Name: an objective and reproducible test of olfactory learning and discrimination in mice
Uploaded: 2018-03-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice at JoVE.com

هذا البروتوكول مقتبس من الأعمال السابقة داخل لدينا مختبر (هوانغ et al. 8)-وافقت جميع الأساليب الموصوفة هنا "العناية بالحيوان" واستخدام اللجنة (أكوك) من "كلية بايلور للطب". معتمد من قبل المعهد الطبي ماكنير، منحة نيندس R01NS078294 إلى B.R.A.، إيدرك المعاهد الوطنية للصحة منح U54HD083092، ومنحة نيدك F30DK112571 لأحزاب اللقاء المشترك، ومنحة نيندس F31NS092435 إلى CKM.

<ol>
	<li>Carleton, A., Petreanu, L. T., Lansford, R., Alvarez-Buylla, A., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Becoming+a+new+neuron+in+the+adult+olfactory+bulb.">Becoming a new neuron in the adult olfactory bulb.</a> Nat Neurosci. 6 (5), 507-518 (2003).</li><li>Petreanu, L., Alvarez-Buylla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maturation+and+death+of+adult-born+olfactory+bulb+granule+neurons:+role+of+olfaction.">Maturation and death of adult-born olfactory bulb granule neurons: role of olfaction.</a> J Neurosci. 22 (14), 6106-6113 (2002).</li><li>Yamaguchi, M., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+period+for+sensory+experience-dependent+survival+of+newly+generated+granule+cells+in+the+adult+mouse+olfactory+bulb.">Critical period for sensory experience-dependent survival of newly generated granule cells in the adult mouse olfactory bulb.</a> PNAS. 102 (27), 9697-9702 (2005).</li><li>Rochefort, C., Gheusi, G., Vincent, J. D., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enriched+odor+exposure+increases+the+number+of+newborn+neurons+in+the+adult+olfactory+bulb+and+improves+odor+memory.">Enriched odor exposure increases the number of newborn neurons in the adult olfactory bulb and improves odor memory.</a> J Neurosci. 22 (7), 2679-2689 (2002).</li><li>Arenkiel, B. R., 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=Activity-induced+remodeling+of+olfactory+bulb+microcircuits+revealed+by+monosynaptic+tracing.">Activity-induced remodeling of olfactory bulb microcircuits revealed by monosynaptic tracing.</a> PloS one. 6 (12), 29423 (2011).</li><li>Alonso, M., Viollet, C., Gabellec, M. M., Meas-Yedid, V., Olivo-Marin, J. C., Lledo, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+discrimination+learning+increases+the+survival+of+adult-born+neurons+in+the+olfactory+bulb.">Olfactory discrimination learning increases the survival of adult-born neurons in the olfactory bulb.</a> J Neurosci. 26 (41), 10508-10513 (2006).</li><li>Quast, K. 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=Developmental+broadening+of+inhibitory+sensory+maps.">Developmental broadening of inhibitory sensory maps.</a> Nat Neurosci. 20 (2), 189 (2017).</li><li>Huang, L., 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=Task+learning+promotes+plasticity+of+interneuron+connectivity+maps+in+the+olfactory+bulb.">Task learning promotes plasticity of interneuron connectivity maps in the olfactory bulb.</a> J Neurosci. 36 (34), 8856-8871 (2016).</li><li>Arbuckle, E. P., Smith, G. D., Gomez, M. C., Lugo, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+for+odor+discrimination+and+habituation+in+mice.">Testing for odor discrimination and habituation in mice.</a> J Vis Sci. (99), e52615 (2015).</li><li>Zou, J., Wang, W., Pan, Y. W., Lu, S., Xia, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+measure+olfactory+behavior+in+mice.">Methods to measure olfactory behavior in mice.</a> Curr Protoc Toxicol. , 11-18 (2015).</li><li>Uchida, N., Takahashi, Y. K., Tanifuji, M., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odor+maps+in+the+mammalian+olfactory+bulb:+domain+organization+and+odorant+structural+features.">Odor maps in the mammalian olfactory bulb: domain organization and odorant structural features.</a> Nat Neurosci. 3 (10), 1035 (2000).</li><li>Cang, J., Isaacson, 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=In+vivo+whole-cell+recording+of+odor-evoked+synaptic+transmission+in+the+rat+olfactory+bulb.">In vivo whole-cell recording of odor-evoked synaptic transmission in the rat olfactory bulb.</a> J Neurosci. 23 (10), 4108-4116 (2003).</li><li>Parthasarathy, K., Bhalla, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laterality+and+symmetry+in+rat+olfactory+behavior+and+in+physiology+of+olfactory+input.">Laterality and symmetry in rat olfactory behavior and in physiology of olfactory input.</a> J Neurosci. 33 (13), 5750-5760 (2013).</li><li>Rajan, R., Clement, J. P., Bhalla, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+smell+in+stereo.">Rats smell in stereo.</a> Science. 311 (5761), 666-670 (2006).</li><li>Batista-Brito, R., Close, J., Machold, R., Fishell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+distinct+temporal+origins+of+olfactory+bulb+interneuron+subtypes.">The distinct temporal origins of olfactory bulb interneuron subtypes.</a> J Neurosci. 28 (15), 3966-3975 (2008).</li><li>Sakamoto, 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=Continuous+postnatal+neurogenesis+contributes+to+formation+of+the+olfactory+bulb+neural+circuits+and+flexible+olfactory+associative+learning.">Continuous postnatal neurogenesis contributes to formation of the olfactory bulb neural circuits and flexible olfactory associative learning.</a> J Neurosci. 34 (17), 5788-5799 (2014).</li><li>Resendez, S. L., Jennings, J. H., Ung, R. L., Namboodiri, V. M. K., Zhou, Z. C., Otis, J. M., Stuber, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+cortical,+subcortical,+and+deep+brain+neural+circuit+dynamics+during+naturalistic+mammalian+behavior+with+head-mounted+microscopes+and+chronically+implanted+lenses.">Visualization of cortical, subcortical, and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses.</a> Nat Protoc. 11 (3), 566 (2016).</li><li>Park, S., 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=One-step+optogenetics+with+multifunctional+flexible+polymer+fibers.">One-step optogenetics with multifunctional flexible polymer fibers.</a> Nat Neurosci. 20 (4), 612 (2017).</li></ol>

