Name: long-term sensory conflict in freely behaving mice
Uploaded: 2019-02-20T13:00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice at JoVE.com

パトリス ・ Jegouzo は、ヘッドのデバイスと headpost の開発および生産を感謝いたします。我々 もデバイスと VVM プロトコルの以前のバージョンの開発で彼らの助けのため P. calvo さんは、a. Mialot、e. Idoux に感謝します。
この作業は、センター国立 des エチュード宇宙、CNRS、および大学パリ デカルトによって賄われていた。J. c. と m. b.、フランス ANR-13-CESA-0005-02 からサポートを受けます。F. f. b. と M. B. フランスの ANR-15-CE32-0007 からサポートを受け取る。

動物のすべてのプロシージャは続くパリ デカルト大学動物規制です。
1. デバイス アセンブリ
注: このプロトコルで使われるデバイスは、注入された headpost によるマウス頭蓋骨に固定ヘルメットのような構造です。
<ol><li>3 D プリンターと白い不透明なポリ乳酸 (PLA) を使用してプラスチック、ここで用意されているデザインと仕様ファイルを使用して印刷 (材料の表を参照) デバイスと headpost の両方のため。 メモ: デバイスの寸法は、図 1および図 2に示すように headpost の大きさに表示されます。</li>
	<li>ストライプとして偽のデバイスはテスト (図 2A11) をします。黒のマニキュアを使用して、ストライプのモデルを取得するには、デバイスの外部の表面に 3 mm 大きい縦縞を描画します。偽条件では、印刷デバイスへの変更は必要ありません。</li>
</ol>2. Headpost 注入手術
このプロトコルで使用されるすべての材料は材料リスト補足情報に記載されています。手順 2.7 2.9 使用注入で提供される生体材料キット (材料の表を参照してください)。滅菌器に使用するため、手術と異なるゾーンの回復を手配します。一度マスター、注入のプロシージャは約 30 分続きます。
<ol><li>鎮痛、手術開始前に 30 分の皮下ブプレノルフィン (0.05 mg/kg) を挿入して、その家のケージに動物を戻します。 注: ブプレノルフィンの鎮痛効果は、プロシージャの終わりの後約 12 時間を最後します。私たちの経験ではマウスはこの介入に関連する苦痛の兆候を示さないが、0.05 mg/kg ブプレノルフィンのそれに続く線量は手術後 24 時間をお勧めします。</li>
	<li>2.5% 〜 3% イソフルラン麻酔ガスをチャンバー内で動物を麻酔します。3 分待って、マウスは、呼吸とチャンバー内の動きの欠如を観察することによって麻酔正しくかどうかを確認してください。鼻の円錐形に加熱パッドの外科テーブルの上にマウスを渡すし、すだれをつまんで、逃避反射がないがあると 1.5% にイソフルランを下げるを確認します。</li>
	<li>電気かみそりを使用してマウスの頭を剃る。無菌環境を得るためには、ヨードと後剃毛エリアをこする 70% アルコールで。この手順をさらに 2 回繰り返します。</li>
	<li>局所麻酔のための頭部の皮膚の下にリドカイン塩酸塩 (2%、2 mg/kg) を注入し、効果を開始するための 5 分を待ちます。乾燥による目の損傷を避けるためには、局所点眼獣医軟膏のマウスの目をカバーします。</li>
	<li>鈍い鉗子のペア、鈍のはさみ (またはメス) のペアと、頭の後ろの皮膚をつかむ公開頭蓋骨に約 1.5 cm の縦切開を行います。</li>
	<li>メスの助けを借りて、骨膜をスクラッチします。頭蓋骨がわずかに出血し始めたと、headpost の固定が損なわれることがあまりにもハードに傷をつけてください。</li>
	<li>頭蓋骨の真ん中に緑の活性剤の滴を適用します。これは、増加の骨の透過性によるセメントの固定を向上します。</li>
	<li>セメントの準備: モノマーの 5 滴と触媒の 1 つのドロップとポリマーの 1 スプーン (注入キットで提供されます) をミックスします。ブラシの助けを借りて、ラムダと前頭骨ランドマーク; 間のセメント ミックスの寛大な量を適用します。</li>
	<li>すぐにラムダから前に行く強打する運動で、セメントに、headpost を配置します。Headpost が置かれた後、headpost は正しく頭蓋骨にスティックを確認する下の部分の周りより多くのセメントを再適用します。適切な固定を保証するため、セメントが豊富に適用され、それが次のステップに進む前に乾燥を確認します。 注: この固定方法、headpost がいないオフに来るし、繰り返し長期的なテストを可能にします。headpost の除去は、私たちの手で < 10%。</li>
	<li>樹脂の組合せを準備するには、混合物のスムーズな一貫性を可能にする粉・液比を適用します。セメントを適用した場合と同様にその表面を保護するために headpost の周りに樹脂を適用します。</li>
	<li>モノフィラメント縫合糸で耳の後ろに皮膚の乾燥と閉じたりする樹脂の 3 分を待ちます。綿棒で希釈 (10-20%) を適用します。運営エリアにヨード液。 注: 皮膚はない樹脂にスタックを取得されていることを確認します。</li>
	<li>麻酔を切り、低体温症を避けるために赤い暖かい光の下で動物を配置します。湿らせた食品ハイドロゲルやケージの床のゲルで基づくもう一つの水の源を配置します。それは意識を取り戻すまで、無人すぎるマウスは放置しないでください。動物では、プロシージャ (通常、1 h 後に 30 分間) から完全に回復してくださいが、すぐには、社会的な相互作用を刺激するために 3 つまたは 4 つのグループが付いているおりに配置します。</li>
</ol>3. デバイス固定
<ol><li>術後、48 h、headpost に特注ヘッド ・ デバイスを保護します。<ol>
<li>1.2 mm ネジとドライバー (1.3 mm hex) のペアを使用して、縞模様のデバイスの headpost の穴の穴を合わせ、ネジを配置、それらを確保します。偽の条件を修正するには、デバイスを逆さま回すし、吻側方向を向いているデバイスの後ろの部分 (図 1A)、デバイスの headpost の穴の穴の位置に合わせます。 注: この手順は、headpost デバイスをセキュリティ保護する一方、片手でマウスの拘束とマウスを保持する 2 つの演算子によって行われることをお勧めします。固定は、単一の演算子によって行われます、ガス麻酔下マウスがデバイスが配置できます。</li>
		<li>デバイスが安全性を保証および動物によって削除することはできません、デバイスがマウスの鼻、痛み、呼吸困難を引き起こす可能性がありますまたは皮膚外傷に直接圧力が適用されないことを確認します。 注: それはも目がヘッド ・ デバイスで完全に覆われているので、デバイスはマウスの顔に対称的に挿入されますを確保するため重要です。動物が異常な痛みや苦痛の任意の兆しを見せていないことを確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>14 日間のマウスのデバイスを残します。</li>
</ol>4. 動物のケアと監視
