Biz Dubbert Michael Oliver Hoffmann, Hans Scharstein, Oca Sydow ve mükemmel teknik yardım için Anne Wosnitza teşekkür ederiz. DFG hibe Bu 857 / 8,10 Bu çalışmada, AB tarafından desteklenen

1. Yürüyüş Yüzey Siyah yürüyüş yüzey iki nikel kaplı pirinç levhalar yapılır kalıcı yan yana katıldı ve elektrikle doğrudan boylamasına ekseni altında 2-bileşenli bir 2mm geniş şerit epoksi yapıştırıcı (UHU artı, UHU GmbH, Almanya) tarafından birbirlerinden yalıtılmış hayvan. 13.5x15.5cm toplam yüzey alanı (Şekil 1) üretir. , Sağ ve sol bacaklar için yarım düzlemden ayrılık, her iki tarafta tek bir bacak için bağımsız tarsal iletişim izlenmesine olanak sağlar. <ol><li> Plaka kayganlık ve elektriksel iletkenlik iletmek için doymuş NaCl çözüm 5 parça 95 parça gliserin oranında gliserin / su karışımı ile yağlanır, viskozite (Shankar ve Kaya, 1994) yaklaşık 430cStokes. </li><li> Karışım yüzeye doğrudan uygulanır ve yumuşak doku, 0.1-0.2mm genel bir kalınlığı sağlamak için bir parça dağılır. </li></ol> 2. Optik Uyarım Kurulum <ol><li> Yürüyüş bölüm yaklaşık bir mesafe konumlandırılmış iki yuvarlak, buzlu cam ekranlar (çapı 130mm, Marata ekranlar, Linos Fotonik, Göttingen, Almanya) üzerine çizgili desen proje Scharstein (1989) tarafından açıklanan iki projektör kullanarak ortaya çıkardı. Gözlerden uzak, ve plaka (Şekil 1) sağ ve sol ön sonunda 45 ° &#39;lik bir açıda 70mm. Çizgili desen dalga boyu λ sabit tutulur = 21 °. Hareketli uyaranların kontrast frekansı, 0.35, 0.72, 1.07 ve 1.49Hz arasında değişmektedir. Hayvanların reaksiyon sadece kontrast frekans ω / λ bağlı olduğundan deseni kontrastı yeterince yüksek ise (Fermi ve Reichhardt, 1963) (ω = açısal hız, λ = dalga boyu örüntü), deneyler boyunca λ farklılık yoktu . Hayvan tarafta parlak çizgili aydınlığı yaklaşık 15cd/m2 ve kontrast 0.8. Sopa böcek bileşik göz (Carausius morosus) 24 dorso-ventral eksen ommatidia (Friza 1928) ve postero-kaudal ekseninde birkaç sahiptir. Sopa böcek göz sapma açısı ortalama 6.2 ° (Jander ve Volk-Henrichs, 1970) desen dalga boyu yaklaşık 4 kat ommatidia açısı. Deneyler karanlık bir Faraday kafesi ve karanlık bir odada 20-22 ° C yapılan </li><li> İleri yürüyen, her iki ekranda da ilerici bir model ile indüklenen dışa her ekran, taşımak veya ekranlar arasında yerleştirilen tek bir siyah beyaz arka plan üzerine ışın şeritler </li><li> Torna, her iki ekranda da aynı yöne doğru hareket çizgiler meydana gelir. Biz hareketli şerit dönüş hızı ve açısı arasında bir ilişki bulamadı. Çizgili desen parlaklık yürüme ikna etmek için ayarlandıktan sonra, genellikle daha fazla ayar gerektirmeyen, ancak bu gerilim halojen lambalar projektörler ihtiyaca göre değişik hayvanlar için ayarlanabilir. </li></ol> 3. Deney Hayvanları Hazırlanması <ol><li> Kadın yetişkin sopa böcekler (Carausius morosus) (diş çimento, ProTempII, 3M ESPE, Seefeld, Almanya), ventral tarafta birden fazla konektörler bir pirinç tüp takılı ince bir balsa sopa (3x5x100mm GxYxD), üzerine yapıştırılmış. Tutkal en azından kısmen sertleştirilmiş kadar hayvan, yaklaşık bir dakika boyunca basılı tutulduğunda. </li><li> Baş ve ayakları onların serbest dolaşımına izin dübel ön ve yan çıkıntı. Yanı sıra karın büyük bir kısmını alan tüm bacaklar coxae tutkal serbest bırakılmalı. </li><li> Böcek baş, göğüs, ve her femur ve tibianın distal uçları daha sonra video izleme için diş çimento ile karıştırılarak floresan pigmentler (Dr Kremer Farbmühle, Aichstetten, Almanya) ile işaretlenmiştir. </li></ol> 4. EMG Elektrotların yerleştirilmesi Bu örnekte kas aktivitesi gibi farklı bacak kasları, toraks ve neden protraksiyonuna (ileri hareket) ve bacak retraksiyon (geri hareket) bulunmaktadır iletki ve retraktörü coxae kaslar, EMG elektrotlar vasıtasıyla. toraks içine implante. Tüm EMG kayıtları farklı güçlendirilir. Sinyal daha (Vers.5.05, CED (10x) amplifiye ve spike2 AD dönüştürücü üzerinden ithal preamplifikatör (elektronik atölye, Zooloji Enstitüsü, Köln), bant geçiren filtreli, (100Hz-2000Hz), 100x amplifiye İngiltere Cambridge). <ol><li> Kaplı bakır tel elektrotlar (; 47μm dış çapı Elektrisola Eckernhagen, Almanya) yapılır. Bir elektrot için, ilk iki tel yapıştırıcı ile bulaşmış, daha sonra, iki yapışkan tellerin birbiri etrafında bükülür. </li><li> Bir uçta bükülmüş tel sona bir mini-plug lehimlenmiştir. Diğer ucunda teller olmadan temiz biter hayvan içine yerleştirilmesi için yalıtım sağlamak