Name: Um In Vitro Preparação para divulgação e gravação de programas de alimentação do motor com movimentos fisiológicos em Aplysia californica (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 49 s
Description: Aprenda a registrar atividade elétrica de nervos, músculos e neurônios durante programas motores de alimentação em Aplysia californica. Este método permite observar movimentos fisiológicos do aparelho bucal in vitro.

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Esta pesquisa foi apoiada pelo NIH concessão NS047073 e concessão do NSF 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>
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<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>

Não há conflitos de interesse declarados.

O trabalho anterior tem caracterizado programas Aplysia a motor em animais intactos e em preparações reduzidas, tais como gânglio isolado. No animal intacto, embora as gravações de neurónios individuais foram obtidos 5, tais experiências são muito difíceis, e os eléctrodos não podem ser movidos entre os neurônios durante a alimentação. Em gânglios isolado, os movimentos de alimentação induzidos pela actividade neural não pode ser observado. A preparação da massa suspensa bucal faz a ponte entre esses...

<table><tbody><tr><td>Cloreto de sódio</td><td>Fisher Scientific</td><td>S671</td><td>Biológico, Certificado</td></tr><tr><td>Cloreto de potássio</td><td>Fisher Scientific</td><td>P217</td><td>ACS Certificado</td></tr><tr><td>Cloreto de magnésio hexaidratado</td><td>Acros Organics</td><td>19753</td><td>99% </td></tr><tr><td>Sulfato de magnésio heptaidratado</td><td>Fisher Scientific</td><td>M63</td><td>ACS Certificado </td></tr><tr><td>Cloreto de cálcio diidratado</td><td>Fisher Scientific</td><td>C79</td><td>ACS Certificado </td></tr><tr><td>Glicose (dextrose)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7528</td><td>BioXtra</td></tr><tr><td>Tampão MOPS</td><td>Acros Organics</td><td>17263</td><td>99%</td></tr><tr><td>Carbacol</td><td>Acros Organics</td><td>10824</td><td>99%</td></tr><tr><td>Hidróxido de sódio</td><td>Fisher Scientific</td><td>SS255</td><td>Certificado</td></tr><tr><td>Ácido clorídrico</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA49</td><td>Certificado</td></tr><tr><td>Vidro capilar de barril simples</td><td>A-M Systems</td><td>6150</td><td></td></tr><tr><td>Puxador de micropipetas Flaming-Brown modelo P-80/PC</td><td>Sutter Instruments</td><td></td><td>Filamento utilizado: FT345B</td></tr><tr><td>Fio de aço inoxidável com revestimento de esmalte</td><td>California Fine Wire</td><td></td><td>0,001D, revestimento h </td></tr><tr><td>Cola Silicone II doméstica </td><td>GE</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Supercola Duro Quick-Gel </td><td>Henkel corp.</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Amplificador modelo 1700 da A-M Systems </td><td>A-M Systems</td><td></td><td>Configurações do filtro: 300-500 Hz para nervos, 10-500 Hz para músculo I2</td></tr><tr><td>Estimulador Multicanal Pulsemaster</td><td>World Precision Instruments</td><td>A300</td><td></td></tr><tr><td>Isolador de Estímulo</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>Contador Totalizador Veeder-Root</td><td>Danaher</td><td>C342-0562</td><td></td></tr><tr><td>Pinos Conectores Dourados</td><td>Bulgin</td><td>SA3148/1</td><td></td></tr><tr><td>Soquetes Conectores Dourados</td><td>Bulgin</td><td>SA3149/1</td><td></td></tr><tr><td>Elástomero de Silicone Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Recipiente cristalizador 100 x 50 mm</td><td>Pyrex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Graxa de Alto Vácuo</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pontas de Pipeta</td><td>Fisher Scientific</td><td>21-375D</td><td></td></tr><tr><td>Pinças Minutien</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-10</td><td></td></tr><tr><td>Massa de Modelar</td><td>Sargent Art</td><td>22-4400</td><td></td></tr><tr><td>Fios Cirúrgicos de Seda</td><td>Ethicon</td><td>K89OH</td><td></td></tr><tr><td>Bomba de Ar Whisper</td><td>Tetra</td><td>77849</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de Aquário</td><td>Eheim</td><td>7783</td><td>12/16 mm</td></tr><tr><td>Arejador Elite</td><td>Hagen</td><td>A962</td><td></td></tr><tr><td>Tesoura Cirúrgica de Mola Vannas</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Pinça Fina Dumont nº5</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Alga Nori para 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>

um<em&gt; in vitro</em&gt; preparação para divulgação e gravação de programas de alimentação do motor com movimentos fisiológicos em<em&gt; aplysia californica</em

