Name: ローカスの神経活動を特徴づけるためにマルチユニット記録方法（ Schistocercaアメリカーナ）嗅覚回路 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-01-25T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 13 s
Description: 学ぶマルチユニット記録法でSchistocerca americanaの嗅覚回路における集団神経活動を解析する方法。カスタムチャンバー固定、ガラス微小電極製作、脳解剖、電極アレイ配置の手順を含み、昆虫の嗅覚情報処理メカニズムの理解に貢献します。

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作者はこの仕事に資金を供給するため次のことを感謝したいと思います：スタートアップ寛大な資金をワシントン大学、システム神経科学助成金、米海軍研究助成金（グラント＃：N000141210089）のOfficeのマクダネルセンターの医工学の学科からBRへ

1。臭気の準備と配達<ol><li>所望の濃度レベルを達成するためにボリュームが鉱物油で臭気ソリューションを希釈します。 60mlのガラス瓶に鉱物油と臭剤20mlの混合物を保管してください。入口と出口のラインを提供するために、ゴム栓（計19）、上から下から1と他に2つの注射針を挿入します。このゴム栓とガラス瓶を密封し、入口ライン（ 図1A）にカスタム設計された活性炭フィルターを取り付けてください。 </li><li>カーボンフィルターは2 6ミリリットルのシリンジを使用して行われます。半分に注射器をカットし、プランジャーの端を捨てる。熱収縮チューブを使用して、それらを一緒に接続する前に、綿と活性炭との残りの部分をそれぞれ記入してください。 </li><li>アンテナの向こう側に一定のエアフローを供給プラスチックチューブ（ナルゲンFEPチューブ、ID 5.8ミリメートル）である（ 図1Bに臭気ボトル（ポリエチレンチューブ、0.86ミリメートルのIDを使用して）の出口ラインを接続</stチョロン&gt;）。 </li><li>イナゴアンテナの数cm以内に配置プラスチックチューブを使用してバッタに向かって、直接炭素 - ろ過、除湿空気（流量、0.75 L / minのキャリアガス）。 </li><li>匂い刺激のために、ボトル内の臭気溶液上の静的ヘッドスペースの一定量（0.1リットル/ min）を変位させる。これはピコポンプ（WPIは、PV-820）を使用してボトルに除湿された空気の等しい量を注入することによって達成される。臭気ボトルから蒸気が通気管に出口ライン（ 図1B）を経由します。 </li><li> 〜10センチメートルイナゴのアンテナの後ろに真空漏斗を配置することによって、配信臭気蒸気を除去。 </li></ol> 2。シングル感覚子記録用ローカスアンテナの準備<ol><li>完全に成長した翼でどちらの性別の若い大人のイナゴを選択したが、交配前のステージに混雑したコロニーから。イナゴを抑制するには、まずその足を切断。組織接着剤（Vetbond、3M）と切断部位を密封する。セキュアトン（ 図2A）、その胸部の周りに覆われた電気テープの小片を使用して、カスタム設計されたチャンバーに彼はイナゴ。 </li><li>解剖顕微鏡下では、アンテナの配置のためのワックスのプラットフォーム（ 図2A）に浅い溝を作る。溝にアンテナを配置し、アンテナの両端（ 図2B; electrowaxerがワックスを溶融するために使用されている）でバティックのワックスを使用して、それを安定させる。 </li><li>胸部（約1cm離れて頭から）に接地電極（塩素化銀線）を挿入します。両方のシールに切開部位をバティックワックスを使用して、場所にアース線を保持した（ 図2A）。 </li></ol> 3。嗅覚受容ニューロン（ORNs）から臭気誘発反応を監視する単一の感覚子の記録<ol><li>防振台（TMC）（ 図3A）の実体顕微鏡（ライカM205C）で安定化ローカストアンテナを設置する。記録感覚子のベースがはっきりしていることを確認してくださいLY見える（ 図3B）。 </li><li>ホウケイ酸ガラスキャピラリーチューブ（外径1.2ミリメートル、0.69ミリメートルのID）を用いて、ガラス電極（イナゴ生理食塩水9、先端径1〜3μmででいっぱいMΩインピーダンス3-10）作製するマイクロピペットプラー（サターP-1000）を使用します。 </li><li>電動マイクロマニピュレーター（サッターMP-285）に取り付けられているマイクロピペットホルダーにガラス電極を配置します。優しく感覚子（ 図3B）のベースに電極を挿入します。各感覚子はバッタ10で3から50 ORNsを含めることができることに注意してください。 </li><li> ACアンプ（グラスP-55）を使用した信号（10,000倍）を増幅する。 0.3の間の信号フィルタ- 10.0 kHzを、データ収集システムを使用して、15 kHzサンプリングレート（ 図3D）（は、LabVIEW、PCI-MIO-16E-4 DAQカード、ナショナルインスツルメンツ）で取得する。 </li></ol> 4。触角葉とキノコ体のレコーディングのためにイナゴの解剖手順<ol><li> restrainiに従ってくださいngの手順は、セクション2.1で説明された。 図4AおよびBに示すようにカスタム設計されたチャンバー内でバッタを置きます。 </li><li>中に生理食塩水を灌流すると解剖手順の後に、イナゴ​​の頭の周りにワックスカップを構築することができます。ワックスカップはちょうど口の部分の上に起動して、 図4Cに示すように、2つのアンテナ間の領域を網羅し複眼を超えて拡張する必要があります。 </li><li>アンテナはワックスカップを通過することを許可するには、プラスチック（ポリエチレン）チューブ（長さ5mm、IDの0.86ミリメートル）を使用して、両側に小さなトンネルを作成します。プラスチック製のチューブがワックスカップを通してスライドできることを確認します。後者はしっかりプラスチックチューブを包み込むが、ワックスカップ（ 図4C）に取り付けられているゴム製のガスケットを使用することによって達成される。 </li><li>エポキシ樹脂を用いて、プラスチックチューブの下端にアンテナのベースを取り付けます。このステップでは、アンテナがあっても周囲の後に所定の位置に保持されることを保証キューティクルは削除されます。 </li><li>この時点から食塩水9で埋めワックスカップを保つ。アンテナ2本（前後軸と平行な四角形の長辺）の間の中央の長方形領域を最初に取り外します。その後、アンテナの基部（ 図4D）で複眼とキューティクルを乱すことなく、近隣地域でキューティクルを除去します。 </li><li>細かい鉗子を使用して、静かに空気嚢や脳の周囲の脂肪体を削除します。このステップの終了時に、バッタの脳ははっきりと（ 図4D）見られるべきである。嗅覚情報（淡黄色色素沈着を持つ）を処理する脳の領域は、2つのアンテナの間に位置していることに注意してください。 </li><li>イナゴでは腸は脳と体の下の長さに沿って実行されます。潜在的に準備を不安定にするから、腸の動きを防ぐために、静かに前腸を引き出し、それが正常にハサミを使ってカットします。腹部に小さな切開を加えるだけ直腸上記と粗鉗子で後腸を引っ張って腸を削除します。生理食塩水漏れを防止するために、縫合糸による切開部位のすぐ前方の腹部を結ぶ。 </li><li> 図4Dに示すように、電気生理学の間に脳を高め、11それを安定させるためにワックスの薄い層でコーティングされた細いワイヤーで作られた小型のプラットフォームを使用します。 </li><li>昆虫の脳は前の実験に除去する必要が薄い絶縁シースで覆われている。 desheathに脳は、優しく細かい鉗子9を用いて脳の表面上に酵素を少量（0.3から0.4 mgのプロテアーゼ、シグマアルドリッチ）に広がった。酵素アプリケーションの5〜10秒後、生理食塩水で十分に脳をすすいでください。超微細鉗子を使用すると、非常に優しくつまんでシースをプルアップし、その後、それが記録位置（ALとMB、 図4E、Fに示す）を介して開く引き裂く。 </li></ol> 5。触角葉からマルチユニットレコーディングとキノコ体<ol><li>防振台上に置かブームスタンドから吊るさ実体顕微鏡下でイナゴの準備（ 図5A）を置きます。 </li><li>実験を通じて一定の生理食塩水灌流速度（約0.04リットル/時間）を維持する。接地電極として生理食塩水を充填したワックスカップに浸塩素化銀線を使用しています。 </li><li> PNの録音については、16チャネルシリコンプローブ（NeuroNexusテクノロジーズアイテム＃A2x2-TET-3ミリメートル-150-150-121-A16、 図5B）を使用します 。各実験の前に、200〜300kΩの範囲でインピーダンスを達成するために金で電極を電気めっき。電気については、 図7に示す回路を使用しています。 </li><li>近く触角葉の表面に電極を置き、そっと手動マニピュレーター（WPI、M3301R）（ 図5D）を使用して組織に挿入します。 </li><li> 〜10μmステップで電極を進める。各ステップで2〜3分待ってから、獲得を検討D信号の品質。理想的なレコーディング現場では、細胞外の信号が複数の記録チャネルによってピックアップされ、高い信号対雑音比（SNR&gt; 3-5回ノイズSDS）を持ちます。 </li><li> KCの録画用に、カスタムメイドの撚線テトロード（; 6節に示さステップ·バイ·ステップの製作手順図5C）を使用します 。ステップ5.3で説明したように、これらの電極に電気メッキ。 KC細胞体はMB 8の表層に限定されるメガバイト（ 図5E）の表面に極真空管を配置します。 </li><li>模式的に図5Aに示すように、両方のPNとKCの録音が同時に同じイナゴの準備から行うことができます。 </li><li>電極の安定化を可能にするために録音の場所を見つけた後少なくとも15分間待ちます。 </li><li> 0.3から6 kHzの間のフィルタ15のKHzで、すべての細胞外シグナルを取得し、16チャンネルACアンプ（生物学電子商店;カリフォルニア工科大学、パサデナ、カリフォルニア州）を用いて（1万倍）を増幅（図6A、B）。 </li></ol> 6。 KCの録音のためにツイストワイヤ電極を確認するための手順<ol><li> KCの録音のためのマルチユニットの電極を設計するには、絶縁されたニッケルクロム線（RO800、0.0005 &quot;フィラメント）8を使用しています 。 </li><li> 8電極が望まれているならば、段ボールの4倍の10〜15センチメートル長い部分にワイヤーを巻きつけます。段ボールの端部は、ワイヤを切断からエッジを防ぐためにプラスチックチューブで覆うことができる。ラッピングしながら、少したるみがあることを確認しますが、ワイヤーがピンと張っていないことを確認してください。それが簡単に壊れるように慎重にワイヤを扱う。 </li><li>バンチ段ボールの上部に一緒に配線し、それらを一緒に保持するためにテープの一部（タイムテープは、T-534-RP）を使用しています。もう一方の端のストランドをカット。よくテープの別の部分を使用して、カット終了時にワイヤストランドとグループのワイヤを外します。 </li><li>タイタープレートシェーカー（サーモサイエンティフィック、モデル4625Q）を使用して、（3用〜72回転/分一緒に鎖を巻いて1撚線を形成する分）。録音されたストランドの底はタイタープレートローターにクリッピングすることができ、上部はブームスタンドにクリップすることができます。巻き取り時、ワイヤがピンと張ったことではない、まだ少し余裕が必要です。 </li><li>一緒に個々のストランドを堅持し、単線を形成するためにヒートガン（ウェラー6966C）と一緒に断熱材を溶かす。ワイヤの長さに亘って3月4日遅いパスは（3-4秒毎に）一緒にストランドを加熱して溶融するのに十分でなければならない。その後、下からワイヤーを解放し、それがリラックスすることができます。テープを除去するために両端付近線をトリムします。 </li><li> 5〜6センチメートル長い、ガラスキャピラリーチューブ（外径1.0ミリメートル、0.58ミリメートルのID）を介してワイヤの一方の端を差し込みます。細かいピンセットを使用して1つの端に撚線を離れていじめると、非常に簡単に炎を使用してエンドを放火によってコーティングを除去してください。この手順は慎重に行わなければなりません。長すぎるために炎にワイヤーを公開することはストランドが溶融し、もつれてしまいます。 </li><li>優しく燃え上がる端に8鎖を分離8ピンICソケットに別々にNDはんだが各鎖。コー​​ト代わりにストランドとガラスキャピラリーを保持するためにエポキシとICソケットの上部を。また、場所（ 図5C）にワイヤーを保持するために毛細血管のもう一方の端にエポキシの小滴を配置します。 </li><li>最後に、キャピラリー先端から約0.5cmカーバイドハサミで45度の角度で線の先端をカットします。 </li></ol>

