Methodenartikel

-Bakkebaard gesignaleerd Eyeblink klassieke conditionering in-Head vaste Muizen

DOI:

10.3791/53310

30 maart 2016

In dit artikel

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De hier gepresenteerde voorbereiding voor snorhaar-gesignaleerde ooglimconditioning bij muizen met een vaste kop stimuleert precies specifieke snorharen terwijl muizen kunnen lopen op een cilindrische loopband. Een snorhaarstimulatie geconditioneerde stimulus (CS) gekoppeld aan een periorbitale schok ongeconditioneerde stimulus (US) resulteert in betrouwbaar associatief leren op dit apparaat.

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Oogknip conditionering is een veelgebruikt paradigma om de neurale mechanismen te onderzoeken die ten grondslag liggen aan leren en geheugen. Om het uitgebreide repertoire van wetenschappelijke technieken dat beschikbaar is om leren en geheugen op cellulair niveau te bestuderen, beter te kunnen gebruiken, is het ideaal om een stabiele cranale platform te hebben. Omdat muizen geen moeite hebben met beperking, worden ze meestal getraind terwijl ze zich vrij in een kamer bewegen. Voorwaardelijke stimulus (CS) en onvoorwaardelijke stimulus (US) informatie worden afgeleverd en oogknipreacties worden geregistreerd via een kabel verbonden met het hoofd van de muis. In de hier gepresenteerde hoofd-vastgestelde apparaat, mogen muizen rennen zoals ze willen terwijl hun hoofd vastzit om experimenten te vergemakkelijken. Betrouwbare conditionering van de oogknipreactie wordt verkregen met dit trainingsapparaat, dat de levering van snorharenstimulatie als de CS, een periorbitale elektrische schok als de US en analyse van elektromyografische (EMG) activiteit van de oogleden toestaat om knipperreacties te detecteren.

Inleiding

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Oogknipreflex is een vorm van Pavlov van airconditioning en een modelsysteem voor het onderzoeken van de neurale mechanismen van associatief leren en geheugen. Het is onderzocht in diverse diersoorten, waaronder mensen, konijnen, katten, ratten en muizen. Het paradigma betreft de presentatie van twee gepaarde stimuli: een neutrale geconditioneerde stimulus (CS, bijvoorbeeld, een toon, een lichtflits, of snorhaar stimulatie), en een opvallende ongeconditioneerde stimulus (US, bijvoorbeeld, een lucht bladerdeeg voor het oog, of periorbitaal shock). De Amerikaanse ontlokt een ongeconditioneerde, reflexieve eyeblink respons (dwz UR). Uiteindelijk, na een aantal presentaties van de gepaarde CS-US, het onderwerp leert de CS associëren met de Verenigde Staten. Dit leren manifesteert zich in de vorm van een geconditioneerde respons (CR), een eyeblink opgewekt door het CS staan ​​dat de presentatie van de Amerikaanse voorafgaat.

Oogknipreflex in het spoor formulier bevat een stimulus-interval van een paar uurundred milliseconden dat de CS en de VS (figuur 1) scheidt. Trace conditionering is een vorm van declaratief leren omdat daarmee een groter bewustzijn van de stimulus onvoorziene 1 vereist. De tijdelijke kloof moet het dier naar een neuraal 'sporen' van het CS in voorhersenen regio's zoals de hippocampus op orde te houden voor de VS en de CS voor geassocieerde 1-6 geworden. Naast de voorhersenen, trace conditionering is ook afhankelijk van de kleine hersenen 7.

Oogknipreflex is derhalve een bruikbaar model voor het onderzoek van de verschillende aspecten van het geheugen, zoals acquisitie, consolidatie en retrieval. Tijdens oogknipreflex wordt een controlegroep dieren dat met ongepaarde stimuli in willekeurige volgorde te testen op pseudoconditioning of gevoelig reacties op de CS die kunnen worden veroorzaakt door Amerikaanse presentatie alleen dan een geleerde CS-Amerikaanse vereniging.

Een veelgebruikt Apparatus voor het onderzoek oogknipreflex bij knaagdieren is een kamer waarin de knaagdieren mogen tijdens het trainingsproces 8-10 vrij bewegen. Bij dit type inrichting wordt een tuier gewoonlijk bevestigd aan een helm die is bevestigd aan de schedel van de knaagdier. De tuier maakt de afgifte van de VS (en soms de CS) en voor het sturen van een respons van het dier op die stimuli (dwz de eyeblink respons) 10. De tuier zelf kan worden aangepast gebaseerd op het type prikkeling afgegeven en hoe de eyeblink respons wordt geregistreerd.