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

Multifuncionalidade, a capacidade de uma estrutura periférica de gerar múltiplos comportamentos distintos 1, permite animais para se adaptar rapidamente seus comportamentos a ambientes em mudança. O molusco marinho Aplysia californica fornece um sistema tratável para o estudo da multifuncionalidade. Durante a alimentação, Aplysia gera vários tipos distintos de comportamento utilizando o mesmo aparelho de alimentação, a massa bucal. Os gânglios que controlam esses comportamentos conter um número de grandes neurônios identificados que são acessíveis para estudo eletrofisiológico. A actividade destes neurónios tem sido descrita em programas motores que podem ser divididos em dois tipos, os programas e ingestivo egestive, com base no tempo de actividade neural que fecha o parente grasper alimento para a actividade neural que prolonga-se ou retrai a grasper 2. Contudo, nos gânglios isolado, os movimentos musculares que produzem esses comportamentos são ausentes, tornando-mais difícil de ser determinado se os programas motores observados são correlatos de comportamentos reais. Em gravações nervosas in vivo, e os músculos foram obtidos correspondente a programas de alimentação 2,3,4, mas é muito difícil de gravar directamente a partir de neurónios individuais 5. Além disso, in vivo, programas ingestivo pode ainda ser dividido em mordidas e 1,2 engole, uma distinção que é difícil de fazer na maioria descrito anteriormente em preparações in vitro. A preparação de massa suspensa bucal (Figura 1) faz a ponte entre núcleos isolados e animais intactos. Nesta preparação, comportamentos ingestivo - incluindo tanto a morder e engolir - e comportamentos egestive (rejeição) pode ser provocada, ao mesmo tempo, como neurónios individuais podem ser registados a partir de e estimulada utilizando eléctrodos extracelulares 6. Os movimentos de alimentação associados com estes comportamentos diferentes podem ser recorded, quantificado e relacionado diretamente para os programas motores. Os programas de motor na preparação de massa suspensa bucal parecem ser mais semelhantes aos observados in vivo do que os programas motores em gânglios provocou isolado. Assim, os programas de motor desta preparação pode estar mais directamente relacionada com comportamento in vivo e, ao mesmo tempo, os neurónios individuais são mais acessíveis para a gravação e a estimulação do que nos animais intactos. Além disso, como um passo intermediário entre gânglios isolado e animais intactos, os achados da massa suspensa bucal pode auxiliar na interpretação de dados obtidos em ambas as configurações mais reduzidas e mais intacta. A preparação da massa suspensa bucal é uma ferramenta útil para caracterizar o controle neural da multifuncionalidade na Aplysia.

Quando um eletrodo extracelular é posicionado acima do soma de um neurônio e usado para estimular o neurônio, pode-se observar uma correspondência um-a-um entre os potenciais de ação no canal do soma e nos nervos aos quais o neurônio projeta (Figura 6, painel esquerdo, estimulação do neurônio identificado B9). O canal do soma (canal superior) é configurado no modo de estimulação quando a corrente é aplicada (tempo 1 na figura) e, em seguida, é rapidamente comutado para o modo de gravação (tempo 2). Mante...

Nós descrevemos uma técnica para gravar extracelularmente e estimular a partir de nervos, músculos e neurônios individuais identificados<em&gt; In vitro</em&gt; Enquanto eliciar e observar diversos tipos de comportamentos de alimentação no aparelho de alimentação de<em&gt; Aplysia</em&gt;.

Um<em&gt; In Vitro</em&gt; Preparação para divulgação e gravação de programas de alimentação do motor com movimentos fisiológicos em<em&gt; Aplysia californica</em

A multifuncionalidade, a capacidade de uma única estrutura periférica gerar múltiplos e distintos comportamentos1, permite que os animais adaptem rapidamente seus comportamentos...

