Name: reverse dissection and dicect reveal otherwise hidden data in the evolution of the primate face
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
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著者したい共通のマーモセット標本へのアクセスのチンパンジーとアカゲザル サル標本とクリスひとしきり (北東オハイオ医科大学) へのアクセスのヤーキス国立霊長類研究センターを認めます。マリッサ ベッチャー、ケイトリン ・ レナードとアントニア Meza スキャン処理を支援のためノースカロライナ大学に感謝しますこの作業を行った部分で、デューク大学共有材料計装設備 (SMIF)、メンバーのノースカロライナの研究の三角形ナノテクノロジー ネットワーク (RTNN)、全米科学財団 (グラント ECCS 1542015) によってサポートされています。国家ナノテクノロジー調整インフラストラクチャ (NNCI) の際に。デューク キツネザル センター文書番号 1405 です。

これらの手順は、関係のない研究の一部動物園で自然な原因がもとで死んだかが研究所で犠牲になった動物を使用しているので、これらのプロトコルには IACUC の承認は必要ありません。
1. 逆郭清
注:逆解剖のプロトコルは非常に小型の哺乳動物は、国内産の馬などの大きい土地の哺乳類に至るまで、実験用マウスなどに効果的です。模倣?...

<ol>
	<li>Gregory, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Our face from fish to man. , (1929).</li><li>Burrows, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+facial+expression+musculature+in+primates+and+its+evolutionary+significance.">The facial expression musculature in primates and its evolutionary significance.</a> BioEssays. 30, 212-215 (2008).</li><li>Santana, S. E., Dobson, S. D., Diogo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plain+faces+are+more+expressive:+comparative+study+of+facial+colour,+mobility+and+in+primates.">Plain faces are more expressive: comparative study of facial colour, mobility and in primates.</a> Biology Letters. , (2014).</li><li>Burrows, A. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facial+musculature+in+the+rhesus+macaque+(Macaca+mulatta):+evolutionary+and+functional+contexts+with+comparisons+to+chimpanzees+and+humans.">Facial musculature in the rhesus macaque (Macaca mulatta): evolutionary and functional contexts with comparisons to chimpanzees and humans.</a> Journal of Anatomy. 215, 320-334 (2009).</li><li>Cox, P. G., Jeffery, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reviewing+the+Morphology+of+the+Jaw-Closing+Musculature+in+Squirrels,+Rats,+and+Guinea+Pigs+with+Contrast-Enhanced+MicroCt.">Reviewing the Morphology of the Jaw-Closing Musculature in Squirrels, Rats, and Guinea Pigs with Contrast-Enhanced MicroCt.</a> Anatomical Record. 294, 915-928 (2011).</li><li>Gignac, P. M., Kley, N. J., Clarke, J. A., Colbert, M. W., Morhardt, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusible+iodine-based+contrast-enhanced+computed+tomography+(diceCT):+An+emerging+tool+for+rapid,+high-resolution,+3-D+imaging+of+metazoan+soft+tissues.">Diffusible iodine-based contrast-enhanced computed tomography (diceCT): An emerging tool for rapid, high-resolution, 3-D imaging of metazoan soft tissues.</a> Journal of Anatomy. 228, 889-909 (2016).</li></ol>

「解剖」逆の手順プロトコルは通常、頭のサイズに関係なく、模倣筋肉を明らかにするためゆっくりと念入りを解剖することができます顔マスクを生成します。特にゆっくりと移動し、継続的に筋肉完全にカットされているを誤って、特に bodied 種より小さいかどうかを評価することが重要です。
筋肉があるを決定するためには、筋組織と結合組織を継続的に評価する段...