için kesilir. </li><li> EMG elektrotları plugged pirinç tüpün sonunda küçük bağlayıcı içine. </li><li> Bir dakika pin manikür içine küçük delikler için kullanılır. </li><li> Elektrot uçları daha sonra ayrılmış ve tecrübemizi, gürültü oranı iyi bir sinyal verir, birbirlerinden yaklaşık 1 mm mesafe, bir kas içine eklenir. Bakım, onun zarar görmesini önlemek için çok derin kas içine elektrotlar eklemek için alınmalıdır. Şekil 2 hayvan toraks elektrotlar yerini gösterir. Şekil 3 elektrot telleri ile bir hayvan gösterir. </li><li> Biz histoacrylic yapıştırıcı (3M Vetbond, St.Paul, MN, ABD) teller yerde tutmak için küçük bir damla kullanın. </li><li> Bir topraklama kablosu karın içine sokulur. </li></ol> 5. Tarsal İletişim kayıt Tarsal temas her zaman EMG izleri ile birlikte kaydedilir. Kaygan yüzeyi ikiye bölünmüş olduğundan, en fazla iki kontralateral tarsal kişilerin, aynı zamanda kayıt altına alınabilir. Bu amaçla, bacak, plaka ve amplifikatör arasında bir devre kapatmak için bir &quot;anahtar&quot; olarak kullanılır. Mevcut her plaka temel iki soket üzerinden ayrı ayrı plakalarına uygulanan olabilir. Biz 90 ° faz gecikmeli bir darbe jeneratörü (Model MS501, elektronik atölye, Zooloji Enstitüsü, Köln), 2-4MV genlikleri ile iki kare dalga sinyalleri üretebilir. Sinyalleri 60dB (/ 1000) ve kaygan yüzey iki yarısı uygulanan zayıflatılmış. Bu deneyde sadece iki sinyal birini kullanın. Aynı anda bir referans sinyali olarak bir kilit-in-amplifikatör beslenir. 2-faz kilidi amplifikatör (elektronik atölye, Zooloji Enstitüsü, Köln) seçici verilen referans sinyali olarak aynı frekans ve faz sadece sinyalleri güçlendirir. Ikinci bir kanal sadece 90 ° faz gecikmeli sinyal olarak algılar. Referans frekansı dışındaki frekanslarda Gürültü sinyalleri reddedilir ve ölçümünü etkilemez. Amplifikatör çıkış sinyali AD dönüştürücü (Micro 1401k II, CED, Cambridge, UK) ve sayısallaştırılmış kullanarak Spike2 içine beslenir. Touch-down ve asansör-off tarsus üzerine ve kaygan yüzey arasında, bakır tel tarsus ve tibia ile plaka (aşağıya bakın: 5,3-5,8) akım. Seçilen amplifikatör, yüksek giriş direnci (1M) ve sinyal gerilimi hayvanın yürüme davranışını etkileyen önlemek için çok küçük. Tarsus ve tibia üzerinden akım geçen 2 ve 4NA arasındadır. Touch-down sırasında, yağ girmesinden ve yüzey teması arasındaki sinyal teslim süresi, daha az 1ms. Kalkış sırasında kontak sinyali geçiş, daha dik ve daha gecikti. Bu gecikmiş olmadan bir kılcal artış etkisi ile tarsus yağlayıcı yırtılma ve bacak hareketi nedeniyle tam salınım fazı-off kaldırın. <ol><li> Pirinç tüp hayvan yapıştırılmış balsa sopa ile 7 arasında ve kaygan yüzey, ücretsiz yürüyüş sırasında yüksekliğine karşılık gelen yukarıdaki 12mm hayvan yükseklik ayarı izin mikromanipülatör eklenir. </li><li> Izlenen bacak böcek tarsus yere her akım ölçmek için bir tel (47μm çap) yaklaşık 15cm uzun parçalar halinde kesilir. </li><li> Alkol ile uzakta yanan bir bakır yalıtım kaldırılır. </li><li> Telin bir ucunu bir döngü oluşur ve hayvan tarsus kaydırdı </li><li> Döngü hayvan ve tel arasında iyi bir temas sağlamak için tibia distal sonunda bağlıdır. </li><li> Tel sonra, iki bileşenli yapıştırıcı (ProTempII, yukarıya bakınız) bir damla hayvan toraks sabit ve bir timsah kelepçe ile diferansiyel amplifikatör bağlı. </li><li> Biter, elektrot bir damla krem ​​tel iletkenliği artırmak için temas alanları (Marquette Hellige, Freiburg, Almanya) uygulanır. </li><li> Sinyal gücü, daha sonra monitörde test edilir. Sinyal, kilit-in-amplifikatör low-pass filtre özellikleri (sabit 10ms zaman) ve tarsus kademeli lift-off/touch-down nedeniyle, tam bir kare sinyal değildir. Bu yüzden tarsal temas kesin belirlemek ve dijitalleştirme yazılım tarafından belirlenen her olay elle kontrol etmek için geçiş noktasına yakın uygun eşikleri ayarlamak için vardır. Tarsal temas göre, biz, belirli bir bacak tarsus duruş ve salınım fazı olarak hava olarak zeminde zaman tanımlı. </li><li> Kamera için tetikleme sinyali EMG izleme ve tarsal kontak sinyali ile eş zamanlı olarak kaydedilen ve davranış ve kayıtlı izleri çerçevesinde korelasyon kesin bir çerçeve sağlar. </li></ol> 6. Sayısal Analiz için Optik Kayıt Bacak Hareketleri Kaygan yüzeylerde sopa böceklerin adım frekansı 3-4Hz (Graham ve Cruse, 1981) ulaşabilirsiniz. <ol><li>Yürüme dizileri kaydetmeden önce, bir ayna touch-down için ek bir görsel monitör hayvan arkasında 