NSERCでサポートされている研究。

1。社会化<ol><li>既存の社会階級を消滅させるため、それぞれのザリガニは、7に収納されている - 別のプラスチック容器（30センチ× 17.5センチ幅× 13奥行き）で14日間は、フィルタリング、通気水ととして機能する小さなプラスチック製の植木鉢で埋め避難所。透明な容器が使用されている場合は、分周器（例えば、紙タオル）がザリガニを確保するための容器との間に配置され視覚的に分離されています。 </li><li> 14日間 - &quot;絶縁&quot;グループのザリガニは、さらに3の分離に残ります。水が変更されており、ザリガニは毎週3回与えています。 </li><li>社会的地位を確立するには、ザリガニは、初期の分離は、次の同性ペアで配置されます。ザリガニを秤量し、ボディの長さは（尾節に演壇）測定され、ペアは10％の重量と長さの中にサイズの一致している。白いアクリル絵の具を、個人を識別するために、各ザリガニの甲羅に適用されます。 （通常はドットが1つのメンバーや他の回線に適用されます。） </li><li> 30分休息期間の後、各ザリガニのペアがフィルタリングさ、通気水（室温）で半分を埋め、きれいに、白いプラスチック製の容器（48センチ× 25センチ幅× 13奥行き）での対話が許可されています。この出会いは、どちらかのビデオカセットレコーダーに接続されたカメラでVHSテープに記録されている、またはそれがウェブカメラをコンピュータに記録されます。この相互作用は、支配のランクが開発することができます。 </li><li> 14日 - 最初の相互作用に続いて、各ザリガニのペアは、追加の3の大きなプラスチック容器（58センチ× 30センチ幅× 35奥行き）で一緒に収容されている。このコンテナは、ろ過システムから循環水を受け取ります。単一のPVCチューブ（約10cmの長さが）避難所のために提供されています。 </li></ol> 2。テストの水族館とコントロールの構築方法I <ol><li>反射環境、ガラスやプレキシグラス水槽（52センチ× 25センチ幅× 30センチの高さ）（図1）が使用されるへの応答を調べることができます。 </li><li> Oneミラー（25センチ× 20センチの高さが）水族館の一端に配置し、どちらかの接着剤や取り付けワックスで固定されています。二つのミラー（26センチ× 20センチの高さ）は、エンドミラーを接し、両側に配置され、そして接着剤やワックスで固定されています。 </li><li>残りの壁にはマット仕上げのウィンドウフィルムで覆われている。このフィルムは、反射を削除しますが、照明条件を妨げることはありません。フィルムに光のサンディングは、フィルムが完全に無反射であることを保証するために必要になることがあります。 </li></ol>方法II <ol start="4"><li>ライブザリガニ（&quot;ソースのザリガニ&quot;）が提供する視覚刺激に対する応答を調べるために、両端のチャンバーとプレキシガラスの水族館は、（図2）が使用されます。水族館は大きな中央コンパートメント（48センチ× 26センチ幅× 26センチの高さ）と同じサイズの2つのより小さい端のコンパートメント（× 26 cm幅長さ12cmと26センチの高さ）が含まれています。端のコンパートメントは、コンパートメントの間を通過するから水と化学物質の手がかりを防ぐために密封され透明なプレキシグラス、によって中央のコンパートメントから分離されています。 </li><li>全体水槽の外周は、各端に2つの障壁が透明のまま、無反射マットのプラスチックでコーティングされている。 </li><li>対照として、モデリングクレイ（例えばSculptee）で構成されたキューブは、不活性オブジェクトからの視覚入力を提供するために使用されます。キューブ（3.5センチメートル× 3.0センチメートル× 3.3 cm）のソースのザリガニのおおよその量であると同じような色の赤に塗られている。 </li></ol> 3。ビジュアルトレーニング方法I <ol><li>支配の状態を判断するために戦いに続く14日 - ザリガニがミラー/マット槽3で録画されています。 </li><li>ザリガニは、曝気、ろ過水、避難所に使用されるプラスチック製の植木鉢を含むタッパーウェアの容器に、1つずつ配置されます。ザリガニは、試験室に連れて行かれ、テスト前に慣らして30分が与えられます。 </li><li>試験水槽、鏡で半並んで、非反射プラスチックとのハーフが並ぶが、約20cmの深さに通気、ろ過水で満たされている。 </li><li>デジタルカメラは、VHSビデオカセットレコーダにオーディオ/ビデオケーブルで接続されており、全体の水槽を表示するために十分な高水槽の上に配置されます。ビデオはVHSテープに記録されます。また、コンピュータに接続されているウェブカメラを使用することができます、ビデオは映画作りのプログラムを記録し、DVDに保存できます。 </li><li>ペアの一方ザリガニは、花のポットを使用して水槽の中央に静かに置かれ、その活動を20分間記録されます。何人もの無関係な視覚と聴覚の入力からの干渉を低減するために、録音中に部屋に存在していません。あらゆる努力は、録音環境が静かであることを保証するために行われます。 </li><li>テストに続いて、ザリガニが削除され、タンクは空になり、すすぎ、水を再充填。 </li><li>カウンターバランスの実験条件に、水槽が配置する前後になっている部屋の反対側の鏡。これは、ザリガニ、水槽の片側を好むために引き起こす可能性のある未知の要因を補正するのに役立ちます。 </li><li>ペアの2番目のメンバーは最初と同じ方法でテストされています。 </li></ol>方法II <ol start="9"><li>私は方法で説明されているように、ザリガニは、試験室に運ばれ、同じ録音機器を使用して録画している。 </li><li>すべてのチャンバーは、（中間の試験室と二つのエンド室）約20cmの高さに通気、ろ過水で満たされている。 </li><li>ザリガニ、ザリガニがテストされるとほぼ同じ大きさは、一端チャンバー内に配置され、コントロールのキューブは、他に配置されます。 </li><li>フラワーポットの避難所を使用して、テストされているザリガニを穏やかに水槽の中央に配置され、20分間録画されています。 </li><li>テストに続いて、水族館は、空にすすぎ、水を再充填される。 </li><li>ペアの2番目のメンバーをテストする前に、ソースのザリガニと制御のキューブは、バランスの条件に対抗するため、反対側のチャンバーに移動されます。 </li></ol> 4。視覚刺激に対する応答の解析方法I <ol><li>ので、実験者は、ザリガニの社会的地位に盲目であること、ミラー/マット水族館の動作は、闘争行動の臨床試験を分析する前に分析されます。 </li><li>ザリガニは水槽の両側に費やす時間の量が記録されます。ザリガニはchelipedsの股関節は、タンクの正中線（図3）を通過するときに片側から次へ渡すために考えられている。 </li><li> （説明については、表1を参照）、コーナリング回し、、凍結と逆歩行を横断行動の頻度も記録されています。 </li><li>ビヘイビアは、それぞれの社会集団に対して対応のあるt検定を用いて、非反射面に展示挙動と比較しているタンクの反射面に展示。 </li></ol>方法II <ol start="5"><li>私メソッドの場合と同じように、ザリガニの行動のビデオテープは、戦いの試験を分析する前に分析されます。 </li><li>ザリガニは水槽の両側に費やす時間の量は、方法Iで説明したように記録されます</li><li>コー​​ナリングの周波数、アップ飼育、、直面して回し、交差終了し、（表1）歩行リバースが記録されます。 </li><li>ソースザリガニ側で実行挙動は、各社会集団のための対応のあるt検定を用いて制御キューブ側で実行動作と比較されます。 </li></ol> 5。戦いの分析<ol><li>ペアの最初の30分間の戦いの行動の記録は、閲覧して採点されます。各30​​分のレコーディングセッションでは、ザリガニの接触が彼らの爪および/またはアンテナを使用して構成しているいくつかの出会いが含まれています。これらの出会いの中では、chelaeは通常、押しにぶつけたり、相手を把握するために使用され、アンテナは時々相手を打つために使用されています。一つのザリガニは、その相手を反転し、床に彼を保持しようとする可能性があります。それぞれの出会いは、逆徒歩または達成するために尾を反転ずつザリガニのリトリートは、&quot;水泳をエスケープする。&quot;ときに終了します</li><li>アゴニストの出会いの数が記録され、そしてザリガニのアイデンティティは（胸部にマーキング塗料によって決定される）それぞれの出会いからのリトリートも記録されていること。各30​​分のセッションで出会いの大半を失うザリガニは、敗者とみなされ、他のザリガニは、勝者とみなされる。 </li></ol> 6。代表的な結果 30分の戦闘期間中、すべてのペアが敵対行動を示す。そのような行動は、他の場所で報告されたアンテナタッピング、突進、押す、つかむ、印象的なchelae、そして相手を反転させる、（2006例：月＆メルシエ、2007）などがあります。各ペアで、いつかザリガニ一貫してリトリート、さらに接触を避ける。退却するザリガニは敗者とみなされており、下位にランクされて、勝利ザリガニが支配的にランクされています。 ランクは、避難所のための唯一の1つのプラスチックチューブを含む貯蔵タンクでザリガニの行動を、観察することによってペア住宅の期間を通してモニターすることができます。支配的なザリガニは、必ず避難所を占め、下位のザリガニはしません。下位のザリガニは、多くの場合chelaeで歩く前に一緒に閉じて開催され、支配的なザリガニは、一般的に発生し、さらに離れて（Guiasu＆ダナム、1998）chelaeで歩く。新しい食べ物を貯蔵タンクに追加されると、支配的なザリガニは、通常、最初に食べ物をとります。 P.と我々の研究でclarkii（例えば、月＆メルシエ2006、2007）、連続的なペアリングの三日後に典型的にはランクの逆転はありません。 ペアリング期間が完了する前に稀なケースでは、ペアの一方のメンバーが死亡。これは、ペアリング期間がある場合に発生する傾向があります長い（例えば14日間）とザリガニがあまりにも密接にサイズや重量によって一致した場合。このように、死者は重量で約10％の差を許容することによって回避することができます。ペアの一人が死亡した場合、他のメンバーからのデータが研究に含まれていません。 支配と従属ザリガニは、一般的に反射環境への異なる応答を示す。 （月＆メルシエ、2006、2007）支配的なザリガニは、一貫して反射側に多くの時間を過ごすが、下位と孤立したザリガニはしないでください。支配的なザリガニもコーナリングと非反射面よりも反射側にはより頻繁に回転を示すが、分離株と部下は、通常はしないでください。支配と従属ザリガニの間にそのような違いは、しかし、すぐに確立されますが、3月14日日間のペアリングの期間（月＆メルシエ、2007）を介して開発されていません。 予備的な証拠は、その支配と従属ザリガニがペアリングの3日後のライブザリガニ（ソースのザリガニ）（May ら、2008）によって、入力を視覚的に異なる反応を示します。支配的なザリガニは、その側で長いのソースザリガニとコーナーで水槽の側面に多くの時間を費やすが、下位のザリガニは、両者の間にこのような相違を示さない。 <table border="1"><tbody><tr><td> 振る舞い </td><td> 説明 </td></tr><tr><td> コーナリング </td><td>水槽のコーナーに直面し、両方の爪の先端が異なる壁に触れると、少なくとも5秒のためにそこに残りの（図4） </td></tr><tr><td> 直面しているエンド </td><td>少なくとも一つの爪の先端が端壁を（図5）に触れると、少なくとも5秒タンクの一方の端に壁に直面して</td></tr><tr><td> 回転 </td><td>時計回りから反時計回りまたはその逆 （図6）に歩いてパスの方向を変更する</td></tr><tr><td> クロッシング </td><td>水槽の周囲を残して、他の壁には、少なくとも1つのボディの長さを歩いて（図7） </td></tr><tr><td> 歩いて逆 </td><td>少なくとも1つの本体の長さのために後方に歩く</td></tr><tr><td> 凍結 </td><td>少なくとも5秒付属とアンテナを含むすべての目に見える動き、突然の停止、 </td></tr><tr><td> まで飼育 </td><td>壁に胸部の腹側表面を持ち上げ、壁上に少なくとも1つの歩行の脚を配置しながら、第四および第五歩く脚の上に立って</td></tr></tbody></table> Pで示した表1。挙動試験水槽の中心コンパートメントのclarkii。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig1.jpg" alt="図1" /> 残りの半分が非反射プラスチックで裏打ちされながら、 図1。水族館の方法I.ハーフで使用されている水槽の回路図は、鏡が並んでいます。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig2.jpg" alt="図2" /> 図2。方式IIで使用されている水槽の模式図。このタンクは無傷のプレキシグラスのバリアで割ったテストザリガニが配置される中央領域と、その両端のチャンバーで構成されています。ライブザリガニは、一端チャンバー内に配置され、キューブを制御し、もう一方の端のチャンバー内に配置されます。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig3.jpg" alt="図3" /> 図3。垂直の点線として描かれて正中線での試験水槽の模式図。ザリガニはchelipedsの股関節が正中線を通過するときに一方から他方へ渡します。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig4.jpg" alt="図4" /> 図4。コーナリングしながらザリガニの位置を示す図。両方chelaeのヒントが別の壁に触れていることに注意してください。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig5.jpg" alt="図5" /> 図5。端壁に直面しながら、ザリガニの位置を示す図。両方chelaeが同じ壁に触れていることに注意してください。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig6.jpg" alt="図6" /> 図6。模式図を示すターニング。運動の方向を逆にすると、ターンを構成している。ターンはコーナー（例えば方向に1 2と方向〜5方向4から）または側（図示せず）で発生することができます。コー​​ナリングと同じ方向にそれを残してを入力すると（例えば、方向3方向1）ターンではありません。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig7.jpg" alt="図7" /> FigurE 7。交差挙動を示す回路図。ザリガニが最も近い壁（矢印）から少なくとも1つの本体の長さの距離で​​、別の壁に壁一面との旅を離れるときに交差点が発生します。 <img src="/files/ftp_upload/1956/1956fig8.jpg" alt="図8" /> 図8。写真は行動を飼育描いた。ザリガニは、最後の二つの歩行の足の上に立つと、少なくとも1つの歩行の脚に接触して、壁に体を持ち上げる。

