Баки-сигнализировал Классическая кондиционирования ока в голове фиксированных мышей

Кондиционирования ока форма павловской кондиционирования и модельная система для исследования нейронных механизмов ассоциативного обучения и памяти. Было исследовано у различных видов, включая человека, кроликов, кошек, крыс и мышей. Парадигма включает в себя презентацию двух спаренных стимулов: нейтральный условный раздражитель (CS, например: тональный сигнал, вспышку света, или усов стимуляции), а также Характерная безусловный стимул (США; например, воздушный слоеного к глазу, или периорбитальный шок). США вызывает безусловную, рефлексивный ответ ока (т.е. UR). В конце концов, после нескольких презентаций парного CS-США, субъект учится ассоциировать CS с США. Это обучение проявляется в виде условной реакции (CR), мгновение ока, вызываемый только КС, который предшествует представление США.

Кондиционер в ока формы следа включает стимул свободной интервал в несколько часовundred миллисекунды, отделяющий CS и США (рисунок 1). Трассировка кондиционирования является формой обучения декларативной , поскольку она требует осознания стимула непредвиденных обстоятельств ^1. Временной разрыв требует животное , чтобы держать нейронную "след" от сотовой станции в регионах переднего мозга , таких как гиппокамп для того , чтобы США и CS , чтобы стали ассоциироваться ^1-6. Наряду с регионах переднего мозга, след кондиционирования также зависит от мозжечка ^7.

Кондиционирования ока, поэтому, полезная парадигма для изучения многочисленных аспектов памяти, в том числе приобретения, консолидации и поиска. Во время кондиционирования ока, контрольная группа животных представлена ​​с непарных раздражителей в случайном порядке, чтобы испытать для псевдообусловливании или сенсибилизированных ответов на КС, которые могут быть вызваны американской презентации в одиночку, а не узнал ассоциации CS-США.

Обычно используется apparaЕП для исследования климатизации ока грызунов представляет собой камеру , в которой грызуны могут свободно передвигаться в процессе обучения ^8-10. При таком типе устройства, лямки обычно прикрепляется к заставкой, прикрепленной к черепу грызуна. Привязь позволяет за доставку США (а иногда CS) и для передачи ответа животного на эти раздражители (то есть, ответ) ¹⁰ ока. Сам фал может быть изменен в зависимости от типа стимулов поставляется и как записывается ответ ока.

Причина использования "свободно движущихся" привязной мышей для кондиционирования ока, что мыши бороться против сдержанности. Хотя другие виды могут быть более склонны к сдержанности, основным преимуществом использования мышей в экспериментах кондиционирования ока является то, что большинство имеющихся генетически модифицированных мутантных штаммов штаммы мыши. В дополнение к борющимся, полный Резtraint мышей приводит к острой нуждой. Препарат мыши голова фиксируется, что сводит к минимуму стресс приведет к увеличению физиологической информации, которую можно получить в процессе кондиционирования ока. Например, эта система позволит визуализации корковых нейронов с 2-фотонной микроскопии ^11.

Головные фиксированные препараты использовались в предыдущих экспериментах , для оптической визуализации коры через съемные черепных имплантатов, в естественных условиях электрофизиологических записей в мозге грызунов с тетрода массивов, визуализации кальция двухфотонному, а также в качестве платформы для ока климатизации мышей ^{11 -16.}

В системе головного фиксированной, надежной стимуляции и записи обеспечивается без полного ограничения мыши (рисунок 2). Головной убор, как той, которая используется в свободно движущейся системе прикреплен к черепу мыши. Во время обучения, головной убор прикреплен к разъему, который прикреплен к барам надцилиндрический беговой дорожки для того , чтобы стабилизировать голову грызуна (рисунок 2А). Цилиндрическая беговая дорожка позволяет мыши комфортно отдохнуть, но если мышь так хочет, а также позволяет ему работать или ходить. При использовании этой системы, мыши могут быть обучены с усов вибрации как CS и мягким периорбитальным электрическим током , как США (рисунок 1). США доставляется через провода хирургическим путем размещается под латеральнее кожи к глазу. CS доставляется через гребнем , который прикреплен к 2-слойной прямоугольного привода изгибающий (Фигура 2В). Гребень и гнуть привод затем прикрепляется к магнитным основанием, которое перемещается в надлежащее положение во время тренировки и корректируется для оптимальной доставки для каждого отдельного животного. Гребень позиционируется оседлать выбранных бакенбарды. Во время доставки на сотовой станции, сигнал посылается к изгибающим привода , который перемещает гребень и приводит к вибрации усов ^17.

<p class= "jove_content"> Другие стимулы , такие как тональный или вспышки света, были использованы в качестве эффективных условных раздражителей у мышей в прошлом ^16,18,19. Причина усов стимуляции выбрана для CS в этой экспериментальной парадигмы является зависимость мышиных животных на их вибрисс для соматосенсорной ввода информации во время разведки. Баки стимуляции было показано , быть надежным и эффективным CS ^20. Кроме того, учитывая устоявшуюся и организованной кортикальный субстрат системы вибриссы (т.е. ствол коры головного мозга), усов стимуляции как CS обеспечивает элегантный инструмент для картирования корковых изменений и пластичности , связанные с обучением ^20,21 кондиционирования ока. Система лобовом фиксированной позволяет точно стимуляции выбранных усов для сравнения ответов между стимулированных нейронов и нейронов, получающих входные сигналы от нестимулированных усов. Наконец, многие штаммы мышей обладают возрастная потеря слуха как относительно молодых взрослых <suр> 22, и веко закрытие во время условного мерцании изменяет визуальный CS (хотя визуальный CS делает улучшить проблемы с испуга ответов ^16). Баки стимуляция не влияет либо из этих осложнений.

Здесь представлены уникальные и важные изменения на другие препараты головы фиксировали для кондиционирования, ока включая методы CS и США поставки, а также приобретение ответа ока. Надежность этого аппарата и учебной парадигмы в кондиционированию ока продемонстрирована путем изучения кривых из кондиционированной мышей и относительно плоской кривой обучения от pseudoconditioned контрольных животных (рис 7А).