45 derecelik bir açıyla yerleştirilir. Kamera dışarıdan tetiklenir ve resimler bir FireWire arayüzü üzerinden bir PC&#39;ye beslenir. </li><li> 100fps az dijital bacak hareketlerini analiz etmek için yüksek hızlı video kamera (Marlin F-033C, Müttefik Vizyon Teknolojileri, Stadtroda, Almanya) ile yukarıdaki dizileri yürüme kaydedebilir ve EMG aktivitesi ve tarsal temas ilişkili. </li><li> Yürüme dizilerinin kayıt sırasında, hayvan floresan işaretlerini aydınlatmak için şiddeti ayarlanır mavi LED diziler (30-50V DC, parlaklık 24cd, Elektronik Çalıştayı, Zooloji Enstitüsü, Köln Üniversitesi), aydınlatılır. Edebiyat (Schlegtendal 1934) göre, sopa böcekler, renk görme ile sahip değildir ve dönüm yanıt UV ışığı aydınlatma olumsuz bir etkisi gözlenmemiştir. Kamera lensinin önünde sarı bir filtre aktivasyon ışık kısa dalga boyu bastırır ve video kayıtları için daha yüksek bir kontrast verir. </li><li> Video dosyalarını hareket izleme yazılımı (WINanalyze, Vers.1.9, Mikromak servisi, Berlin, Almanya) kullanılarak analiz edilebilir. </li></ol> 7. Yürüyüş Diziler kaydedilmesi <ol><li> Kontrol olarak, öncelikle sağlam bir hayvan ile bir yürüyüş dizisi kaydedilir. </li><li> Çizgili desen hız, desen ve video kayıt, aynı zamanda yaklaşık başlanmıştır. </li><li> Hayvan lokomosyon kendiliğinden başlamazsa, antenler için bir fırça (Bässler ve Wegener, 1983), ya da bir hava solumak karın uyarılmış olabilir. Bu durumda, hayvanlar, karnın sol tarafında dokundu sol ve tam tersi açmak için eğilimindedir. Çizgili desen hayvan yürüme veya 3 dakika kadar sonra sürekli kayıtları durana kadar hareket tutulur. </li><li> Bir bacak kas aktivitesi komşu bacak duyusal girdi bağlıdır ne kadar test etmek için, hayvanın ayakları autotomize indüklenir. Autotomy, site birkaç saniye içinde doğal olarak kapatır. Autotomized ön ve arka ayakları ile bir hayvan bir örnek Şekil 3&#39;te gösterilmiştir. </li><li> Örneğin, sadece tek bir orta bacak olan hayvanlar ile deneyler için, forseps bir çift (Schmidt ve Grund, 2003) ile proksimal femur kısma yanlısı ve metathoracic bacaklar autotomy neden veya coxae düzeyinde bacaklarını kesip sağlam hayvan kaydettikten sonra. Bundan sonra iyileşme süresi için en az 30 dakika hayvan verilir. </li><li> Sonra biz daha önce olduğu gibi yeni yürüme dizileri kaydedin. Azaltılmış hazırlıkları, sık sık boya fırça darbeleri kullanarak yürüme ikna etmek gerekir. </li></ol> 8. Temsilcisi Sonuçlar: <img src="/files/ftp_upload/2629/2629fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1. Deneysel kurulum;: bacak takibi için floresan pigmentler ile işaretlenmiş ve EMG kayıt ve tarsal temas ölçümü için kablolu kaygan yüzeyi üzerinde gergin bir sopa böcek, fotoğraf. B: kaygan zeminlerde yürüme sırasında çift bacak tarsal temas kayıt için kablo şeması. <img src="/files/ftp_upload/2629/2629fig2.jpg" alt="Şekil 2" /> Şekil 2 sopa böcek orta bacak toraks iletki ve retraktörü kasları EMG elektrot yerleştirilmesi için Pozisyonlar. ML: Orta bacak, FL: ön bacak <img src="/files/ftp_upload/2629/2629fig3.jpg" alt="Şekil 3" /> Şekil 3, orta bacak yanlısı ve retraktörü kasları EMG teller ile böcek Kaynaş, ön ve arka ayakları orta bacaklar kinematik ve kas aktivitesi komşu bacaklar varlığının etkisini araştırmak için kaldırıldı azaltılmış hazırlama. <img src="/files/ftp_upload/2629/2629fig4.jpg" alt="Şekil 4" /> Şekil 4 içinde orta bacak tarsal temas referans sinyali ile retraktörü EMG aktivitesi örneği izleme sırasında dönüm. Bacak bacak ileri adımlar olduğunu belirterek, yere temas (&quot;kapalı devre&quot;) izlemesi başında (ilk mavi kutu) retraktörü, duruşu sırasında aktif, kısa bir anahtarı (ikinci mavi kutu) sonra, bacak geriye doğru yönlendirilir adımlar oluşumu gösteren, hava (&quot;açık devre&quot;, üçüncü mavi kutu) ise retraktörü, salıncak sırasında aktif. <img src="/files/ftp_upload/2629/2629fig5.jpg" alt="Şekil 5" /> Şekil 5. Ekran iletki bir kayıt atış (üst iz) ve retraktörü (orta iz) kas ve eş zamanlı olarak kaydedilen tarsal temas iz (altta iz). EMG izleri iki adım döngüsü kasların aktivitesi ile karşılık gelen alternatif aktivite Not hemen öncesi ve sırasında iletki faaliyettir.salıncak, sonra touch-down tarsus sırasında bacak duruşu tarsal yere temas temas iz sinyalleri kaybı ve retraktörü aktivite,. Insert, hayvan davranışı doğrulamak için kullanılan bu kayıt için gelen eşleşen bir video dosyası gösterir.