<ol>
	<li>Bruski, C. A., Dunham, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+vision+in+agonistic+communication+of+the+crayfish+Orconectes+rusticus.+I:+an+analysis+of+bout+dynamics.">The importance of vision in agonistic communication of the crayfish Orconectes rusticus. I: an analysis of bout dynamics.</a> Behav. 103, 83-107 (1987).</li><li>Delgado-Morales, G., Hernandez-Falcon, J., Ramon, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agnostic+behavior+in+crayfish:the+importance+of+sensory+inputs.">Agnostic behavior in crayfish:the importance of sensory inputs.</a> Crustaceana. 77 (1), 1-24 (2004).</li><li>Guiasu, R. C., Dunham, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inter-form+agonistic+contests+in+male+crayfishes,+Cambarus+robustus+(Decapoda,+Cambaridae).">Inter-form agonistic contests in male crayfishes, Cambarus robustus (Decapoda, Cambaridae).</a> Invert. Biol.. 117 (2), 144-154 (1998).</li><li>May, H. Y., Mercier, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+crayfish+to+a+reflective+environment+depend+on+dominance+status.">Responses of crayfish to a reflective environment depend on dominance status.</a> Can. J. Zool. 84 (8), 1104-1111 (2006).</li><li>May, H. Y., Mercier, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joffre+Duration+of+socialization+influences+responses+to+a+mirror:+responses+of+dominant+and+subordinate+crayfish+diverge+with+time+of+pairing.">Joffre Duration of socialization influences responses to a mirror: responses of dominant and subordinate crayfish diverge with time of pairing.</a> J. Exp. Biol. 210, 4428-4436 (2007).</li><li>May, H. Y., Luebbert, J., Mercier, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+Crayfish+to+a+Visual+Stimulus+Provided+by+a+Conspecific.">Responses of Crayfish to a Visual Stimulus Provided by a Conspecific.</a> , (2008).</li></ol>

