$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Burada gösterilen tüm beyin sapı dilimleri beyin sapı dokusundan (~ 200-300 μm) elde edildi ve 5x objektif ve diferansiyel girişim kontrastı (DIC) optikleri kullanılarak görüntülendi. Kamera diseksiyon mikroskobuna monte edildi ve görüntü yakalama yazılımı ile bir bilgisayara bağlandı (bkz. Bu rakamlar için uydu girişi (sağ paneller) 60x büyütme suyu daldırma hedefi kullanılarak görüntülendi. Dijital görüntüler elde edilirken beyin sapı diliminin tüm alanlarının eşit şekilde büyütülmesini sağlamak için özen gösterildi. Fotoğraflar optimum parlaklık ve odakta çekildi. Beyin sapı dilimlerinin dijital görüntüleri, üst üste binen alana dayalı düzlemsel bir şekilde dikildi ve parlaklık, kontrast ve gri tonlamanın daha fazla ayarlanması için bir masaüstü bilgisayara aktarıldı. Tavuk işitsel beyin sapının temel mikro devreleri önceki çalışmalara göre tanımlanmıştır 1,2,5,13. Mikroskop altında (5x objektif), işitsel çekirdekler, dilimin dorsal bölgeleri boyunca her çekirdeğin etrafında hem ipsilateral hem de kontralateral olarak akan ağır miyelinli sinir liflerine bitişik alan olarak tanımlandı.
Şekil 1, bir E21 tavuk embriyosundan beyin sapı dokusunun (200-300 μm) geleneksel koronal bölümlerini göstermektedir. Burada gösterilen dört koronal dilim, işitsel beyin sapı çekirdeklerinin en düşük CF işitsel bölgesinden (Şekil 1A, kaudo-lateral) en yüksek CF işitsel bölgesine (Şekil 1D, rostral-medial) ilerleyen göreceli izo-frekans bölgelerini temsil eder. Şekil 1A-D'deki dört koronal dilimin tümü için, etiketli NM ve NL'nin büyütülmüş bölgeleri orta sütunda gösterilir ve şekil panelinin sağ görüşünde büyütülür (60x hedef) (uydu insets'te sırasıyla a ve b). Şekil 1A,B'deki ok, işitme siniri liflerinin girişini gösterir ve ok ucu, dilimin solundaki NM aksonlarının çatallanmasını gösterir. Şekil 1C, çekirdek angularis olarak bilinen başka bir kuş koklear çekirdek yapısını göstermektedir (NA, solda ok ve sağda ok ucu). En rostral iki koronal dilim, koronal dilimin ventral-lateral bölgesi boyunca yer alan superior olivary çekirdeğini (SON) göstermektedir (Şekil 1C, D, beyaz kesikli daireler).
Şekil 2, bir E21 tavuk embriyosundan beyin sapı dokusunun (200-300 μm) sagital bölümlerini göstermektedir. Her üç sagital dilim için de (Şekil 2A-C), etiketli NM ve NL'nin büyütülmüş bölgeleri orta sütunda gösterilir ve şekil panelinin sağ görüşünde büyütülmüş (60x nesnel) (uydu görüntülerinde sırasıyla a ve b). İşitme siniri liflerinin (Şekil 2A, orta ok) daha yüksek büyütmede gözlenen nöron kümesine girdiği (Şekil 2A, orta, küçük, beyaz kesikli daireler ve ok uçları) ve işitsel bölgenin başlangıç noktasını vurguladığı (Şekil 2A, sol, büyük, beyaz kesikli daire ve ok ucu) NM ve NL tanımlanmıştır. SON, en lateral dilimin rostro-lateral bölgesinde tanımlandı (Şekil 2A, küçük, beyaz, kesikli daire). Şekil 2B, rostral-kaudal eksen boyunca NM ve NL'den hem nispeten düşük hem de yüksek CF işitsel bölgeleri içeren genişletilmiş tonotopik bölgeleri göstermektedir (beyaz ana hatlı bölgeler, ayrıca uydu girişine bakınız). Şekil 2C, en medial dilimdeki ipsilateral ve kontralateral aksonal tutamları ve işitsel bölgenin son noktasını (sol ve orta oklar) göstermektedir. Burada gösterilen dilimlerin oryantasyonu, Şekil 1'de görüldüğü gibi dilimlerin geleneksel yönelimi ile çelişmektedir (yani, koronal). Bu, elektrofizyolojik kayıtlar için gerekli olan bir cam pipetin yaklaşımını en iyi şekilde karşılayan yönü göstermek için gerçekleştirildi.
