עבודה זו נתמכה על ידי מענק פנימי בין NIH-NICHD ל- MS אנו מודים G. Dold ו T. טלבוט של NIH-NIMH מכשור מתקן הליבה לעזרה עם עיצוב מערכת משלוח טסטנט.

<ol>
	<li>Chandrashekar, J., Hoon, M. A., Ryba, N. J. P., Zuker, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+receptors+and+cells+for+mammalian+taste.">The receptors and cells for mammalian taste.</a> Nature. 444 (7117), 288-294 (2006).</li><li>Chen, X., Gabitto, M., Peng, Y., Ryba, N. J. P., Zuker, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Gustotopic+Map+of+Taste+Qualities+in+the+Mammalian+Brain.">A Gustotopic Map of Taste Qualities in the Mammalian Brain.</a> Science. 333 (6047), (2011).</li><li>Yarmolinsky, D. A., Zuker, C. S., Ryba, N. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+Sense+about+Taste:+From+Mammals+to+Insects.">Common Sense about Taste: From Mammals to Insects.</a> Cell. 139 (2), 234-244 (2009).</li><li>Mueller, K. L., Hoon, M. A., Erlenbach, I., Chandrashekar, J., Zuker, C. S., Ryba, N. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+receptors+and+coding+logic+for+bitter+taste.">The receptors and coding logic for bitter taste.</a> Nature. 434 (7030), 225-229 (2005).</li><li>Zhao, G. Q., Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+receptors+for+mammalian+sweet+and+umami+taste.">The receptors for mammalian sweet and umami taste.</a> Cell. 115 (3), 255-266 (2003).</li><li>Huang, A. L., Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cells+and+logic+for+mammalian+sour+taste+detection.">The cells and logic for mammalian sour taste detection.</a> Nature. 442 (7105), 934-938 (2006).</li><li>Pfaffmann, C., Carl, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+afferent+code+for+sensory+quality.">The afferent code for sensory quality.</a> Am Psychol. 14 (5), 226-232 (1959).</li><li>Lemon, C. H., Katz, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+processing+of+taste.">The neural processing of taste.</a> BMC Neurosci. 8 (Suppl 3), (2007).</li><li>Barretto, R. P. J., Gillis-Smith, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+representation+of+taste+quality+at+the+periphery.">The neural representation of taste quality at the periphery.</a> Nature. 517 (7534), 373-376 (2015).</li><li>Reiter, S., Campillo Rodriguez, C., Sun, K., Stopfer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+Coding+of+Individual+Chemicals+by+the+Gustatory+System.">Spatiotemporal Coding of Individual Chemicals by the Gustatory System.</a> J Neurosci. 35 (35), 12309-12321 (2015).</li><li>Wilson, D. M., Boughter, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bitter+Taste+Stimuli+Induce+Differential+Neural+Codes+in+Mouse+Brain.">Bitter Taste Stimuli Induce Differential Neural Codes in Mouse Brain.</a> PLoS ONE. 7 (7), e41597 (2012).</li><li>Glendinning, J. I., Davis, A., Ramaswamy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+different+taste+cells+and+signaling+pathways+to+the+discrimination+of+"bitter"+taste+stimuli+by+an+insect.">Contribution of different taste cells and signaling pathways to the discrimination of "bitter" taste stimuli by an insect.</a> The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 22 (16), 7281-7287 (2002).</li><li>Kay, L. M., Stopfer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Information+processing+in+the+olfactory+systems+of+insects+and+vertebrates.">Information processing in the olfactory systems of insects and vertebrates.</a> Semin Cell Dev Biol. 17 (4), 433-442 (2006).</li><li>Liman, E. R., Zhang, Y. V., Montell, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+Coding+of+Taste.">Peripheral Coding of Taste.</a> Neuron. 81 (5), 984-1000 (2014).</li><li>Carleton, A., Accolla, R., Simon, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coding+in+the+Mammalian+Gustatory+System.">Coding in the Mammalian Gustatory System.</a> Trends Neurosci. 33 (7), 326-334 (2010).</li><li>Stocker, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+organization+of+the+chemosensory+system+in+Drosophila+melanogaster:+a+rewiew.">The organization of the chemosensory system in Drosophila melanogaster: a rewiew.</a> Cell Tissue Res. 275 (1), 3-26 (1994).</li><li>Mitchell, B. K., Itagaki, H., Rivet, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+and+central+structures+involved+in+insect+gustation.">Peripheral and central structures involved in insect gustation.</a> Microsc Res Tech. 47 (6), 401-415 (1999).</li><li>Falk, R., Bleiser-Avivi, N., Atidia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Labellar+taste+organs+of+Drosophila+melanogaster.">Labellar taste organs of Drosophila melanogaster.</a> J Morphol. 150 (2), 327-341 (1976).</li><li>Hodgson, E. S., Lettvin, J. Y., Roeder, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology+of+a+primary+chemoreceptor+unit.">Physiology of a primary chemoreceptor unit.</a> Science. 122 (3166), 417-418 (1955).</li><li>Delventhal, R., Kiely, A., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+recording+from+Drosophila+labellar+taste+sensilla.">Electrophysiological recording from Drosophila labellar taste sensilla.</a> J Vis Exp. (84), e51355 (2014).</li><li>Weiss, L. A., Dahanukar, A., Kwon, J. Y., Banerjee, D., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+and+cellular+basis+of+bitter+taste+in+Drosophila).">The molecular and cellular basis of bitter taste in Drosophila).</a> Neuron. 69 (2), 258-272 (2011).</li><li>Descoins, C., Marion-Poll, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+responses+of+gustatory+sensilla+of+Mamestra+brassicae+(Lepidoptera,+Noctuidae)+larvae+to+three+ecdysteroids:+ecdysone,+20-hydroxyecdysone+and+ponasterone.">Electrophysiological responses of gustatory sensilla of Mamestra brassicae (Lepidoptera, Noctuidae) larvae to three ecdysteroids: ecdysone, 20-hydroxyecdysone and ponasterone.</a> A. J Insect Physiol. 45 (10), 871-876 (1999).</li><li>Popescu, A., Couton, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Function+and+central+projections+of+gustatory+receptor+neurons+on+the+antenna+of+the+noctuid+moth+Spodoptera+littoralis.">Function and central projections of gustatory receptor neurons on the antenna of the noctuid moth Spodoptera littoralis.</a> J Comp Physiol. 199 (5), 403-416 (2013).</li><li>Morita, H., Yamashita, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generator+potential+of+insect+chemoreceptor.">Generator potential of insect chemoreceptor.</a> Science. 130 (3380), 922 (1959).</li><li>Davis, N. T., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroanatomy+of+the+sucking+pump+of+the+moth,+Manduca+sexta+(Sphingidae,+Lepidoptera).">Neuroanatomy of the sucking pump of the moth, Manduca sexta (Sphingidae, Lepidoptera).</a> Arthropod Struct Dev. 35 (1), 15-33 (2006).</li><li>St&#252;rckow, B., Adams, J. R., Wilcox, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Neurons+in+the+Labellar+Nerve+of+the+Blow+Fly.">The Neurons in the Labellar Nerve of the Blow Fly.</a> Z Vergl Physiol. 54, 268-289 (1967).</li><li>St&#252;rckow, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+studies+of+a+single+taste+hair+of+the+fly+during+stimulation+by+a+flowing+system.">Electrophysiological studies of a single taste hair of the fly during stimulation by a flowing system.</a> Proceed 16 Intern Contr Zool. 3 (8), 102-104 (1963).</li><li>Christensen, T. A., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Male-specific,+sex+pheromone-selective+projection+neurons+in+the+antennal+lobes+of+the+moth+Manduca+sexta.">Male-specific, sex pheromone-selective projection neurons in the antennal lobes of the moth Manduca sexta.</a> J Comp Physiol A. 160, 553-569 (1987).</li><li>Reiter, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Gustatory Information Processing. , (2014).</li><li>Saha, D., Leong, K., Katta, N., Raman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-unit+Recording+Methods+to+Characterize+Neural+Activity+in+the+Locust+(Schistocerca+Americana)+Olfactory+Circuits.">Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits.</a> J Vis Exp. (71), (2013).</li><li>Pouzat, C., Mazor, O., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+noise+signature+to+optimize+spike-sorting+and+to+assess+neuronal+classification+quality.">Using noise signature to optimize spike-sorting and to assess neuronal classification quality.</a> J Neurosci Methods. 122 (1), 43-57 (2002).</li><li>Hill, D. N., Mehta, S. B., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+Metrics+to+Accompany+Spike+Sorting+of+Extracellular+Signals.">Quality Metrics to Accompany Spike Sorting of Extracellular Signals.</a> J Neurosci. 31 (24), 8699-8705 (2011).</li><li>Fee, M. S., Mitra, P. P., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+sorting+of+multiple+unit+neuronal+signals+in+the+presence+of+anisotropic+and+non-Gaussian+variability.">Automatic sorting of multiple unit neuronal signals in the presence of anisotropic and non-Gaussian variability.</a> J Neurosci Methods. 69 (2), 175-188 (1996).</li><li>Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mushroom+body+memoir:+from+maps+to+models.">Mushroom body memoir: from maps to models.</a> Nat Rev Neurosci. 4 (4), 266-275 (2003).</li><li>Naraghi, M., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorant-induced+oscillations+in+the+mushroom+bodies+of+the+locust.">Odorant-induced oscillations in the mushroom bodies of the locust.</a> J Neurosci. 14, 2993-3004 (1994).</li><li>Laurent, G., Wehr, M., Davidowitz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+representations+of+odors+in+an+olfactory+network.">Temporal representations of odors in an olfactory network.</a> J Neurosci. 16, 3837-3847 (1996).</li><li>Perez-Orive, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillations+and+sparsening+of+odor+representations+in+the+mushroom+body.">Oscillations and sparsening of odor representations in the mushroom body.</a> Science. 297, 359-365 (2002).</li><li>Stopfer, M., Jayaraman, V., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odor+identity+vs.+intensity+coding+in+an+olfactory+system.">Odor identity vs. intensity coding in an olfactory system.</a> Neuron. 39, 991-1004 (2003).</li><li>Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+network+dynamics+and+the+coding+of+multidimensional+signals.">Olfactory network dynamics and the coding of multidimensional signals.</a> Nature Re Neurosci. 3, 884-895 (2002).</li></ol>

