Ansiktsuttryck är en form av visuell kommunikation produceras av mimetiska musklerna. Här presenterar vi protokoll för de nya teknikerna för omvänd dissektion och DiceCT att visualisera och bedöma mimetiska musklerna. Dessa kombinerade tekniker kan undersöka både morfologiska och fysiologiska aspekter av mimetiska muskulaturen att fastställa funktionella aspekter.
Ansiktsuttryck, eller ansiktsbehandling skärmar, sociala eller känslomässiga avsiktsförklaring produceras av många däggdjur taxa som ett sätt att visuellt kommunicera med artfränder på en nära håll. Dessa skärmar har uppnåtts genom sammandragning av mimetiska musklerna, som skelettmuskulaturen bifogas dermis av ansiktet. Omvänd dissektion, ur skallen full ansiktsmasken och närmar sig mimetiska musklerna i omvänt, är en effektiv men destruktiva sätt att avslöja morfologi av mimetiska musklerna men det är destruktiva. DiceCT är en ny mekanism för visualisera skelettmuskulaturen, inklusive mimetiska musklerna och isolera enskilda muskel fascicles för kvantitativ mätning. Dessutom ger DiceCT en icke-destruktiva mekanism för att visualisera muskler. De kombinera metoder för omvänd dissektion och DiceCT kan användas för att bedöma den evolutionära morfologin mimetiska muskulaturen samt potentiella kontraktion styrka och hastighet i dessa muskler. Denna studie ytterligare visar att DiceCT kan användas för att noggrant och tillförlitligt visualisera mimetiska musklerna samt omvänd dissektion och tillhandahålla en icke-förstörande metod för provtagning mimetiska musklerna.
Mimetiska muskulaturen eller ansiktsuttryck muskulatur, är skelettmuskulatur och återfinns i hela Mammalia1. Medan mest däggdjur skelettmuskulaturen fäster diskret beniga landmärken, är mimetiska muskulaturen unikt i dess bilagor främst in i huden i ansiktet, hårbotten och den ventrala aspekten av hals1,2,3, 4. Mimetiska muskulatur kontraktion deformerar den ”ansiktsmasken” i uttryck eller ansiktsbehandling visar sociala och emotionella avsiktsförklaring, ändrar storlek och form av sphincters av ögat, näshålan och munhålan som används i utfodring, andning, och i vocalizations, och är en del av den övergripande Stäng-närhet visuell kommunikationsmekanism hos de flesta däggdjur2,3,4,5. Över Mammalia hjälpa ansiktsbehandling displayerna genereras av mimetiska musklerna reglera och underhålla territoriella gränser, sociala band och den sociala gruppen genom cuing artfränder på de känslomässiga och beteendemässiga avsikterna av avsändaren2, 5.
Bland däggdjur kännetecknas primater delvis som sysselsätter en hög nivå av socialt beteende under hela livscykeln med alla arter som lever i en social grupp2,5. Medan vissa taxa, såsom de nattliga galagos och lorises, kan leva i grupper som bestod enbart av en mor och avkomma, andra taxa, såsom dagaktiva makaker och babianer, kan leva i grupper över 100 personer6. Oavsett storleken på den sociala gruppen, primater använder ofta stereotypa sociala beteenden associerade med rank och territorialitetsprincipen och dessa beteenden inkluderar vanligtvis en ansiktsbehandling display komponent. Ansiktet visar är en del av hanteringen av obligationer bland medlem av sociala grupper, dominans hierarkier, reproduktion och den kommunikation som är en del av vardagen, framförallt dagaktiva arter2,5,7 . Medan det har stått klart en tid det ansiktets muskulaturn används för att skapa dessa ansiktsuttryck visar, har det nyligen blivit uppenbart att ansiktets muskulatur form och fysiologi är förknippade med sociala variabler2, funktionella krav 8. Tidigare studier på fylogenetiskt och behaviorally olik spänner av primater har visat att dagaktiva arter som lever i stora, komplexa sociala grupper tenderar att ha ett stort antal diskreta ansiktet visar med fokus på rörelse av läppar, ögonbryn och ögonlock med ett stort antal ansiktsmusklerna klustrade runt läppar och orbital region9. Däremot har få studier på nattaktiva arter som lever i små grupper, men dessa arter har ett högt antal diskreta ansiktsmusklerna med bilagor runt ytterörat och läppar, vilket kan associeras med rörelser i öron och läppar (som har dokumenterats i vissa nattaktiva arter i agonistiska möten med artfränder och lokalisera ljud)2,9,10,11. Människor har dessutom en relativt högre andel av långsamt rycka myosin fibrer i mimetiska muskulaturen än antingen rhesus makaker eller schimpanser, som kan vara relaterade till den ”sakta ner” i sammandragning av människans mimetiska muskulaturen runt läpparna används under produktionen av språkljud eller allmän trötthet-motstånd förmåga av muskler8.