<ol><li>一度自分のケージに戻ってマウスは動作の特定の異常を展示いたします。最初、動物が打ちのめし、そして滞在し、その前足を使用してデバイスを削除しようとするが、これは最初の 1 時間後を停止する必要があります。次の次の時間の間に動物はケージ自体を定位と食料や水を到達の難しさを通常表示されます。したがって、次の注入 48 h、中にマウスを監視し、たとえばケージの床に直接両方を置くことによって水と食べ物に簡単にアクセスを提供します。</li>
	<li>追跡、マウスの重量プロトコルの期間中。通常のペースで再び体重が増え始めるが、注入直後にマウスの重量を量るし、再び彼らは通常最初の 48 時間の間に体重減少 (1-2 g) を体験として縞模様のデバイスを着て動物にすべての 24 時間特別な注意を与えられるべき次その初期の期間 (図 2B11参照)。</li>
	<li>2 日後、マウスは彼らの通常の能力に戻ると予想されます。動物施設で使用しているシステムに応じてデバイスに食料と水、アクセスをできない可能性があります。食べたり飲んだりしながら使いやすさは、動物か、調剤システムをそれに応じて調整ください。 注: デバイスによっては数日後にデバイスと動物生産頭部の動きの範囲が変更されていない (図 211参照) (すなわち.、ヘッド動きの範囲生産遺跡自然なヘッドの動きに似ています)。</li>
	<li>さらにマウスの幸福を確保するため、毎日監視を確保し、プロトコルの全期間にわたって幸福の定性的な尺度 (表 1) を適用します。</li>
	<li>1 つ以上の次の条件に該当する場合、継続的なプロトコルからマウスを削除します。<ol>
<li>前述の定性的尺度上の 4 点は、実験から直ちに除外する必要がありますよりも高いスコアの合計を持っているマウス (表 1参照)。スコアに関係なくマウスは 6 日後の初期重量を再取得しない場合、手続を停止しなければなりません。</li>
		<li>例えばに触れたときに、headpost が交わしているまたは一部を起動をオフに来る場合は、デバイスは、headpost に正しく固定されません。これはマウスの頭をオフに来て headpost を引き起こし、その結果日常の維持審査が必要な理由について説明します、学習を中断します。</li>
		<li>ときに、マウスがその headpost 食い物にプロトコルの任意の部分の中に。頭蓋骨出血はこの剥離に関連付けられている、移植手術は低い成功率を持って、しようとして価値がないです。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. デバイスの取り外し
<ol><li>(このプロトコルは 14 日間) での学習期間の後に、その固定 (セクション 3) は同じ手順デバイスを取り外します。デバイスを削除すると、すぐに病症テストなどの実験をしたり、例えば、体外生理11を前述のように、マウスをテストします。 注: デバイスを外すとすぐに、マウスは標準的な視覚的に遮るもののない環境に公開されます。したがって、このデバイスの学習効果を除去した後直接テストを目指して実験を実行します。</li>
</ol>6. 病症セッション
注: 暗闇 (VOR 前庭眼反射) で動物を回転させて、または回転させることにより、動物は動物の周辺はまだ (視運動性反射など) に生成された眼球運動を記録する病症実験を行った。適応プロトコルの前後に、各マウスは両方これらの反射のテストされました。病症のセットアップの詳細については、以前に発行されたレポート12,13を参照してください。拘束された記録にマウスを慣らすために条件、レコーディングの開始前に日に動物 10 minutes のためのターン テーブルの中央にチューブ任意のテストを実行せず。
<ol><li>頭 - それを固定ネジ、headpost 挿入の助けを借りて、ターン テーブル上でマウスを固定します。動物を取り巻くスクリーン ドームを置き、視プロジェクターを除いて部屋にすべてのライトをオフにします。 注: 病症録音は動物がまだ、目を開いているを必要があります。動物はそのケージに戻る場合にマウスはない自らの目を開いたまま、入れてレコーディング ・ セッションを中断または記録セッション中に眼の外観が悪化した場合。少なくとも 12 時間の休息期間を次の別の試みが可能です。</li>
	<li>時計回りにカウンターの時計回り方向でし終わったら全視野刺激 (白のドット パターン投影) といくつかの異なる速度で記録を開始します。録音が終わると、すぐには、ドームを削除します。</li>
	<li>真っ暗で VOR を記録できるようにするには、するには、目142% ピロカルピンの滴を適用します。行動し、やさしく綿棒を使ってそれを削除するために少なくとも 5 分を待ちます。ピロカルピンは暗闇の中での動きの適切な定量化を可能瞳孔測定で一定サイズでくびれを維持します。</li>
	<li>部屋のすべてのライトをオフにし、暗いピッチで動物を維持するターン テーブルの上にボックスを追加します。異なる周波数や速度の異なる正弦波の角度回転垂直軸の周りを使用して水平方向の VOR を開始します。</li>
	<li>記録セッションを終了すると、正しく赤外線ランプで照らされたケージにマウスを返します。熱は、マウスの体にピロカルピンの二次血管拡張効果による低体温症を防止します。 注: 動物に拘束されて、セッションを記録できません最後の 90 分以上。追加のテスト セッションが必要な場合は、セッションの間に 24 時間動物の残りをみましょう。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Blazquez, P. M., Hirata, Y., Highstein, S. 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+vestibulo-ocular+reflex+as+a+model+system+for+motor+learning:+what+is+the+role+of+the+cerebellum.">The vestibulo-ocular reflex as a model system for motor learning: what is the role of the cerebellum.</a> Cerebellum. 3 (3), 188-192 (2004).</li><li>Berthoz, A., Jones, G. M., Begue, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+visual+adaptation+of+vertical+canal-dependent+vestibulo-ocular+reflexes.">Differential visual adaptation of vertical canal-dependent vestibulo-ocular reflexes.</a> Experimental Brain Research. 44 (1), 19-26 (1981).</li><li>Melvill Jones, G., Guitton, D., Berthoz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changing+patterns+of+eye-head+coordination+during+6+h+of+optically+reversed+vision.">Changing patterns of eye-head coordination during 6 h of optically reversed vision.