طرق تسجيل متعددة الوحدات لوصف النشاط العصبي في الجراد ( الجراد الصحراوي أمريكانا) الدوائر الشم

الهدف العام من هذا الإجراء هو تسجيل النشاط العصبي متعدد الوحدات الملغى للرائحة من مراكز معالجة الإشارات الثلاثة الأولى لمسار حاسة الشم للحشرات. يتم تحقيق ذلك عن طريق تقييد الجراد أولا في غرفة مصممة خصيصا وتثبيت أحد هوائيات التسجيلات الفيزيولوجية الكهربية. تتمثل الخطوة الثانية في تصنيع قطب كهربائي زجاجي صغير وإدخاله في قاعدة الشمس لمراقبة الاستجابات التي تثيرها الرائحة.

بجانب تسجيل النشاط العصبي من دماغ الجراد. يتم اتباع إجراء تشريح متعدد الخطوات لكشف الأنسجة العصبية ، التي تعالج المدخلات من الخلايا العصبية الحسية الشمية. تتضمن الخطوة الأخيرة الوضع المناسب لمصفوفات الأقطاب الكهربائية المتعددة لتسجيل النشاط العصبي الجماعي من الجراد وفص الهوائي وجسم الفطر.

في النهاية ، يتم استخدام طرق التسجيل خارج الخلية الموضحة هنا لتوصيف الاستجابات التي تثيرها الرائحة في مراكز المعالجة الثلاثة الأولى على طول مسار حاسة الشم للحشرات. على الرغم من استخدام هذه الطريقة لتوصيف الاستجابة العصبية التي تثيرها الرائحة في نظام شمي بسيط نسبيا من اللافقاريات ، إلا أنه يمكن أيضا تكييفها لفحص نشاط المجموعة في الأنظمة العصبية الأخرى أيضا. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية لأن بعض الجوانب الرئيسية لهذا الإجراء ، مثل وضع القطب الكهربائي وبعض خطوات التشريح يصعب تعلمها.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأساليب في الغالب نوعية وقد أتقنتها مختبرات مختلفة بشكل مختلف بمرور الوقت. لبدء هذا الإجراء ، اختر جرادا شابا من كلا الجنسين بأجنحة كاملة النمو ، ولكن قبل مرحلة التزاوج من مستعمرة مزدحمة. بعد ذلك ، كبح جماح الجراد عن طريق بتر ساقيه.

أغلق مواقع البتر بمادة لاصقة للأنسجة. ثم قم بتأمين الجراد في الغرفة المصممة خصيصا بقطعة صغيرة من الشريط الكهربائي ملفوفة حول صدره. تحت مجهر التشريح ، قم بعمل أخدود ضحل في منصة الشمع لوضع الهوائي.

ضع الهوائي في الأخدود وقم بتثبيته باستخدام شمع باتي على طرفي الهوائي. بعد ذلك ، أدخل قطبا كهربائيا أرضيا في الصدر. استخدم شمع الباتيك لإغلاق موقع الشق وتثبيت السلك الأرضي في مكانه.

بعد ذلك ، ضع هوائي الجراد المستقر تحت مجهر استريو على طاولة عزل الاهتزاز. قم بتوصيل خطوط مخرج زجاجات الرائحة بأنبوب توصيل الرائحة. ضع أنبوب توصيل الرائحة على بعد بضعة سنتيمترات من الهوائي يتم إزالة أبخرة الرائحة بواسطة قمع مفرغ ، يوضع على بعد حوالي 10 سنتيمترات خلف هوائي الجراد.

ثم قم بتصنيع أقطاب زجاجية باستخدام شعرية زجاجية سيليكية مع ماصة قطبية صغيرة تملأ القطب الزجاجي بمحلول ملحي للجراد. بعد ذلك ، ضع القطب الزجاجي في حامل ماصة صغير متصل بمناور دقيق آلي. تأكد من أن قاعدة مزامنة التسجيل مرئية بوضوح تحت المجهر.

أدخل القطب برفق في قاعدة المزامنة. بعد ذلك تضخيم الإشارة 10 ، 000 مرة. باستخدام مضخم التيار المتردد.

