JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

وضعنا سابقا تقنية لزرع الأسلاك tetrode في المجمع المركزي للأدمغة صرصور الذي يسمح لنا لرصد النشاط في وحدات فردية من الصراصير المربوطة. نحن هنا تقديم نسخة معدلة من هذا الأسلوب الذي يسمح لنا أيضا تسجيل نشاط المخ في تحريك الحشرات بحرية.

Abstract

يتطلب اهتماما متزايدا في دور نشاط الدماغ في التحكم في المحركات الحشرات أن نكون قادرين على مراقبة النشاط العصبي في حين الحشرات أداء السلوك الطبيعي. وضعنا سابقا تقنية لزرع الأسلاك tetrode في المجمع المركزي للأدمغة الصراصير التي سمحت لنا لتسجيل نشاط الخلايا العصبية متعددة في نفس الوقت من حين تحولت صرصور المربوطة أو تغير سرعة المشي. في حين أن تقدما كبيرا، والأعمال التحضيرية المربوطة توفير الوصول إلى سلوكيات محدودة وغالبا ما تفتقر عمليات التقييم التي تحدث في التحرك بحرية الحيوانات. نقدم الآن نسخة معدلة من هذا الأسلوب الذي يسمح لنا لتسجيل من المجمع المركزي من التحرك بحرية الصراصير وهم يسيرون في الساحة والتعامل مع الحواجز من خلال تحويل، التسلق أو نفق. إلى جانب سرعة عالية الفيديو والقطع العنقودية، يمكننا الآن تتصل نشاط الدماغ لمعاملات شتى من حركة الحشرات يتصرف بحرية.

Introduction

توضح هذه المقالة نظام ناجح للتسجيل من الخلايا العصبية داخل المجمع المركزي (CC) من صرصور، discoidalis Blaberus، كما يمشي الحشرة في الساحة ويتعامل مع الأشياء التي تسبب ليستدير، نفق تحت، أو تسلق العقبات. كما يمكن توصيل الأسلاك إلى مشجعا لاستحضار النشاط في neuropil المحيطة بها مع التغيرات السلوكية يترتب على ذلك.

على مدى العقد الماضي قد وجهت اهتماما كبيرا في الأدوار التي تقوم بها مناطق الدماغ المختلفة في السيطرة على سلوك الحشرات. وقد وجهت الكثير من هذا التركيز نحو neuropils الدماغ خط الوسط التي يشار إليها مجتمعة ب مجمع المركزية (CC). وقد تم إحراز تقدم نتيجة لأصناف واسعة من التقنيات التي تستهدف أسئلة حول دور CC في السلوك. وتتراوح تلك التقنيات من التلاعب العصبية الوراثية، في المقام الأول في ذبابة الفاكهة، إلى جانب behaviتحليل عن طريق الفم 1-3، إلى تقنيات الكهربية التي ترصد النشاط العصبي داخل CC ومحاولة لربط هذا النشاط إلى المعايير ذات الصلة سلوكيا.

وتشمل تقنيات الكهربية داخل الخلايا من الخلايا العصبية تسجيل الفردية المحددة 4-9 وتسجيل خارج الخلية، وغالبا مع قناة تحقيقات متعددة 10،11. هذه التقنيات هما مجانية. تسجيل داخل الخلايا مع أقطاب حادة أو التصحيح خلية كاملة يوفر بيانات مفصلة جدا على الخلايا العصبية التي تم تحديدها، ولكن يقتصر على واحد أو اثنين من الخلايا في آن واحد، يتطلب حركة محدودة أو معدومة، ويمكن الحفاظ لفترات قصيرة نسبيا من الزمن. تسجيلات خارج الخلية يمكن بسهولة انشاء، لا تتطلب ضبط النفس، ويمكن الحفاظ على لساعات. مع tetrodes متعددة القنوات والقطع العنقودية، ويمكن تحليل أعداد كبيرة نسبيا من الخلايا العصبية في وقت واحد 9،12. بينما patc خلية كاملةح وقد استخدمت بنجاح في الحشرات المربوطة 13، ونحن نشعر أن هناك أيضا حاجة إلى التقنيات التي تسمح لنا لتسجيل النشاط العصبي في الدماغ لفترات طويلة من الوقت في التصرف بحرية الحشرات لأنها تعامل مع العوائق التي تحول دون حركة إلى الأمام.