الكتاب يعلن لا تضارب في المصالح وليس المصالح المتنافسة.

ويوفر النظام حاسة الشم القوارض نموذجا فريداً لدراسة اللدونة تعتمد الحسية. نقدم هنا نموذج تعلم حاسة الشم لتدريب الفئران ليتم اقترانه أزواج الرائحة أما الثواب أو العقاب. من خلال هذه المهمة التعلم، يمكن دراسة التغييرات الدائرة المصب في التجارب اللاحقة (الكهربية، في فيفو تصوير الخلايا العصبية، إلخ.). عند الانتهاء، سوف تتعلم الفئران لأداء مهمة ملقن رائحة بسيطة لإقران مكافأة مياه مع رائحة واحدة، وعقوبة مهلة برائحة أخرى.
أن هذا تحليل السلوكي، نوصي بالاستفادة من المساواة في توزيع العمر والجنس بين التجريبية والتحكم في مجموعات الحيوانات. فإنه لا بد من الإبقاء على الشروط بين الفئران مستمرة قدر الإمكان. على سبيل المثال، ضمان أن تظل ثابتة طوال التدريب معالج الفئران وظروف الإضاءة. في حالة عدم تنفيذ العديد من الفئران المهمة كما هو متوقع، كفالة الوفاء بالشروط التالية: (1) إبقاء الإعداد السلوك هادئة قدر الإمكان. (2) الماء حرمان الفئران بما فيه الكفاية. ونجد أن حتى بعد يوم كامل من الحرمان المياه، العديد من الفئران سوف لا بما فيه الكفاية شرب ما يكفي من ميناء مركز المربع المرحلة 1 للوصول إلى معايير الإنجاز. (3) في بداية كل الماوس الجديد، تحقق من رائحة المياه الصمامات والأنابيب التأكد من الموضع الصحيح. (4) أودورانتس تختلف في تقلباتها وذلك بعض يتبخر أسرع من غيرها. استبدال odorants أكثر تقلباً بضغوط بخار أعلى يوميا بدلاً من أسبوعيا، خاصة إذا كان يتم استخدام تركيزات أقل.
يمكن تعديل هذا البروتوكول وفقا للأغراض التجريبية. إذا كان وقت التعلم في مرحلة 4B مهم، ثم قد يكون من المستصوب لإزالة أي روائح حتى هذه المرحلة. وهذا ما يضمن أن أي تعلم حاسة الشم تبدأ في مرحلة 4B. لتحقيق هذا الهدف، ونحن قد أدوا هذا البروتوكول بإزالة الرائحة من المرحلة 3، وتخطي مرحلة 4A تماما. الفئران سوف يكون أكثر صعوبة في التوصل إلى معايير الإنجاز باستخدام هذا الأسلوب، ولكن هذا أيضا يعطي معلومات قيمة لتتعلم كيف بسرعة الفئران هذه المهمة في المرة الأولى.
واحد الحد من هذا البروتوكول أن الفئران إكمال مراحل مختلفة حتى يمكن إجراء اختبارات حاسة الشم. ولذلك، على الرغم من أن لا ينظر إلى جانب لدينا مختبر، تلاعب قد تعوق الإدراك أن استمرار عدم التوصل إلى مرحلة 4B. لقد حاولنا أن تلغي هذه المشكلة بالتأكد من أن كل مرحلة من المراحل بما فيه الكفاية طويلة بما يكفي للسماح لمعظم أجهزة الماوس للدراسات العليا إلى الخطوة التالية من التدريب. ومع ذلك، إذا كان ماوس لا تصل إلى معايير الإنجاز لمرحلة حتى بعد فترة التدريب الكامل، نحن إزالة أن الماوس من الفوج. وهذا يسمح لنا مواصلة الدراسة دون انتظار أي ماوس الفردية. قيد آخر أن لدينا حتى الآن توسيع نطاق هذا البروتوكول إلى نماذج حيوانية أخرى هامة لميدان أولفاكشن. على سبيل المثال، الفئران، قد ساعدت في الكشف عن وظيفة الخلايا العصبية داخل المكشوف11،12. كما أن الفئران بسبب ذكائهم، تعلم مرات أسرع من الفئران13،14. وعلى الرغم من هذه القيود، اخترنا الفئران لهذا البروتوكول بسبب تلك المقاييس الوراثية لأداء الخلية المحددة نوع التلاعب وتسجيلات15.
استخدام البروتوكولات القائمة معظم الاختلافات في الشمة الرائحة أو الوقت المستغرق التالي للروائح لتقريب التمييز أو التعلم4،،من69،،من1016. ويمكن قياس هذا البروتوكول مباشرة التمييز على أساس المحاكمة قبل المحاكمة. وعلاوة على ذلك، وهذا يمكن قياس عدد المحاكمات كل الماوس بحاجة إلى التعرف على اقتران بالضبط. يزيل هذا النهج مؤتمتة بالكامل أي تحيزات البشرية من تحليل البيانات. الحيوانات الغذاء يحرم أيضا قد استخدمت بنجاح للتعلم حاسة الشم. تم اختيار الفئران المياه المحرومين نظراً لتزايد عدد المحاكمات يمكن أداء ماوس مع المياه عبر الغذاء16.
كمراقبين للنشاط القابلة للغرس، مثل العدسات Graded Index (ابتسامة) ووحدة المتعدد الأقطاب، الاستمرار في تحسين، ونحن قد قريبا قادرة على الجمع بين هذه التكنولوجيات مع هذا البروتوكول17،18. عن طريق تسجيل النموذج مناطق الدماغ ذات الصلة أثناء التعلم حاسة الشم، فمن الممكن للتحقيق كيف العصبية أنشطة التغيير أثناء التعلم النقابي. هذا قد يساعد في الكشف عن مسائل العلوم العصبية الأساسية، مثل كيفية الخلايا العصبية ترميز المعلومات بطريقة مختلفة من خلال التعلم.