</a> Experimental Brain Research. 69 (3), 531-544 (1988).</li><li>Anzai, M., Kitazawa, H., Nagao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+reversible+pharmacological+shutdown+of+cerebellar+flocculus+on+the+memory+of+long-term+horizontal+vestibulo-ocular+reflex+adaptation+in+monkeys.">Effects of reversible pharmacological shutdown of cerebellar flocculus on the memory of long-term horizontal vestibulo-ocular reflex adaptation in monkeys.</a> Neuroscience Research. 68 (3), 191-198 (2010).</li><li>Nagao, S., Honda, T., Yamazaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+of+memory+trace+of+cerebellum-dependent+motor+learning+in+human+prism+adaptation:+a+model+study.">Transfer of memory trace of cerebellum-dependent motor learning in human prism adaptation: a model study.</a> Neural Networks. 47, 72-80 (2013).</li><li>Boyden, E. S., Raymond, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+reversal+of+motor+memories+reveals+rules+governing+memory+encoding.">Active reversal of motor memories reveals rules governing memory encoding.</a> Neuron. 39 (6), 1031-1042 (2003).</li><li>Raymond, J. L., Lisberger, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+analysis+of+signals+that+guide+learned+changes+in+the+amplitude+and+dynamics+of+the+vestibulo-ocular+reflex.">Behavioral analysis of signals that guide learned changes in the amplitude and dynamics of the vestibulo-ocular reflex.</a> Journal of Neuroscience. 16 (23), 7791-7802 (1996).</li><li>Rinaldi, A., 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=HCN1+channels+in+cerebellar+Purkinje+cells+promote+late+stages+of+learning+and+constrain+synaptic+inhibition.">HCN1 channels in cerebellar Purkinje cells promote late stages of learning and constrain synaptic inhibition.</a> Journal of Physiology. 591 (22), 5691-5709 (2013).</li><li>Roy, J. E., Cullen, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociating+self-generated+from+passively+applied+head+motion:+neural+mechanisms+in+the+vestibular+nuclei.">Dissociating self-generated from passively applied head motion: neural mechanisms in the vestibular nuclei.</a> Journal of Neuroscience. 24 (9), 2102-2111 (2004).</li><li>Cullen, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vestibular+system:+multimodal+integration+and+encoding+of+self-motion+for+motor+control.">The vestibular system: multimodal integration and encoding of self-motion for motor control.</a> Trends in Neurosciences. 35 (3), 185-196 (2012).</li><li>Carcaud, J., 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=Long-Lasting+Visuo-Vestibular+Mismatch+in+Freely-Behaving+Mice+Reduces+the+Vestibulo-Ocular+Reflex+and+Leads+to+Neural+Changes+in+the+Direct+Vestibular+Pathway.">Long-Lasting Visuo-Vestibular Mismatch in Freely-Behaving Mice Reduces the Vestibulo-Ocular Reflex and Leads to Neural Changes in the Direct Vestibular Pathway.</a> eNeuro. 4 (1), (2017).</li><li>Stahl, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+eye+movements+to+assess+brain+function+in+mice.">Using eye movements to assess brain function in mice.</a> Vision Research. 44 (28), 3401-3410 (2004).</li><li>de Jeu, M., De Zeeuw, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Video-oculography+in+mice.">Video-oculography in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (65), e3971 (2012).