利害の衝突は宣言されません。

支配的なザリガニが反射環境で多くの時間を過ごすという観察は、それらが同種として反射像を認識すること、そして視覚的な手がかりが接近行動を誘発するのに十分であることを示唆している。ライブザリガニの代わりに反射像を用いて同様の結果は、そのような解釈をサポートしています。下位と分離されたザリガニは、反射環境のためのそのような選好を示していない、また下位のザ?...

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Single chamber test tank</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Brock University Machine Shop</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>End-chamber test tank</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Brock University Machine Shop</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Isolation container</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Rubbermaid</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>30 cm x 17.5 cm x 13 cm holes in lid to allow air and light to pass through when lid is on</td>
</tr>
<tr>
<td>Fighting chamber</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>48 cm x 25 cm x 13 cm</td>
</tr>
<tr>
<td>Social housing chamber</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>58 cm x 30 cm x 35 cm</td>
</tr>
<tr>
<td>small plastic flower pot</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>to serve as shelter</td>
</tr>
<tr>
<td>Coolpix 4500 camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Nikon</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>T120 video cassette recorder</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>RCA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Computer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Windows Movie Maker or other video acquiring software</td>
</tr>
<tr>
<td>webcam</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Logitech</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>modelling clay</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sculptee</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>to make control cube</td>
</tr>
<tr>
<td>red latex paint</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>FolkArt</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>to make control cube</td>
</tr>
<tr>
<td>waterbase varnish</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>FolkArt</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>to make control cube</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

