Wir zeigen Varianten der extrazellulären Multi-Unit-Aufnahmetechnik, um Geruch hervorgerufenen Reaktionen in den ersten drei Stufen der wirbellosen olfaktorischen charakterisieren. Diese Techniken können leicht an ensemble Aktivität in anderen neuronalen Systemen sowie zu untersuchen.
Erkennung und Interpretation der Geruchssinn sind entscheidend für das Überleben vieler Organismen. Bemerkenswert ist, haben Arten in phyla auffallend ähnlich olfaktorischen Systeme darauf hindeutet, dass die biologische Ansatz zur chemischen Sensorik über evolutionäre Zeit 1 wurde optimiert. Im Insekt olfaktorische System werden Riechstoffe Geruchsrezeptor Neuronen (ORN) in der Antenne, die chemische Stimuli umzuwandeln in Züge von Aktionspotentialen transduziert. Sensorischen Input der ORN wird dann dem Antennallobus (; eine Struktur analog zu der Wirbeltier Riechkolben AL) weitergeleitet. In der AL, nehmen neuronale Repräsentationen für Gerüche in Form von raumzeitlichen Brennen Muster über Ensembles der wichtigsten Neuronen (PNs, auch als Projektionsfläche Neuronen genannt) verteilt 2,3. Die AL-Ausgang wird nachfolgend durch Kenyonzellen (KCS) in der stromabwärtigen Pilzkörper (MB), eine Struktur mit olfaktorischen Gedächtnis und Lernen 4,5 assoziiert verarbeitet. Ihre, präsentieren wir elektrophysiologische Aufnahmetechniken, um Geruch hervorgerufenen neuronalen Antworten in diesen olfaktorischen Schaltungen überwachen.
Zunächst präsentieren wir einen einzigen Sensillum Aufnahme Methode, um Geruchs-evozierte Potentiale auf der Ebene von Populationen von ORN 6,7 studieren. Wir diskutieren die Verwendung von Kochsalzlösung gefüllte geschärft Glaspipetten als Elektroden, um extrazellulär überwachen ORN Antworten. Weiter präsentieren wir eine Methode, um extrazellulär überwachen PN Reaktionen unter Verwendung eines handelsüblichen 16-Kanal-Elektrode 3. Ein ähnlicher Ansatz mit einem maßgeschneiderten 8-Kanal-twisted wire Tetrode für Kenyon Zellen Aufnahmen 8 demonstriert. Wir stellen Details unserer experimentellen Aufbau und Gegenwart repräsentative Aufzeichnung Spuren für jede dieser Techniken.
Die meisten Sinnesreize wecken kombinatorischen Reaktionen, die über Ensembles von Neuronen verteilt sind. Daher ist die gleichzeitige Überwachung von mehreren Neuronen-Aktivität notwendig zu verstehen, wie Stimulus-spezifische Informationen dargestellt und durch neuronale Schaltkreise im Gehirn verarbeitet werden. Hier haben wir extrazelluläre Multi-Unit-Aufnahmetechniken, um Geruch hervorgerufenen Reaktionen auf die ersten drei Bearbeitungszentren entlang der Insekten olfaktorischen charakterisieren demonstriert. …
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren möchten den folgenden Personen für die Finanzierung dieser Arbeit danken: großzügige Anschubfinanzierung aus dem Department of Biomedical Engineering in Washington University, eine McDonnell Center for Systems Neuroscience Zuschuss, ein Office of Naval Research Grant (Grant #: N000141210089) auf BR
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 |