الماوس المكشوف، حيث يدخل المعلومات رائحة أولاً الجهاز العصبي المركزي (CNS)، يقدم نموذجا ممتازا لدراسة التغيرات الهيكلية المعتمدة على الخبرة. الدوائر OB يتكامل باستمرار ولد بالغ من الخلايا العصبية بطريقة تعتمد على النشاط. تقسيم السلائف العصبية ولد بالغ قبالة من أجداد هذا الخط في منطقة سوبفينتريكولار المجاورة إلى البطينات الجانبية1. عند ترحيل إلى المكشوف، هذه السلائف العصبية البقاء على قيد الحياة، والتفريق، ودمج الخلايا الحبيبية المثبطة أو الخضوع للمبرمج2. التحديد لمصير الخلية تتأثر بالنشاط حاسة الشم، بما في ذلك التعلم حاسة الشم3،4،،من56. بعد الاندماج، تحدث التغييرات متشابك المستحثة بالتعلم في الخلايا الحبيبية خلال أسبوعين حرجة فترة7،8. وهكذا، معبراً للتعلم حاسة الشم مفيدة لدراسة كيف تعتمد على خبرة اللدونة التأثيرات الهيكلية والوظيفية إعادة تنظيم الدائرة الدماغ ناضجة.
ويوفر هذا البروتوكول نهج واحد لتدريب حاسة الشم باستخدام نموذج تكييف هواء فعال. في هذه المهمة، يتم تدريب الفئران المحرومين من المياه ليتم اقترانه عقاب مهلة محاكمة رائحة واحدة (رائحة "الذهاب") مع مكافأة مياه ورائحة أخرى (رائحة "المحظورة"). الفئران في التقدم من خلال سلسلة متدرجة من مراحل التدريب على مدى 2-4 أسابيع. عند الانتهاء من التدريب، الفئران تستجيب لرائحة الذهاب أو عدم الذهاب مع السلوكيات المنفصلة، والمقابلة (تسعى إلى مكافأة مياه في محاكمات الذهاب ولا تسعى إلى مكافأة المياه في محاكمات المحظورة) (الشكل 1أ). بعد تدريب كاملة، يمكن كذلك الطعن الفئران مع أزواج رائحة مشابهة كيميائيا لاختبار التمييز أو تصبح انتقلت إلى دراسات التعلم كيف حاسة الشم التحقيق يغير هيكل أو وظيفة جراحات على الرغم من أن رائحة تمييز المهام قد وصفت سابقا، آخر تعتمد على قياسات موضوعية مثل عدد من الشمة بين اثنين أودورانتس9،10. وعلاوة على ذلك، الحاجة إلى سجل البشرية من هذه المهام أيضا وقت كثيفة. ويوفر التعلم حاسة الشم الانتقال/عدم الانتقال المهمة المبينة في هذا البروتوكول قياس المباشر غير منحازة، ورائحة التمييز والتعلم حاسة الشم.