الحاجة لتسجيل مثل هذه التحركات الحشرات ويرتد صعودا وهبوطا دفعنا نحو أساليب تسجيل خارج الخلية. لقد كان لدينا تسجيل نجاح جيدة في الأعمال التحضيرية ضبط النفس مع المتاحة تجاريا تحقيقات السيليكون 11 16 قنوات، ولكن صغر حجم كبير حتى الصراصير يعني أن تحقيقات يجب أن يتم تنظيمها قبالة الجسم. التي، إلى جانب حساسية للأسنان التحقيق، جعلها غير مناسبة لإعداد المشي الحر. في اثنين من المشاريع السابقة، استخدمنا حزم من الأسلاك غرامة تشكيل tetrode لإنجاز تسجيل خصائص مماثلة ولكن في ترتيب أكثر قوة. سمحت هذه الباقات tetrode لنا لتسجيل من الصراصير المربوطة ود تتصل النشاط حدة CC للتغيرات في سرعة المشي 14 وتحول السلوك الناتج من الاتصال antennal مع قضيب 10.

كما مفيدة كما كانت هذه الاستعدادات المربوطة وستظل، فإنها تفعل تقديم بعض القيود. أولا، السلوكيات التي يمكن أن تؤدي الحشرة محدودة لطائرة واحدة. وهذا هو، ونحن يمكن أن تثير بسهولة التغيرات في سرعة المشي أو تحول، ولكن كانت الإجراءات التسلق والأنفاق غير ممكن، على الأقل مع حبل ترتيب نموذجي. الثاني، الاستعدادات المربوطة لدينا هي "حلقة مفتوحة". وهذا يعني أنها لا تسمح للحركة العادية المتعلقة ردود الفعل على النظام. وهكذا، كما تحولت صرصور على حبل لدينا، لم يتم تغييرها العالم البصرية وفقا لذلك. فمن الممكن لبناء نظم حلقة مغلقة حبل لتقديم هذا النوع من ردود الفعل. ومع ذلك، فهي محدودة بسبب تعقيد البرمجة والأجهزة البيئة البصرية المحاكاة. Neverthelesق، شعرنا أننا يمكن أن تحسن على طرقنا تسجيل المربوطة القائمة من خلال تسجيل من الحيوان لأنه مشى بحرية في الساحة أو المسار واجه الأشياء كما تفعل في محيطها الطبيعي.

على الرغم من أن الأنظمة اللاسلكية لتسجيل نشاط المخ 15 سيكون مثاليا، النظم الحالية لديها قيود في عدد من القنوات تسجيل، والوقت من الحصول على البيانات، وعمر البطارية والوزن. ونحن، بالتالي، اختارت في محاولة للتكيف لدينا نظام تسجيل المربوطة لاستخدامها في التحرك بحرية الاستعدادات. كما تصبح أفضل الأنظمة اللاسلكية المتاحة، وهذه التقنية يمكن تكييفه بسهولة لمثل هذه الأجهزة. نظام الموضح في هذه المقالة هو خفيفة الوزن، ويعمل بشكل جيد جدا، ويبدو أن يكون لها تأثير ضار يذكر على سلوك صرصور و. مع رخيصة كاميرا عالية السرعة والكتلة البرمجيات القطع، والنشاط في الخلايا العصبية في الدماغ الفردية يمكن أن تكون ذات صلة الحركة. نحن هنا وصف preparأوجه من الأسلاك tetrode وترسيخها على الدماغ إلى الحشرة وكذلك تقنيات التسجيل للنشاط والحركة الكهربائية وكيف أن هذه البيانات لا يمكن أن تتحقق معا لتحليلها لاحقا.

