Name: Un In Vitro Préparation Susciter et enregistrement des programmes dalimentation moteur avec les mouvements physiologiques en Aplysia californica (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 49 s
Description: Découvrez l'enregistrement extracellulaire des programmes moteurs d'alimentation chez Aplysia californica. Cette méthode permet d'étudier l'activité nerveuse et musculaire associée aux mouvements de l'appareil buccal.

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Cette recherche a été financée par le NIH et la NSF subvention NS047073 subvention DMS1010434.

<ol><li>Neustadter, D. M., Herman, R. L., Drushel, R. F., Chestek, D. W., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+kinematics+of+multifunctionality%3A+comparisons+of+biting+and+swallowing+in+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">The kinematics of multifunctionality: comparisons of biting and swallowing in Aplysia californica.</a> J. Exp. Biol. 210, 238-260 (2007).</li>
<li>Morton, D. W., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+buccal+nerve+activity+that+distinguishes+ingestion+from+rejection+can+be+used+to+predict+behavioral+transitions+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">In vivo buccal nerve activity that distinguishes ingestion from rejection can be used to predict behavioral transitions in Aplysia.</a> J. Comp. Physiol. A. 172, 17-32 (1993).</li>
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<li>Church, P. J., Lloyd, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+of+diverse+neuropeptide+cotransmitters+by+identified+motor+neurons+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Expression of diverse neuropeptide cotransmitters by identified motor neurons in Aplysia.</a> J. Neurosci. 11, 618-625 (1991).</li>
<li>Church, P. J., Lloyd, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+of+multiple+identified+motor+neurons+recorded+intracellularly+during+evoked+feedinglike+motor+programs+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Activity of multiple identified motor neurons recorded intracellularly during evoked feedinglike motor programs in Aplysia.</a> J. Neurophys. 72, 1794-1809 (1994).</li>
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<li>Scott, M. L., Govind, C. K., Kirk, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromuscular+organization+of+the+buccal+system+in+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Neuromuscular organization of the buccal system in Aplysia californica.</a> J. Comp. Neurol. 312, 207-222 (1991).</li>
<li>Susswein, A. J., Rosen, S. C., Gapon, S., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+buccal+motor+programs+elicited+by+a+cholinergic+agonist+applied+to+the+cerebral+ganglion+of+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Characterization of buccal motor programs elicited by a cholinergic agonist applied to the cerebral ganglion of Aplysia californica.</a> J. Comp. Physiol. A. 179, 509-524 (1996).</li>
<li>Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feeding+behavior+in+Aplysia%3A+A+simple+system+for+the+study+of+motivation%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Biol%22%5BJournal%5D)">Feeding behavior in Aplysia: A simple system for the study of motivation.</a> Behav. Biol. 10, 1-26 (1974).</li>
<li>Morton, D. W., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+timing+of+activity+in+motor+neurons+that+produce+radula+movements+distinguishes+ingestion+from+rejection+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">The timing of activity in motor neurons that produce radula movements distinguishes ingestion from rejection in Aplysia.</a> J. Comp. Physiol. A. 173, 519-536 (1993).</li>
<li>Weiss, K. R., Chiel, H. J., Koch, U., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+of+an+identified+histaminergic+neuron%2C+and+its+possible+role+in+arousal+of+feeding+behavior+in+semi-intact+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Activity of an identified histaminergic neuron, and its possible role in arousal of feeding behavior in semi-intact Aplysia.</a> J. Neurosci. 6, 2403-2415 (1986).</li>
<li>Jing, J., Weiss, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+variants+of+a+motor+act+in+a+modular+and+hierarchical+motor+network%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Generation of variants of a motor act in a modular and hierarchical motor network.</a> Curr. Biol. 15, 1712-1721 (2005).</li>
<li>Jing, J., Weiss, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+mechanisms+of+motor+program+switching+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neural mechanisms of motor program switching in Aplysia.</a> J. Neurosci. 21, 7349-7362 (2001).</li>
<li>Morgan, P. T., Jing, J., Vilim, F. S., Weiss, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interneuronal+and+peptidergic+control+of+motor+pattern+switching+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Interneuronal and peptidergic control of motor pattern switching in Aplysia.</a> J. Neurophysiol. 87, 49-61 (2002).</li>
<li>Jing, J., Cropper, E. C., Hurwitz, I., Weiss, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+construction+of+movement+with+behavior-specific+and+behavior-independent+modules%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The construction of movement with behavior-specific and behavior-independent modules.</a> J. Neurosci. 24, 6315-6325 (2004).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Des travaux antérieurs ont caractérisé l&#39;aplysie programmes moteurs chez l&#39;animal intact et dans la préparation réduits, tels que les ganglions isolé. Chez l&#39;animal intact, bien que des enregistrements de neurones individuels ont été obtenus 5, de telles expériences sont très difficiles, et les électrodes ne peut pas être déplacé d&#39;un neurone à pendant l&#39;alimentation. Dans les ganglions isolés, les mouvements alimentation induites par l&#39;activité neuronale peut pas être observé...