<table><tbody><tr><td>Glass vial</td><td>Qorpak</td><td>GLC-01016</td><td></td></tr><tr><td>Silicon Tubing</td><td>Thermo Scientific</td><td>86000030</td><td></td></tr><tr><td>18 gauge needles</td><td>BD</td><td>305196</td><td></td></tr><tr><td>1-Butanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>437603</td><td></td></tr><tr><td>Propionic Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>402907</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Chamber</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W</td><td></td></tr><tr><td>Chamber Floor</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W-GFW</td><td></td></tr><tr><td>Water Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-313W</td><td>Need two</td></tr><tr><td>Odor stimulus</td><td>Med Associates</td><td>ENV-275</td><td>Contain 2 valves to gate odor delivery&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Odor Port</td><td>Med Associates</td><td>ENV-375W-NPP</td><td></td></tr><tr><td>USB Interface</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td></td></tr><tr><td>Desktop Computer with Windows 2000, XP, Vista, or 7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flow meter</td><td>VWR</td><td>97004-952</td><td></td></tr><tr><td>Behavioral software</td><td>Med Associates</td><td>SOF-735</td><td>This software, which runs each training stage, has now been replaced with Med-PC V</td></tr><tr><td>Data Transfer software</td><td>Med Associates</td><td>SOF-731</td><td>This software formats the data to Excel</td></tr><tr><td>Training Software</td><td>Med Associates</td><td>DIG-703A-USB</td><td>This software is used to program each training stage</td></tr><tr><td>Water Valve</td><td>Neptune Research</td><td>225P012-11</td><td>This valve is used to gate the water delivery. Need Two</td></tr><tr><td>Odor Valve</td><td>Neptune Research</td><td>360P012-42</td><td>This valve is used to gate the odor delivery. Need Two</td></tr></tbody></table>

an objective and reproducible test of olfactory learning and discrimination in mice

أولفاكشن هو الطريقة الحسية الغالبة في الفئران، ويؤثر على العديد من المشكلات الهامة، بما في ذلك جمع العلف، كشف المفترس والتزاوج، والأبوة والأمومة. الأهم من ذلك، يمكن أن يكون تدريب الفئران لإقران روائح الرواية بالاستجابات السلوكية محددة لتوفير نظرة ثاقبة وظيفة الدائرة حاسة الشم. هذا البروتوكول تفاصيل الإجراءات المتعلقة بتدريب الفئران على مهمة تعلم استثابي انتقال/عدم الانتقال. في هذا النهج، الفئران مدربون على مئات تجارب الآلي يوميا لمدة 2-4 أسابيع ويمكن اختبار ثم على رواية الانتقال/عدم الانتقال رائحة أزواج لتقييم التمييز حاسة الشم، أو استخدامها لإجراء دراسات عن كيفية التعلم رائحة يغير هيكل أو وظيفة لحاسة الشم الدائرة. بالإضافة إلى ذلك، يضم لمبة شمي الماوس (OB) التكامل الجارية ولد بالغ الخلايا العصبية. من المثير للاهتمام، يزيد حاسة الشم التعلم كل من البقاء على قيد الحياة واتصالات متشابك من هذه الخلايا العصبية ولد الكبار. ولذلك، يمكن الجمع بين هذا البروتوكول مع تقنيات أخرى البيوكيميائية والكهربية، والتصوير لدراسة عوامل التعلم وتعتمد على نشاط التوسط من أجل بقاء الخلايا العصبية واللدونه.

