Multi-unit Opname Methoden om neurale activiteit karakteriseren in de Locust ( Schistocerca Americana) Olfactorische Circuits

Summary

We tonen variaties van de extracellulaire multi-unit opname techniek om geur-reacties van de consument te karakteriseren in de eerste drie fasen van de ongewervelde olfactorische pad. Deze technieken kunnen gemakkelijk worden aangepast aan ensemble activiteit onderzocht andere neurale systemen.

Abstract

Detectie en interpretatie van olfactorische signalen zijn van cruciaal belang voor het voortbestaan ​​van veel organismen. Opmerkelijk is dat soorten over phyla suggereert opvallend vergelijkbaar olfactorische systemen die de biologische aanpak van de chemische detectie is geoptimaliseerd over evolutionaire tijd ^1. In het insect olfactorische systeem, geurstoffen worden getransduceerd door olfactorische receptor neuronen (ORN) in de antenne, die chemische stimuli omzetten in treinen van actiepotentialen. Sensorische input van de ORNs wordt vervolgens doorgezonden naar een antennelid kwab (AL, een structuur analoog aan de vertebrate bulbus olfactorius). In de AL, neurale representaties voor geuren in de vorm van spatio-temporele patronen afvuren verdeeld over ensembles van de hoofdsom neuronen (PN, ook wel aangeduid als projectie neuronen) ^2,3. De AL-uitgang wordt vervolgens verwerkt door Kenyon cellen (KCS) in de stroomafwaartse paddestoel lichaam (MB), een structuur in verband met olfactorisch geheugen en het leren ^4,5. Haare, presenteren we elektrofysiologische opname technieken om geur-opgewekte neurale respons moet worden gecontroleerd in deze olfactorische circuits.

Eerst geven we een enkele sensillen opname methode om geur-reacties van de consument te bestuderen op het niveau van populaties van ORNs ^6,7. We bespreken het gebruik van zout gevuld geslepen glazen pipetten als elektroden aan extracellulair monitoren ORN reacties. Vervolgens presenteren we een methode om extracellulair monitoren PN reacties met behulp van een commerciële 16-kanaals elektrode ^3. Een soortgelijke benadering met behulp van een op maat gemaakte 8-kanaals gedraaide draad tetrode is aangetoond voor Kenyon cel opnames ^8. Wij bieden informatie over onze experimentele opstelling en de huidige vertegenwoordiger van registratie van de sporen voor elk van deze technieken.

Protocol

1. Geur Voorbereiding en Levering

1. Verdunde oplossingen geur in minerale olie volume om de gewenste concentratie te bereiken. Sla een 20 ml mengsel van minerale olie en de geurstof in een 60 ml glazen fles. Plaats twee injectienaalden een rubber stop (gauge 19), vanaf de onderkant en de andere van de top, een inlaat en een uitlaat lijn. Sluit de glazen fles met deze rubberen stop en voeg een speciaal ontworpen actieve kool filter op de inlaat lijn (Figuur 1A).
2. Het koolstoffilter wordt gemaakt van twee 6 ml spuiten. Snijd de spuiten in de helft en verwijder de zuiger. Vul elk van de overige stukken met katoen en actieve kool voorda....

Results

Geur opgewekte responsen van een ORN twee verschillende alcoholen worden getoond in de figuur 3D. Afhankelijk van de opnameplaats (sensilla type, plaatsing van de elektrode) multi-unit opnames kan worden bereikt.

Een ruwe extracellulaire golfvorm van een AL opname is weergegeven in figuur 6A. Actiepotentialen of spikes van verschillende amplitudes afkomstig van verschillende PN worden waargenomen in deze spanning trace. Hoewel de sprinkhaan antennaal kwab he.......

