यहाँ हम भोजन व्यवहार के दौरान इन मांसपेशियों की भूमिकाओं को समझने के लिए समुद्री मोलस्क Aplysia Californica के खिला तंत्र के लिए आंतरिक मांसपेशियों के न्यूनतम इनवेसिव सर्जिकल घाव के लिए एक प्रोटोकॉल पेश करते हैं।
Aplysia Californica सीखने और व्यवहार के तंत्रिका नियंत्रण का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल प्रणाली है. इस जानवर एक अर्द्ध खुला संचार प्रणाली है, यह किसी भी महत्वपूर्ण क्षति के कारण के बिना अपनी आंतरिक संरचनाओं के कई का उपयोग करने के लिए संभव बना रही है. कई जोड़तोड़ आसानी से दोनों विवो में और इन विट्रो में प्रदर्शन किया जा सकता है, यह व्यवहार और तंत्रिका circuitry के विश्लेषण के लिए एक अत्यधिक पथ्य मॉडल बना रही है. भोजन लोभी के भीतर मांसपेशियों के कार्यों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हमने जानवर के मुख्य शरीर गुहा को खोले बिना या खिलाए गए अंग की बाहरी परतों को नुकसान पहुंचाए बिना उन्हें घाव करने के लिए एक तकनीक विकसित की है (यानी, मुख द्रव्यमान)। इस तकनीक में, लोभी आंशिक रूप से everted है, पेशी के लिए सीधी पहुँच की अनुमति. इस प्रक्रिया जानवरों को जल्दी और मज़बूती से ठीक करने के लिए अनुमति देता है. यह I7 मांसपेशियों और उप-राडुलर फाइबर घाव करने के लिए संभव बना दिया है, हमें दिखाने के लिए कि दोनों मांसपेशियों काफी विवो में खोलने के लिए योगदान करने की अनुमति.
Aplysia Californica की खिला प्रणाली सीखने और स्मृति1को समझने के लिए एक मॉडल प्रणाली के रूप में उपयोग का एक लंबा इतिहास है , प्रेरित व्यवहार2,3, और व्यवहार के बीच बातचीत , biomechanics और 4खिलाके दौरान तंत्रिका नियंत्रण . यह अत्यधिक सुलभ तंत्रिका circuitry है, बड़े की एक अपेक्षाकृत छोटी संख्या के साथ, पहचाने जाने योग्य न्यूरॉन्स. जानवर एक अर्द्ध खुला संचार प्रणाली है, यह महत्वपूर्ण नुकसान के कारण के बिना अपनी आंतरिक संरचनाओं के कई का उपयोग करने के लिए संभव बना रही है. यह भी दोनों विवो में और इन विट्रो में कई जोड़तोड़ के लिए मजबूत है, यह व्यवहार और तंत्रिका circuitry के विश्लेषण के लिए एक अत्यधिक पथ्य मॉडल बना रही है.
तंत्रिका पैटर्न है कि खिला व्यवहार को जन्म देने को समझने के लिए, यह नरम संरचना है कि खिला अंग, मुख द्रव्यमान4बनाता है के अंतर्निहित यांत्रिकी का वर्णन करने के लिए महत्वपूर्ण है. जबकि बाहरी मांसपेशियों की विशेषता के लिए काम किया गया है जो मुख द्रव्यमान5,6, मुख द्रव्यमान के भीतर अंतर्निहित संरचना की आंतरिक मांसपेशियों को बनाते हैं जो लोभी की सतह को नियंत्रित करता है, ओडोन्टोफोर, काफी हद तक vivo प्रयोग में करने के लिए दुर्गम. हालांकि इन मांसपेशियों में से कुछ के कार्यों पर इन विट्रो अध्ययन में किया गया है7,8, इन मांसपेशियों के लिए सीधी पहुँच की कमी यह बरकरार में उनकी भूमिका का अध्ययन करने के लिए मुश्किल बना दिया है, जानवरों व्यवहार.