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特別な利害関係は宣言されません。

ほとんどの感覚刺激は、ニューロンのアンサンブルに分散されたコンビナトリアル反応を引き起こす。したがって、マルチニューロン活動の同時モニタリングが刺激固有の情報が脳内の神経回路で表されており、どのように処理されるかを理解する必要があります。ここでは、昆虫の嗅覚経路に沿って第3処理センターにおける臭気誘発反応を特徴づけるために、細胞外マルチユニット記録技術を実証した。我々はここで紹介する手法は、嗅覚のコーディング上の前の多くの研究で用いられており、この分野3,6,13-17で標準的な慣行になってきていることに注意してください。技術を組み合わせることで、一つは無脊椎動物の嗅覚系の設計およびコンピューティングの原則を調査し、システムのアプローチを開発することができますここで紹介する。ここでは、これらのapproaを開拓ジルローラン、マークStopferとその同僚2,3,8,9,13,16,18-21、製精貢献を認識しなければならないCHESは、嗅覚コーディングのいくつかの基本原則を明らかにし、明らかにする。 最後に、光学技術はまた、正常昆虫嗅覚回...

<table border="1"><tbody><tr><td> 名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> 注釈 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 電気機器 </td></tr><tr><td> ACアンプ</td><td> GRASS </td><td>モデルP55 </td><td>単一の感覚子のレコーディングのために</td></tr><tr><td>オーディオモニター（モデル3300） </td><td> AMシステム</td><td> 94万</td><td></td></tr><tr><td>カスタムメイド16チャンネルプリアンプとアンプ</td><td>カル。テック。バイオエレクトロニクスショップ</td><td></td><td> ALとメガバイトレコーディングに</td></tr><tr><td>データ収集部</td><td>ナショナルインスツルメンツ</td><td> BNC-2090 </td><td></td></tr><tr><td>光ファイバーの光</td><td> WPI </td><td> SI-72から8 </td><td> &lt;/ TD&gt; </tr><tr><td>光源115 V </td><td> WPI </td><td> NOVA </td><td></td></tr><tr><td>手動マニピュレーター</td><td> WPI </td><td> M3301R </td><td>イナゴ脳録音用</td></tr><tr><td>ブームスタンドにStereomicroscope1 </td><td>ライカ</td><td> M80 </td><td>イナゴ脳録音用</td></tr><tr><td> Stereomicroscope2 </td><td>ライカ</td><td> M205C </td><td>単一の感覚子のレコーディングのために</td></tr><tr><td>振動アイソレーションテーブル</td><td> TMC </td><td> 63から500シリーズ</td><td></td></tr><tr><td>電動マイクロマニピュレーター</td><td>サターインスツルメンツ</td><td> MP285 / T </td><td></td></tr><tr><td>オシロスコープ</td><td>テクトロニクス</td><td> TD2014B </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 電極/建設ツール &lt;/ TD&gt; </tr><tr><td> 16チャネル電極</td><td> NeuroNexus </td><td> A2x2-TET-3mmの150から121 </td><td>触角葉のレコーディングのために</td></tr><tr><td>フィラメントは、ID 0.69ミリメートルとホウケイ酸毛細管</td><td>サターインスツルメンツ</td><td> BF120-69から10 </td><td>ガラス電極を作るための</td></tr><tr><td>マイクロピペットプラー</td><td>サターインスツルメンツ</td><td> P-1000 </td><td></td></tr><tr><td>関数発生器</td><td>マルチメータの倉庫</td><td> SG1639A </td><td>金メッキ電極用</td></tr><tr><td>金めっき液（シアン化物非） </td><td> SIFCOインダストリーズ</td><td>ノースカロライナ州のSPS 5355 </td><td></td></tr><tr><td>インピーダンステスター</td><td> BAKエレクトロニクス株式会社</td><td> IMP-2 </td><td>金メッキ電極用</td></tr><tr><td>ロータリースイッチ</td><td>品番</td><td> C7D0123N </td><td>金-plに関するating電極</td></tr><tr><td>パルスアイソレータ</td><td> WPI </td><td> A365 </td><td>金メッキ電極用</td></tr><tr><td> Qシリーズ電極ホルダー</td><td>ワーナー·インスツルメンツ</td><td> 64から1091 </td><td></td></tr><tr><td>銀線0.010 &quot;直径</td><td> AMシステム</td><td> 782500 </td><td>接地電極</td></tr><tr><td> 8ピンDIP ICソケット</td><td> Digikeyを</td><td> ED90032-ND </td><td></td></tr><tr><td>フィラメントは、ID 0.58ミリメートルとホウケイ酸毛細管</td><td>ワーナー·インスツルメンツ</td><td> 64から0787 </td><td>撚線テトロード建設</td></tr><tr><td>ヒートガン</td><td>ウェラー</td><td> 6966C </td><td></td></tr><tr><td> Rediohm-800ワイヤー</td><td>カンタルプレシジョンテクノロジー</td><td> PF002005 </td><td></td></tr><tr><td>タイタープレートシェーカー</td><td>サーモ科学的</td><td> 4625Q </td><td>ねじれワイヤー</td></tr><tr><td>炭化物はさみ、4.5 &quot; </td><td>バイオメディカル研究InStr関数</td><td> 25から1000 </td><td>ツイストテトロードワイヤを切断するための</td></tr><tr><td>ファインポイントピンセット</td><td> HECO </td><td> 91-EF5-SA </td><td>別にいじめテトロードワイヤ用</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 臭気デリバリー </td></tr><tr><td> 6ミリリットルのシリンジ</td><td>ケンドール</td><td> 1180600777 </td><td>カスタム設計された活性炭フィルター用</td></tr><tr><td>ブラウン臭気ボトル</td><td>フィッシャー</td><td> 08-912-165 </td><td></td></tr><tr><td>木炭</td><td> <a href="http://BuyActivatedCharcoal.com" target="_blank">BuyActivatedCharcoal.com</a> </td><td> GAC-48C </td><td></td></tr><tr><td>乾燥剤</td><td> DRIERITE </td><td> 23005 </td><td></td></tr><tr><td> DRIERITEガス乾燥ジャー</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> 09から204 </td><td></td></tr><tr><td>熱収縮チューブ</td><td>スリーエム</td><td> EPS-200 </td><td>臭気フィルタ準備</td></tr><tr><td>皮下注射針アルミハブ、計19 </td><td>ケンドール</td><td> 8881-200136 </td><td>臭気ボトルの入口と出口のラインを提供するための</td></tr><tr><td>鉱油</td><td>マリンクロットケミカルズ</td><td> 6357から04 </td><td>臭気の希釈用</td></tr><tr><td>ナルゲンプラスチックチューブ、890 FEP </td><td>サーモサイエンティフィック</td><td> 8050-0310 </td><td>キャリアガス供給の</td></tr><tr><td>空気圧picopump </td><td> WPI </td><td> SYS-pv820 </td><td>臭気配信のため</td></tr><tr><td>ポリエチレンチューブIDの0.86ミリメートル</td><td> Intramedic </td><td> 427421 </td><td>臭気瓶コンセントconnecti用アドオンや生理食塩水灌流チューブ</td></tr><tr><td>ストッパー</td><td>ラボピュア</td><td> 97041 </td><td>臭気瓶を密封するための</td></tr><tr><td>時間テープ</td><td> PDC </td><td> T-534-RP </td><td></td></tr><tr><td>チューブルアー</td><td>コー​​ル - パーマー</td><td> 30600から66 </td><td></td></tr><tr><td>真空管</td><td>マクマスター - カー</td><td> 5488K66 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 準備/解剖 </td></tr><tr><td> 100×15ミリメートルペトリ皿</td><td> VWRインターナショナル</td><td> 89000-304 </td><td></td></tr><tr><td> 18 AWGの銅より線</td><td> LAPP KABEL </td><td> 4510013 </td><td>電線絶縁はゴムのガスケットとして使用されている</td></tr><tr><td> 22 AWGの回路用電線</td><td> AlphaWire </td><td> 1551 </td><td>脳プラットフォーム</td></tr><tr><td>バティックワックス</td><td>ジャカール</td><td> 7946000 </td><td></td></tr><tr><td>歯の周囲のワックス</td><td>ヘンリー·シャインデンタル</td><td> 6652151 </td><td></td></tr><tr><td> Electrowaxer </td><td> Almore国際</td><td> 66000 </td><td></td></tr><tr><td>エポキシ、5分</td><td> Permatex </td><td> 84101 </td><td></td></tr><tr><td>皮下注射針アルミハブ</td><td>ケンドール</td><td> 8881-200136 </td><td></td></tr><tr><td> ストレプトgriseus由来のプロテアーゼ</td><td>シグマアルドリッチ</td><td> P5147 </td><td>イナゴの脳をdesheathing用</td></tr><tr><td>縫合糸非滅菌</td><td>フィッシャー</td><td> NC9087024 </td><td>腸内細菌を除去した後に腹部を結ぶための</td></tr><tr><td> Vetbond </td><td>スリーエム</td><td> 1469SB </td><td>午前密封するためのputationサイト</td></tr><tr><td>デュモン第1鉗子（粗） </td><td> WPI </td><td> 500335 </td><td></td></tr><tr><td>デュモン第5チタンピンセット（細かい） </td><td> WPI </td><td> 14096 </td><td></td></tr><tr><td>デュモン＃5SF鉗子（超微細） </td><td> WPI </td><td> 500085 </td><td> desheathingイナゴ脳</td></tr><tr><td> 10センチメートルはハサミを解剖</td><td> WPI </td><td> 14393 </td><td>足と羽を除去するための</td></tr><tr><td> Vannasはさみ（ファイン） </td><td> WPI </td><td> 500086 </td><td>キューティクルを除去するために、前腸を切断</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 生理食塩水豊富さ </td></tr><tr><td>レートフローレギュレータを使用して設定延長</td><td>ムーアメディカル</td><td> 69136 </td><td>生理食塩水の流れを調整するための</td></tr><tr><td>静脈内投与は、使用して設定Yの注射部位</td><td>ムーアメディカル</td><td> 73190 </td><td>生理食塩水の流れを調整するための</td></tr></tbody></table>

