Summary

Bestimmen Ultraschall Vocalization Preferences in Mäuse mit einer Zwei-Choice-Test-Playback

Published: September 03, 2015
doi:

Summary

Ultrasonic vocalizations (USVs) in mice differ depending on age, sex, condition, and genetic background. Using two ultrasound emitters broadcasting simultaneously in different locations, this two-choice test can evaluate murine recognition and preference responses to different characteristics of USVs.

Abstract

Mice emit ultrasonic vocalizations (USVs) during a variety of conditions, such as pup isolation and adult social interactions. These USVs differ with age, sex, condition, and genetic background of the emitting animal. Although many studies have characterized these differences, whether receiver mice can discriminate among objectively different USVs and show preferences for particular sound traits remains to be elucidated. To determine whether mice can discriminate between different characteristics of USVs, a playback experiment was developed recently, in which preference responses of mice to two different USVs could be evaluated in the form of a place preference.

First, USVs from mice were recorded. Then, the recorded USVs were edited, trimmed accordingly, and exported as stereophonic sound files. Next, the USV amplitudes generated by the two ultrasound emitters used in the experiment were adjusted to the same sound pressure level. Nanocrystalline silicon thermo-acoustic emitters were used to play the USVs back. Finally, to investigate the preference of subject mice to selected USVs, pairs of two differing USV signals were played back simultaneously in a two-choice test box. By repeatedly entering a defined zone near an ultrasound emitter and searching the wire mesh in front of the emitter, the mouse reveals its preference for one sound over another. This model allows comparing the attractiveness of the various features of mouse USVs, in various contexts.

Introduction

Viele Tiere nutzen Lautäußerungen für intraspezifische Kommunikation. In der Maus Mus musculus, ist eine wichtige Art der Kommunikationssignal Ultraschall vocalizations (USVs), die höhere Frequenzen als 20 kHz aufweisen. USVs von Mäusen emittiert werden als eine Komponente der sozialen Anerkennung in Mann-Frau-1-4, Buchse-Buchse 1, 5, und Stecker-Stecker 1, 6-Interaktionen. USVs werden auch von Jungtieren emittiert, wenn sie von ihrer Mutter, die ihrem Welpen-Abrufen Verhalten erhöht isoliert und daher Pup Überleben 7. Obwohl viele Berichte wurden analysiert und kategorisiert Maus USVs 8, 9, die Verhaltensreaktionen und neuronalen Mechanismen des Aufnahme Tier wurden weniger gut dokumentierte 10, 11. Letzteres ist notwendig, um die biologische Bedeutung der verschiedenen Merkmale der USVs verdeutlichen. Diese Mechanismen offenbaren, ist die Wiedergabeexperiment ein effizientes Verfahren. Aktuelle Wiedergabe Studien haben ergeben, dass weiblicheMäuse werden zur USVs 12 angezogen wird, und dass sie USVs von Männchen, die von ihren Eltern 13, 14 unterschiedlich sind bevorzugen.

Dieser Artikel erklärt, die Wiedergabetest verwendet werden, um USV Präferenz bei Mäusen zu bewerten. Ein Zwei-Choice-Test Feld entwickelt, bei denen zwei unterschiedliche USVs gleichzeitig wieder in zwei Kammern eines Testgehäuse, wie in 1 gezeigt, wiedergegeben werden. Diese Art der Testbox verhindert störende Verunreinigungen durch Dividieren der Testbereich in drei Teilkammern , unter Verwendung von Blei Wänden. Die Ultraschallsender werden vor jedem Zimmer befindet. In der Wand zwischen den Zimmern und Ultraschallsender sind Löcher mit Drahtgeflecht bedeckt. Mäuse können frei in den drei Räumen bewegen und zeigen eine "Suchen Sie das Netz" Verhalten, wie um zu USVs von den Ultraschallsender abgespielt reagieren. Bei diesem Test Mäuse bleiben für Zeiträume von unterschiedlicher Dauer in der Nähe einer Schallsender oder das andere. Diese Parameter können angemeldet sein, um einen empfindlichen measu erhalten re Schall Präferenz.

Um die USVs wiedergeben, nanokristallinen Silizium thermo-akustischen Emitter (dh "nc-Si-Emitter") wurden als in früheren Studien 15-17 verwendet. Diese Geräte werden von einem Dünnschicht Heizelektrode eine nanoporöse Siliziumschicht, und einem einkristallinen Silicium-Wafer besteht. Die digitale Audiodatei in ein analoges Signal umgewandelt und dann durch den Heizer Elektrode geleitet. Das Gerät wandelt die resultierende spannungsabhängigen thermischen Signale in signifikanten Schalldruck bei geringer Verzerrung. Diese Vorrichtung ist dadurch einzigartig, dass, im Gegensatz zu gemeinsamen Schallgeneratoren, die von mechanischen Schwingungen abhängt, kann Ton, ohne die Notwendigkeit einer Membran, zu reproduzieren. Der Emitter weist eine flache Schalldruckpegel bei Frequenzen von 20 bis 160 kHz (Abbildung 2), und kann digital aufgezeichnet murine USVs sehr genau in Bezug auf die Dauer, Häufigkeit und Schalldruckpegel 15, 18, ​​19 zu reproduzieren.

