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टेलीओस्ट की घ्राण तंत्रिका से अतिरिक्त बहु-इकाई रिकॉर्डिंग

Published: October 6, 2020 doi: 10.3791/60962
Automatic Translation
1, 1,2
1Centro de Ciências do Mar, 2Universidade do Algarve

Summary

घ्राण तंत्रिका से बाह्य कोशिकीय बहु-इकाई रिकॉर्डिंग समुद्री मछली में घ्राण संवेदनशीलता का आकलन करने के लिए एक संवेदनशील, मजबूत और प्रजनन योग्य विधि है। यह प्राथमिक संवेदी इनपुट रिकॉर्ड करता है और बाहरी लवणता से स्वतंत्र है।

Abstract

हाल के अध्ययनों से पता चला है कि महासागर एसिडिफिकेशन मछली में घ्राण संचालित व्यवहार को प्रभावित करता है । यह भाग में उच्च पीसीओ2/कमपीएच पानी में घ्राण संवेदनशीलता में कमी के कारण हो सकता है । सामान्य रूप से समुद्री मछली में महासागर अम्लीकरण, या घ्राण संवेदनशीलता के प्रभावों का आकलन करने के लिए, हम प्रस्ताव करते हैं कि घ्राण तंत्रिका से बाह्य बहु-इकाई रिकॉर्डिंग पसंद की विधि है। हालांकि आक्रामक, यह संवेदनशील, मजबूत, प्रजनन योग्य और बाहरी लवणता से स्वतंत्र है (उदाहरण के लिए इलेक्ट्रो-ओफैक्टोग्राम [ईओजी] के विपरीत)। इसके अलावा, यह किसी भी केंद्रीय प्रसंस्करण से पहले सीएनएस में एक प्राथमिक संवेदी इनपुट रिकॉर्ड करता है। हम बताते हैं कि यह विधि अस्थायी और गंध-निर्भर दोनों है, जो एकाग्रता-प्रतिक्रिया घटता का निर्माण करने और पता लगाने की थ्रेसहोल्ड की गणना करने के लिए अमीनो एसिड की एक श्रृंखला का उपयोग करके घ्राण संवेदनशीलता में कमी दिखा सकती है।

Introduction

मछली भोजन खोजने, शिकारियों से बचने, संभावित साथियों और प्रवास का आकलन करने, अन्य1,,2,,3सहित अपने जीवन के कई पहलुओं के लिए ओल्फैक्शन पर काफी भरोसा करती है। इसलिए, मछली में घ्राण संवेदनशीलता का आकलन (वे क्या गंध करते हैं? वे इन यौगिकों के प्रति कितने संवेदनशील हैं?) इन प्रक्रियाओं को पूरी तरह से समझने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, पर्यावरण पर मानवजनित प्रभाव, जैसे महासागर अम्लीकरण और प्रदूषण, घ्राण प्रणाली पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है, यहां तक कि स्बलथल स्तर पर भी, क्योंकि यह आवश्यक रूप से आसपास के पानी के साथ अंतरंग संपर्क में है4। वीवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में मछली में घ्राण संवेदनशीलता का आकलन करने के लिए पसंद का प्रयोगात्मक दृष्टिकोण है। तीन मुख्य तकनीकें उपलब्ध हैं: इलेक्ट्रो-घ्राण (ईओजी), घ्राण बल्ब से दर्ज इलेक्ट्रो-एंसेफेलोग्राम (ईईजी) और घ्राण तंत्रिका5से बहु-इकाई रिकॉर्डिंग।

इन तीन 6 में ईओजी का सबसे अधिक उपयोग कियाजाताहै . यह एक सीधा वर्तमान (डीसी) क्षेत्र घ्राण एपीथियम के ऊपर दर्ज की क्षमता है और उन घ्राण रिसेप्टर न्यूरॉन्स (ORNs) एक दिया गंध का जवाब के अभिव्यक्त जनरेटर क्षमता माना जाता है । हालांकि, जैसा कि यह मछली के अंदर के बजाय पानी में दर्ज किया जाता है, प्रतिक्रिया का आयाम न केवल मछली द्वारा उत्पन्न संकेत पर निर्भर करता है, बल्कि आसपास के पानी की चालकता पर भी है; चालकता (या प्रतिरोध कम) जितना अधिक होगा, उतना ही कम आयाम होगा। इसका मतलब यह हो सकता है कि ईओजी मीठे पानी की तुलना में समुद्री जल में एक कम संवेदनशील तरीकाहै।

घ्राण बल्ब से दर्ज ईईजी भी व्यापक रूप से मछली में घ्राण की जांच में प्रयोग किया जाता है। हालांकि, घ्राण बल्ब घ्राण संवेदी इनपुट8के लिए पहला आदेश प्रसंस्करण केंद्र है; यह अत्यधिक ग्लोमेरुली में व्यवस्थित है, और नतीजतन दर्ज की गई प्रतिक्रिया रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड की स्थिति पर काफी निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड का पता लगाने वाले ओआरएनएस से इनपुट घ्राण बल्बों के पार्श्व क्षेत्र में ग्लोमेरुली द्वारा संसाधित किया जाता है, जबकि विशिष्ट-व्युत्पन्न रसायनों से मध्य क्षेत्र9,10,,,11, 12,के लिए निर्देशित कियाजाताहै। गोलाकार इनपुट को घ्राण बल्ब के भीतर अत्यधिक स्थानीयकृत ग्लोमेरुली के लिए निर्देशित किया जा सकता है। प्रश्न में प्रजातियों की शरीर रचना पर भी निर्भर करता है, किसी दिए गए गंध के लिए आदर्श रिकॉर्डिंग स्थिति आसानी से सुलभ नहीं हो सकती है।

घ्राण तंत्रिका से बहु-इकाई रिकॉर्डिंग ऊपर उल्लिखित ईओजी और ईईजी के साथ मुख्य समस्याओं को दरकिनार करती है। के रूप में यह कार्रवाई की क्षमता रिकॉर्ड EPIthelium से बल्ब के लिए ORNs के अक्षतंप नीचे गुजर रहा है, यह एक प्राथमिक संवेदी संकेत है । और जैसा कि यह मछली के अंदर दर्ज किया जाता है, प्रतिक्रिया का आयाम बाहरी लवणता से स्वतंत्र है। फिर भी, निश्चित रूप से इसके कुछ नुकसान हैं। सबसे पहले, प्रजातियों की शारीरिक रचना के आधार पर, ईओजी की तुलना में घ्राण तंत्रिका को बेनकाब करने के लिए अधिक व्यापक सर्जरी की आवश्यकता होती है। दूसरे, क्योंकि संकेत EOG से छोटा है, यह थोड़ा और अधिक परिष्कृत की आवश्यकता है, और इसलिए महंगा है, उपकरण । जॉन कैप्रियो5द्वारा अन्य प्रयोगात्मक दृष्टिकोणों का सामान्य विवरण दिया गया है । इस लेख का उद्देश्य यह रेखांकित करना है कि इस तकनीक के उदाहरण के रूप में एमिनो एसिड गंधों के लिए वीवो में सीब्रेम(स्पारस ऑरेटा)के घ्राण तंत्रिका से बाह्य बहु-इकाई प्रतिक्रियाओं को कैसे रिकॉर्ड किया जाए, और इस तरह के प्रयोग में आने वाली कुछ और आम समस्याओं को कैसे पहचाना जाए, और दूर किया जाए।

