Name: 새로운 방식으로 맛보기 코딩 공부하기 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-29T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 59 s
Description: 배우세요 맛각성 수용체 신경의 생체 내 기록 방법을 통해 Manduca sexta 나방의 미각 부호화를 연구하는 기술을. 정밀한 자극 전달 시스템과 복잡한 해부 과정을 시각적으로 확인할 수 있습니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이 작업은 NIH-NICHD에서 MS까지의 교내 교부금으로 지원되었습니다. NIH-NIMH 계측 핵심 시설의 G. Dold와 T. Talbot에게 맛있는 전달 시스템 설계에 대한 도움을 주신 데 대해 감사드립니다.

<ol><li>Chandrashekar, J., Hoon, M. A., Ryba, N. J. P., Zuker, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+receptors+and+cells+for+mammalian+taste%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The receptors and cells for mammalian taste.</a> Nature. 444 (7117), 288-294 (2006).</li>
<li>Chen, X., Gabitto, M., Peng, Y., Ryba, N. J. P., Zuker, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Gustotopic+Map+of+Taste+Qualities+in+the+Mammalian+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A Gustotopic Map of Taste Qualities in the Mammalian Brain.</a> Science. 333 (6047), (2011).</li>
<li>Yarmolinsky, D. A., Zuker, C. S., Ryba, N. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Common+Sense+about+Taste%3A+From+Mammals+to+Insects%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Common Sense about Taste: From Mammals to Insects.</a> Cell. 139 (2), 234-244 (2009).</li>
<li>Mueller, K. L., Hoon, M. A., Erlenbach, I., Chandrashekar, J., Zuker, C. S., Ryba, N. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+receptors+and+coding+logic+for+bitter+taste%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The receptors and coding logic for bitter taste.</a> Nature. 434 (7030), 225-229 (2005).</li>
<li>Zhao, G. Q., Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+receptors+for+mammalian+sweet+and+umami+taste%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">The receptors for mammalian sweet and umami taste.</a> Cell. 115 (3), 255-266 (2003).</li>
<li>Huang, A. L., Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cells+and+logic+for+mammalian+sour+taste+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The cells and logic for mammalian sour taste detection.</a> Nature. 442 (7105), 934-938 (2006).</li>
<li>Pfaffmann, C., Carl, <a target="_blank" href="http://psycnet.apa.org/journals/amp/14/5/226/">The afferent code for sensory quality.</a> Am Psychol. 14 (5), 226-232 (1959).</li>
<li>Lemon, C. H., Katz, D. B. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1995451/">The neural processing of taste.</a> BMC Neurosci. 8 (Suppl 3), (2007).</li>
<li>Barretto, R. P. J., Gillis-Smith, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+representation+of+taste+quality+at+the+periphery%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The neural representation of taste quality at the periphery.</a> Nature. 517 (7534), 373-376 (2015).</li>
<li>Reiter, S., Campillo Rodriguez, C., Sun, K., Stopfer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+Coding+of+Individual+Chemicals+by+the+Gustatory+System%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal Coding of Individual Chemicals by the Gustatory System.</a> J Neurosci. 35 (35), 12309-12321 (2015).</li>
<li>Wilson, D. M., Boughter, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bitter+Taste+Stimuli+Induce+Differential+Neural+Codes+in+Mouse+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Bitter Taste Stimuli Induce Differential Neural Codes in Mouse Brain.</a> PLoS ONE. 7 (7), e41597(2012).</li>
<li>Glendinning, J. I., Davis, A., Ramaswamy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+different+taste+cells+and+signaling+pathways+to+the+discrimination+of+%22bitter%22+taste+stimuli+by+an+insect%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Contribution of different taste cells and signaling pathways to the discrimination of "bitter" taste stimuli by an insect.</a> The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 22 (16), 7281-7287 (2002).</li>
<li>Kay, L. M., Stopfer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Information+processing+in+the+olfactory+systems+of+insects+and+vertebrates%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Cell+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Information processing in the olfactory systems of insects and vertebrates.</a> Semin Cell Dev Biol. 17 (4), 433-442 (2006).</li>
<li>Liman, E. R., Zhang, Y. V., Montell, C. <a target="_blank" href="http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(14)00153-6">Peripheral Coding of Taste.</a> Neuron. 81 (5), 984-1000 (2014).</li>
<li>Carleton, A., Accolla, R., Simon, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coding+in+the+Mammalian+Gustatory+System%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Coding in the Mammalian Gustatory System.</a> Trends Neurosci. 33 (7), 326-334 (2010).</li>
<li>Stocker, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+organization+of+the+chemosensory+system+in+Drosophila+melanogaster%3A+a+rewiew%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">The organization of the chemosensory system in Drosophila melanogaster: a rewiew.</a> Cell Tissue Res. 275 (1), 3-26 (1994).</li>
<li>Mitchell, B. K., Itagaki, H., Rivet, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripheral+and+central+structures+involved+in+insect+gustation%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc+Res+Tech%22%5BJournal%5D)">Peripheral and central structures involved in insect gustation.</a> Microsc Res Tech. 47 (6), 401-415 (1999).</li>
<li>Falk, R., Bleiser-Avivi, N., Atidia, J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmor.1051500206/abstract">Labellar taste organs of Drosophila melanogaster.</a> J Morphol. 150 (2), 327-341 (1976).</li>
<li>Hodgson, E. S., Lettvin, J. Y., Roeder, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiology+of+a+primary+chemoreceptor+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Physiology of a primary chemoreceptor unit.</a> Science. 122 (3166), 417-418 (1955).</li>
<li>Delventhal, R., Kiely, A., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+recording+from+Drosophila+labellar+taste+sensilla%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological recording from Drosophila labellar taste sensilla.</a> J Vis Exp. (84), e51355(2014).</li>
<li>Weiss, L. A., Dahanukar, A., Kwon, J. Y., Banerjee, D., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+molecular+and+cellular+basis+of+bitter+taste+in+Drosophila%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The molecular and cellular basis of bitter taste in Drosophila).</a> Neuron. 69 (2), 258-272 (2011).</li>
<li>Descoins, C., Marion-Poll, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+responses+of+gustatory+sensilla+of+Mamestra+brassicae+%28Lepidoptera%2C+Noctuidae%29+larvae+to+three+ecdysteroids%3A+ecdysone%2C+20-hydroxyecdysone+and+ponasterone%5BTitle%5D)+AND+%22A.+J+Insect+Physiol%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological responses of gustatory sensilla of Mamestra brassicae (Lepidoptera, Noctuidae) larvae to three ecdysteroids: ecdysone, 20-hydroxyecdysone and ponasterone.</a> A. J Insect Physiol. 45 (10), 871-876 (1999).</li>
<li>Popescu, A., Couton, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Function+and+central+projections+of+gustatory+receptor+neurons+on+the+antenna+of+the+noctuid+moth+Spodoptera+littoralis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">Function and central projections of gustatory receptor neurons on the antenna of the noctuid moth Spodoptera littoralis.</a> J Comp Physiol. 199 (5), 403-416 (2013).</li>
<li>Morita, H., Yamashita, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generator+potential+of+insect+chemoreceptor%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Generator potential of insect chemoreceptor.</a> Science. 130 (3380), 922(1959).</li>
<li>Davis, N. T., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroanatomy+of+the+sucking+pump+of+the+moth%2C+Manduca+sexta+%28Sphingidae%2C+Lepidoptera%29%5BTitle%5D)+AND+%22Arthropod+Struct+Dev%22%5BJournal%5D)">Neuroanatomy of the sucking pump of the moth, Manduca sexta (Sphingidae, Lepidoptera).</a> Arthropod Struct Dev. 35 (1), 15-33 (2006).</li>
<li>Stürckow, B., Adams, J. R., Wilcox, T. A. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF00298032">The Neurons in the Labellar Nerve of the Blow Fly.</a> Z Vergl Physiol. 54, 268-289 (1967).</li>
<li>Stürckow, B. Electrophysiological studies of a single taste hair of the fly during stimulation by a flowing system. Proceed 16 Intern Contr Zool. 3 (8), 102-104 (1963).</li>
<li>Christensen, T. A., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male-specific%2C+sex+pheromone-selective+projection+neurons+in+the+antennal+lobes+of+the+moth+Manduca+sexta%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol+A%22%5BJournal%5D)">Male-specific, sex pheromone-selective projection neurons in the antennal lobes of the moth Manduca sexta.</a> J Comp Physiol A. 160, 553-569 (1987).</li>
<li>Reiter, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aReiter%2C+S+%22Gustatory+Information+Processing%22">Gustatory Information Processing</a>. , 
 <a target="_blank" href="https://repository.library.brown.edu/studio/item/bdr:386235/PDF/?embed=true">https://repository.library.brown.edu/studio/item/bdr:386235/PDF/?embed=true</a> (2014).</li>
<li>Saha, D., Leong, K., Katta, N., Raman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-unit+Recording+Methods+to+Characterize+Neural+Activity+in+the+Locust+%28Schistocerca+Americana%29+Olfactory+Circuits%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits.</a> J Vis Exp. (71), (2013).</li>
<li>Pouzat, C., Mazor, O., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+noise+signature+to+optimize+spike-sorting+and+to+assess+neuronal+classification+quality%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Using noise signature to optimize spike-sorting and to assess neuronal classification quality.</a> J Neurosci Methods. 122 (1), 43-57 (2002).</li>
<li>Hill, D. N., Mehta, S. B., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality+Metrics+to+Accompany+Spike+Sorting+of+Extracellular+Signals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Quality Metrics to Accompany Spike Sorting of Extracellular Signals.</a> J Neurosci. 31 (24), 8699-8705 (2011).</li>
<li>Fee, M. S., Mitra, P. P., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+sorting+of+multiple+unit+neuronal+signals+in+the+presence+of+anisotropic+and+non-Gaussian+variability%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Automatic sorting of multiple unit neuronal signals in the presence of anisotropic and non-Gaussian variability.</a> J Neurosci Methods. 69 (2), 175-188 (1996).</li>
<li>Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mushroom+body+memoir%3A+from+maps+to+models%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mushroom body memoir: from maps to models.</a> Nat Rev Neurosci. 4 (4), 266-275 (2003).</li>
<li>Naraghi, M., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odorant-induced+oscillations+in+the+mushroom+bodies+of+the+locust%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Odorant-induced oscillations in the mushroom bodies of the locust.</a> J Neurosci. 14, 2993-3004 (1994).</li>
<li>Laurent, G., Wehr, M., Davidowitz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+representations+of+odors+in+an+olfactory+network%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Temporal representations of odors in an olfactory network.</a> J Neurosci. 16, 3837-3847 (1996).</li>
<li>Perez-Orive, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oscillations+and+sparsening+of+odor+representations+in+the+mushroom+body%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Oscillations and sparsening of odor representations in the mushroom body.</a> Science. 297, 359-365 (2002).</li>
<li>Stopfer, M., Jayaraman, V., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(03)00535-X">Odor identity vs. intensity coding in an olfactory system.</a> Neuron. 39, 991-1004 (2003).</li>
<li>Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+network+dynamics+and+the+coding+of+multidimensional+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Re+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Olfactory network dynamics and the coding of multidimensional signals.</a> Nature Re Neurosci. 3, 884-895 (2002).</li>
</ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

