Multi-unidade Métodos de gravação para caracterizar a atividade neural no Locust (<em> Schistocerca Americana</em>) Circuitos olfatórias
Summary
Nós demonstramos as variações da técnica de gravação extracelular de multi-unidade para caracterizar odor evocadas respostas nas três primeiras etapas da via olfactiva invertebrado. Estas técnicas podem ser facilmente adaptados para examinar a actividade conjunto de outros sistemas neurais também.
Abstract
Detecção e interpretação de sinais olfativos são críticos para a sobrevivência de muitos organismos. Notavelmente, espécies em filos têm notavelmente semelhantes sistemas olfativos sugerindo que a abordagem biológica para sensoriamento químico foi otimizado ao longo do tempo evolutivo 1. No sistema de insecto olfactivo, odorantes são transduzidas por neurónios receptores olfactivos (ORN) na antena, que convertem a estímulos químicos em trens de potenciais de acção. Entrada sensorial dos ORNs é então enviada para o lobo antenal (AL; uma estrutura análoga ao bulbo olfativo de vertebrados). Na AL, representações neurais para odores assumir a forma de espaço-temporais padrões de disparo distribuídos em conjuntos de neurônios principais (PNs, também referido como neurônios de projeção) 2,3. A saída AL é posteriormente processado por células de Kenyon (KCS) no corpo de cogumelo a jusante (MB), uma estrutura associada com a memória e aprendizagem olfactiva 4,5. Suae, apresentamos as técnicas de gravação eletrofisiológicos para monitorar odor evocadas respostas neurais nesses circuitos olfativos.
Em primeiro lugar, apresenta-se um método de gravação única sensillum para estudar as respostas evocadas de odor ao nível das populações de ORNs 6,7. Discute-se o uso de soro fisiológico cheios pipetas de vidro afiados como eletrodos para monitorar as respostas extracelularmente ORN. A seguir, apresentamos um método para monitorar as respostas extracelularmente PN usando um eletrodo de 16 canais comerciais 3. Uma abordagem semelhante, usando uma custom-made tetrode fio de 8 canais torcida é demonstrado para Kenyon célula gravações 8. Nós fornecemos detalhes de nossa montagem experimental e traços representativos presentes de gravação para cada uma destas técnicas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Estímulos sensoriais mais evocar respostas combinatórias que são distribuídos em conjuntos de neurônios. Por isso, a monitorização simultânea de múltiplos neurónios actividade é necessário compreender como estímulo específico informação é representada e processado por circuitos neuronais no cérebro. Aqui, nós demonstramos extracelulares técnicas de multi-unidade de gravação para caracterizar odor evocadas respostas para os três primeiros centros de processamento ao longo da via inseto olfativo. No…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer o seguinte para financiar este trabalho: generoso arranque fundos do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade de Washington, um McDonnell Centro para Sistemas de Neurociência concessão, um Office of Naval Research Grant (Grant #: N000141210089) para BR
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Electrophysiology Equipment | |||
| A.C. amplifier | GRASS | Model P55 | for single sensillum recordings |
| Audio monitor (model 3300) | A-M Systems | 940000 | |
| Custom-made 16 channel pre-amplifier and amplifier | Cal. Tech. Biology Electronics Shop | for AL and MB recordings | |
| Data acquisition unit | National Instruments | BNC-2090 | |
| Fiber optic light | WPI | SI-72-8 | |
| Light source 115 V | WPI | NOVA | |
| Manual micromanipulator | WPI | M3301R | for locust brain recordings |
| Stereomicroscope1 on boom stand | Leica | M80 | for locust brain recordings |
| Stereomicroscope2 | Leica | M205C | for single sensillum recordings |
| Vibration-isolation table | TMC | 63-500 series | |