Protocol

पशु रखरखाव और प्रयोग प्रमाणित प्रायोगिक सुविधाओं में किया गया था और पुर्तगाल के पशु चिकित्सा महानिदेशालय, कृषि मंत्रालय, ग्रामीण विकास और मत्स्य पालन मंत्रालय द्वारा एक ' समूह-1 ' लाइसेंस के तहत पुर्तगाली राष्ट्रीय कानून (डीएल 113/2013) का पालन किया गया । चूंकि इस प्रोटोकॉल में पशु हैंडलिंग शामिल है, इसलिए इसे स्थानीय और/या राष्ट्रीय निकाय द्वारा अनुमोदित किया जाना चाहिए जो वैज्ञानिक प्रयोगों में प्रयुक्त पशुओं के कल्याण को नियंत्रित करता है, इसके अतिरिक्त शोधकर्ताओं को ऐसी प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए उपयुक्त प्रशिक्षण और लाइसेंस की आवश्यकता है ।

1. उत्तेजना की तैयारी

नोट: अधिकांश मछलियों में अत्यधिक संवेदनशील घ्राण प्रणाली होती है, इस प्रकार प्रयोग में उपयोग की जाने वाली घ्राण उत्तेजनाओं को तैयार करते समय बहुत सावधानी बरती जानी चाहिए। उत्तेजनाओं को बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले ग्लासवेयर को 5% ब्लीच (सोडियम हाइपोक्लोराइट) में धोया जाना चाहिए, नल के पानी के साथ अच्छी तरह से धोया जाना चाहिए और सूख जाना चाहिए। तुरंत समुद्री जल के साथ अच्छी तरह से कांच के बर्तन कुल्ला का उपयोग करने से पहले (एक ही पानी उत्तेजना कमजोर पड़ने बनाने के लिए इस्तेमाल किया) । ध्यान रखें कि इस पानी में से कोई भी नंगे त्वचा के संपर्क में न आए।

  1. 10-2 एम एल-ग्लूटामाइन, एल-ल्यूसिन और एल-सेरीन की 100 एमएल बनाएं; उपयोग होने तक -20 डिग्री सेल्सियस पर प्रत्येक के 1 एमएल एलिकोट स्टोर करें।
  2. प्रयोग के दिन, इन एलिकोट्स, 10-3 एम से 10-7 एम समाधान (x10 कमजोर पड़ने के चरणों में) दोनों नियंत्रण और उच्च सीओ2 समुद्री जल का उपयोग करके तैयार करें।
    नोट: एल-सेरीन (10-3 एम) का उपयोग सकारात्मक नियंत्रण या मानक के रूप में किया जाएगा। उत्तेजनाओं के कमजोर करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी, और उत्तेजनाओं के समान ही इलाज करते हैं, लेकिन किसी भी गंध के अलावा, नकारात्मक नियंत्रण या खाली के रूप में उपयोग किया जाएगा।

2. नियंत्रण और उच्च सीओ2 पानी की तैयारी

  1. चारकोल-फ़िल्टर किए गए समुद्री जल के 1 एल एकत्र करके नियंत्रण पानी तैयार करें।
    1. पीएच जांच का उपयोग करके, पीएच की जांच करें; यह 8.2 के आसपास होना चाहिए। यदि नहीं, तो वायुमंडलीय हवा के साथ बुलबुला जब तक इस पीएच तक पहुंच जाता है ।
    2. क्षारीयता टिटरेटर का उपयोग करना पानी की क्षारीयता को मापता है।
    3. पानी के तापमान और लवणता को मापें।
  2. समुद्र के पानी के 1 एल को छानकर उच्च सीओ2 पानी तैयार करें, फिर वांछित पीएच तक पहुंचने तक बबल सीओ2।
    1. पीएच जांच का उपयोग करके, पीएच की जांच करें; यह 7.7 के आसपास होना चाहिए।
    2. क्षारीयता टिटरेटर का उपयोग करके, पानी की क्षारीयता को मापें।
    3. पानी के तापमान और लवणता को मापें।
  3. पानी में सीओ2 मापदंडों (जैसे,CO2Calc सॉफ्टवेयर13)की गणना करने के लिए डिज़ाइन किए गए सॉफ्टवेयर का उपयोग करके नियंत्रण और उच्च सीओ2 पानी दोनों में सीओ 2 दबाव निर्धारित करें।
    1. इनपुट विंडो में पानी पीएच, तापमान, लवणता और कुल क्षारीयता(चित्रा 1) केमूल्यों को जोड़ें।
    2. कॉन्स्टेंशन, यूनिट्स और स्केल्स का चयन करें (चित्र 2में अनुशंसित मान देखें)।
    3. सीओ 2 दबाव निर्धारित करने के लिए बटन प्रक्रिया दबाएं।
      नोट: चित्र 3 एक परिणाम पत्रक का एक उदाहरण दिखाता है ।

3. मछली की तैयारी

नोट: इस प्रोटोकॉल में 200−400 ग्राम का सीब्रेम उपयोग किया जाता है।

  1. MS222 (एथिल-3-अमीनोबेनजोएट मीथेनसुलफोनेट नमक) युक्त वाष्पित प्राकृतिक समुद्री जल में मछली के बाइमेरसियन को एनेस्थेटाइज करें। जब पूंछ चुटकी की प्रतिक्रिया बंद हो जाती है, तो पार्श्व मांसपेशी में न्यूरोमस्कुलर ब्लॉकर गैलामाइन ट्राइथिओडाइड (शारीरिक नमकीन में 10 मिलीग्राम-1) इंजेक्ट करें।
    नोट: इस्तेमाल किए जाने वाले संवेदनाहारी की एकाग्रता प्रजातियों के बीच भिन्न होती है; 200−400 ग्राम के सीब्रेम के लिए, 200 मिलीग्राम का उपयोग करें· एल-1 400 मिलीग्राम के साथ बफर· एल-1 नाएचसीओ3।
  2. एनेस्थेटाइज्ड मछली को तकिये के सपोर्ट पर रखें। सटीक आकार और आकार मॉडल प्रजातियों पर निर्भर करता है; सीब्रीम (200−400 ग्राम) के लिए, घर में बने गद्देदार वी-आकार के समर्थन का उपयोग करें।
  3. मुंह में एक सिलिकॉन ट्यूब (व्यास = 10 मिमी) रखें, ट्यूब को एनेस्थेटिक युक्त, वातित समुद्री जल के जलाशय में एक पनडुब्बी पंप से कनेक्ट करें, और ~ 100 mL·मिनट-1 *किलो-1पर गिलों पर पानी पंप करें।-1
    नोट: सिलिकॉन ट्यूब का आकार मछली के आकार पर निर्भर करेगा।
  4. फ्लैंक मांसपेशी में अर्थिंग पिन डालें और इसे एम्पलीफायर के सिर-चरण से जोड़ें)।
  5. मछली को नम कपड़े (या कागज तौलिया) के साथ केवल सिर के साथ कवर करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि कवर गिलों से पानी के बाहर निकलने में बाधा नहीं डालता है।
    नोट: आंखों को नम कागज/कपड़े या काले प्लास्टिक के टुकड़ों से ढका जा सकता है ।
  6. उत्तेजना-वितरण प्रणाली की ट्यूब को स्थिति, यानी, पृष्ठभूमि समुद्री जल की आपूर्ति से जुड़ी ग्लास ट्यूब, नथुने में।
    नोट: माइक्रो-हेमेटोरिट ट्यूब का उपयोग किया जा सकता है (लंबाई = 75 मिमी, आईडी = 1.15 मिमी, ओडी = 1.55 मिमी); इन्हें छोटी मछली के साथ उपयोग के लिए इलेक्ट्रोड खींचने वाले पर एक महीन बिंदु पर खींचा जा सकता है। यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि सर्जरी के दौरान घ्राण एपिथेलियम गीला रखा जाता है (नीचे वर्णित)।
  7. एक विच्छेदन माइक्रोस्कोप के तहत (घ्राण नसों आमतौर पर आंखों के बीच आंखों के बीच एक साथ चलाने) एक दंत चिकित्सा (आदर्श) या शौक (जैसे, ड्रेमेल) ड्रिल या जौहरी की पॉलिशर (दंत ड्रिल-बिट्स के साथ) की सहायता से आंखों के बीच खोपड़ी की त्वचा और हड्डी को हटाकर घ्राण नसों का पर्दाफाश करें ।
    1. सीब्रीम में, खोपड़ी के हिस्से को तुरंत आंखों के ऊपर हटा दें, एक परिपत्र देखा, आंखों के पीछे तक बस पूर्वकाल से उन्हें पीछे तक। फिर, एक ड्रिल बिट का उपयोग कर, आंखों के बीच हड्डी को हटा दें; घ्राण तंत्रिकाएं आंखों के बीच झूठ बोलती हैं।
  8. एक बार पर्याप्त हड्डी को मंजूरी दे दी गई है, ठीक संदंश का उपयोग कर नसों overlying वसा और संयोजी ऊतक को हटा दें; नसों को नुकसान न पहुंचाएं या किसी भी रक्त वाहिकाओं को पंचर न करें।
    नोट: अनुभव विच्छेदन को परिष्कृत करने में मदद करेगा; विच्छेदन जितना छोटा होगा, तैयारी उतनी ही स्थिर होगी। हालांकि, पर्याप्त ऊतक को मंजूरी दी जानी चाहिए; अनुभवहीन के लिए, जब घ्राण बल्ब सिर्फ दिखाई दे रहे हैं, थोड़ा और अधिक पूर्वकाल स्पष्ट करने के लिए नसों के हिस्से का पर्दाफाश के रूप में वे बल्ब में शामिल होने के लिए इलेक्ट्रोड की सही स्थिति की अनुमति है ।
  9. इलेक्ट्रोड को 3V डीसी स्रोत (उदाहरण के लिए, श्रृंखला में दो ए. ए. बैटरी) के नकारात्मक ध्रुव से जोड़कर उपयोग करने से पहले साफ करें और 20−30 एस के लिए शारीरिक नमकीन (या समुद्री जल पतला 1:3 मीठे पानी में) में टिप रखना; छोटे बुलबुले की एक सतत धारा टिप से आ रही देखा जाना चाहिए।
  10. एक बार घ्राण नसों को उजागर करने के बाद, रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड (माइक्रो-मैनिपुलेटर्स पर आयोजित) को एक स्थिति में डालें जो मानक (जैसे,10-3 एम एल-सेरीन) को अधिकतम प्रतिक्रिया देता है, और खाली करने के लिए न्यूनतम प्रतिक्रिया देता है। एक बारी वर्तमान (एसी) प्रीएम्प्लिफायर के सिर-चरण से जुड़े पैरिलीन-कोटेड टंगस्टन इलेक्ट्रोड(सामग्रीकी तालिका) का उपयोग करें।
    नोट: सीब्रीम में, अमीनो एसिड के लिए सबसे मजबूत प्रतिक्रियाएं आमतौर पर तंत्रिका के पार्श्व पक्ष में रखे इलेक्ट्रोड के साथ देखी जाती हैं, जहां यह घ्राण बल्ब में मिलती है। यह अन्य प्रजातियों के लिए सही हो सकता है, क्योंकि बल्ब का चमकदार संगठन प्रजातियों के बीच मोटे तौर पर समान है। हालांकि, अनुभव हमेशा सबसे अच्छा शिक्षक है ।

4. इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग

नोट: अधिकांश इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी के साथ, मल्टी-यूनिट रिकॉर्डिंग को फैराडे पिंजरे के भीतर रखने की आवश्यकता है। हालांकि, एक्सट्रासेलुलर रिकॉर्डिंग को आमतौर पर एंटी-वाइब्रेशन टेबल की आवश्यकता नहीं होती है; अधिकांश आंदोलन मछली से आएंगे। फिर भी, सूक्ष्म जोड़तोड़ खड़ा के चुंबकीय ठिकानों को सुरक्षित करने के लिए एक धातु की सतह के साथ एक मजबूत, स्थिर मेज की आवश्यकता होती है।