قم بتصفية الإشارة بين 0.3 إلى 10.0 كيلو هرتز واحصل عليها بمعدل أخذ عينات 15 كيلو هرتز. باستخدام نظام الحصول على البيانات ، عندما يتم وضع القطب الكهربائي بشكل مناسب ، يمكن اكتشاف النشاط العصبي التلقائي. يمكن مراقبة الاستجابات التي تثيرها التحفيز عن طريق توصيل نبضة الرائحة من خلال أنبوب توصيل الرائحة.

وضعه بالقرب من الهوائي وتتبع التغيير في النشاط خارج الخلية ، واتبع إجراءات التقييد كما هو موضح سابقا. ضع الجراد في غرفة مصممة خصيصا. ابدأ عملية التشريح عن طريق بناء كوب شمع حول رأس الجراد.

قم ببناء برجين من الشمع على جانبي رأس الجراد ، يصل ارتفاعهما إلى ارتفاع الهوائيات. بعد ذلك ، أدخل كل هوائي من خلال قطعة صغيرة من أنابيب البولي إيثيلين التي تتناسب بإحكام مع حشية مطاطية. ثم قم بتوصيل الحشيات بأبراج الشمع بحيث يمكن للأنابيب البلاستيكية أن تنزلق بحرية نحو قاعدة الهوائيات أو بعيدا عنها مع منع الهوائيات من الحركة.

ثم تحت المجهر ، ابدأ في بناء كوب شمع حول رأس الجراد للسماح بالتروية المالحة أثناء وبعد إجراء التشريح. يجب أن يبدأ كوب الشمع فوق أجزاء الفم مباشرة ، ويشمل كل من أبراج الشمع ويمتد إلى ما وراء العيون المركبة. بمجرد أن يتم بناء كوب الشمع بالكامل ، قم بتوصيل قاعدة الهوائيات بالطرف السفلي من الأنبوب البلاستيكي باستخدام راتنجات الايبوكسي.

سيضمن ذلك تثبيت الهوائيات في مكانها حتى بعد إزالة البشرة المحيطة. احتفظ بكوب الشمع مملوءا بمحلول ملحي من هذه النقطة فصاعدا. الآن ، قم بإزالة المنطقة المستطيلة المركزية بين الاثنين.

قرون الاستشعار. بعد ذلك ، قم بإزالة البشرة في المناطق المجاورة دون إزعاج العيون المركبة أو بشرة في قاعدة الهوائيات. باستخدام ملقط دقيق ، قم بإزالة الأكياس الهوائية والأجسام الدهنية المحيطة بدماغ برفق.

يجب أن يكون دماغ الجراد مرئيا الآن بوضوح. تقع مناطق الدماغ التي تعالج المعلومات الشمية بين الاثنين. تسحب الهوائيات برفق القناة الهضمية وتقطعها باستخدام مقص ناعم.

ثم قم بإزالة الأجنحة وقم بعمل شق صغير في البطن فوق المستقيم مباشرة. قم بإزالة القناة الهضمية عن طريق سحب الأمعاء الخلفية بالملقط الخشن. تضمن هذه الخطوة أن حركة الأمعاء لا تزعزع استقرار المستحضر.

لمنع تسرب المحلول الملحي. اربط البطن أمام موقع الشق بخيوط خياطة. بعد ذلك ، استخدم منصة صغيرة مصنوعة من حلقة سلكية رفيعة مطلية بطبقة رقيقة من الشمع لرفع الدماغ وتثبيته من أجل الفيزيولوجيا الكهربية.

تسجيل الدماغ محمي بغمد شبه شفاف ، والذي يجب إزالته قبل التسجيلات. لإضعاف الغمد ، قم بتصريف كوب الشمع جزئيا ونشر كمية صغيرة من البروتياز بعناية على سطح الدماغ. بعد ما يقرب من خمس إلى 10 ثوان من تطبيق الإنزيم ، اشطف الدماغ جيدا بالمحلول الملحي.