متى تعلمنا الفئران مهمة التعلم حاسة الشم، أنهم الآن إقران أزواج رائحة الرواية بالثواب والعقاب. عادة ما تبدأ هذه الفئران المدربة مع حوالي 50% دقة في مهمة الانتقال/عدم الانتقال. يمكن رسم النسبة المئوية الصحيحة من كتلة المحاكمة كمنحنى التعلم لأزواج رائحة رواية (الشكل 3أ). ضمن 10 كتلة المحاكمات، التي تأخذ معظم الفئران أقل من 30 دقيقة لأداء، الفئران قادرة بشكل صحيح يميز بين الروائح مع أكبر من دقة 85% (الخط الأحمر). وهذا يبين أن لدينا بروتوكول بنجاح تدريب الفئران wildtype لإقران رائحة واحدة مع مكافأة مياه وأخرى مع عقوبة مهلة. لتقييم قدرات التمييز بين الأفواج اثنين، يمكن تحليل هذه البيانات كذلك مقارنة العدد من المحاكمات اللازمة للوصول إلى إتقان 85% (الشكل 3ب) أو بواسطة متوسط النسبة المئوية الصحيحة بعد بلوغ الكفاءة.
بمجرد معرفة الفئران المهمة، يمكن تعديل أزواج رائحة لزيادة أو إنقاص صعوبة المهمة. على سبيل المثال، خفض تركيز رائحة الزوج يزيد من صعوبة المهمة (الشكل 3ج). هذا التحليل يمكن أن تكشف عن عتبة الكشف عن مجموعات مختلفة من الفئران. وعلاوة على ذلك، يمكن تغيير رائحة أزواج لتصبح أكثر هيكلياً مشابهة (أي متبلور مضاد أو الاختلافات الكربون واحد). يمكن أيضا استخدام مخاليط رائحة زيادة صعوبة مهمة (أي، خليط 40/60 مقابل خليط 30/70).
الفئران أيضا قادرة على تذكر أزواج رائحة المستفادة السابقة. بعد انتظار 7 أيام منذ التعلم المهمة، تعلمت استدعاء اختبار تبين أن الفئران wildtype يمكن أن نتذكر بسرعة قبل رائحة الجمعيات (الشكل 3د).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57142/57142fig1.jpg"> الشكل 1 : الانتقال/عدم الانتقال تدريب نموذجي ومعدات التكوين. الفئران (أ) الاستجابة بشكل صحيح أما الحصول على المياه أثناء العرض التقديمي "رائحة الذهاب" أو الامتناع أثناء العرض التقديمي "رائحة المحظورة". (ب) السلوك مربع يتم تكوين مثل منفذ مياه واحد فقط موجوداً خلال المرحلة 1 وجميع المراحل اللاحقة تحتوي على منفذ توصيل رائحة وسط واثنين من منافذ المياه. دائرة زرقاء: مياه الميناء. دائرة خضراء: رائحة الميناء. (ج) رائحة التسليم هو بوابة صمام رائحة واحدة لكل رائحة. كمية الهواء ضغط إيجابي يؤدي إلى موزع. الأسهم الحمراء تشير إلى خط ضغط الهواء الإيجابي الخوض في القنينة رائحة استعداد (دائرة حمراء). سهم أزرق يشير إلى مزيج الهواء/رائحة ترك القنينة رائحة ويمر عبر صمام رائحة (دائرة الضوء الأزرق) ودخول هواء أبيض دمج مربع. يشير السهم البرتقالي إلى الهواء الضغط الإيجابي يذهب إلى صمام منظم مركزي (دائرة البرتقالي) إلى مربع التكامل للسماح لضغط الهواء الإيجابي لدفع الجوية رائحة خليط من integrator المربع إلى منفذ توصيل رائحة (السهم الأسود السفلي). <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57142/57142fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57142/57142fig2.jpg"> الشكل 2 : بيانات التدريب- وزن جسم الفئران (A) لا تسقط نسبة أقل من 80% بينما في تقييد السوائل. خط أحمر = عتبة 80%. N = 8 الفئران. (ب) تظهر نتائج التدريب المرحلة 1 العدد من مركز ميناء الوخزات في 60 دقيقة لتلقي مكافأة المياه. N = 8 الفئران. أشرطة الخطأ هي الخطأ المعياري للوسط. (ج) المرحلة 2 نتائج التدريب وتظهر النسبة المئوية للمكافآت المياه تلقي في غضون 5 s من مركز الآنف كزة. الخط الأحمر عتبة 25%. تعني النسبة المئوية مع تسليط الضوء على اللون الرمادي كالخطأ المعياري للوسط. N = 8 الفئران. (د) المرحلة 3 التراكمي المكافآت تبين عدد من المكافآت التي تلقت الفئران 8 في اليوم الأول واليوم الثاني من التدريب. الخط الأحمر هو 60 مكافأة العتبات. أشرطة الخطأ هي الانحراف المعياري. (ه) مرحلة 4B دقة نتائج عرض نسبة الإجابات الصحيحة لمرحلة 4B. الخط الأحمر هو 85% عتبة. يعني الخط الأسود الخالص وتسليط الضوء على اللون الرمادي هو الخطأ المعياري للوسط. N = 4 الفئران. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57142/57142fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57142/57142fig3.jpg"> الشكل 3: نتائج ممثلة لمهمة الانتقال/عدم الانتقال. المهمة (أ) الانتقال/عدم الانتقال ل odorants رواية 2 (S+ = إيسواميل خلات/S--= خلات الأميل) بعد أن تم تدريب الفئران على الاوجينول (S+) ويوكاليبتول (S-). N = 5 الفئران، مع الخطأ المعياري للوسط باللون الرمادي. الخط الأخضر دقة 50%، وخط أحمر عتبة دقتها 85%. (ب) مثال لمهمة الانتقال/عدم الانتقال لماوس سيكون متعلم سريع مقابل ماوس متعلم بطيء هيكسانول (S+)، وحامض زبدي (S-). (ج) الانتقال/عدم الانتقال المهمة للضغوط الجزئية متفاوتة هيكسانول (S+) وحامض زبدي (S-). (د) قدرة الفئران على التذكير بهذا الزوج رائحة 7 أيام بعد التدريب. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57142/57142fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice at JoVE.com

