Inhibition préimpulsion habituation et du réflexe de sursaut acoustique dans Rongeurs

1. Protocole de design Calibrage: Avant une série d'expériences, d'étalonner les haut-parleurs. Ceci est important afin que les haut-parleur afficher le volume exact qui a été fixé par l'expérimentateur. Aussi calibrer la sensibilité de la plate-forme du transducteur des boîtes sursaut selon le manuel du fournisseur. Le transducteur convertit le mouvement vertical de la plate-forme en un signal de tension. Assurez-vous qu'il n'y ait pas des expériences en cours lors de l'étalonnage du système, et que toutes les cases sont calibrés de la même façon. i / o Fonction: Si de nouvelles souches de souris ou de rats est mesurée, une fonction d'entrée / sortie doit être établi. Après une période d'acclimatation de 5-10 minutes avec un bruit de fond constant blanche de 65 à 68 dB (voir ci-dessous), les stimuli sursaut (20 ms bruit blanc) doit être affichée toutes les 20 secondes, commençant à environ 70 à 75 dB. L'intensité du stimulus sursaut sera accrue entre chaque stimulus de 2-5 dB jusqu'à atteindre 120 à 130 dB, ce qui entraîne dans 10-30 essais avec des stimuli sursaut (voir figure 1). Structure de protocole: l'habituation et de préimpulsion inhibition peut être mesurée dans un protocole. Le protocole se divise en une période d'acclimatation, un bloc I (accoutumance), immédiatement suivie par un bloc II (PPI, figure 2). Avant de mesurer l'inhibition préimpulsion, les animaux doivent toujours subir accoutumance sursaut, de sorte que atténuations sursaut à cause de l'accoutumance ne pas interférer avec les mesures PPI. Période d'acclimatation: Chaque fois qu'un animal est testé, il subit d'abord une phase d'acclimatation afin d'adapter au détenteur des animaux, la boîte de sursaut et un bruit de fond. Au cours d'une période d'acclimatation de 5-10 minutes, le bruit de fond constant de 65 68dB de bruit blanc (en fonction du bruit de l'environnement) est affichée, mais aucun stimulus sursaut. Durant cette phase, l'animal va se calmer, arrêter d'explorer l'environnement et arrêter de bouger autour. Bloc I accoutumance: à court terme accoutumance (STH), entre 30 stimuli sursaut -100 doit être appliqué sur le fond. Stimuli sursaut sont des bruits blancs généralement de 20 ms et un temps de montée très raide (0, si possible). L'intensité est idéalement au volume où la fonction I / O a atteint le plateau de réaction de sursaut au maximum, généralement de 105 à 115 dB. Les intervalles entre les essais unique devrait être soit toujours 20 secondes ou randomisés entre 10 et 30 sec (voir la discussion et figure 3). Bloc II préimpulsion inhibition: Afin de mesurer l'IPP, les essais avec une impulsion sursaut seul et essais avec un préimpulsion sont pseudorandomized dans le bloc II. Le bruit de fond et de relance de sursaut sont les mêmes que dans le bloc I. La préimpulsion est un bruit blanc de 4 ms et le temps de montée raide. Deux paramètres peuvent être variés: l'intervalle entre les interstimulus préimpulsion et sursaut d'impulsion et l'intensité de la préimpulsion (voir la discussion). Nous proposons d'utiliser deux différents couramment préimpulsion intensités (75 et 85 dB) et deux intervalles différents interstimulus (30 ms et 100 ms). Ainsi, il existe quatre différents préimpulsion impulsion des essais ainsi que le pouls sursaut seuls essais à pseudorandomized et affiché 10 fois chacun, ce qui totalise 50 essais. Inter-procès intervalles peut être 20 sec ou aléatoire entre 10 et 30 sec (voir la discussion). Dans certains cas, il pourrait être bénéfique d'ajouter un sixième type d'essais, qui est un essai préimpulsion seul (voir la discussion et la figure 4). Habituation à long terme: Afin de mesurer LTH, l'ensemble du protocole est exécuté sur au moins cinq jours suivants. Sinon, seule la phase d'acclimatation et de bloquer je pourrais être exécuté, cependant, afin de voir LTH, bloc I doit contenir au moins 100 sursaut stimuli. La présentation de 30 stimuli par jour conduit à LTH très peu ou pas dans la plupart des animaux, en particulier chez la souris. Fonctionne devrait être approximativement le même temps de chaque jour, depuis amplitudes réaction de sursaut fluctuent avec le cycle diurne. 