Méthodes d'enregistrement multi-unités pour caractériser l'activité neuronale dans le Criquet ( Schistocerca americana Circuits olfactifs)

Summary

Nous démontrons variations de la technique d'enregistrement multi-unité extracellulaire de caractériser les odeurs réponses évoquées dans les trois premières étapes de la voie olfactive invertébrés. Ces techniques peuvent être facilement adaptés pour examiner l'activité d'ensemble dans d'autres systèmes neuronaux ainsi.

Abstract

Détection et interprétation des signaux olfactifs sont essentiels pour la survie de nombreux organismes. Remarquablement, les espèces à travers phylums ont étonnamment semblables systèmes olfactifs qui suggère que l'approche biologique pour la détection chimique a été optimisé au fil du temps l'évolution ^1. Dans le système olfactif des insectes, agents odorants sont transduites par les neurones récepteurs olfactifs (ORN) à l'antenne, qui convertit les stimuli chimiques dans des trains de potentiels d'action. La stimulation sensorielle des ORNs est ensuite relayée à l'lobe antennaire (AL; une structure analogue au bulbe olfactif des vertébrés). Dans l'AL, représentations neuronales des odeurs prendre la forme de schémas spatio-temporels de tir répartis dans des ensembles de neurones principaux (PNS; aussi appelé neurones de projection) ^2,3. La sortie AL est ensuite traitée par des cellules de Kenyon (KCS) dans le corps de champignon aval (MB), une structure associée à la mémoire et de l'apprentissage olfactif ^4,5. Sone, nous présentons les techniques d'enregistrement électrophysiologiques pour contrôler les odeurs évoquées réponses neuronales dans ces circuits olfactifs.

Tout d'abord, nous présentons une méthode unique d'enregistrement sensille pour étudier les odeurs réponses évoquées au niveau des populations de ORNs ^6,7. Nous discutons de l'utilisation de pipettes en verre remplis de solution saline aiguisés comme des électrodes pour surveiller les réponses extracellulaire RRO. Ensuite, nous présentons une méthode pour surveiller les réponses extracellulaire PN en utilisant un spot publicitaire de 16 canaux électrode ^3. Une approche similaire en utilisant une tétrode sur mesure fil 8-channel torsadée est démontré pour les cellules de Kenyon enregistrements ^8. Nous fournissons des détails de notre dispositif expérimental et présentent des traces d'enregistrement représentatifs de chacune de ces techniques.

Protocol

1. Préparation d'odeur et de livraison

1. Des solutions diluées d'odeurs dans une huile minérale en volume pour obtenir le niveau de concentration désiré. Stocker un mélange 20 ml d'huile minérale et la matière odorante dans une bouteille en verre 60 ml. Insérer deux aiguilles de seringue dans un bouchon en caoutchouc (calibre 19), une au fond et l'autre par le haut, pour fournir une entrée et une ligne de sortie. Placer la bouteille en verre avec bouchon en caoutchouc et ce attachent une coutume conçue filtre à charbon actif à la ligne d'entrée (figure 1A).
2. Le filtre à charbon est faite en utilisant deux 6 serin....

Results

Réponses aux odeurs évoquées d'une ORN unique à deux alcools différents sont présentés dans la figure 3D. Selon le lieu d'enregistrement (type sensilles, le placement de l'électrode) à unités multiples enregistrements peuvent être réalisés.

Une forme d'onde brute extracellulaire partir d'un enregistrement AL est illustré à la figure 6A. Les potentiels d'action ou les pics d'amplitudes variables provenant de différentes unités de raccordement peuvent être obs.......

