Summary

Un<em> In Vitro</emPreparazione> per stimolare e registrare i programmi motori Nutrire con i movimenti fisiologici in<em> Aplysia californica</em

Published: December 05, 2012
doi:

Summary

Descriviamo una tecnica per la registrazione extracellulare e stimolare di nervi, muscoli e singoli neuroni identificati<em> In vitro</em> Mentre elicitare ed osservando diversi tipi di alimentazione comportamenti nell'apparato di alimentazione<em> Aplysia</em>.

Abstract

Multifunzionalità, la capacità di una struttura periferica per generare più comportamenti distinti, 1, permette animali di adattarsi rapidamente loro comportamenti ai cambiamenti ambientali. Il mollusco marino Aplysia californica fornisce un sistema trattabili per lo studio della multifunzionalità. Durante l'alimentazione, Aplysia genera diversi tipi distinti di comportamenti con la stessa apparecchiatura di alimentazione, la massa buccale. I gangli che controllano questi comportamenti contengono una serie di grandi neuroni identificati che sono accessibili per lo studio elettrofisiologico. L'attività di questi neuroni è stato descritto in programmi motori che possono essere divisi in due tipi, programmi e ingestive egestive, basato sui tempi delle attività neurale che chiude la relativa grasper cibo all'attività neurale che protrae o indietro la pinza 2. Tuttavia, in gangli isolato, i movimenti muscolari che producono tali comportamenti sono assenti, rendendodifficile essere certi se i programmi motori osservati sono correlati di comportamenti reali. In registrazioni vivo, nervose e muscolari sono stati ottenuti corrispondente a programmi di alimentazione 2,3,4, ma è molto difficile registrare direttamente da singoli neuroni 5. Inoltre, in vivo, programmi ingestive può essere ulteriormente suddiviso in morsi e 1,2 rondini, una distinzione che è difficile fare in precedenza descritto più de preparati in vitro.

La preparazione massa sospesa buccale (Figura 1) colma il divario tra gangli isolati e animali intatti. In questa preparazione, comportamenti ingestive – compresi sia mordere e deglutizione – e comportamenti egestive (rifiuto) possono essere provocati, al tempo stesso neuroni individuali possono essere registrati da e stimolati con elettrodi extracellulari 6. I movimenti di alimentazione associati a questi comportamenti differenti possono essere regiDED, quantificati e direttamente collegati ai programmi motori. I programmi del motore per la preparazione massa sospesa buccale sembrano essere più simili a quelle osservate in vivo che sono programmi motori suscitato nei gangli isolato. Pertanto, i programmi motori di questa preparazione può essere più direttamente collegate al comportamento in vivo, al tempo stesso, i singoli neuroni sono più accessibili a registrazione e stimolazione che in animali intatti. Inoltre, come fase intermedia tra gangli isolati e animali intatti, risultati della massa sospesa buccale può aiutare nella interpretazione dei dati ottenuti in ambienti sia più ridotte e più intatta. La preparazione massa sospesa buccale è uno strumento utile per caratterizzare il controllo neurale della multifunzionalità in Aplysia.

Protocol

1. Preparazione di soluzioni Per preparare una soluzione di cloruro di magnesio che è isotonica di acqua di mare in cui sono tenuti gli animali (~ 1000 millosmolar), segnare una grande brocca al livello del volume desiderato. Riempire la caraffa con acqua distillata a circa l'80% di questo livello, e pesare la giusta quantità di cloruro di magnesio esaidrato per creare una soluzione 333 mM nel volume finale. Aggiungere il cloruro di magnesio per la brocca, chiudere il coperchio e agitare vigorosamente f…

Representative Results

When an extracellular electrode is positioned above a neuron’s soma and used to stimulate the neuron, a one-for-one correspondence between spikes on the soma channel and on the nerve(s) the neuron projects to can be observed (Figure 6, left panel, stimulation of identified neuron B9). The soma channel (top channel) is set to stimulating mode when the current is applied (time 1 in the figure), and is then quickly switched to recording mode (time 2). By maintaining the position of the electrode, the…

Discussion

Il lavoro precedente ha caratterizzato Aplysia programmi motori in intatta di un animale e nelle preparazioni ridotto come gangli isolato. Nell'animale intatto, anche se le registrazioni di singoli neuroni sono stati ottenuti 5, tali esperimenti sono molto difficili, e gli elettrodi non può essere spostato da neurone a neurone durante l'alimentazione. In gangli isolato, i movimenti alimentazione indotte da attività neurale non può essere osservato. La preparazione massa sospesa buccale col…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni NIH e NSF NS047073 concessione DMS1010434.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sodium chloride Fisher Scientific S671 Biological, Certified
Potassium chloride Fisher Scientific P217 Certified ACS
Magnesium chloride hexahydrate Acros Organics 19753 99%
Magnesium sulfate heptahydrate Fisher Scientific M63 Certified ACS
Calcium chloride dihydrate Fisher Scientifc C79 Certified ACS
Glucose (dextrose) Sigma-Aldrich G7528 BioXtra
MOPS buffer Acros Organics 17263 99%
Carbachol Acros Organics 10824 99%
Sodium hydroxide Fisher Scientific SS255 Certified
Hydrochloric acid Fisher Scientific SA49 Certified
Single-barreled capillary glass A-M Systems 6150  
Flaming-Brown micropipette puller model P-80/PC Sutter Instruments   Filament used: FT345B
Enamel coated stainless steel wire California Fine Wire   0.001D, coating h
Household Silicone II Glue GE    
Duro Quick-Gel superglue Henkel corp.    
A-M Systems model 1700 amplifier A-M Systems   Filter settings: 300-500 Hz nerves,10-500 Hz I2 muscle
Pulsemaster Multi-Channel Stimulator World Precision Instruments A300  
Stimulus Isolator World Precision Instruments A360  
AxoGraph X AxoGraph Scientific    
Veeder-Root Totalizing Counter Danaher C342-0562  
Gold Connector Pins Bulgin SA3148/1  
Gold Connector Sockets Bulgin SA3149/1  
Sylgard 184 Silicone Elastomer Dow Corning    
100 x 50 mm Crystalizing Dish Pyrex    
High Vacuum Grease Dow Corning    
Pipet Tips Fisher Scientific 21-375D  
Minutien Pins Fine Science Tools 26002-10  
Modeling Clay Sargent Art 22-4400  
Silk Sutures Ethicon K89OH  
Whisper Air Pump Tetra 77849  
Aquarium Tubing Eheim 7783 12/16 mm
Elite Airstone Hagen A962  
Vannas Spring Scissors Fine Science Tools 15000-08  
Dumont #5 Fine Forceps Fine Science Tools 11254-20  
Yaki Sushi Nori Seaweed Rhee Bros    
Kimwipes Kimberly-Clark 34155  

Referencias

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McManus, J. M., Lu, H., Chiel, H. J. An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica. J. Vis. Exp. (70), e4320, doi:10.3791/4320 (2012).

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