</li><li>van Alphen, B., Winkelman, B. H., Frens, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+optokinetic+eye+movements+in+the+C57BL/6J+mouse.">Three-dimensional optokinetic eye movements in the C57BL/6J mouse.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 51 (1), 623-630 (2010).</li><li>Idoux, E., Tagliabue, M., Beraneck, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=No+Gain+No+Pain:+Relations+Between+Vestibulo-Ocular+Reflexes+and+Motion+Sickness+in+Mice.">No Gain No Pain: Relations Between Vestibulo-Ocular Reflexes and Motion Sickness in Mice.</a> Frontiers in Neurology. 9 (918), (2018).</li><li>Yoshida, T., Ozawa, K., Tanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+profile+for+orientation+selectivity+in+the+visual+cortex+of+goggle-reared+mice.">Sensitivity profile for orientation selectivity in the visual cortex of goggle-reared mice.</a> PloS One. 7 (7), 40630 (2012).</li><li>Faulstich, B. M., Onori, K. A., du Lac, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+plasticity+and+development+of+mouse+optokinetic+and+vestibulo-ocular+reflexes+suggests+differential+gain+control+mechanisms.">Comparison of plasticity and development of mouse optokinetic and vestibulo-ocular reflexes suggests differential gain control mechanisms.</a> Vision Research. 44 (28), 3419-3427 (2004).</li><li>Schonewille, M., 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=Purkinje+cell-specific+knockout+of+the+protein+phosphatase+PP2B+impairs+potentiation+and+cerebellar+motor+learning.">Purkinje cell-specific knockout of the protein phosphatase PP2B impairs potentiation and cerebellar motor learning.</a> Neuron. 67 (4), 618-628 (2010).</li><li>Kimpo, R. R., Rinaldi, J. M., Kim, C. K., Payne, H. L., Raymond, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gating+of+neural+error+signals+during+motor+learning.">Gating of neural error signals during motor learning.</a> eLife. 3, 02076 (2014).</li><li>Kimpo, R. R., Boyden, E. S., Katoh, A., Ke, M. C., Raymond, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+patterns+of+stimulus+generalization+of+increases+and+decreases+in+VOR+gain.">Distinct patterns of stimulus generalization of increases and decreases in VOR gain.</a> Journal of Neurophysiology. 94 (5), 3092-3100 (2005).</li><li>Hubner, P. P., Khan, S. I., Migliaccio, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Velocity-selective+adaptation+of+the+horizontal+and+cross-axis+vestibulo-ocular+reflex+in+the+mouse.">Velocity-selective adaptation of the horizontal and cross-axis vestibulo-ocular reflex in the mouse.</a> Experimental Brain Research. 232 (10), 3035-3046 (2014).</li><li>Wang, J., 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=Storage+of+passive+motion+pattern+in+hippocampal+CA1+region+depends+on+CaMKII/CREB+signaling+pathway+in+a+motion+sickness+rodent+model.">Storage of passive motion pattern in hippocampal CA1 region depends on CaMKII/CREB signaling pathway in a motion sickness rodent model.</a> Scientific Reports. 7, 43385 (2017).</li><li>Wang, Z. B., 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=Low+level+of+swiprosin-1/EFhd2+in+vestibular+nuclei+of+spontaneously+hypersensitive+motion+sickness+mice.">Low level of swiprosin-1/EFhd2 in vestibular nuclei of spontaneously hypersensitive motion sickness mice.</a> Scientific Reports. 7, 40986 (2017).</li></ol>

