A Minimally Invasive Lesion Technique for Muscles Intrinsic to the Odontophore of <em>Aplysia californica</em>

Catherine Kehl; Hillel  J. Chiel

doi:10.3791/60030

Aplysia californica Odontofor Kaslar Için Minimal İnvaziv Lezyon Tekniği

JoVE Journal
Neuroscience

This content is Free Access.

JoVE Journal Neuroscience

A Minimally Invasive Lesion Technique for Muscles Intrinsic to the Odontophore of Aplysia californica

Aplysia californica Odontofor Kaslar Için Minimal İnvaziv Lezyon Tekniği

Full Text

6,468 Views

05:38 min

August 16, 2019

DOI: 10.3791/60030-v

Catherine Kehl¹, Hillel J. Chiel^1,2,3,4

¹Department of Biology,Case Western Reserve University, ²Department of Biology,Case Western Reserve University, ³Department of Neurosciences,Case Western Reserve University, ⁴Department of Biomedical Engineering,Case Western Reserve University

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a minimally invasive surgical protocol to lesion the intrinsic muscles of the feeding apparatus in the marine mollusk Aplysia californica. By enabling access to deep muscles during feeding behavior in intact animals, the research aims to elucidate their roles and contributions to motor control and biomechanics.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Biology
Biomechanics

Background

Aplysia has been widely used as a model for studying motor control.
Accessing deep muscles within the feeding system has historically been challenging.
This surgical method minimizes damage while allowing in vivo muscle manipulation.

Purpose of Study

To investigate the roles of deep muscles during feeding in Aplysia.
To develop a protocol that allows for the surgical lesioning of these muscles.
To set a foundation for further research on soft biological structures.

Methods Used

Minimally invasive surgical techniques were employed on Aplysia californica.
The procedure involved careful anatomical dissection of the buccal mass for access to the intrinsic muscles.
Post-operative monitoring included ensuring animals could eat post-surgery.
Specific steps for inducing relaxation of lips and jaws were provided for successful surgery.

Main Results

The technique successfully exposed and allowed for lesioning of soft tissues within the odontophore.
Lesions of the I7 muscle and sub-radular fibers significantly reduced bite width.
This approach revealed functional aspects of the muscles impacting feeding behavior.

Conclusions

The study provides a novel surgical technique for exploring complex muscle functions in Aplysia.
This technique may enhance understanding of muscular contributions to feeding mechanics.
The findings could pave the way for similar investigations in other soft-bodied organisms.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of using Aplysia as a model organism?

Aplysia is a well-characterized model for studying motor control and biomechanics due to its accessible nervous system and simple behavior.

How is the surgical procedure performed?

The procedure involves a single incision to access the feeding apparatus, allowing for careful manipulation of the intrinsic muscles with minimal damage to surrounding tissue.

What types of outcomes did the study measure?

The study measured the effects of muscle lesions on biting behavior, specifically the width of the bite, to assess functional consequences.

How can this method be adapted for other studies?

This surgical technique can be applied to other soft-bodied organisms with similar anatomical structures to investigate muscular and feeding dynamics.

What precautions must be taken during the surgery?

Ensuring the animal's lips and jaws are fully relaxed is critical before proceeding with surgery to minimize stress and facilitate the procedure.

What post-operative care is recommended?

Post-operative care should include monitoring the animal's responsiveness and ensuring it can resume feeding within one to two days after the procedure.

What are the potential limitations of this study?

The main limitation is that the surgical approach only enables access to specific regions, which may not fully represent the complexity of muscle interactions in feeding.

Burada, bu kasların beslenme davranışı sırasındaki rollerini anlamak için deniz yumuşakçaaplikası kalinonik kalinonik besleyici cihaza kasların minimal invaziv cerrahi lezyoniçin bir protokol sıyoruz.

Aplysia besleme sistemi uzun motor kontrol ve yumuşak vücut biyomekaniği çalışmaları için bir model sistemi olarak kullanılmıştır. Ancak, besleme tutucu derin kaslar in vivo manipülasyon için erişilemez olmuştur. Bu ameliyat, bozulmamış hayvanlarda bu kaslara erişmemizi sağlıyor.

Bu sadece ilk kez vivo erişim sağlar, ama teknik bir sümüklüböcek tek bir parçası için tek bir kesi içerir, diğer bölgelere zarar nispeten küçük olduğu anlamına gelir. En iyi hazırlık bukkal kitle dikkatli diseksiyonu yapmak ve iyice anatomi ile kendini tanımaktır. Yosun sunarak ve ısırık aralıklarının beş saniyeden fazla olmadığını onaylayarak aktif bir hayvan seçin.