<table><tbody><tr><td>Chlorure de sodium</td><td>Fisher Scientific</td><td>S671</td><td>Biologique, certifié</td></tr><tr><td>Chlorure de potassium</td><td>Fisher Scientific</td><td>P217</td><td>ACS certifié</td></tr><tr><td>Chlorure de magnésium hexahydraté</td><td>Acros Organics</td><td>19753</td><td>99 %</td></tr><tr><td>Sulfate de magnésium heptahydraté</td><td>Fisher Scientific</td><td>M63</td><td>ACS certifié</td></tr><tr><td>Chlorure de calcium dihydraté</td><td>Fisher Scientific</td><td>C79</td><td>ACS certifié</td></tr><tr><td>Glucose (dextrose)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7528</td><td>BioXtra</td></tr><tr><td>Tampon MOPS</td><td>Acros Organics</td><td>17263</td><td>99 %</td></tr><tr><td>Carbachol</td><td>Acros Organics</td><td>10824</td><td>99 %</td></tr><tr><td>Hydroxyde de sodium</td><td>Fisher Scientific</td><td>SS255</td><td>certifié</td></tr><tr><td>Acide chlorhydrique</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA49</td><td>certifié</td></tr><tr><td>Verre capillaire à simple embout</td><td>A-M Systems</td><td>6150</td><td></td></tr><tr><td>Tireuse de micropipettes Flaming-Brown modèle P-80/PC</td><td>Sutter Instruments</td><td></td><td>Filet utilisé : FT345B</td></tr><tr><td>Fil en acier inoxydable gainé d'émail</td><td>California Fine Wire</td><td></td><td>0,001D, revêtement h</td></tr><tr><td>Colle Silicone II ménagère</td><td>GE</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Colle rapide Duro Quick-Gel</td><td>Henkel corp.</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Amplificateur A-M Systems modèle 1700</td><td>A-M Systems</td><td></td><td>Réglages du filtre : 300-500 Hz pour les nerfs, 10-500 Hz pour le muscle I2</td></tr><tr><td>Stimulateur multi-canaux Pulsemaster</td><td>World Precision Instruments</td><td>A300</td><td></td></tr><tr><td>Isolateur de stimulus</td><td>World Precision Instruments</td><td>A360</td><td></td></tr><tr><td>AxoGraph X</td><td>AxoGraph Scientific</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Compteur totalisateur Veeder-Root</td><td>Danaher</td><td>C342-0562</td><td></td></tr><tr><td>Broches connecteurs dorées</td><td>Bulgin</td><td>SA3148/1</td><td></td></tr><tr><td>Prises connecteurs dorées</td><td>Bulgin</td><td>SA3149/1</td><td></td></tr><tr><td>Élastomère de silicone Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Capsule d'évaporation 100 x 50 mm</td><td>Pyrex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Graisse à haute vacuité</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pointes de pipette</td><td>Fisher Scientific</td><td>21-375D</td><td></td></tr><tr><td>Épingles Minutien</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-10</td><td></td></tr><tr><td>Argile à modeler</td><td>Sargent Art</td><td>22-4400</td><td></td></tr><tr><td>Fils de suture en soie</td><td>Ethicon</td><td>K89OH</td><td></td></tr><tr><td>Pompe à air Whisper</td><td>Tetra</td><td>77849</td><td></td></tr><tr><td>Tuyau d'aquarium</td><td>Eheim</td><td>7783</td><td>12/16 mm</td></tr><tr><td>Pierre à air Elite</td><td>Hagen</td><td>A962</td><td></td></tr><tr><td>Ciseaux à ressort Vannas</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Pincettes fines Dumont n°5</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Algues nori pour sushi Yaki</td><td>Rhee Bros</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Kimberly-Clark</td><td>34155</td><td></td></tr></tbody></table>

un<em&gt; in vitro</em&gt; préparation susciter et enregistrement des programmes d&#39;alimentation moteur avec les mouvements physiologiques en<em&gt; aplysia californica</em