recording behavioral responses to reflection in crayfish

社会的行動は、視覚的、機械的および嗅覚システムからの感覚入力に依存します。重要な問題の1つは、動作を導くの各感覚モダリティの相対的な役割に関するものである。視覚入力の役割は、機械的および化学的感覚刺激からの視覚刺激を単離することにより検討されている。いくつかの研究で（Bruski＆ダナム、1987：。デルガド-モラレスら 、2004）視覚入力は、目隠しや、低い光強度で削除されている、そして残りの感覚モダリティの効果が解明されている。別のアプローチは、任意の適切な機械的および化学的感覚手がかりのない状態で視覚入力の影響を研究することです。このアプローチは、視覚入力の排他的な役割を識別することを目指しています。 我々は、化学的、機械的手がかりを提供せずにザリガニに視覚刺激を提供する2つのメソッドを使用している。一つの方法では、ザリガニは、壁の半分が反射環境を提供するために、鏡に覆われている水槽に録画され、残りの半分が非反射（マット仕上げ）、プラスチックでカバーされています。これは、ザリガニの反射と無反射環境の間で選択できます。それはタンクの半分全体に移動すると反射環境は、ザリガニの反射像の形で視覚的な手がかりを提供し、これらの視覚的な手掛かりは、タンクの非反射の半分から欠落しています。別の方法としては、動いていないから、視覚入力を提供する反対側の小さなチャンバー内に視覚的な手掛かりと不活性オブジェクトを提供する1つの小さな部屋でザリガニと、ビデオテープにそれぞれの端にある小さなチャンバーで区切られた水槽でザリガニの動作です非ザリガニソース。 私たちに公表された結果は、反射環境へのザリガニの応答が社会化し、支配階級に依存していることを示している。公営化されたザリガニは、反射環境でより多くの時間を費やし、非反射環境でより頻繁にある特定の動作を示した;孤立ザリガニはそのような差異を示さなかった。同性のペアで飼育したザリガニは、支配的または下位のいずれかの社会的地位を開発。反射への応答が支配的と下位のザリガニ（;月＆メルシエ、2007年5月＆メルシエ、2006）との間で異なっていた。支配的なザリガニは、反射側に多くの時間を費やし、より頻繁に、反射角を入力すると非反射面に比べて反射コーナーに多くの時間を過ごした。下位のザリガニは、非反射側よりも反射側にはより頻繁に逆方向に歩いた。予備的データは、小さな隣接室内のザリガニ（月ら 、2008）で提供される視覚的な手掛かりから同様の効果を示唆している。

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Recording Behavioral Responses to Reflection in Crayfish

我々は、触覚と化学手がかりのない状態での動作の視覚的手掛かりの効果を研究するための2つの方法を開発しました。一つの方法は、水槽内の反射壁にザリガニのビデオテープに録画応答を含む、他は透明なパーティションの背後にあるライブザリガニが提供する視覚入力の影響を検討。

ザリガニのリフレクションに行動反応の記録

Social behavior depends on sensory input from the visual, mechanical and olfactory systems.  One important issue concerns the relative roles of each ...

recording-behavioral-responses-to-reflection-in-crayfish

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.6K ビュー.  Brock University. 我々は、触覚と化学手がかりのない状態での動作の視覚的手掛かりの効果を研究するための2つの方法を開発しました。一つの方法は、水槽内の反射壁にザリガニのビデオテープに録画応答を含む、他は透明なパーティションの背後にあるライブザリガニが提供する視覚入力の影響を検討。

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Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that influence a cell's membrane potential and which we address in these experiments are: (1) Ion concentration of K+ on the outside of the membrane, and (2) the permeability of the membrane to specific ions. The crayfish abdominal extensor muscles are in groupings with some being tonic (slow) and others phasic (fast) in their biochemical and physiological phenotypes, as well as in their structure; the motor neurons that innervate these muscles are correspondingly different in functional characteristics. We use these muscles as well as the superficial, tonic abdominal flexor muscle to demonstrate properties in synaptic transmission. In addition, we introduce a sensory-CNS-motor neuron-muscle circuit to demonstrate the effect of cuticular sensory stimulation as well as the influence of neuromodulators on certain aspects of the circuit. With the techniques obtained in this exercise, one can begin to answer many questions remaining in other experimental preparations as well as in physiological applications related to medicine and health. We have demonstrated the usefulness of model invertebrate preparations to address fundamental questions pertinent to all animals.

The experiments demonstrate an easy approach for students to gain experience in examining muscle structure, synaptic responses, the effects of ion gradients and permeability on membrane potentials. Also, a sensory-CNS-motor-muscle circuit is presented to show a means to test effects of compounds on a neuronal circuit.

膜電位、シナプス応答、神経回路、ニューロモデュレーションとザリガニを使用して筋肉の組織学：学生研究室の演習

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that ...