Anesteziden 10 dakika sonra, yavaşça solungaç ve rinofor içine bir iğne takmaya çalışarak, bunların yeterli anestezi sağlamak için geri çekilmediğini doğrulayın. Sümüklüböceğin dudaklarının pürüzsüz olduğundan emin olun, bu da çenelerin tamamen rahatladığını gösterir. Bu şekilde, odontofor maruz kalır.

Dudaklarda kırışıklıkların belirdiği durumlarda, cerrahi işlem için hayvanın dudakları ve çenesi yeterince rahat değildir. Dudak gevşemesi indükleyen ipuçları için el yazmasıbakın. Sümüklüböceği baş aşağı doğru sallanır, böylece bukkal kütlenin çenelere yerleşmesini bekleyin.

Bukkal kütleyi yerinde tutarak bukkal kütleyi çenelere doğru itmek için başparmak ve işaret parmağıyla basınç uygulayın. Çeneyi görünür olacak şekilde döndürün. Aynı zamanda, bukkal kütlenin prow çeneler aracılığıyla görünür böylece bukkal kütle üzerindeki basıncı korumak.

Odontoforun yarık içine künt forseps uçlarını yavaşça çalıştırın ve radular yüzeyi çenelerden geçirmek için kullanın. Çeneler yeterince rahat değilse, bu işleme yardımcı olmak için yarık kenarını nazikçe kavramak için forceps kullanın. Yüzey açığa çıktıktan sonra, çeneleri radular yüzeyin ön kısmından temiz leyin.

Bu da odontoforun geri çekilme olasılığını azaltıyor. Odontofor duvarlarının en fazla yarısından fazlasının maruz kaldığından emin olun. Radular yüzey tamamen maruz kaldığında, ameliyat için bir diseksiyon mikroskobu altında sümüklüböcek düzenleyin.

Daha az deneyime sahip bilim adamları için, ameliyat için çene ve radular yüzeystabilize etmek için geniş bir lastik bant ve üçüncü bir el kullanın. Rakun yüzeyini yarık tarafın araştırmacıya dönük olması için yerleştirin. Yavaşça radular taban yakınındaki radular yüzeyi kavramak böylece yatay bir kıvrım anatomik kırışık dik oluşturulur.

Anatomik kırışıklık boyunca bir kesi yaparak, bu kat kesmek için ince makas kullanın. Bukkal kütlenin iç erişim sağlamak için üç ila beş santimetre bu ilk kesi uzatın. Işığı, doğrudan bu kesiden geçecek şekilde ayarlayın.

Kesinin kenarlarını ayırın, böylece odontoforun lümeninin arkası ve I7 kasının ince dikey iplikçikleri görülebilir. Kesite uzan. I7'nin her iki ipliğini de kavrayın ve kasların çoğunun pratik olduğu kadar kesilebildiği kesiden yukarı çekin.

Lezyonlar yapıldıktan sonra ön dokunaçları kavrayın ve sümüklüböceği orijinal konfigürasyonuna döndürmek için radular yüzeye bastırın. Ameliyat sonrası hayvanları iyi su akışı olan korunan bir ortama yerleştirin. Hayvanların ameliyattan sonraki gün tetikte ve duyarlı olduğundan emin olun.

Ameliyattan sonraki ilk veya ikinci gün hayvanlar beslenmeye başlar. Cerrahi kesiden sonra sub-radular fiber lezyon gerçekleştirmek için, keskin kenar yukarı doğru açılı ile kesi ile küçük, düz neşter bıçak ucu yerleştirin. Hafifçe radular yüzeyinin alt tarafından ince kas lifleri kazımak.

Daha sonra, daha önce olduğu gibi postoperatif bakım gerçekleştirin. Bu anatomik çalışmada, sham lezyonlar ısırma zirvesinde açılış genişliği üzerinde önemli bir etkisi yoktu. I7 ve sub-radular fibröz lezyonlar Ise ısırık genişliğini önemli ölçüde azalttı.

Hatırlanması gereken en önemli şey, hayvanın dudakları nın ve çenelerinin kavrayıcıyı çeneden dışarı itmeye çalışmadan önce tamamen rahatlamış olmasıdır. Büyük olasılıkla, hem I7 hem de sub-radular lifler çok fonksiyonlu kaslar ve biz sadece onlar katkıda bulunduğu davranışın bazı yönlerini tespit ettik. Buna ek olarak, odontofor uzaması bu tekniği daha önce ulaşılmaz olan anatomi nin tüm bölümlerine erişim sağlar.

Anatomik bölgeler ve yumuşak vücut biyomekaniği açılmasının yanı sıra, bunun başka türlü araştırılması zor olabilecek yumuşak yapılarla çalışan diğer araştırmacılar için bir temel görevi görebileceklerini umuyoruz.