Articolo metodologico
Abbiamo già sviluppato una tecnica per impiantare i fili tetrode nel complesso centrale del cervello scarafaggi che ci permette di monitorare l'attività in singole unità di scarafaggi frenati. Qui vi presentiamo una versione modificata di quella tecnica che ci permette di registrare anche l'attività cerebrale nel muoversi liberamente insetti.
Crescente interesse per il ruolo di attività cerebrale nel controllo degli insetti motore richiede che saremo in grado di monitorare l'attività neurale, mentre gli insetti eseguono comportamento naturale. Abbiamo già sviluppato una tecnica per impiantare i fili tetrode nel complesso centrale del cervello scarafaggi che ci hanno permesso di registrare l'attività da più neuroni contemporaneamente, mentre uno scarafaggio tethered acceso o la velocità alterata piedi. Mentre un grande passo avanti, preparati frenati fornire l'accesso a comportamenti limitati e spesso non hanno processi di feedback che si verificano nel muoversi liberamente animali. Presentiamo ora una versione modificata di quella tecnica che ci permette di registrare dal complesso centrale di muoversi liberamente scarafaggi mentre camminano in un'arena e affrontare le barriere ruotando, arrampicata o tunneling. Accoppiato con video ad alta velocità e taglio cluster, ora possiamo riguardare l'attività cerebrale di vari parametri del movimento degli insetti banche si comportano.
Questo articolo descrive un sistema di successo per la registrazione dai neuroni all'interno del complesso centrale (CC), della scarafaggio, discoidalis Blaberus, come l'insetto entra in un'arena e si occupa di oggetti che causano a girarsi, tunnel sotto o scavalcare ostacoli. I fili possono essere collegati ad uno stimolatore per evocare attività nel neuropil circostante con cambiamenti comportamentali conseguenti.
Negli ultimi dieci anni grande attenzione è stata rivolta ai ruoli svolti dalle varie regioni del cervello a controllare il comportamento degli insetti. Gran parte di questa att....
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1. Preparazione dei Fili tetrodo
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Abbiamo registrato l'attività neurale di 50 unità dal CC in 27 preparazioni per esperimenti a piedi. Per 15 di questi preparati (23 unità), sono stati eseguiti esperimenti di arrampicata. Le singole unità sono denominati in base ai numeri di preparazione e di unità (ad esempio unità 1-2 indica di preparazione 1, 2 unità).
Istantanee del video di una prova arrampicata sono mostrati in Figura 4. L'intero video è disponibile in supplementare Video 1
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Mentre precedenti studi elettrofisiologici sulla CC o di altre regioni del cervello dell'insetto ci hanno fornito intuizioni nella centrale di controllo del comportamento, la maggior parte di loro sono stati eseguiti sia in preparazioni trattenuti 9,11 o quelli frenati 10,14. Come risultato, dell'animale esperienza sensoriale e lo stato fisiologico potrebbe essere molto diverse da quelle in un ambiente naturale. Inoltre, i compiti comportamentali che l'animale può eseguire soltanto un a.......
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Gli autori dichiarano assenza di conflitti di interesse.
Gli autori ringraziano Nick Kathman per suggerimenti e aiuto a preparare per il manoscritto. Questa tecnica è stata sviluppata in collaborazione con il lavoro sostenuto dal AFOSR in concessione FA9550-10-1-0054 e la National Science Foundation sotto Grant No. IOS-1120305 RER.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Filo di nicromo | Sandvik Tecnologia di riscaldamento | Kanthal RO-800 | Utilizzare per tetrodo |
| Tubo in polietilene biomedico | A-M Systems | 800700 | Utilizzare per tubi tetrodici |
| Lynx-8 | Neuralynx | Utilizzare per la registrazione multiunità | |
| Cheetah 32 | Neuralynx | Utilizzare per la registrazione multiunità | |
| Telecamera ad alta velocità | Basler | A602f | Utilizzare per la registrazione video per esperimenti di camminata |
| Telecamera ad alta velocità | Casio | EX-FC150 | Utilizzare per la registrazione video per esperimenti di arrampicata |
| WINanalyze | Winanalyze | versione 1.4 3D | Utilizzare per il tracciamento video |
| MATLAB | MathWorks | MATLAB R2012b | Utilizzo per la generazione di impulsi TTL e l'analisi dei dati offline |
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