De reden voor het gebruik van "vrij bewegende" tethered muizen voor oogknipreflex is dat muizen strijden tegen terughoudendheid. Hoewel andere soorten ontvankelijker voor beperking kan zijn, het grote voordeel van het gebruik van muizen in oogknipreflex experimenten is dat de meeste beschikbare genetisch gemodificeerde mutante stammen zijn muizenstammen. In aanvulling op worstelen, compleet restraint muizen resulteert in acute nood. A-head vaste muis preparaat dat stress minimaliseert zou de fysiologische informatie die kan worden verkregen bij oogknipreflex verhogen. Bijvoorbeeld, zou dit systeem beeldvorming van corticale neuronen met 2-foton microscopie 11 mogelijk.

-Head vaste preparaten zijn gebruikt in eerdere experimenten voor optische beeldvorming van de cortex door middel van verwijderbare craniale implantaten in vivo elektrofysiologische opnames van het knaagdier hersenen met tetrode arrays, twee-foton calcium imaging, en ook als een platform voor oogknipreflex bij muizen 11 -16.

In de kop vast net betrouwbaar stimulatie en opnames worden gewaarborgd zonder volledige beperking van de muis (Figuur 2). Een zendspoel zoals die gebruikt bij de vrij bewegende systeem is bevestigd aan de schedel van de muis. Tijdens de training wordt de helm aangebracht op een connector die naar bars dan is bevestigdeen cilindrische loopband om het hoofd van de knaagdier (Figuur 2A) te stabiliseren. De cilindrische loopband laat de muis om comfortabel te rusten, maar als de muis dat wenst, maakt het ook mogelijk om te draaien of te lopen. Met het gebruik van dit systeem kunnen muizen worden getraind met een snorhaar trillingen CS en een lichte periorbitale elektrische schok als de Amerikaanse (figuur 1). De VS geleverd via draden chirurgisch geplaatst onder de huid lateraal van het oog. De CS wordt via een kam die een 2-laags rechthoekige buigen actuator (figuur 2B) is bevestigd. De kam en buigen actuator worden dan bevestigd aan een magnetische basis die tijdens het trainen de juiste positie wordt bewogen en wordt aangepast voor optimale toediening per dier. De kam is gepositioneerd om de geselecteerde snorharen straddle. Tijdens de levering van het CS, wordt een signaal naar de buigende actuator die de kam verplaatst en leidt tot trillingen van de snorharen 17.

Andere prikkels, zoals een toon of een lichtflits zijn gebruikt als effectief geconditioneerde stimuli in muizen in het verleden 16,18,19. De reden snorhaar stimulatie wordt gekozen voor de CS in deze experimentele paradigma is de afhankelijkheid van de muizen dieren op hun vibrissae voor somatosensorische informatie-input tijdens de verkenning. Whisker stimulatie is aangetoond dat een betrouwbare en effectieve CS 20 zijn. Bovendien, gezien de gevestigde en georganiseerde corticale substraat van de vibrissae systeem (dat wil zeggen, het vat cortex), snorhaar stimulatie als de CS biedt een elegante tool voor het in kaart brengen van veranderingen en corticale plasticiteit in verband met het leren van oogknipreflex 20,21. A-head vast systeem maakt het mogelijk om de precieze stimulatie van geselecteerde snorharen om reacties tussen gestimuleerde neuronen en neuronen ontvangen input van niet-gestimuleerde snorharen te vergelijken. Tot slot, vele stammen van muizen vertonen leeftijdsgebonden gehoorverlies als relatief jong volwassenen 22 en ooglid sluiting tijdens de geconditioneerde knipperen verandert een visuele CS (hoewel een visuele CS doet verbeteren problemen met schrikreacties 16). Whisker stimulatie wordt niet beïnvloed door een van deze complicaties.

hier gepresenteerde zijn unieke en belangrijke wijzigingen op andere head vaste voorbereidingen voor oogknipreflex, met inbegrip van methoden voor CS en de VS levering, en de overname van de eyeblink respons. De betrouwbaarheid van de inrichting en de training paradigma oogknipreflex blijkt uit leercurven van geconditioneerde muizen en een relatief vlakke leercurve van pseudoconditioned controledieren (Figuur 7A).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle procedures waarbij muizen werden uitgevoerd in overeenstemming met de protocollen van Northwestern University's Institutional Animal Care en gebruik Comite goedgekeurd op basis van richtlijnen van het National Institute of Health.

1. De cilinder (figuur 2A)

  1. Teken de cilinder zoals beschreven door Chettih et al. En Heiney et al. Een lange schuimcilinder 14-15. Snijd een 10 cm lengte van cilinder en boor een gat door het midden aan de as een metalen stang 12,7 mm (0,5 in.) Diameter passen. Monteer de cilinder met zijn as aan een metalen optische breadboard zoals beschreven door Heiney et al. Of een andere drager (bijvoorbeeld plexiglas) 15.
  2. Rechtop twee verticale metalen staven van 12,7 mm aan weerszijden van de cilinder.
  3. Bevestig twee haakse mounts op de metalen staven.
  4. Secure twee stangen (5 cm lang, 12,7 mm in diameter) door de rechte hoek mounts. Bevel the uiteinden van deze stangen en niveau hun einden boven het midden van de cilinder (figuur 2G).
  5. Boor en tik een gat door de genivelleerd uiteinden van de staven tot twee 4-40 schroeven dat de vleugels van de connector op zijn plaats (figuur 2G) zal houden passen.