Tonotopik eksenin geniş bir bölgesinin Şekil 2B'de temsil edildiğini doğrulamak için, NM nöronlarından akım-kelepçeli elektrofizyoloji kayıtları yapıldı. Şekil 3, bir koronal dilimden (Şekil 3A, B) ve bir sagital dilimden (Şekil 3C, D, Ek Video S1, S2) kaydedilen olgun (E21) NM nöronlarının fonksiyonel benzerliklerini ve farklılıklarını göstermektedir. Bir koronal dilimin medial ve lateral uçlarından iki NM nöronu seçildi (Şekil 1B'de gösterilen dilime benzer) ve iki NM nöronu, bir sagital dilimde NM'nin rostral ve kaudal uçlarından seçildi (Şekil 2B'de gösterilen dilimde olduğu gibi). Şekil 3A,B, somatik akım enjeksiyonlarına benzer elektrofizyolojik yanıt özelliklerini göstermektedir (-100 pA ila +200 pA, +10 pA artışlar, 100 ms süre). Bu iki NM nöronun ateşleme paterni, bu dilim düzleminde ince farklılıklar gösterir ve orta frekanslı NM nöronları için göreceli izo-frekanslı laminayı gösterir. Şekil 3C, D, ateşleme modellerinin rostral-kaudal eksen boyunca önemli farklılıklara sahip olduğunu ve düşük frekanslı bir NM nörondan (Şekil 3C) yüksek frekanslı bir NM nöronuna (Şekil 3D) nispeten daha yüksek bir tonotopik gradyanı gösterdiğini göstermektedir. Her iki nöron da daha önce bildirildiği gibi basmakalıp ateşleme modelleriyle birlikte sunuldu14,15.
Şekil 4, bir E21 tavuk embriyosunun beyin sapı dokusunun (200-300 μm) yatay bölümlerini göstermektedir. Her iki yatay dilim için de (Şekil 4A,B), etiketli NM ve NL'nin büyütülmüş bölgeleri orta sütunda gösterilir ve şekil panelinin sağ görüşünde büyütülmüş (60x hedef) (uydu insets'te sırasıyla a ve b). Yatay dilimlerde orta hatta doğru NM ve NL saptanmış ve nöronlar lateral-medial eksen boyunca yayılmıştır (Şekil 4A,B, orta, beyaz, kesikli anahat bölgeleri). Büyütülmüş görüntüler tonotopik gradyanın büyük boyutunu göstermektedir. Düşük frekanslı nöronlar kaudo-lateral bölgelerde, yüksek frekanslı nöronlar ise rostral-medial bölgelerdedir (Şekil 4A,B, sağda, uydular). Rostral-kaudal eksen boyunca orta hattan geçen lifler, işitsel çekirdeklerin kontralateral bağlantılarını gösterir, ancak bu liflerin organizasyonu basit bir düzlemde değildir. Bununla birlikte, yatay / enine bir kesitten akut açısal dilimler, bu aksonal lifleri sagital düzleme doğru takip edebilir. Yatay düzlemden akut açılı (45°) 200-300 μM kalınlığında beyin sapı dokusu dilimleri Şekil 5'te gösterilmiştir. İşitsel beyin sapı çekirdekleri, en lateral dilimden başlayıp en medial dilimde biten büyük bir diyagonal yayılım boyunca görülebilir (Şekil 5A-C, etiketli orta paneller, beyaz ana hatlı alan). Ayrıca, NM ve NL bölgelerinin açısal yönelimi ardışık asimetrik dilimlerde de görselleştirilebilir (Şekil 5A-C, etiketli orta paneller, beyaz, kesikli ana hatlı alan). Büyütülmüş görüntüler (60x nesnel), işitsel çekirdeklerin tonotopik eksenini, rostral-medial ila kaudo-lateral eksen boyunca ilerlerken göstermektedir (Şekil 5A-C, sağ, uydu girişi). Şekil 5'teki dilimlerin oryantasyonu Şekil 2'dekine benzer. Görüntülerin geleneksel sunumunu karşılaştırırlar, ancak elektrofizyolojik deneyler için daha uygundurlar.