著者は利益相反を宣言しません。

ここで説明した長期的な感覚の摂動は自由に動作しているマウスで生産された視覚系と前庭系の不一致から成っています。マウスを 14 日間着用デバイスをインプラントに市販の手術キットを使用してシンプルで短い手術が実行されます。マウスはこの headpost 注入手順から 1 h 未満で回復し、それからの苦脳の関連付けられている兆候を示していません。その後、このプロトコルのアプリケーションの特定の例では、VOR と平均的測定病症を用いたします。それにもかかわらず、このデバイスによる長期的な学習プロトコルは、さまざまな培養、電気生理学1、神経イメージング、様々 な行動のアッセイなどの実験で使用できます。この技術の発展の背後にある理論的根拠がプリズム ベースの方法論をヒトとサルで使用に触発されました。この手法には、ビジョンを変更するではなく、損なうためただし、異なります。したがって、それは視覚系と前庭系の不一致の極端なケース、(現在の形態) で構成します。著者らは、提供されている技術情報がデバイスのプリズムのようなバージョンを設計または特定の機能を制限するデバイス16の更なる発展に役立つかもしれないと考えています。
光 (0.9 g) ポリ (乳酸) のプラスチック、ヘッド ・ デバイスは鼻の保護ができ、動物の新郎に横方向に十分なスペースを残して若い大人のマウスの頭に合うように設計されました。このデバイスの前面部分は、給餌やグルーミング行動を許可する鼻の終わりを公開します。デバイスは、動物周囲の正確なビジョンを奪われるが、まだ輝度刺激を受け取る、やや不透明です。ストライプと偽した絵が測定された効果の主に、縞模様のデバイスの自己生成の運動時にコントラストの高い視覚信号や感覚ではなく原因視覚系と前庭系の不一致を確実にするテストします。変更 (すなわち, mouse´s 頭と首に適用される装置の重量)。
実験的に示した重要な VOR ストライプ デバイスを身に着けていたマウスを得る学習期間後 50% の減少それでも、絶対利得値の個体間変動があります。偽マウスを示した重要な VOR ゲインない変化、運動機能に障害では、感覚の衝突によって引き起こした VOR 削減を披露します。さらに、若いマウス (< P26) VOR と平均的利得古い動物17より小さい値を示した。そのため、動物の年齢がある実験を計画している間考慮すると。最後に、前述マウス除外基準 (セクション 4.5)、信頼性の高い結果を確立するだけでなく、福利を確保するために従う必要のある重要なステップです。
このプロトコルの利点の 1 つは、それは VOR/し終わったら適応プロトコルの他のタイプに比べて学習期間中に実験者を保存する時間です。マウスで VOR 適応が頭固定、回転ターン テーブル6,8,18,19多くの動物がする必要がある場合は特に時間がかかり、動物を訓練して調べたところ、訓練を受けた。提案するプロトコルにより、一度にいくつかの動物の訓練と時間を節約できます。さらに、これらの古典的な実験では、研修は、通常さまざまな力学20学習・未学習の反復交替する適応を引き起こす推定未学習の長い期間を残して 1 日 1 h に限定されます。ここでは、デバイスの頭固定は中断のない学習が可能です。もう一つの利点は、学習期間は、自由行動下の頭がない状態で生成される、マウスが積極的に生成される自然な頭の動きの範囲を学ぶことができることです。古典的なプロトコルの動物は頭固定ある自然の頭の動きの範囲を反映されません決定刺激 (1 つの頻度、1 つ速度)21に学習が行われるように受動的ターン テーブル上で回転されている間。それは重要な前庭系が異なる動きをエンコードに注意してください彼らが件名またはとき外部から積極的に生成されるとき適用10;したがって、両方の状況でトリガーされる細胞のメカニズムも異なる場合があります。
全体的にみて、説明の方法論は視覚的葛藤や自由に行動するマウスの視覚系と前庭系の不一致の後に発生する長期の感覚適応に関する複合/体内・体外の研究に適しています。感覚の競合は、乗り物酔い、フィールドはマウス22,23の使用を集めている最近の認識されている原因です。最近マウス15挑発的な刺激にさらされているとき、本装置の使用によって引き起こされるゲイン適応が乗り物酔いに対する保護を提供することを実証しました。したがって、反乗り物酔いの治療法の開発に関しても感覚の衝突への適応の基になる細胞のメカニズムを識別するためにこのプロトコルを使用することができます。

