Locust Sinir Aktivitesi Karakterize Multi-ünite Kayıt Yöntemleri (

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Biz omurgasız koku yolunun ilk üç aşamada koku-uyarılmış yanıtlar karakterize etmek ekstraselüler çoklu ünite kayıt tekniği varyasyonları göstermektedir. Bu teknikler kolayca başka sinir sistemlerinin topluluk etkinliği incelemek için adapte edilebilir.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Saha, D., Leong, K., Katta, N., Raman, B. Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits. J. Vis. Exp. (71), e50139, doi:10.3791/50139 (2013).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Olfaktör ipuçları Algılama ve yorumlama birçok organizma hayatta kalmak için çok önemlidir. Dikkate değer, filumlar genelinde türlerin kimyasal algılama için biyolojik yaklaşım evrimsel zaman 1 fazla optimize edildiğini çarpıcı benzer koku sistemleri düşündüren oylandı. Böcek koku sisteminde, koku aksiyon potansiyellerinin trenler içine kimyasal uyaranlara dönüştürmek anteni koku reseptör nöronları (ORN) tarafından transduced edilir. ORNs Duyusal input antennal lob (; omurgalı koku ampul benzer bir yapı AL) ulaştırılıyor. 2,3; al, kokular için sinirsel temsil asıl (nöronlar da projeksiyon nöronlar olarak anılacaktır PNS) oluşan bir grup dağıtılmış zamanmekansal ateşleme kalıpların şeklini alır. AL çıkışı sonradan mansap mantar vücut (MB), olfaktör bellek ve 4,5 öğrenme ile ilişkili bir yapı içinde Kenyon hücreleri (KCS) tarafından işlenir. OnuE, bu koku devrelerde koku-uyarılmış nöral yanıtlarını izlemek üzere elektrofizyolojik kayıt teknikleri sunuyoruz.

İlk olarak, ORNs 6,7 popülasyonlarının seviyesinde koku-uyarılmış yanıtları incelemek için, tek bir sensillum kayıt yöntemi sunulmaktadır. Biz ekstraselüler ORN yanıtları izlemek için elektrotları olarak salin dolu bilenmiş cam pipetler kullanımını tartışmak. Sonra, ekstraselüler ticari bir 16 kanallı elektrot 3 kullanarak PN tepkileri izlemek için bir yöntem mevcut. Ismarlama bir 8-kanal bükülmüş tel tetrode kullanarak benzer bir yaklaşım Kenyon hücre kayıtları 8 için gösterilmiştir. Biz deney düzeneği ve bu tekniklerin her biri için bugünkü temsilcisi kayıt izlerinin ayrıntıları.

Protocol

1. Koku Hazırlama ve Gönderme

  1. İstenilen konsantrasyon seviyesini elde etmek için hacim olarak mineral yağ içinde koku çözümler seyreltilir. 60 ml bir cam şişe içinde mineral yağ ve odorant bir karışım 20 ml saklayın. Bir girişi ve bir çıkış hattı sağlamak için, bir kauçuk durdurucu (19 ölçü), yukarıdan gelen ve bir diğerinin içine iki şırınga iğneleri yerleştirin. Bu lastik tıpa ile cam şişe Seal ve giriş hattı (Şekil 1A) filtre aktif karbon tasarlanmış özel bir takın.
  2. Karbon filtre iki adet 6 ml şırınga kullanılarak yapılır. Yarısında şırınga kesin ve piston sonu atın. Isı shrink boru kullanarak bunları birbirine bağlamadan önce pamuk ve aktif kömür ile kalan parçalarını her doldurun.
  3. Anten boyunca sabit bir hava akımı sağlayan plastik tüp (Nalgene FEP Boru, ID 5.8 mm) (Şekil 1B koku şişesi (polietilen boru, ID 0.86 mm kullanarak) çıkış hattını bağlayın
  4. Keçiboynuzunun anten birkaç cm içine yerleştirilen plastik bir tüp kullanarak Keçiboynuzunun doğru; Doğrudan karbon filtreli, Nem havadaki (debisi 0.75 L / dk taşıyıcı gaz).
  5. Koku stimülasyonu için, şişe koku çözümü yukarıda Statik headspace sabit bir ses (0.1 L / dk) yerinden. Bu, bir Pico-pompa (WPI, BD-820) kullanılarak şişe içine nemi alınmış hava eşit miktarda enjekte edilerek elde edilir. Koku şişe buhar hava akımı boru (Şekil 1B) üzerine çıkış hattı üzerinden yönlendirilir.
  6. ~ 10 cm keçiboynuzu antenin arkasında bir vakum huni koyarak teslim koku buharlar çıkarın.