2. Montage van de Bakkebaard Stimulation System (Figuur 2B)

  1. Snijd een 10-tooth segment van de kam van een reguliere haren kammen.
  2. Snijd een spleet ongeveer 2-3 mm breed en ongeveer 5 mm diep aan de bovenkant van de kam om een ​​2-laags rechthoekige buigen actuator accepteren.
  3. Soldeer een draad aan elk oppervlak van de buigende actuator. Gebruik het soldeer en flux van de fabrikant. Bedek de aandrijving en soldeer met elektrische tape om de muis en de gebruiker te beschermen tegen de elektrische stroom.
  4. Zet de actuator strip in de sleuf in de kam gesneden dat de buigende actuator strip ligt loodrecht op het vlak van de kam. Richt de kam, zodat deze schuin of onder 45 ° en natuurlijker volgt de contouren van het gezicht van de muis.
  5. Bevestig het einde van de actuator strip naar de top van de kam met sneldrogende epoxy.
    Opmerking: De draden vastgesoldeerd aan de buigende actuator strook moet worden aangesloten op een regelbare weerstand die 40 volt naar de aandrijver levert. Eerdere experimenten hebben aangetoond dat 40 volt effectief is voor het conditioneren maar geen schrikreacties roepen.
  6. Plaats de buigen actuator en de kam op een beweegbare mount. Een pipet houder een magnetische base zoals gebruikelijk in vitro elektrofysiologie rigs werkt goed.

3. Montage van de Connector die Mounts naar Rods boven de cilinder (figuur 2C, 2E)

Opmerking: De connector is een 3-D afgedrukt 7-hole strip gemodelleerd uit de 221 serie Amphenol nylon strip voor de tuier door Weiss en Disterhoft Galvez c.s. 10,17.

  1. Tik op het eerste gat in de strip voor een 0-80 x-1"Machine schroef. Dit zal dienen als een borgschroef om het hoofdstuk aan de connector te verankeren. Kleef een 0-80 moer aan het hoofd van de borgschroef met cyanoacrylische lijm ter vergemakkelijking van de schroef met de hand.
  2. Laat één gat leeg na de getapt gat (om ruimte voor de 0-80 machine moer toestaan) en duw vijf vergulde betrouw-tac sockets door de resterende vijf gaten.
  3. Strip de coating uit vijf lange draden (draden verkregen van een Ethernet-kabel) en soldeer aan de uiteinden van de bussen.
    Opmerking: De eerste twee draden worden gebruikt om de elektromyografische (EMG) signalen waarmee eyeblink respons na signaalfiltering en versterking van een versterker detecteert opnemen. De tweede twee zullen de schok signaal op basis van een stimulus isolator. De laatste draad zal dienen als een massa-aansluiting. Deze draden worden verbonden met de systemen voor de getimede CS-US levering.
  4. Zorg voor elektrische verbinding tussen de draden en de aansluitingen met een multimeter. Zet de multimeter op de continuïteit instelling Houd een van de probes met de pen en de andere probe om de blootgelegde uiteinden van de draad. De pennen en de draden zijn elektrisch verbonden wanneer de weerstand laag en de multimeter zendt een toon.
    1. Een defect multimeter continuïteit instelling heeft, meet de weerstand tussen de pennen en draden. Er is elektrische continuïteit als er zeer weinig weerstand gemeten.
  5. Bereid de vleugels van de connector van twee TO-220 stijl transistors. Snijd de emitter, basis en collector draden van de transistor en het niveau van het oppervlak zodat het kan worden aangebracht op de connector.
  6. Snijd de rand van het tabblad montage aan het gat doorbreken, zodat het tabblad kan glijden onder de kop van de schroef.
  7. Epoxy de transistoren op de connector. Het gat in de bevestigingslip wordt gebruikt om de connector te bevestigen aan de dragers over de cilinder.
  8. Breng epoxy aan de basis van de draden protruding van de bussen en laat de epoxy drogen. De epoxy zal isoleren en de aansluitingen te beschermen.

4. Voorbereiden van het hoofddeksel (figuur 2D, 2E)

Opmerking: Het hoofddeksel strip is een 3-D gedrukt 7-hole strip gemodelleerd uit de Amphenol 221 reeks nylon strip gebruikt voor het hoofddeksel van Weiss en Disterhoft en Galvez et al 10,17.. Dit stuk is niet langer commercieel vervaardigd. De printer-bestand kan worden gedownload van de website van dit tijdschrift.