여기에 설명 된 방법은 비교적 단순한 동물 인 Manduca sexta의 생체 내 기록이 긴 전달 시간 (2 시간 이상) 동안, 맛이 좋은 전달 전, 도중 및 이후에 여러 무작위로 선택된 GRN의 특징을 나타낼 수 있도록합니다. 이 방법은 정확한 시간 제어와 함께 다수의 맛이있는 자극을 신속하고 순차적으로 전달할 수있게 해 주며, 맛있는 표현의 기초가되는 신경 메커니즘을 연구하는데 유용합니다. 이 프로토콜은 monosynaptically 연결 interneurons 10 GRNs를 모니터링하여 postsynaptic 대상 뉴런 ( 예 : SEZ)로 전송할 때 맛에 대한 GRNs의 반응이 변형되는 방법을 연구하는 데 사용되었습니다. 또한, 이러한 방법은 복잡한 패러다임의 실행이 미각 코딩의 기본 측면을 연구 할 수 있도록 실험자의 필요에 맞게 조정할 수 있습니다. 처음 시작할 때우리의 연구 결과로 우리가 때때로 해결해야만했던 기술적 문제 중 하나는 tetrode 전선으로 상악 신경에서 신호를 감지 할 수 없다는 것이 었습니다. 가능한 원인은 해부 프로토콜이 도전적이기 때문에 다양하며 좋은 준비를 얻으려면 일부 연습이 필요합니다. 첫째, 나방 절개 중 상악 신경이 손상되기 쉽습니다. 특히 신경 조직을 둘러싼 외피를 제거하는 동안. 둘째, 외장이 완전히 제거되지 않으면 테트로 드 와이어가 신경에 접근하지 못할 수 있습니다. 두 경우 모두 새로운 준비를 시작하는 것이 종종 이러한 문제를 해결하는 가장 쉬운 방법입니다. 셋째, 테트로 드 와이어에 문제가있을 수 있습니다. 이것은 1kHz에서 ~ 270kΩ이어야하는 전선의 임피던스를 측정하여 점검 할 수 있습니다. 임피던스 값이 ~ 300 kΩ 이상인 경우 와이어를 금으로 전기 도금하여 원하는 임피던스를 얻으십시오 (참조 30 참조). 넷째, 장비가 잘못 연결되었을 수 있습니다.또는 오작동. 또 다른 가능한 문제는 스파이 킹 신호가 기록되지만 뉴런 (들)이 맛이 잘 드러나지 않는 것처럼 보인다는 것입니다. 이것은 기록 된 뉴런이 전달 된 맛의 세트에 민감하지 않기 때문일 수 있습니다. 또한, GRN의 축색 돌기 외에도 상악 신경에는 기계 감각 섬유가 들어 있다는 사실을 기억하는 것이 중요합니다. 따라서, GRN 대신 또는 GRN에 추가하여 기계 감각 뉴런으로부터 기록하는 것이 가능하다. 그러나 맛이 좋은 전달 시스템은 실험 전반에 걸쳐 일정한 기계적 입력을 제공하도록 설계되어있어 맛에 대한 반응이 전달의 기계 구성 요소에 대한 응답으로 뒤죽박죽이 될 가능성이 거의 없습니다. 다른 맛은 아니지만 다른 맛을 나타내는 뉴런은 GRN으로 명확하게 분류 할 수 있습니다. 화합물 분해 또는 증발로 인한 맛의 농도 또는 조성의 변화를 피하기 위해 새로 희석 된 맛을 첨가하는 것이 좋습니다용매의. 또한 시스템을 정기적으로 청소하여 튜브 오염 및 장애물을 피할 것을 권장합니다. 또 다른 기술적 인 문제는 불리한 신호 대 잡음비입니다. 이 문제는 종종 욕실 접지 전극의 위치를 ​​재 염화 또는 조정하여 해결할 수 있습니다. 다른 해결책은 장치 내에서 각각의 전기 접속의 길이를 차폐하고 최소화하는 것을 요구할 수있다. 마지막으로 tetrode 녹음을 사용하여 얻은 데이터를 올바르게 분석하려면 신중한 스파이크 정렬이 필요합니다. 우리는 완전 자동화 된 방법이 일반적으로 부적절하다는 것을 발견했습니다. tetrode 데이터 10 , 29 , 31 , 32 , 33을 분석하기 전에 스파이크 분류 문헌에 익숙해지는 것이 좋습니다. 우리의 해부 프로에 대한 대안tocol을 사용할 수 있습니다. 여기에서는 나방 머리의 복부를 통해 해부를 기술하여 상악 신경과 SEZ에 접근 할 수있게 해주었습니다. 그러나 등쪽을 해부하여 이러한 구조에 접근하는 것도 가능합니다. 우리는 등쪽의 준비가 깊은 위치 때문에 이러한 미각 구조에서 녹음을하기에는 최적이 아니라는 것을 알았지 만,이 준비는 버섯 바디와 같은 고차원 구조의 녹음을 가능하게하는 이점을 제공합니다. - 감각 통합, 연상 학습 및 기억 처리 34 . 우리는 상악 신경에서 기록하기 위해 tetrode 전극의 사용에 초점을 맞추었지만, 우리가 예시 한 바와 같이 표준 세포 내 날카로운 전극도이 목적으로 사용될 수 있습니다. 또한 두 기술을 결합하여 여러 뇌 영역에서 동시 녹음을 수행 할 수 있습니다 10 . 신경 과학 관련 문헌은곤충과 척추 동물 모두 35 , 36 , 37 , 38 , 39에 적용되는 후각 코딩과 같은 감각 처리의 기본 원리를 밝히기위한 강력한 도구로 입증 된 무 모형 모델. 우리의 방법으로 맛있는 코딩에 대한 근본적인 새로운 통찰력이 생길 수 있기를 바랍니다.

