Yaşlı ve Parkinson Sıçanlar Ultrasonik seslenmelere Hedefe Yönelik Eğitim
Summary
Ses bozuklukları, yaşlanma ve Parkinson hastalığı zayıflatıcı. Ayrıca bu koşulları etkilenen sıçan ultrasonik seslenmelere, bu ses bozuklukları, nöral substratlar ve davranışsal müdahale ile fonksiyonel iyileşme doğasını incelemek için kullanılabilir.
Abstract
Ses açıkları Parkinson hastalığı (PH) ve yaşlanma hem de ortak bir komplikasyon; iletişim yeteneklerini etkileyen, yaşam kalitesini önemli ölçüde azaltabilir rağmen 1, 2 Hedeflenen eğitim (konuşma / ses terapisi) özel ses açıkları, 3, 4 artırabilir . davranışsal müdahaleler altında yatan mekanizmalar tam olarak anlaşılmış değildir. Sesli açıkları ve tedavinin sistematik bir araştırma, yaş, ev ortamında, yaş hastalığı sonrası başlangıçlı, hastalığın şiddeti, ve ilaçlar gibi insanlar, kontrolü zor olan birçok faktör göz önünde bulundurmalısınız. Bu yöntem, burada sunulan hedeflenen ses eğitimi ile sensorimotor mekanizmaları değişimin altında yatan nasıl sistematik bir çalışma sağlar seslendirme bir hayvan modeli kullanır. Bu protokolde belirtilen ultrasonik kayıt ve analiz prosedürleri kemirgen ultrasonik seslenmelere herhangi bir soruşturma için geçerli.
Kemirgenler ultrasonik seslenmelere davranış nöral substratlar araştırmak için değerli bir model olarak ortaya çıkmaktadır. 5-8 kemirgen ve insan seslenmelere göstergebilimsel değeri taşıyan ve larinks bir daralma ile egressive hava akımını değiştirerek üretilmektedir. 9, 10 Böylece, kemirgen seslenmelere sensorimotor bağlamında ses açıkları incelemek için yararlı bir model olabilir. Ayrıca, sıçan modelleri bize hedefli eğitim açıklarının iyileşme nörobiyolojik temellerinin çalışma izin verir.
Modeli PD için Long-Evans ratları (Charles River Laboratuvarları International, Inc) ve 6-hydroxydopamine (6-OHDA) 7 mg tek taraflı bir infüzyon orta presinaptik ciddi dejenerasyona neden olan medial ön beyin demeti içine Parkinsonizm neden striatal nöron (detaylar için Ciucci, 2010) 11, 12 bizim yaşlanma modeli için Fischer 344/Brown Norveç F1 (Ulusal Yaşlanma Enstitüsü) kullanın.
Eliciting seslenmelere için birincil yöntem cinsel deneyimli erkek sıçanlarda cinsel alıcı dişi sıçanlarda ortaya çıkarmak için. Erkek, kadın ilgilenen hale geldiğinde, kadın kaldırılır ve erkek sesleri devam ediyor. Yiyecek ya da su, karmaşık seslenmelere sayısı iki ve seslenmelere oranı ile ödüllendirme karmaşık seslenmelere artmış olabilir (Şekil 1).
Erkek ev kafes üzerine monte ultrasonik mikrofon seslenmelere kaydeder. Kaldırıldıktan sonra, sıçan kadın erkek aramaları izole etmek için kayıt başlar. Seslenmelere eğitim ya da kaydedildi ve çevrimdışı analiz için gerçek zamanlı olarak görülebilir. Seslenmelere vokal eğitimi öncesi ve sonrasında kayıt ve akustik analiz, hastalık ve eğitim ile normal işlev restorasyon etkileri değerlendirilebilir. Bu model aynı zamanda beyin ve nöromüsküler sistem değişiklikleri bize gözlenen davranış (vokal) geliştirmeleri ilişki sağlar.