למחברים אין מה לגלות.

השיטות המתוארות כאן מתירות בהקלטות vivo מחיה פשוטה יחסית, Manduca sexta , כדי לאפיין את פעילותם של מספר רב של GRNs שנבחרו באקראי על פני משכים ארוכים (במשך יותר מ -2 שעות), לפני, במהלך ואחרי משלוח טסטנט. שיטות אלה מאפשרות גם את המסירה המהירה והרצופה של מספר רב של גירויי טסטנט עם שליטה טמפורלית מדויקת, יתרונות שימושיים ללימוד מנגנונים עצביים המונחים ביסוד טסטנט. פרוטוקול זה שימש כדי ללמוד כיצד התגובות של GRNs כדי tastants הם שינו כאשר הם מועברים נוירונים היעד postsynaptic שלהם ( למשל, ב SEZ) על ידי ניטור GRNs בו זמנית עם interneurons מחובר monosynaptically 10 . בנוסף, שיטות אלה ניתן להתאים את הצרכים של הנסיין, המאפשר ביצוע של פרדיגמות מורכבות ללמוד היבטים בסיסיים של קידוד גס. כאשר מתחיליםG המחקר שלנו, בעיה טכנית אחת היינו לפעמים כדי לפתור את חוסר היכולת לזהות אותות spiking מן העצב Maxillary עם חוטי tetrode. סיבות אפשריות לכך הן מגוונות, כמו פרוטוקול לנתיחה הוא מאתגר, וכמה תרגול הוא הכרחי כדי להשיג הכנה טובה. ראשית, במהלך לנתיחה עש את העצבים מקסימיליים קל נזק, במיוחד במהלך הסרת נדן סביב הרקמה העצבית. שנית, אם הנדן אינו מוסר באופן מלא, חוטי tetrode לא יוכלו לגשת לעצב. בשני המקרים, החל הכנה חדשה היא לעתים קרובות הדרך הקלה ביותר לפתור בעיות אלה. שלישית, ייתכן שיש בעיה עם חוטי tetrode. זה יכול להיבדק על ידי מדידת עכבה של חוטים אשר צריך להיות ~ 270 kΩ ב 1kHz. אם הערך עכבה מעל ~ 300 kΩ, electroplate החוטים עם זהב כדי להשיג את העכבה הרצויה (ראה התייחסות 30 ). רביעית, חתיכת ציוד עשוי להיות מקושריםאו התנהגות לא הולמת. בעיה נוספת אפשרית היא כי אותות spiking נרשמות אבל הנוירונים (ים) מופיעים להגיב על הטעמים. זה יכול להיות בגלל הנוירונים שהוקלטו הם רגישים למערכת של טעימות נמסר. כמו כן, חשוב לזכור כי בנוסף אקסונים של GRNs, העצב maxillary גם נושאת סיבים מכאנסנסורי. לכן, ניתן להקליט נוירונים mechanosensory במקום, או בנוסף, GRNs. עם זאת, מערכת משלוח טסטנט נועד לספק קלט מכני קבוע לאורך הניסוי מה שעושה את זה סביר כי התגובות טסטנט יהיה מבולבל על ידי תגובות הרכיב המכני של המסירה שלה. נוירונים המגיבים על כמה טעימות אחרות אבל לא, או בדרכים שונות טעימות שונות, ניתן לסווג באופן חד משמעי כמו GRNs. אנו ממליצים להשתמש בטעמים מדולל טרי כדי למנוע וריאציות ריכוז טסטנט או הרכב בשל השפלה או התייבשות מתחםשל הממס. אנו ממליצים גם לנקות את המערכת באופן קבוע כדי למנוע זיהום צינורות ו / או חסימות. בעיה טכנית אפשרית נוספת היא יחס אות לרעש חלש. בעיה זו יכולה לעתים קרובות להיפתר על ידי rechloriding או התאמת המיקום של האלקטרודה הקרקע אמבטיה. פתרונות אחרים עשויים לדרוש מיגון ומזעור אורך של כל חיבור חשמלי במנגנון. לבסוף, חשוב לציין כי ניתוח נכון של נתונים שהושגו באמצעות הקלטות tetrode דורש מיון ספייק זהיר. מצאנו כי שיטות אוטומטיות לחלוטין הם בדרך כלל לקוי. אנו ממליצים להכיר את הספייק מיון מיון לפני ניתוח tetrode נתונים 10 , 29 , 31 , 32 , 33 . חלופות פרו לנתיחה שלנוTocol ניתן להשתמש. כאן, תיארנו דיסקציה דרך החלק הגחון של ראש העש, מתן גישה העצבים מקסימילרי SEZ, אבל אפשר גם לגשת מבנים אלה על ידי לנתח את הצד הגבי. מצאנו כי הכנת הצד הגבי אינה אופטימלית להכנת הקלטות מהמבנים המבעבעים הללו בשל מיקומם העמוק, אך הכנה זו מציעה את היתרון של הפעלת הקלטות ממבנים מסדר גבוה יותר, כגון גוף הפטרייה, אזור שקשור לרבים - אינטגרציה חושית, למידה אסוציאטיבית ועיבוד זיכרון 34 . התמקדנו בשימוש של אלקטרודות tetrode כדי להקליט מן העצב maxillary, אבל, כפי שאנו באיור, אלקטרודות חד תאיים סטנדרטיים יכול לשמש גם למטרה זו. בנוסף, שתי הטכניקות ניתן לשלב לבצע הקלטות בו זמנית מאזורים מרובים במוח 10 . ספרות המוח מציעה דוגמאות רבות של iמודלים של חוליות אשר הוכיחו להיות כלים רבי עוצמה לחשיפת העקרונות הבסיסיים של עיבוד חושי, כגון קידוד הריח, החלים על חרקים ועל חוליות 35 , 36 , 37 , 38 , 39 . אנו מקווים שהשיטות שלנו יובילו לתובנות חדשות יסודיות על קידוד מתסכל.

