Представленные протокол производит постоянные сенсорные конфликт для экспериментов, направленных на изучение долгосрочного обучения. Постоянно носить устройство фиксированной на их головы, мышей, непрерывно подвергаются сенсорные несоответствие между визуальной и вестибулярные входы свободно перемещаясь в клетках, дома.
Долгосрочные протоколы сенсорного конфликта являются ценным средством изучения Мотор обучения. Представленные протокол производит постоянные сенсорные конфликт для экспериментов, направленных на изучение долгосрочного обучения у мышей. Постоянно носить устройство на их головы, мышей, непрерывно подвергаются сенсорные несоответствие между визуальной и вестибулярные входы свободно перемещаясь в клетках, дома. Таким образом этот протокол легко позволяет исследования зрительной системы и Мультисенсорная взаимодействия через расширенный сроки, которые не будут доступны в противном случае. В дополнение к снижению экспериментальной стоимость долгосрочных сенсорные обучения в естественно поведение мышей, этот подход предлагает сочетание в vivo и in vitro экспериментов. В примере сообщалось видео oculography производится для количественного определения и вестибуло глазной рефлекс (VOR) оптокинетический рефлекс (ДКР) до и после обучения. Мышей подвержены этой долгосрочной сенсорные конфликт между визуальные и вестибулярные входов, представил сильное снижение прибыли VOR но выставлены несколько изменений ДКР. Подробное описание шагов устройство Ассамблеи, Уход за животными, и рефлекс измерения настоящим сообщается.
Сенсорные конфликты, например визуального, присутствуют в повседневной жизни, например, когда один носит очки, или в течение всего жизненного цикла (развития роста, изменения в сенсорной остроты зрения и т.д.). Благодаря хорошо описанной схеме анатомии, легко контролируемых сенсорные входы, мотор количественной и точную количественную оценку методов1, взгляд стабилизации рефлексы были использованы как модели двигателя обучения многих видов. В организме человека и обезьян вестибуло глазной адаптация рефлекс (VOR) изучается с помощью призмы, которые этому вопросу носит несколько дней2,3,4,5. Так как грызун модель позволяет сочетание поведенческих и клеточных экспериментов, мы разработали новый метод для создания долгосрочных сенсорного конфликта в свободно себя мышей с шлем подобные устройства. Вдохновленный методологии, используемой в организме человека и обезьян, протокол создает несоответствие между вестибулярных и визуальные материалы (т.е., зрительно вестибулярные несоответствие, VVM), которые приводит к снижению прибыли VOR.
Классическая протоколы, вызывая усиления вниз адаптации VOR грызунов состоят из Вращающиеся головы Исправлена животных на проигрыватель при вращении зрительного поля в фазе. Эта парадигма создает зрительно вестибулярные конфликт, который делает VOR контрпродуктивным. Долгосрочная адаптация протоколы состоят из итерации этой процедуры в течение нескольких дней подряд6,,7–8. В результате когда большая группа животных должен испытываться, классическая методология требует большое количество времени. Кроме того потому что животное, голова исправлена, обучение главным образом ограничивается дискретные частоты/скорости и состоят из разрывными тренингов, прервано intertrial интервалы различной продолжительности6. Наконец классической протоколы использования пассивного обучения, как вестибулярной стимуляции не активно формируется животного добровольных движений, ситуации, которая значительно формирует вестибулярного обработки9,10.
Вышеупомянутые ограничения экспериментальной превзошли представленные новаторские методологии. Необходимые хирургический подход прост, и материалы, используемые легко доступны коммерчески. Единственная часть, которая опирается на более дорогих материалов является количественная оценка поведения; Тем не менее основы протокола может использоваться для любого эксперимента, от в vitro исследования на другие поведенческие исследования обучения. В целом создавая временное нарушение зрения и зрительно вестибулярные конфликт в течение нескольких дней, эта методология легко могут быть перенесены для любого исследования, соответствующие с сенсорными возмущения или Мотор обучения.
Долгосрочный сенсорные возмущений, описанные здесь состоит из несоответствие зрительно вестибулярные, производимых в свободно себя мышей. Для имплантации устройства, мышей носить в течение 14 дней, выполняется простой и короткий хирургии, использование коммерчески доступных Комплект хирургический. Мышей в менее чем 1 час от этой процедуры имплантации headpost восстановить и показать не связанные признаки бедствия от него. Впоследствии в данном примере применения настоящего Протокола, VOR и ДКР измеряются с помощью метода видео oculography. Тем не менее это устройство индуцированной долгосрочного обучения протокол может использоваться в различных экспериментов в vitro электрофизиологии1, нейронов изображений и различных поведенческих анализов. Суть развития этой техники был вдохновлен Призма-на основе методологии, используемой в организме человека и обезьян. Этот метод, однако, отличается, потому что он ухудшает, а не изменяет видения. Таким образом он (в его нынешнем виде) представляет собой крайний случай зрительно вестибулярные несоответствия. Авторы полагают, что предоставленный техническая информация может быть полезна для разработки призм как версия устройства или дальнейшей разработки конкретных особенность ограничение устройств16.