Människor är, utan tvekan, den mest sociala av alla primater, och har utvecklat språk som en del av social kommunikation. Fortfarande, dock människor använder ansiktsuttryck som ett medel för visuell kommunikation och har den största kända ansiktsbehandling display repertoaren bland primater. I ett försök att mer fullständigt förstå variabler kring utvecklingen av mänskliga och allmänna primate sociala beteende, är en ökad förståelse för morfologi och fysiologi av primater mimetiska muskulaturen önskvärt. Eftersom mimetiska muskulaturen är kopplad till huden själv och kan i vissa arter, vara exceptionellt tunna och svårt att visualisera, har vi utvecklat en unik metod att visualisera denna muskulatur för båda processerna för inspelning brutto närvaro/frånvaro och bilagor samt provtagning för microanatomical bearbetning.
”Omvänd dissektion” är en metod för att bevara den mimetiska muskulaturen genom att ta bort hela ansiktsmasken från huvudet och öka synligheten för även små muskler. Eftersom omvänd dissektion är en destruktiv process, kan sällsynta och värdefulla exemplar inte alltid vara tillgänglig för denna metod. DiceCT är en effektiv metod som kan visualisera många av de mimetiska musklerna även små arter12,13,14. Denna metod kan användas i konsert med omvänd dissektion eller i fall där sällsynta, värdefulla prover inte kan vara dissekeras och kan ge mycket information utan att ta bort ansiktsmasken i ”omvänd dissektion”12,13, 14. Protokolls beskriver en uppsättning metoder för att kombinera omvänd dissektion med DiceCT för att undersöka primate mimetiska muskulaturen.
Följande steg för den ”omvända dissektionen” producerar protokoll vanligtvis en ansiktsmask som kan vara långsamt och metodiskt dissekeras för att avslöja mimetiska muskulaturen, oavsett storleken på huvudet. Det är särskilt viktigt att flytta långsamt och kontinuerligt bedöma om musklerna har helt skurits igenom oavsiktligt, särskilt i mindre arbetsföra arter.
För att bestämma där muskulaturn ligger, är det särskilt viktiga för att utveckla masken torka i etapper att ko…
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill uppmärksamma Yerkes National Primate Research Center för tillträde till schimpans och rhesus makaker exemplar, och Chris Vinyard (nordost Ohio Medical University) för tillgång till gemensamma Goeldisapa exemplar. Vi tackar Marissa Boettcher, Kaitlyn Leonard och Antonia Meza på University of North Carolina för hjälp med skanningen. Detta arbete utfördes delvis på den hertigen universitet delat material Instrumentation Facility (SMIF), medlem av den North Carolina forskning triangel nanoteknik Network (RTNN), som stöds av National Science Foundation (Grant ECCS-1542015) som en del av den nationella nanoteknik samordnad infrastruktur (NNCI). Detta är Duke Lemur Center Publikationsnummer 1405.
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 |