ローカスの神経活動を特徴づけるためにマルチユニット記録方法（<em&gt; schistocercaアメリカーナ</em&gt;）嗅覚回路

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

嗅覚の検出と解釈は、多くの生物の生存のために重要である。驚くべきことに、門の両端の種は驚くほど似て嗅覚システムは、化学センシングへの生物学的ア ​​プローチは進化の時間1の上に最適化されていることを示唆している。昆虫の嗅覚系では、匂い物質は活動電位の列車に化学的刺激に変換するアンテナの嗅覚受容ニューロン（ORN）によって導入されています。 ORNsからの感覚入力は、その後、触角葉（;脊椎動物の嗅球に類似した構造AL）に中継されます。 2,3、ALで、悪臭のための神経表現は、校長のニューロン集団（また、投射ニューロンと呼ばPNS）に分散時空間発火パターンの形をとる。 ALの出力は、その後、下流のキノコ体（メガバイト）、嗅覚記憶および4,5学習に関連付けられている構造でケニヨン細胞（KCS）によって処理されます。彼女のeは、我々はこれらの嗅覚回路で臭気誘発神経反応を監視するために電気生理学的記録手法を提案する。 まず、ORNs 6,7の集団のレベルで臭気誘発反応を研究するために、単一の感覚子の記録方法を提示します。我々は細胞外ORNの応答を監視するための電極として生理食塩水埋め研ぎガラスピペットの使用について説明します。次に、我々は細胞外に商業16チャネル電極3を使用したPN応答を監視する方法を提案する。カスタムメイドの8チャンネル撚線四極管を使用して同様のアプローチがケニヨン細胞録音8で実証されています。我々は、これらの技術のそれぞれのための私達の実験のセットアップの詳細と現在の代表的な記録トレースを提供します。