神経科学

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar tasks. Participants' behavior during task performance in an fMRI scanner can then be correlated to the brain activity using the blood-oxygen-level-dependent signal. We measure behavior to be able to sort correct trials, where the subject performed the task correctly and then be able to examine the brain signals related to correct performance. Conversely, if subjects do not perform the task correctly, and these trials are included in the same analysis with the correct trials we would introduce trials that were not only for correct performance. Thus, in many cases these errors can be used themselves to then correlate brain activity to them. We describe two complementary tasks that are used in our lab to examine the brain during suppression of an automatic responses: the stroop1 and anti-saccade tasks. The emotional stroop paradigm instructs participants to either report the superimposed emotional 'word' across the affective faces or the facial 'expressions' of the face stimuli1,2. When the word and the facial expression refer to different emotions, a conflict between what must be said and what is automatically read occurs. The participant has to resolve the conflict between two simultaneously competing processes of word reading and facial expression. Our urge to read out a word leads to strong 'stimulus-response (SR)' associations; hence inhibiting these strong SR's is difficult and participants are prone to making errors. Overcoming this conflict and directing attention away from the face or the word requires the subject to inhibit bottom up processes which typically directs attention to the more salient stimulus. Similarly, in the anti-saccade task3,4,5,6, where an instruction cue is used to direct only attention to a peripheral stimulus location but then the eye movement is made to the mirror opposite position. Yet again we measure behavior by recording the eye movements of participants which allows for the sorting of the behavioral responses into correct and error trials7 which then can be correlated to brain activity. Neuroimaging now allows researchers to measure different behaviors of correct and error trials that are indicative of different cognitive processes and pinpoint the different neural networks involved.

The goal of our research is to correlate behavior to brain activity. Accurate behavioral measures and imaging techniques allow us to elucidate brain-behavior relationships.

人間の前頭前野皮質からfMRI信号への行動応答の相関：タスク分析を用いた認知プロセスを調べる

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar ...

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and relapse to food taking 1. Food craving conceptualized in this way is akin to drug craving in response to drug-paired cues. A rich literature has been developed around understanding the behavioral and neurobiological determinants of drug craving; we and others have been focusing recently on translating techniques from basic addiction research to better understand addiction-like behaviors related to food 2-4.
As done in previous studies of drug craving, we examine sucrose craving behavior by utilizing a rat model of relapse. In this model, rats self-administer either drug or food in sessions over several days. In a session, lever responding delivers the reward along with a tone+light stimulus. Craving behavior is then operationally defined as responding in a subsequent session where the reward is not available. Rats will reliably respond for the tone+light stimulus, likely due to its acquired conditioned reinforcing properties 5. This behavior is sometimes referred to as sucrose seeking or cue reactivity. In the present discussion we will use the term "sucrose craving" to subsume both of these constructs.
In the past decade, we have focused on how the length of time following reward self-administration influences reward craving. Interestingly, rats increase responding for the reward-paired cue over the course of several weeks of a period of forced-abstinence. This "incubation of craving" is observed in rats that have self-administered either food or drugs of abuse 4,6. This time-dependent increase in craving we have identified in the animal model may have great potential relevance to human drug and food addiction behaviors.
Here we present a protocol for assessing incubation of sucrose craving in rats. Variants of the procedure will be indicated where craving is assessed as responding for a discrete sucrose-paired cue following extinction of lever pressing within the sucrose self-administration context (Extinction without cues) or as responding for sucrose-paired cues in a general extinction context (Extinction with cues).

Responding for food or drug-paired cues increases over the course of a period of abstinence and this may relate to an increased susceptibility to relapse behaviors. Here we detail a procedure for evaluating this "incubation of craving" in rats that have self-administered sucrose.