מערכות המעי הגס וחוש הריח מייצרות ייצוגים פנימיים של כימיקלים בסביבה, מה שמביא לתפיסות של טעמים וריחות, בהתאמה. החושים הכימיים האלה חיוניים להפקת התנהגויות רבות חיוניות להישרדות האורגניזם, החל מציאת בני זוג וארוחות, כדי למנוע טורפים ורעלים. התהליך מתחיל כאשר כימיקלים סביבתיים אינטראקציה עם קולטנים הממוקם בקרום פלזמה של תאים קולטניים סנסוריים; תאים אלה, ישירות או באמצעות אינטראקציות עם נוירונים, transduce מידע על הזהות והריכוז של כימיקלים לתוך אותות חשמליים. אותות אלה מועברים לנוירונים מסדר גבוה יותר ומבני מוח אחרים. ככל שצעדים אלה מתקדמים, האות המקורי עובר תמיד שינויים המקדמים את יכולתו של האורגניזם לזהות, להפלות, לסווג, להשוות ולאחסן את המידע החושי, ולבחור בפעולה המתאימה. הבנת איך החזייהב transforms מידע על כימיקלים סביבתיים כדי לבצע מגוון רחב של משימות היא שאלה בסיסית בתחום מדעי המוח. קידוד גוסטורי נחשב כפשוט יחסית: תפיסה הרווחת גורסת כי כל מולקולה כימית שמקבלת טעם (&quot;טסטנט&quot;) שייכת באופן טבעי לאחת מחמש תכונות הטעם הבסיסיות ( כלומר , מתוק, מריר, חמוץ) , מלוח ואומאמי) 1 . בתפיסת &quot;הטעם הבסיסי&quot; הזה, תפקידה של מערכת התסכול הוא לקבוע אילו טעמים בסיסיים אלה קיימים. יתר על כן, המנגנונים העצביים המונחים ביסוד הטעם הבסיסי במערכת העצבים אינם ברורים, והם נחשבים להיות נשלט על ידי &quot;קו מסומן&quot; 2 , 3 , 4 , 5 , 6 או &quot;על פני דפוס סיבים&quot; 7 </suP&gt; , 8 קוד. בקוד קו מסומן, כל תא חושי וכל אחד מחסידיו העצביים מגיבים לאיכות טעם אחת ויוצרים ערוץ ישיר ועצמאי למרכזי עיבוד גבוהים יותר במערכת העצבים המרכזית המוקדשים לטעם. לעומת זאת, בקוד דפוס סיבי, כל תא חושי יכול להגיב לאיכויות הטעם המרובות, כך שהמידע על הטעם מיוצג על ידי התגובה הכוללת של אוכלוסיית הנוירונים הסנסוריים. בין אם מידע גוסטיווי מיוצג על ידי טעמים בסיסיים, באמצעות קווים מסומנים, או באמצעות מנגנון אחר, אינו ברור והוא מוקד החקירה האחרונה 3 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . העבודה שלנו לאחרונה עולה כי מערכת gustatory משתמש קוד האוכלוסייה spatiotemporal ליצורייצוגים של טסטנטים בודדים ולא בקטגוריות טעם בסיסיות 10 . כאן אנו מציעים 3 כלים חדשים כדי לסייע במחקר של קידוד gustatory. ראשית, אנו מציעים את השימוש של סנדקה hawkmoth מאנדוקה כמו אורגניזם מודל פשוט יחסית הנלמד מחקר אלקטרופיזיולוגי של טעם לתאר הליך לנתיחה. שנית, אנו מציעים את השימוש &quot;tetrodes&quot; תאיים להקליט את הפעילות של GRNs הפרט. ושלישית, אנו מציעים מנגנון חדש לאספקת ניטור מדויק של פעימות מתוזמן של טסטנט אל החיה. כלים אלה הותאמו טכניקות המעבדה שלנו ואחרים השתמשו כדי ללמוד את מערכת חוש הריח. חרקים כמו זבוב הפירות תסיסנית melanogaster , ארבה Schistocerca אמריקה , כמו גם עש סנדקה עש , יש עשרות שנים סיפק משאבים רבי עוצמה כדי להבין עקרונות בסיסיים על nerVOS, כולל קידוד סנסורי ( למשל, olfaction 13 ). אצל יונקים, קולטני הטעם הם תאים מיוחדים שמתקשרים עם נוירונים דרך מסלולים מורכבים של מסיר שני, 1 , 14 . זה פשוט יותר חרקים: קולטני הטעם שלהם הם נוירונים. יתר על כן, מסלולי הטעם של יונקים ליד הפריפריה הם מורכבים יחסית, שמציעות מסלולים עצביים מרובים מקבילים, ורכיבים חשובים הם מאתגרים לגישה, הכלולים במבנים גרמיים קטנים 15 . חרקים טעם חרקים נראה פשוט יותר. ב חרקים, GRNs כלולים מבנים מיוחדים המכונה סנסילה, הממוקם באנטנה, mouthparts, כנפיים ורגליים 16 , 17 . את GRNs ישירות לפרויקט לאזור תת תת קרקעי (SEZ), מבנה שתפקידו נחשב להיות בעיקר gustatory 17 , ואשר מכיל סדר שנינוירונים גוסטיים 10 . משם המידע מגיע לגוף כדי להניע רפלקסים, ולאזורים מוחיים גבוהים יותר להיות משולבים, מאוחסנים, ובסופו של דבר לנהוג בחירות התנהגותיות 16 . יש צורך לאפיין תגובות הטעם הפריפריה כדי להבין כיצד מידע הטעם הוא מופץ והשתנה מנקודה לנקודה לאורך מערכת העצבים. השיטה הנפוצה ביותר כדי לפקח ישירות על הפעילות העצבית של GRNs חרקים היא טכניקת ההקלטה קצה 12 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 . זה כרוך הצבת אלקטרודה ישירות על סנסילום, שרבים מהם קל יחסית לגשת. הטעם כלול בתוך האלקטרודה, המאפשר אחד להפעיל ו extגזעני למדוד תגובות עצביות של GRNs ב sensillum. אבל, בגלל הטעם הוא הכיל את האלקטרודה, לא ניתן למדוד את פעילות GRN לפני הטעם נמסר או לאחר הסרתו, או להחליף טעימות מבלי להחליף את האלקטרודה 20 . שיטה נוספת, &quot;הקיר בצד&quot; טכניקה הקלטה, יש גם שימשו להקליט פעילות GRNs. כאן, אלקטרודה ההקלטה מוכנס לתוך הבסיס של טעם sensillum 24 , וטעמים מועברים דרך זכוכית נפרדת נימי על קצה הסנסילום. שתי הטכניקות להגביל את ההקלטה מ GRNs כדי sensillum מסוים. כאן, אנו מציעים טכניקה חדשה: הקלטה מתוך אקסון GRN שנבחרו אקראית מ sensilla שונים, תוך מתן בנפרד רצפים של טסטנטים כדי חוטם. הקלטות האקסון מושגות על ידי הנחת או אלקטרודות זכוכית חדה או צרורות אלקטרודה תאיים (tetrodes) לתוך העצב שנושאת אקסונים מGRNs ב חוטם 10 SEZ. במנדוצ&#39;ה , האקסונים האלה חוצים את העצב המקסימלי, הידוע כבעל אופי גרידא, המאפשר הקלטה חד-משמעית של תגובות חושיות 25 . שיטה זו של הקלטה מ אקסונים, מאפשר, במשך יותר משעתיים, מדידה יציבה של תגובות GRN לפני, במהלך ואחרי סדרה של מצגות טעימות. כאן, אנו מתארים הליך לנתיחה לחשיפת העצבים מקסימילרי יחד עם SEZ, אשר יכול לאפשר אחד להקליט בו זמנית את התגובות של GRNs מרובים נוירונים ב 10 SEZ. כמו כן, אנו מתארים את השימוש של הקלטות תאיים של GRNs באמצעות Custom-made 4 ערוצים tetrode מעוותת אשר, בשילוב עם שיטת מיון ספייק, מאפשר ניתוח של מספר (בידיים שלנו, עד שש) GRNs בו זמנית. אנחנו עוד להשוות הקלטות שנעשו עם tetrodes הקלטות שנעשו עם תאיים חדאלקטרודות. לבסוף, אנו מתארים מנגנון חדש עבור מתן גירויים טעים. הציוד החדש שלנו, המתבסס על הציוד ששימש זמן רב על ידי חוקרים רבים כדי לספק חומרי ריח בחקר האולפונים, מציע יתרונות לחקר הלמידה: שיפור במערכת ההולכה הרב-שנתית הקודמת, כמו אלה שפותחו על ידי סטורקוב ועמיתים (ראה הפניות 26 , 27 ), המנגנון שלנו משיג דיוק שליטה על העיתוי של משלוח טסטנט תוך מתן readout המתח של העיתוי הזה; וזה מאפשר משלוח מהיר, רציף של גירויים טעימות מרובים 10 . המכשיר מנגב את חוטם הזרימה בזרימה מתמדת של מים נקיים, שאליהם ניתן להעביר פולסים מבוקרים של טסטנט. כל דופק טעים עובר מעל חוטם ואז נשטף משם. טסטנטים מכילים כמות קטנה של צבעי מזון חסרי טעם, המאפשרים חיישן צבע לפקח, עם תזמון מדויק, את המעבר של ov טעיםאה חוטם.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4">Dissection and specimen preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene tube, 15 ml -Falcon</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-53A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle, Short bevel, 19G x 1-1/2&#34;&#160;</td>
			<td>&#160;MONOJET</td>
			<td>888200144</td>
			<td>For aplying air to remove the hair from the moth.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modeling Clay-Van Aken Plastalina&#160;</td>
			<td>DickBlick</td>
			<td>33268</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish-100 x 15 mm&#160;</td>
			<td>VWR International</td>
			<td>89000-304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip (1-200 &#181;L)</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1111-0806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blade</td>
			<td>Techni Edge</td>
			<td>TE05-071</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22 AWG standard hookup wire</td>
			<td>AlphaWire</td>
			<td>1551</td>
			<td>For inserting the proboscis into the pippete tip.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Batik wax</td>