Protocol

1. إعداد أسلاك Tetrode

  1. سحب سلك رفيع جدا نيتشروم (12 ميكرون القطر، PAC الطلاء) من حوالي 1.1 متر طول. إرفاق علامة الشريط إلى كل نهاية. شنق السلك على قضيب مترابطة الأفقي بحيث طرفي هي على نفس الارتفاع بالقرب من الفوق.
  2. كرر الخطوة 1.1 لسلك الثانية، مما يجعل طرفي أكثر ليصبح المجموع 4، ووضعه بجانب السلك الأول (حوالي 1 سم في ما بين).
  3. عصا نهايات الأربعة معا مع علامة الشريط ونعلق على كلمة دلالية لالدورية جهاز لف آلية. هذا الجهاز يمكن أن تكون مصنوعة من العاصمة المحرك غير مكلفة.
  4. الرياح tetrode في اتجاه واحد لمدة 2 دقيقة (60 لفة في الدقيقة) والاسترخاء في الاتجاه المعاكس لمدة 30 ثانية.
  5. استخدام بندقية الحرارة لصهر الأسلاك معا. لا تلمس الأسلاك مع البندقية. استخدام ثلاثة صعودا وهبوطا يمر من اتجاهات بالتناوب، مع كل تمريرة يأخذ حوالي 10 ثانية.
  6. قطع الجزء العلوي والجزء السفلي من الأسلاك الجرح. والملتوية الأسلاك أربعة ود تنصهر معا في نهاية واحدة ولكن فصل في الطرف الآخر.
  7. إضافة أنبوب دعم. قطع بطول 30 سم من أنابيب البولي ايثيلين (قطر: داخل 0.28 ملم، 0.61 ملم خارج). الخيط tetrode ببطء شديد وبعناية في أنبوب دعم بحيث لا شبك.
  8. بمجرد ظهور نهاية تنصهر من الجانب الآخر، وسحب من خلال ذلك أن هناك طول متساوية من الأسلاك على طرفي الأنبوب الدليل.
  9. الاستيلاء على نهاية منفصلة لكل سلك مع ملقط. باستخدام قاعدة من لهب الموقد الغاز، وحرق بعناية العزل الخروج من الماضي 2 أو 3 ملم من كل سلك. تسخين السلك حتى يضيء، ولكن لا حليقة.
  10. ربط tetrode مع الذكور والإناث IC محول المقبس الذي يناسب جهاز التسجيل الخاص بك. وضع نهاية deinsulated من كل سلك بمقبس مختلفة من محول مع ملقط. استقرار السلك في المقبس مع دبوس نحاسية صغيرة. استخدام الحديد لحام نقطة غرامة وملء مع مأخذ اللحام الذائب. نكون حذرين حتى لا الاتصالالسلك الهشة مع حام الحديد.
  11. تحقق من مقاومة كل سلك ومقاومة بين كل زوج من الأسلاك.
    1. وضع في نهاية الملتوية تنصهر في وعاء من المياه المالحة وربط موصل الأسلاك النحاسية من المياه المالحة إلى متر أوم.
    2. ربط الطرف الآخر من المقياس إلى دبوس مأخذ تحتوي على السلك. يجب أن تكون مقاومة كل سلك أقل من 3 MΩ.
    3. إذا لم يتم تحقيق القيم أعلاه، reattempt الاتصالات جندى.
    4. إزالة الأسلاك من المياه المالحة، وشطف النصائح مع الماء، واختبار مقاومة الأسلاك المشتركة لكل الاقتران (ن = 6). يجب أن تكون مقاومة أمور أعلاه 5 MΩ.
    5. إذا لم يتم تحقيق القيم أعلاه، شريحة كمية صغيرة من غيض قبالة في نهاية تنصهر وإعادة اختبار.
    6. تجاهل أي مجموعة الأسلاك التي لا تلبي متطلبات كل من مقاومة لجميع الأسلاك.
  12. تأمين tetrode.