2. Manipulation et l'acclimatation des animaux Il ya de grandes différences dans la manipulation et l'acclimatation des rats par rapport souris. Souris sera placé dans le porte-animal approprié (ils ne devraient pas être retenu) pendant 2-5 minutes avec un bruit de fond, mais pas de stimuli sursaut (phase d'acclimatation du programme). Cette procédure doit être répétée 3-5 fois, une ou deux fois par jour, jusqu'à la défécation et la miction dans le support de la souris cesse ou diminue considérablement. Les détenteurs d'animaux doivent toujours être remplacés ou nettoyés après qu'un animal est retiré. Les rats doivent être manipulés pendant au moins trois sessions de 17 ans. A la fin des séances de manipulation troisième, ils sont placés dans un porte-animal approprié (pas de freiner) et exposés à un bruit de fond pendant plusieurs minutes. Après les enlever, ils peuvent être récompensés par des graines de tournesol pour former ples associations ositive à la procédure de test. Cette procédure est répétée deux fois plus, en élargissant progressivement le temps d'acclimatation, avant l'ensemble du protocole est exécuté. Pour tester les sessions, les animaux sont placés dans toutes les chambres, les portes fermées et le protocole avec la phase d'acclimatation, je bloc et bloc II est exécuté. S'il ya différents groupes d'animaux (injections, génotypes), ils doivent être mélangés ou randomisées sur les différents passages et les différentes cases. Si un animal est testé à plusieurs reprises (par exemple avec des traitements différents), il devrait être re-testés dans la même boîte. Pour les tests PPI répétées chez le rat, nous recommandons également d'exécuter un protocole complet avant la collecte effective des données a lieu. PPI améliore souvent entre la première et la session du second test (PPI apprentissage), et reste constante par la suite. Il permettra également d'éliminer une grande partie de LTH. 3. Analyse des données À court terme accoutumance: Pour l'analyse d'habituation à court terme, toutes les réactions effarouchées du bloc I sont tracées pour chaque animal. Si les animaux dans un groupe ont les mêmes amplitudes réaction de sursaut, les valeurs peuvent être en moyenne entre les animaux. Dans la plupart des cas, cependant, absolue amplitudes sursaut diffèrent considérablement entre les animaux et les niveaux de sursaut sont pas distribuées normalement. Dans ce cas, il est plus rentable pour normaliser les données de chaque animal à sa première, ou la moyenne des deux premiers, réactions effarouchées dans le bloc I (animaux, parfois de s'endormir pendant la phase d'acclimatation résultant en une réaction de sursaut bas du premier et une haute sursaut seconde). Les données peuvent ensuite être normalisé en moyenne sur tous les animaux afin de tracer le cours de l'habituation. Pour une évaluation quantitative de la quantité d'accoutumance, un score peut être calculé pour chaque animal, par exemple, la moyenne des 10 dernières réactions effarouchées, divisé par la moyenne des deux premières réponses (figure 6). Préimpulsion inhibition: Pour analyser l'inhibition préimpulsion, les données du bloc II doit être trié selon le type d'essai (par exemple en exportant toutes les colonnes de données pertinentes dans Excel et trier par préimpulsion intensité et la durée de l'ISI). Les dix traces par type d'essai sont alors en moyenne, et les valeurs obtenues pour les essais préimpulsion impulsions sont divisés par le pouls sursaut seuls valeur et multiplié par 100. Ceci révèle la quantité de sursaut restantes (en pour cent de base sursaut) sous différentes