			<td>Jacquard</td>
			<td>7946000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric waxer</td>
			<td>Almore International</td>
			<td>66000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Myscroscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>MZ75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #1 forceps (coarse)&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500335</td>
			<td>For removing fat and non nervous tissue.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 titanium forceps (fine)&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>14096</td>
			<td>For removing fat and non nervous tissue.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5SF forceps (super-fine)</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500085</td>
			<td>For desheathing the nervious tissue.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas scissors (fine)</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500086</td>
			<td>For removing the cuticle.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase/Dispase</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>11097113001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy</td>
			<td>Permatex</td>
			<td>84101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Saline perfusion system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extension set with rate flow regulator</td>
			<td>&#160;B Braun Medical Inc.</td>
			<td>V5200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IV administration set with Y injection site</td>
			<td>&#160;B Braun Medical Inc.</td>
			<td>V1402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Tastant delivery system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White Translucent Nylon Tubing OD 1/4&#34;, ID 1/8&#34;</td>
			<td>Small Parts Inc.</td>
			<td>B001JJT4SA</td>
			<td>Rigid tube that connects the four main elements of the system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering iron</td>
			<td>Circuit Specialists</td>
			<td>ZD200BK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary tool-Dremel</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>4200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene mesh, hole size (hole size 0.1 x 0.13 cm)&#160;</td>
			<td>Industrial Netting</td>
			<td>XN5170</td>
			<td>For ensuring that the probosises of different animals are placed in the same location.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressurized 16-Channel perfusion system&#160;</td>
			<td>Bioscience Tools</td>
			<td>PS-16H</td>
			<td>For tastant delivery. This system includes pinch valves, tubing, manifold, solution cylinders, valve controler and fitting accesories.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene tubing, ID 0.034&#34;, ID 0.050&#34;</td>
			<td>Becton, Dickinson &#38; Co</td>
			<td>427421</td>
			<td>&#160;Output tube from the perfusion system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pneumatic PicoPump</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>SYS-PV820</td>
			<td>For controlling the output channel of the perfusion system.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition software system, LabVIEW PCI-MIO-16E-4 DAQ card</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>LabVIEW 2011</td>
			<td>To control the pico pump for tastant delivery and to record the signals from the color sensor .</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compulab 3 Manostat peristaltic pump</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1366</td>
			<td>For pumping water.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone tubing, ID 1/16&#34; OD 1/8&#34;</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-95802-02</td>
			<td>To connect the water source to the peristaltic pump tubing, and the outlet tube of the pump to the rigid tube of the delivery system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Color sensor-digital fiber optic sensor</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>&#160;FS-V31M</td>
			<td>For monitoring tastant delivery.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Color sensor-reflective fiber unit</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>FU35-FZ</td>
			<td>To connect the color sensor device.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental periphery Wax</td>
			<td>Henry-Schein Dental</td>
			<td>6652151</td>
			<td>To secure the proboscis into the rigid tube.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two 3.7 L containers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To provide water to the system, and to recollect the water waste.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast green FCF&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F7258</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dressing forceps 25.5 cm</td>
			<td>WPI</td>
			<td>500364</td>
			<td>To introduce moths proboscis into the proboscis hole from the rigid tube.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Electrophysiology Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D.C. amplifier</td>
			<td>Brown-Lee</td>
			<td>440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lamp</td>
			<td>Schott</td>
			<td>Schott Fostec Light Source DCR 2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual micromanipulator</td>
			<td>Leica</td>
			<td>micromanipulator</td>
			<td>To precicely insert the tetrodes into the animals brain. The manipulator has to allow fine and coarse movements in x, y and z axis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>MZ75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibration-isolation table (MICRO-g lab table)</td>
			<td>TMC</td>
			<td>63-541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix&#160;</td>
			<td>TDS2014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16-channle pre-amplifier and amplifier</td>
			<td>16 Channel MA-800 Amplifier System&#160;</td>
			<td>B.E.S 2013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td>optiplex 780</td>
			<td>The following are the minimum recommended requirements. RAM: 3.32GHz, 3GB. Processor: Intel Core&#160;2 Duo. Graphic card: integrated Intel GMA X4500.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition software system, LabVIEW PCI-MIO-16E-4 DAQ card</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>LabVIEW 2011</td>
			<td>To control the pico pump for tastant delivery and to record the signals from the color sensor and electrode .</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Tastants</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KAc</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LiCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L9650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>73575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>84097</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