<ol>
	<li>B&#228;ssler, U., Wegener, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+output+of+the+denervated+thoracic+ventral+nerve+cord+in+the+stick+insect+Carausius+morosus.">Motor output of the denervated thoracic ventral nerve cord in the stick insect Carausius morosus.</a> J. Exp. Biol. 105, 127-147 (1983).</li><li>B&#246;hm, H., Messai, E., Heinzel, H. -. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+of+command+fibres+in+free-ranging+crayfish,+Orconectes+limosus+Raf.">Activity of command fibres in free-ranging crayfish, Orconectes limosus Raf.</a> Naturwissenschaften. 84, 408-410 (1997).</li><li>B&#252;schges, A., Gruhn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanosensory+feedback+in+walking:+from+joint+control+to+locomotor+pattern.">Mechanosensory feedback in walking: from joint control to locomotor pattern.</a> Adv.Insect Physiology. 34, 194-234 (2008).</li><li>B&#252;schges, A., Akay, T., JP, G. a. b. r. i. e. l., Schmidt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organizing+network+action+for+locomotion:+insights+from+studying+insect+walking.">Organizing network action for locomotion: insights from studying insect walking.</a> Brain Res Rev. 57, 162-171 (2008).</li><li>Camhi, J. M., Levy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organization+of+a+complex+movement:+fixed+and+variable+components+of+the+cockroach+escape+behavior.">Organization of a complex movement: fixed and variable components of the cockroach escape behavior.</a> J Comp Physiol A. 163, 317-328 (1988).</li><li>Camhi, J. M., Nolen, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+the+escape+system+of+cockroaches+during+walking.">Properties of the escape system of cockroaches during walking.</a> J Comp Physiol A. 142, 339-346 (1981).</li><li>Clarac, F., Libersat, F., Pfl&#252;ger, H. J., Rathmayer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+pattern+analysis+in+the+shore+crab+(Carcinus+maenas)+walking+freely+in+water+and+on+land.">Motor pattern analysis in the shore crab (Carcinus maenas) walking freely in water and on land.</a> J Exp Biol. 133, 395-414 (1987).</li><li>Duch, C., Pfl&#252;ger, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+patterns+for+horizontal+and+upside+down+walking+and+vertical+climbing+in+the+locust.">Motor patterns for horizontal and upside down walking and vertical climbing in the locust.</a> J Exp Biol. 198, 1963-1976 (1995).</li><li>Fermi, G., Reichhardt, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optomotorische+Reaktionen+der+Fliege+Musca+domestica.+Abh&#228;ngigkeit+der+Reaktion+von+der+Wellenl&#228;nge,+der+Geschwindigkeit,+dem+Kontrast+und+der+mittleren+Leuchtdichte+bewegter+periodischer+Muster.">Optomotorische Reaktionen der Fliege Musca domestica. Abh&#228;ngigkeit der Reaktion von der Wellenl&#228;nge, der Geschwindigkeit, dem Kontrast und der mittleren Leuchtdichte bewegter periodischer Muster.</a> Kybernetik. 2, 15-28 (1963).</li><li>Fischer, H., Kautz, H., Kutsch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+radiotelemetric+2-channel+unit+for+transmission+of+muscle+potentials+during+free+flight+of+the+desert+locust,+Schistocerca+gregaria.">A radiotelemetric 2-channel unit for transmission of muscle potentials during free flight of the desert locust, Schistocerca gregaria.</a> J Neurosci Methods. 64, 39-45 (1996).</li><li>Friza, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zur+Frage+der+F&#228;rbung+und+Zeichnung+des+facettierten+Insektenauges.">Zur Frage der F&#228;rbung und Zeichnung des facettierten Insektenauges.</a> Zeitschr. f. vergl. Physiologie. 8, 289-336 (1928).</li><li>G&#246;tz, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+optomotor+reactions+in+insects.">Principles of optomotor reactions in insects.</a> Bibl. Ophthalmol. 82, 251-2559 (1972).</li><li>Gruhn, M., Rathmayer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+implantable+electrode+design+for+both+chronic+in+vivo+nerve+recording+and+axon+stimulation+in+freely+behaving+crayfish.">An implantable electrode design for both chronic in vivo nerve recording and axon stimulation in freely behaving crayfish.</a> J Neurosci Methods. 118, 33-40 (2002).</li><li>Gruhn, M., Hoffmann, O., D&#252;bbert, M., Scharstein, H., B&#252;schges, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tethered+stick+insect+walking:+a+modified+slippery+surface+setup+with+optomotor+stimulation+and+electrical+monitoring+of+tarsal+contact.">Tethered stick insect walking: a modified slippery surface setup with optomotor stimulation and electrical monitoring of tarsal contact.</a> J Neurosci Methods. 158, 195-206 (2006).</li><li>Gruhn, M., Zehl, L., B&#252;schges, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Straight+walking+and+turning+on+a+slippery+surface.">Straight walking and turning on a slippery surface.</a> J Exp Biol. 212, 194-209 .</li><li>Gruhn, M., Uckermann, G. v. o. n., Westmark, S., Wosnitza, A., B&#252;schges, A., Borgmann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+stepping+velocity+in+the+stick+insect+Carausius+morosus.">Control of stepping velocity in the stick insect Carausius morosus.</a> J Neurophysiol. 102, 1180-1192 .</li><li>Hama, N., Tsuchida, Y., Takahata, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+context-dependent+modulation+of+descending+statocyst+pathways+during+free+walking,+as+revealed+by+optical+telemetry+in+crayfish.">Behavioral context-dependent modulation of descending statocyst pathways during free walking, as revealed by optical telemetry in crayfish.</a> J Exp Biol. 210, 2199-2211 (2007).</li><li>Hassenstein, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#220;ber+die+Wahrnehmung+der+Bewegung+von+Figuren+und+unregelm&#228;&#946;igen+Helligkeitsmustern+(nach+verhaltensphysiologischen+Untersuchungen+an+dem+R&#252;sselk&#228;fer+Chlorophanus+viridis.">&#220;ber die Wahrnehmung der Bewegung von Figuren und unregelm&#228;&#946;igen Helligkeitsmustern (nach verhaltensphysiologischen Untersuchungen an dem R&#252;sselk&#228;fer Chlorophanus viridis.</a> Zeitschr. f. vergl. Physiologie. 40, 556-592 (1958).</li><li>Jander, 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=.">.</a> Untersuchungen zum Mechanismus und zur zentralnerv&#246;sen Steuerung des Kurvenlaufs bei Stabheuschrecken (Carausius morosus) [dissertation]. , (1982).</li><li>Jander, R., Volk-Henrichs, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Das+strauch-spezifische+Perzeptorsystem+der+Stabheuschrecke+(Carausius+morosus).">Das strauch-spezifische Perzeptorsystem der Stabheuschrecke (Carausius morosus).</a> Zeitschr. f. vergl. Physiologie. 70, 425-447 (1970).</li><li>Kirschfeld, K., Zettler, F., Weiler, 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+resolution+of+lens+and+compound+eyes.">The resolution of lens and compound eyes.</a> Neural Principles in Vision. , 354-370 (1976).</li><li>Kutsch, W., Schwarz, G., Fischer, H., Kautz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wireless+transmission+of+muscle+potentials+during+free+flight+of+a+locust.">Wireless transmission of muscle potentials during free flight of a locust.</a> J Exp Biol. 185, 367-373 (1993).</li><li>Scharstein, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+universal+projector+for+optomotor+stimulation.">A universal projector for optomotor stimulation.</a> , (1985).</li><li>Schlegtendal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beitrag+zum+Farbensinn+der+Arthropoden.">Beitrag zum Farbensinn der Arthropoden.</a> Zeitschr. f. vergl. Physiologie. 20, 573-581 .</li><li>Schmidt, J., Grund, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhythmic+activity+in+a+motor+axon+induced+by+axotomy.">Rhythmic activity in a motor axon induced by axotomy.</a> Neuroreport. 14, 1267-1271 (2003).</li><li>Shankar, P. N., Kumar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Determination+of+the+Kinematic+Viscosity+of+Glycerol-Water+Mixtures.">Experimental Determination of the Kinematic Viscosity of Glycerol-Water Mixtures.</a> Proc. Mathematical and Physical Sci. 444, 573-581 (1994).</li><li>Tryba, A. K., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-Joint+coordination+during+walking+and+foothold+searching+in+the+Blaberus+cockroach+I.+Kinematics+and+electromyograms.">Multi-Joint coordination during walking and foothold searching in the Blaberus cockroach I. Kinematics and electromyograms.</a> J Neurophysiol. 83, 3323-3336 .</li><li>Tryba, A. K., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-Joint+coordination+during+walking+and+foothold+searching+in+the+Blaberus+cockroach.+II.+Extensor+motor+neuron+pattern.">Multi-Joint coordination during walking and foothold searching in the Blaberus cockroach. II. Extensor motor neuron pattern.</a> J Neurophysiol. 83, 3337-3350 .</li><li>Tsuchida, Y., Hama, N., Takahata, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+telemetry+system+for+underwater+recording+of+electromyogram+and+neuronal+activity+from+non-tethered+crayfish.">An optical telemetry system for underwater recording of electromyogram and neuronal activity from non-tethered crayfish.</a> J Neurosci Methods. 137, 103-109 (2004).</li><li>Wang, H., Ando, N., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+control+of+free+flight+maneuvers+in+a+hawkmoth,+Agrius+convolvuli.">Active control of free flight maneuvers in a hawkmoth, Agrius convolvuli.</a> J Exp Biol. 211, 423-432 (2008).</li></ol>