    1. أضعاف مربع ورقة مستطيلة صغيرة sligأكبر htly من محول المقبس.
    2. نقل محول في مربع مع الجانب الذكور في الأسفل. اختراق مربع بحيث كل من المسامير من الجانب الذكور خارج منطقة الجزاء في حين أن بقية محول هو داخل منطقة الجزاء.
    3. الشريط زوايا المربع في الخارج. استخدام قطعة صغيرة من الشريط اللاصق المزدوج على الوجهين داخل منطقة الجزاء لتحقيق الاستقرار في أي فروع الفردية من الأسلاك. يجب أن تنصهر السلك فور خروجها من مربع.
    4. مزيج تعيين سريع 2 جزء الايبوكسي وتصب في خانة لتأمين محول وجميع الأسلاك.
    5. نعلق نهاية قريبة من الأنبوب دليل إلى جانب واحد من مربع بالشمع الأسنان ولكن ترك أنابيب فتح مثل أن tetrode يمكن سحبها من خلال بحرية في كلا الجانبين.
  13. شحذ tetrode.
    1. قبل كل تجربة، وقطع غيض من tetrode بشفرة مشرط حاد، وليس المقص. هذا يمنع تكسير والتفلطح من السلك ينتهي مع توفير حافة شقة نظيفة للخطوة التالية.
    2. استخدام أداة دوارة الصغيرة التي شنت رأسيا مع الأقراص الرملي الحصباء المتوسطة والغرامة (ويمكن الجمع بين هذه على منصة واحدة) لتلميع tetrode وإزالة بعض العزل طرف. عقد ربطة قرب نهايته بالملقط. إمالة تعيين نهاية السلك إلى زاوية 45 درجة بالنسبة إلى القرص الرملي وتلمس برفق إلى معتدلة السرعة القرص الغزل لمدة 1 أو 2 ثانية كل على المديين المتوسط ​​وثم فريك غرامة. كرر ذلك ثلاث مرات أكثر، وتناوب محوريا حزمة 90 ° في كل مرة. فمن الأهمية بمكان أن اتجاه دوران الأقراص الرملي بعيدا عن زاوية الضحلة من نهايات الأسلاك، وإلا قد تحدث الفصل بين الأسلاك.
    3. النتيجة المرجوة يحول نهاية حزمة من حافة مستقيمة إلى المدببة مع كميات صغيرة من العزل إزالتها من نهاية كل سلك. التحقق من هذه النقطة باستخدام مجهر تشريح قبل الطلاء على tetrode. في حالة حدوث أي مرض جلدي في الطرف، وrecut repolish.
    4. إذا يختبر مقاومة خلال subsequويبين خطوة الطلاء والأنف والحنجرة منخفضة للغاية القيم الأسلاك المشتركة (أقل من 4 MΩ)، فإنه يشير إلى الكثير من المواد التي تم إزالتها أثناء الخطوة تلميع. Recut وrepolish في tetrode.
  14. لوحة للtetrode. وضع غيض من tetrode في محلول مشبع كبريتات النحاس (85 مل من الماء، 5 مل حمض الكبريتيك، 50 غ كبريتات النحاس). كل سلك لوحة مع تيار 2.5 أمبير مع المعزل التحفيز. حقن الحالية ل1 ثانية، وقفة لمدة 1 ثانية، وتكرار هذه العملية 4X.
  15. تحقق من مقاومة كل سلك وinterimpedance من كل زوج من الأسلاك. يجب أن تكون مقاومة كل سلك بين 0.5-1 MΩ وينبغي أن تكون مقاومة أمور فوق 4 MΩ.
  16. تركيب محول على headstage لنظام تسجيل الأقنية.
  17. إرفاق دبوس الحشرات عازمة على مياداة مجهرية. نعلق غيض من tetrode إلى دبوس الحشرات بالشمع الأسنان

