La mosca de la fruta,<em> Drosophila melanogaster</em>, Se extiende su probóscide para la alimentación, en respuesta a un estímulo de azúcar de su probóscide o tarso. Me han combinado observaciones de la respuesta de extensión probóscide (PER) con una técnica de imágenes de calcio, lo que nos permite monitorizar la actividad de las neuronas en el cerebro, a la vez con la observación del comportamiento.
Para el estudio de redes neuronales en términos de su función en el comportamiento, debemos analizar cómo las neuronas funcionan cuando cada patrón de comportamiento se genera. Por lo tanto, las grabaciones simultáneas de la actividad neuronal y el comportamiento son esenciales para la actividad del cerebro se correlaciona con el comportamiento. Para este tipo de análisis de comportamiento, la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, nos permite incorporar genéticamente codificados indicadores de calcio, tales como GCaMP 1, para controlar la actividad neuronal, y utilizar sofisticadas técnicas de manipulación genética para la optogenética o termogenico que activen específicamente identificado las neuronas 2-5. El uso de una técnica termogenico, nos ha llevado a encontrar las neuronas esenciales para el comportamiento de alimentación (Flood et al., En revisión). Como parte principal de la conducta alimentaria, un adulto de Drosophila se extiende su probóscide para la alimentación de 6 (respuesta de trompa de extensión; PER), en respuesta a un estímulo dulce de las células sensoriales en su probóscide o tarso. Combining el protocolo para PER 7, con una técnica de imágenes de calcio 8 utilizando GCaMP3.0 1, 9, he establecido un sistema experimental, donde se puede monitorear la actividad de las neuronas en el centro de alimentación – el ganglio suboesophageal (SOG), simultáneamente con la observación del comportamiento de la probóscide. He diseñado un aparato ("mosca del cerebro en vivo de imágenes y electrofisiología Etapa": "Las moscas") para dar cabida a un adulto de Drosophila, lo que permite su probóscide para moverse libremente, mientras que su cerebro está expuesto al baño de Ca 2 + de imágenes a través de una lente de inmersión en el agua . Las moscas es también apropiado para muchos tipos de experimentos en directo en el cerebro de la mosca como el registro electrofisiológico o una imagen de lapso de tiempo de la morfología sináptica. Debido a que los resultados de las imágenes en directo puede estar directamente relacionado con el comportamiento POR simultánea, esta metodología puede proporcionar un excelente sistema experimental para estudiar el procesamiento de información de las redes neuronales, y cómo este cactividad ellular está acoplado a los procesos de plástico y la memoria.
Los MOSCAS permite la grabación simultánea de señales de Ca 2 + y el comportamiento de PER. Incluso con el cerebro expuesto a la solución salina normal, POR comportamiento se observó. Usando la mecha Gampi-Washi en lugar de una mecha Kimwipe utilizado en la method7 capilar original facilita un comportamiento POR altamente reproducible y estable y evita la necesidad de ser experto en la fabricación y la elección de una mecha Kimwipe buena. Los consejos de experimentación se ha dicho nos ha permitido evitar con éxito las perturbaciones por el movimiento de la trompa, lo que lleva a una grabación muy estable de Ca 2 + señales con poco ruido. En ocasiones, la extirpación de tejido no era suficiente para exponer a las células o suprimir el movimiento de manera adecuada, dando lugar a malos resultados. Sin embargo, una vez que eran expertos, más del 80% de las preparaciones producido buenos resultados. Esta metodología es no sólo para el Ca 2 + de imágenes, pero también se puede adaptar a cualquier imágenes en vivo mientras se observa POR comportamiento. Por ejemplo, podemos acceder a cualquier celular a través de lael uso de un electrodo para grabar directamente la actividad. Combinado con el microscopio de excitación de dos fotones, que son capaces de realizar imágenes de lapso de tiempo de la estructura sináptica, lo que puede estar relacionado con cambios de comportamiento. Por lo tanto, este método de imágenes cerebrales con la observación del comportamiento no sólo es valiosa para la disección funcional de la red neuronal, pero podría ser utilizado como una herramienta potente para correlacionar 14 plasticidad sináptica a los mecanismos que subyacen a la memoria.
The authors have nothing to disclose.
Doy las gracias a L Watanabe, Gorczyca M y otros miembros del laboratorio de Yoshihara por sus valiosos comentarios y discusión. Doy las gracias a K. Scott y Looger L. para las poblaciones de mosca, S Yokoyama para la demostración de experimentos, Shinya Iguchi para la ayuda técnica y Nobuko Yoshihara de información relevante. Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Salud Mental de subvenciones MH85958, y la Fundación Worcester de MI
Name of Equipment/Reagent | Company | Catalogue number | コメント |
Tetric EvoFlow | Ivoclar vivadent | M04115 | Light-curing glue |
BX51WI Microscope | Olympus | BX51WI | With 40X (N.A. 0.8) water immersion objective lens |
Spinning disk confocal microscope system | Improvision in PerkinElmer | With 491 nm laser | |
Stereomicroscope | Nikon | SMZ-800 | Attached to a swing arm. Stereo view is still available with video recording |
Gampi-Washi paper | Haibara, Japan | A special kind of traditional Japanese paper | |
CCD camera | Imaging Source | DFK41AU02 | 1/2″ 1080 × 960 pixels SONY CCD |
Joystick manipulator | Narishige | MN-151 | |
Injector | Narishige | IM-5B |