Multi-unit Metodi di registrazione per caratterizzare l'attività neurale nel Locust (<em> Schistocerca Americana</em>) Circuiti olfattive
Summary
Dimostriamo variazioni del extracellulare più unità tecnica di registrazione per la caratterizzazione degli odori-risposte evocate nelle prime tre fasi del percorso olfattivo invertebrati. Queste tecniche possono essere facilmente adattati per esaminare l'attività ensemble in altri sistemi neuronali pure.
Abstract
Rilevazione e l'interpretazione dei segnali olfattivi sono fondamentali per la sopravvivenza di molti organismi. Sorprendentemente, specie in tutto phyla sono sistemi olfattivi sorprendentemente simili suggerisce che l'approccio biologico chimico rilevamento è stato ottimizzato nel tempo evolutivo 1. Nel sistema olfattivo degli insetti, odoranti sono trasdotte dai neuroni recettori olfattivi (ORN) in antenna, che convertono gli stimoli chimici in treni di potenziali d'azione. Input sensoriali dai ORNs viene quindi trasmessa al lobo antennale (AL, una struttura analoga al bulbo olfattivo vertebrati). Nel AL, rappresentazioni neurali per gli odori assumere la forma di modelli spazio-temporali di cottura distribuiti in gruppi di neuroni principali (PN, noto anche come i neuroni di proiezione) 2,3. L'uscita AL viene successivamente elaborato da cellule Kenyon (KC) nel corpo funghi valle (MB), una struttura associata memoria olfattiva e apprendimento 4,5. Suoe, presentiamo tecniche di registrazione elettrofisiologiche di monitorare odori evocate risposte neurali in questi circuiti olfattivi.
Primo, presentiamo un singolo metodo di registrazione sensillum studiare odori risposte evocate a livello di popolazioni di ORNs 6,7. Si discute l'uso di soluzione salina pipette di vetro riempito affilati come elettrodi per monitorare le risposte ORN extracellulare. Successivamente, presentiamo un metodo per monitorare extracellularmente risposte PN utilizzando un commerciale a 16 canali elettrodo 3. Un approccio simile utilizzando una misura tetrodo filo ritorto a 8 canali è dimostrata per cella Kenyon registrazioni 8. Noi forniamo i dettagli del nostro setup sperimentale e presentano tracce rappresentative di registrazione per ciascuna di queste tecniche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Stimoli sensoriali più evocano risposte combinatorie che sono distribuiti su insiemi di neuroni. Quindi, il controllo simultaneo di multi-neurone attività è necessario comprendere come stimolo informazioni specifiche è rappresentato ed elaborate da circuiti neurali nel cervello. Qui, abbiamo dimostrato extracellulari più unità tecniche di registrazione per la caratterizzazione degli odori-evocate risposte alle prime tre centri di lavorazione lungo il percorso olfattivo degli insetti. Si noti che le tecniche qui pr…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori desiderano ringraziare per finanziare questo lavoro: generoso avvio fondi del Dipartimento di Ingegneria Biomedica in Washington University, un centro per i sistemi di Neuroscienze McDonnell sovvenzione, un Office of Naval Research di assegnazione (Grant N.: N000141210089) a 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 |
Referências
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