2. إعداد الحيوان

  1. تخديرصرصور مع الثلج.
  2. بعد توقف صرصور تتحرك، وكبح جماح الصرصور عموديا على سطح الفلين مسطحة مع دبابيس سرج الكبيرة التي تنتشر على الحشرات ولكن لا تخترق أي جزء من جسمها.
  3. نقل التحضير في وعاء من البلاستيك ووضع الثلج حول الحيوان لتقليل تدفق الدم وحركات الجسم.
  4. وضع طوق من البلاستيك في الرقبة لدعم الرأس ووضع الشمع الأسنان حول الرأس لتحقيق الاستقرار فيه.
  5. خفض نافذة صغيرة بين التي تشبه بشفرة حلاقة وإزالة إهاب من الرأس.
  6. إزالة الأنسجة الضامة والدهون مع ملقط لفضح الدماغ.
  7. وضع بعض المالحة صرصور في كبسولة الرأس لتغطية أنسجة المخ.
  8. لdesheath الدماغ، واستخدام ملقط غرامة لانتزاع بلطف غمد على أعلى من الدماغ واستخدام ملقط غرامة أخرى لتمزيق غمد بعيدا في مجال زرع الأسلاك.
  9. فتح ثقب صغير في الكبسولة الأمامي الرأس إلى الدماغ الطرافةح دبوس الحشرات. إدراج جديلة من ثلاثة أقطار أكبر (56 ميكرون) معزول الأسلاك النحاسية في الحفرة ليكون بمثابة القطب المرجع / الأرض.
  10. خفض غيض من tetrode على سطح الدماغ مع مياداة مجهرية وضعه بالقرب من منطقة الدماغ من الفائدة.
  11. وضع بعناية اثنين من قطع صغيرة من ورقة رقيقة خلات (2 مم × 1 مم)، أكبر قليلا من ثقب في كبسولة الرأس، الأمامي والخلفي للtetrode.
  12. تشغيل نظام التسجيل.
  13. خفض ببطء ميكرون tetrode 150-250 تحت سطح الدماغ اعتمادا على جودة التسجيل.
  14. إيقاف تشغيل نظام التسجيل.
  15. نقل اثنين من قطعة من ورقة خلات أقرب إلى tetrode ممكن دون لمسها (الشكل 1A).
  16. تسخين ملعقة صغيرة أو إبرة تحت الجلد بالارض ووضعها في الشمع الأسنان مثل أن هناك الشمع السائل في غيض من الملعقة. تلمس بعناية نهاية بكثير من كل قطعة من ورقة من خلاتtetrode مع ملعقة بحيث الشمع السائل يمكن أن تتدفق على كل قطعة وختم الفجوة بينه وبين بشرة الرأس.
  17. كرر الخطوة 2.16. انخفاض كمية صغيرة من الشمع السائل على ورقة خلات كل مرة. بدء عملية بعيدا عن tetrode والتحرك تدريجيا نحو ذلك. في نهاية المطاف سوف ترسو في tetrode بواسطة الشمع الأسنان. تجنب الحصول على الشمع الساخن في تجويف وعلى الدماغ.
  18. استخدام نفس الأسلوب كما والخطوات 2.16 2.17 لترسيخ الإلكترود المرجعي / الأرض مع الشمع.
  19. تسخين الشمع التي يوليها tetrode إلى مياداة مجهرية للافراج عن tetrode منه.
  20. حلقة tetrode في الشمع الأسنان على رأسه لتوفير الإغاثة سلالة (الشكل 1B).
  21. تغطية حلقة تخفيف الشد بالشمع الأسنان (الشكل 1C).
  22. إزالة بعناية القيود ونقل على إعداد طبق بتري. كبح الجانب الظهري إعداد ما يصل مع دبابيس سرج كبيرة.
  23. تعلققضيب إلى pronotum باستخدام مسدس الغراء. هذا هو العصا الخشبية التي تمتد من pronotum على البطن.
  24. نعلق غيض من أنابيب tetrode إلى نهاية الخلفي للقضيب مع الشمع الأسنان.
  25. ترسيخ tetrode والإلكترود المرجعي / الأرض إلى نهاية الأمامي للقضيب مع الشمع الأسنان.
  26. سحب tetrode من نهاية المقبس من الأنابيب إلى أقصى حد ممكن، ولكن لا الساحبة على ذلك، من أجل القضاء على فرصة أن الحيوان قد يؤدي إلى تلف جزء من tetrode خارج الأنبوب (1D الشكل).
  27. إزالة كافة القيود. إرفاق الإلكترود المرجعي / الأرض لأنابيب tetrode بالشمع الأسنان.
  28. الانتظار على الأقل 60 دقيقة للحيوان للتعافي من التخدير الجليد قبل أي تجربة.