2. Tek Sensillum Kayıt için Locust Anten hazırlanması

  1. Tam yetiştirilen kanatları ile seks ya bir genç-yetişkin keçiboynuzu seçin, ancak önce çiftleşme sahne kalabalık bir kolonisi. Keçiboynuzu dizginlemek için, önce bacaklarını kesmek. Doku yapıştırıcısı (Vetbond, 3M) ile amputasyon siteleri mühürleyin. Güvenli t(Şekil 2A) onun göğüs çevresinde bol dökümlü elektrik bandı küçük bir parça kullanarak özel olarak tasarlanmış odasına o çekirge.
  2. Bir diseksiyon mikroskobu altında, anten yerleştirme için balmumu platformu (Şekil 2A) sığ bir oluk yapmak. Oluk içine anteni yerleştirin ve antenin iki ucu (Şekil 2B, bir electrowaxer balmumu eritmek için kullanılır) de batik balmumu kullanarak stabilize.
  3. Toraks (~ 1 cm uzakta kafa) bir toprak elektrotu (chlorided gümüş tel) takın. Her iki mühür kesi siteye batik balmumu kullanın ve yeri (Şekil 2A) topraklama kablosu tutun.

3. Tek Sensillum Kayıt Olfaktör Reseptör Nöronlar (ORNs) den Koku-uyarılmış yanıtlar Monitör

  1. Bir titreşim izolasyon tablo (TMC) (Şekil 3A) üzerinde bir stereomikroskop (Leica M205C) altında stabilize akasya anten yerleştirin. Kayıt sensillum tabanı açık olduğundan emin olunly görünür (Şekil 3B).
  2. Borosilikat cam kapiller tüp (OD 1,2 mm ID 0.69 mm) kullanılarak cam elektrotlar (keçiboynuzu ile salin 9, uç çapı 1-3 mikron dolduran MΩ empedans 3-10) imal etmek bir mikropipet çektirmesi (Sutter P-1000) kullanın.
  3. Motorlu bir mikromanipülatör (Sutter MP-285) bağlı olan bir mikropipet tutucu içine cam elektrot yerleştirin. Nazikçe sensillum (Şekil 3B) tabanına elektrodu takın. Her sensillum çekirgeler 10 3-50 ORNs içerebilir unutmayın.
  4. AC amplifikatör (Çim P-55) kullanılarak sinyal (10,000 kez) Amplify. 0.3 arasındaki sinyal filtreleme - 10.0 kHz ve bir veri toplama sistemi kullanılarak 15 kHz örnekleme oranı (Şekil 3D) (LabView, PCI-MIO-16E-4 DAQ kartları; National Instruments) de kazanır.