ve_content "> In einer in Figur 3 gezeigten repräsentativen Experiment wurden C57BL / 6 (B6) Weibchen darf zwischen BALB / c (BALB) männliche USVs und Hintergrundrauschen zu wählen. Ferner zeigt 4 die Wahl B6 und BALB Frauen zwischen gleichzeitige USV Wiedergaben von einer BALB und B6 male, wie in einer früheren Studie berichteten 14. Die Eigenschaften der männlichen USVs unterscheiden zwischen B6 und BALB Stämme 20 dar. Wie gezeigt durch diesen Ergebnissen kann die Attraktivität USVs der vorliegenden Protokoll bewertet werden, in welcher Töne aus einem Live einzelnen aufgezeichnet, akustisch analysiert, und zurück zu anderen Personen gespielt.

Protocol

Alle Verfahren wurden von der Ethikkommission der Azabu Universität genehmigt. Alle Versuche wurden in einer schalldichten Kammer durchgeführt wird. 1. Vorbereitung der Tiere Männliche Person für die Aufnahme Erhalten geschlechtsreifen männlichen Mäusen in Paarungs erlebt. Probandinnen Erhalten jungfräulichen weiblichen Mäusen, die mit 2 bis 5 Wurf pro Käfig gehalten worden sind (in der Regel 8 bis 12 Wochen alt). Erha…

Representative Results

Die USVs von einer BALB-männlich (161 Silben pro 20 sec), als auch Hintergrundgeräusche aufgenommen wurden, wie die Wiedergabe verwendet klingt in der in 3 gezeigten repräsentativen Experiment. In diesem Experiment wurden 7 weiblichen B6-Mäusen am Alter von 9 Wochen verwendet . Zur Ermittlung der besten Testdauer von weiblichen Reaktion zur Wiedergabe von Ton wurden die Verhaltensparameter getrennt für die ersten und letzten fünf Minuten der insgesamt 10 min Testzeit analysiert. <p class="jove…

Discussion

Here, the results of a representative test showed that female mice can discriminate between artificial male USVs and background noise (Figure 3). The conclusion to be drawn from these results is that the discrimination signal is reflected in the duration of stay in the room and sound zone, and in the duration of searching the mesh in the first 5 min of testing, but not in the second 5 min (Figure 3C, E and F). These data indicate that mice become habituated to the playback sounds, possib…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch ein Grant-in-Aid für JSPS-Stipendiaten auf AA; von Grants-in-Aid for Scientific Research für innovative Bereiche für JSPS-Stipendiaten (No. 4501 und Nr 25132712) zu TK; und von einem Forschungsprojekt Zuschuss von Azabu University. Abbildung 2 verliehen wird aus Kihara, T., Harada, T., & Koshida, N. Wafer-kompatible Herstellung und Eigenschaften der nanokristallinen Silizium thermisch induzierte Ultraschallsender nachgedruckt. In: Sensors and Actuators A: Physical, Band 125, Elsevier, p. 426, (2006), mit Genehmigung von Elsevier.

Materials

Soundproof chamber Muromachi Kikai
Small cage CLEA Japan CL-0113-1
Middle cage CLEA Japan CL-0103-1
Ultrasound condenser microphones Avisoft Bioacoustics CM16/CMPA
A/D converter Avisoft Bioacoustics UltraSoundGate116H
Audio software Avisoft Bioacoustics RECORDER USGH
Adobe Audition 3.0 / Audio editing software Adobe Systems Adobe Audition 3.0
Nc-Si emitter Original not commercially available but it is planned to be so in near future
D/A converter National Instruments NI USB-6251 BNC
Attenuator Original
Amplifier Yamatake
PC Windows 7 professional Intel® core i7-2600K CPU @ 3.4GHz, 8GB RAM, 64-bit operating system
Event recorder Excel-macro / Event-scoring software original Programmed by Naoto Akagawa & Takeru Yamamoto
CCD Camera
Rubber plates (made of elastomer resin) Tokyo bouon TI-75BK B4 Cut them to the proper size http://www.piano-bouon.jp/shopping/?pid=1329272401-447630&ca=6&p=3
Giemsa's azur eosin methylene blue solution Merck Millipore 1.09204.0500

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Asaba, A., Kato, M., Koshida, N., Kikusui, T. Determining Ultrasonic Vocalization Preferences in Mice using a Two-choice Playback Test. J. Vis. Exp. (103), e53074, doi:10.3791/53074 (2015).

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