3. الإجراءات التجريبية

  1. ربط جهاز كمبيوتر مع كل من نظام تسجيل وضوء LED باستخدام USB إلى كابل المسلسل الميناء.
  2. بدء التسجيلات العصبية.
  3. بدء تسجيلات الفيديو في 20 لقطة في الثانية للمشي التجارب باستخدام حزمة الحصول على الصور Motmot 16 إطارا في الثانية أو 120 لتسلق التجارب باستخدام كاميرا عالية السرعة.
  4. ضع صرصور الى 40 سم × 40 سم زجاجي الساحة للمشي التجارب أو 58 سم، 5 سم، 5 سم وارتفاع الساحة لتسلق التجارب. الساحة المشي لديه حاجز شفاف تمتد من منتصف الجدار الأيمن إلى وسط الساحة، أعلاه التي يقع فيها headstage. يتم استخدام حاجز لمنع الحيوانات من السير في المناطق التي يتم حظر عرض الكاميرا من قبل headstage. الساحة تسلق لديه كتلة الاكريليك (إما 1.2 سم أو 1.8 سم ارتفاع، و 5 سم) أو رف تقع على ارتفاع مقارنة في المركز.
  5. توليد نبضة TTL من جهاز الكمبيوتر باستخدام الأوامر MATLAB حسب الطلب. (ق = مسلسل ('COM4')؛ الدالة fopen (ق)؛ s.RequestToSend = 'قبالة' / s.RequestToSend = 'على' /؛ fclose (ق)؛ حذف (ق) ؛). نبض TTL يولد مرةحشا لنظام تسجيل وإما يتحول على أو إيقاف ضوء LED.
  6. السماح للصرصور لاستكشاف الساحة حتى يتوقف تتحرك لأكثر من 30 ثانية للتجارب المشي. السماح للصرصور إما تسلق كتلة / رف أو من خلال نفق على الرف لتسلق التجارب.
  7. وقف تسجيلات الفيديو.
  8. وقف التسجيلات العصبية.
  9. كتابة الطابع الزمني الناتجة عن النبض TTL.
  10. إزالة صرصور من الساحة وانتظر 3 دقائق على الأقل.
  11. كرر الخطوات 3،2-3،10 للمحاكمة القادمة.
  12. مرة واحدة وقد تم الانتهاء من جميع التسجيلات، 5 ثانية تمر من 5 أمبير العاصمة الحالية من خلال واحدة من النصائح الأسلاك (الأنود) والقطب المرجعية (الكاثود) أن تودع النحاس في الدماغ في الطرف السلك.

4. حاليا تحليل

  1. مزامنة الفيديو والبيانات العصبية عن طريق ربط الإطار حيث يتم تبديل ضوء LED والطابع الزمني التي سجلتها في نظام تسجيلتلك اللحظة.
  2. علامة سلك المواقع غيض. استخدام الإجراءات تكثيف تيمز لترسيب ومراقبة النحاس في 12 ميكرومتر المقاطع المسلسل 17. يجب أن تكون ودائع بارزة واضحة في أقسام 3-8 المجاورة (حوالي 18-48٪ من طول الطائرة البطني الظهري للمنطقة نسجل من) (الشكل 2).
  3. ربط نبضات كهربائية محددة لنشاط الخلايا العصبية واحدة. متابعة إجراءات الفرز ارتفاع المنصوص عليها بالتفصيل في مكان آخر 10،14،18. استخدام البرنامج KlustaKwik (الإصدار 1.5، مؤلف K. هاريس، جامعة روتجرز) لتوليد الأولية، تجميع الآلي. استيرادها إلى برنامج MClust (الإصدار 3.5 والمؤلفين م ريديش وآخرون، جامعة مينيسوتا) لمزيد من الصقل وتحليل (الشكل 3).
  4. تتبع تحركات صرصور و. للمشي التجارب، واستخراج موقف مركز صرصور في (المرئي) من كتلة الجسم والتوجه في كل إطار من فيدتسجيلات EO باستخدام معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا متعددة يطير المقتفي (الإصدار 0.1.5.6؛ http://ctrax.sourceforge.net/) وFixErrors الأدوات المرتبطة بها لMATLAB 19. لتسلق التجارب، استخراج موقف كتلة ورأس صرصور وpronotum في كل إطار من الفيديو باستخدام حزمة برمجيات تحليل الحركة.

النتائج

سجلنا النشاط العصبي من 50 وحدة من 27 CC في الاستعدادات لاجراء تجارب على الأقدام. ل15 من تلك التحضيرات (23 وحدة)، وأجريت أيضا تجارب التسلق. تتم تسمية الوحدات الفردية وفقا لأرقام إعداد وحدة (مثل وحدة 1-2 يشير إعداد 1، 2 وحدة).

وتظهر لقطا?...

Discussion

في حين قدمت الدراسات السابقة الكهربية على CC أو مناطق أخرى من الدماغ الحشرات لنا نظرة ثاقبة لسيطرة مركزية من السلوك، وأجريت معظمها في الاستعدادات إما مقيدة أو تلك المربوطة 9،11 10،14. ونتيجة لذلك، فإن الحيوان التجربة الحسية والحالة الفسيولوجية يمكن أن تكون مختلفة ...

