Name: Un In Vitro per stimolare e registrare i programmi motori Nutrire con i movimenti fisiologici in Aplysia californica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 49 s
Description: Scopri la registrazione extracellulare dei programmi motori di alimentazione in Aplysia californica. Questo metodo consente di registrare l'attività elettrica di nervi, muscoli e neuroni durante i movimenti fisiologici.

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Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni NIH e NSF NS047073 concessione 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>
<li>Hurwitz, I., Neustadter, D., Morton, D. W., Chiel, H. J., Susswein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+patterns+of+the+B31%2FB32+pattern+initiators+innervating+the+I2+muscle+of+the+buccal+mass+during+normal+feeding+movements+in+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Activity patterns of the B31/B32 pattern initiators innervating the I2 muscle of the buccal mass during normal feeding movements in Aplysia californica.</a> J. Neurophys. 75, 1309-1326 (1996).</li>
<li>Cullins, M. J., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrode+fabrication+and+implantation+in+Aplysia+californica+for+multi-channel+neural+and+muscular+recordings+in+intact%2C+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Electrode fabrication and implantation in Aplysia californica for multi-channel neural and muscular recordings in intact, freely behaving animals.</a> J. Vis. Exp. (40), e1791(2010).</li>
<li>Warman, E. N., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+technique+for+chronic+single+extracellular+recording+in+freely+behaving+animals+using+pipette+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">A new technique for chronic single extracellular recording in freely behaving animals using pipette electrodes.</a> J. Neurosci. Methods. 57, 161-169 (1995).</li>
<li>Lu, H., Chestek, C. A., Shaw, K. M., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+extracellular+stimulation+of+individual+neurons+in+ganglia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Selective extracellular stimulation of individual neurons in ganglia.</a> J. Neural Eng. 5, 287-309 (2008).</li>
<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>
<li>Nargeot, R. N., Baxter, D. A., Byrne, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contingent-dependent+enhancement+of+rhythmic+motor+patterns%3A+an+in+vitro+analog+of+operant+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Contingent-dependent enhancement of rhythmic motor patterns: an in vitro analog of operant conditioning.</a> J. Neurosci. 17, 8093-8105 (1997).</li>
<li>Kandel, E. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKandel%2C+ER+%22Behavioral+biology+of+Aplysia%22">Behavioral biology of Aplysia</a>. , Freeman. San Francisco. (1979).</li>
<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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Il lavoro precedente ha caratterizzato Aplysia programmi motori in intatta di un animale e nelle preparazioni ridotto come gangli isolato. Nell&#39;animale intatto, anche se le registrazioni di singoli neuroni sono stati ottenuti 5, tali esperimenti sono molto difficili, e gli elettrodi non può essere spostato da neurone a neurone durante l&#39;alimentazione. In gangli isolato, i movimenti alimentazione indotte da attività neurale non può essere osservato. La preparazione massa sospesa buccale colma ...

<table><tbody><tr><td>Cloruro di sodio</td><td>Fisher Scientific</td><td>S671</td><td>Biologico, Certificato</td></tr><tr><td>Cloruro di potassio</td><td>Fisher Scientific</td><td>P217</td><td>Certificato ACS</td></tr><tr><td>Cloruro di magnesio esaidrato</td><td>Acros Organics</td><td>19753</td><td>99% </td></tr><tr><td>Solfato di magnesio eptaidrato</td><td>Fisher Scientific</td><td>M63</td><td>Certificato ACS </td></tr><tr><td>Cloruro di calcio diidrato</td><td>Fisher Scientifc</td><td>C79</td><td>Certificato ACS </td></tr><tr><td>Glucosio (destrosio)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7528</td><td>BioXtra</td></tr><tr><td>Tampone MOPS</td><td>Acros Organics</td><td>17263</td><td>99%</td></tr><tr><td>Carbacholo</td><td>Acros Organics</td><td>10824</td><td>99%</td></tr><tr><td>Idrrossido di sodio</td><td>Fisher Scientific</td><td>SS255</td><td>Certificato</td></tr><tr><td>Acido cloridrico</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA49</td><td>Certificato</td></tr><tr><td>Vetro capillare monobuco</td><td>A-M Systems</td><td>6150</td><td></td></tr><tr><td>Microelettrodo puller modello Flaming-Brown P-80/PC</td><td>Sutter Instruments</td><td></td><td>Filamento utilizzato: FT345B</td></tr><tr><td>Filo di acciaio inossidabile smaltato</td><td>California Fine Wire</td><td></td><td>0,001D, rivestimento h </td></tr><tr><td>Colla in silicone Household Silicone II</td><td>GE</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Supercolla Duro Quick-Gel</td><td>Henkel corp.</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Amplificatore A-M Systems modello 1700</td><td>A-M Systems</td><td></td><td>Impostazioni del filtro: 300-500 Hz nervi, 10-500 Hz muscolo I2</td></tr><tr><td>Stimolatore multicanale Pulsemaster</td><td>World Precision Instruments</td><td>A300</td><td></td></tr><tr><td>Isolatore di stimolo</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>Contatore totale Veeder-Root</td><td>Danaher</td><td>C342-0562</td><td></td></tr><tr><td>Pins Connettori Dorati</td><td>Bulgin</td><td>SA3148/1</td><td></td></tr><tr><td>Prese Connettori Dorate</td><td>Bulgin</td><td>SA3149/1</td><td></td></tr><tr><td>Elastomero in silicone Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Piatto cristallizzatore 100 x 50 mm</td><td>Pyrex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Grasso per vuoto alto</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Punte per pipetta</td><td>Fisher Scientific</td><td>21-375D</td><td></td></tr><tr><td>Puntine Minutien</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-10</td><td></td></tr><tr><td>Plastilina</td><td>Sargent Art</td><td>22-4400</td><td></td></tr><tr><td>Pinze chirurgiche in seta</td><td>Ethicon</td><td>K89OH</td><td></td></tr><tr><td>Pompa d'aria Whisper</td><td>Tetra</td><td>77849</td><td></td></tr><tr><td>Tubo per acquario</td><td>Eheim</td><td>7783</td><td>12/16 mm</td></tr><tr><td>Pietra aerante Elite</td><td>Hagen</td><td>A962</td><td></td></tr><tr><td>Forbici a molla Vannas</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Pinze fini Dumont n. 5</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Alga nori per 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</empreparazione&gt; per stimolare e registrare i programmi motori nutrire con i movimenti fisiologici in<em&gt; aplysia californica</em

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

Multifunzionalità, la capacità di una struttura periferica per generare più comportamenti distinti, 1, permette animali di adattarsi rapidamente loro comportamenti ai cambiamenti ambientali. Il mollusco marino Aplysia californica fornisce un sistema trattabili per lo studio della multifunzionalità. Durante l&#39;alimentazione, Aplysia genera diversi tipi distinti di comportamenti con la stessa apparecchiatura di alimentazione, la massa buccale. I gangli che controllano questi comportamenti contengono una serie di grandi neuroni identificati che sono accessibili per lo studio elettrofisiologico. L&#39;attività di questi neuroni è stato descritto in programmi motori che possono essere divisi in due tipi, programmi e ingestive egestive, basato sui tempi delle attività neurale che chiude la relativa grasper cibo all&#39;attività neurale che protrae o indietro la pinza 2. Tuttavia, in gangli isolato, i movimenti muscolari che producono tali comportamenti sono assenti, rendendodifficile essere certi se i programmi motori osservati sono correlati di comportamenti reali. In registrazioni vivo, nervose e muscolari sono stati ottenuti corrispondente a programmi di alimentazione 2,3,4, ma è molto difficile registrare direttamente da singoli neuroni 5. Inoltre, in vivo, programmi ingestive può essere ulteriormente suddiviso in morsi e 1,2 rondini, una distinzione che è difficile fare in precedenza descritto più in preparati in vitro. La preparazione massa sospesa buccale (Figura 1) colma il divario tra gangli isolati e animali intatti. In questa preparazione, comportamenti ingestive - compresi sia mordere e deglutizione - e comportamenti egestive (rifiuto) possono essere provocati, al tempo stesso neuroni individuali possono essere registrati da e stimolati con elettrodi extracellulari 6. I movimenti di alimentazione associati a questi comportamenti differenti possono essere regiDED, quantificati e direttamente collegati ai programmi motori. I programmi del motore per la preparazione massa sospesa buccale sembrano essere più simili a quelle osservate in vivo che sono programmi motori suscitato nei gangli isolato. Pertanto, i programmi motori di questa preparazione può essere più direttamente collegate al comportamento in vivo, al tempo stesso, i singoli neuroni sono più accessibili a registrazione e stimolazione che in animali intatti. Inoltre, come fase intermedia tra gangli isolati e animali intatti, risultati della massa sospesa buccale può aiutare nella interpretazione dei dati ottenuti in ambienti sia più ridotte e più intatta. La preparazione massa sospesa buccale è uno strumento utile per caratterizzare il controllo neurale della multifunzionalità in Aplysia.

Quando un elettrodo extracellulare viene posizionato sopra il soma di un neurone e utilizzato per stimolarlo, è possibile osservare una corrispondenza uno-a-uno tra gli impulsi registrati sul canale del soma e quelli sui nervi a cui il neurone proietta (Figura 6, pannello sinistro, stimolazione del neurone identificato B9). Il canale del soma (canale superiore) viene impostato in modalità stimolazione quando viene applicata la corrente (tempo 1 nella figura), quindi viene rapidamente commutato in modalit...

Descriviamo una tecnica per la registrazione extracellulare e stimolare di nervi, muscoli e singoli neuroni identificati<em&gt; In vitro</em&gt; Mentre elicitare ed osservando diversi tipi di alimentazione comportamenti nell&#39;apparato di alimentazione<em&gt; Aplysia</em&gt;.

Un<em&gt; In Vitro</emPreparazione&gt; per stimolare e registrare i programmi motori Nutrire con i movimenti fisiologici in<em&gt; Aplysia californica</em

La multifunzionalità, ovvero la capacità di una singola struttura periferica di generare comportamenti molteplici e distinti1, permette agli animali di adattare rapidamente i propri comportamenti...

L'obiettivo generale di questa procedura è registrare l'attività elettrica proveniente dai nervi, dai muscoli e dai neuroni, nonché i movimenti corrispondenti dell'apparato boccale durante i programmi motori alimentari. Questo viene ottenuto innanzitutto rimuovendo la massa buccale da un animale anestetizzato e posizionando elettrodi ad ago su nervi e muscoli chiave. Il secondo passaggio consiste nel posizionare la massa buccale in una camera di registrazione e preparare i gangli per la registrazione extracellulare.Successivamente, i neuroni bersaglio vengono localizzati utilizzando elettrodi extracellulari. L'ultimo passaggio consiste nell'indurre e registrare programmi motori legati all'alimentazione, come il morso, la deglutizione e il rigetto. Infine, il preparato della massa buccale sospesa viene utilizzato per mostrare l'attività di nervi, muscoli e singoli neuroni durante diversi movimenti simili all'alimentazione della massa buccale.Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come gli studi su gangli isolati, è che le registrazioni provenienti dai nervi, dai muscoli e dai singoli neuroni possono essere direttamente correlate ai movimenti dell'app

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