Şekil 1: Beyin sapının temsili koronal seri bölümleri. (A-D) Sol: kaudalden rostral eksene dilimler, işitsel çekirdekler ve beyaz kesikli bir daire ile işaretlenmiş bağlantı lifleri. Orta kesici uç, çekirdeklerin beyaz kesikli daireler a: NM ve b: NL içinde gösterildiği işitsel bölgenin daha büyük bir görünümüdür. Oklar işitsel sinir afferent liflerini gösterir ve ok ucu A, B'de NM akson bifurkasyonunu gösterir. Ok, C'de NA'yı gösterir. Yanal beyaz kesikli daire C,D'de SON'u gösterir. Sağda: uydu eki bu çekirdekleri 60x hedefte gösterir: a: NM ve b: NL. Kısaltmalar: NM = nucleus magnocellularis; NL = çekirdek laminaris; NA = çekirdek angularis; SON = superior olivary çekirdeği; LF = nispeten düşük frekanslı nöronlar; MF = orta frekanslı nöronlar; HF = yüksek frekanslı nöronlar; D = sırt; L = yanal; V = ventral. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Beyin sapının temsili sagital seri bölümleri. (A-C) Sol: İşitsel çekirdekleri beyaz kesikli bir daire içinde etiketlenmiş yanal eksenden medial eksene dilimler. Orta kesici uç, beyaz kesikli daireler içinde işaretlenmiş aynı işitsel çekirdek bölgesini daha büyük bir görünümde gösterir. (A) Dilimin ortasındaki beyaz kesikli daire SON'u vurgular; işitsel sinir liflerini gösteren ok ve NA'yı gösteren ok ucu. Dilimin sağ ucundaki koyu siyah nokta bir görüntüleme eseridir. Beyincik bölgeleri sol paneldeki A ve B dilimlerinin her ikisinde de işitsel bölgeye dorsal olarak görülebilir. (B) Oryantasyonu koronal düzleme (dilimleme sırasında) değiştirilen bir sagital dilim. İşitsel bölge mavi boya (siyah ok) ile tanımlandı ve tekrar sagital düzlemde dilimlendi. (A-C) Kesikli beyaz çizgiler altında işaretlenmiş orta uç NM ve NL bölgesi. Sağda: uydu görüntüsü a: NM ve b: NL'yi 60x nesnel büyütmede gözlemlenen gösterir. İşitsel çekirdeklerde LF ve HF tonotopik gradyanı rostro-kaudal eksen boyunca gösterilmiştir. (C) deki karanlık alana işaret eden oklar, medial eksen boyunca orta hat boyunca uzanan ağır miyelinli NM liflerini göstermektedir. Lifler işitsel çekirdeklerin her iki tarafını birbirine bağlar. Kısaltmalar: NM = nucleus magnocellularis; NL = çekirdek laminaris; NA = çekirdek angularis; SON = superior olivary çekirdeği; LF = nispeten düşük frekanslı nöronlar; HF = yüksek frekanslı nöronlar; D = sırt; V = ventral; R = rostral; C = kaudal. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Mevcut kelepçe modunda somatik akım enjeksiyonlarına (-100 pA ila +200 pA, +10 pA artışlar, 100 ms süre) nöronal yanıtın elektrofizyolojik kayıtları. Nöronlar aynı dilimde, ancak NM'nin aşırı zıt bölgelerinde kayıtlar için seçildi. (A,B) İnce farklılıklarla göreceli izo-frekans özelliklerini gösteren tek bir koronal dilimdeki temsili nöronal yanıtlar. Yanıt özellikleri, bir koronal dilimde NM'nin en medial (A) ve lateral (B) bölgelerinden kaydedilen iki farklı MF nöronunu temsil eder. (C,D) Tek bir sagital dilimden temsili nöronal kayıtlar. Kayıtlar nispeten LF NM yanıtı (C) ve HF NM yanıtı (D) göstererek, tek bir sagital kesit içinde tonotopik gradyandaki önemli farklılıkları vurgulamaktadır. Kısaltmalar: NM = nucleus magnocellularis; LF = nispeten düşük frekanslı nöronlar; MF = orta frekanslı nöronlar; HF = yüksek frekanslı nöronlar. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Beyin sapının temsili yatay seri bölümleri. (A,B) Solda: dorsal boyunca ventral eksene kadar olan dilimler, işitsel çekirdekler beyaz kesikli dairelerle işaretlenmiştir. 8. kranial sinir afferent lifleri, okla işaretlenmiş işitsel çekirdekleri birbirine bağlar. Orta uç, işitsel çekirdek bölgesinin daha geniş bir görünümüdür ve beyaz kesikli çizgiler altında işaretlenmiş işitsel çekirdekler NM ve NL bölgeleri gösterilmiştir. İşitsel çekirdeklerin açık bir topolojik hareketi A,B'de görülebilir. (A,B) Sağda: a: NM ve b: NL'yi gösteren büyük uydu görünümü. Sağ ek, 60x nesnel büyütmede gözlenen işitsel çekirdekleri ve bir kaudo-lateral ila rostral-medial eksen boyunca LF'den HF'ye kavisli topolojik ekseni gösterir. Kısaltmalar: NM = nucleus magnocellularis; NL = çekirdek laminaris; LF = nispeten düşük frekanslı nöronlar; HF = yüksek frekanslı nöronlar; L = yanal; R = rostral; C = kaudal. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Temsili yatay/enine akut açısal (45°) seri kesitler. (A-C) Sol: beyin sapının seri bölümleri, beyaz kesikli daire ile işaretlenmiş işitsel çekirdekler. Orta kesici uç, işitsel bölgenin daha büyük bir görünümüdür. (A) Orta uç, bu dilimlerdeki NM ve NL nöronlarının en büyük yayılımını gösterir. (B,C) Orta ek: Beyaz kesikli çizgilerle işaretlenmiş işitsel çekirdekler, (A-C) ile karşılaştırıldığında kademeli topolojik değişim gösterir. Sağda: 60x objektif büyütmede işitsel çekirdekler a: NM ve b: NL'yi gösteren uydu girişi. NM ve NL'de LF'den HF bölgelerine tonotopik eksen, lateral dilimlerden medial dilimlere açısal olarak döner. Kısaltmalar: NM = nucleus magnocellularis; NL = çekirdek laminaris; LF = nispeten düşük frekanslı nöronlar; HF = yüksek frekanslı nöronlar; V = ventral; R = rostral; D = sırt; C = kaudal. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Video S1: Hiperpolarize edici ve depolarize edici somatik akım enjeksiyonları. Düşük frekanslı ve yüksek frekanslı bir nörondan akım kelepçesi modunda 100 ms somatik akım enjeksiyonlarına yanıt özellikleri. Nöronlar aynı sagital beyin sapı diliminden seçildi. Enjeksiyonlar +10 pA'lık artışlarla, 100 ms zaman süresiyle -100 ila +200 pA arasında değişir. Aksiyon potansiyelleri, yeterli depolarize edici mevcut adımlara yanıt olarak görülür. Video, Şekil 3C'de gösterilen son izlere karşılık gelir. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Video S2: Hiperpolarize edici ve depolarize edici somatik akım enjeksiyonları. Ek Video S1'e benzer şekilde, bu video da düşük frekanslı ve yüksek frekanslı bir nörondan mevcut kelepçe modunda 100 ms somatik akım enjeksiyonlarına tepki özelliklerini gösterir. Nöronlar aynı sagital beyin sapı diliminden seçildi. Enjeksiyonlar +10 pA'lık artışlarla, 100 ms zaman süresiyle -100 ila +200 pA arasında değişir. Aksiyon potansiyelleri, yeterli depolarize edici mevcut adımlara yanıt olarak görülür. Video, Şekil 3B'de gösterilen son izlere karşılık gelir. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.