4. Antennal Lob ve Mantar Vücut Kayıtları için Locust Diseksiyon Prosedürü

  1. Restraini izleyinng prosedürler bölüm 2.1 'de açıklanan. Şekil 4A ve B 'de gösterildiği gibi, özel olarak tasarlanmış bir boşluk içinde akasya yerleştirin.
  2. Sırasında salin serpmek ve diseksiyon işlemden sonra, keçiboynuzu başının etrafında bir mum bardağı oluşturmak için. Balmumu göre sadece ağız parçaları üzerinde başlar ve Şekil 4c 'de gösterildiği gibi iki anten arasındaki bölge kapsayan göz bileşimi ötesinde uzanmalıdır.
  3. Antenler mum fincan geçmesine izin vermek için, plastik (polietilen) boru (5 mm uzunluğunda, ID 0.86 mm) kullanılarak her iki tarafta küçük tüneller oluşturabilir. Plastik boru balmumu kap aracılığıyla kayabileceği emin olun. İkincisi sıkıca plastik tüp sarar bir kauçuk conta kullanılarak elde edilir, ancak balmumu-fincan (Şekil 4C) eklenir.
  4. Epoksi reçine kullanarak, plastik borunun alt uç ile anten baz eklemek. Bu adım, antenler bile çevreleyen sonra yerinde tutulur sağlarkütikül kaldırılır.
  5. Bu noktadan itibaren serum fizyolojik 9 dolu mum fincan tutun. Iki anten (anteroposterior ekseni ile aynı hizada dikdörtgenin uzun kenarı) arasında merkezi bir dikdörtgen bölgesini kaldırarak başlayın. Daha sonra, anteni (Şekil 4D) dibinde bileşik gözler ve manikür bozmadan komşu bölgelerde manikür çıkarın.
  6. Ince forseps kullanarak, hafifçe hava keseciklerinin ve beyni çevreleyen yağ maddeleri temizleyin. Bu adımın sonunda, keçiboynuzu beyin açıkça (Şekil 4D) görülmelidir. Koku bilgileri (açık sarı pigmentasyon) ile işleme beyin bölgeleri iki anten arasında bulunmaktadır dikkat edin.
  7. Çekirgeler olarak bağırsak, beyin altında ve gövde uzunluğu boyunca uzanır. Potansiyel hazırlık istikrarsızlaştırma gelen bağırsak hareketini önlemek için hafifçe foregut çekin ve ince makas kullanarak kesin. Karında küçük bir kesi olun sadecerektum yukarıda ve kaba forseps ile hindgut çekerek gut kaldırabilirsiniz. Bir tuzlu sızıntısı önlemek için, dikiş ipliği ile kesi yeri hemen anterior karın kravat.
  8. Şekil 4D 'de gösterildiği gibi elektrofizyoloji sırasında beyin yükseltmek ve 11 onu sabitlemek için balmumu ince bir tabaka ile kaplı bir ince telden yapılmış küçük bir platformu kullanın.
  9. Böcek beyni öncesi deneylere kaldırılması gerekiyor ince bir yalıtım tabakası ile kaplıdır. Desheath için, beyin, yavaşça ince forseps kullanılarak 9 beyin yüzeyi üzerinde bir enzim küçük bir miktar (0.3-0.4 mg proteaz, Sigma Aldrich) yayıldı. Enzim uygulama ~ 5-10 sn sonra, serum fizyolojik ile iyice beyin durulayın. Süper ince forseps kullanarak nazikçe tutun ve kılıf yukarı çekin ve sonradan kayıt yerleri (AL ve MB; Şekil 4E, F gösterilmiştir) üzerinden yırtarak açın.

5. Multi-ünite antennal Lob gelen Kayıtlar veMantar Vücut

  1. Bir titreşim izolasyonu masaya yerleştirilen bir patlama standı asılı bir stereomikroskop altında çekirge hazırlanması (Şekil 5A) yerleştirin.
  2. Deney boyunca sabit bir salin perfüzyon oranı (0.04 L / saat yaklaşık) koruyun. Toprak elektrodu olarak tuzlu dolu mum fincan dalmış bir chlorided gümüş tel kullanın.
  3. PN kayıtları için, 16 kanallı bir silikon prob (NeuroNexus Teknolojileri, ürün no A2X2-tet-3mm-150-150-121-A16, Şekil 5B) kullanın. Öncesinde her bir deney için, 200-300 kÊ aralığında empedans elde etmek için altın ile elektrotlar elektrolizle. Elektrokaplama için Şekil 7'de gösterilen devre kullanın.
  4. Yakın anten lobun yüzeyine elektrot yerleştirin ve yavaşça manuel mikromanipülatör (TEFE, M3301R) (Şekil 5D) kullanarak doku takın.
  5. ~ 10 um adımlar halinde elektrot Advance. Her adımda 2-3 dk bekleyin ve elde değerlendirmekd sinyal kalitesi. İdeal kayıt sitesinde, ekstraselüler sinyaller birden fazla kayıt kanallar tarafından alınacaktır ve yüksek sinyal-gürültü oranı (SNR> 3-5 kez gürültü SD) sahip olacaktır.
  6. KC kayıtları için ısmarlama bir bükümlü tel tetrode (; Bölüm 6'da sunulmaktadır adım adım üretim prosedürü Şekil 5C) kullanın. Adım 5.3 'de tartışılan bu elektrotlar elektrolizle. KC somata MB 8 yüzeysel tabaka ile sınırlı olarak MB (Şekil 5E) yüzeyi üzerinde tetrode yerleştirin.
  7. Şematik olarak, Şekil 5a'da gösterildiği gibi PN ile KC kayıtların her ikisi de aynı akasya hazırlama aynı anda yapılabilir.
  8. Elektrotların stabilizasyonu sağlamak için kayıt yeri bulduktan sonra en az 15 dakika bekleyin.
  9. 0,3-6 KHz arasında filtre 15 KHz, tüm ekstraselüler sinyaller Edinme ve 16 kanal AC amplifikatör (Biyoloji Elektronik Mağazalar; Caltech, Pasadena, CA) kullanılarak (10,000 kez) yükseltmek (Şekil 6A, B).