new methods to study gustatory coding

חוש הטעם מאפשר לבעלי חיים לזהות חומרים כימיים בסביבה, מה שמביא להתנהגויות חיוניות להישרדות. כאשר נוירונים קולטן גוסטורי (GRNs) לזהות מולקולות טסטנט, הם לקודד מידע על הזהות ואת הריכוז של הטעם כמו דפוסי הפעילות החשמלית כי אז להפיץ נוירונים עוקבים במוח. דפוסים אלה מהווים ייצוגים פנימיים של הטעם, אשר לאחר מכן לאפשר החיה לבחור פעולות לזכרונות. השימוש במודלים של בעלי חיים פשוטים יחסית היה כלי רב עוצמה ללימוד עקרונות בסיסיים בקוד החושי. כאן, אנו מציעים שלוש שיטות חדשות ללמוד קידוד gustatory באמצעות mextuca mextuca sexta . ראשית, אנו מציגים הליך לנתיחה לחשיפת עצבים מקסימילריים אזור תת אזורית (SEZ), המאפשר הקלטה של ​​הפעילות של GRNs מן האקסונים שלהם. שנית, אנו מתארים את השימוש של אלקטרודות תאיים כדי להקליט את הפעילות של GRNs מרובים על ידי הצבת teTrode חוטים ישירות לתוך העצב Maxillary. שלישית, אנו מציגים מערכת חדשה לאספקת ניטור, עם דיוק גבוהה בזמן, פולסים של טסטנטים שונים. שיטות אלה מאפשרים אפיון של תגובות העצבית vivo ישירות GRNs לפני, במהלך ואחרי הטעמים מועברים. אנו מספקים דוגמאות של עקבות מתח שנרשמו מ GRNs מרובים, ולהציג דוגמה כיצד טכניקה מיון ספייק ניתן ליישם את הנתונים כדי לזהות את התגובות של נוירונים בודדים. לבסוף, כדי לאמת את הגישה שלנו הקלטה, אנו משווים הקלטות תאיים המתקבל GRNs עם tetrodes הקלטות תאיים שהושגו עם אלקטרודות זכוכית חדה.

הפעילות של GRNs ניתן להקליט באמצעות אלקטרודה tetrode תאיים לפני, במהלך ואחרי משלוח טסטנט ( איור 6 א ו 6 ג ). איור 6 א (פאנל באמצע ותחתון) מראה סימני מתח מסוננים (300-6,000 הרץ) שנרשמו על ידי כל אחד מארבעת חוטי הניצב בעצב מקסימלי, שבו ניתן לזהות סימנים של אמפליטודות שונות המשקפות פוטנציאל פעולה (חיצים). דופק 1 של טסטנט (1 סוכרוז M) נמסר 2S לאחר תחילת הניסוי; את הופעת ו היסט של הגירוי היה פיקוח על ידי חיישן צבע ( איור 6 א , הלוח העליון). טסטנט המושרה קוצים שניתן לראות בכל אחד מארבעת הערוצים ( איור 6 א , לוח באמצע). GRNs יכולים להיות מזוהים ומכובד מן mechanosensors (לא מוצג כאן) כאשר הם מגיבים על כמה טעימות ולא אחרים כדי לזהות ולבודד תגובות נוירון יחיד מהקלטות tetrode, ביצענו מחוץ לקו ספייק מיון באמצעות קבוצה של פונקציות מותאמות אישית המבוססת על 31 של Pouzat ו 32 של קליינפלד של 33 שיטות (שיטות אלה מתוארים ציטוטים אלה: 10 , 29 ). איור 6 ב מציג דוגמה של מיון ספייק להחיל את הנתונים המוצגים בתרשים 6 א , שבו שלוש יחידות מבודד היטב נמצאו. מגרשים סריקה איור 6 ג מתארים תגובות של שלוש יחידות מבודדים באיור 6B עד שש טסטנטים שונים (1 סוכרוז M, מלטוז ו NaCl, 100 קפאין מ&quot;מ ו 10 מ&quot;מ ברברין ו לובלין) נמסר ברצף (4 משפט<html> S / tastant מוצגים). כפי שמוצג באיור 6 ג , ה- GRNs המוקלט יש רמות שונות של פעילות בסיסית, החל משתיקה (GRNs 1) כדי נמוך או בינוני (GRN 2 ו -3). לאחר הופעת טסטנט, GRNs להראות דפוסי פעילות מגוונים בתערוכות סלקטיביות שונים הטעמים. לדוגמה, GRN 1 הגיב רק סוכרוז, בעוד GRN 2 הגיב maltose ו NaCl עם פרץ של דוקרנים ל lobeline עם spiking רק עם תחילת הגירוי. בנוסף, חלק מהתגובות נעולות לעיתוי הגירוי ( כמו תגובה GRN 1 ל סוכרוז), בעוד שהתגובות האחרות משפיעות על משך הגירוי ( כגון תגובת GRN 3 לברברין) או המכילות מרכיבים מעוררים ומעכבים ( למשל איור 7 GRN 2 תגובות NaCl ו סוכרוז). לקבלת מידע נוסף על הרגישויות המגוונות ודפוסי הפעילות של GRN ראה התייחסות 10 . = &quot;1&quot;&gt; כדי לאמת את השימוש בטכניקות tetrode ו- spike-sort כדי להקליט GRNs מהעצב המקסימלי, ביצענו הקלטות תאיים מאקסונים של GRN בבעלי חיים אחרים באמצעות אלקטרודות זכוכית חדות קונבנציונליות (התנגדות של 80-120 MΩ). מצאנו כי דפוסי הפעילות שהושגו באמצעות הקלטות תאיים היו דומים לתגובות שנצפו באמצעות טכניקת tetrode ( איור 7 ). עקבות המתח בתיבה הירוקה בלוח A נרשמו תוך כדי תאימות בין GRN 1 במהלך 5 ניסויים עוקבים של מצגת סוכרוז, ותגובות זהות מוצגות כנקודות רסטר בחלונית B. (שים לב כי סוג זה של תגובה תואם את זה שהתקבל עם tetrodes ו כפי שמוצג באיור 6 ג .) GRN 2, שנרשמה עם אלקטרודות חדות תאיות, מראה דפוס תגובה רחב יותר. <img alt="איור 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55868/55868fig6v2.jpg"/&gt; איור 6: תוצאות נציג מתוך הקלטות עצבים מקסיליים עם Tetrodes תאיים. ( א ) מסוננים (300-6,000 הרץ) עקבות מתח נרשם על ידי כל אחד מארבעת חוטי בעצב מקסימלי (לוח באמצע). דופק 1 של טעימות היה מוחל במהלך פרק הזמן המצביע על ידי הצללה אדומה בלוח האמצעי. ההתחלה וקיזוז הגירוי נבחנו על ידי חיישן הצבע כפי שצוין על ידי עקבות המתח האדום על הלוח העליון, והיא מסומנת על הלוח האמצעי על ידי השטח המוצל באדום. הקווים האופקיים המנוקדים מציינים +50 (למעלה), 0 (באמצע) ו -50 (למטה) μV. הגדלה של עקבות מתח גולמי המתאים לאזור בתוך הקווים מנוקד אנכי מוצג (הפאנל התחתון). דוגמאות של קוצים מסומנים על ידי החצים. ( ב ) דוגמה של מיון ספייק מוחל על הנתונים המוצגים בלוח א. צורות הגל שנרשמו בכל אחד מארבעת חוטי תאיים (1-4) arE מזוהה עם שלוש GRN שונים (יחידות 1-3) לתרום את האותות המוקלטים. אירועים בודדים (קווים דקים צבעוניים) ואת הממוצע (קו שחור עבה) מוצגים עבור שלוש יחידות. יש לבחון מספר קריטריונים סטטיסטיים כדי לזהות באופן מהימן יחידות עצמאיות תוך שימוש בשיטת מיון ספייק (ראה הפניות 10 , 29 ). ( C ) סריקה מגרשים המייצג תגובות של שלוש יחידות מבודדות רצף של שישה טסטנטים שונים (4 ניסויים / טסטנט מוצגים). פרק הזמן של משלוח טסטנט (1) מסומן על ידי השטח מוצל אדום. ריכוז של טסטנטס היו גם 1 M (סוכרוז, maltose, NaCl), 100 מ&quot;מ (קפאין) ו 10 מ&quot;מ (berberine ו lobeline). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55868/55868fig6v2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 7" c<html> Lass = &quot;xfigimg&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 55868 / 55868fig7.jpg&quot; /&gt; איור 7 : הקלטות תאיים של אקסונים GRN. ( A , לוח ירוק) עקבות מתח שנרשמו GRN עם זכוכית חדות תאיים אלקטרודות (התנגדות של 80-120 MΩ) הניח לתוך העצב Maxillary, עורר על ידי 5 גירויים רצופים עם סוכרוז M 1 (Suc). ( ב ) סריקה מגרשים של תגובות של שני GRNs, כולל התגובות שמוצג בלוח א &#39;(לוח תיבת ירוק), לשני טסטנטים שונים מועברים ברצף (100 מ&quot;מ צבע גופן אפור, 1 M צבע גופן שחור) נרשם עם זכוכית חדה אלקטרודות תאיים להציב את העצב Maxillary (7 ניסויים / טסטנט ו 3 ניסויים / מים מוצגים). זמן אספקה ​​טעים מסומן על ידי אזורים מוצללים בשני לוחות. ההתחלה וקיזוז הגירוי נבחנו על ידי חיישן הצבע, כפי שצוין על ידי עקבות המתח האדום בתחתית כל פאנל.Es / ftp_upload / 55868 / 55868fig7large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Watch this Scientific Journal Video about New Methods to Study Gustatory Coding at JoVE.com

שיטות חדשות לחקר קידוד גוסטטורי | מדעי המוח | וִידֵאוֹ

New Methods to Study Gustatory Coding

אנו מציגים שלוש שיטות חדשות כדי ללמוד קידוד gustatory . בעזרת חיית מחמד פשוטה, המנדוקה סוקה ( Manduca ) , אנו מתארים פרוטוקול לנתיחה, השימוש tetrodes תאיים להקליט את הפעילות של נוירונים קולטן רב גוסטורי, ומערכת לאספקת ומעקב פולסים תזמון מדויק של טעימות.

שיטות חדשות לחקר קידוד גוסטוריאלי

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Neuroscience

Human Biology

Sensory Systems

SCIENTISTS IN ACTION

9.3K Views.  National Institutes of Health (NIH).  אנו מציגים שלוש שיטות חדשות כדי ללמוד קידוד gustatory . בעזרת חיית מחמד פשוטה, המנדוקה סוקה ( Manduca ) , אנו מתארים פרוטוקול לנתיחה, השימוש tetrodes תאיים להקליט את הפעילות של נוירונים קולטן רב גוסטורי, ומערכת לאספקת ומע...

Video: New Methods to Study Gustatory Coding

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the molecular mechanisms underlying class-specific dendrite morphogenesis1,2. To facilitate molecular analyses of class-specific da neuron development, it is vital to obtain these cells in a pure population. Although a range of different cell, and tissue-specific RNA isolation techniques exist for Drosophila cells, including magnetic bead based cell purification3,4, Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS)5-8, and RNA binding protein based strategies9, none of these methods can be readily utilized for isolating single or multiple class-specific Drosophila da neurons with a high degree of spatial precision. Laser Capture Microdissection (LCM) has emerged as an extremely powerful tool that can be used to isolate specific cell types from tissue sections with a high degree of spatial resolution and accuracy. RNA obtained from isolated cells can then be used for analyses including qRT-PCR and microarray expression profiling within a given cell type10-16. To date, LCM has not been widely applied in the analysis of Drosophila tissues and cells17,18, including da neurons at the third instar larval stage of development. 
Here we present our optimized protocol for isolation of Drosophila da neurons using the infrared (IR) class of LCM. This method allows for the capture of single, class-specific or multiple da neurons with high specificity and spatial resolution. Age-matched third instar larvae expressing a UAS-mCD8::GFP19 transgene under the control of either the class IV da neuron specific ppk-GAL420 driver or the pan-da neuron specific 21-7-GAL421 driver were used for these experiments. RNA obtained from the isolated da neurons is of very high quality and can be directly used for downstream applications, including qRT-PCR or microarray analyses. Furthermore, this LCM protocol can be readily adapted to capture other Drosophila cell types a various stages of development dependent upon the cell type specific, GAL4-driven expression pattern of GFP.

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

In this video-article we present a method for isolating single or multiple Drosophila da neurons from third instar larvae using the infrared capture (IR) class of Laser Capture Microdissection (LCM). RNA obtained from the isolated neurons can be readily used for downstream applications including qRT-PCR or microarray analyses.

לייזר Microdissection לכידה של תסיסנית נוירונים היקפיים

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the ...

How to Create and Use Binocular Rivalry

Each of our eyes normally sees a slightly different image of the world around us. The brain can combine these two images into a single coherent representation. However, when the eyes are presented with images that are sufficiently different from each other, an interesting thing happens: Rather than fusing the two images into a combined conscious percept, what transpires is a pattern of perceptual alternations where one image dominates awareness while the other is suppressed; dominance alternates between the two images, typically every few seconds. This perceptual phenomenon is known as binocular rivalry. Binocular rivalry is considered useful for studying perceptual selection and awareness in both human and animal models, because unchanging visual input to each eye leads to alternations in visual awareness and perception. To create a binocular rivalry stimulus, all that is necessary is to present each eye with a different image at the same perceived location. There are several ways of doing this, but newcomers to the field are often unsure which method would best suit their specific needs. The purpose of this article is to describe a number of inexpensive and straightforward ways to create and use binocular rivalry. We detail methods that do not require expensive specialized equipment and describe each method's advantages and disadvantages. The methods described include the use of red-blue goggles, mirror stereoscopes and prism goggles.

