Wykorzystanie pojedynczego zapisu sensillum do wykrywania reakcji neuronów węchowych pluskiew na substancje semiochemiczne

Ogólnym celem zapisu pojedynczej czułki jest zbadanie reakcji neuronalnych czułka węchowego na różne substancje zapachowe. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie ekologii chemicznej, takie jak to, czy owad może wykrywać chemiczne substancje zapachowe w swoim otoczeniu i w jaki sposób przetwarza chemiczne substancje zapachowe. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na odzwierciedlenie aktywności pojedynczego neuronu funkcji.

Zapewnia bardziej precyzyjny pomiar wrażliwości neuronów na chemiczne substancje zapachowe. Implikacje tej techniki rozszerzyły się w kierunku rozwoju atraktantów lub repelentów w zwalczaniu owadów. Ponieważ w tej technice można zastosować dużą ilość chemikaliów, które są biologicznie ważne dla owada.

Rozpocznij tę procedurę od znieczulenia pluskiew na lodzie przez dwie do trzech minut. Następnie przymocuj czułki i ciało owadów do szkiełka nakrywkowego mikroskopu za pomocą taśmy dwustronnej i usuń nogi cienkimi nożyczkami. Użyj małej szpilki, aby delikatnie wyregulować anteny na taśmie.

Następnie oprzyj szkiełko nakrywkowe na małej kulce wosku dentystycznego, aby ułatwić manipulację i ustaw ją pod kątem 90 stopni, aby umieścić elektrodę rejestrującą. Po zabezpieczeniu umieść pluskwę pod mikroskopem stereoskopowym. Włącz źródło światła i dostosuj intensywność oświetlenia, aż anteny będą wyraźnie widoczne.

Następnie skoncentruj mikroskop na drugiej wici czułków pluskwy w dużym powiększeniu. W tym kroku należy połączyć przedwzmacniacz ze sterownikiem akwizycji sygnału, który jest połączony z komputerem w celu rejestracji i wizualizacji sygnału. Następnie otwórz oprogramowanie i kliknij nagrywanie na pasku menu.

Następnie wybierz falę, aby rozpocząć nagrywanie sygnałów falowych. Włącz głośnik podłączony do przedwzmacniacza, aby zaprezentować ton odpowiedzi neuronalnych z czułki antenowej. Teraz włóż elektrodę referencyjną do brzucha ustabilizowanej pluskwy.

Po podłączeniu elektrody referencyjnej do brzucha pluskwy przesuń elektrodę rejestrującą w kierunku tylnego końca czułków pluskwy. Gdy elektroda rejestrująca styka się z końcówką prawej anteny, umieść elektrodę w małym powiększeniu. Następnie wyreguluj elektrodę rejestrującą, stopniowo zwiększając powiększenie, aż zarówno elektroda, jak i czułek antenowy znajdą się w tej samej płaszczyźnie i będą wyraźnie widoczne pod mikroskopem.

Następnie włóż elektrodę rejestrującą do trzonu sensillum za pomocą mikromanipulatora. Obniż go głębiej, jeśli hałas w tle jest zbyt wysoki. Po zaobserwowaniu wyraźnych potencjałów czynnościowych z zarejestrowanego sensillum, napełnij mikropipetę bodźcem botanicznym.

Za pomocą mikropipety nanieść 10 mikrolitrów porcji bodźca na pasek bibuły filtracyjnej wewnątrz szklanej pipety o konsystencji pastiera. Dokładny i bezpośredni zapis elektrod do czujnika jest kluczem do sukcesu eksperymentu. Szum tła można częściowo zredukować po włożeniu elektrod nieco głębiej.

Następnie podłącz załadowaną pipetę do wylotu rurki przepływu bodźca i umieść końcówkę pipety w małym otworze w rurce skierowanym w stronę anten. Gdy wszystkie połączenia zostaną ustabilizowane, naciśnij przełącznik nożny kontrolera bodźców, aby dostarczyć bodziec do ciągłego strumienia nawilżonego powietrza i rozpocząć nagrywanie. Proces nagrywania będzie trwał 10 sekund, zaczynając na sekundę przed stymulacją.

Policz potencjały czynnościowe w trybie offline przez dwa okresy po 500 milisekund, jeden przed i jeden po stymulacji. Aby przedstawić kolejny bodziec, oznacz nową pipetę 001% eukaliptolem do przetestowania. Zastosuj 10 mikrolitrów bodźca przed umieszczeniem na nim małego kawałka bibuły filtracyjnej.

Następnie odczekaj od dwóch do pięciu minut, aż bodziec całkowicie odparuje w szklanej pipecie. Przymocuj pipetę do wylotu rurki przepływu bodźca. Następnie włóż końcówkę pipety do małego otworu w rurce skierowanego w stronę anten.

Naciśnij przełącznik nożny i rozpocznij 10-sekundowe nagrywanie. Następnie odłącz pipetę i przygotuj kolejną pipetę z 01% eukaliptolem. Przetestuj wszystkie pozostałe dawki eukaliptolu na czułce czułki, aby zaobserwować najbardziej zależne reakcje.

Na tym rysunku ślad sygnału pokazuje typową reakcję neuronalną czucia węchowego na rozpuszczalnik, który jest używany jako kontrola w nagraniu pojedynczej czułości. Nagrywanie sygnału rozpoczęło się na sekundę przed 0,5 sekundy bodźca zaciągnięcia. Sygnał był nagrywany w sposób ciągły przez 10 sekund po zainicjowaniu zaciągnięcia bodźcem.

Ten ślad sygnału pokazuje niezwykle silną odpowiedź neuronalną czucia węchowego na bodziec botaniczny 10% dodatni betapynen. Po dostarczeniu bodźca do czucia węchowego, węchowe neurony czuciowe wewnątrz tego zmysłu uruchamiają się z wysoką częstotliwością w długotrwałą dynamikę czasową. Ponieważ w tej procedurze znajduje się wiadomość, że zachowanie owada może być wykonane w celu odpowiedzi na dodatkowe pytania, takie jak jakie są reakcje behawioralne owadów na pewne substancje chemiczne z silnymi reakcjami neuronów.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś lepiej zrozumieć, jak rejestrować reakcje neuronów węchowych owadów na bodziec chemiczny.