conditions préimpulsion pour chaque animal. Base sursaut (impulsions seul) est de 100%. Ces valeurs peuvent alors être en moyenne sur les animaux d'un groupe et être tracée (figure 7a). Alternativement, le montant de l'IPP peuvent être tracées en soustrayant la réponse reste sursaut de 100% (figure 7b). S'il vous plaît être conscient: lorsque vous comparez PPI dans différents groupes d'animaux, vous devriez toujours aussi signaler si il ya une différence dans la base amplitudes sursaut, par exemple en comparant les amplitudes sursaut absolue des essais sursaut seuls impulsion (ou amplitudes sursaut dans le bloc I) . Habituation à long terme: Afin d'analyser LTH les deux premières réponses de I bloc de chaque jour sont en moyenne et tracée sur le minimum de cinq séances d'essais consécutifs. Cela élimine la possibilité que les différences de STH affecter le résultat de l'analyse des LTH. S'il a été établi que le gène de traitement / n'affecte pas STH, alternativement toutes les réponses dans le bloc I peut être simplement la moyenne pour chaque jour et être tracées. LTH peut être quantifiée par le calcul d'un score d'habituation lorsque les derniers jours "la valeur est divisée par les premiers jours« valeur et multiplié par 100, alors que le pourcentage du niveau de sursaut initial restant après LTH est affiché. L'accoutumance scores peuvent ensuite être moyennée sur les animaux (figure 8). 4. Les résultats représentatifs: i / o Fonction: Rongeurs commencent généralement à partir de sursaut d'un volume de 85-90 dB sur (avec 20 ms, un bruit blanc). La réaction de sursaut augmente avec le volume augmente et atteint normalement un maximum à 100-110 dB. Si les animaux s'écartent considérablement de ces valeurs, les animaux pourraient avoir perturbé les capacités auditives ou des capacités motrices. Typiques d'E / S des fonctions sont affichés dans la figure 5. À court terme accoutumance: les rats traités normalement bien s'habituer à environ 60% de leur réaction de sursaut initial, mais il ya d'énormes différences individuelles et aussi des différences de contrainte. L'effet le plus fort accoutumance survient normalement dans la première de plusieurs stimuli. Souris ne s'habituent généralement moins de rats (généralement à environ 80%), mais les différences de souches peuvent être très grandes. Un cours d'habituation typique est montré dans la figure 6. Préimpulsion inhibition: La plupart des rats montrent IPP de l'ordre de 90% avec une optimale préimpulsion (85dB, 4 ms, un bruit blanc). PPI est très robuste et les différences individuelles sont relativement petits avec ces paramètres expérimentaux. Préimpulsions faible volumerendement inférieur PPI et une plus grande variabilité (même au sein d'un animal), mais semble aussi être plus vulnérables aux manipulations pharmacologiques ou génétiques. Différents résultats IPP sont tracées dans la figure 7. Habituation à long terme: habituation à long terme peuvent être observés au cours des séances de tester plusieurs. LTH est très robuste chez les rats. Chez la souris, elle nécessite souvent la présentation d'un grand nombre de stimuli sursauter à chaque session, afin d'observer LTH. Les résultats typiques de LTH peut être vu dans la figure 8. Figure 1. Protocole de stimulation pour la fonction i / o. Après une période d'acclimatation de 5-10 min. avec 65 dB le niveau de pression acoustique (SPL) et aucun bruit de fond des stimuli sursaut (non représenté), 20 ms stimuli bruit blanc sont présentées toutes les 20 secondes. L'intensité augmente progressivement de 75 à 130 dB par incréments de 5 dB (bruit de fond bg =). Figure 2. Structure du protocole d'accoutumance et de la mesure combinée PPI. Au cours de l'ensemble du protocole, un bruit de fond constant de 65 dB est appliquée. Il ya une période d'acclimatation de 5-10 min. sans aucune stimulation supplémentaire. Immédiatement après, l'accoutumance est testé par des