ラットのショ糖の渇望のインキュベーションを評価するための一般的な方法

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

動作げっ歯類の可動シリコンプローブによるニューロンの大規模なレコーディング

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, including rats, hamsters, and mice, are active during the night and relatively inactive during the day. Many other behavioral and physiological measures also exhibit daily rhythms, but in rodents, running-wheel activity serves as a particularly reliable and convenient measure of the output of the master circadian clock, the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus. In general, through a process called entrainment, the daily pattern of running-wheel activity will naturally align with the environmental light-dark cycle (LD cycle; e.g. 12 hr-light:12 hr-dark). However circadian rhythms are endogenously generated patterns in behavior that exhibit a ~24 hr period, and persist in constant darkness. Thus, in the absence of an LD cycle, the recording and analysis of running-wheel activity can be used to determine the subjective time-of-day. Because these rhythms are directed by the circadian clock the subjective time-of-day is referred to as the circadian time (CT). In contrast, when an LD cycle is present, the time-of-day that is determined by the environmental LD cycle is called the zeitgeber time (ZT).
Although circadian rhythms in running-wheel activity are typically linked to the SCN clock6-8, circadian oscillators in many other regions of the brain and body9-14 could also be involved in the regulation of daily activity rhythms. For instance, daily rhythms in food-anticipatory activity do not require the SCN15,16 and instead, are correlated with changes in the activity of extra-SCN oscillators17-20. Thus, running-wheel activity recordings can provide important behavioral information not only about the output of the master SCN clock, but also on the activity of extra-SCN oscillators. Below we describe the equipment and methods used to record, analyze and display circadian locomotor activity rhythms in laboratory rodents.

Circadian rhythms in voluntary wheel-running activity in mammals are tightly coupled to the molecular oscillations of a master clock in the brain. As such, these daily rhythms in behavior can be used to study the influence of genetic, pharmacological, and environmental factors on the functioning of this circadian clock.

げっ歯類におけるランニングホイール活動の概日リズムの記録および分析

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in regulating the intracellular calcium concentration. Changing environmental conditions, such as the light-dark cycle, can modify neuronal and neural network activity and the expression of a family of circadian clock genes within the suprachiasmatic nucleus (SCN), the location of the master circadian clock in the mammalian brain. Excitatory synaptic transmission leads to an increase in the postsynaptic Ca2+ concentration that is believed to activate the signaling pathways that shifts the rhythmic expression of circadian clock genes. Hypothalamic slices containing the SCN were patch clamped using microelectrodes filled with an internal solution containing the calcium indicator bis-fura-2. After a seal was formed between the microelectrode and the SCN neuronal membrane, the membrane was ruptured using gentle suction and the calcium probe diffused into the neuron filling both the soma and dendrites. Quantitative ratiometric measurements of the intracellular calcium concentration were recorded simultaneously with membrane potential or current. Using these methods it is possible to study the role of changes of the intracellular calcium concentration produced by synaptic activity and action potential firing of individual neurons. In this presentation we demonstrate the methods to simultaneously record electrophysiological activity along with intracellular calcium from individual SCN neurons maintained in brain slices.

Procedures are described to perform simultaneous recordings of membrane potential or current and changes of intracellular calcium concentration. Suprachiasmatic nucleus neurons are filled with the calcium indicator bis-fura-2 using a patch clamp electrode in the whole cell patch clamp configuration.

同時電気生理学的記録および視交叉上核ニューロンのカルシウムイメージング

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in ...

Using Single Sensillum Recording to Detect Olfactory Neuron Responses of Bed Bugs to Semiochemicals

The insect olfactory system plays an important role in detecting semiochemicals in the environment. In particular, the antennal sensilla which house single or multiple neurons inside, are considered to make the major contribution in responding to the chemical stimuli. By directly recording action potential in the olfactory sensillum after exposure to stimuli, single sensillum recording (SSR) technique provides a powerful approach for investigating the neural responses of insects to chemical stimuli. For the bed bug, which is a notorious human parasite, multiple types of olfactory sensillum have been characterized. In this study, we demonstrated neural responses of bed bug olfactory sensilla to two chemical stimuli and the dose-dependent responses to one of them using the SSR method. This approach enables researchers to conduct early screening for individual chemical stimuli on the bed bug olfactory sensilla, which would provide valuable information for the development of new bed bug attractants or repellents and benefits the bed bug control efforts.

Bed bugs rely on olfactory receptor neurons housed in their antennal olfactory sensilla to detect semiochemicals in the environment. Utilizing single sensillum recording, we demonstrate a method to evaluate bed bug response to semiochemicals and explore the coding process involved.