Discussion

De meeste zintuiglijke prikkels oproepen combinatorische reacties die worden verdeeld over ensembles van neuronen. Vandaar gelijktijdige bewaking van multi-neuron activiteit noodzakelijk om te begrijpen hoe stimulus-specifieke informatie wordt gerepresenteerd en verwerkt door neurale circuits in de hersenen. Hier hebben we aangetoond extracellulaire multi-unit opname technieken om geur-reacties van de consument te karakteriseren aan de eerste drie verwerkingscentra langs de insect olfactorische pad. We merken op dat de .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Naam	Vennootschap	Catalogusnummer	Reacties
			Elektrofysiologie Equipment
AC-versterker	GRAS	Model P55	voor enkele sensillen opnames
Audio-monitor (model 3300)	AM Systems	940000
Custom-made 16-kanaals voorversterker en eindversterker	Cal. Tech. Biologie Elektronica Winkel		voor AL en MB-opnamen
Data acquisitie-eenheid	National Instruments	BNC-2090
Glasvezel licht	WPI	SI-72-8
Lichtbron 115 V	WPI	NOVA
Handmatig micromanipulator	WPI	M3301R	voor sint-hersenen-opnamen
Stereomicroscope1 op giek stand	Leica	M80	voor sint-hersenen-opnamen
Stereomicroscope2	Leica	M205C	voor enkele sensillen opnames
Trillingsisolatie tafel	TMC	63 tot 500 serie
Gemotoriseerde micromanipulator	Sutter Instrumenten	MP285 / T
Oscilloscoop	Tektronix	TD2014B
			Elektroden / Bouw & Industrie
16-kanaals elektrode	NeuroNexus	A2x2-tet-3mm-150 tot 121	voor antennaal kwab opnames
Borosilicate capillairen met gloeidraad, ID 0,69 mm	Sutter Instrumenten	BF120-69-10	voor het maken van glas elektrodes
Micropipet trekker	Sutter Instrumenten	P-1000
Functiegenerator	Multimeter Warehouse	SG1639A	voor gold-plating elektroden
Gold plating oplossing (niet cyanide)	SIFCO Industries	NC SPS 5355
Impedantie tester	BAK Electronics Inc	IMP-2	voor gold-plating elektroden
Schakel roterende	Electroswitch	C7D0123N	voor goud-plating elektroden
Pulse isolator	WPI	A365	voor gold-plating elektroden
Q series elektrodehouder	Warner Instruments	64-1.091
Zilverdraad 0.010 "diameter	AM Systems	782500	aardelektrode
8-pins DIP IC socket	Digikey	ED90032-ND
Borosilicate capillairen met gloeidraad, ID 0,58 mm	Warner Instruments	64-0.787	gedraaide draad tetrode bouw
Warmte kanon	Weller	6966C
Rediohm-800 kabel	Kanthal Precision Technologies	PF002005
Titerplaat shaker	ThermoWetenschappelijk	4625Q	draaien draden
Carbide schaar, 4.5 "	Biomedisch Onderzoek Instr	25-1,000	voor het snijden twisted draden tetrode
Fijne punt pincet	HECO	91-EF5-SA	voor plagen tetrode draden uit elkaar
			Geur Levering
6 ml spuit	Kendall	1180600777	voor op maat ontworpen actief koolfilter
Bruin geur flessen	Visser	08-912-165
Houtskool	BuyActivatedCharcoal.com	GAC-48C
Droogmiddel	Drieriet	23005
Drieriet gasdroogapparaat jar	Fischer Scientific	09 tot 204
Krimpbuizen	3M	EPS-200	geurfilter voorbereiding
Injectienaald aluminium naaf, gauge 19	Kendall	8881-200136	voor het verstrekken van in-en uitlaat lijnen voor geur flessen
Minerale olie	Mallinckrodt Chemicals	6357-04	voor geur verdunning
Nalgene plastic buizen, 890 FEP	Thermo Scientific	8050-0310	voor draaggas levering
Pneumatische picopump	WPI	sys-pv820	voor geur levering
Polyethyleen buis ID 0,86 mm	Intramedic	427421	voor geur fles outlet verbons en zout overvloed slangen
Stoppers	Lab Pure	97041	voor het afdichten geur flessen
Tijd tape	PDC	T-534-RP
Tubing luer	Cole-Parmer	30.600-66
Vacuüm buis	McMaster-Carr	5488K66
			Voorbereiding / Dissection
100 x 15 mm petrischaal	VWR International	89000-304
18 AWG koper gevlochten draad	Lapp Kabel	4510013	draadisolatie wordt gebruikt als rubber pakkingen
22 AWG HOOKUP WIRE	AlphaWire	1551	hersenenplatform
Batik wax	Jacquard	7946000
Dental periferie Wax	Henry Schein Dental-	6652151
Electrowaxer	Almore International	66000
Epoxy, 5 min	Permatex	84101
Injectienaald aluminium naaf	Kendall	8881-200136
Protease van Streptomyces griseus	Sigma-Aldrich	P5147	voor desheathing sprinkhaan hersenen
Hechtdraad niet-steriele	Visser	NC9087024	voor het binden van de buik na darm verwijderen
Vetbond	3M	1469SB	voor het afdichten amkening plaatsen
Dumont # 1 pincet (grof)	WPI	500335
Dumont # 5 titanium pincet (fijn)	WPI	14096
Dumont # 5SF pincet (superfijne)	WPI	500085	desheathing sprinkhaan hersenen
10 cm ontleden schaar	WPI	14393	voor het verwijderen van poten en vleugels
Vannas schaar (fijn)	WPI	500086	voor het verwijderen van nagelriemen, het snijden van de voordarm
			Saline Profusion
Uitbreidingsset met tarief debietregelaar	Moore Medical	69136	voor het regelen van zout stroom
Intraveneuze toediening set metY injectieplaats	Moore Medical	73190	voor het regelen van zout stroom