Bestemme Ultralyd vokalisering Valg i mus bruker en to-valg avspilling Test

Summary

Ultrasonic vocalizations (USVs) in mice differ depending on age, sex, condition, and genetic background. Using two ultrasound emitters broadcasting simultaneously in different locations, this two-choice test can evaluate murine recognition and preference responses to different characteristics of USVs.

Abstract

Mice emit ultrasonic vocalizations (USVs) during a variety of conditions, such as pup isolation and adult social interactions. These USVs differ with age, sex, condition, and genetic background of the emitting animal. Although many studies have characterized these differences, whether receiver mice can discriminate among objectively different USVs and show preferences for particular sound traits remains to be elucidated. To determine whether mice can discriminate between different characteristics of USVs, a playback experiment was developed recently, in which preference responses of mice to two different USVs could be evaluated in the form of a place preference.

First, USVs from mice were recorded. Then, the recorded USVs were edited, trimmed accordingly, and exported as stereophonic sound files. Next, the USV amplitudes generated by the two ultrasound emitters used in the experiment were adjusted to the same sound pressure level. Nanocrystalline silicon thermo-acoustic emitters were used to play the USVs back. Finally, to investigate the preference of subject mice to selected USVs, pairs of two differing USV signals were played back simultaneously in a two-choice test box. By repeatedly entering a defined zone near an ultrasound emitter and searching the wire mesh in front of the emitter, the mouse reveals its preference for one sound over another. This model allows comparing the attractiveness of the various features of mouse USVs, in various contexts.

Introduction

Mange dyr bruker lyder for intraspesifikk kommunikasjon. I mus Mus musculus, en viktig type av kommunikasjonssignalet er ultrasoniske vokaliseringer (USVs), som har frekvenser høyere enn 20 kHz. USVs slippes ut av mus er regnet som en komponent av sosial anerkjennelse i mannlig-kvinnelig ^1-4, female-female ^{1, 5,} og hann-hann ^{1, 6} interaksjoner. USVs er også slippes ut av valpene når de er isolert fra sin mor, noe som øker hennes valp-hente atferd, og derfor avkommets overlevelse ^7. Selv om mange rapporter har analysert og kategorisert mus USVs ^{8, 9,} de atferdsmessige reaksjoner og nevrale mekanismer for mottaker dyret er mindre dokumentert ^{10, 11.} Den sistnevnte er nødvendig for å klargjøre den biologiske betydning av de forskjellige egenskapene til USVs. Å avsløre disse mekanismene, er avspillings eksperimentet en effektiv metode. Nyere avspillings studier har avdekket at kvinneligemus er tiltrukket av USVs ^12, og at de foretrekker USVs fra menn som er forskjellig fra sine foreldre ^{13, 14.}

Denne artikkelen forklarer avspilling test som brukes til å evaluere USV preferanse hos mus. En to-valg test-boksen ble utviklet hvor to forskjellige USVs kan avspilles samtidig i to avdelinger av en test kabinett, som vist i figur 1. Denne typen av test-boksen forhindrer at lyden kontaminering ved å dividere testområdet i tre underkamre ved hjelp av bly vegger. Ultralyd emittere er plassert utenfor hvert rom. I veggen mellom rommene og ultralyd emittere er hull dekket med netting. Mus kan bevege seg fritt i de tre rommene, og viser en "søk på nett" atferd, som for å svare på USVs spilles av ultralyd emittere. I denne testen ble mus bo for perioder av forskjellig varighet i nærheten av en lyd emitter eller den andre. Disse parametrene kan logges for å få en sensitiv måle re av lyd preferanser.