Biz sağlayan bir kurulum tarif davranış ve izinlerin büyük ölçüde zemin üzerinde yürüme diğer uzuvların mekanik deplasman neden pasif etkilerinden neuronally yürüme aktivitesinde uncoupling dönüm optik indüklenen nesil. Potansiyel bilgi akışı ile ilgili sinir sistemi aracılığıyla diğer yandan zemin reaksiyon kuvvetleri veya tarsal temas, bacaklarının arasına hala mevcuttur ve deneyci bu bilgilerin etkisi azaltılmış hazırlık dersleri veriyor. Kaygan yüzey kurulum önemli avantajları hayvanların yürümek için çok yüksek bir eğilim ve yürüme veya bir treadwheel atlama aykırı, hayvan, doğal yürüyüş tüm yönlere salıncak ve duruş aşaması hareketleri gerçekleştirebilirsiniz. Buna ek olarak, tüm bacaklar için serbestlik derecesi, hayvan, sağlam ya da yarı-sağlam bir hazırlık olup olmadığını yürüme eğrisi gerçekleştirmek için izin verir. Bacaklar sadece pasif bir hayvan veya substrat altındaki hareketi ileriye doğru hareket tarafından taşındı olamaz, çünkü o bacak motor çıkışı (Graham ve Wendler, 1981 Cruse, 1976), her hareketi yansıtır. Bir bacak hareketi kinematik analizi ile motor aktivite elektrofizyolojik kayıtları birleştirmek için kurulum, dönüm veya ileri vs geriye yürüme olarak uyarlanabilir davranışları nöronal temelini araştırmak için son derece uygundur. Biz yürüme ortaya çıkarmak için kullanılan sopa böcek optomotor yanıt. Hayvanların dönen şerit deseni yanıtları eğrisi kaygan yüzey üzerinde gergin ise yürüyüş yapmak için hazır olduklarını gösteriyor. En şaşırtıcı durum ise, bizim için tek tek bacak hazırlıkları bacakları sağlam hayvan gibi niteliksel aynı hareketli desen göstermektedir. Biz böylece büyük ölçüde komşu bacak duyusal girdi koordine eğrisi yürüme kontrol işlevi inanmak için neden var. Optomotor desen kaldırılan bacaklarda motor nöronların aktivitesi de etkilenmiş olup olmadığını ileri deneylerde test etmek için önemli olacaktır. Kurulum kolay hayvanın önünde tek bir şerit yerleştirerek veya antenler hafifçe çekerek düz ileri ve geri yürüme gibi diğer görevleri çalışma izin vermek için modifiye edilebilir. Yere temas hassas ölçüm, kas aktivitesi ve bacak pozisyonu ilişkilendirmek için bize izin verir. Bu elektrik kontak sinyali yüksek zaman çözünürlüğü 1ms daha iyi ve salıncak duruşu faz geçiş zamanlaması yeni bir bakış götürür bizi. Çözünürlüğü, iletken yağ kesme gecikme nedeniyle geçiş salıncak duruşu ve kaygan yüzey protraksiyonuna sırasında tam bir asansör için ihtiyaç olmaması için kötüdür. Bununla birlikte, biz mekanizmaları anlamak istiyorsanız duruşu geçiş için kesin bir salıncak hakkında bilgi özellikle yararlı bir ilk adım olduğunu, farklı davranış bağlamlarda kontrol kas zamanlama ve bacak kaslarını koordineli faaliyetleri (ayrıca bkz: Büschges ve ark, 2008; Büschges &amp; Gruhn 2008). Örnek olarak, biz orta bacak retraktörü ve iletki coxae kas ve bacak kullanılan davranışsal bağlamda biz aynı anda izlenmekte iken tam salıncak duruşu faz geçişi ile faaliyet korelasyon. Bu amaçla, yürüme kaynaklı ve kas aktivitesi sürekli olarak kaydedildi. Verilen bacak dönüş yönüne bağlı olarak, bir iç ya da dış bacak olabilir. Adım orta bacak, iç bacak gibi fonksiyonel anlamda bir davranan, (Şekil 4 &#39;e bakınız retraktörü ve iletki kaslar, fonksiyonel duruşu kasları olarak her iki çalışma bacak aralıklı olarak ileri doğru adımlara ek olarak, geri adım üretir çünkü gözlenebilir. .) Hem kasları electromyograms (EMGs) düzeltti ve touch-down zaman ve ilk kas ani gecikme hesaplanan normalize edildi. İlginçtir ki, hem de kasların gecikmeleri saygı ile kaldırın ve dokunmatik ilgili salıncak veya duruş kas (Şekil 4) ve kas kendisi değil, kas fonksiyonu üzerinde bağlı ve sadece küçük değişiklikler gösterir aktivite başlama zamanlaması. Devlet duruşu salıncak değiştirmek için en açıklamalar tarsal kontak tetik duruşu başlamasından bu duyu sinyalleri varsayalım. Touch-down ve sopa böcek kas aktivasyonu arasındaki kısa gecikmeleri ve bunların bağlı duyusal bilgiyi nasıl getirilir ilginç bir soru şimdi değiştirilmiş kurulum ile ele alınabilir. Özetle, biz, güvenilir bir şekilde sabit sopa böcekler düz ve eğri yürüme ortaya çıkarmak için sağlayan kaygan bir yüzey kurulum göstermektedir. Kinematik, kas aktivitesi ve tarsal dokunmatik aşağı zamanlama ve asansör izlenmeli ve iki farklı davranış c ilişkili olabiliraynı zamanda ontexts. Bu bize sağlam hayvan ve altında yatan mekanizmaları yanı sıra bir tek bacak için detaylı kas aktivite ve davranış bağlamında arasındaki bağlantıyı incelemek için mükemmel bir araç verir.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<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>2-component epoxy glue</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>UHU plus, UHU GmbH, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>glass screens (diameter 130mm)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Marata screens, Linos Photonics, G&#246;ttingen, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>dental cement</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ProTemp II, 3M ESPE, Seefeld, Germany</td>
<td>3M Id : 70-2011-0358-0 Catalog Number : 46430</td>
<td>Available through 3M (<a href="http://www.3m.com/">http://www.3m.com/</a>)or dental suppliers</td>
</tr>
<tr>
<td>fluorescent pigments </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Dr. Kremer Farbm&#252;hle, Aichstetten, Germany</td>
<td>Cat.#s: i.e 56200 Fluorescent Pigment Golden Yellow 56350 Fluorescent Pigment Flame Red</td>
<td><a href="http://kremer-pigmente.de/en">http://kremer-pigmente.de/en</a> or <a href="http://www.kremerpigments.com/
">http://www.kremerpigments.com/</a>
</td>
</tr>
<tr>
<td>histoacrylic glue </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>3M Vetbond, St.Paul, MN, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>supplier: WPI</td>
</tr>
<tr>
<td>coated copper wire</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Elektrisola Eckernhagen</td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.elektrisola.com/">http://www.elektrisola.com/</a></td>
</tr>
<tr>
<td>electrode cream </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Marquette Hellige, Freiburg, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Product is now discontinued, we suggest for example: <a href="www.grasstechnologies.com">www.grasstechnologies.com</a></td>
</tr>
<tr>
<td>pulse generator </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Model MS501, electronics workshop, Zoological Institute, Cologne, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>lock-in-amplifier </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>electronics workshop, Zoological Institute, Cologne, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>AD converter </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Micro 1401k II, CED, Cambridge, UK</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>preamplifier </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>electronics workshop, Zoological Institute, Cologne, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>high speed video camera </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Marlin F-033C, Allied Vision Technologies, Stadtroda, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>UV LED arrays </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>30-50V DC, electronics workshop, Zoological Institute, Cologne, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&lambda;390-395nm 
Luminance 24cd</td>
</tr>
<tr>
<td>Digitalizing software Spike2 </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Vers.5.05, CED, Cambridge, UK</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>motion tracking software </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>(WINanalyze, Vers.1.9, Mikromak service, Berlin, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