6. KC Kayıtları için Twisted Telinin olun Prosedürleri

  1. KC kayıtları için çoklu birim elektrot tasarımı için, izolasyonlu krom nikel tel (RO800, 0.0005 "filament) 8 kullanın.
  2. Sekiz elektrotlar istenirse daha sonra karton 4 kez 10-15 cm uzunluğunda bir parça etrafında tel sarın. Karton uçları tel kesme gelen kenarlarına önlemek için plastik boru ile kaplı olabilir. Sarma da, biraz rahat olduğundan emin olun, ama tel gergin olmadığından emin olun. Kolayca kırılır gibi dikkatle tel tutun.
  3. Karton üstündeki teller birbirine Bunch ve onları bir arada tutmak için bir parça bant (Zaman Bant, T-534-RP) kullanın. Diğer ucunda ipliklerini kesin. Kesim sonu yanı bant başka bir parça ile de kablo tellerini ve grup telleri çıkarın.
  4. Ipliklerini (~ 72 dev / 3 dk birlikte bir titrede plaka çalkalayıcı (Thermo Scientific, Model 4625Q) rüzgar kullanmaBir bükülmüş tel oluşturacak şekilde dk). Bantlanmış iplikçiklerinin alt titresi plak rotoru kesilebilir ve üst bir patlama stand kesilebilir. Sarma sırasında tel henüz gergin olmayabilir, gevşek az olmalıdır.
  5. Bir arada bireysel lifler yapışması ve bir tek tel oluşturmak için bir ısı tabancası (Weller 6966C) ile birlikte izolasyon eritin. Telin uzunluğu boyunca 3-4 yavaş geçer (3-4 sn her) ısıtmak ve birlikte ipliklerini kaynaştırmak için yeterli olmalıdır. Ardından alttan tel bırakın ve dinlenmek için izin verir. Bandı çıkarmak için uçlarının yakınındaki tel kesin.
  6. 5-6 cm uzunluğunda, cam kapiller tüp (OD 1,0 mm, ID 0.58 mm) ile telin bir ucunu. Ince cımbız kullanarak bir ucunda bükülmüş tel dışında Tease ve çok kısa bir alev kullanarak sonuna kundakladıklarını tarafından kaplama çıkarın. Bu adım çok dikkatli yapılmalıdır; çok uzun alev tel maruz ipliklerini eritebilir ve karışmayı neden olacaktır.
  7. Yavaşça Alevli ucunda 8 ipliklerini ayırmak bir8-pin IC sokete ayrı nd lehim her iplikçik. Coat epoksi ile IC yuva üst ipliklerini ve yerinde kılcal cam tutun. Ayrıca bir yerde (Şekil 5C) içinde tel tutmak için kılcal diğer ucunda epoksi küçük bir damla yerleştirin.
  8. Son olarak, kapiller ucundan 0,5 cm yaklaşık karbür makas ile 45 derecelik bir açıyla telin ucu kesilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Iki farklı alkolün bir tek ORN kokusu-uyarılmış yanıtları Şekil 3B 'de gösterilmiştir. Kayıt konumuna bağlı olarak (sensilla tipi, elektrot yerleştirme) çoklu ünite kayıtları elde edilebilir.

AL bir kayıt gelen bir ham hücre dışı dalga Şekil 6A'da gösterilmiştir. Aksiyon potansiyelleri veya farklı PNS kaynaklanan değişen genliklerinin sivri Bu gerilim iz görülebilir. Keçiboynuzu antennal lob eksitatör projeksiyon nöronları ve inhibitör yerel nöron olmasına rağmen, sadece PNS ekstraselüler 3 tespit edilebilir sodyum ani üretir. Bu gözlem, burada sunulan çoklu ünite kayıt tekniği seçici olarak ve böylece koku çekirgeler kodlama incelemek için çekici bir omurgalı model yapımı, anten lob devrelerinin çıkış izlemek için kullanılabileceğini göstermektedir.