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

وهنا، نقوم بتدريب الفئران على مهمة تعلم النقابي لاختبار تمييز رائحة. كما يسمح هذا البروتوكول للدراسات المتعلقة بالتغييرات الهيكلية الناجمة عن التعلم في الدماغ.

إجراء اختبار موضوعي واستنساخه من التعلم حاسة الشم والتمييز في الفئران

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

an-objective-reproducible-test-olfactory-learning-discrimination

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.5K Views.  Baylor College of Medicine. وهنا، نقوم بتدريب الفئران على مهمة تعلم النقابي لاختبار تمييز رائحة. كما يسمح هذا البروتوكول للدراسات المتعلقة بالتغييرات الهيكلية الناجمة عن التعلم في الدماغ.

Video: An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

Low-stress Route Learning Using the Lashley III Maze in Mice

Many behavior tests designed to assess learning and memory in rodents, particularly mice, rely on visual cues, food and/or water deprivation, or other aversive stimuli to motivate task acquisition. As animals age, sensory modalities deteriorate. For example, many strains of mice develop hearing deficits or cataracts. Changes in the sensory systems required to guide mice during task acquisition present potential confounds in interpreting learning changes in aging animals. Moreover, the use of aversive stimuli to motivate animals to learn tasks is potentially confounding when comparing mice with differential sensitivities to stress. To minimize these types of confounding effects, we have implemented a modified version of the Lashley III maze. This maze relies on route learning, whereby mice learn to navigate a maze via repeated exposure under low stress conditions, e.g. dark phase, no food/water deprivation, until they navigate a path from the start location to a pseudo-home cage with 0 or 1 error(s) on two consecutive trials. We classify this as a low-stress behavior test because it does not rely on aversive stimuli to encourage exploration of the maze and learning of the task. The apparatus consists of a modular start box, a 4-arm maze body, and a goal box. At the end of the goal box is a pseudo-home cage that contains bedding similar to that found in the animal&#x2019;s home cage and is specific to each animal for the duration of maze testing. It has been demonstrated previously that this pseudo-home cage provides sufficient reward to motivate mice to learn to navigate the maze1. Here, we present the visualization of the Lashley III maze procedure in the context of evaluating age-related differences in learning and memory in mice along with a comparison of learning behavior in two different background strains of mice. We hope that other investigators interested in evaluating the effects of aging or stress vulnerability in mice will consider this maze an attractive alternative to behavioral tests that involve more stressful learning tasks and/or visual cues.

The Lashley III maze is a route-learning task that does not rely on aversive stimuli or visual cues. It is thus a highly attractive option for evaluating learning and memory, especially in aging mice or otherwise where stress is a consideration.

الضغط المنخفض الطريق التعلم عن طريق المتاهة الثالث لاشلي في الفئران

Many behavior tests designed to assess learning and memory in rodents, particularly mice, rely on visual cues, food and/or water deprivation, or other ...

Testing for Odor Discrimination and Habituation in Mice

This video demonstrates a technique to establish the presence of a normally functioning olfactory system in a mouse. The test helps determine whether the mouse can discriminate between non-social odors and social odors, whether the mouse habituates to a repeatedly presented odor, and whether the mouse demonstrates dishabituation when presented with a novel odor. Since many social behavior tests measure the experimental animal&#8217;s response to a familiar or novel mouse, false positives can be avoided by establishing that the animals can detect and discriminate between social odors. There are similar considerations in learning tests such as fear conditioning that use odor to create a novel environment or olfactory cues as an associative stimulus. Deficits in the olfactory system would impair the ability to distinguish between contexts and to form an association with an olfactory cue during fear conditioning. 
In the odor habitation/dishabituation test, the mouse is repeatedly presented with several odors. Each odor is presented three times for two minutes. The investigator records the sniffing time directed towards the odor as the measurement of olfactory responsiveness. A typical mouse shows a decrease in response to the odor over repeated presentations (habituation). The experimenter then presents a novel odor that elicits increased sniffing towards the new odor (dishabituation). After repeated presentation of the novel odor the animal again shows habituation. This protocol involves the presentation of water, two or more non-social odors, and two social odors. In addition to reducing experimental confounds, this test can provide information on the function of the olfactory systems of new knockout, knock-in, and conditional knockout mouse lines.

