Les neurones afférents des systèmes mécanosensoires transmettent des informations des cellules ciliées au cerveau pendant l’audition et l’équilibre. L’électrophysiologie peut révéler la sensibilité des neurones afférents grâce à des enregistrements directs. Alors que le patchage de cellules entières à partir de cellules ciliées peut être difficile, l’enregistrement à partir de neurones afférents en aval est plus facile et permet d’évaluer les potentiels d’action en réponse à des stimulations contrôlées^1,2,3. La stimulation des cellules ciliées conduit à leur déviation, ce qui modifie les structures mécanosensoires, déclenchant ainsi une augmentation des potentiels d’action (pointes) dans les neurones afférents^4,5,6. En l’absence de stimuli externes, les neurones afférents piquent également spontanément en raison d’une fuite de glutamate des cellules ciliées vers les bornes post-synaptiques afférentes^7,8,et il a été démontré qu’ils contribuent au maintien de la sensibilité^9,10. L’enregistrement de l’activité afférente par pince patch permet d’observer la sensibilité des cellules ciliés et la dynamique du signal qui ne sont pas possibles en utilisant des techniques à résolution temporelle plus faible, telles que dans la microphonie^{11, 12} ou l’imageriefonctionnelle du calcium^13,14,15. Le protocole suivant permettra à l’enregistrement de l’activité afférente en même temps que les commandes motrices de révéler des changements instantanés de la sensibilité des cellules ciliés.

Les poissons zèbres(Danio rerio)utilisent des cellules ciliées contenues dans les neuromastes qui composent le système de ligne latérale pour détecter le mouvement de l’eau par rapport à leur corps, ce qui se traduit par des signaux neuronaux essentiels à la navigation^16,17,18,l’évitement des prédateurs, la capture des proies^19,20et la scolarisation^21. L’écoulement de l’eau peut également être auto-généré par les mouvements de^{la natation 22,23,24,}de la respiration^22,25,26et de l’alimentation^27. Ces comportements comprennent des mouvements répétitifs qui peuvent fatiguer les cellules ciliées et altérer la détection. Par conséquent, il est essentiel que le système de ligne latérale différencie les stimuli d’écoulement externes (exafferents) et auto-générés (reafferent). Un rejet corollaire atténue les signaux d’écoulement auto-générés pendant la locomotion chez le poisson zèbre. Ce signal moteur prédictif inhibiteur est relayé via les neurones descendants vers les récepteurs sensoriels pour modifier l’entrée ou interrompre le traitement de la rétroaction reafferente^28,29. Les travaux fondateurs contribuant à notre compréhension précoce de ce système d’alimentation se sont appuyés sur des préparations in vitro où la connectivité et l’activité endogène du circuit neuronal n’ont pas été maintenues^{28,30, 31,32,33,34,35.} Ce protocole décrit une approche à la préservation d’un circuit neural intact où la dynamique endogène de rétroaction est maintenue de ce fait permettant une meilleure compréhension de la décharge corollaire in vivo.

Le protocole décrit ici décrit comment surveiller le neurone afférent de ligne latérale postérieure et l’activité de neurone moteur simultanément dans le poisson zèbre larvaire. La caractérisation de la dynamique du signal afférent avant, pendant et après les commandes motrices fournit des informations sur la rétroaction endogène en temps réel du système nerveux central qui module la sensibilité des cellules ciliées pendant la locomotion. Ce protocole décrit les matériaux qui devront être préparés avant les expériences, puis décrit comment paralyser et préparer les larves de poissons zèbres. Le protocole décrira comment établir un enregistrement lâche stable de correction des neurones afférents et des enregistrements extracellulaires de racine ventrale (VR) des neurones moteurs. Les données représentatives qui peuvent être obtenues utilisant ce protocole sont présentées à partir d’un individu d’exemple et l’analyse a été exécutée sur de multiples répétitions du protocole expérimental. Le prétraitement des données est effectué à l’aide de scripts écrits personnalisés dans MATLAB. Dans l’ensemble, ce paradigme expérimental in vivo est sur le point de fournir une meilleure compréhension de la rétroaction sensorielle lors de la locomotion dans un système modèle de cellules ciliées vertébrées.