  1. Tik op het eerste gat in de strip voor een 0-80 x 1 "machine schroef en laat een gat leeg na de eerste hole.
  2. Push vijf vergulde pennen door de bodem van de resterende vijf gaten (via smallere uiteinden). Gebruik een bankschroef om te vergemakkelijken het indrukken van de pennen in de strip gelijkmatig.
  3. Met behulp van een thermische stripper, hierdoor ongeveer 0,5 cm van polyimide coating van het uiteinde van een roestvrijstalen draad (0,005 in. Diameter), soldeer de gestripte uiteinde van de wire de opening van één van de pennen en snijd de draad 0,6-0,7 cm.
  4. Strip ongeveer 0,2 cm van het uiteinde van de draad stroom laten passeren aan het dier.
  5. Herhaal stap 4,3-4,4 voor de resterende drie draden.
    Opmerking: De eerste twee draden zal EMG reacties op te nemen terwijl de tweede twee zullen dienen om een ​​schok toe te dienen aan het dier.
  6. Als de laatste (vijfde) draad als grond draad zal dienen, snijd ongeveer 5 cm van ongecoate roestvrij staaldraad (0.005 in. Diameter), en soldeer de resterende pin.
  7. Zorgen voor continuïteit tussen de draden en de pinnen met een multimeter. (Voor de aarddraad, die onbekleed de multimeter probe kan overal langs de draad geplaatst.)