情報化学物質にトコジラミの嗅覚ニューロンの応答を検出するために単一感覚子録音を使用しました

The insect olfactory system plays an important role in detecting semiochemicals in the environment. In particular, the antennal sensilla which house ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method described here enables the investigator to measure long-lasting (from minutes to hours) high-quality intracellular responses from single Drosophila R1-R6 photoreceptors and Large Monopolar Cells (LMCs) to light stimuli. Because the recording system has low noise, it can be used to study variability among individual cells in the fly eye, and how their outputs reflect the physical properties of the visual environment. We outline all key steps in performing this technique. The basic steps in constructing an appropriate electrophysiology set-up for recording, such as design and selection of the experimental equipment are described. We also explain how to prepare for recording by making appropriate (sharp) recording and (blunt) reference electrodes. Details are given on how to fix an intact fly in a bespoke fly-holder, prepare a small window in its eye and insert a recording electrode through this hole with minimal damage. We explain how to localize the center of a cell's receptive field, dark- or light-adapt the studied cell, and to record its voltage responses to dynamic light stimuli. Finally, we describe the criteria for stable normal recordings, show characteristic high-quality voltage responses of individual cells to different light stimuli, and briefly define how to quantify their signaling performance. Many aspects of the method are technically challenging and require practice and patience to master. But once learned and optimized for the investigator's experimental objectives, it grants outstanding in vivo neurophysiological data.

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Sharp microelectrodes enable accurate electrophysiological characterization of photoreceptor and visual interneuron output in living Drosophila. Here we show how to use this method to record high-quality voltage responses of individual cells to controlled light stimulation. This method is ideal for studying neural information processing in insect compound eyes.

の記録細胞内の電圧応答のための電気生理学的手法<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;光刺激に感光体と介在ニューロン<em&gt;インビボ</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from flowering plants. Only a few studies have described the gustatory responses of bees toward toxins in food, and these experiments have mainly used the proboscis extension response on restrained honey bees. Here, a new behavioral assay is presented for measuring the feeding responses of freely-moving, individual worker bumble bees to nutrients and toxins. This assay measures the amount of solution ingested by each bumble bee and identifies how tastants in food influence the microstructure of the feeding behavior.
The solutions are presented in a microcapillary tube to individual bumble bees that have been previously starved for 2-4 hr. The behavior is captured on digital video. The fine structure of the feeding behavior is analyzed by continuously scoring the position of the proboscis (mouthparts) from video recordings using event logging software. The position of the proboscis is defined by three different behavioral categories: (1) proboscis is extended and in contact with the solution, (2) proboscis is extended but not in contact with the solution and (3) proboscis is stowed under the head. Furthermore the speed of the proboscis retracting away from the solution is also estimated.
In the present assay the volume of solution consumed, the number of feeding bouts, the duration of the feeding bouts and the speed of the proboscis retraction after the first contact is used to evaluate the phagostimulatory or the deterrent activity of the compounds tested.
This new taste assay will allow researchers to measure how compounds found in nectar influence the feeding behavior of bees and will also be useful to pollination biologists, toxicologists and neuroethologists studying the bumble bee&#39;s taste system.

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.

小説行動アッセイ個人の味覚応答を調査するために、自由に移動バンブル蜂（<em&gt;セイヨウオオマルハナバチ</em&gt;）

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

An Emerging Target Paradigm to Evoke Fast Visuomotor Responses on Human Upper Limb Muscles

To reach towards a seen object, visual information has to be transformed into motor commands. Visual information such as the object&#8217;s color, shape, and size are processed and integrated within numerous brain areas, then ultimately relayed to the motor periphery. In some instances, a reaction is needed as fast as possible. These fast visuomotor transformations, and their underlying neurological substrates, are poorly understood in humans as they have lacked a reliable biomarker. Stimulus-locked responses (SLRs) are short latency (&#60;100 ms) bursts of electromyographic (EMG) activity representing the first wave of muscle recruitment influenced by visual stimulus presentation. SLRs provide a quantifiable output of rapid visuomotor transformations, but SLRs have not been consistently observed in all subjects in past studies. Here we describe a new, behavioral paradigm featuring the sudden emergence of a moving target below an obstacle that consistently evokes robust SLRs. Human participants generated visually guided reaches toward or away from the emerging target using a robotic manipulandum while surface electrodes recorded EMG activity from the pectoralis major muscle. In comparison to previous studies that investigated SLRs using static stimuli, the SLRs evoked with this emerging target paradigm were larger, evolved earlier, and were present in all participants. Reach reaction times (RTs) were also expedited in the emerging target paradigm. This paradigm affords numerous opportunities for modification that could permit systematic study of the impact of various sensory, cognitive, and motor manipulations on fast visuomotor responses. Overall, our results demonstrate that an emerging target paradigm is capable of consistently and robustly evoking activity within a fast visuomotor system.

Presented here is a behavioral paradigm that elicits robust fast visuomotor responses on human upper limb muscles during visually guided reaches.

人間の上肢筋肉に対する高速ビスオモター応答を呼び起こす新たな標的パラダイム

To reach towards a seen object, visual information has to be transformed into motor commands. Visual information such as the object&#8217;s color, shape, ...