studying the neural basis of adaptive locomotor behavior in insects

Davranış yürüme nöral temeli incelendiğinde, genellikle, bu bacak hareketleri, yüzey ile ortak temas yoluyla diğer bacaklar ile pasif kuvvetleri ve etkileşimleri sonucunda ortaya çıkan neuronally üretilen adım çıkış ayırmak için zor olduğunu sorunu ile karşı karşıyadır. Biz, sinir sistemi motor çıkış, step hareketlerinin kinematik analiz tarafından üretilen belirli bir hareketin parçası, anlamak istiyorsanız, bu nedenle, motor aktivite elektrofizyolojik kayıtlar ile tamamlanması gerekmektedir. Davranıyor hayvan nöronal veya kas aktivitesi kayıt genellikle hayvan mümkün olduğu kadar çok özgürlük derecesi ile hareket kabiliyetini sınırlamak elektrofizyolojik ekipman ile sınırlıdır. Bu implante edilebilir elektrotlar kullanarak ve daha sonra uzun bir halata bağlı olarak hayvan taşımak ya da önlenebilir (yani Clarac ve ark, 1987; Duch &amp; Pflüger, 1995; Böhm ve ark, 1997; Gruhn &amp; Rathmayer, 2002) ya da ileterek telemetrik cihazlar (Fischer ve ark, 1996; Tsuchida ve ark 2004, Hama ve ark, 2007;. Wang ve ark, 2008 Kutsch ve ark, 1993) kullanarak veri. Her ikisi de büyük eklembacaklılar başarıyla kullanılan bu zarif yöntemleri, sık sık veya uzun halata kolayca dolaşmış almak küçük yürüyen böcekler uygulamak için zor veya telemetrik cihazın ağırlığı ve pil tarafından engellenir. Buna ek olarak, tüm bu durumlarda, hareketin tamamen sinirsel temelini ve yüzey yoluyla yürüyüş bacaklar arasındaki mekanik bağlantı tarafından uygulanan etkileri ayırt etmek mümkün değildir. Bu sorun için bir çözüm yerine yürümek ücretsiz ve etkin bir şekilde yere temas mekaniği kaldırır, kaygan bir yüzey üzerinde, örneğin, yerel olarak askıya alınır gergin bir hayvan deneyleri yapmaktır. Bu, geriye yürüme (Graham ve Epstein, 1985) ya da (Gruhn ve ark, 2009a. Tryba ve Ritzman, 2000a, b) çevirerek, kaçış yanıtlar (Camhi ve Levy, 1988 Camhi ve Nolen, 1981) okumak için kullanılır olmuştur hız değişiklikleri (Gruhn ve ark, 2009b) ve deneyci kolayca kinematik analizleri (Gruhn ve ark, 2006) ile intra-ve ekstraselüler fizyolojisi birleştirmek sağlar. Biz, aşağı dokunma, sağlam ve azaltılmış hazırlıklarında yalındır ve kavisli yürüyüş gibi farklı davranış paradigmalar altında kaldırın göre davranıyor sopa böcek bacak kaslarını zamanlama araştırmak için, kaygan bir yüzey kurulum kullanın.

Watch this Scientific Journal Video about Studying the Neural Basis of Adaptive Locomotor Behavior in Insects at JoVE.com

Studying the Neural Basis of Adaptive Locomotor Behavior in Insects

Kaygan bir yüzey üzerinde yürüme, bir gergin böcek elektrikli kaydedildi tarsal kontak sinyali zamanlı motor aktivite, kaydetmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu yüzey ile bacakları arasındaki mekanik etkileşimi az etkisi altında adaptif davranış nöral temelini çalışmak için kullanılır.

Böcekler Adaptif Lokomotor Davranış Sinir Dayanak incelenmesi

Studying the neural basis of walking behavior, one often faces the problem that it is hard to separate the neuronally produced stepping output from those ...

studying-the-neural-basis-of-adaptive-locomotor-behavior-in-insects

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.7K Görüntüleme.  University of Cologne. Kaygan bir yüzey üzerinde yürüme, bir gergin böcek elektrikli kaydedildi tarsal kontak sinyali zamanlı motor aktivite, kaydetmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu yüzey ile bacakları arasındaki mekanik etkileşimi az etkisi altında adaptif davranış nöral temelini çalışmak için kullanılır.

Video: Studying the Neural Basis of Adaptive Locomotor Behavior in Insects

Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae

The sense of smell is essential for insects to find foods, mates, predators, and oviposition sites3. Insect olfactory sensory neurons (OSNs) are enclosed in sensory hairs called sensilla, which cover the surface of olfactory organs. The surface of each sensillum is covered with tiny pores, through which odorants pass and dissolve in a fluid called sensillum lymph, which bathes the sensory dendrites of the OSNs housed in a given sensillum. The OSN dendrites express odorant receptor (OR) proteins, which in insects function as odor-gated ion channels4, 5. The interaction of odorants with ORs either increases or decreases the basal firing rate of the OSN. This neuronal activity in the form of action potentials embodies the first representation of the quality, intensity, and temporal characteristics of the odorant6, 7.
Given the easy access to these sensory hairs, it is possible to perform extracellular recordings from single OSNs by introducing a recording electrode into the sensillum lymph, while the reference electrode is placed in the lymph of the eye or body of the insect. In Drosophila, sensilla house between one and four OSNs, but each OSN typically displays a characteristic spike amplitude. Spike sorting techniques make it possible to assign spiking responses to individual OSNs. This single sensillum recording (SSR) technique monitors the difference in potential between the sensillum lymph and the reference electrode as electrical spikes that are generated by the receptor activity on OSNs1, 2, 8. Changes in the number of spikes in response to the odorant represent the cellular basis of odor coding in insects. Here, we describe the preparation method currently used in our lab to perform SSR on Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae, and show representative traces induced by the odorants in a sensillum-specific manner.

Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae

Electrophysiological responses of olfactory sensory neurons to odorants can be measured in insects using single sensillum recordings. In this video article we will demonstrate how to perform single sensillum recordings in the antennae of the vinegar fly (Drosophila melanogaster) and the maxillary palps of the malaria mosquito (Anopheles gambiae).

Böcekler Tek Sensillum Kayıtlar Drosophila melanogaster Ve Anofel gambiae</em

The sense of smell is essential for insects to find foods, mates, predators, and oviposition sites3. Insect olfactory sensory neurons (OSNs) are enclosed ...