5. Chirurgische Voorbereiding (figuur 2F)

  1. Steriliseer alle chirurgische instrumenten, met inbegrip van het hoofddeksel. Steriliseer het hoofddeksel door het weken in alcohol en vervolgens te spoelen met een steriele zoutoplossing.
  2. Verdoven van de muis in een inductie kamer met 3-4% vaporized isofluraan gemengd met een stroomsnelheid van 1-2 l zuurstof per minuut.
  3. Vergewissen dat het dier volledig verdoofd met een teen knijpen. De muis is volledig verdoofd als het niet reflexmatig reageren op de teen knijpen.
  4. Zodra het dier volledig verdoofd Injecteer een dosis buprenorfine hydrochloride als analgeticum (0,05-2 mg / kg, sc), scheren de bovenkant van het hoofd van het dier, plaats het op een overdekte verwarmingselement op basis van de stereotaxisch frame , vast te stellen dat het dier volledig verdoofd, en zet de kop aan het frame. Handhaaf stroom van verdampt isofluraan het dier, schakelen naar 2% bij een stroomsnelheid van 1-2 l zuurstof per minuut. Breng een kleine hoeveelheid oogzalf op de hoornvliezen.
  5. Ontsmet de hoofdhuid met povidonjood en alcohol drie keer per stuk, afwisselend tussen de twee.
  6. Met een aantal 10 of 15 scalpel, een insnijding langs de middenlijn van de schedel, waardoor de schedel van de voorzijde van thij ogen in het verleden de interparietal bot (~ 1,5-2 cm).
  7. Houd de rug van de kleppen van de huid met micro clips. Plaats een clip boven het oog, een langs het midden van de rostrale-caudale as, en een aan de achterkant van de schedel bilateraal (dwz gebruik zes klemmen in totaal). Om kopstuk scheuring voorkomen, bloot zoveel van de schedel zijn, zoals de zijkanten en achterkant. Dit zal het oppervlak voor het aanbrengen van de kleefstof bevestigingscement verhogen.
  8. Met de scalpel, schrapen langs de bovenkant van de schedel om de periosteum verwijderen en zorgen voor een schoon en droog werkvlak. Reinig de bovenkant van de schedel met 3% waterstofperoxide driemaal.
  9. Boor twee gaten in de schedel met een maat 34 omgekeerde kegel braam of een 1,6 mm graveerfrees boor tot 00-90 schroeven te accepteren (0,0625 in. Lang). De schroeven zal de elektrische aarde verbinding. Plaats een gat voor Bregma en de andere voor Lambda, links van de middellijn bij conditionering right oog. Plaats een schroef in elk gat. Laat de schroef 0,28 mm in de schedel voor elke volledige omwenteling; twee volledige slagen is voldoende.
  10. Maak een aantal kleine uitsparingen van ongeveer 0,75 mm in diameter op de schedel teneinde het oppervlaktegebied en knijpkracht voor cement verhogen.
  11. Neem het ingevulde hoofddeksel en wind de grond draad in een achtvormige configuratie rond de twee schroeven. Laat wat speling (~ 1,5 cm tussen het hoofddeksel en de schroef) in de grond draad zodat de helm goed kan later worden geplaatst.
    Opmerking: Het cijfer acht zorgt meestal een goede elektrische verbinding tussen de draad en de grond schroeven. De draad kan ook worden gesoldeerd aan de schroef een elektrische verbinding te waarborgen.
  12. Breng de lijm bevestigingscement. De instructies van de fabrikant voor de lijm wordt gemengd bevestigingscement of mix 4 bolletjes L-poedermengsel, 8 druppels van de basis en 2 druppels van de katalysator in een koude keramische mengschaaltje (garanderen de temperatuur strip on het mengen gerecht is helemaal zwart.) De koude temperatuur verlengt de werktijd van het cement.
    1. Vacht van de schedel en de schroeven royaal met de bevestigingscement en laat het cement te drogen. Dit zou slechts een paar minuten duren.
  13. Nadat het cement droog is, plaatst u het hoofddeksel verticaal, met de pennen staan, boven de schedel. Houd het kopstuk vast met houder vergelijkbaar met de connector
    Opmerking: Zie "3. Montage van de Connector" -De houder hoeft slechts een vijf-hole strip met vergulde aansluitingen met het oog op de pennen van het hoofddeksel te ontvangen. De houder is bevestigd aan een arm op de stereotaxisch frame bevestigd. Het gebruik van de houder en arm vergemakkelijkt de positionering van de zendspoel en de draden.
  14. Nadat het hoofdstuk is gepositioneerd, afpellen de huid rond de periorbitale stippellijn plaats de twee draden schok om de 0,2 cm gestripte uiteinde te rusten onder de huid en dus ongeveer 2-4 mm direct caudaal eye. Sta niet toe dat de uiteinden van de twee draden aan elkaar raken. Plaats de twee EMG draden op de muscularis orbicularis oculi boven de oogkas.
    1. Eventueel onderbroken uiteinden van de draden als ze te lang en lijken alsof zij direct kunnen krassen op de baan en leiden tot infectie. Als het afsnijden van de uiteinden van de draad, ervoor te zorgen dat er genoeg blanke draad blootgelegd. Als alternatief, als de draden te lang lijken, buig de draad terug op de basis, waar ze uit te breiden buiten het hoofddeksel.
    2. Cement de basis van de draden (dat wil zeggen, het einde nabij het ​​kopstuk) op zijn plaats op de schedel met een kleine spreiding van de kleefstof hechtingscement en laten drogen (gebruik de helft van de eerder beschreven deel).
  15. Verwijder de micro clips en voorzichtig vouw de flappen van de huid terug over de cement. Laat de huid op natuurlijke wijze te regelen om de spanning op een deel van de huid te voorkomen om verstoring van het ooglid te voorkomen, het voorkomen van de eyeblink reactie,en leed aan het dier.
  16. Sluit de vrijgekomen met tandheelkundig cement, die alles van de ingesneden huid aan de rand van de bovenkant van het hoofdstuk met cement. Wees extra voorzichtig om te voorkomen dat druipen cement op de ogen of de pinnen van het hoofddeksel. Gedeeltelijk uitgeharde cement kan worden gladgestreken en gemanipuleerd met een wattenstaafje dat is bevochtigd met tandheelkundige cement oplosmiddel. Laat het cement volledig drogen voordat u het hoofddeksel houder.
  17. Laat het dier om te herstellen van narcose op een verwarmd oppervlak voordat het vervangen van het dier terug in zijn kooi. Dien Metacam (1 mg / kg, SQ) en plaats dan het dier terug in zijn kooi.
  18. Laat het dier 5-7 dagen van herstel voor het testen of opleiding. Handhaaf standaard post-operatieve zorg aan het dier volgens de richtlijnen van uw instelling. De dieren moeten ten minste eenmaal per dag worden gecontroleerd nadat deze van een operatie is hersteld. Let op tekenen van slechte eten en / of drinken en lusteloos gedrag. Als de pijnvermoed wordt, bieden Metacam elke 24 uur (zelfde dosis eind postoperatief) tot verlicht. Lidocaïne kan lokaal worden aangebracht op de wond wanneer het dier krassen of tekenen van ongemak.