, Bir mantar vücut kayıt bir örnek gösterilmektedir

Bu çoklu ünite kayıtlarından tek ünite cevapları yalıtmak için, off-line başak sıralama (en iyi dört kanallı) IGOR Pro (Wavemetrics) 12 uygulanan yayınlanan yazılımı kullanılarak gerçekleştirildi. PN ile KC başak ayırma örnekleri arasında, sırasıyla, Şekil 6C, ve D 'de gösterilmektedir.

Şekil 1
Şekil 1. Koku uyarılması. (A) bir koku şişe hazırlamak için gerekli olan tüm bileşenleri gösterilmektedir. (B)-pico pompası ve şişe koku koku dağıtım borusu ile çıkış bağlantısı giriş bağlantısı gösterilir. Kurutulmuş havanın sabit bir akım taşıyıcı gaz akımı olarak kullanılmıştır ve deneyler esnasında anten yöneliktir.


Şekil 2. Tek sensillum kayıtlar için bir anten akasya hazırlanması. (A) keçiboynuzu bağırsak yerleştirilmiş bir toprak elektrotu ile bir ölçüye odasına yerleştirilir. (B) bir balmumu platform kullanılarak bir anten stabilize etmek için bir yöntem gösterilmektedir.

Şekil 3
Şekil 3,. Tek sensillum kayıtları. (A) Tipik bir kayıt ayarlamak. Taşıyıcı gaz ve koku buhar karışımı bir sevk borusu yoluyla sağlanır. ORN aksiyon potansiyelleri bir cam elektrot kullanılarak kaydedilir. Teslim koku doğru anten arkasında yer alan bir vakum hunisi kullanılarak kaldırılır. Stereomikroskop aracılığıyla görüldüğü gibi (B) Elektrot yerleşimi. Oklar bir sensillum tabanındaki cam elektrot ucunun yerleşimini göstermektedir. (C) ve bir şemaTek sensillum kayıt yaklaşım tik. (D) iki farklı kokular (2-oktanol ve 1-hekzanol) bir ORN yanıtları gösteren Ham ekstraselüler gerilimi izler.

Şekil 4,
Şekil 4. Locust diseksiyon prosedürü. (A) keçiboynuzu gösterildiği gibi özel tasarlanmış diseksiyon kurulum ölçülü ve konumlandırılmış. (B) Yukarıdaki Keçiboynuzunun baş görüntüle. Hem bileşik gözleri ve antenleri açık (C) Bir mum fincan diseksiyon işlemi sırasında ve sonrasında serum fizyolojik perfüzyon izin diseksiyon sitenin etrafında inşa edilmiştir görülebilir. (D) Bir maruz keçiboynuzu beyin (sarı pigmentli sinir dokusu) gösterilir. Beyin stabilize etmek için gösterildiği gibi bir platform beyin altına yerleştirilir. Bir tuzlu perfüzyon tüp balmumu kabına eklenir. Akasya beyin (E) şematik. Diseksiyon açıkça ilgi bölgeleri gösterdikten sonra çekirge beyin (F) büyütülmüş bir fotoğraf: Birtennal loblar (AL) ve mantar organları (MB). Sinir anten (AN), antenden gelen anten memesi ORN aksiyon potansiyelleri iletmek akson demetler içermektedir.

Şekil 5,
Şekil 5,. Antennal lob ve mantar vücuttan Çoklu birim kayıtları. Kayıt yapılandırma ve koku teslim kurulumu gösteren (A) şematik. (B) PN kayıtlar için kullanılan 16-kanal NeuroNexus kayıt elektrot gösterilmiştir. (C) Sol panel, özel bir 8-kanal bükülmüş tel elektrot gösterilir yaptı. Sağ panelde, elektrot ucu ve IC sokete tel bağlantıları gösterilir. AL 16 kanallı kayıt elektrodu (D) Yerleştirme. Her bir sap içinde sadece alt dört elektrot doku içine yerleştirilir. (F) KC kayıtları için yüzeysel MB katmanları bükülmüş tel elektrodun Yerleştirme gösterilir.