ビジュアルのものなど、感覚の競合が日常生活の中で例えば、1 つは眼鏡をかけているときまたは全体の寿命 (発達、感覚の鋭さなどの変化) の中に。よく説明回路の解剖学、感覚入力を容易に制御、定量化可能なモーター出力、および正確な定量法の1、視線による安定化の反射は多くの種の運動学習のモデルとして使用されています。人間とサルは、前庭眼反射 (VOR) 適応対象をいくつか日2,3,4、5の着ているプリズムを使用して検討しました。齧歯動物モデル行動および細胞の実験の組み合わせなので、我々 はヘルメットのようなデバイスで自由に行動するマウスで長期的な感覚の衝突を作成する新しい方法を開発しました。ヒトとサルで使用した方法論に触発され、プロトコルは、前庭と視覚入力 (すなわち、視覚系と前庭系不一致、VVM) VOR ゲインの減少につながることの間の不一致を生成します。
齧歯動物で VOR ゲイン ダウン適応をトリガー古典的なプロトコル段階で視野を回転させながらのターン テーブル上の頭固定動物を回転で構成されます。このパラダイムでは、VOR が逆効果となる視覚系と前庭系の競合を作成します。長期的な適応のプロトコルは、いくつかの連続した日6,7,8のコース上このプロシージャのイテレーションで構成されます。その結果、動物の大きなグループは、テストが必要な古典的な方法論に膨大な時間が必要です。さらに、動物の頭部固定がある学習主に限られ離散周波数/速度、可変期間6の試行間間隔によって中断された不連続の研修で構成されます。最後に、古典的なプロトコル使用受動的な学習、前庭刺激、動物の運動機能障害、前庭の処理9,10で大きく変わる状況によって積極的に生成されません。
前述の実験的制約は説明されている革新的な方法で突破します。必要な外科的アプローチは、単純であり、使用される材料は、容易に入手できる市販。高価な材料に依存する唯一の部分は動作の定量化それにもかかわらず、体外他行動研究の調査学習から、実験のプロトコルの基礎を使用可能性があります。全体的にみて、数日間一時的な視覚障害、視覚系と前庭系の競合を生成する、ことによってこの方法簡単に移調する感覚摂動や運動学習法に関する考察を。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:749px;" width="748">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">3D printer</td>
			<td style="width:123px;">Ulimaker, USA</td>
			<td style="width:188px;">S5</td>
			<td style="width:223px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Blunt scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14079-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Catalyst V</td>
			<td>Sun Medical, Japan</td>
			<td>LX22</td>
			<td>Parkell bio-materials, Kit n&#176;S380</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Dentalon Plus</td>
			<td>Heraeus</td>
			<td>37041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Eyetracking system and software</td>
			<td>Iscan</td>
			<td>ETN200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Green activator</td>
			<td>Sun Medical, Japan</td>
			<td>VE-1</td>
			<td>Parkell bio-materials, Kit n&#176;S380</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Monomer</td>
			<td>Sun Medical, Japan</td>
			<td>MF-1</td>
			<td>Parkell bio-materials, Kit n&#176;S380</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Ocrygel</td>
			<td>TvmLab</td>
			<td>10779</td>
			<td>Ophtalmic vet ointment</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Polymer L-type clear (cement)</td>
			<td>Sun Medical, Japan</td>
			<td>TT12F</td>
			<td>Parkell bio-materials, Kit n&#176;S380</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Sketchup</td>
			<td>Trimble</td>
			<td></td>
			<td>3D modeling software used for the device&#39;s ready-to-print design file</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Turntable</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Not commercially available</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

long-term sensory conflict in freely behaving mice

長期的な感覚の衝突プロトコルは、運動学習を勉強の貴重な手段です。提案するプロトコルは、実験マウスの長期的な学習の勉強を目的とした永続的な感覚の衝突を生成します。完全に頭に固定装置を装着、によってマウスはホーム ケージの中で自由に移動しながら視覚と前庭入力間感覚の不一致にさらされ続ける。したがって、このプロトコルでは、アクセスできないそれ以外の場合、拡張期間容易に視覚系と多感覚相互作用の研究ができます。マウス自然な振る舞いで長期的な知覚学習の実験のコストを下げること、に加えてこのアプローチは体内と体外の実験の組み合わせに対応します。報告された例では前に、と学習後、前庭眼反射 (VOR) と視運動性反射などを定量化する病症が行われます。マウスは強い VOR ゲインの減少を発表した視覚と前庭入力間この長期的な感覚の衝突にさらされるが、し終わったら変更のほとんどを しました。デバイス アセンブリ、動物のケアの手順の詳細な反射測定を報告いたします。

