نظام الألياف العملاق هو الدائرة العصبية بسيطة من البالغين<em> ذبابة الفاكهة السوداء البطن</em> الخلايا العصبية التي تحتوي على أكبر في الطيران. نحن تصف البروتوكول لرصد انتقال متشابك من خلال هذا المسار من خلال تسجيل امكانات آخر متشابك في الطولية الظهرية (DLM) والعضلات tergotrochanteral (الايراد) بعد التحفيز المباشر للinterneurons الألياف العملاق.
عندما فاجأ الكبار D. melanogaster تتفاعل من خلال القفز في الهواء وتطير بعيدا. في العديد من أنواع اللافقاريات ، بما في ذلك د. وتوسطت melanogaster ، و "الهروب" (أو "فزع") استجابة أثناء مرحلة الكبار بحلول الدائرة المتعددة العناصر العصبية يسمى نظام الألياف العملاق (GFS). حجم نسبية كبيرة من الخلايا العصبية ، مورفولوجيا المتميزة والربط بسيطة تجعل GFS نظام نموذجا جذابا لدراسة الدوائر العصبية. ويتكون السبيل من اثنين من GFS interneurons العملاق متناظرة ثنائية (GF) والالياف التي تنحدر من محاور عصبية في الدماغ على طول خط الوسط في العقدة الصدرية الضام عبر عنق الرحم. في neuromere mesothoracic (T2) من العقد البطنية على شكل GFS الكهربائية والكيميائية مع المشابك 1) تغصن وسطي كبير من motorneuron المماثل (TTMn) الذي يحرك العضلات tergotrochanteral (الايراد) ، والباسطة الرئيسي للفخذ mesothoracic / الساق ، و 2) في المقابل عصبون التشابك محيطيا (PSI) والذي بدوره في أشكال كيميائية (الكوليني) المشابك مع motorneurons (DLMns) من العضلات الطولية الظهرية (DLMs) ، وأدوات خفض الجناح. مسار الخلايا العصبية (ق) إلى عضلات dorsovental (DVMs) ، والمصاعد الجناح ، لم يتم بعد التوصل إليه (من المعروف أن DLMs والعضلات كما DVMs معا رحلة غير مباشرة — لا يعلق مباشرة إلى الأجنحة ، ولكن نقل بالأحرى الأجنحة بشكل غير مباشر عن طريق بشرة القريبة تشوه الصدري) (الملك وايمان ، 1980 ؛. آلن وآخرون ، 2006). تفعيل دي متشابك من DLMs (عبر PSI) يؤدي إلى تأخير صغيرة ولكنها مهمة في توقيت تقلص هذه العضلات النسبية لتفعيل الأحادي المشبك من الايراد (~ 0،5 مللي ثانية) السماح للتمديد TTMs أولا عظم الفخذ ودفع يطير بعيدا عن الارض. في وقت واحد تمتد TTMs تفعيل DLMs الذي بدوره متبادل تمتد تفعيل DVMs طوال مدة الرحلة. ويمكن تنشيط المسار GF إما بشكل غير مباشر عن طريق تطبيق (على سبيل المثال "نفخة الهواء" أو "أضواء حالا") التحفيز الحسي ، أو مباشرة من قبل حافزا فوق عتبة الكهربائية للدماغ (الموصوفة هنا). في كلتا الحالتين ، على إمكانية اتخاذ إجراءات تصل إلى TTMs وDLMs فقط عبر GFS ، PSIS ، والعصبونات الحركية الايراد / DLM ، وعلى الرغم من أن TTMns DLMns ديك الأخرى ، ومجهولة الهوية حتى الآن ، والمدخلات الحسية. قياس "ردا الكمون" (الوقت بين التحفيز والاستقطاب العضلات) و "التالية لتنشيط وتيرة عالية" (عدد الاستجابات الناجحة لعدد معين من المنبهات عالية التردد) يوفر وسيلة لبتكاثر كمي وتقييم الوضع الوظيفي من المكونات GFS ، بما في ذلك نقاط الاشتباك العصبي المركزي (GF – TTMn ، GF – PSI ، PSI – DLMn) والكيماوية (glutamatergic) الاعصاب تقاطعات (TTMn – الايراد وDLMn DLM). وقد تم استخدامها لتحديد الجينات المسؤولة عن تشكيل المشبك المركزية لتقييم وظيفة الجهاز العصبي المركزي.
واحدة من أهم الأشياء التي يتعين على المرء أن الاهتمام عندما تحاول الحصول على التسجيلات ذات الجودة العالية هو التوجه السليم والصحي للإعداد. من الناحية المثالية ، ينبغي أن يكون لا يزال حيا يطير في نهاية الدورة تسجيل واستجابة لمحفزات كهربائية. للتسجيل في معظم أقطاب بكفاءة اختراق الهيكل الخارجي الصدري ، ينبغي لصقها على ذبابة على السطح في مثل هذه الطريقة لتشكيل زاوية قائمة مع الأقطاب ، وإذا لزم الأمر ، ويمكن تسهيل إدخال أقطاب كهربائية عن طريق إزالة جزء من إهاب الصدري الظهري مع التنغستن مشرط العضلات مما يعرض رحلة DLM (هذه الخطوة توفر ميزة إضافية لجعل من الصعب على نصائح من الأقطاب الكهربائية لكسر الزجاج). أيضا ، لا بد من اتخاذ الحيطة لتجنب دفع أقطاب من خلال DLMs يقع subcuticularly وTTMs. ينبغي أن يكون رئيس الطيران المضمون جيدا للسماح لتحفيز كهربائي لإدراجها بشكل صحيح في الدماغ ومنعها من أن انسحبت خلال جلسة تسجيل.
نظرا لحجمها وشكلها موصوفة وصفا جيدا ، وGFS يمثل واحدا من المسارات العصبية التي يمكن الوصول إليها في ذبابة الفاكهة. نفاذية المشابك الكهربائية للمشاريع الصغيرة الأصباغ الجزيئية الوزن التتبع يسمح التصور من جانب الخلايا العصبية كهربائيا ، وعدة خطوط GAL4 المتاحة تجعل من الممكن التعامل مع مستويات التعبير الجيني في مجموعة فرعية من خلايا أو مجموعات خلايا (جاكوبس وآخرون ، 2000 ؛. ألين وآخرون ، 2006) وبالإضافة إلى المزايا المذكورة أعلاه ، وكلاهما وارد ومكونات الصدري من خصائص العرض الدوائر مثل الانتعاش ، والتعود عفوية وإزالة التعود ، مما يجعل من ذبابة الفاكهة GFS نظام نموذجي لدراسة ملاءمة اللدونة العصبية (إنجل وقال وو ، 1996).
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذا العمل من خلال منحة يلكوم ترست ليرة لبنانية
NAME | COMPANY | CAT. # | COMMENTS |
S48 Square Pulse Stimulator | Grass Instruments | http://www.grasstechnologies.com/ | |
Stimulation unit | Grass Instruments | http://www.grasstechnologies.com/ | |
SIU5 RF Transformer Isolation Unit | Grass Instruments | http://www.grasstechnologies.com/ | |
5A two-channel intracellular Microelectrode Amplifier | Getting Instruments | http://www.gettinginstruments.com/ | |
Digidata 1440A data acquisition system | Molecular Devices | http://www.moleculardevices.com/ | |
Analogue-digital Digidata 1320 and Axoscope 9.0 software | Molecular Devices | http://www.moleculardevices.com/ | |
Recording platform with manual micromanipulators | Narishige, Sutter Ins., World Precision Ins. | http://narishige-group.com/ http://www.sutter.com/index.html http://www.wpi-europe.com/en/ |
|
Light source | Fostec | http://www.nuhsbaum.com/FOSTEC.htm | |
Wild M5 stereomicroscope | Wild Heerbrugg | http://www.wild-heerbrugg.com/ | |
Vibration isolation table | TMC | http://www.techmfg.com/ | |
Borosilicate tubing for microelectrodes | Sutter Instrument | http://www.sutter.com/index.html | |
P-95 Micropipette puller | Sutter Instrument | http://www.sutter.com/index.html | |
Microfil 34 gauge, 67 mm (electrode filler) | World Precision Instruments | MF34G-5 | http://www.wpi-europe.com/en/ |
Microdissection tools (forceps,…) | Fine Science Tools | www.finescience.com | |
Dissecting (stereo) microscope | Leica | http://www.leica-microsystems.com/ | |
Faraday cage | Unknown manufacturer |
Other: plastic syringes, tungsten earth wire and NaOH-sharpened tungsten electrodes, KCl, wax platform, a PC with monitor…