二つの異なるアルコールへの単一のORNの臭気誘発反応は 、 図3（d）に示すようにしています。記録位置に応じて（感覚子の種類、電極の配置）​​マルチユニットレコーディングを実現することができる。 ALの録音から生細胞外波形を図6（a）に示されています。活動電位または別のPNに由来する様々な振幅のスパイクは、この電圧トレースで観察できます。バッタ触角葉は興奮投射ニューロンと抑制性ニューロンローカルを持っていますが、唯一のPNSは細胞外に3を検出することができるナトリウムスパイクを生成します。この観察結果は、ここに提示され、マルチユニット記録法が選択的にイナゴの嗅覚コーディングを研究するための魅力的な無脊椎動物のモデルを作り、触角葉回路の出力を監視するために使用することができることを示唆している。 キノコ体の記録の例は、以下の例で示され<stroNG&gt;図6B。 ORNsとPNと違って、KCSは、低いベ...

我々は、無脊椎動物の嗅覚経路の最初の3つの段階で臭気誘発反応を特徴づける細胞外マルチユニット記録技術のバリエーションを示しています。これらの技術は簡単にだけでなく、他の神経系において、アンサンブル活動を調べるために適合させることができます。

ローカスの神経活動を特徴づけるためにマルチユニット記録方法（<em&gt; Schistocercaアメリカーナ</em&gt;）嗅覚回路

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

この手順の全体的な目標は、昆虫の嗅覚経路の最初の3つの信号処理センターからの匂いが取り消されたマルチユニット神経活動を記録することです。これは、最初にカスタム設計の部屋でイナゴを拘束し、電気生理学的記録のためにそのアンテナの1つを安定させることによって達成されます。2番目のステップは、ガラスマイクロ電極を作製し、それを太陽の根元に挿入して、臭気誘発反応を監視することです。次に、イナゴの脳からの神経活動を記録します。多段階の解剖手順に従って神経組織を露出させ、嗅覚ニューロンからの入力を処理します。最後のステップでは、バッタとアンテナローブ、およびキノコ体からのアンサンブル神経活動を記録するために、マルチ電極アレイを適切に配置します。最終的に、ここで実証された細胞外記録法は、昆虫の嗅覚経路に沿った最初の3つの処理センターで匂い誘発応答を特徴付けるために使用されます。この方法は、比較的単純な無脊椎動物の嗅覚系における匂い誘発性神経応答の特徴を明らかにするために使用されてきましたが、他の神経系のアンサンブル活動を調べるためにも適応させることができます。この手順のいくつかの重要な側面、例えば電極の配置や一部の解剖手順などは習得が非常に難しいため、この方法の視覚的なデモンストレーションは非常に重要です。さらに、これらの方法はほとんどが定性的であり、さまざまなラボが時間の経過とともに異なる方法で完成させてきました。この手順を開始するには、完全に成長した翼を持つ、ただし交配段階に先立つ、密集したコロニーからいずれかの性別の若い成虫のバッタを選択します。次に、イナゴの足を切断して拘束します。切断部位を組織接着剤でシールします。次に、ローカストをカスタムデザインのチャンバーに固定し、胸部に小さな電気テープを掛けます。解剖顕微鏡で、アンテナを配置するためのワックスプラットフォームに浅い溝を作ります。アンテナを溝に置き、アンテナの両端にバティワックスを使用して固定します。その後、接地電極を胸部に挿入します。バティックワックスを使用して、切開部位をシールし、アース線を所定の位置に保持します。次に、安定化したローカストアンテナを実体顕微鏡の下に設置し、防振テーブルに置きます。臭気ボトルの出口ラインを臭気供給チューブに接続します。送液されたアンテナから数センチ以内に臭気送達チューブを配置すると、バウンドベイパーはローカストアンテナの約10センチ後ろに配置された真空漏斗によって除去されます。次に、マイクロピペット極性を備えたバースケイ酸ガラスキャピラリーを使用してガラス電極を作製し、ガラス電極にイナゴ生理食塩水を充填します。次に、ガラス電極を電動マイクロマニピュレーターに取り付けられたマイクロピペットホルダーに入れます。記録シンの基部が顕微鏡ではっきりと見えることを確認してください。電極をsynの基部にそっと挿入します。その後、信号を 10, 000 回増幅します。ACアンプを使用します。信号を 0.3 から 10.0 kHz の間でフィルタリングし、15 kHz のサンプリング レートで集録します。データ収集システムを使用すると、電極が適切に配置されている場合、自発的な神経活動を検出できます。刺激誘発反応は、臭気送達チューブを通じて臭気パルスを送達することによって監視することができる。アンテナの近くに位置して細胞外活動の変化を追跡し、前述の拘束手順に従いました。イナゴをカスタムデザインのチャンバーに配置します。