맛과 후각 시스템은 환경에서 화학 물질의 내부 표현을 생성하여 맛과 냄새에 대한 인식을 각각 일으킨다. 이러한 화학적 감각은 짝짓기 및 식사 찾기에서부터 포식자와 독소를 피하는 것에 이르기까지 생물체의 생존에 결정적인 역할을하는 데 필수적입니다. 이 과정은 환경 화학 물질이 감각 수용체 세포의 원형질 막에 위치한 수용체와 상호 작용할 때 시작됩니다. 이러한 세포는 직접적으로 또는 뉴런과의 상호 작용을 통해 화학 물질의 정체와 농도에 대한 정보를 전기 신호로 변환합니다. 이 신호는 고차 뉴런과 다른 뇌 구조로 전달됩니다. 이러한 단계가 진행됨에 따라 원 신호는 항상 감각 정보를 감지, 차별, 분류, 비교 및 ​​저장하고 적절한 조치를 선택하는 생물체의 능력을 향상시키는 변화를 겪습니다. 브래지어 이해 방법환경 화학 물질에 대한 정보는 다양한 작업을 수행하는 데 가장 좋은 방법입니다. 신경 과학의 기본 질문입니다. 맛사지 코딩은 비교적 간단하다고 생각되어왔다. 맛을 이끌어내는 모든 화학 분자는 자연적으로 약 5 가지 정도의 기본 맛질 중 하나에 속한다 ( 즉 , 단맛, 쓴맛, 신맛) , 짠맛 및 우마미) 1 . 이 &quot;기본 취향&quot;관점에서, 미각 시스템의 임무는이 기본 취향 중 어느 것이 존재 하는지를 결정하는 것입니다. 더 나아가, 신경계의 기본적인 맛 표현의 근간을 이루는 신경 메커니즘은 명확하지 않으며 &quot;표식 된 선&quot; 2 , 3 , 4 , 5 , 6 또는 &quot;섬유 패턴&quot; 7 </sup&gt; , 8 코드. 분류 된 라인 코드에서 각 감각 세포와 신경 팔로워 각각은 단일 미각 품질에 반응하여 그 미각에 특화된 중추 신경계의보다 높은 처리 센터에 대한 직접적이고 독립적 인 경로를 형성합니다. 반대로 섬유 패턴 코드에서 각 감각 세포는 여러 가지 맛의 특성에 반응 할 수 있으므로 맛에 관한 정보는 감각 뉴런 집단의 전반적인 반응으로 표현됩니다. 미식가 정보가 기본 맛, 표식 된 선 또는 기타 다른 메커니즘을 통해 표현되는지 여부는 불분명하며 최근 조사 3 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 의 초점입니다. 우리의 최근 연구는 미각 시스템이 시공간 인구 코드를 사용하여기본 취향 카테고리보다는 개인 취향의 표현 10 . 여기서 우리는 미식가 코딩을 연구하는 데 도움이되는 3 가지 새로운 도구를 제공합니다. 첫째, 우리는 hawkmoth Manduca sexta 의 사용을 전기 생리 학적으로 맛을 연구 할 수있는 비교적 단순한 모델 유기체로 사용하고 해부 과정을 기술 할 것을 제안한다. 둘째, 우리는 개별 GRN의 활동을 기록하기 위해 세포 외 &quot;tetrodes&quot;의 사용을 제안합니다. 셋째, 우리는 정확한 시간에 맞춘 동물의 맥박을 전달하고 모니터링하기위한 새로운 장치를 제안합니다. 이 도구는 우리 연구실과 다른 사람들이 후각 시스템을 연구하는 데 사용했던 기술을 적용했습니다. 초파리 Drosophila melanogaster , 메뚜기 Schistocerca americana , 나방 Manduca sexta 와 같은 곤충은 수십 년 동안 원주민 에 대한 기본 원칙을 이해하는 데 강력한 자원을 제공했습니다감각 코딩 ( 예, olfaction 13 )을 포함하는 vous system. 포유 동물에서 미각 수용체는 복잡한 두 번째 전령 경로를 통해 뉴런과 통신하는 전문화 된 세포입니다. 곤충에서는 더 간단합니다. 맛 수용체는 뉴런입니다. 또한 주변의 포유류 맛 경로는 비교적 복잡하며 여러 개의 평행 신경 경로를 특징으로하며 중요한 구성 요소는 작은 뼈 구조에 포함되어 접근하기가 어렵습니다 15 . 곤충 맛 경로는 더 단순 해 보인다. 곤충에서 GRN은 안테나, 구강, 날개 및 다리에 위치한 sensilla라고 알려진 특수 구조에 포함되어 있습니다 16 , 17 . GRN은 하부 식도염 (SEZ)에 직접 투영되며, 그 역할은 주로 미각 기태라고 여겨지며 17맛있는 뉴런 10 . 거기에서 정보는 신체로 전달되어 반사 신경을 유도하고, 더 높은 뇌 영역으로 통합되고 저장되며 궁극적으로 행동 선택을 유도합니다 16 . 맛 정보가 신경계 전반에 걸쳐 점에서 점으로 전파되고 변형되는 방법을 이해하기 위해 주변 맛 반응을 특성화하는 것이 필요합니다. 곤충에서 GRNs의 신경 활동을 직접 모니터하는 가장 보편적으로 사용되는 방법은 tip-recording technique 12 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 입니다. 이것은 sensillum 위에 직접 전극을 놓는 것인데, 많은 것은 접근하기가 비교적 쉽습니다. 이 맛은 전극 내에 포함되어 활성화 및 확장이 가능합니다.감각 기관에서 GRNs의 뉴런 반응을 측정합니다. 그러나, 전착제가 전극에 함유되어 있기 때문에, 전착제가 전달되기 전 또는 제거 된 후에 GRN 활성을 측정하거나, 전극 ( 20) 을 대체하지 않고 맛을 교환 할 수 없다. 또 다른 방법 인 &quot;측벽&quot;기록 기술은 GRNs 활동을 기록하는데도 사용되었습니다. 여기서, 녹음 전극은 미각 감각기 ( 24) 의 기저부에 삽입되고, 맛은 감지기의 팁상의 별도의 유리 모세관을 통해 전달된다. 두 기술 모두 GRN에서 특정 감각으로 녹음하는 것을 제한합니다. 여기에 우리는 새로운 기술을 제안합니다 : 다른 sensilla의 무작위로 선택된 GRN 축색 돌기에서 녹음하면서, 따로 따로 타액을 코에 뿌리십시오. Axon 녹음은 축삭을 운반하는 신경에 ​​날카로운 유리 전극 또는 세포 외 전극 다발 (tetrodes)을 삽입하여 이루어집니다.SEZ 10 에 대한 코에있는 GRNs. 만두 카 (Manduca) 에서는 이러한 축색 돌기가 순수 구 심성 인 것으로 알려진 상악 신경을 가로 지르며, 감각 반응의 모호하지 않은 기록을 가능하게합니다 25 . 축색 돌기에서 녹음하는이 방법은 2 시간 이상 동안 일련의 풍성한 프리젠 테이션 전, 진행 중 및 후에 GRN 반응을 안정적으로 측정 할 수 있습니다. 여기에서는 SEZ와 함께 상악 신경을 노출시키는 해부 과정을 설명합니다. SEZ에서는 여러 개의 GRN과 뉴런의 반응을 동시에 기록 할 수 있습니다. 우리는 스파이크 정렬 방법과 결합 할 때 다중 (동시에 6 개까지) GRN을 동시에 분석 할 수있는 맞춤형 4 채널 트위스트 와이어 테 트로 드를 사용하여 GRN의 세포 외 기록을 사용하는 방법을 설명합니다. 우리는 tetrodes로 만든 기록과 날카로운 세포 내 기록으로 만든 기록을 비교합니다전극. 마지막으로 우리는 맛있는 자극을 전달하기위한 새로운 장치를 설명합니다. 많은 연구원들이 olfaction 연구에서 냄새 물질을 전달하기 위해 오랫동안 사용해온 장비 인 Sturckow와 동료 (참고 문헌 26 , 27 참조)가 개발 한 이전의 다 채널 전달 시스템을 개선하여 gustation을 연구하는 데 유리합니다. 이 타이밍의 전압 판독 값을 제공하면서 맛이 좋은 전달의 타이밍을 제어; 여러 가지 맛의 자극을 신속하고 순차적으로 전달할 수 있습니다. 상기 장치는 일정한 흐름의 깨끗한 물 속에서 코를 가볍게 핥아서 정련 된 제어 펄스를 전달할 수있다. 각각의 맛 펄스는 코를 통과하여 씻겨 나간다. 맛이 나는 맛있는 음식 착색제가 약간 포함되어있어 정확한 타이밍으로 맛있는 오븐의 통과를 모니터 할 수 있습니다코에요.