एप्लासिया या इसी प्रकार की मोलस्कन प्रजातियों में इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण या घावों के लिए अधिकांश तकनीकों के लिए शरीर की दीवार9,10,11,12को खोलने की आवश्यकता होती है . शरीर की दीवार खोलने उपकला चोट का कारण बनता है, और चीरा सुरक्षित रूप से hemolymph भागने को रोकने के लिए बंद किया जाना चाहिए. इससे भी अधिक गंभीर कठिनाइयों जब Aplysia के लोभी के भीतर की मांसपेशियों तक पहुँचने का प्रयास कर रहे हैं (रेडुलर सतह के भीतर या ओडोन्टोफोर के भीतर मांसपेशियों): मुख्य शरीर गुहा के माध्यम से प्रवेश करने के बाद, एक तो कुछ के माध्यम से जाना चाहिए आंतरिक संरचनाओं तक पहुँच प्राप्त करने के लिए मुख द्रव्यमान की पेशी दीवार का भाग (चित्र 1क) इस संचित चोट और उपयोग की कठिनाई पारंपरिक साधन समस्याग्रस्त के माध्यम से दृष्टिकोण बना दिया है क्योंकि जानवरों को अच्छी तरह से इन सर्जरी से ठीक नहीं है (पूर्ण eversions के साथ जानवरों की, केवल 17% किसी भी खिला क्षमता हासिल की, एन $ 12. लगभग 85% गैर-उत्क्रमित जंतुओं को भोजन करने की क्षमता प्राप्त हुई, छ – 84)।
I7 मांसपेशी, जो एक radular सलामी बल्लेबाज8के रूप में विशेषता है, ओडोन्टोफोर ही अंदर गहरी है, आगे जटिल पहुँच. यह रडुलर डंठल के आधार के बीच फैला हुआ है (चित्र 1ैक ) और रडुलर सतह के नीचे, ओडोन्टोफोर में लुमेन के माध्यम से (चित्र 1ै) . I7 मांसपेशियों के तीन पक्षों पर मांसपेशियों की दीवारों रहे हैं, और चौथी दीवार रेडुलर डंठल के होते हैं. एक biomechanical अध्ययन के प्रयोजनों के लिए, इन संरचनाओं में से किसी के लिए प्रमुख हानि खिला तंत्र के सामान्य समारोह समझौता होगा. हम जबड़े के माध्यम से बाहर odontophore काम करने का एक उपन्यास दृष्टिकोण विकसित की है, और पतली करने के लिए एक चीरा के माध्यम से सर्जरी का आयोजन, कि यह I7 मांसपेशियों घाव करने के लिए संभव बना दिया, साथ ही नव निर्धारित ठीक मांसपेशी फाइबर कि राडुलर सतह के ठीक नीचे चलता है, जिसे हम उप-राडुलर रेशों के रूप में संदर्भित करते हैं (चित्र 1ब्)।
चित्र 1: परमाणु अवलोकन. (ए) अप्सरा के भीतर मुख द्रव्यमान का स्थान। (बी) ओडोन्टोफोर की बाहरी शरीर रचना। रेडुला और रैडुलर थैली की सतह पीले रंग की होती है; ओडोन्टोफोर रचना मांसपेशियों को उनके वास्तविक रंगों के आधार पर लाल रंग में दिखाया जाता है। (ग) ओडोन्टोफोर का धनुभाग, उप-राडुलर रेशों (वक्रित गुलाबी रेखा) और I7 मांसपेशी (सीधे गुलाबी रेखा) का स्थान दर्शाता है। I6 मांसपेशियों के क्रॉस अनुभाग गहरे लाल रंग में दिखाया गया है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
प्रोटोकॉल के भीतर सबसे महत्वपूर्ण कदम यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि जानवर पूरी तरह से एनेस्थेटाइज़ किया गया है, और यह कि मुख द्रव्यमान का उत्क्रमन अंतर्निहित मांसपेशियों तक पहुंचने के लिए पर्याप्त है। यह इन चरणों को सही करने के लिए कुछ अभ्यास की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन एक बार वे महारत हासिल कर रहे हैं, सर्जरी से उपज के लिए सभी प्रयोगों के 85% से अधिक होने की संभावना है किया. प्रोटोकॉल को ठीक से संशोधित करने और समस्या निवारण करने का सबसे महत्वपूर्ण तरीका यह है कि आंतरिक मांसपेशियों के स्थानों को जांचकर्ता को पूरी तरह से स्पष्ट कर सकें ताकि मुख द्रव्यमान के विच्छेदन करने में समय व्यतीत किया जाए। क्योंकि राडुलर सतह के माध्यम से सुझाव चीरा अनिवार्य रूप से अंतर्निहित उप-राडुलर फाइबर के लिए कुछ नुकसान का कारण बनता है, यह इन फाइबर के विशिष्ट क्षेत्रों से बचने के लिए चीरा की सटीक स्थान को संशोधित करने के लिए उपयुक्त हो सकता है.