This manuscript describes a protocol to examine the olfactory system of rodents. The olfactory habituation/dishabituation test will allow investigators to determine whether a mouse habituates to a repeatedly presented odor and whether the mouse demonstrates dishabituation when presented a novel odor.

اختبار لرائحة التمييز والتعويد في الفئران

This video demonstrates a technique to establish the presence of a normally functioning olfactory system in a mouse. The test helps determine whether the ...

Behavior

Simple and Computer-assisted Olfactory Testing for Mice

Olfaction is highly conserved among species and is required for reproduction and survival.
In humans, olfaction is also one of the senses that is affected with aging and is a strong predictor of neurodegenerative diseases. Thus, olfaction testing is used as a non-invasive diagnostic method to detect neurological deficits early on. In order to understand the mechanisms underlying olfactory network susceptibility, olfactory research in rodents has gained momentum in the past decade.
Here, we present a very simple, time efficient and reproducible olfactory testing method of innate odor perception and sensitivity in mice without the need of any prior food or water restriction. The tests are performed in a familiar environment to the mice, require only the scents and a 2 min session of odorant exposure. The analysis is performed, post-hoc, using computer-assisted commands on ImageJ and can be, therefore, carried out from start to end by one researcher.
This protocol does not require any special hardware or setup and is indicated for any laboratory interested in testing olfactory perception and sensitivity.

We present a simple and unbiased olfactory test in mice. With this protocol olfactory discrimination, preference, avoidance and sensitivity to a novel odor as compared to water can be assessed in single behavioral sessions. This method is indicated for a single experimenter and analysis is based on computer-assisted video processing.

بسيطة والشم اختبار لالفئران بمساعدة الحاسوب

Olfaction is highly conserved among species and is required for reproduction and survival.
In humans, olfaction is also one of the senses that is affected ...

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including acquisition of spatial memoryand long-term spatial memory 1. The MWM is a relatively simple procedure typically consisting of six day trials, the main advantage being the differentiation between the spatial (hidden-platform) and non-spatial (visible platform) conditions 2-4. In addition, the MWM testing environment reduces odor trail interference 5. This has led the task to be used extensively in the study of the neurobiology and neuropharmacology of spatial learning and memory. The MWM plays an important role in the validation of rodent models for neurocognitive disorders such as Alzheimer&#x2019;s Disease 6, 7. In this protocol we discussed the typical procedure of MWM for testing learning and memory and data analysis commonly used in Alzheimer&#x2019;s disease transgenic model mice.

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice

The Morris Water Maze is a behavioral task to test hippocampal-dependent learning and memory. It has been widely used in the study of neurobiology, neuropharmacology and neurocognitive disorders in rodent models.

اختبار متاهة موريس المائية للعجز التعلم والذاكرة في الفئران مرض الزهايمر النموذجي

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

Olfactory Behavioral Testing in the Adult Mouse

The rodent olfactory system is of increasing interest to scientists, studied, in part, in systems biology because of its stereotyped, yet accessible circuitry. In addition, this area's unique ability to generate new neurons throughout an organism's lifetime makes it an attractive system for developmental and regenerative biologists alike. Such interest necessitates a means for a quick, yet reliable assessment of olfactory function. Many tests of olfactory ability are complex, variable or not specifically designed for mice. Also, some tests are sensitive to memory deficits as well as defects in olfactory abilities, confounding obtained results.
Here, we describe a simple battery of tests designed to identify defects in olfactory sensitivity and preference. First, an initial general health assessment allows for the identification of animals suitable for further testing. Second, mice are exposed to various dilutions of scents to ascertain whether there is a threshold difference. Third, mice are presented with various scents, both attractive and aversive, that allow for the assessment of olfactory preference. These simple studies should make the initial characterization of olfactory behavior accessible for labs of varied resources and expertise.

Fundamental, yet unique properties of the rodent olfactory system have led to its increasing study among biologists. A relatively simple assessment of its function is then also needed. Here we describe sensitive tests for the characterization of mouse olfactory sensitivity and preference.

السلوكية اختبار الشم في الماوس الكبار

The rodent olfactory system is of increasing interest to scientists, studied, in part, in systems biology because of its stereotyped, yet accessible ...