<table><tbody><tr><td>Dissection and Specimen Preparation</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polypropylene tube, 15 mL Falcon</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-959-53A</td><td></td></tr><tr><td>바늘, 짧은 베벨, 19 G x 1 - 1/2"&nbsp;</td><td>&nbsp; MONOJET</td><td>888200144</td><td>나방의 털을 제거하기 위해 공기를 가하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Clay-Van Aken Plastalina 모델링&nbsp;</td><td>DickBlick</td><td>33268</td><td></td></tr><tr><td>페트리 접시 -100 x 15 mm&nbsp;</td><td>VWR International</td><td>89000-304</td><td></td></tr><tr><td>피펫 팁 (1 - 200 &마이크로; L)</td><td>USA Scientific</td><td>1111-0806</td><td></td></tr><tr><td>면도날</td><td>Techni Edge</td><td>TE05-071</td><td></td></tr><tr><td>22 AWG 표준 연결 와이어</td><td>AlphaWire</td><td>1551</td><td>주둥이를 피펫 팁에 삽입하기 위한 용도.</td></tr><tr><td>바틱 왁스</td><td>자카드</td><td>7946000</td><td></td></tr><tr><td>전기 왁서</td><td>Almore International</td><td>66000</td><td></td></tr><tr><td>스테레오 미스크로스코프</td><td>라이카</td><td>MZ75</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #1 펜치 (거친)&nbsp;</td><td>World Precision Instruments</td><td>500335</td><td>지방 및 비 신경 조직 제거용.</td></tr><tr><td>Dumont #5 티타늄 집게(파인)&nbsp;</td><td>World Precision Instruments</td><td>14096</td><td>지방 및 비신경 조직 제거용.</td></tr><tr><td>Dumont #5SF 집게(초극세)</td><td>World Precision Instruments</td><td>500085</td><td>신경 조직의 피복을 벗기는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Vannas 가위 (세밀)</td><td>World Precision Instruments</td><td>500086</td><td>큐티클 제거용.</td></tr><tr><td>콜라겐 분해 효소 / 디스 페이 제</td><td>시그마 - 알드리치</td><td>11097113001</td><td></td></tr><tr><td>에폭시</td><td>퍼메이트</td><td>84101</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Saline Perfusion System</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>속도 유량 조절기가 있는 확장 세트</td><td>&nbsp; B 브라운 메디컬 Inc.</td><td>V5200</td><td></td></tr><tr><td>IV 투여 세트(Y 주입 부위</td> 포함<td>&nbsp; B 브라운 메디컬 Inc.</td><td>V1402</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</strong</td></tr><tr><td>>Tastant Delivery System</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>White Translucent Nylon Tubing OD 1/4", ID 1/8"</td><td>Small Parts Inc.</td><td>B001JJT4SA</td><td>시스템의 4가지 주요 요소를 연결하는 견고한 튜브.</td></tr><tr><td>납땜 인두</td><td>회로 전문가</td><td>ZD200BK</td><td></td></tr><tr><td>로터리 툴-Dremel</td><td>Dremel</td><td>4200</td><td></td></tr><tr><td>폴리프로필렌 메쉬, 구멍 크기 (구멍 크기 0.1 x 0.13 cm)&nbsp;</td><td>산업용 그물</td><td>XN5170</td><td>다른 동물의 주둥이가 같은 위치에 배치되도록합니다.</td></tr><tr><td>가압 16채널 관류 시스템&nbsp;</td><td>생명 과학 도구</td><td>PS-16H</td><td>맛 전달을 위해. 이 시스템에는 핀치 밸브, 튜빙, 매니폴드, 용액 실린더, 밸브 컨트롤러 및 피팅 액세서리가 포함됩니다.</td></tr><tr><td>폴리프로필렌 배관, ID 0.034", ID 0.050"</td> <td>Becton, Dickinson & Co</td><td>427421</td><td>관류 시스템의 출력 튜브.</td></tr><tr><td>공압 PicoPump</td><td>World Precision Instruments</td><td>SYS-PV820</td><td>관류 시스템의 출력 채널을 제어합니다.&nbsp;</td></tr><tr><td>데이터 수집 소프트웨어 시스템, LabVIEW PCI-MIO-16E-4 DAQ 카드</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2011</td><td>맛있는 전달을 위해 피코 펌프를 제어하고 컬러 센서의 신호를 기록합니다.</td></tr><tr><td>Compulab 3 Manostat 연동 펌프</td><td>Sigma</td><td>P1366</td><td>물 펌핑용.</td></tr><tr><td>실리콘 튜브, ID 1/16" OD 1/8"</td> <td>Cole-Parmer</td><td>WU-95802-02</td><td>수원을 연동 펌프 튜브에 연결하고 펌프의 출구 튜브를 전달 시스템의 강성 튜브에 연결합니다.</td></tr><tr><td>컬러 센서 - 디지털 광섬유 센서</td><td>Keyence</td><td>&nbsp; FS-V31M</td><td>맛 전달 모니터링용&nbsp;</td></tr><tr><td>컬러 센서 반사 섬유 유닛</td><td>Keyence</td><td>FU35-FZ</td><td>컬러 센서 장치를 연결합니다.</td></tr><tr><td>치과 주변부 왁스</td><td>Henry-Schein 치과</td><td>6652151</td><td>주둥이를 단단한 튜브에 고정합니다.</td></tr><tr><td>2 개의 3.7 L 용기</td><td></td><td></td><td>시스템에 물을 공급하고 물 낭비를 회수합니다.</td></tr><tr><td>패스트 그린 FCF&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>F7258</td><td></td></tr><tr><td>드레싱 집게 25.5cm</td><td>WPI</td><td>500364</td><td>단단한 튜브의 구멍에 나방 주둥이를 도입합니다.</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>코멘트</td></tr><tr><td>Electrophysiology Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>D.C. amplifier</td><td>Brown-Lee</td><td>440</td><td></td></tr><tr><td>Lamp</td><td>Schott Schott</td><td>Fostec Light Source DCR 2</td><td></td></tr><tr><td>Manual micromanipulator</td><td>Leica</td><td>micromanipulator</td><td>사분체를 동물의 뇌에 정확하게 삽입합니다. 매니퓰레이터는 x, y 및 z 축에서 미세하고 거친 움직임을 허용해야 합니다.</td></tr><tr><td>실체현미경</td><td>Leica</td><td>MZ75</td><td></td></tr><tr><td>진동 차단 테이블(MICRO-g 실험실 테이블)</td><td>TMC</td><td>63-541</td><td></td></tr><tr><td>오실로스코프</td><td>Tektronix&nbsp;</td><td></td><td></td>TDS2014</tr><tr><td>16채널 프리앰프 및 앰프</td><td>16 채널 MA-800 앰프 시스템&nbsp;</td><td>BES 2013</td><td></td></tr><tr><td>컴퓨터</td><td>Dell</td><td>optiplex 780</td><td>다음은 최소 권장 요구 사항입니다. 램: 3.32GHz, 3GB. 프로세서: Intel Core&nbsp; 2 듀오. 그래픽 카드: 통합 Intel GMA X4500.&nbsp;</td></tr><tr><td>데이터 수집 소프트웨어 시스템, LabVIEW PCI-MIO-16E-4 DAQ 카드</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2011</td><td>피코 펌프를 제어하여 맛있는 전달을 위해 컬러 센서 및 전극의 신호를 기록합니다.</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</strong</td></tr><tr><td>>Tastants</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>KAc</td><td>시그마-알드리치</td><td>P5708</td><td></td></tr><tr><td>LiCl</td><td>시그마-알드리치</td><td>L9650</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>시그마-알드리치</td><td>73575</td><td></td></tr><tr><td>설탕</td><td>시그마-알드리치</td><td>84097</td><td></td></tr></tbody></table>