  1. एक प्रोत्साहन वितरण प्रणाली स्थापित करने के लिए स्वच्छ पृष्ठभूमि पानी से उत्तेजना युक्त पानी के लिए तेजी से स्विचन की अनुमति है, उदाहरण के लिए, एक सोनालिका संचालित तीन तरह के वाल्व का उपयोग करके । सामान्य आउटलेट को घ्राण रोसेट में पानी ले जाने वाली ट्यूब से कनेक्ट करें, और एक लाइन को समुद्री जल जलाशय में रखें और दूसरी परीक्षण समाधान में।
    नोट: जब वाल्व बंद है (डीसी वर्तमान गुजर द्वारा), पानी के प्रवाह पृष्ठभूमि पानी से स्विच है कि गंध युक्त । एकीकृत प्रतिक्रिया में एक स्पष्ट चोटी देखने के लिए काफी लंबे समय तक उत्तेजना दी जानी चाहिए, जिसके बाद आवास की अवधि होती है; वर्तमान प्रोटोकॉल में उपयोग किया जाने वाला समय 4 एस है, लेकिन प्रजातियों के आधार पर लंबा समय आवश्यक हो सकता है।
  2. वाल्व ड्राइवर को एनालॉग-डिजिटल कनवर्टर (जैसे, डिजिडाटा) के ट्रिगर से कनेक्ट करें; जब वाल्व पृष्ठभूमि से उत्तेजना युक्त लाइन के लिए बंद कर दिया है, यह डेटा की रिकॉर्डिंग शुरू कर देंगे । ट्रिगर इवेंट में रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए सॉफ्टवेयर को कॉन्फ़िगर करें और पूर्व निर्धारित अवधि (जैसे, 10 s) के लिए जारी रखें।
    नोट: दस सेकंड पर्याप्त होना चाहिए, लेकिन यह छोटा या लंबा किया जा सकता है, प्रयोगात्मक सवाल के आधार पर ।
  3. इस मामले में मानक,10-3 एम एल-सेरीन के साथ बार-बार परीक्षण (रिकॉर्डिंग और एकीकृत प्रतिक्रिया के आयाम को मापने) द्वारा तैयारी की स्थिरता की जांच करें, और 1 मिनट को लगातार उत्तेजनाओं के बीच बीतने की अनुमति दें।
    नोट: प्रजातियों और गंध पर कुछ हद तक निर्भर करता है, प्रतिक्रियाओं में एक दूसरे के 10% के भीतर एक आयाम होना चाहिए (अंगूठे के नियम के रूप में), और एक तेजी से शुरुआत होनी चाहिए, अधिकतम गतिविधि में वृद्धि होनी चाहिए, और उत्तेजना अनुपस्थित होने के बाद बेसलाइन पर लौटना चाहिए(चित्र 4)।
  4. नियंत्रण समुद्र के पानी में अमीनो एसिड के लिए घ्राण तंत्रिका प्रतिक्रियाओं को रिकॉर्ड करें (सबसे कम से उच्चतम एकाग्रता तक) और 1 मिनट को लगातार उत्तेजनाओं के बीच बीतने की अनुमति दें।
    नोट: यह संभव है कि, कुछ प्रजातियों और/या कुछ गंध के लिए, और अधिक समय आवश्यक है । लेकिन अमीनो एसिड और सीब्रीम के लिए, 1 मिनट पर्याप्त है।
  5. 10-3 एम सेरीन और एक नियंत्रण पानी खाली समाधान के लिए प्रतिक्रिया रिकॉर्ड।
  6. उच्च सीओ2 समुद्री जल के साथ बोतल में पृष्ठभूमि लाइन रखकर, उच्च सीओ2 समुद्री जल के लिए नियंत्रण समुद्री जल से पृष्ठभूमि पानी बदलें।
    नोट: पानी को छूने से बचने और ट्यूब के अंत को सुनिश्चित करने के लिए उत्तेजना और पृष्ठभूमि रेखाओं के अंत में एक और हेमटोक्रिट ट्यूब (या समकक्ष) डालने की सलाह दी जाती है।
  7. उच्च सीओ2 समुद्री जल में अमीनो एसिड के लिए घ्राण तंत्रिका की प्रतिक्रिया का परीक्षण करने से पहले, कुछ मिनटों के लिए घ्राण एपिथेलियम पर उच्च सीओ2 पानी का पालन करके उच्च सीओ2 पानी के साथ घ्राण एपिथेलियम की स्थिति।
    नोट: अनुभव से पता चला है कि, समुद्री के लिए, 5 मिनट पर्याप्त है ।
  8. उच्च सीओ2 समुद्री जल (सबसे कम से उच्चतम एकाग्रता) में अमीनो एसिड के लिए घ्राण तंत्रिका प्रतिक्रियाओं को रिकॉर्ड करें।
  9. एक उच्च सीओ2 पानी खाली समाधान के लिए प्रतिक्रिया रिकॉर्ड।
  10. 10-3 एम सेरीन और एक नियंत्रण पानी खाली समाधान के लिए प्रतिक्रिया रिकॉर्ड।
    नोट: कच्चे सिग्नल (तंत्रिका गतिविधि) को फ़िल्टर किया जाना चाहिए (2,000−5,000 हर्ट्ज, उच्च पास 50−300 हर्ट्ज) के आसपास कम पास और एक एनालॉग-डिजिटल कनवर्टर(सामग्री की तालिका) कोपारित किया जाना चाहिए। तंत्रिका गतिविधि के आसान मात्राकरण के लिए, कच्चे सिग्नल को एक टपका हुआ इंटीग्रेटर(सामग्री की तालिका)का उपयोग करके एकीकृत भी किया जा सकता है और एनालॉग-डिजिटल कनवर्टर को पारित किया जा सकता है, और वहां से, उचित सॉफ्टवेयर (जैसे, एक्सोस्कोप) चलाने वाले कंप्यूटर के लिए कच्चे और एकीकृत दोनों संकेत।

5. डेटा विश्लेषण

  1. सभी उत्तेजनाओं के लिए एकीकृत प्रतिक्रियाओं के आयाम से खाली (एमवी में) के लिए एकीकृत प्रतिक्रिया के आयाम को घटाएं।
  2. मानक (10-3 एम सेरीन) के लिए पिछली प्रतिक्रिया के आयाम को विभाजित करके उत्तेजनाओं के लिए प्रतिक्रियाओं को सामान्य करें; यह अंतर और अंतर-मछली परिवर्तनशीलता को कम करता है।
  3. सूत्र लॉग(एन + 1.5) =एक लॉग सी + बी,जहां सी मोलर एकाग्रता है, एन सामान्यीकृत प्रतिक्रिया आयाम है, और एक और बी स्थिर,7,14के अनुसार, एकाग्रता-प्रतिक्रिया घटता (एक अर्द्ध logarithmic भूखंड पर) के रैखिक प्रतिगमन द्वारा पता लगाने की थ्रेसहोल्ड की गणना करें ।
    नोट: पता लगाने की दहलीज तो एक्स के लिए मूल्य है, जहां y = 0.1761 (यानी, लॉग 1.5; एन = 0); एकाग्रता जिसके ऊपर एक प्रतिक्रिया देखी जाएगी (यानी, मछली इसे सूंघ सकती है)। कुछ गंध ों ने अर्ध-लॉगरिथमिक रूप से प्लॉट किए जाने पर सिग्मोइडल एकाग्रता-प्रतिक्रिया घटता पैदा किया (उदाहरण के लिए, कैल्शियम15,,16;इस मामले में, सामान्यीकृत डेटा को तीन पैरामीटर हिल प्लॉट में फिट किया जा सकता है जो अधिकतम प्रतिक्रिया आयाम और ईसी50 (यानी, [ओडोरेंट] देगा जो आधा अधिकतम प्रतिक्रिया देता है; संवेदनशीलता का एक उपाय भी)।
  4. पता लगाने की थ्रेसहोल्ड और/या अधिकतम प्रतिक्रिया आयाम और नियंत्रण पानी में परीक्षण उत्तेजनाओं के चुनाव आयोग५० और उच्च सीओ2 पानी में परीक्षण उन की तुलना करें ।