Binocular rivalry occurs when the eyes are presented with different images at the same location: one image dominates while the other is suppressed, and dominance alternates periodically. Rivalry is useful for investigating perceptual selection and visual awareness. Here we describe several easy methods for creating and using binocular rivalry stimuli.

איך ליצור ולהשתמש היריבות המשקפת

Each of our eyes normally sees a slightly different image of the world around us. The brain can combine these two images into a single coherent ...

Study Glial Cell Heterogeneity Influence on Axon Growth Using a New Coculture Method

In the central nervous system of all mammals, severed axons after injury are unable to regenerate to their original targets and functional recovery is very poor 1. The failure of axon regeneration is a combined result of several factors including the hostile glial cell environment, inhibitory myelin related molecules and decreased intrinsic neuron regenerative capacity 2. Astrocytes are the most predominant glial cell type in central nervous system and play important role in axon functions under physiology and pathology conditions 3. Contrast to the homologous oligodendrocytes, astrocytes are a heterogeneous cell population composed by different astrocyte subpopulations with diverse morphologies and gene expression 4. The functional significance of this heterogeneity, such as their influences on axon growth, is largely unknown.
To study the glial cell, especially the function of astrocyte heterogeneity in neuron behavior, we established a new method by co-culturing high purified dorsal root ganglia neurons with glial cells obtained from the rat cortex. By this technique, we were able to directly compare neuron adhesion and axon growth on different astrocytes subpopulations under the same condition.
In this report, we give the detailed protocol of this method for astrocytes isolation and culture, dorsal root ganglia neurons isolation and purification, and the co-culture of DRG neurons with astrocytes. This method could also be extended to other brain regions to study cellular or regional specific interaction between neurons and glial cells.

In this protocol, we described a new method to study the influence of glial cell heterogeneity on axon growth with an in vitro co-culture system. Rat cortical glial cells were cultured to confluence and cocultured with highly purified rat dorsal root ganglia neurons. Different glial cell influence on neurons adhesion and axon growth was compared directly in the same culture. This method provides a new way to directly study the glial cell heterogeneity influence on neuron adhesion and axon growth.

תא גלייה לימוד הטרוגניות השפעה על הצמיחה אקסון בשיטה Coculture חדש

In the central nervous system of all mammals, severed axons after injury are unable to regenerate to their original targets and functional recovery is ...

Methods for Study of Neuronal Morphogenesis: Ex vivo RNAi Electroporation in Embryonic Murine Cerebral Cortex

The cerebral cortex directs higher cognitive functions. This six layered structure is generated in an inside-first, outside-last manner, in which the first born neurons remain closer to the ventricle while the last born neurons migrate past the first born neurons towards the surface of the brain1. In addition to neuronal migration2, a key process for normal cortical function is the regulation of neuronal morphogenesis3. While neuronal morphogenesis can be studied in vitro in primary cultures, there is much to be learned from how these processes are regulated in tissue environments.
We describe techniques to analyze neuronal migration and/or morphogenesis in organotypic slices of the cerebral cortex4,6. A pSilencer modified vector is used which contains both a U6 promoter that drives the double stranded hairpin RNA and a separate expression cassette that encodes GFP protein driven by a CMV promoter7-9. Our approach allows for the rapid assessment of defects in neurite outgrowth upon specific knockdown of candidate genes and has been successfully used in a screen for regulators of neurite outgrowth8. Because only a subset of cells will express the RNAi constructs, the organotypic slices allow for a mosaic analysis of the potential phenotypes. Moreover, because this analysis is done in a near approximation of the in vivo environment, it provides a low cost and rapid alternative to the generation of transgenic or knockout animals for genes of unknown cortical function. Finally, in comparison with in vivo electroporation technology, the success of ex vivo electroporation experiments is not dependant upon proficient surgery skill development and can be performed with a shorter training time and skill.

Methods for Study of Neuronal Morphogenesis: Ex vivo RNAi Electroporation in Embryonic Murine Cerebral Cortex

To conduct a rapid assessment of the function of genes in the development of cerebral cortex, we describe methods involving the ex vivo electroporation of plasmids co-expressing inhibitory RNA (RNAi) and GFP in murine embryonic cortex. This protocol is amenable to the study of various aspects of neurodevelopment such as neurogenesis, neuronal migration and neuronal morphogenesis including dendrite and axon outgrowth.

שיטות לימוד המורפוגנזה העצבית:<em&gt; Ex vivo</em&gt; RNAi electroporation בקליפת עובריים מוחין Murine

The cerebral cortex directs higher cognitive functions. This six layered structure is generated in an inside-first, outside-last manner, in which the ...

Measuring the Subjective Value of Risky and Ambiguous Options using Experimental Economics and Functional MRI Methods

Most of the choices we make have uncertain consequences. In some cases the probabilities for different possible outcomes are precisely known, a condition termed "risky". In other cases when probabilities cannot be estimated, this is a condition described as "ambiguous". While most people are averse to both risk and ambiguity1,2, the degree of those aversions vary substantially across individuals, such that the subjective value of the same risky or ambiguous option can be very different for different individuals. We combine functional MRI (fMRI) with an experimental economics-based method3 to assess the neural representation of the subjective values of risky and ambiguous options4. This technique can be now used to study these neural representations in different populations, such as different age groups and different patient populations.
In our experiment, subjects make consequential choices between two alternatives while their neural activation is tracked using fMRI. On each trial subjects choose between lotteries that vary in their monetary amount and in either the probability of winning that amount or the ambiguity level associated with winning. Our parametric design allows us to use each individual's choice behavior to estimate their attitudes towards risk and ambiguity, and thus to estimate the subjective values that each option held for them. Another important feature of the design is that the outcome of the chosen lottery is not revealed during the experiment, so that no learning can take place, and thus the ambiguous options remain ambiguous and risk attitudes are stable. Instead, at the end of the scanning session one or few trials are randomly selected and played for real money. Since subjects do not know beforehand which trials will be selected, they must treat each and every trial as if it and it alone was the one trial on which they will be paid. This design ensures that we can estimate the true subjective value of each option to each subject. We then look for areas in the brain whose activation is correlated with the subjective value of risky options and for areas whose activation is correlated with the subjective value of ambiguous options.

Using functional MRI and behavioral methods to determine the neural representation of the subjective value of risky and ambiguous options in the human brain.

מדידת הערך סובייקטיבי של אפשרויות מסוכנות ושנויות במחלוקת באמצעות כלכלה ניסויית ושיטות MRI פונקציונליות

Most of the choices we make have uncertain consequences. In some cases the probabilities for different possible outcomes are precisely known, a condition ...