Biology

A Low-Cost, Odor-Reward Association Task for Tests of Learning and Memory

Robust and simple behavioral paradigms of appetitive, associative memory are crucial for researchers interested in cellular and molecular mechanisms of memory. In this paper, an effective and low-cost mouse behavioral protocol is described for examining the effects of physiological manipulation (such as the infusion of pharmacological agents) on the learning rate and duration of odor-reward memory. Representative results are provided from a study examining the differential role of tyrosine kinase receptor activity in short-term (STM) and long-term memory (LTM). Male mice were conditioned to associate a reward (sugar pellet) with one of the two odors, and their memory for the association was tested 2 or 48 h later. Immediately prior to the training, a tyrosine kinase (Trk) receptor inhibitor or vehicle infusions were delivered into the olfactory bulb (OB). Although there was no effect of the infusion on the learning rate, blockade of the Trk receptors in the OB selectively impaired LTM (48 h), and not short-term memory (STM; 2 h). The LTM impairment was attributed to the diminished odor selectivity as measured by the length of the digging time. The culmination of the results of this experiment showed that Trk receptor activation in the OB is the key in olfactory memory consolidation.

An odor-reward, associative learning task was used to investigate the differential effects of physiological manipulation on long-term and short-term memory.

Robust and simple behavioral paradigms of appetitive, associative memory are crucial for researchers interested in cellular and molecular mechanisms of ...

تقييم ضعف حاسة الشم في الفئران بسبب الملوثات البيئية المستنشقة

Studying the Effects of Inhaled Environmental Pollutants on Olfactory Function in Mice

Olfactory impairment is a significant public health problem and independently predicts the risk of neurodegenerative diseases. Inhaled environmental pollutants exposure may impair olfaction; thereby, there is an urgent need for methods to evaluate the effects of inhaled environmental pollutants exposure on olfaction. Mice are ideal models for olfactory experiments because of their highly developed olfactory system and behavioral characteristics. To assess the effects of inhaled environmental pollutants exposure on olfactory function in mice, a detailed buried food test and social odor discrimination experiment is provided, including the experiment preparation, the selection and construction of experimental facilities, the testing process, and indexes of time. Meanwhile, timekeeping equipment, operational details, and the experimental environment are discussed to ensure the success of the assay. Zinc sulfate is used as the treatment to demonstrate the feasibility of the experimental approach. The protocol provides a simple and clear operational process for assessing the effects of inhaled environmental pollutants on olfactory function in mice.

تسليط الضوء على المؤلف: تقييم الآثار الشمية للملوثات المحمولة جوا - اختبارات الطعام المدفونة والرائحة الاجتماعية

This paper provides a detailed description of the buried food test and social odor discrimination experiment to assess the effects of inhaled environmental pollutants exposure on olfactory function in mice.

دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران

Olfactory impairment is a significant public health problem and independently predicts the risk of neurodegenerative diseases. Inhaled environmental ...

Environment

Assessment of Mouse Judgment Bias through an Olfactory Digging Task

Judgment biases (JB) are differences in the way that individuals in positive and negative affective/emotional states interpret ambiguous information. This phenomenon has long been observed in humans, with individuals in positive states responding to ambiguity 'optimistically' and those in negative states instead showing 'pessimism'. Researchers aiming to assess animal affect have taken advantage of these differential responses, developing tasks to assess judgment bias as an indicator of affective state. These tasks are becoming increasingly popular across diverse species and fields of research. However, for laboratory mice, the most widely used vertebrates in research and a species heavily relied upon to model affective disorders, only one JB task has been successfully validated as sensitive to changes in affective state. Here, we provide a detailed description of this novel murine JB task, and evidence of its sensitivity to mouse affect. Though refinements are still necessary, assessment of mouse JB opens the door for answering both practical questions regarding mouse welfare, and fundamental questions about the impact of affective state in translational research.

This article provides a detailed description of a novel mouse judgment bias protocol. Evidence of this olfactory digging task's sensitivity to affective state is also demonstrated and its utility across diverse research fields is discussed.

تقييم تحيز حكم الفأر من خلال مهمة الحفر الشمي

Judgment biases (JB) are differences in the way that individuals in positive and negative affective/emotional states interpret ambiguous information. This ...

إجراء اختبار موضوعي واستنساخه من التعلم حاسة الشم والتمييز في الفئران

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

الضغط المنخفض الطريق التعلم عن طريق المتاهة الثالث لاشلي في الفئران

اختبار لرائحة التمييز والتعويد في الفئران

بسيطة والشم اختبار لالفئران بمساعدة الحاسوب

اختبار متاهة موريس المائية للعجز التعلم والذاكرة في الفئران مرض الزهايمر النموذجي

السلوكية اختبار الشم في الماوس الكبار

A Low-Cost, Odor-Reward Association Task for Tests of Learning and Memory

دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران

دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران

دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران

تقييم تحيز حكم الفأر من خلال مهمة الحفر الشمي