イナゴの頭の周りにワックスカップを作ることから解剖プロセスを開始します。イナゴの頭の両側に2つのワックスタワーを建設し、アンテナの高さまで到達します。次に、ゴム製ガスケットにしっかりとはまる小さなポリエチレンチューブに各アンテナを挿入します。次に、ガスケットをワックスタワーに取り付けて、プラスチックチューブがアンテナの基部に向かって自由にスライドできるようにし、アンテナが移動するのを防ぎます。次に、顕微鏡下で、イナゴの頭の周りにワックスカップを作り始めて、解剖手順中および解剖後に生理食塩水の灌流を可能にします。ワックスカップは口の部分のすぐ上から始まり、両方のワックスタワーを囲み、複眼を超えて伸びている必要があります。ワックスカップが完全に構築されたら、エポキシ樹脂を使用してアンテナの基部をプラスチックチューブの下端に取り付けます。これにより、周囲のキューティクルが取り除かれた後でもアンテナが所定の位置に保持されます。この時点から、ワックスカップを生理食塩水で満たしたままにします。次に、2 つの間の中央の四角形領域を削除します。アンテナ。その後、アンテナの基部にある複眼やキューティクルを乱さずに、隣接する領域のキューティクルを取り除きます。細い鉗子を使って、脳を囲むエア袋と脂肪体をやさしく取り除きます。これで、イナゴの脳がはっきりと見えるはずです。嗅覚情報を処理する脳領域は、この2つの間に位置しています。触角で腸をそっと引っ張り、細いハサミで切ります。次に、翼を取り外し、直腸のすぐ上の腹部に小さな切開を行います。粗い鉗子で後腸を引っ張って腸を取り出します。このステップにより、腸の動きが製剤を不安定にしないことを確認します。生理食塩水の漏れを防ぐため。腹部を切開部位のすぐ前方に縫合糸で結びます。次に、ワックスの細かい層でコーティングされた細いワイヤーループで作られた小さなプラットフォームを使用して、脳を持ち上げ、電気生理学的に安定させます。脳の記録は半透明のシースで保護されており、録音する前にシースを取り外す必要があります。鞘を弱めるには、ワックスカップを部分的に排出し、少量のプロテアーゼを脳の表面に注意深く広げます。酵素を約5〜10秒間適用した後、生理食塩水で脳を十分にすすいでください。次に、超微細な鉗子でシースを非常に優しくつまんで引き上げ、シースを引き裂いて開いて記録部位を露出させます。この手順では、イナゴの準備物を防振テーブル上の実体顕微鏡の下に置きます。生理食塩水の灌流速度を毎時約40ミリリットルに一定に保ちます。実験全体を通して、生理食塩水で満たされたワックスカップに浸した塩化物銀線を接地電極として使用します。シングルセンサー記録実験と同様の臭気配信セットアップを準備します。実験に先立ち、電極に金を電気メッキして、インピーダンスを200〜300キロの範囲にします。主要なニューロンの記録には、16チャンネルのシリコンプローブを使用します。顕微鏡下で。電極をアンテナローブの表面に近づけ、手動のマイクロマニピュレータを使用して組織に静かに挿入すると、理想的な記録部位で細胞外信号が複数の記録チャネルによって拾われ、高い信号対雑音比が得られます。ケニオンセルの記録では、カスタムメイドのツイストワイヤーテロが電気めっきの手順に従ってテロに電気めっきされます。次に、シリコンプローブはテロをキノコ本体の表面に置きます。ケニアの細胞のサマラはこの領域の表層に限定されているため、主要なニューロンとケニアの細胞の両方を同じイナゴ調製物から同時に記録することができます。記録場所を特定したら、電極が安定するまで少なくとも15分待ちます。次に、15キロヘルツで細胞外信号を取得します。0.3〜6キロヘルツの間でフィルタリングし、16チャンネルのACアンプを使用して増幅します。アンテナローブ内の投射ニューロンからのマルチユニット神経活動を観察することができます。2つの異なる匂いに対する嗅覚受容体ニューロンの応答を示す生の細胞外電圧トレース。ここには、2つのオクタルと1つのHエタノールが示されています。ここには、マルチユニットアンテナローブ記録からの代表的な細胞外トレースが示されています。この電圧トレースでは、異なる原理ニューロンに由来するさまざまな振幅の活動電位またはスパイクを観察できます。灰色のボックスで示されている期間中に4秒間の臭気パルスが適用されたことに注意してください。キノコ体の細胞外記録の例を以下に示します。嗅覚受容体ニューロンや主要ニューロンとは異なり、昆虫キノコ体内のケニヨン細胞はベースライン活性が低く、匂いにまばらかつ選択的に反応します。これらのマルチユニット記録から単一ユニットの応答を分離するために、公開されたソフトウェアを使用してオフラインでスパイクソーティング手順を実行します。主要なニューロンとケニアの細胞スパイクソーティングの例は、このビデオを見た後、ここに示されています。挿入嗅覚経路に沿った最初の3つの嗅覚センターのアンサンブル神経活動を特徴付けるために、細胞外マルチユニット録音を実行する方法について十分に理解している必要があります。