Discussion

Stimuli sensoriels les plus évoquer des réponses combinatoires qui sont distribués sur des ensembles de neurones. Par conséquent, la surveillance simultanée de plusieurs neurones activité est nécessaire de comprendre comment relance des informations spécifiques sont représentées et traitées par des circuits neuronaux dans le cerveau. Ici, nous avons démontré extracellulaires techniques d'enregistrement à logements multiples pour caractériser les odeurs réponses évoquées au cours des trois premiers centres de traitem.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
			Equipement d'électrophysiologie
AC amplificateur	GRASS	Modèle P55	pour les enregistrements sensille unique
Audio moniteur (modèle 3300)	Systèmes AM	940000
Custom-made 16 canaux pré-amplificateur et amplificateur	Californie Tech. Biologie Electronics Boutique		pour les enregistrements et AL MB
Unité d'acquisition de données	National Instruments	BNC-2090
Éclairage à fibres optiques	WPI	SI-72-8
Source lumineuse 115 V	WPI	NOVA
Micromanipulateur Manuel	WPI	M3301R	pour les enregistrements du cerveau criquets
Stereomicroscope1 sur la perche	Leica	M80	pour les enregistrements du cerveau criquets
Stereomicroscope2	Leica	M205C	pour les enregistrements sensille unique
Vibrations isolement de table	TMC	63-500 série
Micromanipulateur motorisé	Sutter Instruments	MP285 / T
Oscilloscope	Tektronix	TD2014B
			Électrodes / Outils de Construction
16-canal électrode	NeuroNexus	A2x2-tet-3mm-150-121	pour les enregistrements lobe antennaire
Borosilicate tubes capillaires à filament, ID 0,69 mm	Sutter Instruments	BF120-69-10	pour la fabrication d'électrodes de verre
Micropipette extracteur	Sutter Instruments	P-1000
Générateur de fonction	Multimètre Entrepôt	SG1639A	pour surréglementation électrodes
Solution de placage d'or (non cyanure)	SIFCO Industries	NC SPS 5355
Testeur d'impédance	BAK Electronics Inc	IMP-2	pour surréglementation électrodes
Commutateur rotatif	Electroswitch	C7D0123N	de l'or-jélectrodes ating
Pulse isolateur	WPI	A365	pour surréglementation électrodes
Porte-électrode Q série	Warner Instruments	64-1091
Fil d'argent 0,010 "de diamètre	Systèmes AM	782500	électrode de masse
8 broches DIP IC socket	Digikey	ED90032-ND
Borosilicate tubes capillaires à filament, ID 0,58 mm	Warner Instruments	64-0787	torsadée construction tétrode fil
Pistolet à air chaud	Weller	6966C
Rediohm-800 fil	Kanthal Precision Technologies	PF002005
Titre Agitateur de plaque	ThermoScientifique	4625Q	fils de torsion
Ciseaux Carbure, 4,5 "	Recherche biomédicale Instr	25-1000	pour la coupe de fils torsadés tétrode
Pince à épiler à pointe fine	HECO	91-EF5-SA	pour les fils tétrode taquiner dehors
			Livraison odeur
6 ml seringue	Kendall	1180600777	spécialement conçu pour filtre à charbon actif
Bouteilles d'odeur Brown	Pêcheur	08-912-165
Charbon de bois	BuyActivatedCharcoal.com	GAC-48C
Déshydratant	Drierite	23005
Drierite gaz de séchage pot	Fischer Scientific	09-204
Tubes thermorétrécissables	3M	EPS-200	préparation filtre à odeurs
Moyeu en aluminium aiguille hypodermique, de calibre 19	Kendall	8881-200136	pour fournir des lignes d'entrée et de sortie pour les bouteilles d'odeur
Huile minérale	Produits chimiques Mallinckrodt	6357-04	dilution de l'odeur
Nalgene tubes en plastique, 890 FEP	Thermo Scientific	8050-0310	pour la livraison de gaz porteur
Pneumatique picopump	WPI	sys-pv820	pour la livraison d'odeur
Tube ID polyéthylène 0,86 mm	Intramedic	427421	l'odeur bouteille sortie de connections et des tubes profusion solution saline
Échec	Lab pur	97041	pour assurer l'étanchéité des bouteilles d'odeur
La durée de bande	PDC	T-534-RP
Tubes Luer	Cole-Parmer	30600-66
Tube à vide	McMaster-Carr	5488K66
			Préparation / Dissection
100 x 15 mm boîte de Pétri	VWR International	89000-304
18 AWG toronné en cuivre	Lapp Kabel	4510013	isolation des fils est utilisé comme joints en caoutchouc
22 AWG branchement brin	Alphawire	1551	cerveauplate-forme
Batik cire	Jacquard	7946000
Cire dentaire périphérie	Henry Schein	6652151
Electrowaxer	Almore international	66000
Epoxy, 5 min	Permatex	84101
Moyeu en aluminium aiguille hypodermique	Kendall	8881-200136
Protéase de Streptomyces griseus	Sigma-Aldrich	P5147	pour dégainage cerveau criquets
Fil de suture non stérile	Pêcheur	NC9087024	pour attacher l'abdomen après l'élimination intestinale
Vetbond	3M	1469SB	pour assurer l'étanchéité amputation des sites
Dumont # 1 pince (grossier)	WPI	500335
Dumont n ° 5 de titane forceps (fin)	WPI	14096
Dumont # 5SF forceps (super fine)	WPI	500085	dégainage cerveau criquets
10 cm dissection ciseaux	WPI	14393	de suppression de pattes et les ailes
Ciseaux Vannas (fin)	WPI	500086	pour enlever les cuticules, coupe l'intestin antérieur
			Profusion Saline
Kit d'extension avec régulateur de débit	Moore Medical	69136	pour réguler l'écoulement salin
Administration IV réglé avecSite d'injection Y	Moore Medical	73190	pour réguler l'écoulement salin