بطاقات مجانية) أظهرت VOR وعكر الحصول على قيم أقل من الحيوانات الأكبر سنا17. لهذا السبب، فقد سن الحيوان أن تؤخذ في الاعتبار أثناء التخطيط للتجربة. وأخيراً، معايير الاستبعاد الفئران السالف الذكر (المادة 4، 5) هي خطوة حاسمة التي ينبغي اتباعها لضمان رفاه، فضلا عن وضع نتائج يمكن الاعتماد عليها.
واحدة من مزايا هذا البروتوكول هو الوقت الذي يحفظ المجربون أثناء فترة التعلم، مقارنة بأنواع أخرى من البروتوكولات التكيف VOR/عكر. وحتى الآن، درست التكيف VOR في الفئران رئيس–تحديد وتدريب الحيوان على تناوب الدوار6،8،18،19، وتستغرق وقتاً طويلاً، خصوصا عندما يجب أن يكون الكثير من الحيوانات تدريب. قدم البروتوكول يسمح تدريب العديد من الحيوانات في وقت واحد ويوفر الوقت. وبالإضافة إلى ذلك، في هذه التجارب الكلاسيكية دورات تدريبية تقتصر عادة على ح 1 يوميا، وترك فترات طويلة من نبذ المفترضة التي تتسبب في التكيف لتكون تناوب تكريرها للتعلم/نبذ مع ديناميات مختلفة20. هنا، الرئيس–تثبيت الجهاز يسمح للتعلم دون انقطاع. ميزة أخرى هي أن منذ فترة التعلم يتم إنشاؤها في حالة خالية من رئيس يتصرف بحرية، الفئران قادرة على التعلم من خلال مجموعة من حركات الرأس الطبيعية التي يتم إنشاؤها بشكل نشط. في البروتوكولات الكلاسيكية، الحيوان رئيس–الثابتة بينما يجري تناوب سلبية على القرص الدوار، حيث أن التعلم يحدث في تحفيز العزم (تردد واحد وسرعة واحدة)21 التي لا تعكس النطاق الطبيعي لحركات الرأس. ومن المهم أن نلاحظ أن النظام الدهليزية بترميز الحركات بشكل مختلف عند أنها يتم إنشاؤها بنشاط حسب الموضوع أو عند خارجياً تطبيق10؛ وهكذا، كما قد تختلف الآليات الخلوية التي نجمت في كلتا الحالتين.
عموما، وصف منهجية مناسبة للدراسات مجتمعة المجراة في/في الأنابيب على التكيفات الحسية الطويلة الأجل التي تحدث بعد الصراع المرئي و/أو عدم تطابق تجري الدهليزية في التصرف بحرية الفئران. الصراعات الحسية هي قضية معترف بها من دوار الحركة، وهو حقل الذي اجتذب مؤخرا استخدام الفئران22،23. اتضح مؤخرا أن تكييف المكاسب الناجمة عن استخدام هذا الجهاز يوفر الحماية ضد دوار الحركة عندما تتعرض الفئران ل تحفيز استفزازية15. ومن ثم، يمكن استخدام هذا البروتوكول تحديد الآليات الخلوية الكامنة وراء التكيف إلى صراع حسية، وكذلك فيما يتعلق بتطوير علاجات المرض الحركة المناهضة.
The authors have nothing to disclose.
ونحن نشكر باتريس جيجوزو لأجهزة الرأس والتنمية هيدبوست والإنتاج. ونشكر أيضا ص كالفو، ميلوت ألف وهاء-عيد لمساعدتهم في تطوير الإصدارات السابقة من الجهاز وبروتوكول ففم.
تم تمويل هذا العمل في “المركز الوطني الدراسات” الفضائية ويزأر “جامعة باريس ديكارت”. ج. ج. وب م تلقي الدعم من الفرنسية ANR-13-CESA-0005-02. ف. ف. ب وب م تلقي الدعم من الفرنسية ANR-15-CE32-0007.
3D printer | Ulimaker, USA | S5 | |
Blunt scissors | FST | 14079-10 | |
Catalyst V | Sun Medical, Japan | LX22 | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Dentalon Plus | Heraeus | 37041 | |
Eyetracking system and software | Iscan | ETN200 | |
Green activator | Sun Medical, Japan | VE-1 | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Monomer | Sun Medical, Japan | MF-1 | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Ocrygel | TvmLab | 10779 | Ophtalmic vet ointment |
Polymer L-type clear (cement) | Sun Medical, Japan | TT12F | Parkell bio-materials, Kit n°S380 |
Sketchup | Trimble | 3D modeling software used for the device's ready-to-print design file | |
Turntable | Not commercially available |