次の図は、ストライプまたは偽のデバイスいずれかを身に着けている 2 週の適応プロトコルを受けたマウスにより得られた結果を示しています。図 3は、レコーディング セッション中に見られる生のトレースの例を示します。VVM プロトコル後 VOR の応答が減少するようにトレースを比較することによって、(図 3Aの前に対ストライプ後)。適応後偽マウスの VOR に不変に残った (図 3Aの前に対偽後)。マウス (図 3B) のストライプの装置を装着し終わったら、VVM プロトコルの前に、偽のマウスに期間に匹敵します。ストライプと偽の両方のデバイスのための VVM プロトコルの前後に図 4は固定周波数 0.5 Hz で、1 秒間に 40 度で平均 VOR ゲインの定量化の例を示します。偽マウスは重要なゲインの変化を持っていませんでした、マウスはストライプのデバイスをはいた後に、強力な利益の減少があります。VOR 減少速度/周波数の異なるテストの効果は Carcaud ら11と15Idoux らによって報告されています。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59135/59135fig1.jpg"> 図 1: ミリメートルの寸法で描かれているヘッド デバイス。再生回数: (A)、(B) 側、(C) 下部前後の (D) 空中。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59135/59135fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59135/59135fig2.jpg"> 図 2: Headpost ミリメートルの寸法で描かれている。移植手術、この光 (0.2 g) で修正されたポリ乳酸プラスチック製 headpost により、マウスと病症セッション中にターン テーブル上の動物の頭-修正する適応デバイスのロックします。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59135/59135fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59135/59135fig3v2.jpg"> 図 3: VOR とし終わったら刺激時の眼球運動の例生痕跡。(、左)左: VOR 0.5 Hz で 40 °/s、出演 10 °/s (黒線) の一定の速度で (B、右) 視運動刺激 (緑線) 前に、時計回りの方向に前後 (黄色) は、ストライプまたは偽 (紫) 装置を装着します。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59135/59135fig3v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59135/59135fig4v2.jpg"> 図 4: 例 VOR とし終わったらストライプまたは偽のデバイスへの適応後の値を得ることを意味します。よると利益をプロットしたストライプの時間 (日) (n = 10) と偽 (n = 6) (左)、VOR の 40 °/s と 0.5 Hz の刺激でデバイスと 10 °/s 時計回り方向の平均的 (右)。「前に」日はすぐに適応する前に日を表すタイム スケール上と「日 0」デバイスが削除されるとき日を表します。エラーバーは標準偏差を表す * * * p < 0.001、重要ではないです。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59135/59135fig4v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>ポイント</td>
			<td>本体重量変化</td>
			<td>物理的な外観</td>
			<td>動作</td>
		</tr>
<tr>
<td>0</td>
			<td>どれも体重増加または</td>
			<td>標準</td>
			<td>通常歩行と苦痛の兆候</td>
		</tr>
<tr>
<td>1</td>
			<td>減量 < 10%</td>
			<td>ない体の手入れ</td>
			<td>障害者の移動やケージの方向</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>減量 10%-20% の間</td>
			<td>脱水症状</td>
			<td>--</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>減量 > 20%</td>
			<td>傷</td>
			<td>緊張のタイマー刻み (例えばスクラッチ、かむ)</td>
		</tr>
</tbody></table>表 1: 幸福評価の定性的な尺度。プロトコルの期間中に評価されなければならない定性的パラメーターのとおりです。合計重量変化、物理的な外観と動作のスコアない 4 つのポイントよりも大きくなければなりません。
補足ファイル 1.Device.stl<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59135/Device.stl" target="_blank">ファイルのダウンロードは、こちらをご覧ください。</a> 。
補足ファイル 2.Headpost.stl<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59135/Headpost.stl" target="_blank">ファイルのダウンロードは、こちらをご覧ください。</a> 。

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Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

自由に行動するマウスで長期的な感覚の衝突

提案するプロトコルは、長期的な学習の勉強を目的とした実験のための永続的な感覚の衝突を生成します。完全に頭に固定装置を装着、によってマウスはホーム ケージの中で自由に移動しながら視覚と前庭入力間感覚の不一致にさらされ続ける。

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for ...