Representative Results

सकारात्मक नियंत्रण के लिए एक विशिष्ट प्रतिक्रिया (10-3 एम एल-सेरीन; चित्रा 4ए)और नकारात्मक नियंत्रण (खाली; आंकड़ा 4बी) एक सीब्रीम की घ्राण तंत्रिका से दर्ज चित्र 4 में दिखायागया है । उत्तेजना की उपस्थिति में (काला क्षैतिज बार; घ्राण गुहा में, घ्राण एपिथेलियम के संपर्क में), गतिविधि में तेजी से वृद्धि (एकीकृत संकेत के ऊपर के विक्षेप में परिलक्षित) उत्तेजना शुरुआत के लगभग एक सेकंड के भीतर एक चोटी पर ध्यान दें, इसके बाद आवास की अवधि (जबकि उत्तेजना अभी भी मौजूद है), और उत्तेजना समाप्त हो जाने के बाद बेसलाइन गतिविधि पर वापसी। प्रतिक्रिया का पूर्ण आयाम इलेक्ट्रोड स्थिति पर अत्यधिक निर्भर है; यदि कम आयाम प्रतिक्रिया दर्ज की जाती है, तो इलेक्ट्रोड पदों को बदलने का प्रयास करें। चोटी की गतिविधि में धीमी वृद्धि ट्यूब के कारण हो सकती है जो घ्राण एपिथेलियम में उत्तेजना युक्त पानी ले जाती है; नाक-ट्यूब को एपिथेलियम के करीब ले जाने की कोशिश करें (लेकिन छू नहीं)। ध्यान दें कि, इसके विपरीत, खाली कम या कोई प्रतिक्रिया नहीं उदाहरण भी देते हैं। खाली करने के लिए एक महत्वपूर्ण सकारात्मक प्रतिक्रिया (यानी, गतिविधि में वृद्धि) उत्तेजनाओं के कमजोर करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी के प्रदूषण का संकेत दे सकती है; साफ पानी (और कांच के बर्तन) के साथ ताजा कमजोर पड़ने को हल करना चाहिए। यदि नहीं, तो पानी की प्रणाली (सक्रिय चारकोल फिल्टर सहित) की अधिक गहन सफाई आवश्यक हो सकती है। एक नकारात्मक प्रतिक्रिया (यानी, गतिविधि में कमी) प्रवाह दर में मामूली परिवर्तन का संकेत हो सकता है जब वाल्व के कारण बंद कर दिया जाता है, उदाहरण के लिए, वाल्व में रुकावट।

एल-ल्यूसिन (10-7 एम से 10-3 मीटर) के मामले-7 में इस मामले में-3 एक विशिष्ट एकाग्रता-प्रतिक्रिया वक्र (प्लॉट डे-लॉगरिथमिक रूप से), चित्र 5एमें दिखाया गया है। ध्यान दें कि गंध की सांद्रता में वृद्धि गतिविधि में तेजी से बड़ी वृद्धि पैदा करती है, और इसलिए, एकीकृत प्रतिक्रियाओं के आयाम में। सामान्यीकृत डेटा का एक भूखंड, और उनके संबंधित रैखिक प्रतिगमन, चित्र 5बीमें दिखाया गया है । पता लगाने की अनुमानित सीमा की गणना एक्स के मूल्य से की जा सकती है जब y = 0.1761 (यानी, log1.5; जहां एन = 0)। इस मामले में, यह मूल्य -7.48 है; यही है, इस मछली में एल-ल्यूसिन के लिए गणना की गई सीमा 10-7.48 मीटर है। एक्सपोनेंट α इसी तरह एक लॉग-लॉग प्लॉट पर सामान्यीकृत डेटा के रैखिक प्रतिगमन से अनुमान लगाया जा सकता है; लॉगएन = αlog [गंध] + स्थिर। इसके बाद कारक γ एक लॉग इकाई द्वारा प्रतिक्रिया आयाम को बढ़ाने के लिए आवश्यक गंध एकाग्रता में वृद्धि देता है; यानी, यह एकाग्रता की तेजी का अनुमान है - प्रतिक्रिया वक्र17. इस उदाहरण में, α = 0.277 और γ = 3.61; इसलिए, प्रतिक्रिया आयाम दस गुना (यानी, एक लॉग इकाई; log10 = 1) को बढ़ाने के लिए, उत्तेजना एकाग्रता को 103.61गुना (4,074 गुना) तक बढ़ाने की आवश्यकता है।

एल-ग्लूटामाइन के मामले में अर्ध-लॉगरिथमिक रूप से प्लॉट किए जाने पर एक विशिष्ट सिग्मोइडल एकाग्रता-प्रतिक्रिया वक्र(चित्रा 6ए) को चित्र 6बीमें दिखाया गया है। प्रतिक्रिया आयाम में एक समान एकाग्रता पर निर्भर वृद्धि देखी जाती है; हालांकि, उच्च सांद्रता पर, यह वृद्धि कम हो जाती है ताकि प्रतिक्रिया आयाम अधिकतम(एनअधिकतम) तक पहुंचजाए। यह डेटा को तीन पैरामीटर हिल समीकरण में फिट करने की अनुमति देता है:
Equation 1

इस तरह, ईसी50 (गंध एकाग्रता जिस पर 50% अधिकतम प्रतिक्रिया पैदा की जाती है) और पहाड़ी सह-कुशल (सिग्मोइडल वक्र के रैखिक भाग की ढलान की तेजी का एक उपाय) की गणना की जा सकती है।