Protocol
Discussion
Sıçanlarda Ultrasonik seslenmelere, Parkinson hastalığı gibi yaşlanma ve hastalık süreçleri, savunmasız görünür. Bu ultrasonik seslenmelere, hastalığı ve yaşlanmaya bağlı fizyolojik değişiklikler eşlik açıkları da dahil olmak üzere, vokal fonksiyon, bir davranış modeli sağlar. Buna ek olarak, ultrasonik seslenmelere akustik değişiklikleri kolaylıkla ölçülebilir ve rakamsal. Ayrıca, ultrasonik seslenmelere davranışsal müdahaleler yoluyla değiştirilebilir. Bu nedenle, sıçan ultrasonik seslenmelere yaşlanma, hastalık üzerindeki etkilerini incelemek için faydalı model ve terapötik müdahaleler hem davranış ve altta yatan nörobiyolojik mekanizmalar sağlar.
Vokal eğitimi yöntemi olumlu bir takviye (bir su veya gıda tedavi ödül) ile ilişkili bir şartlı uyaran (tıklayın) kullanır. Ödül artan karmaşıklığı seslenmelere güçlendirmek için tıklayın kullanılır. Biz bu "düz" ve tek bir frekans (Şekil 5A) korumak karşı bir "ses titremesi" (frekans modülasyonlu) bileşen (Şekil 5B) içeren bu gibi karmaşık seslenmelere tanımlar. Bu frekans modüle bileşeni kolayca sinüzoidal bir görünüm ile tanımlanır. 50 kHz seslenmelere tamamen sinüzoidal (Şekil 5B) olsa da, kısmen bu frekans modüle bileşeni frekans yanı sıra büyük atlar ya da ya da kısa bir düz bileşeni oluşan daha karmaşık bir 50 kHz seslenmelere sıkça rastlanır. Bu daha karmaşık seslenmelere bileşenler arasında 10 ms'den kısa molalar olabilir ama tek bir seslendirme olarak kabul edilir. Bu seslenmelere daha ayrıntılı bir alt sınıflandırma, 14, çevrimdışı mümkün olmasına rağmen, online subjektif sınıflandırma ihtiyacını azaltmak ve takviye değişkenliği azaltmak için karmaşık bir frekans modüle bileşen içeren tüm 50 kHz seslenmelere sınıflandırmak. Kendi laboratuvar veriler çalışmanın amacına uygun bir çalışma tasarımı göre sınıflandırılmış ve analiz nasıl seçmek önemlidir.
Bu protokolü kullanarak göz önünde bulundurulması gereken birçok faktör vardır. Her şeyden önce, genetik homojenlik ve usul tutarlılık rağmen, sıçanlarda eğitim değişken bir tepki var. Bazı fareler doğal diğerleri, 5 daha fazla sesleri ya da bir gıda ya da su ödül yerine bir kadın daha fazla maruz kalma ile motive. Bu değişkenliği dikkate yolu bireysel sıçanlarda bazal seslenişlerden sonrası lezyon ve eğitim sonrası seslenmelere akustik parametreler değişiklik inceleyerek. Bu protokol tartışılan olmasa da, biz de monte etmek için gecikme gibi, kadın ilgi ölçmek için davranış testleri var. Ayrıca, bireysel bir sıçan yaş ve aktivite düzeyi bağlı olarak, bir tel üst, kaçmasını önlemek için eğitim sırasında evde kafes gerekli olabilir. Bireysel değişkenliği rağmen, çeşitli suşları ve yaşları göre seslenmelere, her bireyin sıçan temel geliştirmek için bu protokolü başarıyla kullanmıştır.
Sıçanlar gibi kokular, sıcaklık ve personel olarak çevre görünüşte küçük değişiklikler için duyarlıdır. Bir çaba, losyonlar, saç ürünleri, ve parfüm gibi kokulu kişisel bakım ürünleri, önlemek için yapılmalıdır. Eğitim girişmeden önce, bir birey ile etkileşim ve sıçanlarda ele rahat olmalıdır. Ayrıca, personel ya da ortamda herhangi bir tutarsızlık farelerin seslendirme yanıt etkileyebilir.