An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica

Multifonctionnalité, la capacité d&#39;une structure périphérique de générer plusieurs comportements distincts, 1, permet aux animaux de s&#39;adapter rapidement leurs comportements à des environnements changeants. Le mollusque marin Aplysia californica fournit un système souple pour l&#39;étude de la multifonctionnalité. Au cours de l&#39;alimentation, l&#39;aplysie génère plusieurs types distincts de comportements en utilisant l&#39;appareil d&#39;alimentation même, la masse buccale. Les ganglions qui contrôlent ces comportements contiennent un certain nombre de grands neurones identifiés qui sont accessibles à l&#39;étude électrophysiologique. L&#39;activité de ces neurones a été décrit dans les programmes moteurs qui peuvent être divisés en deux types, les programmes et ingestifs egestive, basé sur le timing de l&#39;activité neuronale qui ferme la pince par rapport à la nourriture de l&#39;activité neuronale qui prolonge ou se rétracte la pince 2. Toutefois, dans les ganglions isolés, les mouvements musculaires qui produisent ces comportements sont absents, ce qui en faitplus difficile d&#39;être certain que les programmes moteurs observés sont des corrélats des comportements réels. Dans enregistrements in vivo, nerveuses et musculaires ont été obtenus correspondant à des programmes d&#39;alimentation 2,3,4, mais il est très difficile d&#39;enregistrer directement à partir de neurones individuels 5. De plus, in vivo, les programmes ingestifs peut être divisée en morsures et 1,2 hirondelles, une distinction est difficile à faire dans la plupart décrite précédemment préparations in vitro. La préparation de la masse suspendue buccale (figure 1) comble le fossé entre les noyaux isolés et les animaux intacts. Dans cette préparation, les comportements ingestifs - y compris à la fois mordant et avaler - et des comportements egestive (rejet) peut être obtenue, en même temps que des neurones individuels peuvent être enregistrées et à partir de l&#39;utilisation d&#39;électrodes stimulées extracellulaires 6. Les mouvements d&#39;alimentation associés à ces comportements différents peuvent être enreded, quantifiés et directement liés aux programmes moteurs. Les programmes moteurs dans la préparation de la masse suspendue buccale semblent être plus semblables à ceux observés in vivo que sont les programmes moteurs suscité dans les ganglions isolé. Ainsi, les programmes moteurs de cette préparation peut être plus directement lié au comportement in vivo; dans le même temps, les neurones individuels sont plus accessibles à l&#39;enregistrement et la stimulation que chez les animaux intacts. En outre, comme une étape intermédiaire entre les noyaux isolés et les animaux intacts, les conclusions de la masse suspendue buccale peut faciliter l&#39;interprétation des données obtenues dans des contextes à la fois plus réduites et plus intacte. La préparation de la masse suspendue buccale est un outil utile pour caractériser le contrôle neural de la multifonctionnalité de l&#39;aplysie.

Lorsqu'une électrode extracellulaire est positionnée au-dessus du soma d'un neurone et utilisée pour stimuler ce neurone, une correspondance un-à-un entre les potentiels d'action enregistrés sur le canal du soma et sur le(s) nerf(s) vers lesquels le neurone projette peut être observée (Figure 6, panneau gauche, stimulation du neurone identifié B9). Le canal du soma (canal supérieur) est mis en mode stimulation lors de l'application du courant (temps 1 sur la figure), puis est rapidement basculé en mode e...

Nous décrivons une technique d&#39;enregistrement extracellulaire et stimuler les nerfs, les muscles et les neurones individuels identifiés<em&gt; In vitro</em&gt; Tout en recueillant et en observant les différents types de comportements alimentaires dans le dispositif d&#39;alimentation de<em&gt; Aplysie</em&gt;.

Un<em&gt; In Vitro</em&gt; Préparation Susciter et enregistrement des programmes d&#39;alimentation moteur avec les mouvements physiologiques en<em&gt; Aplysia californica</em

La multifonctionnalité, soit la capacité d'une seule structure périphérique à générer plusieurs comportements distincts1, permet aux animaux d'adapter rapidement leurs comportements...

L'objectif général de cette procédure est d'enregistrer l'activité électrique des nerfs, des muscles et des neurones, ainsi que les mouvements correspondants de l'appareil alimentaire pendant les programmes moteurs de l'alimentation. Cela est réalisé en premier lieu en retirant la masse buccale d'un plegia anesthésié et en fixant des électrodes en forme de crochet aux nerfs et muscles clés. La deuxième étape consiste à placer la masse buccale dans une cuve d'enregistrement et à préparer les ganglions pour un enregistrement extracellulaire.Ensuite, les neurones cibles sont localisés à l’aide d’électrodes extracellulaires. La dernière étape consiste à induire et enregistrer des programmes moteurs liés à l’alimentation, tels que la morsure, la déglutition et le rejet. En définitive, la préparation du massif buccal suspendu permet de visualiser l’activité des nerfs, des muscles et des neurones individuels durant différents mouvements de type alimentaire du massif buccal.L'avantage principal de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que les études de ganglions isolés, est que les enregistrements provenant des nerfs, des muscles et des neurones individuels peuvent êt

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