פרוטוקול הציג מייצרת התנגשות חושית מתמשך עבור ניסויים שמטרתם לימוד למידה לטווח ארוך. על ידי לצמיתות לובש מכשיר קבוע על ראשם, עכברים חשופים ללא הרף החושים חוסר התאמה בין תשומות החזותית ואת שיווי המשקל תוך כדי תנועה בחופשיות בתוך כלובים הביתה.
פרוטוקולים הסכסוך חושי לטווח ארוך הם אמצעי חשוב של הלומדים למידה מוטורית. פרוטוקול הציג מייצרת התנגשות חושית מתמשך עבור ניסויים שמטרתם לימוד למידה לטווח ארוך בעכברים. מאת לצמיתות לובש מכשיר קבוע על ראשם, עכברים חשופים ללא הרף החושים חוסר התאמה בין תשומות החזותית ואת שיווי המשקל תוך כדי תנועה בחופשיות בתוך כלובים הביתה. לכן, פרוטוקול זה מאפשר בקלות המחקר של מערכת הראייה, אינטראקציות החושים על פני פרק זמן מורחב זה לא יהיה נגיש אחרת. מלבד הורדת עלויות ניסיוני לטווח ארוך בלמידה חושית באופן טבעי להתנהג עכברים, גישה זו להכיל השילוב של ניסויים ב- vivo ו- in vitro לקשרי . בדוגמה שדווחה, וידאו-oculography מבוצע כדי לכמת את רפלקס vestibulo-העינים (וור) ואת רפלקס optokinetic (OKR) לפני ואחרי למידה. עכברים חשופים זה הקונפליקט חושי לטווח ארוך בין תשומות החזותית ואת שיווי המשקל הציג ירידה חזקה של רווח וור אבל הציג כמה שינויים OKR. מפורטים השלבים של התקן הרכבה, טיפול בבעלי חיים, מדידות רפלקס מדווחים בזאת.
קונפליקטים חושית, כגון אלה חזותי, נוכחים בחיי היומיום, למשל, כאשר אחד לא לובש משקפיים או במהלך של תוחלת החיים כולו (התפתחותי גידול, שינויים חדות חושים, וכו ‘.). עקב מבט אנטומיה, קלט חושי לשליטה, תפוקות מנוע לכימות, כימות מדויק שיטות1, מעגל היטב תיאר מייצב רפלקסים שימשו כמודלים של מנוע בלמידה מינים רבים. ב בני אדם וקופים, vestibulo-העינים רפלקס הסתגלות (וור) נלמדת באמצעות מנסרות שנועל הנושא במשך מספר ימים2,3,4,5. מאז המודל מכרסמים מאפשר השילוב של ניסויים התנהגותיים, הסלולר, פיתחנו שיטה חדשה כדי ליצור סכסוך חושי לטווח ארוך באופן חופשי להתנהג עכברים עם מכשיר דמוי קסדה. בהשראת המתודולוגיה בשימוש בני אדם וקופים, הפרוטוקול יוצר חוסר התאמה בין שיווי המשקל וחזותית התשומות (קרי, שיווי המשקל visuo חוסר התאמה, VVM) שמוביל לירידה וור רווח.
פרוטוקולים קלאסית מפעילה של הסתגלות רווח-מטה וור מכרסמים מורכב סיבוב החיה הראש-קבוע על מסתובב תוך כדי סיבוב משדה הראיה בשלב. פרדיגמה זו יוצרת קונפליקט שיווי המשקל visuo, מה שהופך את הטייפ הזעיר נוגד את ההיגיון. בפרוטוקולים הסתגלות לטווח ארוך מורכב איטראציה של הליך זה במשך מספר ימים רצופים6,7,8. כתוצאה מכך, כאשר קבוצה גדולה של חיות צריך להיבדק, מתודולוגיה הקלאסית דורשת כמות גדולה של זמן. בנוסף, מכיוון החיה הוא ראש-קבוע, הלמידה בעיקר מוגבל למהירות/תדירות דיסקרטית, מורכב הדרכות מקוטע נקטע על ידי מרווחי intertrial של משך הזמן משתנה6. לבסוף, פרוטוקולים קלאסי להשתמש למידה פסיבית, גירוי שיווי המשקל לא נוצר באופן פעיל על ידי תנועות מרצון של החיה, מצב מאוד צורות עיבוד שיווי המשקל9,10.