模倣の筋肉や表情筋、骨格筋は、哺乳綱の1で発見されます。ほとんどの哺乳類の骨格筋は、離散骨ランドマークにアタッチした模倣筋肉は顔、頭皮、首1,2,3の腹側面の皮膚に主にその添付ファイルにユニークです 4。模倣筋肉収縮式に「顔のマスク」を変形または顔の社会的、感情的な意思表示、サイズおよび目、鼻腔、口腔と発声、摂食、呼吸、で使用括約筋の形状変更ほとんどの哺乳類2,3,4、5の間で発見した全体的な近接視覚伝達メカニズムの一部です。哺乳類、全体模倣の筋肉によって生成された表情表出を調節で送信者2、感情的な行動の意図の個体を cuing、領土境界、社会的な結束、および社会的なグループを維持する支援します。 5。
哺乳類の中では、霊長類は社会グループ2,5に住んでいるすべての種のライフ サイクルを通じての社会的行動の高レベルを用いることとして一部で特徴付けられます。いくつかの分類群中など夜行性のガラゴとナマケザル、可能性がありますのみ母と子孫、日周マカク、ヒヒなど、他の分類群から成るグループに住んでいる可能性があります以上 100 人6のグループに住んでいます。社会グループの規模にかかわらず霊長類はよくランクに関連付けられているステレオタイプ化された社会的行動を使用し、縄張り意識とこれらの動作通常顔表示コンポーネントが含まれます。顔表示社会グループ、支配階層、複製、および昼間種2,5,7 を中心に、毎日の生活の一部であるコミュニケーションのメンバー間の結束を維持するためのプロセスの一部であります。.明確ないくつかの時間でしたがその顔の筋肉はこれらの顔表示を作成するために使用、それはごく最近顔の筋肉の形態と生理学、社会的変数2、機能要求に関連付けられていることが明らかになっています。 8。霊長類の系統や行動多様な範囲に関する先行研究は、リビング大昼間種、複雑な社会的グループの唇や眉やまぶたの動きに焦点を当てる離散顔表示数が多いを持っている傾向があるを示しています。顔の筋肉の数が多いと唇と眼窩9の周りに群がった。対照的に、夜行性の種が小グループで生活にいくつかの研究が行われているが、これらの種がある外的な耳と唇、耳、唇の動きと関連付けられるかもしれない添付ファイル付き離散の顔面の筋肉の数が多い (敵対遭遇個体でいくつかの夜行性の種に記載されているし、音を検索)2,9,10,11。さらに、人間にあるアカゲザルやチンパンジーは、「減速」使用される唇の周りの人間の模倣筋肉の収縮に関連するよりも模倣筋肉の遅筋型ミオシン繊維の割合が比較的高い中筋肉8一般的な耐疲労性、音声の生産。
人間は、間違いなく、ほとんどのすべての霊長類の社会的、社会的なコミュニケーションの 1 つのコンポーネントとして言語を開発しています。まだ、しかし、人間は視覚コミュニケーションの手段として表情を使用し、霊長類の中で最大の知られている表情のレパートリーがあります。周囲の人間と一般の霊長類の社会的行動の進化変数をより完全に理解するために、形態の高められた理解と霊長類模倣筋肉の生理学は非常に望ましい。模倣筋肉が皮膚自体に接続され、いくつかの種の非常に薄いかもしれないし、視覚化することは困難、我々 は録音過程総存在/不在のためこの筋肉を可視化するユニークな方法を開発しているので、microanatomical 処理のためのサンプリングと同様、添付ファイル。
「逆の解剖」は、頭から顔全体のマスクを削除し、小さな筋肉の視認性を増やすことによって模倣筋肉を維持するための方法です。逆の郭清は破壊的なプロセスなので希少で貴重な標本常にできないこの方法はです。DiceCT も小さな種12,13,14の模倣の筋肉の多くを視覚化することができる効果的な方法です。逆の郭清を伴うコンサート、珍しい、貴重な標本解剖できません可能性があります「逆の解剖」12,13、顔のマスクを削除することがなく多くの情報を提供できる場合、このメソッドを使用することができます。 14。この議定書では、霊長類の模倣筋肉を検査するために DiceCT と逆の郭清を結合するためのメソッドのセットについて説明します。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:572px;" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nikon XTH 225 ST</td>
			<td style="width:71px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">no catalog numbers</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">10% buffered formalin</td>
			<td style="width:71px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">SF98-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Iodine, ACS Grade</td>
			<td style="width:71px;">Lab Chem, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">LC155901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sodium thiosulfate</td>
			<td style="width:71px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:119px;">AC450620010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Potassium Iodide</td>
			<td style="width:71px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">A1270430</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reverse dissection and dicect reveal otherwise hidden data in the evolution of the primate face

