הקלטות של הפעלת מעגלים עצביים מתנהגת בחופשיות בעלי חיים
Summary
לא פולשני מדידות של דפוסי פעילות עצבית להתנהג בחופשיות בעלי חיים מתקבלים על ידי שילוב של הקלטות neurophysiological עם videography במהירות גבוהה.
Abstract
הקשר בין דפוסי הפעילות העצבית ואת הביטוי ההתנהגותי המקביל קשה לקבוע בבעלי חיים בלתי מרוסנת. מסורתית פולשני שיטות דורשים נושאי מחקר לפחות חלקית מאופקת, והם רק לאפשר זיהוי של מספרים גדולים של נוירונים מופעלים במקביל. מצד שני, הרכבים קטנים של נוירונים נוירונים בודדים או יכול להיות רק נמדד באמצעות תא יחיד הקלטות המתקבל ההכנות מופחת במידה רבה. מאז הביטוי של התנהגות טבעית מוגבלת בחיות מאופקת גזור, המנגנונים העצביים הבסיסיים ששולטים התנהגות כזו שקשה לזהות.
הנה, אני מציג טכניקה לא פולשנית המאפשרת מדידה פיזיולוגית הפעלת המעגל העצבי להתנהג בחופשיות בעלי חיים. שימוש בזוג אלקטרודות מתכת בתוך חדר מלא מים, אלקטרודות אמבטיה שיא הפוטנציאל בתחום עצביים ושרירי שנוצר על ידי סרטנים לנוער במהלך התגובות לברוח או טבעי עורר בניסוי. התגובות הבריחה העיקרי של סרטנים מתווכות על ידי שלושה סוגים שונים של זנב סלטות אשר להזיז את החיות הרחק מנקודת גירוי. כל סוג של זנב להעיף נשלטת על ידי מעגלים עצביים משלה; שתי התגובות הבריחה המהירה והחזקה ביותר ומצריכות הפעלה של קבוצות שונות של נוירונים הפקודה גדול. בשילוב עם תצפיות התנהגותיות, את האלקטרודה הקלטות אמבטיה לאפשר זיהוי חד משמעי של הנוירונים האלה ואת המעגלים העצביים הקשורים. לכן הפעילות של המעגלים העצביים שבבסיס ההתנהגות טבעי ניתן למדוד חיים מרוסנת בהקשרים התנהגותיים שונים.
Protocol
Discussion
לא פולשני הקלטות של פעילות נוירון בודד או הפעלת המעגל העצבי קשה להשיג אצל בעלי חיים בלתי מרוסנת. השיטה המתוארת כאן מספק אמצעי כדי לזהות דפוסים של הפעלה עצבית הבסיסית טבעי התנהגות.
בעבר, הצלחנו להשתמש בטכניקה זו כדי למדוד את דפוסי …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
טכניקת ההקלטה אמבטיה שימש לראשונה על ידי Fricke (1984) 8 ו Beall et al. (1990) 9 למדוד שדות חשמליים שנוצר במהלך זנב הטלות. הטכניקה שונה מאוחר יותר ומשופר במעבדה של ד"ר דונלד אדוארדס (ג'ורג'יה סטייט) על ידי בוגר סטודנט שלו לשעבר ד"ר פאדי עיסא א לשעבר דוקטורט שלו עמית ד"ר Jens Herberholz. שיפורים נוספים נעשו ויישומים המחקר החדש נבדקו במעבדה של ד"ר Jens Herberholz באוניברסיטת מרילנד. אני רוצה להודות לעמית ד"ר דוד שלי Yager שנתת לי להשתמש במערכת במהירות גבוהה שלו וידאו מחקר מעוזרי דוד רוטשטיין וויליאם Liden לעזרה עם הניסויים.
References
- Herberholz, J., Issa, F. A., Edwards, D. H. Patterns of neural circuit activation and behavior during dominance hierarchy formation in freely behaving crayfish. J. Neurosci. 21, 2759-2767 (2001).
- Herberholz, J., Sen, M. M., Edwards, D. H. Escape behavior and escape circuit activation in juvenile crayfish during prey-predator interactions. J. Exp. Biol. 207, 1855-1863 (2004).
- Liden, W. H., Herberholz, J. Behavioral and neural responses of juvenile crayfish to moving shadows.J. Exp. Biol. 211, 1355-1361 (2008).
- Finley, L. A., Macmillan, D. L. An analysis of field potentials during different tailflip behaviours in crayfish. Mar. Freshw. Behav. Physiol. 35, 221-234 (2002).
- Eaton, R. C., Lee, R. K. K., Foreman, M. B. The Mauthner cell and other identified neurons of the brainstem escape network of fish. Prog. Neurobiol. 63, 467-485 (2001).
- Canfield, J. G. Some voluntary C-bends may be Mauthner neuron initiated. J. Comp. Physiol. A. 193, 1055-1064 (2007).
- Wöhl, S., Schuster, S. The predictive start of hunting archer fish: a flexible and precise motor pattern performed with the kinematics of an escape C-start. J. Exp. Biol. 210, 311-324 (2007).
- Fricke, R. A. Development of habituation in the crayfish due to selective weakening of electrical synapses. Brain Res. 322, 139-143 (1984).
- Beall, S. P., Langley, D. J., Edwards, D. H. Inhibition of escape tailflip in crayfish during backward walking and the defense posture. J. Exp. Biol. 152, 577-582 (1990).