6. Het plaatsen van de muis op de cilinder en Training (figuur 2G)

  1. De muisaanwijzer op de cilinder, beperken de muis met een hand kort op door hem aan de staart met één hand en dan grijpen de muis achter de schouders wijsvinger en duim van de andere. Wikkel de resterende vingers rond de buik en romp van de muis.
  2. Met de hand niet beteugeling van de muis, sluit de connector op de helm op het hoofd van de muis en draai de borgschroef.
  3. Plaats de muis voorzichtig op de cilinder en zijn plaats te houden, terwijl het bevestigen van de connector aan het frame. Gebruik de twee schroeven om de connector te bevestigen aan de balken boven de cilinder.
  4. Zodra de connector is bevestigd aan de cilinder frame release de greep op de muis. Geef de muis één dag twee sessies van gewenning aan de cilinder. Laat elk gewenning sessie dezelfde duur als elk conditionering sessie.
    1. Neem spontane knippersnelheid tijdens gewenning en pre-blootstellen muizen om de whisker trillingen CS om het optreden van schrikreacties minimaliseren. Breng de CS als tijdens een werkelijke conditionering sessie, maar zonder de elektrische schok US.
    2. Breng de snorhaar stimulatie CS door het plaatsen van de Piezo-systeem in de buurt (ongeveer 0,5 cm) aan de geconditioneerde zijkant (rechts) van de muis, terwijl het uitglijden van de tanden van de kam boven individuele snorharen. Voorkomen dat dezelfde bakkebaarden gestimuleerd dagelijkse Door het piëzo-systeem in dezelfde positie van dag tot dag.
  5. Begin met het trainen van de muis naar klassieke conditionering. Lever twee sessies van de opleiding per dag gedurende vijf dagen. Laat ongeveer twee uur tussen elke training.
    1. Om de geconditioneerde groep, deliver dertig trials per sessie van een 250 msec lang snorhaar trillingen CS (60 Hz) in combinatie met een 100 msec lang elektrische puls VS (0,3 mA - 3 mA, verlost van een WPI A385R stimulus isolator). Scheid de KS en de VS met een 250 msec lang stimulus-vrije spoorinterval de taak afhankelijk van de hippocampus maken (figuur 1) 23.
    2. De intensiteit van de elektrische schok voor elk dier, zodat een knipperen opgeroepen. Aparte studies met een willekeurig interval tussen 30-60 sec (gemiddeld 45 sec totale duur van 30 minuten per sessie.)
    3. Lever dertig ongepaarde CS alleen en VS alleen proeven elk (voor een totaal van zestig studies) aan de pseudoconditioned groep, met behulp van dezelfde stimulus parameters als datum voor de geconditioneerde groep. Zorg ervoor dat alleen het CS staan ​​en de Amerikaanse trials zodanig pseudorandomized dat er geen prikkel meer dan twee keer wordt gepresenteerd in een rij. Scheid elke proef met een gemiddelde intertrial interval van 22,5 sec.
  6. delever achtergrondgeluid 65 dB gedurende gewenning en training om elke lawaai van de trillingen die veroorzaakt worden door de snorhaar stimulator maskeren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

8-10 weken oude mannelijke C57Bl6 / J muizen werden getraind op spoor oogknipreflex op het hoofd vaste cilindrische loopband apparaat. 8 muizen werden getraind met gepaarde CS-US presentaties (geconditioneerd groep) en 9 muizen werden getraind met ongepaarde CS en US presentaties (pseudoconditioned groep).

Voorbeeld EMG opnames van een geconditioneerde reactie van een geconditioneerde muis zijn getoond in Figuren 3

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Classical oogknipreflex is een vorm van associatief leren, dat is een nuttig instrument voor het begrijpen van de neurale substraten onderliggende leren en geheugen. Eerdere methoden voor oogknipreflex bij knaagdieren zoals muizen betrof een kamer die toegestaan ​​voor de dieren vrij kunnen bewegen. Een kop vast preparaat voor oogknipreflex in muizen in het door Chettih et al. En Heiney et al. En het meest recent gebruikte beschreven in licht opgewekte trace oogknipreflex in Siegel et al. Inri...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.

Dankbetuigingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd gefinancierd door het Ministerie van Defensie (W81XWH-13-01-0243) en de National Institutes of Health (R37 AG008796). Wij danken Alan Baker in Northwestern University's werkplaats voor de bouw van het hoofd vaste cilinder apparaat. Wij danken Dr. Shoai Hattori voor zijn leiding in MATLAB en Solidworks. Wij danken Dr. John voeding voor de LabView software die het experiment gecontroleerd.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Exervo TeraNova Foam Roller 36" x 6" AmazonB002ONUM0EVoor cilinder
PlexiglasOp maat gemaakt; 1 cm dik
Metaal staven (12,7 mm diameter)Op maat gemaakt
4-40 machineschroef (.25 in. lang)Amazon SupplyB00F33Q8QOVoor cilinder
Klassieke ontwerp haar kamConair93505WG-320Voor snorstimulatie
2-laags rechthoekige buigings actuatorPiezo SystemsT220-A4-303X Voor snorstimulatie
Solder- en fluxkitPiezo SystemsMSF-003-NIVoor snorstimulatie
Magnetische basisThor LabsMB175Voor snorstimulatie
Gedraaide staaf voor magnetische basisOp maat gemaakt
Strips op basis van 221 serie nylon strip connectoren van Electronic Connector Corp.Op maat gemaakt, gebaseerd op Weiss en Disterhoft, 2008
TO-220 Stijl TransistorAmazon SupplyB0002ZPZYO Voor connector; voor de vleugels
Relia-Tac SocketsElectronic Connector Corp.220-S02Voor connector
Relia-Tac PinsElectronic Connector Corp.220-P02Voor hoofdstuk
0-80 roestvrij staal machineschroef (1 in. lang)Amazon SupplyB000FN68EEVergrendelingsschroef
0-80 roestvrij staal machineschroef zeskantmoer (5/32 in. dik)Amazon SupplyB000N2TK7YVergrendelingsschroefkop
Loctite Super Glue-LiquidLoctite1365896Cyanoacrylaat lijm; voor de vergrendelingsschroef
Snelhardende epoxyAce Hardware18613Voor connector en snorstimulatie systeem
Ethernet kabel dradenEthernet kabel kan worden uit elkaar gehaald om de individuele draden voor de connector te gebruiken
Polyimide gecoate roestvrij staal draden (2 in. lang,.005 in. diameter)PlasticsOne005sw/2.0 37365 S-S Voor hoofdstuk, EMG en shock draden
Roestvrij staal ongecoate draad (.005 in. diameter)AM Systems792800Voor hoofdstuk, aardingsdraden
Tenma Variabele AutotransformatorTenma72-110Voor de snorstimulatie; reostat om de stroom naar de buigings actuator aan te passen
VersterkerA-M Systems1700Versterker voor het filteren en versterken van EMG signalen
WPI A385R stimulus isolatorWorld Precision Instruments31405Voor de elektrische schok
Isothesia (Isofluraan)Henry Schein: Animal Health50031Voor chirurgie; anesthesie
Buprenex Injectable CIIIReckett Benckiser Pharmaceuticals IncNDC 12496-0757-1Voor chirurgie; analgeticum
Akwa Tears: Smeermiddel Oogzalf AkornNDC 17478-062-35Kunstmatige traan zalf om droge ogen te voorkomen tijdens anesthesie
Povidine-Jodium Prep PadsPDINDC 10819-3883-1Voor chirurgie; antisepticum
Alcohol Prep PadsKan worden gekocht bij elke standaard apotheek
Roestvrij staal chirurgische scalpel handvatten (nr.3)Integra Miltex 4-7.Voor chirurgie
Roestvrij staal chirurgische scalpel bladenIntegra Miltex4-310 of 4-315Voor chirurgie; nummer 10 of 15 scalpelblad
3% Waterstof PeroxideKan worden gekocht bij elke standaard apotheek
Micro ClipRobozRS-5459Voor chirurgie, om de huid terug te houden
00-90 roestvrij staal machineschroef (0.0625 in. lang)Amazon SupplyB002SG89X4 Voor chirurgie, om de aardingsdraad omheen te wikkelen
Professionele roterende toolWalnut Hollow29637Handboor voor chirurgie, om gaten in de schedel te boren
Omgekeerde kegel boorRobozRS-6282C-34Omgekeerde kegel boor maat 34; voor chirurgie, om gaten in de schedel te boren
Gravure snijder boorDremel106Gravure snijder; 1,6 mm bit; voor chirurgie, om gaten in de schedel te boren
C&B Metabond-Quick! Cement Systeem "B" Quick BaseParkellS398Voor chirurgie; adhesief verlijmingscement systeem; belangrijk om hoofdstuk avulsie te voorkomen
C&B Metabond-Quick! Cement Systeem Clear L-PoederParkellS399Voor chirurgie; adhesief verlijmingscement systeem; belangrijk om hoofdstuk avulsie te voorkomen
C&B Metabond-Quick! Cement Systeem "C" Universele TBB Katalysator 0,7 mlParkellS371Voor chirurgie; adhesief verlijmingscement systeem; belangrijk om hoofdstuk avulsie te voorkomen
C&B Metabond-Quick! Cement Systeem Keramisch Mengschaal met temperatuurstrookParkellS387Voor chirurgie; adhesief verlijmingscement systeem; belangrijk om hoofdstuk avulsie te voorkomen
Zwitserse pincetten, stijl #5World Precision Instruments504506Voor chirurgie
Puritan Katoen-tipped applicatorenVWR International10806-005 Voor chirurgie
Dental Caulk Grip Cement KitDentsply675570Voor chirurgie; tandheelkundig cement