顔の表情、あるいは社会的または感情的な意図の表情の表出は、視覚的に至近距離で相手とのコミュニケーションの手段として、多くの哺乳類の分類群によって生成されます。これらの表示は、顔の真皮に接続されている骨格筋は、擬態の筋肉の収縮によって達成されます。逆に郭清、頭蓋骨から完全な顔のマスクを削除して、模倣の筋肉に近づいて、逆に効果的なが明らかに模倣の筋肉の形態の破壊方法は破壊。DiceCT は、骨格筋を可視化、擬態の筋肉を含む、定量測定のため個々 の筋線維束の特定の新しいメカニズムです。さらに、DiceCT は、筋肉を可視化するための非破壊メカニズムを提供します。逆の郭清と DiceCT のテクニックの併用は、模倣筋肉と同様、潜在的な筋収縮強度とこれらの筋肉で速度の進化形態を評価するために使用できます。さらに今回は、DiceCT 正確かつ確実に模倣の筋肉を可視化し同様に郭清を逆に使用することができ、模倣の筋肉をサンプリング非破壊法を示します。

このセクションは、コンサートで DiceCT をスキャンすると「逆の解剖」を使用達成することができます顔の筋肉フォーム結果例を紹介します。「逆の解剖」を使用して、顔のマスクを作成すると、伝統的な郭清の方法論で、擬態 (顔) の筋肉の充実した表現より見時々 することができます。このメソッドは、小さな、小さなボディ霊長類、ナミをパン(<strong class=...

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Reverse Dissection and DiceCT Reveal Otherwise Hidden Data in the Evolution of the Primate Face

顔の表情は、模倣の筋肉によって生成されるビジュアル ・ コミュニケーションのモードです。ここでは、逆の郭清と完全に視覚化し、模倣の筋肉を評価する DiceCT の新規技術のためのプロトコルを提案する.これらの複合技術は、機能的な側面を決定するための模倣の筋肉の形態学的および生理学的側面を調べることができます。

郭清と霊長類の顔の進化における DiceCT 明らかにする別の方法で非表示のデータを逆に

Facial expressions, or facial displays, of social or emotional intent are produced by many mammalian taxa as a means of visually communicating with ...