| Motorized micromanipulator | Sutter Instruments | MP285/T | |
| Oscilloscope | Tektronix | TD2014B | |
| Electrodes/Construction Tools | |||
| 16-channel electrode | NeuroNexus | A2x2-tet-3mm-150-121 | for antennal lobe recordings |
| Borosilicate capillary tubes with filament, ID 0.69 mm | Sutter Instruments | BF120-69-10 | for making glass electrodes |
| Micropipette puller | Sutter Instruments | P-1000 | |
| Function generator | Multimeter Warehouse | SG1639A | for gold-plating electrodes |
| Gold plating solution (non cyanide) | SIFCO Industries | NC SPS 5355 | |
| Impedance tester | BAK Electronics Inc. | IMP-2 | for gold-plating electrodes |
| Switch rotary | Electroswitch | C7D0123N | for gold-plating electrodes |
| Pulse isolator | WPI | A365 | for gold-plating electrodes |
| Q series electrode holder | Warner Instruments | 64-1091 | |
| Silver wire 0.010″ diameter | A-M Systems | 782500 | ground electrode |
| 8 pin DIP IC socket | Digikey | ED90032-ND | |
| Borosilicate capillary tubes with filament, ID 0.58 mm | Warner Instruments | 64-0787 | twisted wire tetrode construction |
| Heat gun | Weller | 6966C | |
| Rediohm-800 wire | Kanthal Precision Technologies | PF002005 | |
| Titer plate shaker | Thermo Scientific | 4625Q | twisting wires |
| Carbide scissors, 4.5″ | Biomedical Research Instr | 25-1000 | for cutting twisted tetrode wires |
| Fine point tweezers | HECO | 91-EF5-SA | for teasing tetrode wires apart |
| Odor Delivery | |||
| 6 ml syringe | Kendall | 1180600777 | for custom designed activated carbon filter |
| Brown odor bottles | Fisher | 08-912-165 | |
| Charcoal | BuyActivatedCharcoal.com | GAC-48C | |
| Desiccant | Drierite | 23005 | |
| Drierite gas drying jar | Fischer Scientific | 09-204 | |
| Heat shrink tubing | 3M | EPS-200 | odor filter preparation |
| Hypodermic needle aluminum hub, gauge 19 | Kendall | 8881-200136 | for providing inlet and outlet lines for odor bottles |
| Mineral oil | Mallinckrodt Chemicals | 6357-04 | for odor dilution |
| Nalgene plastic tubing, 890 FEP | Thermo Scientific | 8050-0310 | for carrier gas delivery |
| Pneumatic picopump | WPI | sys-pv820 | for odor delivery |
| Polyethylene tubing ID 0.86 mm | Intramedic | 427421 | for odor bottle outlet connections and saline profusion tubing |
| Stoppers | Lab Pure | 97041 | for sealing odor bottles |
| Time tape | PDC | T-534-RP | |
| Tubing luer | Cole-Parmer | 30600-66 | |
| Vacuum tube | McMaster-Carr | 5488K66 | |
| Preparation/Dissection | |||
| 100 x 15 mm petri dish | VWR International | 89000-304 | |
| 18 AWG copper stranded wire | Lapp Kabel | 4510013 | wire insulation is used as rubber gaskets |
| 22 AWG stranded hookup wire | AlphaWire | 1551 | brain platform |
| Batik wax | Jacquard | 7946000 | |
| Dental periphery Wax | Henry-Schein Dental | 6652151 | |
| Electrowaxer | Almore International | 66000 | |
| Epoxy, 5 min | Permatex | 84101 | |
| Hypodermic needle aluminum hub | Kendall | 8881-200136 | |
| Protease from Streptomyces griseus | Sigma-Aldrich | P5147 | for desheathing locust brain |
| Suture thread non-sterile | Fisher | NC9087024 | for tying the abdomen after gut removal |
| Vetbond | 3M | 1469SB | for sealing amputation sites |
| Dumont #1 forceps (coarse) | WPI | 500335 | |
| Dumont #5 titanium forceps (fine) | WPI | 14096 | |
| Dumont #5SF forceps (super-fine) | WPI | 500085 | desheathing locust brain |
| 10 cm dissecting scissors | WPI | 14393 | for removing legs and wings |
| Vannas scissors (fine) | WPI | 500086 | for removing cuticle, cutting the foregut |
| Saline Profusion | |||
| Extension set with rate flow regulator | Moore Medical | 69136 | for regulating saline flow |
| IV administration set with Y injection site | Moore Medical | 73190 | for regulating saline flow |
References
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