Şekil 6. Bir anten lob (AL) ve mantar vücut (MB) kayıt Temsilcisi sonuçları. (A) bir çoklu ünite A ham hücre dışı izleme AL kayıt gösterilmiştir. A 4 s koku darbe gri kutu ile gösterilir dönemde uygulanmıştır. (B) Benzer komplo ama bir koku ham KC tepkiler gösteriyor. PN başak sıralama (C) bir örnek. Bir çok kanallı elektrot dört bağımsız kanaldan Ekstrasellüler dalga tek bir PN kaynaklanan tüm spiking olaylar için gösterilir. Bireysel olaylar (siyah), (kırmızı), ortalama ve SD (mavi) her iki hücre için gösterilmiştir. Kendi araçları birleştiren çizginin üzerine yüksek boyutlu PN olay temsilcilikleri (180 boyutlu vektör dört elektrodun tümü 3 ms sinyalleri birleştirerek elde edilen) yansıtarak elde Histogramlar. Bir iyi-isola sayılması içinted birimi, küme merkezlerinde en az beş kat gürültü SD bu durumda olduğu gibi, bir bimodal dağıtım ayrı aynı anda hücrelerinde kayıtlı 12 her bir çifti için beklenir. (D) KC başak sıralama bir örnek gösterilmiştir.

Şekil 7
Şekil 7 kurmak elektrokaplama:. Farklı bileşenler arasındaki bağlantıları gösteren devre şeması asıl kurulum resmini yukarıda gösterilmiştir. Kısaca, bir fonksiyon jeneratörü (MCP, SG 1639A) ile 3 Hz kare bakliyat (5V genlik) kapısı sonra bir elektrot empedansı test (BAK Elektronik, cari 5 uA sunan bir uyaran izolatör (TEFE, A365) için kullanılır IMP- 2). Empedans test cihazı her iki elektrot empedans test veya altın kaplama için elektrot uygulanacak uyarıcı yalıtıcı akım darbeleri izin vermek üzere çalıştırılabilir. Her iki durumda da, çoklu ünite elektrot im tutulurde altın çözeltisi içeren bir elektro Mersed. Bir düğme elektrot kanalın altın kaplama olmasını sağlar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

En uyarıcılardır nöron toplulukları dağıtılmış kombinatoryal tepkiler çağrıştırıyor. Bu nedenle, çok-nöron aktivitesi eşzamanlı izleme bilgisi beyin sinir devreleri ile temsil edilen ve nasıl işlendiğini uyarıcı özel anlamak için gereklidir. Burada, böcek koku yolu boyunca ilk üç işleme merkezlerinde koku-uyarılmış yanıtlar karakterize ekstrasellüler çoklu ünite kayıt teknikleri göstermiştir. Biz burada sunulan tekniklerin koku kodlama önceki çalışmalarda çok sayıda kullanılmış olan ve bu alanda 3,6,13-17 bir standart uygulama haline gelmektedir unutmayın. Teknikleri birleştiren tek omurgasız olfaktor sistemin tasarımı ve bilgisayar ilkelerinin soruşturma için bir sistem yaklaşımı geliştirebilir Burada sunulan. İşte, biz bu approa öncülük Gilles Laurent, Mark Stopfer ve meslektaşları 2,3,8,9,13,16,18-21, tarafından yapılan seminal katkıları tanıması gerekirches olfaktör kodlama birkaç temel ilkeleri ortaya koymak ve açıklamak için.

Son olarak, optik teknikler de başarıyla böcek koku devreleri 22-27 topluluk etkinliği incelemek için kullanılmıştır olduğunu fazlalaştı. Hedefi aynı anda nöronların çok sayıda genelinde sinirsel aktivite izlemek için olduğunda bu optik teknikler avantajlı olmakla birlikte, elektrofizyoloji teknikleri hala bireysel aksiyon potansiyellerinin tespiti istenen 'altın standart' vardır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgements

Cömert start-up fonları Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Washington Üniversitesi, Sistemleri Neuroscience hibe, Donanma Araştırma hibe bir Office için bir McDonnell Merkezi (Grant #: N000141210089) BR yazarlar bu iş için fon aşağıdaki teşekkür etmek istiyorum