この方法は、社会コミュニケーションの進化など、進化生物学における重要な疑問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、それが形と模倣筋肉の存在の直接的な証拠を提供することです.解剖プロセスにおける推測を排除し、筋肉層を保存します。DiceCTと組み合わせることで、逆解剖は模倣筋肉調査のための新しいゴールドスタンダードです。まず、付属のテキストプロトコルに従って、標本の固定と準備を行います。その後、試料をヒュームフードに移します。その後、流水で数時間、試料をすすいでください。検体をすすいだ後、ペーパータオルで乾かして、ワークステーションに移します。脳と上にあるカルバリアを取り除いた状態で、頭蓋骨のグラベラ領域の近くに1つの切開を行い、頭蓋骨がそのままである頭蓋骨の尾部に沿ってもう1つの切開を行います。頭蓋骨の尾縁部における外部後頭部突起のパルパテ。これは、頭蓋骨が脊柱と出会う領域を示します。その後、メスを使用し、外部後頭部の突起から始まる正中線切開を行います。頭蓋骨の頭頂部および前頭領域の上に標本をロストラリーに切る。続けて、目の間の軌道領域を通過し、鼻領域を下り、ナレスの間の外部鼻領域を通り抜けます。次に、下切歯と中央切歯の間の下顎骨を切り取り、メスを鎖骨に向かって突き出して動かします。この時点で、フェイス マスクの片側を選択し、もう一方の側をそのままにして、頭蓋骨から解除します。後頭部領域から始めて、メスを使用して、模倣筋肉を含む顔のマスクを頭蓋骨の後頭部骨から離れ、マスクをロストリーおよび横に引っ張る。後頭筋を頭蓋骨から切り離し、少量の筋肉を頭蓋骨の後ろに残して、顔のマスクを取り除いたら、その付着を視覚化することができます。骨と軟骨の頭蓋骨に筋肉の一部を残すことによって、添付ファイルを保存し、後で記録することができます。外耳が当たったら、耳介筋を見つけます。これらの筋肉を切り抜き、各筋肉の小さな部分が頭蓋骨と一緒に残るようにします。次に、外部耳を頭蓋骨に取り付ける弾性軟骨を切り抜く。マスクをロストラリーに引っ張り続け、頭蓋骨から各模倣筋を放出し、各筋肉のごく一部を頭蓋骨の後ろに残します。頭蓋骨の片側から無傷の顔のマスクがある場合は、標本の大きさに応じて、1〜3時間、空気にさらされた筋肉で座ることができます。これは、フェイスマスク上の結合組織を乾燥させ、筋肉と結合組織の間の色のコントラストを増加させます。筋肉と結合組織のコントラストが強化されたので、筋肉を視覚化するために十分な結合組織を取り除くために、数3メス、鉗子、およびマイクロハサミを使用してください。この逆解剖における模倣筋肉の表面層は、優しく持ち上げ、表面層から筋肉の深い層を分離し、表面的な筋肉を取り巻く結合組織を取り除く。終了したら、結果のフェイス マスクをホルマリンに戻します。手順は、さらなる解剖に移る前に、または染色に進む前に、ここで一時停止することができます。各介在ステップで、顔面マスクの十分な乾燥時間を可能にし、結合組織が筋肉組織から容易に識別できるようになる。CTスキャンを用いて模倣筋肉を可視化するためには、付随するテキストプロトコルに記載されているように、マスクをルゴールの染色溶液に入れることによってヨウ素溶液を用いてマスクを染色する。染色プロセスは、一般的に、1.75%Lugolの溶液で約2週間かかります。ただし、このタイミングは、いくつかの要因によって異なります。染色調整を伴う断続的なスキャンをお勧めします。CTスキャンの場合は、まず木製のつまようじを使用して、花の泡などの低密度材料にフェイスマスクを取り付けてフェイスマスクを準備します。これはマスクのしわを除去し、スキャン中にわずかに乾燥するので、その動きを制限します。次に、試料を低密度の容器に入れ、所定の位置に固定します。しっかりしたら、検体をスキャナーに入れ、ドアを閉めてX線をオンにします。次に、高分解能X線コンピュータ断層撮影スキャン用のCTスキャンパラメータを設定します。これらのスキャンにはスライス間間隔とピクセル間距離を約0.05ミリメートルで使用し、小さなファシクルは低解像度で隠されます。もし、ファスシクルが完全に可視化できない場合は、過剰染色のためにフェイスマスクを10%ホルマリン、または5%のチオ硫酸ナトリウムなどの脱染色液に入れ、一部の染色を除去します。染色を調整した後、フェイスマスクを再びスキャンし、すべてのファシクルが完全に視覚化されるまで、必要な調整を続けます。逆解剖を使用して顔のマスクを作成することで、従来の解剖方法論よりも、模倣筋の完全な表現が時々見られる。この方法は、マーモセットの小さな小さな体からチンパンジーのような大きな体の霊長類まで、さまざまな体の大きさに作用します。顔の筋肉がグラシルを持つ小さな体の霊長類では、顔の筋肉の一部は周囲の結合組織と区別がつかない可能性があり、解剖中に失われる可能性があります。ルゴルのようなヨウ素染色体は、コントラストを改善し、個々の模倣筋肉だけでなく、個々の筋肉の筋の両方を解決するのに役立ち、初めて、これらのグラシル筋肉の筋肉全体の体積を得る。ここに示すように、外耳に関連する非常に小さな筋肉のいくつかは、DiceCTスキャンではっきりと見えます。これらの筋肉は、おそらくその小さなサイズのために、いくつかの逆解剖手順で見逃されることは珍しいことではありません。この 3 次元のボリューム レンダリングでは、基本的なボリュームのしきい値とカラー マッピングを使用して、クロス検査単独での場合よりも、筋肉を簡単に視覚化できます。ここでは、個々の筋肉の筋の筋が断面ではっきりと見え、デジタル解剖が可能であることがわかります。この手順を試みる間は、この方法は本質的に破壊的であるため、ゆっくりと慎重に慎重に、そして審議して動くべきであることを覚えておいてください。この手順に従って、組織学的処理などの他の方法は、繊維径、またはミオシン繊維タイピングなどの追加の質問に答えるために使用され得る。その発展後、この技術は進化生物学の分野の研究者が、非ヒト哺乳類およびヒトにおける表情の進化と視覚コミュニケーションの進化を探求する道を開いた。ホルマリンとロードされたメスで作業することは非常に危険な場合があることを忘れないでください。この手順を実行している間、標本のすきやメスの位置を常に知るなどの予防措置を講じる必要があります。

Research

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