このプロトコルの全体的な目標は、マウスを自由に振る舞う長期的な学習の研究のための永続的な感覚的競合を生み出すことである。このアプローチは、感覚学習の実験コストと時間を削減し、生体内実験とインビトロ実験の組み合わせを収容します。鎮静マウスのつまみつまみに対する応答の欠如を確認した後、鈍い鉗子のペアを使用して後頭部の皮膚をつかみ、はさみを使用して頭蓋骨を露出させるために1.5cmの縦切開を行います。メスで骨膜を優しく傷つけ、緑色のアクチベーターの滴を頭蓋骨の真ん中に塗布して骨の透過性を高めます。次に、5滴のモノマーと触媒剤の1滴で移植キットからポリマーのスプーン1杯を混合し、ラムダとブレグマの頭蓋骨のランドマークの間のセメントミックスの寛大な量を磨きます。ラムダからブレグマへのスワイプモーションを使用して、ヘッドポストをセメントに素早く配置し、ポストの下側の部分に追加のセメントを再び適用して、ヘッドポストが頭蓋骨にしっかりと貼り付けられるようにします。セメントが乾燥している間、樹脂粉末と樹脂液を滑らかな一貫性に混ぜ、得られた樹脂混合物を乾燥したセメントとヘッドポストのまわりに塗布します。樹脂を3分間乾燥させた後、Vicryl 4-0縫合糸を使用して耳の後ろの皮膚を閉じ、綿棒を使用して10〜20%のヨウ素溶液を切開に塗布します。その後、完全に回復するまで監視と赤信号の下に動物を置きます。手術後48時間後、ストライプデバイスの穴をヘッドポストの穴に合わせ、1.3 mmの六重ドライバーと2本の1.2mmネジを使用してヘッドポストにデバイスを固定します。ヘッドポストをはぎ取ったり、ドライバーで動物を傷つけるリスクを避けるために、2番目のオペレータの助けを借りてヘッドポストにデバイスを固定することをお勧めします。恥の状態を修正するには、デバイスを逆さまにし、デバイスの背面部分をrostral方向に向けて、デバイスの穴をヘッドポストの穴に合わせます。デバイスが十分に固定されており、動物が取り除くことができないこと、およびデバイスが鼻に直接圧力をかけないことを確認し、痛み、呼吸困難、皮膚損傷を引き起こす可能性があることを確認します。マウスは、装置を装着した最初の48時間の間に何らかの行動異常を示す可能性があるため、この間に動物を注意深く監視し、動物が慣れるまで食物および水に容易にアクセスできるようにする。移植直後のマウスの重さを計り、その後24時間ごとに実験終了まで、ストライプ装置を装着したマウスに特別な注意を払う。デバイス適合動物の感覚応答を記録するには、ヘッドポストに挿入されたネジで最初のマウスをターンテーブルに固定し、動物の周りにスクリーンドームを配置します。オプトキネティックプロジェクターを除く部屋のすべてのライトをオフにし、時計回りと反時計回りの方向の両方でいくつかの異なる速度で、オプトキネティック反射フルフィールド刺激記録を開始します。録音が終わるとすぐにドームを取り外し、ライトを点灯します。真っ暗な前庭眼反射を記録するには、動物の目に2%ピロカルピンの低下を適用し、綿棒で軟膏をそっと取り除く前に少なくとも5分待ちます。もう一度すべてのライトを消し、動物を真っ暗に保つためにターンテーブルの上にボックスを置きます。水平前庭眼反射試験を開始する前に、異なる周波数や速度が異なる垂直軸を中心とした正弦角回転を使用します。2回目の記録セッションが終了したら、動物がピロカルピンの二次血管拡張剤効果から完全に回復するまで、モニタリングを行って赤外線ランプの下でケージにマウスを戻します。シャムまたはストライプのデバイスのいずれかを着用して2週間後、シャムマウスの前庭眼反射応答は適応後も変化されず、ストライプされたデバイス適応動物は劇的に損なわれた反射応答を示す。平均前庭眼反射の定量化は、0.5ヘルツの固定周波数で、視覚前庭ミスマッチプロトコルの前後に毎秒40度で得るが、シャムマウスは有意な利益変化を示さなかった間、ストライプデバイスを身に着けたマウスの強い利益減少を明らかにする。しかしながら、縞状の装置を装着したマウスのオポカネティック反射は、目視前庭プロトコルの前の期間に観察されたものと、偽動物によって示されたそれに匹敵する。マウスを毎日監視し、デバイスがマウスに正しく配置されていること、およびルーチンが妨げられていないことを確認してください。異なる反射出力を研究するためのセラー適応機構または行動アッセイを同定するための、体外電気生理学または神経細胞イメージングにおけるこの手順に従って行うことができる。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

の電極の作製と注入アメフラシカリフォルニ無傷、自由に振る舞う動物における多チャンネル神経と筋肉の録音のための

Recording from key nerves and muscles of Aplysia during feeding behavior allows us to study the patterns of neural control in an intact animal.  ...

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

の長期嗅覚順応の分子読み出し<em&gt; Cエレガンス</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

Long-term Behavioral Tracking of Freely Swimming Weakly Electric Fish

自由水泳弱電気魚の長期的な行動の追跡

Long-term behavioral tracking can capture and quantify natural animal behaviors, including those occurring infrequently. Behaviors such as exploration and ...

Simultaneous Long-term Recordings at Two Neuronal Processing Stages in Behaving Honeybees

行動するミツバチの二つの神経の処理段階での同時長期レコーディング

In both mammals and insects neuronal information is processed in different higher and lower order brain centers. These centers are coupled via convergent ...

Long-term Time Lapse Imaging of Mouse Cochlear Explants

マウス蝸牛外植片の長期的タイムラプスイメージング

Here we present a method for long-term time-lapse imaging of live embryonic mouse cochlear explants. The developmental program responsible for building ...

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

の長期カルシウムイメージングのためのアガロースマイクロチャンバー<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</em

Behavior is controlled by the nervous system. Calcium imaging is a straightforward method in the transparent nematode Caenorhabditis elegans to measure ...

Generation and Long-term Maintenance of Nerve-free Hydra

Generation and Long-term Maintenance of Nerve-free Hydra

神経フリーの生成と長期維持<em&gt;ヒドラ</em

The interstitial cell lineage of Hydra includes multipotent stem cells, and their derivatives: gland cells, nematocytes, germ cells, and nerve cells. The ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

行動するマウスにおける海馬シータ振動の光同調

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

行動中マウスの海馬における振動を制限空間録音

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

成人小脳スライスにおける長期うつ病誘導の評価

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...