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electrophysiology Equipment
A.C. amplifier GRASS Model P55 for single sensillum recordings
Audio monitor (model 3300) A-M Systems 940000
Custom-made 16 channel pre-amplifier and amplifier Cal. Tech. Biology Electronics Shop for AL and MB recordings
Data acquisition unit National Instruments BNC-2090
Fiber optic light WPI SI-72-8
Light source 115 V WPI NOVA
Manual micromanipulator WPI M3301R for locust brain recordings
Stereomicroscope1 on boom stand Leica M80 for locust brain recordings
Stereomicroscope2 Leica M205C for single sensillum recordings
Vibration-isolation table TMC 63-500 series
Motorized micromanipulator Sutter Instruments MP285/T
Oscilloscope Tektronix TD2014B
Electrodes/Construction Tools
16-channel electrode NeuroNexus A2x2-tet-3mm-150-121 for antennal lobe recordings
Borosilicate capillary tubes with filament, ID 0.69 mm Sutter Instruments BF120-69-10 for making glass electrodes
Micropipette puller Sutter Instruments P-1000
Function generator Multimeter Warehouse SG1639A for gold-plating electrodes
Gold plating solution (non cyanide) SIFCO Industries NC SPS 5355
Impedance tester BAK Electronics Inc. IMP-2 for gold-plating electrodes
Switch rotary Electroswitch C7D0123N for gold-plating electrodes
Pulse isolator WPI A365 for gold-plating electrodes
Q series electrode holder Warner Instruments 64-1091
Silver wire 0.010" diameter A-M Systems 782500 ground electrode
8 pin DIP IC socket Digikey ED90032-ND
Borosilicate capillary tubes with filament, ID 0.58 mm Warner Instruments 64-0787
Heat gun Weller 6966C
Rediohm-800 wire Kanthal Precision Technologies PF002005
Titer plate shaker Thermo Scientific 4625Q twisting wires
Carbide scissors, 4.5" Biomedical Research Instr 25-1000 for cutting twisted tetrode wires
Fine point tweezers HECO 91-EF5-SA for teasing tetrode wires apart
Odor Delivery
6 ml syringe Kendall 1180600777 for custom designed activated carbon filter
Brown odor bottles Fisher 08-912-165
Charcoal BuyActivatedCharcoal.com GAC-48C
Desiccant Drierite 23005
Drierite gas drying jar Fischer Scientific 09-204
Heat shrink tubing 3M EPS-200 odor filter preparation
Hypodermic needle aluminum hub, gauge 19 Kendall 8881-200136 for providing inlet and outlet lines for odor bottles
Mineral oil Mallinckrodt Chemicals 6357-04 for odor dilution
Nalgene plastic tubing, 890 FEP Thermo Scientific 8050-0310 for carrier gas delivery
Pneumatic picopump WPI sys-pv820 for odor delivery
Polyethylene tubing ID 0.86 mm Intramedic 427421 for odor bottle outlet connections and saline profusion tubing
Stoppers Lab Pure 97041 for sealing odor bottles
Time tape PDC T-534-RP
Tubing luer Cole-Parmer 30600-66
Vacuum tube McMaster-Carr 5488K66
Preparation/Dissection
100 x 15 mm petri dish VWR International 89000-304
18 AWG copper stranded wire Lapp Kabel 4510013
22 AWG stranded hookup wire AlphaWire 1551 brain platform
Batik wax Jacquard 7946000
Dental periphery Wax Henry-Schein Dental 6652151
Electrowaxer Almore International 66000
Epoxy, 5 min Permatex 84101
Hypodermic needle aluminum hub Kendall 8881-200136
Protease from Streptomyces griseus Sigma-Aldrich P5147 for desheathing locust brain
Suture thread non-sterile Fisher NC9087024 for tying the abdomen after gut removal
Vetbond 3M 1469SB for sealing amputation sites
Dumont #1 forceps (coarse) WPI 500335
Dumont #5 titanium forceps (fine) WPI 14096
Dumont #5SF forceps (super-fine) WPI 500085 desheathing locust brain
10 cm dissecting scissors WPI 14393 for removing legs and wings
Vannas scissors (fine) WPI 500086 for removing cuticle, cutting the foregut
Saline Profusion
Extension set with rate flow regulator Moore Medical 69136 for regulating saline flow
IV administration set with Y injection site Moore Medical 73190 for regulating saline flow