stimuli 30-100 sursaut (je bloquer, voir figure 3). Ceci est immédiatement suivie par IPP test (bloc II, voir figure 4). Figure 3. Protocole de stimulation pour la mesure de l'accoutumance (bloc I). Un exemple typique d'un bloc I pour les essais à court terme accoutumance est montrée. Il se compose de 30 100 essais identiques où un 20 ms à 105 dB de bruit blanc avec un temps de montée 0 est présenté avec un intervalle inter-essai (IIT) de 20 sec. Les variations de ce protocole peuvent inclure des intensités plus élevées de relance sursaut ou ITI variables Figure 4. Protocole de stimulation pour la mesure de PPI (bloc II). Un exemple pour une partie typique d'un bloc II pour le test PPI est montré. Bloc II se compose de 5-6 types d'essais différents qui sont présentés 10 fois, chacune dans un ordre pseudorandomized. Ici, deux différentes intensités préimpulsion (75 dB et 85 dB) et deux intervalles différents interstimulus (ISIS, 30 et 100 ms) sont testées. Relance sursaut seuls essais et préimpulsion seuls essais sont intercalés. Ce bloc aurait 6×10 = 60 essais. Préimpulsions ya 4 ms impulsions de bruit blanc avec 0 temps de montée. Les variations de ce protocole consisterait à ITI variable, des intensités plus élevées de relance de sursaut, différentes intensités préimpulsion et / ou des durées, et les différents ISI entre préimpulsion et le pouls. Figure 5. Exemple d'une fonction d'E / S. Les courbes d'entrée / sortie de 11 souris individuelles de la même souche sont affichés en gris. Dans ce cas, les amplitudes sursaut individuels varient considérablement (réactions effarouchées sont en unités arbitraires). La ligne noire indique les amplitudes moyennes de sursaut et erreurs standard à différentes intensités de stimulus sursaut. Ces souris ont atteint leur maximum de réaction de sursaut à environ 105 dB. Figure 6. Exemple pour les données d'habituation à court terme. Typique courbe moyenne accoutumance à court terme de 20 souris est affiché. Amplitudes sursaut de chaque souris en réponse à des stimuli sursaut 30 ont été normalisées à la moyenne de ses deux premières réactions effarouchées dans les essais 1 et 2. Les données normalisées a ensuite été en moyenne sur les souris et l'erreur-type a été calculé. Figure 7 Exemple de données PPI A:.. Données moyennes PPI de 8 souris est affiché. Les 10 essais sursaut seuls du bloc II ont été moyennées pour chaque souris et les moyennes des types d'essais d'autres exprimés en pourcentage du stimulus seuls amplitudes sursaut. La figure montre l'amplitude de sursaut sous différentes conditions préimpulsion. Deux différents Isis (30 et 100 ms) et deux différentes intensités préimpulsion (75 et 85 dB) ont été mesurés. B: Mêmes données que dans le A, mais tracées comme quantité d'IPP en pour cent du réflexe de sursaut de base. Les données présentées ci-dessus a été soustraite de 100. Ces souris ont montré un IPP maximum d'environ 50%. S'il vous plaît noter que le même protocole de rendement PPI dans la plupart des souches de rat d'environ 90%. Figure 8 Exemple pour les données d'habituation à long terme A:.. Données moyennes LTH pour les 18 souris est affiché. Til a d'abord deux réponses sursaut dans le bloc I de chaque jour ont été en moyenne sur toutes les souris. Les barres de relativement grande erreur standard sont principalement causées par des différences dans l'amplitude de sursaut absolue entre chaque souris. B: normalisé amplitudes sursaut de 18 souris sur cinq jours. Afin de réduire le bruit, des groupes de 6 mois consécutifs réactions effarouchées dans le bloc I (30 stimuli) étaient toujours en moyenne par animal, résultant en cinq valeurs pour le bloc I, pour chaque animal et par jour. Ils ont été normalisées pour chaque animal à la première valeur de la première journée (100%). La moyenne sur l'ensemble des 18 animaux est affiché. Il montre STH au sein de chaque journée, ainsi que LTH à travers les cinq jours.