Figure 1
चित्रा 1: सॉफ्टवेयर स्क्रीनशॉट कार्यक्रम CO2Calc से इनपुट विंडो दिखा रहा है। हाइलाइट किए गए (लाल बक्से) कार्बोनेट पैरामीटर गणना के लिए आवश्यक क्षेत्र हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: सॉफ्टवेयर स्क्रीनशॉट उपयुक्त स्थिरांक, इकाइयों और तराजू के लिए इनपुट विंडो दिखा रहा है। दिखाए गए मूल्यों की सिफारिश उन परिस्थितियों के लिए की जाती है जिनके तहत वर्णित प्रयोग किए गए थे; वे बदल सकते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3: परिणाम विंडो दिखाता सॉफ्टवेयर स्क्रीनशॉट। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: विशिष्ट बहु-इकाई प्रतिक्रियाएं10-3 एम एल-सेरीन (ए) और ब्लैंक (बी) के जवाब में वीवो में सीब्रेम की घ्राण तंत्रिका से अतिरिक्त रूप से दर्ज की गईं। ऊपरी निशान एकीकृत प्रतिक्रियाओं को दिखाते हैं और निचले निशान कच्चे (तंत्रिका) संकेत दिखाते हैं। एसटीआईमुली को घ्राण एपिथेलियम (क्षैतिज बार) पर लागू किया गया था। एक्सपोजर के 1 एस के दौरान गतिविधि में तेजी से वृद्धि, गतिविधि में एक चोटी, आवास की अवधि के बाद ध्यान दें (जबकि गंध अभी भी एपिथेलियम को दिया गया था) और एक बार गंध वितरण बंद हो जाने के बाद बेसलाइन स्तर पर वापसी। किसी भी गंध (खाली) को जोड़ने के अपवाद के साथ, गंध कमजोर पड़ने के समान ही इलाज किए गए पानी के साथ उत्तेजना के बाद गतिविधि में कम या कोई वृद्धि नहीं देखी जाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: एल-ल्यूसिन के लिए विशिष्ट एकाग्रता-प्रतिक्रिया वक्र वीवो में घ्राण तंत्रिका से अतिरिक्त रूप से दर्ज किया गया। (क)घ्राण एपिथेलियम (क्षैतिज सलाखों) पर लागू एल-ल्यूसिन की सांद्रता 10-7 मीटर से बढ़कर 10-3 मीटर हो जाती है, इसलिए तंत्रिका में गतिविधि में सहवर्ती वृद्धि देखी जाती है ।-7 -3 ऊपरी निशान एकीकृत प्रतिक्रियाओं को दिखाते हैं और निचले निशान कच्चे (तंत्रिका) संकेत दिखाते हैं। (ख)सामान्यीकृत डेटा के रैखिक प्रतिगमन (आर2 = 0.97) ने अर्ध-लॉगरिथमिक रूप से लॉग के लिए मूल्य के रूप में पता लगाने की सीमा की गणना करने के लिए प्लॉट किया [एल-ल्यूसिन] जब लॉग(एन + 1.5) = 0.1761 (यानी, जहां एन = 0)। इस उदाहरण में, यह मूल्य -7.48 है; इस मछली में एल-ल्यूसिन के लिए पता लगाने की अनुमानित सीमा इसलिए 10-7.48 एम है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6: एल-ग्लूटामीन के लिए विशिष्ट एकाग्रता-प्रतिक्रिया वक्र वीवो में घ्राण तंत्रिका से अतिरिक्त रूप से दर्ज किया गया। (क)घ्राण एपिथेलियम (क्षैतिज सलाखों) पर लागू एल-ग्लूटामाइन की सांद्रता 10-7 मीटर से बढ़कर 10-3 मीटर हो जाती है, इसलिए तंत्रिका में गतिविधि में सहवर्ती वृद्धि देखी जाती है ।-7 -3 ऊपरी निशान एकीकृत प्रतिक्रियाओं को दिखाते हैं और निचले निशान कच्चे (तंत्रिका) संकेत दिखाते हैं। (ख)सामान्यीकृत डेटा का अर्ध-लॉगरिथम प्लॉट तीन पैरामीटर हिल समीकरण (आर2 = 0.99) में फिट किया गया। इस उदाहरण के लिए, गणना की गई ईसी50 = 3.11 माइक्रोन, और हिल सह-कुशल = 0.565)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Discussion

वर्तमान अध्ययन में समुद्री जलकृषि में बहुत महत्व की समुद्रीगौरैया (एस ऑरेटा)के घ्राण तंत्रिका से बहु-इकाई (बाह्य) रिकॉर्डिंग के उपयोग का वर्णन किया गया है । हालांकि, इस प्रयोगात्मक दृष्टिकोण मोटे तौर पर अन्य मछली के लिए लागू किया जा सकता है; इलेक्ट्रोड की सर्जरी और सटीक प्लेसमेंट स्पष्ट रूप से घ्राण प्रणाली के शरीर रचना विज्ञान पर निर्भर करेगा, और एनेस्थेटिक की पसंद और एकाग्रता अध्ययन के तहत प्रजातियों पर निर्भर हो सकती है। उदाहरण के लिए, सुनहरी(कैरसियस ऑरटस)की घ्राण तंत्रिका छोटी है; इस मामले में, घ्राण बल्ब से ईईजी रिकॉर्ड करना आसान होगा। गंध का चुनाव कुछ हद तक प्रजातियों पर भी निर्भर कर सकता है। वर्तमान अध्ययन में अमीनो एसिड का इस्तेमाल किया गया। जहां तक लेखकों को पता है, आज तक जांच की गई सभी मछली प्रजातियों में अमीनो एसिड1, 18,18के लिए घ्राण संवेदनशीलता है। यह संवेदनशीलता को फंसाया गया है खाद्य स्थान, रासायनिक संचार और प्रसव के पानी की मान्यता19,20, 21,,22,,,23जैसी विविध प्रक्रियाएं हैं ।,22 हालांकि, विभिन्न प्रजातियों की संवेदनशीलता, मोटे तौर पर बोल रही है, बल्कि समान है और जीवन शैली या आवास पर निर्भर नहीं है । वे भी अच्छी तरह से परिभाषित अणुओं रहे है और सस्ते और आसानी से उपलब्ध हैं । ये कारण उन्हें मछली में ओल्फैक्शन पर अध्ययन के लिए आदर्श परीक्षण उत्तेजनाएं बनाते हैं, विशेष रूप से मानवजनित गड़बड़ी (जैसे, अम्लीकरण या प्रदूषण) के प्रभावों की जांच करने वाले, जहां परिणामों की तुलना24प्रजातियों में आसानी से की जा सकती है।