शल्य तकनीक की एक सीमा यह है कि यह इस तरह के protraction की ताकत के रूप में प्रतिक्रियाओं को खिलाने पर गैर विशिष्ट प्रभाव हो सकता है. इस सीमा को दूर करने के लिए एक ही रास्ता जानवरों को अपने स्वयं के नियंत्रण के रूप में सेवा करने के लिए है। इसके अलावा, यह विशिष्ट मांसपेशियों को हटाने के अलावा पूरे शल्य प्रोटोकॉल के अधीन है जो एक शर्म घाव समूह के लिए महत्वपूर्ण है (यानी, I7 या SRFs). इन सुझावों का पालन करके, एक अन्वेषक जानवरों के बीच परिवर्तनशीलता के प्रभाव को कम करने और सर्जरी के गैर विशिष्ट प्रभाव का एक आंतरिक उपाय होगा.
पिछले काम ने शरीर की दीवार के माध्यम से घाव या नसों से13,14, या मांसपेशियों15,16,17को रिकॉर्ड करने के लिए दृष्टिकोण का उपयोग किया है . हमारी प्रयोगशाला में, हम वास्तविक रूप से देखा है कि शरीर की दीवार चीरों अक्सर हेमोलिम्फ का एक महत्वपूर्ण नुकसान और शरीर की मात्रा के इस प्रकार के साथ कर रहे हैं. जानवरों को अक्सर इससे उबरने के लिए कई दिनों की आवश्यकता होती है, और यदि शरीर की दीवार घाव सावधानी से सीवन नहीं है, तो जानवर ठीक नहीं हो सकते हैं। इसके अलावा, जानवरों के पोस्टमार्टम परीक्षा चीरा और एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (वास्तविक टिप्पणियों) के आसपास काफी scarring से पता चलता है। इसके विपरीत, जानवरों hemolymph का कोई नुकसान नहीं दिखा या यहाँ वर्णित प्रोटोकॉल से वसूली के बाद शरीर की मात्रा में परिवर्तन ( 96 जानवरों में टिप्पणियों के आधार पर).
तकनीक के भविष्य के अनुप्रयोगों यह Aplysia के खिला तंत्र के भीतर अन्य मांसपेशियों के लिए विस्तार कर सकते हैं, और अन्य जानवरों के लिए. हम I7 मांसपेशियों और उप-राडुलर फाइबर को हटाने पर ध्यान केंद्रित किया है. ये एक ही सामान्य शल्य चिकित्सा तकनीक भी odontophore के अन्य मांसपेशियों के अधिकांश के लिए उपयोग की अनुमति. इनमें से कुछ, जैसे I5 मांसपेशियों के आंतरिक भाग, सबसे अच्छा रेडुलर सतह के माध्यम से पहुँचा रहे हैं. दूसरों, I4 के भीतर पत्रक की तरह, बेहतर odontophore के बाहरी उपकला के माध्यम से पहुँचा जा सकता है. हम प्रारंभिक परीक्षण किया है, जहां आंशिक रूप से everted odontophore के राडुलर फांक के तहत एक चीरा एक sharpened हुक के लिए उपयोग की अनुमति दी है कि तब odontophore के भीतर एक और मांसपेशी घाव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, मांसपेशियों I88. क्योंकि यहां वर्णित सर्जिकल प्रोटोकॉल मुख्य शरीर गुहा को नहीं खोलता है, इसलिए कोई suturing की आवश्यकता नहीं है।
प्रोटोकॉल है कि हम वर्णित है नरम ऊतक संरचनाओं पर काम कर रहे अन्य जांचकर्ताओं के लिए सामान्य हित का हो सकता है कि अन्यथा हेरफेर करने के लिए मुश्किल हो जाएगा, उदा, अन्य मोलस्क के खिला उपकरण. अधिक आम तौर पर, इस प्रोटोकॉल जीभ, चड्डी या स्पर्श कोंपल18के रूप में नरम संरचनाओं के विश्लेषण के लिए अन्य उपन्यास शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण सुझाव सकता है.
The authors have nothing to disclose.
हम कड़ी मेहनत है कि शेरी Niggel, Sisi लू, और जॉय वू में सुधार लाने और इन प्रोटोकॉल मान्य में डाल स्वीकार करना चाहते हैं. यह काम एनएसएफ अनुदान IOS 1754869 द्वारा समर्थित किया गया था.
Blunt forceps | Fine Science Tools | 11210-10 | 2 pair |
Scalpel blade (#11) | Fine Science Tools | 10011-00 | |
Spring scissors | Fine Science Tools | 15024-10 | |
Webcam | Logitech | c920 | for recording data |