Изготовлены из легких (0,9 г) поли (молочная кислота) пластиковых, головного устройства был разработан по размеру головы молодых взрослых мыши, позволяя защиты морду и оставляя достаточно места для боков пусть животных жениха. В передней части этого устройства предоставляет конце рыла разрешить кормления и ухода поведения. Устройство является слегка непрозрачным, так что животное лишен четкое видение окружающих, но по-прежнему получает стимуляции яркости. Полосатый и Шам имплантации протестированы, чтобы гарантировать, что измеренная эффекты обусловлены главным образом зрительно вестибулярные несоответствия, вызванные высокой контрастностью визуального сигнала во время самостоятельной движений полосатый устройства и не проприоцептивной модификация (т.е., вес устройства, применяемые в mouse´s головы и шеи).
Экспериментально мышей, которые носили полосатые устройство, показали значительное VOR получить снижение на 50% после периода обучения; Тем не менее может быть межличностная изменчивость абсолютный прирост значений. Шам мышей показало, без существенных VOR получить изменения, продемонстрировав тем самым, что VOR сокращение вызвано конфликтом чувств и не двигательными нарушениями. Кроме того молодых мышей (< P26) показал VOR и ОКР получить значения меньше, чем пожилых животных17. По этой причине возраст животного должен приниматься во внимание при планировании эксперимента. Наконец критерии исключения вышеупомянутыми мышей (раздел 4.5) являются важным шагом, который следует использовать для обеспечения благосостояния, а также создать надежные результаты.
Одним из преимуществ этого протокола является время, которое она сохраняет экспериментаторов в период обучения, по сравнению с другими типами VOR/ОКР адаптации протоколов. Пока VOR адаптации в мышей изучена фиксации головы и обучение животных на вращающейся поворотный стол6,8,18,19, которая занимает много времени, особенно когда много животных должны быть обучение. Представленные протокол позволяет осуществлять подготовку нескольких животных сразу и экономит время. Кроме того в эти классические эксперименты тренинги, обычно ограничиваются 1 час в день, оставляя длительных периодов предполагаемого отучиться вызывающие адаптации к быть повторенной чередования обучения/отучиться с различными динамика20. Здесь руководитель фиксация устройства позволяет для непрерывного обучения. Еще одним преимуществом является, что поскольку период обучения генерируется в свободно себя свободной от головы ситуации, мышей способны узнать через широкий спектр естественных движений головы, которые активно создаются. В классических протоколов животное, голова исправлена в то время как пассивно вращается на поворотный стол так, что обучение происходит на решительные стимуляции (одной частоты, одной скорости)21 , который не отражает естественный диапазон движения головы. Важно отметить, что вестибулярный аппарат кодирует движений по-разному когда они активно создаются по теме или когда внешне применяется10; Таким образом клеточных механизмов, вызвали в обеих ситуациях также могут отличаться.
В целом описывается методология подходит для комбинированных/в vivo/в пробирке исследования на долгосрочный сенсорной адаптации после визуального конфликта и/или зрительно вестибулярные несоответствие в свободно себя мышей. Сенсорные конфликты являются признанным причиной болезни движения, который представляет собой поле, которое недавно привлекла использование мыши22,23. Недавно было продемонстрировано, что адаптация выгоды, вызванные использованием данного устройства предлагает защиту от укачивания когда мышей подвергаются воздействию провокационные стимулы15. Таким образом этот протокол может использоваться для определения клеточных механизмов, лежащих в основе адаптации к сенсорного конфликта, а также разработать процедуры против укачивания.
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим Patrice Jegouzo для головных устройств и headpost разработки и производства. Мы также благодарим P. Кальво, а. Mialot и э. Idoux за их помощь в развитие предыдущих версий устройства и VVM протокола.
Эта работа финансировалась центром национального des этюды космических, CNRS и Университет Париж Декарт. J. C. и м. б. получают поддержку от французского АНР-13-CESA-0005-02. F. F. б. и м. б. получают поддержку от французского АНР-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 |