प्रश्न में प्रजातियों के आधार पर, बहु-इकाई रिकॉर्डिंग की तैयारी कई घंटों तक स्थिर रह सकती है; आंतरिक मानक (वर्तमान अध्ययन में 10-3 एम एल-सेरीन) के जवाब का आयाम लगातार परीक्षणों के बीच 10% से अधिक भिन्न नहीं होना चाहिए। अंगूठे के इस नियम से कोई भी महत्वपूर्ण विचलन के कारण हो सकता है: (i) मछली के आंदोलन, और इसलिए इलेक्ट्रोड और/या नाक ट्यूब के विस्थापन; (ii) पानी का संदूषण, उदाहरण के लिए, प्रयोगकर्ता के हाथों के संपर्क में आने से (विशेष रूप से यदि किसी दिए गए गंध की कम सांद्रता उच्च सांद्रता की तुलना में बड़ी प्रतिक्रियाएं देती है); या (iii) तैयारी की सेहत में गिरावट) । मामले में (i), मछली को स्थानांतरित करने के लिए जांच की जानी चाहिए; यदि हां, तो इसे फिर से स्थान दें, और पानी में अधिक संवेदनाहारी जोड़ें और/या गैलामाइन ट्राइथिओडाइड की एक और खुराक दें । 5 मिनट की अनुमति दें और मानक को फिर से जांचें। यदि प्रतिक्रिया अभी भी छोटी है, तो इलेक्ट्रोड और/या नाक ट्यूब को फिर से स्थान दें जब तक कि पर्याप्त रूप से बड़ी प्रतिक्रिया दर्ज नहीं की जाती है । मामले में (ii), साफ कांच के बर्तन और पानी का उपयोग करके, बस गंध की एक ताजा कमजोर पड़ने श्रृंखला का रीमेक करें। मामले में (iii), जांच करें कि मछली के गिलों पर पानी का प्रवाह पर्याप्त है, कि पानी गहरे नाले के ऊपर बह रहा है (यानी, मुंह के बजाय ओपरकुला के माध्यम से बाहर निकल रहा है), और पानी अच्छी तरह से वातित है। विभिन्न मछली प्रजातियों में व्यापक रूप से विभिन्न तापमान प्राथमिकताएं होती हैं; सुनिश्चित करें कि प्रयोगशाला) तापमान (और मछली के संपर्क में पानी की) उस तापमान के करीब है जिसे मछली को यथासंभव रखा जाता है। यह भी सुनिश्चित करें कि मछली पर जोर नहीं दिया जाता है, और रिकॉर्डिंग से कम से कम एक सप्ताह पहले उन्हें (यहां तक कि एक टैंक से दूसरे टैंक में ले जाने से बचें)। बिजली का शोर, ज़ाहिर है, एक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिस्ट के जीवन का बने; हालांकि, वर्तमान लेख इस पर चर्चा करने के लिए उपयुक्त माध्यम नहीं है कि इसे कैसे दूर किया जाए/ फिर भी, 'एक्सॉन गाइड' (निर्माता की वेबसाइट से डाउनलोड के लिए पीडीएफ के रूप में स्वतंत्र रूप से उपलब्ध) शोर न्यूनीकरण पर व्यावहारिक सलाह का एक स्रोत है। एक बार एक बड़ी, स्थिर प्रतिक्रिया मानक उत्तेजना द्वारा पैदा की जाती है, और एक एकाग्रता श्रृंखला आयाम में एकाग्रता-निर्भर वृद्धि देती है, खाली प्रतिक्रियाओं के लिए न्यूनतम प्रतिक्रिया के साथ, उत्तेजनाओं का परीक्षण करने के लिए रिकॉर्डिंग प्रतिक्रियाएं शुरू हो सकती हैं। कुछ लेखक एक ही उत्तेजना तीन बार देते हैं, और बाद के डेटा विश्लेषण के लिए अंकगणितीय मतलब की गणना करते हैं। हालांकि, ये तकनीकी प्रतिकृति हैं, और यह दृष्टिकोण रिकॉर्डिंग सत्र में तीन गुना तक लगने वाले समय में वृद्धि करेगा। वर्तमान लेखक एक बार दिए गए गंध का परीक्षण करना पसंद करते हैं, लेकिन हमेशा एकाग्रता-प्रतिक्रिया वक्र का हिस्सा होते हैं। यह न केवल पता लगाने या चुनाव आयोग50 (जैसा कि वर्णित) की दहलीज की गणना की अनुमति देता है, बल्कि यह भी सुनिश्चित करता है कि उन लोगों के करीब सांद्रता जो मछली अपने प्राकृतिक वातावरण में अनुभव करेगी, परीक्षण किया जाता है (यह हमेशा ज्ञात नहीं है)। इसके अलावा, उदाहरण के लिए संदूषण के कारण किसी भी बाहरी प्रतिक्रियाओं को हाजिर करना आसान होता है; यदि आवश्यक हो तो इन्हें एक हौसले से बनाए गए नमूने का उपयोग करके दोहराया जा सकता है।

घ्राण तंत्रिका से बहु-इकाई रिकॉर्डिंग आक्रामक हो सकती है, लेकिन समुद्री जल7में दर्ज होने पर यह ईओजी की तुलना में अधिक संवेदनशील है, क्योंकि यह बाहरी लवणता से स्वतंत्र है। इसलिए इसका उपयोग कैल्शियम और सोडियम जैसे गंधों के लिए घ्राण संवेदनशीलता का आकलन करने के लिए किया जा सकता है, जिसकी सांद्रता में परिवर्तन चालकता को भी प्रभावित करेगा और इसके परिणामस्वरूप वोल्टेज15दर्ज किए गए। किसी दिए गए गंध का जवाब देने वाले ओआरएन की संख्या के अनुमान के रूप में (यानी, घ्राण एपिथेलियम से बल्ब तक ओआरएन एक्सॉन के साथ यात्रा करने की कार्रवाई क्षमता), यह एक कच्चे, असंसाधित संकेत का प्रतिनिधित्व करता है (घ्राण इनपुट की प्रारंभिक प्रसंस्करण बल्ब में शुरू होती है)। इसलिए, यह एक बेहतर पैरामीटर है प्रदूषकों के प्रत्यक्ष प्रभावों का आकलन करना, जैसे भारी धातुएं, और पीएच जैसे पर्यावरणीय परिवर्तन, ईओजी या ईईजी24, 25,25की तुलना में घ्राण प्रणाली पर। उच्च पीसीओ2 (और इसलिए कम पीएच) के साथ समुद्री जल में घ्राण बल्ब से रिकॉर्डिंग तंत्रिका प्रसंस्करण पर पीएच के केंद्रीय प्रभावों से प्रभावित हो सकती है; महासागर अम्लीकरण26का 'गाबाए रिसेप्टर सिद्धांत', जिससे पानी पीएच में कमी सीएसएफ में सीएल- और एचसीओ3- आयन का पुनर्वितरण और अवरोधक (हाइपरपोलेराइजिंग) से गैबैर्गिक सक्रियण के परिणामस्वरूप स्थानांतरण (विनाश) का कारण बनता है। इसके अलावा, इस तरह के अध्ययनों में, यह अम्लीकरण या उन मछली अपने प्राकृतिक वातावरण में मुठभेड़ की संभावना है के समान गंध सांद्रता का उपयोग कर प्रदूषकों के प्रभाव का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है । अमीनो एसिड के लिए, यह नैनो टू माइक्रोमोलर रेंज27,28,,29में है;, फिश 1,18में इन यौगिकों का पता लगाने की दहलीज के करीब .18 किसी दिए गए गंध के लिए पता लगाने की सीमा का आकलन घ्राण संवेदनशीलता के महत्व और/या जैविक भूमिका के बारे में कुछ विचार दे सकता है । उदाहरण के लिए, समुद्री लैम्प्रे(पेट्रोमायज़ोन मैरिनस)में लार्वा द्वारा जारी विशिष्ट पित्त एसिड के प्रति उच्च घ्राण संवेदनशीलता है जो 10-13 एम30की दहलीज तक है; यह संवेदनशीलता वयस्कों को उपयुक्त स्पॉनिंग आधारों का पता लगाने और पहचानने की अनुमति देती है, और इसलिए लंबी दूरी पर प्रवासी फेरोमोन के रूप में कार्य करती है। इसी तरह, परिपक्व मादा समुद्री लैंप्रे में शुक्राणु (दहलीज 10-14 एम) के लिए उच्च घ्राण संवेदनशीलता होती है, जो पुरुषों द्वारा मिल्ट में जारी एक पॉलीमाइन है, जो तब उन्हें शुक्राणुओं के घोंसले में आकर्षित करता है31। अन्य मछलियों में,पॉलीमाइंस32, 33, 34,,,35के प्रति घ्राण संवेदनशीलता भी होती है, लेकिन समान गोलाकार भूमिका का समर्थन करने के लिए पता लगाने की पर्याप्त कम थ्रेसहोल्ड नहीं होती है;3335 इसके बजाय, खस्ताहाल मछली से बचने का सुझाव दिया जाता है । फिर भी, इस तरह की उच्च घ्राण संवेदनशीलता के साथ, यह कल्पना करना संभव है कि संवेदनशीलता में थोड़ी कमी (यानी, दहलीज में वृद्धि), यहां तक कि जब प्रतिक्रिया आयाम नाटकीय रूप से कम नहीं है, मछली24के लिए गंभीर समस्याओं का कारण बन सकता है ।