Referenties

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Clark, R. E., Squire, L. R. Classical conditioning and brain systems: the role of awareness. Science. 280 (5360), 77-81 (1998).
  2. Thompson, R. F., Kim, J. J. Memory systems in the brain and localization of a memory. PNAS. 93 (24), 13438-13444 (1996).
  3. Solomon, P. R., Vander Schaaf, E. R., Thompson, R. F., Weisz, D. J. Hippocampus and trace conditioning of the rabbit's classically conditioned nictitating membrane response. Behav Neurosci. 100 (5), 729-744 (1986).
  4. Moyer, J. R., Deyo, R. A., Disterhoft, J. F. Hippocampectomy disrupts trace eye-blink conditioning in rabbits. Behav Neurosci. 104 (2), 243-252 (1990).
  5. Weiss, C., Bouwmeester, H., Power, J. M., Disterhoft, J. F. Hippocampal lesions prevent trace eyeblink conditioning in the freely moving rat. Behav Brain Res. 99 (2), 123-132 (1999).
  6. Weiss, C., Disterhoft, J. F. Exploring prefrontal cortical memory mechanisms with eyeblink conditioning. Behav Neurosci. 125 (3), 318-326 (2011).
  7. Aiba, A., et al. Deficient cerebellar long-term depression and impaired motor learning in mGluR1 mutant mice. Cell. 79 (2), 377-388 (1994).
  8. Skelton, R. W. Bilateral cerebellar lesions disrupt conditioned eyelid responses in unrestrained rats. Behav Neurosci. 102 (4), 586-590 (1988).
  9. Takehara, K., Kawahara, S., Takatsuki, K., Kirino, Y. Time-limited role of the hippocampus in the memory for trace eyeblink conditioning in mice. Brain Res. 951 (2), 183-190 (2002).
  10. Weiss, C., Disterhoft, J. F. Evoking blinks with natural stimulation and detecting them with a noninvasive optical device: A simple, inexpensive method for use with freely moving animals. J Neurosci Meth. 173, 108-113 (2008).
  11. Royer, S., et al. Control of timing, rate and bursts of hippocampal place cells by dendritic and somatic inhibition. Nature. 15 (5), 769-775 (2012).
  12. Goldey, G. J., et al. Removable cranial windows for long-term imaging in awake mice. Nature Protoc. 9 (11), 2515-2538 (2014).
  13. Lovett-Barron, M., et al. Dendritic inhibition in the hippocampus supports fear learning. Science. 343 (6173), 857-863 (2014).
  14. Chettih, S. N., McDougle, S. D., Ruffolo, L. I., Medina, J. F. Adaptive timing of motor output in the mouse: the role of movement oscillations in eyelid conditioning. Front in Integ Neurosci. 5 (72), (2011).
  15. Heiney, S. A., Wohl, M. P., Chettih, S. N., Ruffolo, L. I., Medina, J. F. Cerebellar-Dependent Expression of Motor Learning during Eyeblink Conditioning in Head-Fixed Mice. J Neurosci. 34 (45), 14845-14853 (2014).
  16. Siegel, J. J., et al. Trace Eyeblink Conditioning in Mice is Dependent upon the Dorsal Medial Prefrontal Cortex, Cerebellum, and Amygdala: Behavioral Characterization and Functional Circuity. eNeuro. , (2015).
  17. Galvez, R., Weiss, C., Cua, S., Disterhoft, J. A novel method for precisely timed stimulation of mouse whiskers in a freely moving preparation: application for delivery of the conditioned stimulus in trace eyeblink conditioning. J Neurosci Meth. 177 (2), 434-439 (2009).
  18. Gruart, A., Sánchez-Campusano, R., Fernández-Guizán, A., Delgado-Garcìa, J. M. A Differential and Timed Contribution of Identified Hippocampal Synapses to Associative Learning in Mice. Cereb Cortex. , (2014).
  19. Weiss, C., et al. Impaired Eyeblink Conditioning and Decreased Hippocampal Volume in PDAPP V717F Mice. Neurobiol Dis. 11 (3), 425-433 (2002).
  20. Galvez, R., Weiss, C., Weible, A. P., Disterhoft, J. F. Vibrissa-signaled eyeblink conditioning induces somatosensory cortical plasticity. J Neurosci. 26 (22), 6062-6068 (2006).
  21. Galvez, R., Weible, A. P., Disterhoft, J. F. Cortical barrel lesions impair whisker-CS trace eyeblink conditioning. Learn & Memory. 14 (1), 94-100 (2007).
  22. Johnson, K. R., Zheng, Q. Y., Erway, L. C. A Major Gene Affecting Age-Related Hearing Loss Is Common to at Least Ten Inbred Strains of Mice. Genomics. 70 (2), 171-180 (2000).
  23. Tseng, W., Guan, R., Disterhoft, J. F., Weiss, C. Trace eyeblink conditioning is hippocampally dependent in mice. Hippocampus. 14 (1), 58-65 (2004).
  24. Joachimsthaler, B., Brugger, D., Skodras, A., Schwarz, C. Spine loss in primary somatosensory cortex during trace eyeblink conditioning. J Neurosci. 35 (9), 3772-3781 (2015).
  25. Boele, H. J. Cerebellar and extracerebellar involvement in mouse eyeblink conditioning: the ACDC model. Front in Cell Neurosci. 3 (19), (2010).
  26. Koekkoek, S. K. E., Den Ouden, W. L., Perry, G., Highstein, S. M., De Zeeuw, C. I. Monitoring kinetic and frequency-domain properties of eyelid responses in mice with magnetic distance measurement technique. J Neurophysiol. 88 (4), 2124-2133 (2002).
  27. Ward, R. L., Flores, L. C., Disterhoft, J. F. Infragranular barrel cortex activity is enhanced with learning. J Neurophysiol. 108 (5), 1278-1287 (2012).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Conditionering van het oogknipperreflexsnorhaarstimulatieEMG registratiecilindrische loopbandimplantatie van het hoofdstukspoorconditioneringleergeheugenneurobiologische basis

Gerelateerde artikelen