Cet article décrit un système efficace d'enregistrement des neurones dans le complexe central (CC) du cafard, discoidalis Blaberus, comme l'insecte se promène dans une arène et traite avec des objets qui la font tourner, tunnel sous, ou grimper sur des obstacles. Les fils peuvent également être connectés à un stimulateur pour évoquer l'activité dans le neuropile environnant avec des changements comportementaux qui en découlent.

Au cours de la dernière décennie une attention considérable a été réalisé sur les rôles joués par les différentes régions du cerveau à contrôler le comportement des insectes. Une grande partie de ce foyer a été dirigé vers les neuropils cérébrales médianes qui sont collectivement appelés le complexe central (CC). Des progrès ont été réalisés à la suite de grandes variétés de techniques de ciblage des questions sur le rôle du CC dans le comportement. Ces techniques vont de manipulations neurogénétiques, principalement chez la drosophile, couplés avec behavianalyse orale ^1-3, à des techniques électrophysiologiques qui surveillent l'activité neuronale dans le CC et tentative de relier cette activité à des paramètres pertinents comportemental.

Les techniques électrophysiologiques comprennent l'enregistrement intracellulaire des neurones individuels identifiés ^4-9 et enregistrement extracellulaire, souvent avec des sondes multi-canaux ^10,11. Ces deux techniques sont complémentaires. Enregistrement intracellulaire avec des électrodes pointus ou patch cellule entière fournit des données très détaillées sur les neurones identifiés, mais se limite à une ou deux cellules à la fois, nécessite un mouvement limité ou non, et peut être maintenue pour des périodes de temps relativement courtes. Enregistrements extracellulaires peuvent être facilement mis en place, ne nécessite pas de retenue, et peuvent être maintenus pendant des heures. Avec tétrodes multicanaux et la coupe de la grappe, assez grandes populations de neurones peuvent être analysés simultanément ^9,12. Alors que CPAE de cellules entièresh a été utilisé avec succès chez les insectes captifs ^13, nous pensons qu'il ya aussi un besoin de techniques qui nous permettent d'enregistrer l'activité neuronale dans le cerveau pendant de longues périodes de temps en se comporter librement insectes car ils traitent des obstacles au déplacement vers l'avant.

La nécessité de constater que les insectes se déplace et rebondit nous a poussé vers des méthodes d'enregistrement extracellulaires. Nous avons eu un bon enregistrement de succès dans les préparations sobres avec des sondes disponibles dans le commerce 16 canaux de silicium ^11, mais la petite taille, même de grandes cafards signifie que les sondes doivent être montées hors du corps. Cela, couplé avec la délicatesse des dents de la sonde, les rendait inapproprié pour une préparation de marche libre. Dans deux précédents projets, nous avons utilisé des faisceaux de fils fins formant une tétrode à accomplir propriétés d'enregistrement similaires, mais dans un arrangement plus robuste. Ces faisceaux de tétrode nous a permis d'enregistrer de cafards captifs uneD portent l'activité de l'unité de CC aux changements de vitesse ¹⁴ à pied et en tournant le comportement résultant d'un contact antennaire avec une tige ^10.

Aussi utile que ces préparations captifs ont été et continueront d'être, ils ne présentent certaines limitations. Tout d'abord, les comportements que l'insecte peut effectuer sont limitées à un seul plan. Autrement dit, nous pourrions facilement évoquer les changements de vitesse de marche ou tournant, mais l'escalade et de tunneling actions n'était pas possible, au moins avec l'agencement d'attache typique. Deuxièmement, nos préparations sont captifs "boucle ouverte". Autrement dit, ils ne permettent pas de mouvements liés à la normale à la rétroaction du système. Ainsi, comme le cafard activée notre attache, son monde visuel n'a pas été modifiée en conséquence. Il est possible de construire des systèmes de boucle d'attache fermés à introduire ce genre de commentaires. Cependant, elles sont limitées par la complexité de la programmation et du matériel de l'environnement visuel simulé. Nevertheless, nous avons pensé que nous pourrions améliorer nos méthodes d'enregistrement captifs existants par l'enregistrement de l'animal car il marchait librement dans une arène ou la piste et objets rencontrés comme il le ferait dans son milieu naturel.

Bien que les systèmes sans fil pour l'enregistrement de l'activité cérébrale ^{de 15} serait idéal, les systèmes actuels ont des limites dans le nombre de canaux d'enregistrement, le temps d'acquisition des données, la vie et le poids batterie. Par conséquent, nous avons opté pour essayer d'adapter notre système d'enregistrement captif pour une utilisation dans les préparations se déplacer librement. Comme de meilleurs systèmes sans fil sont disponibles, cette technique peut être aisément adapté à de tels dispositifs. Le système qui est décrit dans cet article est léger, fonctionne très bien et semble avoir peu d'effet néfaste sur le comportement du cafard. Avec une caméra à grande vitesse et peu coûteux logiciel de coupe de la grappe, l'activité dans les neurones du cerveau individuels peut être liée au mouvement. Nous décrivons ici la prépaation des fils tétrode et leur implantation dans le cerveau de l'insecte, ainsi que les techniques d'enregistrement de l'activité électrique et le mouvement et la façon dont ces données peuvent être réunis pour une analyse ultérieure.