ثم قم بقرص الغلاف برفق شديد واسحبه لأعلى باستخدام ملقط فائق النعومة لتمزيقه وفضح مواقع التسجيل. في هذا الإجراء ، ضع مستحضر الجراد تحت مجهر استريو على طاولة عزل الاهتزاز. حافظ على معدل نضح ملحي ثابت يبلغ حوالي 40 مل في الساعة.

طوال التجربة ، استخدم سلكا فضيا من الكلوريد مغمورا في كوب الشمع المملوء بالمحلول الملحي كقطب أرضي. قم بإعداد إعداد توصيل الرائحة على غرار تجربة تسجيل المستشعر الفردي. قبل التجربة ، قم بطلاء الأقطاب الكهربائية بالذهب لتحقيق المعاوقات في نطاق 200 إلى 300 كيلو.

استخدم مسبار السيليكون المكون من 16 قناة لتسجيلات الخلايا العصبية الرئيسية. تحت المجهر. ضع القطب الكهربائي بالقرب من سطح فص الهوائي وإدخاله برفق في الأنسجة باستخدام مناور ميكروم يدوي في موقع تسجيل مثالي ، وسيتم التقاط الإشارات خارج الخلية بواسطة قنوات تسجيل متعددة وسيكون لها نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية.

بالنسبة لتسجيلات خلايا Kenyon ، يتم استخدام سلك ملتوي مصنوع خصيصا بالكهرباء في tero باتباع إجراءات الطلاء الكهربائي. ثم يضع مسبار السيليكون tero على سطح جسم الفطر. نظرا لأن سمارة الخلايا الكينية تقتصر على الطبقة السطحية لهذه المنطقة ، يمكن إجراء كل من الخلايا العصبية الرئيسية وتسجيلات الخلايا الكينية في وقت واحد من نفس مستحضر الجراد.

بعد تحديد موقع التسجيل ، انتظر 15 دقيقة على الأقل للسماح بتثبيت الأقطاب الكهربائية. ثم احصل على الإشارة خارج الخلية عند 15 كيلو هرتز. قم بتصفيته بين 0.3 إلى ستة كيلو هرتز وقم بتضخيمه باستخدام مضخم تيار متردد مكون من 16 قناة ، سواء كان تلقائيا أو محفزا.

يمكن ملاحظة النشاط العصبي متعدد الوحدات من الخلايا العصبية الإسقاط في فص الهوائي. آثار الجهد الخام خارج الخلية تظهر استجابات الخلايا العصبية لمستقبلات حاسة الشم لرائحتين مختلفتين. يظهر هنا اثنان من الإيثانول الثماني وواحد H.

هنا تتبع تمثيلي خارج الخلية من تسجيل فص هوائي متعدد الوحدات. يمكن ملاحظة إمكانات الفعل أو المسامير ذات السعات المتفاوتة التي تنشأ من الخلايا العصبية الرئيسية المختلفة في تتبع الجهد هذا. لاحظ أنه تم تطبيق نبضة رائحة مدتها أربع ثوان خلال الفترة الزمنية التي يشير إليها الصندوق الرمادي.

هنا مثال على تسجيل جسم الفطر خارج الخلية. على عكس الخلايا العصبية المستقبلة الشمية والخلايا العصبية الرئيسية ، فإن خلايا كينيون في جسم فطر الحشرات لها نشاط أساسي أقل وتستجيب للروائح بطريقة متناثرة وانتقائية. لعزل استجابات الوحدة الواحدة من هذه التسجيلات متعددة الوحدات ، نقوم بإجراء فرز سبايك باستخدام البرامج المنشورة بطريقة غير متصلة بالإنترنت.

يتم عرض أمثلة على الخلايا العصبية الرئيسية وفرز سبايك الخلية الكينية هنا بعد مشاهدة هذا الفيديو. يجب أن يكون لديه فهم جيد لكيفية إجراء تسجيلات متعددة الوحدات خارج الخلية لتوصيف النشاط العصبي الجماعي في المراكز الشمية الثلاثة الأولى على طول مسار حاسة الشم الإدراج.