Sıçanlarda noktürnal olduğundan, en aktif, kendi döngüsü karanlık kısmı sırasında gerçekleştirilecek eğitim için izin verecek bir ters ışık döngüsü muhafaza edilmelidir. Biz eğitim odası kırmızı ışık ile aydınlatıyor. Ayrıca, eğitim sırasında kullanılan su ödülü ise sıçanlarda su kısıtlı erişime sahip olmalıdır. Sıçanlarda 21 saat önce eğitim oturumu sınırlı su. Üç saat suyla temas Kurumsal Hayvan Bakım tarafından belirlenir ve su, hayvan sağlığı ve iyi olmak için önemli bir uzlaşma sunmadan davranış çalışmalarında takviye olarak yararlı olabilmesi için en az kısıtlayıcı süre Komitesi kullanın. Sıçanlar rasgele zamanlarda eğitimden sonra (30 dakika 10 dakika) suya erişimi ve daha sonra kendi ışık döngüsü karanlık bir bölümü sırasında, üç saat süreyle su ücretsiz erişim var. Sıçanlar her gün dehidratasyon bulguları denetlenir ve anlamlı (% 10 daha fazla) kilo kaybı olmadığından emin olmak için her gün tartılır olmalıdır. Bir ödül olarak bir gıda tedavi kullanılıyorsa bir gıda kısıtlaması gerekli değildir. Sıçanlara davranır özel ticari olarak kullanılabilir, ancak etkili bir ödül şekerli tahıl küçük bir parça bulduk.
Yukarıda da belirtildiği gibi, dişi sıçanlarda östrus olmayan cinsel alıcı kadın oranla erkeklerde daha yüksek bir seslendirme cevabı ortaya. Büyük bir koloni kadın sayısını koruyarak, yüksek bir olasılık var ki azen az bir kadın, herhangi bir gün östrus olacak. Ancak, östrüs farmakolojik subkutan 0.1 cc steril susam yağı eğitim 4 saat önce 500 mg progesteron takip eğitim için 0.1 cc steril susam yağı 48 saat önce β-östradiol 10 mikrogram enjekte dişi sıçanlarda indüklenen olabilir. Ayrıca, dişi sıçanlarda naif erkek sıçanlarda cinsel vokal eğitimi öncesinde deneyimli olmalıdır. Bu erkek bağlar ve cinsel ilişki kadar erkek ev kafese cinsel alıcılığı (darting, lordoz, kulak kıpır kıpır) belirtileri gösteren bir dişi fare koyarak yapılır. Erkekler ilk birkaç seans içinde monte olmayabilir ve kadın kadın erkek gösterileri ilgi koklama ve / veya kafes etrafında, kadın peşinde sonra kaldırılmış olabilir. Cinsel yaşıyor, iki hafta boyunca günde bir kez yapılır. Bu süre de, sıçanlar için deneyci (ler) ve kayıt odası alışmakta bir fırsat sağlar.
Bu yöntemin bir sınırlama seslendirme türü öznel belirlenmesi. Her çağrı bağımsız olarak incelenmiş ve manuel olarak sınıflandırılır olmalıdır Buna ek olarak, bu faktör, veri toplama hızını sınırlar. Bu, tutarlı bir seslendirme kimlik eğitim almış deneyimli puanlayıcı sahip önemi. Her ikisi de, içi ve hakemlerarası güvenilirlik kendi laboratuvar içinde değerlendirilmesi gerekir.
Özetle, kemirgenler ultrasonik seslenmelere duygusal durumlar, ödül ve bağımlılık ve hastalık durumlarında, bu tür otizm gibi beyin-davranış ilişkileri de dahil olmak üzere, çalışma pek çok farklı model kullanılmaktadır. 6,14-16 Bu yeni yöntem, çalışmak için bir yoldur vokal eğitimi, yaşlanma ve Parkinson Hastalığı ses açıklarının tedavi için hedef altında yatan mekanizmalar. Bu yöntem, haberleşme ve ses etkileyen diğer hastalık modellerinde uygulanmak üzere bir potansiyele sahiptir.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIDCD, P30-DC010754, T32-DC009401) tarafından desteklenir.