Disclosures

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgements

المؤلفين أشكر نيك كاثمان للاقتراحات ومساعدة في التحضير للمخطوطة. وقد تم تطوير هذه التقنية بالتعاون مع العمل بدعم من AFOSR تحت منحة FA9550-10-1-0054 والمؤسسة الوطنية للعلوم تحت المنحة رقم IOS-1120305 لRER.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Nichrome wire Sandvik Heating TechnologyKanthal RO-800Use for tetrode
Biomedical polyethylene tubingA-M Systems800700Use for tetrode tubing
Lynx-8NeuralynxUse for multiunit recording
Cheetah 32NeuralynxUse for multiunit recording
High speed cameraBaslerA602fUse for video recording for walking experiments
High speed cameraCasioEX-FC150Use for video recording for climbing experiments
WINanalyzeWinanalyzeversion 1.4 3DUse for video tracking 
MATLABMathWorksMATLAB R2012bUse for TTL pulse generation and offline data analysis

References

  1. Strauss, R. The central complex and the genetic dissection of locomotor behaviour. Curr. Opin. Neurobiol. 12, 633-638 (2002).
  2. Pick, S., Strauss, R. Goal-driven behavioral adaptations in gap-climbing Drosophila. Curr. Biol. 15, 1473-1478 (2005).
  3. Triphan, T., Poeck, B., Neuser, K., Strauss, R. Visual targeting of motor actions in climbing Drosophila. Curr. Biol. 20, 663-668 (2010).
  4. Heinze, S., Gotthardt, S., Homberg, U. Transformation of polarized light information in the central complex of the locust. J. Neuorosci. 29, 11783-11793 (2009).
  5. Heinze, S., Homberg, U. Maplike representation of celestial E-vector orientations in the brain of an insect. Science. 315, 995-997 (2007).
  6. Heinze, S., Homberg, U. Neuroarchitecture of the central complex of the desert locust: Intrinsic and columnar neurons. J. Comp. Neurol. 511, 454-478 (2008).
  7. Heinze, S., Homberg, U. Linking the input to the output: new sets of neurons complement the polarization vision network in the locust central complex. J. Neurosci. 29, 4911-4921 (2009).
  8. Heinze, S., Reppert, S. M. Sun compass integration of skylight cues in migratory monarch butterflies. Neuron. 69, 345-358 (2011).
  9. Brill, M. F., et al. Parallel processing via a dual olfactory pathway in the honeybee. J Neurosci. 33, 2443-2456 (2013).
  10. Guo, P., Ritzmann, R. E. Neural activity in the central complex of the cockroach brain is linked to turning behaviors. J. Exp. Biol. 216, 992-1002 (2013).
  11. Ritzmann, R. E., Ridgel, A. L., Pollack, A. J. Multi-unit recording of antennal mechanosensitive units in the central complex of the cockroach, Blaberus discoidalis. J. Comp. Physiol. A. 194, 341-360 (2008).
  12. Buzsáki, G. Large-scale recording of neuronal ensembles. Nature Neurosci. 7.5, 446-445 (2004).
  13. Huston, S. J., Jayaraman, V. Studying sensorimotor integration in insects. Curr. Opin. Neurobiol. 21, 527-534 (2011).
  14. Bender, J. A., Pollack, A. J., Ritzmann, R. E. Neural activity in the central complex of the insect brain is linked to locomotor changes. Curr. Biol. 20, 921-926 (2010).
  15. Harrison, R. R., et al. Wireless Neural/EMG telemetry systems for small freely moving animals. IEEE. 5, 103-111 (2011).
  16. Straw, A. D., Dickinson, M. H. Motmot, an open-source toolkit for realtime video acquisition and analysis. Source Code Biol. Med. 4, 5 (2009).
  17. Tyrer, N. M., Shaw, M. K., Altman, J. S., Strausfeld, N. J., Miller, T. A. . Neuroanatomical Techniques. Insect Nervous System. , (1980).
  18. Daly, K., Wright, G., Smith, B. Molecular features of odorants systematically influence slow temporal responses across clusters of coordinated antennal lobe units in the moth, Manduca sexta. J. Neurophsyiol. 92, 236-254 (2004).
  19. Branson, K., Robie, A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. High-throughput ethomics in large groups of Drosophila. Nat Methods. 6, 451-457 (2009).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

86 Tetrode

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved