An<em> In Vitro</emFizyolojik Hareketleri Besleme Motor Programlar ortaya çıkartılması ve kayıt için> Hazırlık<em> Aplysia'nın californica</em
Summary
Biz ekstraselüler kayıt ve sinirler, kaslar ve bireysel tespit nöronlardan uyarmak için bir teknik tarif<em> In vitro</em> Eliciting ve besleme aygıtı içinde davranışlar besleme farklı gözleyerek<em> Aplysia'nın</em>.
Abstract
Işlevliliği, birden çok, farklı davranışlar 1 oluşturmak için bir periferik yapının özelliği, hayvanlar hızla değişen çevresel davranışlarını uyum sağlar. Deniz yumuşakça Aplysia'nın californica multifunctionality çalışma için uysal sistemi sağlar. Besleme sırasında, Aplysia aynı besleme aygıtı, bukkal kütle kullanılarak davranış birkaç farklı türde oluşturur. Bu davranışları kontrol eden ganglionlar elektrofizyolojik çalışma için erişilebilir büyük, tespit nöronların bir dizi içerir. Bu nöronların aktivitesi sinirsel faaliyet için gıda grasper göreli kapatan sinirsel faaliyet ve zamanlama bağlı olarak iki tip ingestive ve egestive programları, ayrılabilir motorlu programları tarif edilmiştir ki uzattığını ya da geri çekilir grasper 2. Ancak izole ganglionlar, bu davranışlar üretecektir kas hareketleri yapma, bulunmadığınasert vivo, sinir ve kas kayıtlarında programları 2,3,4 beslenme karşılık elde edilmiştir. gözlenen motor programları gerçek davranışları bağıntılarını olup olmadığını emin olmak, ancak bunu doğrudan 5 bireysel nöronların kaydetmek çok zor olduğu. Buna ek olarak, in vivo olarak, ingestive programların daha fazla ısırma ve yutar 1,2, en önceden anlatılan in vitro müstahzarlar olarak yapmak zor olan bir ayrım ayrılabilir.
Askıya bukkal kütle hazırlama (Şekil 1) izole ganglia ve sağlam hayvanlar arasındaki boşluğu kapatıyor. Bu hazırlık, ingestive davranışlar – ısırma ve yutma de dahil olmak üzere – bireysel nöronların kaydedilen ve ekstrasellüler elektrotlar 6 ile stimüle edilebilir olarak ve egestive davranışlar (red), aynı zamanda da gözlemlenebilir. Bu farklı davranışlarla ilişkili beslenme hareketleri recor olabilirded, ölçülebilir, ve motor programları ile doğrudan ilişkilidir. Askıya bukkal kitle hazırlanmasında motoru programları Motor programları izole ganglionlar elicited olandan in vivo gözlenen daha benzer olduğu görülmektedir. Bu nedenle, bu hazırlama, motor programların daha direkt olarak in vivo davranış ile ilgili olabilir, aynı zamanda, bireysel nöronların bozulmamış hayvanlarda daha kayıt ve uyarma için daha erişilebilir. Bunun yanında izole ganglia ve sağlam hayvanlar arasında bir ara adım, askıya bukkal kitle bulguları daha az ve daha sağlam hem ortamlarda elde edilen verileri yorumlamada yardımcı olabilir. Askıya bukkal kütle hazırlama Aplysia'nın içinde multifunctionality nöral kontrolü tanımlamak için yararlı bir araçtır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Önceki iş sağlam hayvan ve tür izole ganglionlar azaltılmış hazırlıklarda, Aplysia'nın motorlu programları karakterize etmiştir. Bireysel nöronların kayıtları 5 elde edilmiş olmasına rağmen sağlam hayvan olarak, bu tür deneyler çok zordur, ve elektrotlar beslenme sırasında nörona nörondan taşınamaz. Izole ganglionlar, sinir aktivitesi tarafından indüklenen beslenme hareketleri izlenememektedir. Askıya bukkal kitle hazırlanması bu iki uç arasındaki boşluğu kapa…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma NIH hibe NS047073 ve NSF hibe DMS1010434 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sodium chloride | Fisher Scientific | S671 | Biological, Certified |
| Potassium chloride | Fisher Scientific | P217 | Certified ACS |
| Magnesium chloride hexahydrate | Acros Organics | 19753 | 99% |
| Magnesium sulfate heptahydrate | Fisher Scientific | M63 | Certified ACS |
| Calcium chloride dihydrate | Fisher Scientifc | C79 | Certified ACS |
| Glucose (dextrose) | Sigma-Aldrich | G7528 | BioXtra |
| MOPS buffer | Acros Organics | 17263 | 99% |
| Carbachol | Acros Organics | 10824 | 99% |
| Sodium hydroxide | Fisher Scientific | SS255 | Certified |
| Hydrochloric acid | Fisher Scientific | SA49 | Certified |
| Single-barreled capillary glass | A-M Systems | 6150 | |
| Flaming-Brown micropipette puller model P-80/PC | Sutter Instruments | Filament used: FT345B | |
| Enamel coated stainless steel wire | California Fine Wire | 0.001D, coating h | |
| Household Silicone II Glue | GE | ||
| Duro Quick-Gel superglue | Henkel corp. | ||
| A-M Systems model 1700 amplifier | A-M Systems | Filter settings: 300-500 Hz nerves,10-500 Hz I2 muscle | |
| Pulsemaster Multi-Channel Stimulator | World Precision Instruments | A300 | |
| Stimulus Isolator | World Precision Instruments | A360 | |
| AxoGraph X | AxoGraph Scientific | ||
| Veeder-Root Totalizing Counter | Danaher | C342-0562 | |
| Gold Connector Pins | Bulgin | SA3148/1 | |
| Gold Connector Sockets | Bulgin | SA3149/1 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer | Dow Corning | ||
| 100 x 50 mm Crystalizing Dish | Pyrex | ||
| High Vacuum Grease | Dow Corning | ||
| Pipet Tips | Fisher Scientific | 21-375D | |
| Minutien Pins | Fine Science Tools | 26002-10 | |
| Modeling Clay | Sargent Art | 22-4400 | |
| Silk Sutures | Ethicon | K89OH | |
| Whisper Air Pump | Tetra | 77849 | |
| Aquarium Tubing | Eheim | 7783 | 12/16 mm |
| Elite Airstone | Hagen | A962 | |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-08 | |
| Dumont #5 Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| Yaki Sushi Nori Seaweed | Rhee Bros | ||
| Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 |
References
- Neustadter, D. M., Herman, R. L., Drushel, R. F., Chestek, D. W., Chiel, H. J. The kinematics of multifunctionality: comparisons of biting and swallowing in Aplysia californica. J. Exp. Biol. 210, 238-260 (2007).
- Morton, D. W., Chiel, H. J. In vivo buccal nerve activity that distinguishes ingestion from rejection can be used to predict behavioral transitions in Aplysia. J. Comp. Physiol. A. 172, 17-32 (1993).
- Hurwitz, I., Neustadter, D., Morton, D. W., Chiel, H. J., Susswein, A. J. Activity patterns of the B31/B32 pattern initiators innervating the I2 muscle of the buccal mass during normal feeding movements in Aplysia californica. J. Neurophys. 75, 1309-1326 (1996).
- Cullins, M. J., Chiel, H. J. Electrode fabrication and implantation in Aplysia californica for multi-channel neural and muscular recordings in intact, freely behaving animals. J. Vis. Exp. (40), e1791 (2010).
- Warman, E. N., Chiel, H. J. A new technique for chronic single extracellular recording in freely behaving animals using pipette electrodes. J. Neurosci. Methods. 57, 161-169 (1995).
- Lu, H., Chestek, C. A., Shaw, K. M., Chiel, H. J. Selective extracellular stimulation of individual neurons in ganglia. J. Neural Eng. 5, 287-309 (2008).
- Church, P. J., Lloyd, P. E. Expression of diverse neuropeptide cotransmitters by identified motor neurons in Aplysia. J. Neurosci. 11, 618-625 (1991).
- Church, P. J., Lloyd, P. E. Activity of multiple identified motor neurons recorded intracellularly during evoked feedinglike motor programs in Aplysia. J. Neurophys. 72, 1794-1809 (1994).
- Nargeot, R. N., Baxter, D. A., Byrne, J. H. Contingent-dependent enhancement of rhythmic motor patterns: an in vitro analog of operant conditioning. J. Neurosci. 17, 8093-8105 (1997).
- Kandel, E. R. . Behavioral biology of Aplysia. , (1979).
- Scott, M. L., Govind, C. K., Kirk, M. D. Neuromuscular organization of the buccal system in Aplysia californica. J. Comp. Neurol. 312, 207-222 (1991).
- Susswein, A. J., Rosen, S. C., Gapon, S., Kupfermann, I. Characterization of buccal motor programs elicited by a cholinergic agonist applied to the cerebral ganglion of Aplysia californica. J. Comp. Physiol. A. 179, 509-524 (1996).
- Kupfermann, I. Feeding behavior in Aplysia: A simple system for the study of motivation. Behav. Biol. 10, 1-26 (1974).
- Morton, D. W., Chiel, H. J. The timing of activity in motor neurons that produce radula movements distinguishes ingestion from rejection in Aplysia. J. Comp. Physiol. A. 173, 519-536 (1993).
- Weiss, K. R., Chiel, H. J., Koch, U., Kupfermann, I. Activity of an identified histaminergic neuron, and its possible role in arousal of feeding behavior in semi-intact Aplysia. J. Neurosci. 6, 2403-2415 (1986).
- Jing, J., Weiss, K. R. Generation of variants of a motor act in a modular and hierarchical motor network. Curr. Biol. 15, 1712-1721 (2005).
- Jing, J., Weiss, K. R. Neural mechanisms of motor program switching in Aplysia. J. Neurosci. 21, 7349-7362 (2001).
- Morgan, P. T., Jing, J., Vilim, F. S., Weiss, K. R. Interneuronal and peptidergic control of motor pattern switching in Aplysia. J. Neurophysiol. 87, 49-61 (2002).
- Jing, J., Cropper, E. C., Hurwitz, I., Weiss, K. R. The construction of movement with behavior-specific and behavior-independent modules. J. Neurosci. 24, 6315-6325 (2004).