Materials
| Name | Company | Catalogue number |
|---|---|---|
| Condenser ultrasound microphone CM16/CMPA | Avisoft Bioacoustics | 40011 |
| UltraSoundGate 116Hb | Avisoft Bioacoustics | 41161 |
| Avisoft-RECORDER | Avisoft Bioacoustics | 10201 |
| Avisoft-SASLab Pro | Avisoft Bioacoustics | 10101 |
References
- Fox, C. M., Morrison, C. E., Ramig, L. O., Sapir, S. Current perspectives on the Lee Silverman Voice Treatment (LSVT) for individuals with idiopathic Parkinson disease. Am J Speech Lang Pathol. 11, 111-123 (2002).
- Roy, N., Stemple, J., Merrill, R. M., Thomas, L. Epidemiology of voice disorders in the elderly: preliminary findings. Laryngoscope. 117, 628-633 (2007).
- Ramig, L. O., Sapir, S., Fox, C., Countryman, S. Changes in vocal loudness following intensive voice treatment (LSVT) in individuals with Parkinson’s disease: a comparison with untreated patients and normal age-matched controls. Mov. Disord. 16, 79-83 (2001).
- Sapir, S., Ramig, L. O., Fox, C. The Lee Silverman Voice Treatment® for voice, speech and other orofacial disorders in patients with Parkinson’s disease. Future Neurology. 1, 563-570 (2006).
- Panksepp, J., Burgdorf, J. 50-kHz chirping (laughter?) in response to conditioned and unconditioned tickle-induced reward in rats: effects of social housing and genetic variables. Behav. Brain Res. 115, 25-38 (2000).
- Scattoni, M. L., Gandhy, S. U., Ricceri, L., Crawley, J. N. Unusual repertoire of vocalizations in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. PLoS One. 3, e3067-e3067 (2008).
- Wohr, M., Houx, B., Schwarting, R. K., Spruijt, B. Effects of experience and context on 50-kHz vocalizations in rats. Physiol. Behav. 93, 766-776 (2008).
- Lahvis, G. P., Alleva, E., Scattoni, M. L. Translating mouse vocalizations: prosody and frequency modulation. Genes Brain Behav. 10, 4-16 (2011).
- Brudzynski, S. M. Communication of adult rats by ultrasonic vocalization: biological, sociobiological, and neuroscience approaches. ILAR J. 50, 43-50 (2009).
- Johnson, A. M., Ciucci, M. R., Russell, J. A., Hammer, M. J., Connor, N. P. Ultrasonic output from the excised rat larynx. J. Acoust. Soc. Am. 128, EL75-EL79 (2010).
- Fulceri, F., Biagioni, F., Lenzi, P., Falleni, A., Gesi, M., Ruggieri, S., Fornai, F. Nigrostriatal damage with 6-OHDA: validation of routinely applied procedures. Ann N Y Acad Sci. 1074, 344-348 (2006).
- Ciucci, M. R., Vinney, L., Wahoske, E. J., Connor, N. P. A translational approach to vocalization deficits and neural recovery after behavioral treatment in Parkinson disease. J. Commun. Disord. 43, 319-326 (2010).
- Ciucci, M. R. Reduction of dopamine synaptic activity: degradation of 50-kHz ultrasonic vocalization in rats. Behav. Neurosci. 123, 328-336 (2009).
- Wright, J. M., Gourdon, J. C., Clarke, P. B. Identification of multiple call categories within the rich repertoire of adult rat 50-kHz ultrasonic vocalizations: effects of amphetamine and social context. Psychopharmacology (Berl). 211, 1-13 (2010).
- Burgdorf, J., Kroes, R. A., Beinfeld, M. C., Panksepp, J., Moskal, J. R. Uncovering the molecular basis of positive affect using rough-and-tumble play in rats: a role for insulin-like growth factor I. Neuroscience. 168, 769-777 (2010).
- Wöhr, M., Schwarting, R. K. Ultrasonic communication in rats: effects of morphine and naloxone on vocal and behavioral responses to playback of 50-kHz vocalizations. Pharmacol Biochem Behav. 94, 285-295 (2009).