האילוצים ניסיוני הנ ל הם שעלתה על ידי המתודולוגיה החדשנית שהוצגו. הגישה כירורגי הנדרשת היא פשוטה, החומרים אשר השתמשו בהם זמינים מסחרית. החלק הבלעדי המסתמך על חומר יקר יותר הוא כימות של ההתנהגות; בכל זאת, העקרונות הבסיסיים של הפרוטוקול עשוי לשמש עבור כל ניסוי, מחקירות במבחנה כדי מחקרים התנהגותיים אחרים של למידה. בסך הכל, על ידי יצירת של ליקוי ראיה זמניים ו התנגשות שיווי המשקל visuo במשך מספר ימים, מתודולוגיה זו יכול בקלות להיות משורבב כל המחקר מוטרדים ההפרעות חושית או למידה מוטורית.
ההפרעות חושי לטווח ארוך המתוארים כאן מורכב אי-התאמה שיווי המשקל visuo המיוצר בעכברים להתנהג בחופשיות. להשתיל את המכשיר עכברים ללבוש במשך 14 ימים, מבוצע ניתוח קצר ופשוט באמצעות ערכת כירורגיים זמינים מסחרית. עכברים להתאושש ב פחות מ 1 h הליך ההשתלה headpost, שום סימני מצוקה ממנו המשויך. לאחר מכן, בדוגמה הנתונה היישום של פרוטוקול זה, וור, OKR נמדדים בטכניקה וידאו-oculography. למרות זאת, הנוצרות על-ידי התקן לטווח ארוך למידה פרוטוקול זה יוכל לשמש במגוון רחב של ניסויים כגון במבחנה אלקטרופיזיולוגיה1, הדמיה עצביים מבחני התנהגות שונים. הרציונל מאחורי הפיתוח של טכניקה זו בהשראת המתודולוגיה מבוססת-פריזמה בשימוש בני אדם וקופים. טכניקה זו, אולם, שונה כי זה פוגע ולא משנה חזון. לפיכך, היא מהווה (במתכונתה הנוכחית) מקרה קיצוני של חוסר התאמה שיווי המשקל-visuo. החוקרים מאמינים כי המידע הטכני שסופקו עשויה להיות שימושית עבור מעצב גרסה פריזמה דמוי של המכשיר או בהמשך פיתוח מסוים תכונה-הגבלת התקני16.
עשוי מבחן פוליגרף אור (0.9 g) (חומצה לקטית) מפלסטיק, המכשיר ראש תוכנן כך שיתאים לראש של עכבר בוגרים צעירים, המאפשר הגנה על החוטם ולהשאיר מספיק מקום רוחבית לתת החתן בעלי חיים. החלק הקדמי של המכשיר הזה חושף בסוף החוטם כדי לאפשר הזנה וטיפוח התנהגויות. המכשיר הוא כמעצמה, כך החיה הוא משולל חזון מדויק שמסביב אבל עדיין מקבל גירוי בוהק. השתלות פסים, דמה נבדקים כדי להבטיח כי ההשפעות נמדד בעיקר לשיפור ההתאמה שיווי המשקל visuo הנגרמת ע י האות חזותי ניגודיות גבוהה במהלך תנועות עצמי של המכשיר עם פסים ולא לפי נראה שההתפתחות שלהם שינוי (כלומר, המשקל של המכשיר המוחלת ב- mouse´s הראש והצוואר).