Nörobilim

Studying the Integration of Adult-born Neurons

Neurogenesis occurs in adult mammalian brains in the sub-ventricular zone (SVZ) of the lateral ventricle and in the sub-granular zone (SGZ) of the hippocampal dentate gyrus throughout life. Previous reports have shown that adult hippocampal neurogenesis is associated with diverse brain disorders, including epilepsy, schizophrenia, depression and anxiety (1). Deciphering the process of normal and aberrant adult-born neuron integration may shed light on the etiology of these diseases and inform the development of new therapies.
SGZ adult neurogenesis mirrors embryonic and post-natal neuronal development, including stages of fate specification, migration, synaptic integration, and maturation. However, full integration occurs over a prolonged, 6-week period. Initial synaptic input to adult-born SGZ dentate granule cells (DGCs) is GABAergic, followed by glutamatergic input at 14 days (2). The specific factors which regulate circuit formation of adult-born neurons in the dentate gyrus are currently unknown.
Our laboratory uses a replication-deficient retroviral vector based on the Moloney murine leukemia virus to deliver fluorescent proteins and hypothesized regulatory genes to these proliferating cells. This viral technique provides high specificity and resolution for analysis of cell birth date, lineage, morphology, and synaptogenesis.
A typical experiment often employs two or three viruses containing unique label, transgene, and promoter elements for single-cell analysis of a desired developmental process in vivo. The following protocol describes a method for analyzing functional newborn neuron integration using a single green (GFP) or red (dTomato) fluorescent protein retrovirus and patch-clamp electrophysiology.

A way to study the integration of newborn dentate granule cells in adult animals is described. This technique uses an engineered retrovirus to label newborn neurons, followed by electrophysiological recordings to determine in vivo functional integration.

Yetişkin doğmuş Nöronlar Entegrasyon incelenmesi

Neurogenesis occurs in adult mammalian brains in the sub-ventricular zone (SVZ) of the lateral ventricle and in the sub-granular zone (SGZ) of the ...

High-resolution Live Imaging of Cell Behavior in the Developing Neuroepithelium

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central nervous system (CNS). Although much is known about the molecular mechanisms that pattern the spinal cord and elicit neuronal differentiation1, 2, we lack a deep understanding of these early events at the level of cell behavior. It is thus critical to study the behavior of neural progenitors in real time as they undergo neurogenesis.
In the past, real-time imaging of early embryonic tissue has been limited by cell/tissue viability in culture as well as the phototoxic effects of fluorescent imaging. Here we present a novel assay for imaging such tissue for long periods of time, utilizing a novel ex vivo slice culture protocol and wide-field fluorescence microscopy (Fig. 1). This approach achieves long-term time-lapse monitoring of chick embryonic spinal cord progenitor cells with high spatial and temporal resolution.
This assay may be modified to image a range of embryonic tissues3, 4 In addition to the observation of cellular and sub-cellular behaviors, the development of novel and highly sensitive reporters for gene activity (for example, Notch signaling5) makes this assay a powerful tool with which to understand how signaling regulates cell behavior during embryonic development.

Imaging embryonic tissue in real-time is challenging over long periods of time. Here we present an assay for monitoring cellular and sub-cellular changes in chick spinal cord for long periods with high spatial and temporal resolution. This technique can be adapted for other regions of the nervous system and developing embryo.

Gelişmekte Neuroepithelium Hücre Davranış Yüksek çözünürlüklü Canlı Görüntüleme

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when studying the brain, as the functional role that a brain area fulfills may be largely defined by its connections to other brain areas. In this report, we describe a novel, non-invasive approach for relating brain structure and function using magnetic resonance imaging (MRI). This approach, a combination of structural imaging of long-range fiber connections and functional imaging data, is illustrated in two distinct cognitive domains, visual attention and face perception. Structural imaging is performed with diffusion-weighted imaging (DWI) and fiber tractography, which track the diffusion of water molecules along white-matter fiber tracts in the brain (Figure 1). By visualizing these fiber tracts, we are able to investigate the long-range connective architecture of the brain. The results compare favorably with one of the most widely-used techniques in DWI, diffusion tensor imaging (DTI). DTI is unable to resolve complex configurations of fiber tracts, limiting its utility for constructing detailed, anatomically-informed models of brain function. In contrast, our analyses reproduce known neuroanatomy with precision and accuracy. This advantage is partly due to data acquisition procedures: while many DTI protocols measure diffusion in a small number of directions (e.g., 6 or 12), we employ a diffusion spectrum imaging (DSI)1, 2 protocol which assesses diffusion in 257 directions and at a range of magnetic gradient strengths. Moreover, DSI data allow us to use more sophisticated methods for reconstructing acquired data. In two experiments (visual attention and face perception), tractography reveals that co-active areas of the human brain are anatomically connected, supporting extant hypotheses that they form functional networks. DWI allows us to create a "circuit diagram" and reproduce it on an individual-subject basis, for the purpose of monitoring task-relevant brain activity in networks of interest.

We describe a novel approach for simultaneous analysis of brain function and structure using magnetic resonance imaging (MRI). We assess brain structure with high-resolution diffusion-weighted imaging and white-matter fiber tractography. Unlike standard structural MRI, these techniques allow us to directly relate anatomical connectivity to functional properties of brain networks.

FMRI ve difüzyon ağırlıklı görüntüleme ile Beyin Yapısı ve Fonksiyonu Co-analizi

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety of brain disorders1,2. To better understand the mechanisms by which brain circuits react to an animal's experience requires the ability to monitor the experience-dependent molecular changes in a given set of neurons, over a prolonged period of time, in the live animal. While experience and associated neural activity is known to trigger gene expression changes in neurons1,2, most of the methods to detect such changes do not allow repeated observation of the same neurons over multiple days or do not have sufficient resolution to observe individual neurons3,4. Here, we describe a method that combines in vivo two-photon microscopy with a genetically encoded fluorescent reporter to track experience-dependent gene expression changes in individual cortical neurons over the course of day-to-day experience. 
One of the well-established experience-dependent genes is Activity-regulated cytoskeletal associated protein (Arc)5,6. The transcription of Arc is rapidly and highly induced by intensified neuronal activity3, and its protein product regulates the endocytosis of glutamate receptors and long-term synaptic plasticity7. The expression of Arc has been widely used as a molecular marker to map neuronal circuits involved in specific behaviors3. In most of those studies, Arc expression was detected by in situ hybridization or immunohistochemistry in fixed brain sections. Although those methods revealed that the expression of Arc was localized to a subset of excitatory neurons after behavioral experience, how the cellular patterns of Arc expression might change with multiple episodes of repeated or distinctive experiences over days was not investigated. 
In vivo two-photon microscopy offers a powerful way to examine experience-dependent cellular changes in the living brain8,9. To enable the examination of Arc expression in live neurons by two-photon microscopy, we previously generated a knock-in mouse line in which a GFP reporter is placed under the control of the endogenous Arc promoter10. This protocol describes the surgical preparations and imaging procedures for tracking experience-dependent Arc-GFP expression patterns in neuronal ensembles in the live animal. In this method, chronic cranial windows were first implanted in Arc-GFP mice over the cortical regions of interest. Those animals were then repeatedly imaged by two-photon microscopy after desired behavioral paradigms over the course of several days. This method may be generally applicable to animals carrying other fluorescent reporters of experience-dependent molecular changes4.

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

Experience-dependent molecular changes in neurons are essential for the brain's ability to adapt in response to behavioral challenges. An in vivo two-photon imaging method is described here that allows the tracking of such molecular changes in individual cortical neurons through genetically encoded reporters.

Kortikal Nöronlar In Vivo İki foton Of Görüntüleme Deneyimi bağımlı Moleküler Değişiklikler

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

Olarak spontan lokomotor aktivitenin belirlenmesi<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy and cheap methods to distinguish between individuals in a trial. A standard technique for this is CO2 anaesthesia and then labelling or wing clipping each fly. However, this is invasive and has been shown to affect behavior. Other techniques have used coloration to identify flies. This article presents a simple and non-invasive method for labelling Drosophila that allows them to be individually identified within experiments, using food coloring. This method is used in trials where two males compete to mate with a female. Dyeing allowed quick and easy identification. There was, however, some difference in the strength of the coloration across the three species tested. Data is presented showing the dye has a lower impact on mating behavior than CO2 in Drosophila melanogaster. The impact of CO2 anaesthesia is shown to depend on the species of Drosophila, with D. pseudoobscura and D. subobscura showing no impact, whereas D. melanogaster males had reduced mating success. The dye method presented is applicable to a wide range of experimental designs.

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

This protocol describes a simple, cost effective way to individually identify Drosophila or other insects. Demonstration data investigating mating success across three species of Drosophila show that this method is comparable or better than the use of CO2 anaesthesia.

Davranış Tahliller için Boyama Böcekler: anestezi ve Çiftleşme Davranışı<em&gt; Drosophila</em

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy ...

A Simple Flight Mill for the Study of Tethered Flight in Insects

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have shown that flight mills are valuable tools for the experimental study of insect flight behavior, allowing researchers to examine how factors such as age, host plants, or population source can influence an insects' propensity to disperse. Flight mills allow researchers to measure components of flight such as speed and distance flown. Lack of detailed information about how to build such a device can make their construction appear to be prohibitively complex. We present a simple and relatively inexpensive flight mill for the study of tethered flight in insects. Experimental insects can be tethered with non-toxic adhesives and revolve around an axis by means of a very low friction magnetic bearing. The mill is designed for the study of flight in controlled conditions as it can be used inside an incubator or environmental chamber. The strongest points are the very simple electronic circuitry, the design that allows sixteen insects to fly simultaneously allowing the collection and analysis of a large number of samples in a short time and the potential to use the device in a very limited workspace. This design is extremely flexible, and we have adjusted the mill to accommodate different species of insects of various sizes.

Flight in insects is influenced by a number of factors and the propensity to disperse is an important variable in understanding insect ecology and biological control strategies. We describe the construction and use of a simple, relatively inexpensive, and flexible flight mill for measuring parameters of tethered flight in insects.

Böcekler Tethered Flight Araştırmaları Basit Uçuş Mill

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have ...

High-throughput Analysis of Locomotor Behavior in the Drosophila Island Assay

Advances in next-generation sequencing technologies contribute to the identification of (candidate) disease genes for movement disorders and other neurological diseases at an increasing speed. However, little is known about the molecular mechanisms that underlie these disorders. The genetic, molecular, and behavioral toolbox of Drosophila melanogaster makes this model organism particularly useful to characterize new disease genes and mechanisms in a high-throughput manner. Nevertheless, high-throughput screens require efficient and reliable assays that, ideally, are cost-effective and allow for the automatized quantification of traits relevant to these disorders. The island assay is a cost-effective and easily set-up method to evaluate Drosophila locomotor behavior. In this assay, flies are thrown onto a platform from a fixed height. This induces an innate motor response that enables the flies to escape from the platform within seconds. At present, quantitative analyses of filmed island assays are done manually, which is a laborious undertaking, particularly when performing large screens.
This manuscript describes the &#34;Drosophila Island Assay&#34; and &#34;Island Assay Analysis&#34; algorithms for&#160;high-throughput, automated data processing and quantification of island assay data. In the setup, a simple webcam connected to a laptop collects an image series of the platform while the assay is performed. The &#34;Drosophila Island Assay&#34; algorithm developed for the open-source software Fiji processes these image series and quantifies, for each experimental condition, the number of flies on the platform over time. The &#34;Island Assay Analysis&#34; script, compatible with the free software R, was developed to automatically process the obtained data and to calculate whether treatments/genotypes are statistically different. This greatly improves the efficiency of the island assay and makes it a powerful readout for basic locomotion and flight behavior. It can thus be applied to large screens investigating fly locomotor ability, Drosophila models of movement disorders, and drug efficacy.

High-throughput Analysis of Locomotor Behavior in the Drosophila Island Assay

The island assay is a relatively new, cost-effective assay that can be used to evaluate the basic locomotor behavior of Drosophila melanogaster. This manuscript describes algorithms for automatic data processing and objective quantification of island assay data, making this assay a sensitive, high-throughput readout for large genetic or pharmacological screens.

Yüksek üretilen iş analiz Locomotor davranış Drosophila Adası tahlil

Advances in next-generation sequencing technologies contribute to the identification of (candidate) disease genes for movement disorders and other ...

Measuring Neural Mechanisms Underlying Sleep-Dependent Memory Consolidation During Naps in Early Childhood

Sleep is critical for daily functioning. One important function of sleep is the consolidation of memories, a process that makes them stronger and less vulnerable to interference. The neural mechanisms underlying the benefit of sleep for memory can be investigated using polysomnography (PSG). PSG is a combination of physiological recordings including signals from the brain (EEG), eyes (EOG), and muscles (EMG) that are used to classify sleep stages. In this protocol, we describe how PSG can be used in conjunction with behavioral memory assessments, actigraphy, and parent-report to examine sleep-dependent memory consolidation. The focus of this protocol is on early childhood, a period of significance as children transition from biphasic sleep (consisting of a nap and overnight sleep) to monophasic sleep (overnight sleep only). The effects of sleep on memory performance are measured using a visuospatial memory assessment across periods of sleep and wakeful-rest. A combination of actigraphy and parent report is used to assess sleep rhythms (i.e., characterizing children as habitual or non-habitual nappers). Finally, PSG is used to characterize sleep stages and qualities of those stages (such as frequencies and the presence of spindles) during naps. The advantage of using PSG is that it is the only tool currently available to assess sleep quality and sleep architecture, pointing to the relevant brain state that supports memory consolidation. The main limitations of PSG are the length of time it takes to prepare the recording montage and that recordings are typically taken over one sleep bought. These limitations can be overcome by engaging young participants in distracting tasks during application and combining PSG with actigraphy and self/parent-report measures to characterize sleep cycles. Together, this unique combination of methods allows for investigations into how naps support learning in preschool children.

This protocol describes methods used to examine neural mechanisms underlying sleep-dependent memory consolidation during naps in early childhood. It includes procedures for examining the effect of sleep on behavioral memory performance, as well as the application and recording of both polysomnography and actigraphy.

Erken Çocukluk Döneminde Uykuya Bağımlı Bellek Konsolidasyonunun Altında Yatan Sinirsel Mekanizmaların Ölçülmesi

Sleep is critical for daily functioning. One important function of sleep is the consolidation of memories, a process that makes them stronger and less ...