Het algemene doel van deze aanpak is om onderzoekers te snel meten de electrogenesis van het centrale zenuwstelsel (CNS) in het model insect, Drosophila melanogaster. Deze methode is betrouwbaar, snel en kostenefficiënt om uit te voeren van de fysiologische en toxicologische experimenten. De CNS is essentieel voor het leven en daarom de fysiologische trajecten kritische voor neurale werking hebben uitgebreid onderzocht in een poging om te begrijpen of wijzigen van neurale functie. Karakterisering van de signaalroutes binnen de geleedpotigen CNS heeft de ontdekking van verschillende chemische klassen van insecticiden die ongewervelde neurale functie verstoren om sterfte veroorzaken terwijl het beperken van de gevolgen van de af-target ingeschakeld. Dus, de mogelijkheid voor het meten van de neurale activiteit van insecten is van aanzienlijk belang op het gebied van insecten toxicologie en fysiologie aangezien het zenuwstelsel het doelweefsel is terechtgekomen van de meerderheid van de geïmplementeerde insecticiden^{1 is}. Toch bleef groei van fundamentele en toegepaste kennis over het insect zenuwstelsel vereist geavanceerde neurofysiologische technieken die zijn beperkt in de haalbaarheid, aangezien de huidige technieken zijn arbeidsintensief en vereist een hoge kosten, insect neurale cellijnen zijn beperkt, en/of er is beperkte toegang tot de centrale synapsen meeste geleedpotigen. Momenteel, vereist karakterisering van de meeste insecten neurale eiwitten het doelwit te zijn van gekloonde en geïnfecteerd uitgedrukt voor latere drugontdekking en elektrofysiologische opnamen, zoals werd beschreven voor insect innerlijke gelijkrichter kalium kanalen² , insect ryanodine receptor³, mug spanning-gevoelige K⁺ kanalen⁴, en anderen. Ter beperking van de eis van heterologe expressie en het potentieel voor lage functionele expressie, Bloomquist en collega’s gericht voor het opwekken van een neuronale fenotype in gekweekte cellen Spodoptera frugiperda (Sf21) als een nieuwe methode voor insecticide ontdekking^5,6. Deze methoden geven een geldige benadering voor de ontwikkeling van nieuwe scheikunde, maar zij maken vaak een onoverkomelijke knelpunt voor de karakterisatie van farmacologische agenten, identificeren van mechanismen van insecticide resistentie en karakterisering van fysiologische grondbeginselen. Hier beschrijven we een ex vivo -methode, waarmee de registratie van de elektrische activiteit van een model-insect dat smeedbaar genetica^{7,8,9 heeft} en bekende expressiepatronen van neurale complexen^10,11,12 om de karakterisatie van resistentie mechanismen op het niveau van de zenuw, het werkingsmechanisme van nieuw ontwikkelde geneesmiddelen en andere toxicologische studies.

De fruitvlieg, D. melanogaster, is een gemeenschappelijk modelorganisme voor het definiëren van insecten neurale systemen of insecticide werkingsmechanisme en is opgericht als een geschikt model-organisme voor de studie van toxicologische¹³, farmacologische^{14 ,15}, neurofysiologische¹⁶en pathofysiologische^17,18,19,20 processen van gewervelde dieren. D.melanogaster is een holometabolous insect waarmee complete metamorfose, met inbegrip van een larvale en pop fase vóór het bereiken van de reproductieve volwassen stadium. Gedurende de ontwikkelings proces, zal het zenuwstelsel ondergaat aanzienlijke remodelleren in verschillende levensfasen, maar de larvale CNS de focus van deze methodologie. De volledig ontwikkelde larval CNS is anatomisch eenvoudig met borst- en buikholte segmenten die worden gesmolten en vormen de ventrale ganglion, die een matrix met herhaalde en bijna identieke neuromeric eenheden^{21,22 vertegenwoordigt}. Aflopende motorzenuwen zijn afkomstig uit het caudal einde van de ganglia van de subesophageal en dalen om de innervate lichaam muur spieren en viscerale organen van de larven. Figuur 1 beschrijft de bruto-anatomie van de larvale Drosophila CNS.

De Drosophila bloed – hersenbarrière (BBB) ontwikkelt aan het einde van de embryogenese en wordt gevormd door subperineurial gliale cellen (SPG)²¹. De SPG-cellen vormen talrijke filopodia-achtige processen die verspreid om een aaneengesloten, zeer plat, endotheel-achtige vel dat betrekking heeft op de gehele Drosophila CNS-²³. De Drosophila BBB heeft overeenkomsten met de gewervelde BBB, waarin het behoud van de homeostase van de neurale communicatie door middel van de vermelding van voedingsstoffen en xenobiotica in de CNS-²¹. Dit is een voorwaarde voor betrouwbare neurale transmissie en functie, maar de bescherming van de CNS door de BBB beperkt de permeatie van synthetische drugs, de meeste peptiden en andere xenobiotica^24,25, die potentieel introduceert problemen bij het karakteriseren van de potencies van kleine-molecuul modulatoren. De methode maakt gebruik van een eenvoudige transect verstoren deze barrière en klaar farmacologische toegang verschaffen tot de centrale synapsen.
De grootste kracht van de beschreven methodologie is de eenvoud, de reproduceerbaarheid en de relatief hoge gegevensdoorvoer capaciteit die inherent zijn aan dit systeem. Het protocol is relatief gemakkelijk te beheersen, de setup vereist weinig ruimte, en alleen een eerste financiële inspanning nodig is die is teruggebracht tot reagentia en verbruiksartikelen. De beschreven methode is verder volledig geamendeerd om vast te leggen van de centrale aflopende activiteit van de zenuw van het huis vliegen, Musca domestica²⁶.