הפיכה Deactivations קירור-induced ללמוד תרומות קורטיקלית מכשול זיכרון של החתול הליכה
Summary
ומכניקה מורכבות בסביבות נטורליסטי הדורשים תיאום זהיר של הגפיים כולל אזורים של קליפת הקודקוד. הפרוטוקול הבא המתאר את השימוש הפיך קירור-induced הביטול כדי להדגים את התפקיד של אזור הקודקוד 5 ב מונחה זיכרון ממכשולים של החתול הליכה.
Abstract
על שטח מורכבות, נטורליסטי, מידע חושי על מכשול סביבתי יכול לשמש כדי להתאים במהירות את תנועות גינקולוגיות על הימנעות. לדוגמה, אצל חתולים, מידע חזותי של מכשול הממשמש ובא יכול לווסת לדרוך על הימנעות. הסתגלות גינקולוגיות יכולות להתרחש גם עצמאית של חזון, כפי פתאומי תשומות מישוש ברגל על ידי מכשול הצפוי יכול לשנות הצעידה של כל ארבע רגליים על הימנעות. תאום גינקולוגיות מורכב כרוך מבנים supraspinal, כגון קליפת הקודקוד. פרוטוקול זה מתאר את השימוש הפיך, קירור-induced קורטיקלית שחרור משרות כדי להעריך את קליפת הקודקוד תרומות מכשול מונחה זיכרון ומכניקה של החתול. לולאות קירור קטנים, המכונה cryoloops, עוצבו במיוחד כדי לבטל אזורים נפרדים עניין כדי להעריך את תרומתה התנהגות גלויה. שיטות כאלה שימשו התירי את התפקיד של אזור הקודקוד 5 ב מונחה זיכרון ממכשולים של החתול.
Introduction
על פני השטח נטורליסטי, לא אחיד, מידע חושי על מכשול, אשר ניתן לרכוש דרך החזון או מגע, באפשרותך לשנות במהירות ומכניקה של הימנעות. תיאום זהיר של תנועות דריכה כולל אזורים קורטיקליים מספר1,2. לדוגמה, אזורי קורטקס מוטורי3,4 ו קליפת הקודקוד5,6,7 היו מעורבים במהלך משימות מורכבות גינקולוגיות כגון ממכשולים. ב quadrupedal בעלי חיים, האפנון הצעד הנדרש ממכשולים חייב להרחיב את הרגליים הקדמיות ואת hindlegs. אם ומכניקה קדימה מתעכב בין סיווג מכשול וריסקה ו- hindleg (אשר ייתכן מתעוררות כאשר חיה דורכת בזהירות דרך טרף לעקוב אחרי סביבה מורכבות, נטורליסטי), מידע אודות המכשול נשמר בזיכרון משמש כדי להנחות hindleg חוצה המכשול פעם הליכה קורות חיים.
טכניקות ניסויית שמטרתה לבטל אזורים קורטיקליים דיסקרטית ניתן ללמוד תרומות קורטיקלית מכשול מונחה זיכרון ומכניקה. קירור-induced לנטרול קורטיקלית מספק הפיך, אמינים ובעלי לשחזור שיטה להערכת התרומה. התנהגות גלויה8קורטיקלית. Cryoloops עשוי נירוסטה צינורות הם בצורת ספציפי לאזור בקליפת המוח של עניין, הבטחת מאוד סלקטיבי ודיסקרטי שחרור משרות של לוקוסים. מהרגע בו הוקנו, מתנול צוננת דרך לומן של cryoloop מתקררת האזור של הקורטקס ישירות מתחת לתמונה כדי < 20 º C. מתחת לטמפרטורה זו קריטית, הסינאפסית מעוכבת באזור של קליפת ישירות מתחת לתמונה. יכול להיות הפוך כזה הביטול פשוט על ידי הפסקת הזרימה של מתנול. בשיטה זו נעשה שימוש כדי ללמוד תרומות קורטיקלית עיבוד חושי והתנהגויות9,10,11,12,13,14,15 , 16 , 17, כמו גם שליטה מוטורית של תנועות העין saccadic18 ומכשול מונחה זיכרון ומכניקה19.
המטרה של פרוטוקול זה היא להשתמש deactivations קירור-induced הפיך כדי להעריך את מעורבותם של אזורים קורטיקליים הקודקוד לתיאום גינקולוגיות של החתול. באופן ספציפי, גפיים מכשול מונחה זיכרון נבדק עם או בלי קליפת הקודקוד פעיל. שיטות אלה שימשו להפגין בהצלחה את התפקיד של אזור הקודקוד 5 ב מונחה זיכרון ממכשולים החתול הליכה19.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרדיגמה שתואר מעסיקה קירור-induced deactivations של אזורים קורטיקליים נפרדים באמצעות את cryoloop על מנת ללמוד מכשול מונחה זיכרון ומכניקה של החתול. הפארדיגמות זיכרון חזותי של חוש המישוש מכשול פשוטים למדי לבעלי לביצוע כפי שהם לנצל נטורליסטי התנהגויות גינקולוגיות מתרחשות במינימום מאמץ, כאשר חיים הוא מ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו להכיר בהכרת תודה התמיכה של מוסדות הקנדי למחקר בריאות, מדעי הטבע, הנדסה מחקר המועצה של קנדה (NSERC), קרן קנדה לחדשנות. . סי-וו נתמכה על ידי אלכסנדר גרהם בל קנדה בוגר מלגה (NSERC).
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 |
References
- 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).