O objetivo geral deste procedimento é registrar a atividade elétrica dos nervos, músculos e neurônios, bem como os movimentos correspondentes do aparelho alimentar durante programas motores de alimentação. Isso é realizado primeiramente removendo a massa bucal de um indivíduo anestesiado e fixando eletrodos em gancho aos nervos e músculos principais. O segundo passo consiste em colocar a massa bucal em uma câmara de registro e preparar os gânglios para gravação extracelular.Em seguida, os neurônios-alvo são localizados utilizando eletrodos extracelulares. O passo final é induzir e registrar programas motores de alimentação, como mordida, deglutição e rejeição. Em última análise, o preparado suspenso da massa bucal é utilizado para demonstrar a atividade de nervos, músculos e neurônios individuais durante diferentes movimentos semelhantes à alimentação da massa bucal.A principal vantagem desta técnica em relação a métodos existentes, como estudos de gânglios isolados, é que os registros de nervos, músculos e neurônios individuais podem ser diretamente relacionados aos movimentos do aparelho alimentar. Auxiliando na demonstração do procedimento estará huu, um estudante de pós-graduaç

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Fabricação de eletrodos e Implantação de Aplysia californica Para gravações multi-canal neural e muscular na Intact, Animais Livremente Behaving

Demonstramos como alterações na concentração do cálcio intracelular livre e eficácia sináptica podem ser monitorizados simultaneamente num gânglio de...

Alterações de monitoramento da concentração de cálcio intracelular e eficácia sináptica no Molusco<em&gt; Aplysia</em

Em animais com grandes neurônios identificados...

Extracelularmente Identificar os neurônios motores de um pool do motor muscular em<em&gt; Aplysia californica</em

Com o seu pequeno corpo transparente, neuroanatomia bem documentado e uma série de técnicas genéticas passíveis e...

Na imagem cálcio vivo Neuronal em C. elegans

Nós descrevemos a dissecação do sistema nervoso do mar marinho...

Isolamento de neurônios sensoriais de<em&gt; Aplysia californica</em&gt; Para Remendo Recordings Grampo de Correntes glutamatérgicos

A caracol marinha Aplysia californica tem sido amplamente utilizada como modelo de neurobiologia para os estudos sobre base celular e molecular do comportamento. Aqui é descrita uma metodologia para explorar o sistema nervoso da Aplysia para as análises eletrofisiológicas e moleculares de neurônios únicos de circuitos neurais identificados.

Aplysia Preparação de Ganglia para Análises Eletrofisiológicas e Moleculares de Neurônios Únicos

Os ensaios comportamentais fornecem ferramentas poderosas para a compreensão da função neuronal. Aqui apresentamos vários protocolos para quantificar o comportamento alimentar predatório encontrado no nematóide modelo Pristionchus pacificus e seus parentes. Além disso, fornecemos métodos para analisar adaptações alimentares predatórias, incluindo estruturas bucais e dentes.

Ensaiar comportamentos alimentares predadores em<em&gt; Pristionchus</em&gt; E outros nematóides

Este protocolo descreve o uso de geneticamente codificado Ca2 + repórteres para alterações de registro da atividade neural em se comportando vermes Caenorhabditis elegans .

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Aqui nós apresentamos um protocolo para o lesioning cirúrgico minimamente invasor dos músculos intrínsecos ao instrumento de alimentação do molusco marinho Aplysia californica para compreender os papéis destes músculos durante o comportamento de alimentação.

Técnica de lesão minimamente invasiva para músculos intrínsecos ao Odontophore de Aplysia californica

Este protocolo apresenta um método para a atividade populacional neuronal de imagem com resolução unicelular em espécies invertebrados não transgênicas usando corantes sensíveis à tensão de absorvância e uma matriz de fotodiodo. Essa abordagem permite um fluxo de trabalho rápido, onde imagens e análises podem ser perseguidas ao longo de um único dia.

Imagem óptica baseada em fotodiodo para dinâmica de rede de gravação com resolução de neurônio único em invertebrados não transgênicos

Aprenda a registrar atividade elétrica de nervos, músculos e neurônios durante programas motores de alimentação em Aplysia californica. Este método permite observar movimentos fisiológicos do aparelho bucal in vitro.

Um In Vitro Preparação para divulgação e gravação de programas de alimentação do motor com movimentos fisiológicos em Aplysia californica (Vídeo) | JoVE Journal

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