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ache, B. W., Young, J. M. Olfaction: diverse species, conserved principles. Neuron. 48, 417-430 (2005).
  2. Laurent, G., Wehr, M., Davidowitz, H. Temporal representations of odors in an olfactory network. Journal of Neuroscience. 16, 3837-3847 (1996).
  3. Stopfer, M., Jayaraman, V., Laurent, G. Odor identity vs. intensity coding in an olfactory system. Neuron. 39, 991-1004 (2003).
  4. Steven de Belle, J., Heisenberg, M. Associative odor learning in Drosophila abolished by chemical ablation of mushroom bodies. Science. 263, 692-695 (1994).
  5. Cassenaer, S., Laurent, G. Conditional modulation of spike-timing-dependent plasticity for olfactory learning. Nature. 482, 47-52 (2012).
  6. Hallem, E. A., Carlson, J. R. Coding of odors by a receptor repertoire. Cell. 125, 143-160 (2006).
  7. Raman, B., Joseph, J., Tang, J., Stopfer, M. Temporally diverse firing patterns in olfactory receptor neurons underlie spatiotemporal neural codes for odors. Journal of Neuroscience. 30, 1994-2006 (2010).
  8. Perez-Orive, J., et al. Oscillations and sparsening of odor representations in the mushroom body. Science. 297, 359-365 (2002).
  9. Naraghi, M., Laurent, G. Odorant-induced oscillations in the mushroom bodies of the locust. The Journal of Neuroscience. 14, 2993-3004 (1994).
  10. Ochieng, S. A., Hallberg, E., Hansson, B. S. Fine structure and distribution of antennal sensilla of the desert locust, Schistocerca gregaria (Orthoptera: Acrididae). Cell and Tissue Research. 291, 525-536 (1998).
  11. Burrows, M., Laurent, G. Synaptic Potentials in the Central Terminals of Locust Proprioceptive Afferents Generated by Other Afferents from the Same Sense Organ. Journal of Neuroscience. 13, 808-819 (1993).
  12. Pouzat, C., Mazor, O., Laurent, G. Using noise signature to optimize spike-sorting and to assess neuronal classification quality. Journal of Neuroscience Methods. 122, 43-57 (2002).
  13. Mazor, O., Laurent, G. Transient dynamics versus fixed points in odor representations by locust antennal lobe projection neurons. Neuron. 48, 661-673 (2005).
  14. Christensen, T. A., Pawlowski, V. A., Lei, H., Hildebrand, J. G. Multi-unit recordings reveal context dependent modulation of synchrony in odor-specific neural ensembles. Nature Neuroscience. 3, 927-931 (2000).
  15. Pellegrino, M., Nakagawa, T., Vosshall, L. B. Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae. J. Vis. Exp. (36), e1725 (2010).
  16. Geffen, M. N., Broome, B. M., Laurent, G., Meister, M. Neural Encoding of Rapidly Fluctuating Odors. Neuron. 61, 570-586 (2009).
  17. Ito, I., Ong, R. C., Raman, B., Stopfer, M. Sparse odor representation and olfactory learning. Nature Neuroscience. 11, 1177-1184 (2008).
  18. Laurent, G. Olfactory network dynamics and the coding of multidimensional signals. Nature Review Neuroscience. 3, 884-895 (2002).
  19. Brown, S. L., Joseph, J., Stopfer, M. Encoding a temporally structured stimulus with a temporally structured neural representation. Nature Neuroscience. 8, 1568-1576 (2005).
  20. MacLeod, K., Laurent, G. Distinct mechanism for synchronization and temporal patterning of odor-encoding neural assemblies. Science. 274, 976-979 (1996).
  21. Wehr, M., Laurent, G. Relationship between afferent and central temporal patterns in the locust olfactory system. The Journal of Neuroscience. 19, 381-390 (1999).
  22. Moreaux, L., Laurent, G. Estimating firing rates from calcium signals in locust projection neurons in vivo. Frontiers in Neural Circuits. 1, 1-13 (2007).
  23. Galizia, C. G., Joerges, J., Kuttner, A., Faber, T., Menzel, R. A semi-in-vivo preparation for optical recording of the insect brain. Journal of Neuroscience Methods. 76, 61-69 (1997).
  24. Galan, R. F., Sachse, S., Galizia, C. G., Hez, A. V. M. Odor-driven attractor dynamics in the antennal lobe allow for simple and rapid olfactory pattern classification. Neural Computation. 16, 999-1012 (2004).
  25. Kuebler, L. S., Schubert, M., Karpati, Z., Hansson, B. S., Olsson, S. B. Antennal Lobe Processing Correlates to Moth Olfactory Behavior. Journal of Neuroscience. 32, 5772-5782 (2012).
  26. Silbering, A. F., Bell, R., Galizia, C. G., Benton, R. Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe. J. Vis. Exp. (61), e2976 (2012).
  27. Skiri, H. T., Galizia, C. G., Mustaparta, H. Representation of Primary Plant Odorants in the Antennal Lobe of the Moth Heliothis virescens Using Calcium Imaging. Chemical Senses. 29, 253-267 (2004).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics