ديكتيفاتيونس عكسها المستحثة بالتبريد لدراسة المساهمات القشرية للذاكرة عقبة في القط المشي
Summary
الحركة المعقدة في بيئات طبيعي تتطلب التنسيق الدقيق لأطرافه تشمل مناطق القشرة الجدارية. وصف بروتوكول التالية استخدام عكسها التعطيل الناجم عن التبريد لإثبات دور المنطقة الجدارية 5 في تجنب عقبة تسترشد الذاكرة في القط سيرا على الأقدام.
Abstract
على التضاريس المعقدة، وطبيعي، يمكن استخدام المعلومات الحسية عن عقبة بيئية لضبط سرعة الحركات الحركي للإبطال. على سبيل المثال، في اتفاقية مناهضة التعذيب، يمكن أن تعدل المعلومات المرئية عن عقبة وشيكة الخطو للإبطال. يمكن أن يحدث التكيف الحركي أيضا مستقلة عن الرؤية، كما يمكن تعديل المدخلات عن طريق اللمس المفاجئ في الساق بعقبة المتوقعة يخطو كل أربعة أرجل للإبطال. هذا التنسيق الحركي معقدة تنطوي على هياكل سوبراسبينال، مثل القشرة الجدارية. ويصف هذا البروتوكول استخدام التعطيل القشرية عكسها، الناجم عن التبريد لتقييم مساهمات القشرة الجدارية للحركة الموجهة بالذاكرة عقبة في القط. وتتشكل الحلقات التبريد الصغيرة، المعروفة باسم كريولوبس، خصيصا لإلغاء تنشيط مناطق منفصلة من الاهتمام تقييم مساهماتهم إلى سلوك علني. وقد استخدمت هذه الأساليب توضيح دور المنطقة الجدارية 5 في تجنب عقبة تسترشد الذاكرة في القط.
Introduction
على طبيعي، تفاوت التضاريس، تعديل المعلومات الحسية عن عقبة، التي يمكن الحصول عليها عن طريق الرؤية أو اللمس، سرعة الحركة للإبطال. ويشمل هذا التنسيق الدقيق لحركات التنقل متعددة المناطق القشرية1،2. على سبيل المثال، قد تورط مناطق القشرة الحركية3،4 والقشرة الجدارية5،،من67 خلال المهام الحركية المعقدة مثل تجنب عقبة. الحيوانات كوادروبيدال، الخطوة التحويرات اللازمة لتجنب عقبة يجب أن يمتد إلى اليدين و hindlegs على السواء. إذا تم تأجيل الحركة إلى الأمام بين إزالة عقبة قوله وهيندليج (التي يمكن أن تنشأ كحيوان معالجته بعناية عن طريق فريسة المطاردة بيئة المعقدة، وطبيعي)، يتم استخدام المعلومات حول العقبة التي تحتفظ في الذاكرة لتوجيه هيندليج تخطي عقبة مرة السير الذاتية.
يمكن استخدام تقنيات تجريبية تهدف إلى تنشيط المناطق القشرية منفصلة لدراسة المساهمات القشرية للحركة عقبة الموجهة بالذاكرة. الناجم عن التبريد التعطيل القشرية يوفر طريقة موثوقة، واستنساخه بعكسها، لتقييم مساهمات القشرية ل سلوك علني8. كريولوبس مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأنابيب تتشكل محددة إلى المنطقة القشرية للفائدة، ضمان التعطيل انتقائية للغاية ومنفصلة من المكاني. مجرد مزروع، الميثانول مبردة يتم ضخه من خلال التجويف كريولوب يبرد منطقة اللحاء مباشرة أسفل الحلقة إلى < 20 درجة مئوية. أدناه هذا درجة الحرارة الحرجة، تحول دون انتقال متشابك في منطقة القشرة مباشرة أسفل الحلقة. يمكن عكس هذا التعطيل ببساطة عن طريق وقف تدفق الميثانول. وقد استخدم هذا الأسلوب لدراسة المساهمات القشرية لمعالجة حسية والسلوكيات9،10،11،،من1213،،من1415 , 16 , 17، فضلا عن التحكم في المحركات ل حركات العين ساككاديك18 وتسترشد الذاكرة عقبة الحركة19.
والغرض من هذا البروتوكول استخدام عكسها ديكتيفيشنز الناجم عن التبريد لتقييم مشاركة المناطق القشرية الجدارية للتنسيق الحركي في القط. على وجه التحديد، تم فحص الحركة عقبة تسترشد الذاكرة مع أو بدون نشاط القشرة الجدارية. وقد استخدمت هذه الأساليب بنجاح تثبت دور المنطقة الجدارية 5 في تجنب عقبة تسترشد الذاكرة في القط المشي19.
Protocol
Representative Results
Discussion
يستخدم نموذج وصف المستحثة بتبريد ديكتيفيشنز من المناطق القشرية منفصلة باستخدام كريولوب بغية دراسة الحركة الموجهة بالذاكرة عقبة في القط. نماذج الذاكرة عقبة اللمسية والبصرية بسيطة إلى حد كبير للحيوانات لتنفيذ كما أنها تستغل طبيعي السلوكيات الحركية التي تحدث مع الحد الأدنى من الجهد عند حي…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونعترف مع الامتنان الدعم من المعاهد الكندية للبحوث الصحية، والعلوم الطبيعية والهندسة بحوث المجلس من كندا (مقدمة)، والمؤسسة الكندية للابتكار. وأيد C.W. بالكسندر غراهام بيل كندا الدراسات العليا المنح الدراسية (مقدمة).
Materials
| Camera | IDS Imaging Development Systems GmbH | Model: UI-5240CP-C-HQ | |
| Intake tubing | Restek | 25306 | Unflanged end is submerged in the methanol reservoir while the flanged end is connected to the pump |
| Pump | Fluid Metering, Inc. | Model: QG 150 | |
| Nalgene Dewar vacuum flask | Sigma-Aldrich | F9401 | |
| Teflon tubing | Ezkem | A051754 | |
| Microprobe thermometer | Physitemp | Model: BAT-12 | |
| Flanged tube end fittings | Valco Instruments Co. Inc. | CF-1BK | Assorted colours available for colour coding. Packages include the same number of washers as fittings |
| Washers | Valco Instruments Co. Inc. | CF-W1 | Extra washers |
| Flanging kit | Pro Liquid GmbH | 201553 | |
| Tubing connector | Restek | 25323 | |
| Tubing cutter | Restek | 25069 | |
| Male thermocouple connector | Omega | SMPW-T-M | Used to make cable connection to thermometer |
| Thermocouple wire | Omega | PP-T-24S | Used to make cable connection to thermometer |
| MATLAB | MathWorks | n/a |
Riferimenti
- Drew, T., Marigold, D. S. Taking the next step: cortical contributions to the control of locomotion. Curr. Opin. Neurobiol. 33, 25-33 (2015).
- Takakusaki, K. Neurophysiology of gait: From the spinal cord to the frontal lobe. Mov. Disord. 28, 1483-1491 (2013).
- Drew, T. Motor cortical activity during voluntary gait modifications in the cat. I. cells related to the forelimbs. J. Neurophysiol. 70, 179-199 (1993).
- Beloozerova, I. N., Sirota, M. G. The role of the motor cortex in the control of accuracy of locomotor movements in the cat. J. Physiol. 461, 1-25 (1993).
- McVea, D. A., Taylor, A. J., Pearson, K. G. Long-lasting working memories of obstacles established by foreleg stepping in walking cats require area 5 of the posterior parietal cortex. J. Neurosci. 29, 9396-9404 (2009).
- Lajoie, K., Andujar, J. -. E., Pearson, K. G., Drew, T. Neurons in area 5 of the posterior parietal cortex in the cat contribute to interlimb coordination during visually guided locomotion: a role in working memory. J. Neurophysiol. 103, 2234-2254 (2010).
- Beloozerova, I. N., Sirota, M. G. Integration of motor and visual information in the parietal area 5 during locomotion. J. Neurophysiol. 90, 961-971 (2003).
- Lomber, S. G., Payne, B. R., Horel, J. A. The cryoloop: An adaptable reversible cooling deactivation method for behavioral or electrophysiological assessment of neural function. J. Neurosci. Methods. 86, 179-194 (1999).
- Lomber, S. G., Cornwell, P., Sun, J., Macneil, M. A., Payne, B. R. Reversible inactivation of visual processing operations in middle suprasylvian cortex of the behaving cat. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91, 2999-3003 (1994).
- Lomber, S. G., Payne, B. R. Contributions of cat posterior parietal cortex to visuospatial discrimination. Vis. Neurosci. 17, 701-709 (2000).
- Lomber, S. G., Malhotra, S. Double dissociation of ‘what’ and ‘where’ processing in auditory cortex. Nat. Neurosci. 11, 609-616 (2008).
- Lomber, S. G., Meredith, M. A., Kral, A. Cross-modal plasticity in specific auditory cortices underlies visual compensations in the deaf. Nat. Neurosci. 13, 1421-1427 (2010).
- Kok, M. A., Stolzberg, D., Brown, T. A., Lomber, S. G. Dissociable influences of primary auditory cortex and the posterior auditory field on neuronal responses in the dorsal zone of auditory cortex. J. Neurophysiol. 113, 475-486 (2015).
- Carrasco, A., Kok, M. A., Lomber, S. G. Effects of core auditory cortex deactivation on neuronal response to simple and complex acoustic signals in the contralateral anterior auditory field. Cereb. Cortex. 25, 84-96 (2015).
- Coomber, B., et al. Cortical inactivation by cooling in small animals. Front. Syst. Neurosci. 5, 53 (2011).
- Malmierca, M. S., Anderson, L. A., Antunes, F. M. The cortical modulation of stimulus-specific adaptation in the auditory midbrain and thalamus: a potential neuronal correlate for predictive coding. Front. Syst. Neurosci. 9, 19 (2015).
- Antunes, F. M., Malmierca, M. S. Effect of auditory cortex deactivation on stimulus-specific adaptation in the medial geniculate body. J. Neurosci. 31, 17306-17316 (2011).
- Peel, T. R., Johnston, K., Lomber, S. G., Corneil, B. D. Bilateral saccadic deficits following large and reversible inactivation of unilateral frontal eye field. J. Neurophysiol. 111, 415-433 (2014).
- Wong, C., Wong, G., Pearson, K. G., Lomber, S. G. Memory-guided stumbling correction in the hindlimb of quadrupeds relies on parietal area 5. Cereb. Cortex. , (2016).
- Horsley, V., Clarke, R. H. The structure and function of the cerebellum examined by a new method. Brain Behav Evol. 31, 45-124 (1908).
- Lomber, S. G., Malhotra, S., Hall, A. J. Functional specialization in non-primary auditory cortex of the cat: areal and laminar contributions to sound localization. Hear. Res. 229, 31-45 (2007).
- Johnston, K., Koval, M. J., Lomber, S. G., Everling, S. Macaque dorsolateral prefrontal cortex does not suppress saccade-related activity in the superior colliculus. Cereb. Cortex. 24, 1373-1388 (2014).