multi-unit-recording-methods-to-characterize-neural-activity-locust

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

多電極アレイ（MEA）の録音は、神経細胞の大規模な集団の電気的活動を研究するための方法を提供する。同時に組織を刺激しながらここで、我々はマウス鋤鼻上皮からのレコードにMEAの準備の詳細を示す。...

鋤鼻上皮の多電極アレイ録音

昆虫の嗅覚システムは、アンテナ上にあるすべての嗅覚受容体の神経細胞（ORNs）から、個々に収容されたものからの応答を加算しているelectroantennograms（EAG）と、単一感覚子記録（SSR）の形で記録嗅覚誘発応答のためのユニークな機会を提供するそれぞれ感覚器、。...

蛾嗅覚系の電気生理学的測定

嗅覚は、昆虫の多くの異なった行動を媒介し、よく揮発性化合物の数十〜数百から構成される複雑な混合物である。昆虫の触角葉でマルチチャンネル録音でガスクロマトグラフィーを用いて、我々は、生物活性化合物の同定のための方法を説明します。...

昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（GCMR）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定

この記事では、ゴキブリ腹神経索の解剖とcercal神経と結合子から細胞外記録を記述する。誘発反応はcercal神経またはcercusの複数形の直接的な機械的刺激の電気刺激によって生成されます。...

無傷のゴキブリ神経系の神経回路の録音

シングルユニット電気生理学的記録で使用するためにマイクロワイヤの組織化された配列を移植することは技術的な課題の数を示します。必要に応じてこの技術及び設備を実施するための方法が記載されている。また、高い空間選択性の異なる神経サブリージョンから録音するために組織さMICROWIREアレイの有益な使用が議論されている。...

動物を振る舞う、覚醒中のシングルユニット記録のためにマイクロワイヤの組織化された配列を移植するための手順

2異なる脳neuropilesまたは2つの異なる解剖学的管から同時に細胞外の長期的な記録は、ミツバチに設立された。これらの録音は、単一のニューロンでだけでなく、行動する動物でのアンサンブルのレベルで異なる脳領域間での神経処理の時間的な側面の調査を可能にする。...

行動するミツバチの二つの神経の処理段階での同時長期レコーディング

嗅覚ニューロンの生理学的特性の分析には、まだ技術的な限界があります。ここでは、遺伝子標的マウスの嗅上皮の無傷の準備で穴あきパッチクランプを介してそれらを記録します。この技術により、特定の嗅覚受容体を発現するニューロンの特定のリガンドに対する膜特性と応答の特性評価が可能になります。...

無傷の神経上皮におけるマウス嗅細胞の穿孔パッチクランプ記録：同定された嗅覚受容体を発現するニューロンの機能解析

本発明者らは、味覚コーディングを研究する3つの新しい方法を提示する。単純な動物、 Manduca sexta（ Manduca ）を用いて、解剖プロトコール、複数の味覚受容体ニューロンの活動を記録するための細胞外テロドールの使用、および味物質の正確なタイミングパルスの送達および監視のためのシステムを記載する。...

味覚コーディングを研究する新しい方法

昆虫の口器の palps で単一ゴキブリ触角 basiconica...

イナゴ Palp 触角 Basiconica の単一ゴキブリ録音

嗅覚神経からの細胞外多単位記録は、海洋魚の嗅覚感受性を評価するための敏感で堅牢で再現性の高い方法である。それは一次感覚入力を記録し、外部の分量に依存しない。...

テレオストの嗅覚神経からの細胞外多単位記録

我々は、多くの カエノラブディティス・エレガンス...

複数の小生物からの自動マルチモーダル刺激と同時神経記録

学ぶマルチユニット記録法でSchistocerca americanaの嗅覚回路における集団神経活動を解析する方法。カスタムチャンバー固定、ガラス微小電極製作、脳解剖、電極アレイ配置の手順を含み、昆虫の嗅覚情報処理メカニズムの理解に貢献します。

ローカスの神経活動を特徴づけるためにマルチユニット記録方法（

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