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular disease and various neurological diseases1. We have optimized simple and robust behavioral assays for determining larval locomotion, adult climbing ability (RING assay), and courtship behaviors of Drosophila. These behavioral assays are widely applicable for studying the role of genetic and environmental factors on fly behavior. Larval crawling ability can be reliably used for determining early stage changes in the crawling abilities of Drosophila larvae and also for examining effect of drugs or human disease genes (in transgenic flies) on their locomotion. The larval crawling assay becomes more applicable if expression or abolition of a gene causes lethality in pupal or adult stages, as these flies do not survive to adulthood where they otherwise could be assessed. This basic assay can also be used in conjunction with bright light or stress to examine additional behavioral responses in Drosophila larvae. Courtship behavior has been widely used to investigate genetic basis of sexual behavior, and can also be used to examine activity and coordination, as well as learning and memory. Drosophila courtship behavior involves the exchange of various sensory stimuli including visual, auditory, and chemosensory signals between males and females that lead to a complex series of well characterized motor behaviors culminating in successful copulation. Traditional adult climbing assays (negative geotaxis) are tedious, labor intensive, and time consuming, with significant variation between different trials2-4. The rapid iterative negative geotaxis (RING) assay5 has many advantages over more widely employed protocols, providing a reproducible, sensitive, and high throughput approach to quantify adult locomotor and negative geotaxis behaviors. In the RING assay, several genotypes or drug treatments can be tested simultaneously using large number of animals, with the high-throughput approach making it more amenable for screening experiments.

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster is a genetically and behaviorally tractable model system that has been used to understand the molecular and cellular basis of many important biological processes for over a century 1. Drosophila has been well exploited to gain insights into the genetic basis of fly behavior.

שיטות Assay תסיסנית התנהגות

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular ...

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

Amylopathy is a term that describes abnormal synthesis and accumulation of amyloid beta (A&beta;) in tissues with time. A&beta; is a hallmark of Alzheimer's disease (AD) and is found in Lewy body dementia, inclusion body myositis and cerebral amyloid angiopathy 1-4. Amylopathies progressively develop with time. For this reason simple organisms with short lifespans may help to elucidate molecular aspects of these conditions. Here, we describe experimental protocols to study A&beta;-mediated neurodegeneration using the worm Caenorhabditis elegans. Thus, we construct transgenic worms by injecting DNA encoding human A&beta;42 into the syncytial gonads of adult hermaphrodites. Transformant lines are stabilized by a mutagenesis-induced integration. Nematodes are age synchronized by collecting and seeding their eggs. The function of neurons expressing A&beta;42 is tested in opportune behavioral assays (chemotaxis assays). Primary neuronal cultures obtained from embryos are used to complement behavioral data and to test the neuroprotective effects of anti-apoptotic compounds.

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

We describe methods to study aspects of amylopathies in the worm C. elegans. We show how to construct worms expressing human A&beta;42 in neurons and how to test their function in behavioral assays. We further show how to obtain primary neuronal cultures that can be used for pharmacological testing.

<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em&gt; מערכת מודל לחקר Amylopathy

Amylopathy is a term that describes abnormal synthesis and accumulation of amyloid beta (A&beta;) in tissues with time. A&beta; is a hallmark of ...

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees (Apis mellifera)

This video demonstrates novel techniques of RNA interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees using double-stranded RNA (dsRNA) injections. It also presents a protocol of proboscis extension response (PER) assay for measuring gustatory perception.	
	RNAi-mediated gene knockdown is an effective technique downregulating target gene expression. This technique is usually used for single gene manipulation, but it has limitations to detect interactions and joint effects between genes. In the first part of this video, we present two strategies to simultaneously knock down two genes (called double gene knockdown). We show both strategies are able to effectively suppress two genes, vitellogenin (vg) and ultraspiracle (usp), which are in a regulatory feedback loop. This double gene knockdown approach can be used to dissect interrelationships between genes and can be readily applied in different insect species.	
	The second part of this video is a demonstration of proboscis extension response (PER) assay in honey bees after the treatment of double gene knockdown. The PER assay is a standard test for measuring gustatory perception in honey bees, which is a key predictor for how fast a honey bee's behavioral maturation is. Greater gustatory perception of nest bees indicates increased behavioral development which is often associated with an earlier age at onset of foraging and foraging specialization in pollen. In addition, PER assay can be applied to identify metabolic states of satiation or hunger in honey bees. Finally, PER assay combined with pairing different odor stimuli for conditioning the bees is also widely used for learning and memory studies in honey bees.

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera

In this protocol, we describe two strategies that simultaneously suppress two genes (double gene knockdown) in honey bees. Then we present how to use the proboscis extension response (PER) assay to study the effect of double gene knockdown on honey bee gustatory perception.

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג&#39;ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (<em&gt; אפיס mellifera</em&gt;)

This video demonstrates novel techniques of RNA  interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees  using double-stranded RNA ...

Membrane Potential Dye Imaging of Ventromedial Hypothalamus Neurons From Adult Mice to Study Glucose Sensing

Studies of neuronal activity are often performed using neurons from rodents less than 2 months of age due to the technical difficulties associated with increasing connective tissue and decreased neuronal viability that occur with age. Here, we describe a methodology for the dissociation of healthy hypothalamic neurons from adult-aged mice. The ability to study neurons from adult-aged mice allows the use of disease models that manifest at a later age and might be more developmentally accurate for certain studies. Fluorescence imaging of dissociated neurons can be used to study the activity of a population of neurons, as opposed to using electrophysiology to study a single neuron. This is particularly useful when studying a heterogeneous neuronal population in which the desired neuronal type is rare such as for hypothalamic glucose sensing neurons. We utilized membrane potential dye imaging of adult ventromedial hypothalamic neurons to study their responses to changes in extracellular glucose. Glucose sensing neurons are believed to play a role in central regulation of energy balance. The ability to study glucose sensing in adult rodents is particularly useful since the predominance of diseases related to dysfunctional energy balance (e.g.&#160;obesity) increase with age.

The activity of single neurons from adult-aged mice can be studied by dissociating neurons from specific brain regions and using fluorescent membrane potential dye imaging. By testing responses to changes in glucose, this technique can be used to study the glucose sensitivity of adult ventromedial hypothalamic neurons.

ממברנה דיי הדמיה אפשרית של ventromedial היפותלמוס נוירונים מעכברים בוגרים ללמוד גלוקוז חישה

Studies of neuronal activity are often performed using neurons from rodents less than 2 months of age due to the technical difficulties associated with ...

A Method to Make a Craniotomy on the Ventral Skull of Neonate Rodents

The use of a craniotomy for in vivo experiments provides an opportunity to investigate the dynamics of diverse cellular processes in the mammalian brain in adulthood and during development. Although most in vivo approaches use a craniotomy to study brain regions located on the dorsal side, brainstem regions such as the pons, located on the ventral side remain relatively understudied. The main goal of this protocol is to facilitate access to ventral brainstem structures so that they can be studied in vivo using electrophysiological and imaging methods. This approach allows study of structural changes in long-range axons, patterns of electrical activity in single and ensembles of cells, and changes in blood brain barrier permeability in neonate animals. Although this protocol has been used mostly to study the auditory brainstem in neonate rats, it can easily be adapted for studies in other rodent species such as neonate mice, adult rodents and other brainstem regions.

A surgical method is described to expose the ventral skull in neonate rats. Using this approach it is possible to open a craniotomy to perform acute electrophysiology and two-photon microscopy experiments in the brainstem of anesthetized pups.

שיטה להרוויח Craniotomy על גולגולת הגחון של מכרסמים ילוד

The use of a craniotomy for in vivo experiments provides an opportunity to investigate the dynamics of diverse cellular processes in the mammalian brain ...

שיטות חדשות לחקר קידוד גוסטוריאלי

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video