새로운 방식으로 맛보기 코딩 공부하기

New Methods to Study Gustatory Coding 

맛 감각을 통해 동물은 환경에서 화학 물질을 감지하여 생존에 중요한 행동을 유발할 수 있습니다. 미각 수용체 뉴런 (GRNs)은 맛있는 분자를 검출 할 때 뇌의 팔로워 뉴런으로 전파되는 전기 활동의 패턴으로서 미각의 정체와 집중에 대한 정보를 암호화합니다. 이 패턴들은 미각의 내부 표현을 구성하며, 동물은 행동을 선택하고 추억을 만들 수 있습니다. 상대적으로 간단한 동물 모델의 사용은 감각 코딩의 기본 원리를 연구하는 강력한 도구였습니다. 여기서 우리는 나방 Manduca sexta를 사용하여 맛있는 코딩을 연구하는 3 가지 새로운 방법을 제안합니다. 첫째, 우리는 상악 신경과 부 식도 역 (SEZ)을 노출시키는 해부 과정을 제시하여 축색 돌기에서 GRN의 활성을 기록 할 수있게합니다. 둘째로, 우리는 세포 외 전극의 사용을 기술하여 다중 GRN의 활동을 기록한다.와이어를 상악 신경에 직접 연결하십시오. 셋째, 우리는 높은 시간 정밀도로 다른 맛의 펄스를 전달하고 모니터링하기위한 새로운 시스템을 제시합니다. 이 방법은 전이가 전달되기 전, 중 및 후에 GRN에서 직접 생체 내에서 의 신경 반응 을 특성화 할 수 있습니다. 우리는 여러 GRN에서 기록 된 전압 추적의 예제를 제공하고 개별 뉴런의 반응을 식별하기 위해 데이터에 스파이크 정렬 기술을 적용하는 방법의 예를 제시합니다. 마지막으로 우리의 녹음 접근법을 검증하기 위해 GRN에서 얻은 세포 외 녹음과 tetrodes를 날카로운 유리 전극으로 얻은 세포 내 녹음과 비교합니다.

GRNs의 활동은 맛있는 전달 전, 도중 및 후에 세포 외 tetrode 전극을 사용하여 기록 할 수 있습니다 ( 그림 6A 및 6C ). 그림 6A (중간 및 하단 패널)는 상악 신경에 배치 된 4 개의 와이어 각각에 의해 기록 된 필터링 된 (300-6,000 Hz) 전압 트레이스를 보여줍니다. 여기에서 활동 전위 (화살표)를 반영하는 다양한 진폭의 신호를 볼 수 있습니다. 시험 시작 후 1 초의 맛이 나는 (1 M 자당) 펄스가 전달되었다. 자극의 개시 및 오프셋은 컬러 센서 ( 도 6A , 상부 패널)에 의해 모니터링되었다. 4 개의 채널 ( 그림 6A , 가운데 패널) 각각에서 관찰 할 수있는 맛이 강한 유도 스파이크. GRN은 일부 타 스탄 (tastant)에 반응 할 때 기계 센서 (mechanosensors) (여기에는 아무 것도 표시되지 않음)와 식별되고 구별 될 수 있습니다 tetrode 기록에서 단일 뉴런 반응을 확인하고 분리하기 위해 Pouzat 31 및 Kleinfeld 32 , 33 방법을 기반으로 한 맞춤 함수 집합을 사용하여 오프라인 스파이크 정렬을 수행했습니다 (이러한 방법은이 인용 문헌에 설명되어 있습니다 : 10 , 29 ). 도 6B 는 도 6A에 도시 된 데이터에 적용된 스파이크 정렬의 예를 도시하며, 잘 격리 된 세 개의 단위가 발견되었다. 도 6C의 래스터 도표는 6 개의 상이한 맛 (1 M 수크로오스, 말 토즈 및 NaCl, 100 mM 카페인 및 10 mM 베르베린 및 로브 라인)에 대한 도 6B 의 3 개의 단리 된 단위의 반응을 순차적으로 전달한 것이다s / tastant가 표시됨). 도 6c에 도시 된 바와 같이, 기록 된 GRN은 침묵 (GRN 1)에서 저온 또는 중등도 (GRN 2 및 3)에 이르는 다양한 기준 활성도를 갖는다. 맛이 진한 발병 후, GRNs는 다양한 활동 패턴을 보이고 맛에 다른 선택성을 보입니다. 예를 들어, GRN 1은 자당에만 반응하는 반면, GRN 2는 말토오스와 NaCl에 스파이크의 파열로 반응했고, 자극의 시작에서만 스파이크로 로브 라인에 반응했습니다. 또한 일부 반응은 자극의 시간 ( 예 : 자당에 대한 GRN 1 반응)에 고정되어 있지만 다른 반응은 자극 지속 시간 ( 예 : 베르베린에 대한 GRN 3 반응)보다 오래 지속되거나 흥분성 및 억제 성 성분을 모두 포함합니다 NaCl 및 자당에 대한 GRN 2 반응). GRNs의 다양한 민감도와 활동 패턴에 대한 더 자세한 정보는 참고 문헌 10을 참조하십시오. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page= &quot;1&quot;&gt; 상악 신경에서 GRN을 기록하기위한 tetrode와 spike-sorting 기술의 유효성을 확인하기 위해, 우리는 기존의 날카로운 유리 전극 (80-120 MΩ의 저항)을 사용하여 다른 동물의 GRN 축삭에서 세포 내 기록을 수행했습니다. 우리는 세포 내 녹음을 사용하여 얻은 활동 패턴이 tetrode 기술을 사용하여 관찰 된 반응과 유사하다는 것을 발견했습니다 ( 그림 7 ). 패널 A의 녹색 상자에 전압 트레이스는 자당 프레 젠 테이션의 5 연속 시도 동안 GRN 1에서 세포 내 기록되었고, 동일한 반응은 패널 B에서 래스터 플롯으로 표시됩니다 (이 유형의 응답은 tetrodes 및 도 6c에 도시 된 바와 같이). 날카로운 세포 내 전극으로 기록 된 GRN2는 더 넓은 반응 패턴을 나타낸다. <img alt="도 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55868/55868fig6v2.jpg"/&gt; 그림 6 : 세포 외 Tetrodes와 상악 신경 기록의 대표 결과. ( A ) 상악 신경에서 4 개의 와이어 각각에 의해 기록 된 필터링 된 (300-6,000 Hz) 전압 트레이스가 표시됩니다 (중간 패널). 중간 패널에 적색 음영으로 표시된 기간 동안 1 초의 맛을 적용했습니다. 자극의 시작 및 오프셋은 상부 패널의 적색 전압 트레이스에 의해 표시된 바와 같이 컬러 센서에 의해 모니터링되고 중간 패널의 적색 음영 영역으로 표시됩니다. 점선으로 된 수평선은 +50 (상단), 0 (중간) 및 -50 (하단) μV를 나타냅니다. 수직 점선 내부 영역에 해당하는 원시 전압 트레이스가 확대되어 표시됩니다 (하단 패널). 스파이크의 예는 화살표로 표시됩니다. ( B ) 패널 A에 표시된 데이터에 적용된 스파이크 분류의 예. 4 개의 세포 외 와이어 (1-4) 각각에 기록 된 파형e는 기록 된 신호에 기여하는 세 가지 다른 GRN (단위 1 ~ 3)으로 식별됩니다. 세 가지 단위에 대한 개별 사건 (색이있는가는 선)과 평균 (두꺼운 검은 색 선)이 표시됩니다. 스파이크 정렬 방법 (참고 문헌 10 , 29 참조)을 사용하여 독립적 인 단위를 신뢰성있게 식별하기 위해서는 여러 가지 통계적 기준을 고려해야합니다. ( C ) 3 개의 격리 된 단위의 반응을 나타내는 6 개의 다른 맛 (4 가지 시도 / 맛이 나와 있음)에 대한 래스터 그림. 맛있는 전달 시간 (1 초)은 붉은 색 음영 영역으로 표시됩니다. 미각의 농도는 1 M (자당, 말토오스, NaCl), 100 mM (카페인) 및 10 mM (베르베린 및 로브 라인)이었다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55868/55868fig6v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 7" c<html> lass = &quot;xfigimg&quot;src = &quot;/ files / ftp_upload / 55868 / 55868fig7.jpg&quot;/&gt; 그림 7 : GRN Axons의 세포 내 기록. ( A , 녹색 상자 패널) 1M의 자당 (Suc) 5 연속 자극에 의해 elicited, 상악 신경에 배치 날카로운 유리 세포 내 전극 (80-120 MΩ의 저항)와 GRN에서 기록 된 전압 추적. ( B ) 날카로운 유리 세포 내 전극으로 기록 된 2 개의 상이한 시험 물질 (100 mM 회색 글꼴 색, 1 M 검정색 글꼴 색)에 대한 패널 A (녹색 상자 패널)에 나타난 반응을 포함하여 2 개의 GRN 반응의 래스터 그림 상악 신경에 위치한다. (7 가지 시도 / 맛과 3 가지 시도 / 물이 표시됨). 맛있는 배달 시간은 두 패널의 빨간색 음영 영역으로 표시됩니다. 자극의 개시 및 오프셋은 각 패널의 하단에 빨간색 전압 트레이스로 표시된 것처럼 컬러 센서에 의해 모니터링되었습니다.es / ftp_upload / 55868 / 55868fig7large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

미식가 코딩을 연구하기위한 세 가지 새로운 방법을 제시 합니다. 나방의 Manduca sexta ( Manduca ) 라는 간단한 동물을 사용하여 우리는 해부 프로토콜, 다중 미각 수용체 뉴런의 활동을 기록하기위한 세포 외 tetrodes의 사용법, 정확한 타이밍 버섯의 전달 및 모니터링 시스템을 설명합니다.

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons ...

이 방법들의 전반적인 목표는 맛 물질의 정밀하게 시간 조절된 펄스를 전달하고 모니터링하는 동시에, 생체 내(in vivo)에서 다수의 수용체 뉴런 활동을 기록함으로써 단순 동물 모델인 mandi-casecsta의 미각 코딩을 연구하는 것입니다. 이러한 방법들은 맛 물질이 미각 수용체 뉴런 집단에 의해 어떻게 인코딩되는지와 같은 미각에 관한 핵심 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 정밀하게 전달된 맛 자극 전, 중, 후에 걸쳐 다수의 미각 뉴런에 대한 생체 내 기록이 가능하다는 점입니다.해당 방법이 처음인 분들은 박리 절차가 복잡하기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 따라서 본 방법의 시각적 시연이 도움이 되기를 바랍니다. 이 기술들은 Sam Writer가 제 연구실의 대학원생이었을 때 Alejandra와 함께 개발하였으며, Kui Sun이 이러한 절차들을 시연할 예정입니다.우화 후 3일이 지나면, 전반적으로 건강한 외형을 가진 암수 구분 없는 나방 한 마리를 선택합니다. 날개는 완전히 펴져 있어야 하며, 빨대모양 입(proboscis)과 더듬이가 잘 형성되어 있고 손상되지 않은 상태여야 합니다. 흄 후드 내에서, 선택한 나방의 머리 부분만 노출될 때까지 구속 튜브(restraining tube)에 넣습니다.그런 다음, 튜브의 반대쪽 끝에 티슈 페이퍼를 삽입하여 나방을 고정합니다. 이제 시린지로 분사되는 가압 공기를 사용하여 노출된 머리 부분의 털을 제거합니다. 그 후, 페트리 접시 안의 점토 플랫폼 위에 튜브를 놓습니다.머리의 등쪽이 위를 향하도록 놓습니다. 그다음, 안테나와 구강 구조물(proboscis)을 보호합니다. 먼저, 0.5 cm 길이로 자른 200 µL 피펫 팁을 사용하여 각 구조물을 덮을 커버를 만듭니다.구기를 조작하기 위해 와이어 조각으로 갈고리를 준비합니다. 구기의 가장 기부 쪽이 보호될 때까지 커버 중 하나 안으로 구기를 확장시킵니다. 단단한 바틱 왁스를 사용하여 튜브를 머리 캡슐의 등쪽에 고정합니다.다음으로, 촉각을 조심스럽게 펴고 바틱 왁스(batik wax)로 튜브를 고정합니다. 이제 버클 압축근(buckle compressor muscle)을 절단하여 뇌를 안정화합니다. 해부 현미경 하에서 미세 해부 도구를 사용하여 소식관(proboscis) 바로 아래쪽을 작게 절개함으로써 머리 캡슐을 엽니다.근육이 절단되었는지 확인하기 위해, 구강촉(proboscis)의 원위부 2/3 지점에 자당 용액을 제공하고 5분 동안 구강촉이 신장되지 않는지 확인하십시오. 그 다음, 녹인 바틱 왁스(batik wax) 층을 사용하여 머리 캡슐을 밀봉하십시오. 뇌에 식염수를 관류시키려면 머리의 복측 주변에 왁스 컵을 만드십시오.전동 왁서(electric waxer)를 사용하여 머리 앞부분부터 뒷부분 방향으로 왁스 컵을 만들기 시작합니다. 이때 구기(proboscis)와 더듬이 튜브는 컵 내부에 둡니다. 눈 높이에 도달할 때까지 컵을 바깥쪽과 위쪽으로 계속해서 쌓아 올립니다.핀셋을 사용하여 순인두(labial palps)를 집어 녹인 왁스로 왁스 컵에 부착합니다. 그 다음, 이성분 에폭시를 얇게 도포하여 왁스 컵과 튜브의 모든 개구부를 밀봉합니다. 에폭시는 이쑤시개를 사용하여 혼합하십시오.먼저, 컵의 외부와 내부 표면을 덮습니다. 둘째, 머리가 더 단단히 고정될 수 있도록 목 주변의 구속 튜브 부분을 채웁니다. 20분 후, 컵에 누수가 있는지 확인합니다.뇌 수술을 시작하려면 먼저 순인절(labial palps)을 절단합니다. 머리 캡슐의 복측을 열기 위해 머리의 후면과 전면, 그리고 눈 주변을 따라 큐티클을 절개합니다. 그다음 머리 후면을 따라 절개하고, 주둥이 근처의 머리 전면을 따라 추가로 절개합니다.그런 다음, 핀셋으로 큐티클 플랩을 조심스럽게 들어 올려 뇌를 노출시킵니다. 이제 가장 중요한 단계인 SEZ 및 상악 신경 노출을 수행합니다. 지방 조직과 기관을 천천히 주의 깊게 제거하십시오.신선한 식염수로 뇌를 자주 헹굽니다. 상악신경이 매우 짓눌리기 쉬우므로 각별히 주의하십시오. SEZ와 상악신경이 마침내 보이면, 그것들은 얇은 초로 덮여 있을 것입니다.이 시스(sheath)를 제거하려면, 과잉 식염수를 배출한 다음 10% collagenase dispase 용액을 처리하여 시스를 약화시킵니다. 5분 동안 담근 후, 식염수로 용액을 여러 번 헹구어 냅니다. 그 다음, 식염수로 여러 번 헹군 뒤 초미세 미세해부 핀셋을 사용하여 시스를 조심스럽게 제거합니다.마지막으로, 관류 컵에 식염수 점적 라인을 고정합니다. 이 섹션에서는 미각 자극제 전달 시스템의 구축 및 사용 방법을 설명합니다. 이 시스템은 여러 개의 개구부가 있는 테스트 튜브로 구성됩니다.개구부는 동물의 구기(proboscis), 다양한 미각 자극제, 색상 센서가 들어올 수 있는 입구가 되며, 물이 원활하게 흐르도록 합니다. 이 시스템을 구축하려면, 먼저 구기를 위한 테스트 튜브를 준비하십시오. 인두기를 사용하여 구기 크기의 구멍을 만듭니다.그 다음, 튜브 내부에 망으로 된 구획을 만들어 구강관(proboscis)을 고정합니다. 구멍에서 5 mm 위쪽을 절단하고, 그 자리에 왁스로 메쉬를 고정시킨 후, 왁스와 에폭시를 사용하여 튜브를 다시 연결합니다. 가압 관류 시스템을 사용하여 미각 자극물을 전달합니다.필요한 만큼의 미각 자극제 튜브를 매니폴드에 연결합니다. 미각 자극제 출력 튜브를 연결하려면 메쉬 위로 약 1cm 지점에 구멍을 뚫은 다음, 에폭시로 출력 튜브를 고정합니다. 각 미각 자극제에는 컬러 센서로 감지할 수 있는 인공 염료를 포함하십시오.메쉬 상단 약 0.5 cm 지점의 구멍에 컬러 센서를 장치에 부착하고, 에폭시를 사용하여 고정합니다. 연동 펌프를 사용하여 실리콘 튜브를 통해 시스템 내로 증류수를 공급합니다. 폐수는 대형 용기에 수집합니다.공압 펌프를 사용하여 공기 분사 방식으로 미각 자극물을 전달합니다. 이제 튜브를 통해 깨끗한 물을 펌핑하기 시작하고, 미각 자극물을 펄스 형태로 전달하여 컬러 센서를 테스트합니다. 이제 나방의 구강관(proboscis) 3분의 2 지점을 테스트 튜브에 넣습니다.포셉을 사용하여 주둥이를 펴고 구멍 속으로 조심스럽게 밀어 넣습니다. 그런 다음 연질 치과용 왁스와 에폭시 층을 사용하여 주둥이를 제자리에 고정합니다. 이제 식염수 관류 라인을 연결하고 관류 유량을 설정합니다.그런 다음, 꼬임 와이어 테트로드(twisted wire tetrode)의 접지 전극을 식염수 욕조에 담급니다. 이어서 마이크로매니퓰레이터를 사용하여 테트로드를 상악신경 옆에 배치하고, 신경 내부로 천천히 진입시킵니다. 스파이킹 신호가 검출되면, 기록을 시작하기 전 준비물을 최소 10분 동안 안정화하십시오.설명된 프로토콜을 사용하여 미각 수용체 뉴런으로부터 미각 물질 투여 전, 투여 중 및 투여 후에 기록을 수행하였습니다. 각 미각 물질의 1초 펄스 시작과 종료 시점은 컬러 센서로 모니터링하였습니다. 미각 물질은 4개의 채널 각각에서 검출되는 스파이크를 유도하였습니다.스파이크 열 내에서 개별 활동 전위를 관찰할 수 있었습니다. 스파이크 분류 소프트웨어를 사용하여 이러한 스파이크를 고유한 뉴런에 할당했습니다. 순차적으로 전달된 6가지 미각 자극제에 대한 세 가지 서로 다른 미각 수용기 뉴런의 반응을 통해, 서로 다른 수준의 기저 활동과 자극제에 대한 선택성을 확인할 수 있습니다.또한, 반응의 타이밍이 서로 달랐습니다. 일부는 자극 지속 시간과 일치했지만, 다른 일부는 자극이 끝난 후에도 지속되었습니다. 일반적인 sharp glass 전극을 사용하여 미각 수용체 축삭에서 세포 내 기록을 수행할 수도 있었습니다.세포 내 기록 결과는 앞서 설명한 테트로드(tetrode) 기법을 사용하여 관찰한 반응과 매우 유사했으나, 테트로드 기록 방식이 수행하기 더 쉽고 지속 시간이 길며 더 견고했습니다. 이 영상을 시청한 후에는 mandi-casecsta의 상악 신경과 식도하 구역을 노출시킬 수 있으며, 정밀한 시간 제어가 가능한 미각 자극제 전달 시스템을 구축할 수 있어야 합니다. 본 프로토콜을 수행할 때는 laboratory safety gloves와 안면 마스크를 착용하십시오. mandi-casecsta에서 떨어져 나오는 미세한 가루 형태의 비늘이 알레르기를 유발할 수 있기 때문입니다.이 절차에 숙련되면 3시간 30분 만에 완료할 수 있습니다. 본 절차를 통해 여러 뇌 영역에서 동시에 기록을 수행함으로써, 미각 수용체 뉴런의 미각 물질에 대한 반응이 시냅스 후 표적 뉴런으로 전달될 때 어떻게 변환되는지와 같은 추가적인 질문에 대한 답을 얻을 수 있습니다.

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

gustatory 전달을 기본 분자 메커니즘의 지식은 최근에 크게 인해 동물 모델을 사용하는, 상당한 발전을 즐기고있다. 그러나, 인간의 조직에있는 포유류 영장 연구 중에서 맛이 감도 및 특이성의 넓은 다양성. 우리는 인간의 혀 용의자의 생활 미각 세포를 수집하는 생검 방법을 설명합니다.

인간 혀에서 Fungiform (맛) 용의자를 수집하는 기술

이 프로토콜은 초파리에서 labellar 맛 뉴런에 의해 트리거되는 액션 잠재적 인 반응의 세포 녹음을 설명합니다.

에서 전기 생리학 기록<em&gt; 초파리</em&gt; Labellar는 Sensilla 맛

초파리의 앞다리와 주둥이는 미각 감각 뉴런의 풍부한 레퍼토리를 포함하고 있습니다. 여기에서는 칼슘 이미징을 사용하여 미각 페로몬의 외인성 적용 시 살아있는 파리의 앞다리와 주둥이에 있는 감각 뉴런의 생리적 반응을 측정하는 방법을 제시합니다.

의 생리적 반응을 측정<em&gt; 초파리</em&gt; 라이브 칼슘 이미징을 사용하여 지질 페로몬에 감각 뉴런

미각은 유익한 물질에 대한 끌림과 독성 물질의 회피를 용이하게 하는 중요한 감각 과정입니다.  이 프로토콜은 주어진 화합물에 대한 초파리 미각 선호도를 결정하기 위한 간단한 섭취 분석을 설명합니다.

성인을위한 맛의 기본 설정 분석<em&gt; 초파리</em

이 프로토콜 인간 맛 응답을 측정 하 고 간단한 해 부 평가, 짧은 맛 테스트 및 유효성 검사 방법의 보고 된 감각과 맛 수용 체 유전자를 사용 하 여 포함.

맛 시험: 짧고 검증 테스트

이 논문은 전체 및 그대로 미각 (내면의 신경 섬유 포함)을 일관되게 산출하고 미각과 주변 유두 내의 구조 사이의 관계를 유지하는 전체 곰팡이, 둘레 및 미각 미각의 조직 준비, 염색 및 분석을위한 방법을 설명합니다.

곰팡이, 둘레 및 미각 미각의 전체 마운트 염색, 시각화 및 분석

여기에서 우리는 살아있는, 마취 실험실 마우스의 조야성 신경절 신경절을 드러내는 방법과 각성제를 맛보기 위하여 이 뉴런의 앙상블의 반응을 측정하기 위하여 칼슘 화상 진찰을 사용하는 방법을 제시합니다, 다른 각성제를 가진 다중 예심을 허용하. 이것은 어떤 신경 세포가 어떤 tastants에 반응하는지의 깊이 비교를 허용합니다.

마우스 의 생체 칼슘 이미징에서 맛 자극에 신경절 신경 반응

이 기사는 미세 유체를 혀의 인포탈 이미징 창에 통합하여 생체 내 기능적인 맛 세포 이미징을 위한 μTongue(미세 유체액액)을 도입합니다.

μTongue: Vivo의 혀를 위한 미세 유체 기반 기능 이미징 플랫폼

드물게 사용되는 전기생리학적 기록 방법인 염기 기록은 기존의 기록 방법으로는 검사할 수 없는 맛 코딩의 특징을 분석할 수 있습니다. 또한 염기 기록을 통해 기존의 전기생리학적 방법으로는 연구할 수 없는 소수성 자극에 대한 맛 반응을 분석할 수 있습니다.

염기 기록: 초파리에서 미각 뉴런의 반응을 분석하는 기법

칼슘 이미징 접근법은 용액이 라벨에 적용되는 동안 깨어 있는 파리의 뇌에서 미각 유도 반응을 기록할 수 있습니다. Drosophila melanogaster 의 1차 미각 반응이 예로 사용되지만 이 프로토콜은 다운스트림 뉴런 또는 다른 종을 연구하는 데 적용할 수 있습니다.

생체 내 성체 초파리에서 미각 유도 신경 반응의 칼슘 이미징

배우세요 맛각성 수용체 신경의 생체 내 기록 방법을 통해 Manduca sexta 나방의 미각 부호화를 연구하는 기술을. 정밀한 자극 전달 시스템과 복잡한 해부 과정을 시각적으로 확인할 수 있습니다.

새로운 방식으로 맛보기 코딩 공부하기

더 많은 동영상 탐색