השפעול, עכברים לבשה את המכשיר עם פסים הראה רפסודה משמעותי להשיג ירידה של 50% לאחר תקופת למידה; עדיין, יכולה להיות ההשתנות הבין-אישית עבור ערכים מוחלטים רווח. דמה עכברים הראה וור משמעותית אין לקבל שינויים, לפיכך הוכחת כי ההפחתה וור נגרמת על ידי הסכסוך חושית ולא על ידי ליקוי מוטורי. יתר על כן, עכברים צעירים (< P26) הראו וור OKR להשיג ערכים נמוכים יותר בעלי חיים בוגרים17. מסיבה זו, בעלי חיים גיל חייב להילקח בחשבון בעת תכנון הניסוי. בסופו של דבר, ההשתלה? עכברים הנ ל (סעיף 4.5) הן צעד מכריע שיש אחריו כדי להבטיח רווחה, כמו גם ליצור תוצאות אמינות.
אחד היתרונות של פרוטוקול זה הוא הזמן זה חוסך ניסויים במהלך תקופת למידה, לעומת סוגים אחרים של פרוטוקולים הסתגלות וור/OKR. עד כה, וור הסתגלות בעכברים נחקרה על ידי תיקון ראש והכשרה החיה על סיבוב מסתובב6,8,18,19, וזה זמן רב, במיוחד כאשר הרבה בעלי חיים חייב להיות הכשרה. פרוטוקול הציג מאפשר ההכשרה של מספר בעלי חיים בעת ובעונה אחת, חוסך זמן. בנוסף, בניסויים אלה קלאסית הדרכות מוגבלות בדרך כלל h 1 ליום, עוזב תקופות ארוכות של unlearning בשם הגורמות ההסתגלות תהיה מחליאים iterated למידה/unlearning עם דינמיקה שונה20. הנה, הראש-הקיבעון של המכשיר מאפשר למידה ללא הפרעה. יתרון נוסף הוא כי מאז תקופת למידה נוצר במצב להתנהג בחופשיות ללא הראש, עכברים הם מסוגלים ללמוד באמצעות מגוון של תנועות הראש טבעיות הנוצרות באופן פעיל. הפרוטוקולים קלאסית, החיה הוא ראש-קבוע בזמן להיות פסיבי מסובב על הפטיפון כך הלמידה מתרחשת נחוש גירוי (תדר אחד, מהירות אחת)21 זה אינו משקף את טווח טבעי של תנועות ראש. חשוב לציין כי שיווי המשקל מקודד תנועות באופן שונה כאשר הם נוצרים באופן פעיל על-ידי הנושא או כאשר מבחוץ חלה10; לפיכך, המנגנונים הסלולר מופעלות בשני המצבים עשוי גם להיות שונה.
בסך הכל, המתודולוגיה המתוארת מתאים מחקרים בשילוב/ויוו/הפריה על לטווח ארוך עיבודים חושית המתרחשת לאחר התנגשות חזותי ו/או התאמה שיווי המשקל visuo באופן חופשי להתנהג עכברים. התנגשויות החישה הם מטרה מוכרת של motion sickness, שהינו שדה אשר משכה לאחרונה השימוש עכברים22,23. לאחרונה הוכח כי רווח הסתגלות נגרם על-ידי השימוש בהתקן זה מציע הגנה מפני מחלת כאשר עכברים נחשפים לגירוי פרובוקטיבי15. לפיכך, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לזהות את המנגנונים התאיים המשמשים כבסיס ההסתגלות התנגשות חושית וכן גם לפתח טיפולים נגד מחלת.
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים פטריס Jegouzo על מכשירים ראש ו headpost הפיתוח והייצור. אנו מודים גם קאלבו פ א Mialot, א Idoux על עזרתם בפיתוח של גירסאות קודמות של ההתקן ואת פרוטוקול VVM.
עבודה זו מומן על ידי את Spatiales מרכז לאומי des אטיודים, ה-CNRS ואת דקארט פריז של אוניברסיטת. ג’יי סי איי ובי מ לקבל תמיכה צרפתי ANR-13-CESA-0005-02. F. סוכנת אף. בי. איי ובי מ לקבל תמיכה צרפתי 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 |