जब अर्ध-लॉगरिथमिक रूप से प्लॉट किया जाता है, तो गंधों के लिए एकाग्रता-प्रतिक्रिया घटता घातीय, रैखिक या सिग्मोइडल18हो सकता है। अमीनो एसिड के मामले में, इस तरह के अर्ध-लॉगरिथम एकाग्रता-प्रतिक्रिया घटता या तो रैखिक (यानी, लॉगरिथम), सिग्माइडल या पावर कार्य7हैं। प्रतिक्रिया का कोई संतृप्ति नहीं देखा जाता है (यानी, एकाग्रता-प्रतिक्रिया वक्र में कोई पठार नहीं, यहां तक कि अधि-पर्यावरणीय सांद्रता में) शायद व्यक्तिगत अमीनो एसिड के लिए बाध्यकारी कई रिसेप्टर्स के कारण है, जो उनकी एकाग्रता के आधार पर, प्रत्येक अमीनो एसिड के बजाय एक विशिष्ट रिसेप्टर के लिए बाध्यकारी है; जैसे-जैसे दिए गए अमीनो एसिड की एकाग्रता बढ़ती है, अधिक रिसेप्टर्स इसे बांधने में सक्षम होते हैं और इसलिए जवाब देते हैं। फिर भी, मछली अमीनो एसिड 36 ,37, 38,,3939केमिश्रणकेबीच अंतर कर सकती है । यह घ्राण बल्बों में पैदा की गई गतिविधि के संयोजन पैटर्न के कारण होने की संभावना है12,40. एक ही रिसेप्टर प्रोटीन व्यक्त करने वाले सभी ओआरएन के एक्सॉन घ्राण बल्ब41,,42में एक ही ग्लोमेरुली पर समाप्त होते हैं, और एक अमीनो एसिड एक से अधिक ग्लोमेरुलस को सक्रिय कर सकता है।

हालांकि, फेरोमोन जैसे अत्यधिक विशिष्ट गंध, सिग्मोइडल या अर्ध-सिग्मोइडल एकाग्रता-प्रतिक्रिया घटता43,,44पैदा कर सकते हैं। अनुमान, हालांकि अनुभवजन्य परीक्षण नहीं किया गया है, यह है कि ये घ्राण प्रतिक्रियाएं अत्यधिक विशिष्ट रिसेप्टर्स के कारण होती हैं जो फेरोमोन अणु और थोड़ा और बांधते हैं। इसलिए, किसी दी गई एकाग्रता से ऊपर, सभी रिसेप्टर्स पर कब्जा कर लिया जाता है, और आगे बढ़ने से अन्य ओआरएन में आगे कोई प्रतिक्रिया नहीं आएगी। इसलिए, इन आंकड़ों को तीन पैरामीटर हिल प्लॉट में फिट किया जा सकता है, और अधिकतम प्रतिक्रिया, ईसी50 और हिल सह-कुशल की गणना15,45,,46की जा सकती है।, यह इस तरह के स्पष्ट आत्मीयता और स्पष्ट रिसेप्टर संख्या के रूप में मूल्यवान जानकारी दे सकते हैं, कि रैखिक या घातीय एकाग्रता प्रतिक्रिया घटता नहीं दे सकते हैं ।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखकों की प्रयोगशाला में काम Fundação पैरा एक Ciência ई एक टेक्नोलोजिया (FCT), पुर्तगाल, परियोजनाओं PTDC/BIA-BMA/30262/2017 और UID/Multi/04326/2019 और अनुबंध कार्यक्रम DL57/2016/CP1361/CT0041 ZV को समर्थित है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AC pre-amplifier Digitimer Ltd (Welwyn Garden City, UK) NL104 Neurolog pre-amplifier specifically designed for this type of recording.
Digidata Molecular Devices, LLC. (San Jose, CA, USA) 1440A Analogue-digital converter.
EMG Integrator Digitimer Ltd (Welwyn Garden City, UK) NL703 Leaky' electrical integrator to integrate raw activity of the nerve.
Faraday cage Made in-house To reduce electrical noise.
Filter Digitimer Ltd (Welwyn Garden City, UK) NL125/6 Filter module for electrophysiological recording.
Gallamine triethiodide Sigma-Aldrich (Portugal) G8134 Neuromuscular blocker
L-glutamine Sigma-Aldrich (Portugal) G3126 Amino acid used as odorant
L-leucine Sigma-Aldrich (Portugal) L80000 Amino acid used as odorant
L-serine Sigma-Aldrich (Portugal) S4500 Amino acid used as odorant
Metalic base-plate Any Provides base for micro-manipulators.
Micro-hematocrit tubes Any To position water supply to the olfactory epithelium
Micro-manipulators Narishige International Ltd (London, UK) M-152 Position electrodes
MS222 (ethyl-3-aminobenzoate methanesulfonate salt) Sigma-Aldrich (Portugal) E10505 Anesthetic
pH probe Hanna instruments (Póvoa de Varzim, Portugal) HI12302 Probe to measure pH of water.
Refractometer Hanna instruments (Póvoa de Varzim, Portugal) HI96822 Refractometer to measure water salinity
Sodium chloride Sigma-Aldrich (Portugal) 746398 For saline solution
Solenoid valves The Lee Co. (Essex, CT, USA) LFAA1201618H For switching between background water and stimuus solutions (no longer available)
Stereo-microscope Zeiss, Leica, Olympus Any suitable model. For dissection and placement of electrodes.
Titrator Hanna instruments (Póvoa de Varzim, Portugal) HI84531 Titrator to measure water alkalinity, pH and temperature.
Tungsten micro-electrodes 0.1 MΩ World Precision Instruments (Hitchin, UK) TM31A10 Extracellular electrodes.
Valve Driver Made in-house 12 V DC source for operating solenoid valves.
Water pump (submersible) Any To supply anesthetic-containing water to the gills of the fish.

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रिऐक्शन इश्यू 164 ओल्फैक्शन संवेदनशीलता तंत्रिका मछली एसिडिफिकेशन अमीनो एसिड इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी एक्सट्रासेलुलर
टेलीओस्ट की घ्राण तंत्रिका से अतिरिक्त बहु-इकाई रिकॉर्डिंग
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Hubbard, P., Velez, Z. Extracellular … More

Hubbard, P., Velez, Z. Extracellular Multi-Unit Recording from the Olfactory Nerve of Teleosts. J. Vis. Exp. (164), e60962, doi:10.3791/60962 (2020).

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