For å spille av USVs tilbake, nanocrystalline silicon termo-akustisk emittere (dvs. "nc-Si emitter") ble brukt som i tidligere studier ^15-17. Disse anordninger består av en tynn-film varmeapparat elektrode, en nano-porøst silisiumlaget, og et enkelt-krystallinsk silisiumskive. Den digitale lydfil blir konvertert til et analogt signal og føres deretter gjennom varme elektroden. Enheten konverterer de resulterende spenningsavhengige termiske signaler til betydelig lydtrykk med lav forvrengning. Denne enheten er unikt ved at, i motsetning til vanlige lyd-generatorer som er avhengig av mekaniske vibrasjoner, kan det gjengi lyd uten behov for en membran. Emitter viser en flat lydtrykknivå ved frekvenser fra 20 til 160 kHz (figur 2), og kan gjengi digitalt innspilte murine USVs svært nøyaktig med tanke på varighet, frekvens og lydtrykknivå ^{15, 18, ​​19.}

ve_content "> I et representativt eksperiment er vist i figur 3, ble C57BL / 6 (B6) for kvinner tillatt å velge mellom BALB / c (BALB) hann USVs og bakgrunnsstøy. I tillegg, figur 4 viser valget av B6 og BALB kvinner mellom samtidige USV avspillinger fra en BALB og B6 mannlig, som rapportert i en tidligere studie ^14. Karakteristikken av mannlige USVs skiller mellom B6 og BALB stammer ^20. Som vist av disse resultatene, kan attraktivitet USVs vurderes med denne protokoll, hvor lydene blir registrert fra en levende person, akustisk analysert, og spilles til andre individer.

Protocol

Alle prosedyrer ble godkjent av etikkomiteen i Azabu University. Alle forsøk ble utført i et lydtett kammer. 1. Animal Forberedelse Hanner for opptak Få kjønnsmodne hannmus opplevd i parring. Kvinnelige Temaer Skaff virgin hunnmus som har blitt plassert med 2 til 5 littermates per bur (vanligvis 8 – 12 uker gamle). Oppnå vaginalutstryk daglig for å bestemme fasen av brunst før testen, i henhold til McLean 21. …

Representative Results

De USVs registrert fra en BALB-hann (161 stavelser per 20 sek), så vel som bakgrunnsstøy ble anvendt som avspilling av lyd i representativt eksperiment er vist i figur 3. I dette eksperimentet, ble 7 hunn B6-mus ble brukt ved 9 ukers alder . For å finne den beste varigheten av testing av kvinnelige svaret å spille lyder, ble de atferdsmessige parametere analysert separat for første og siste fem minutter av den totale 10 min test tid. Først var det inge…

Discussion

Here, the results of a representative test showed that female mice can discriminate between artificial male USVs and background noise (Figure 3). The conclusion to be drawn from these results is that the discrimination signal is reflected in the duration of stay in the room and sound zone, and in the duration of searching the mesh in the first 5 min of testing, but not in the second 5 min (Figure 3C, E and F). These data indicate that mice become habituated to the playback sounds, possib…

Materials

Soundproof chamber	Muromachi Kikai
Small cage	CLEA Japan	CL-0113-1
Middle cage	CLEA Japan	CL-0103-1
Ultrasound condenser microphones	Avisoft Bioacoustics	CM16/CMPA
A/D converter	Avisoft Bioacoustics	UltraSoundGate116H
Audio software	Avisoft Bioacoustics	RECORDER USGH
Adobe Audition 3.0 / Audio editing software	Adobe Systems	Adobe Audition 3.0
Nc-Si emitter	Original		not commercially available but it is planned to be so in near future
D/A converter	National Instruments	NI USB-6251 BNC
Attenuator	Original
Amplifier	Yamatake
PC	Windows 7 professional		Intel® core i7-2600K CPU @ 3.4GHz, 8GB RAM, 64-bit operating system
Event recorder Excel-macro / Event-scoring software	original		Programmed by Naoto Akagawa & Takeru Yamamoto
CCD Camera
Rubber plates (made of elastomer resin)	Tokyo bouon	TI-75BK B4	Cut them to the proper size http://www.piano-bouon.jp/shopping/?pid=1329272401-447630&ca=6&p=3
Giemsa's azur eosin methylene blue solution	Merck Millipore	1.09204.0500