Name: recordings of neural circuit activation in freely behaving animals
Uploaded: 2009-07-22T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Recordings of Neural Circuit Activation in Freely Behaving Animals at JoVE.com

Badet inspelningsteknik användes först av Fricke (1984) 8 och Beall et al. (1990) 9 för att mäta elektriska fält som genereras under svans-flips. Tekniken har senare ändrats och förbättrats i laboratoriet av Dr Donald Edwards (Georgia State University) av hans tidigare doktorand Dr Fadi A. Issa och hans tidigare postdoktoral associera Dr Jens Herberholz. Ytterligare förbättringar har gjorts och nya forskningsansökningar har testats i laboratorium av Dr Jens Herberholz vid University of Maryland. Jag skulle vilja tacka min kollega Dr David Yager för att jag fick använda hans höghastighets-videosystem och min forskarassistenter David Rotstein och William Liden för hjälp med experimenten.

Del 1: Inspelning kammaren <ol><li> Inspelningen kammaren är av rektangulär form och är tillverkad av tunnväggiga glas. Avdelningen dimensioner är 8,5 cm x 2 cm x 5 cm (längd x bredd x höjd) för djur på 2,5 - 3,5 cm längder (mätt från talarstolen till mellersta stjärtfenan). Se figur. 1 för ett exempel på en kammare som används i våra experiment. </li><li> Alternativt kan spela kammare göras från andra material (t.ex., giftfri klar plast). Chambers storlek kan variera beroende på experimente...

<ol>
	<li>Herberholz, J., Issa, F. A., Edwards, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+neural+circuit+activation+and+behavior+during+dominance+hierarchy+formation+in+freely+behaving+crayfish.">Patterns of neural circuit activation and behavior during dominance hierarchy formation in freely behaving crayfish.</a> J. Neurosci. 21, 2759-2767 (2001).</li><li>Herberholz, J., Sen, M. M., Edwards, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escape+behavior+and+escape+circuit+activation+in+juvenile+crayfish+during+prey-predator+interactions.">Escape behavior and escape circuit activation in juvenile crayfish during prey-predator interactions.</a> J. Exp. Biol. 207, 1855-1863 (2004).</li><li>Liden, W. H., Herberholz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+neural+responses+of+juvenile+crayfish+to+moving+shadows.J.">Behavioral and neural responses of juvenile crayfish to moving shadows.J.</a> Exp. Biol. 211, 1355-1361 (2008).</li><li>Finley, L. A., Macmillan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+field+potentials+during+different+tailflip+behaviours+in+crayfish.">An analysis of field potentials during different tailflip behaviours in crayfish.</a> Mar. Freshw. Behav. Physiol. 35, 221-234 (2002).</li><li>Eaton, R. C., Lee, R. K. K., Foreman, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Mauthner+cell+and+other+identified+neurons+of+the+brainstem+escape+network+of+fish.">The Mauthner cell and other identified neurons of the brainstem escape network of fish.</a> Prog. Neurobiol. 63, 467-485 (2001).</li><li>Canfield, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+voluntary+C-bends+may+be+Mauthner+neuron+initiated.">Some voluntary C-bends may be Mauthner neuron initiated.</a> J. Comp. Physiol. A. 193, 1055-1064 (2007).</li><li>W&#246;hl, S., Schuster, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+predictive+start+of+hunting+archer+fish:+a+flexible+and+precise+motor+pattern+performed+with+the+kinematics+of+an+escape+C-start.">The predictive start of hunting archer fish: a flexible and precise motor pattern performed with the kinematics of an escape C-start.</a> J. Exp. Biol. 210, 311-324 (2007).</li><li>Fricke, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+habituation+in+the+crayfish+due+to+selective+weakening+of+electrical+synapses.">Development of habituation in the crayfish due to selective weakening of electrical synapses.</a> Brain Res. 322, 139-143 (1984).</li><li>Beall, S. P., Langley, D. J., Edwards, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+escape+tailflip+in+crayfish+during+backward+walking+and+the+defense+posture.">Inhibition of escape tailflip in crayfish during backward walking and the defense posture.</a> J. Exp. Biol. 152, 577-582 (1990).</li></ol>

Icke-invasiv inspelningar av enstaka neuron aktivitet eller neurala kretsen aktivering är svårt att få i ohämmad djur. Den metod som beskrivs här ger en möjlighet att identifiera mönster av neural aktivering underliggande naturligt beteende. Förr i tiden använde vi med framgång denna teknik för att mäta mönster av aktivitet i neurala fly kretsar av ung kräftor under bildandet av social dominans hierarkier 1, under attacker från naturliga fiender 2, och me...

recordings of neural circuit activation in freely behaving animals

Förhållandet mellan mönster av neural aktivitet och motsvarande beteendemässiga uttryck är svårt att fastställa i ohämmad djur. Traditionella icke-invasiva metoder kräver åtminstone delvis återhållsamma försökspersoner, och de bara möjliggör identifiering av ett stort antal samtidigt aktiverade nervceller. Å andra sidan kan små ensembler av neuroner eller enskilda nervceller bara mätas med hjälp av encelliga inspelningar från i stort sett minskat förberedelser. Eftersom uttrycket av naturliga beteende är begränsad i återhållen och dissekerade djur, de underliggande neurala mekanismer som styr detta beteende är svåra att identifiera. Här presenterar jag en icke-invasiv fysiologiska teknik som möjliggör mätning av neurala kretsar aktivering i fritt bete djur. Använda ett par av tråd elektroder inuti en vattenfylld kammare, badet elektroderna rekord neurala och muskulös fältet potentialer som genereras av unga kräftor under naturlig eller experimentellt framkallat fly svar. Den primära fly svar kräftor förmedlas av tre olika typer av svans-flips som rör sig djuren bort från den punkt stimulans. Varje typ av svans-flip styrs av sina egna neurala kretsar, de två snabbaste och mest kraftfulla fly svar kräver aktivering av olika uppsättningar av stora kommandot nervceller. I kombination med beteendeterapi observationer, badet elektroden inspelningarna kan otvetydig identifiering av dessa neuroner och tillhörande neurala kretsar. Således aktivitet neurala kretsar underliggande naturligt förekommande beteende kan mätas i ohämmad djur och i olika beteende sammanhang.

Watch this Scientific Journal Video about Recordings of Neural Circuit Activation in Freely Behaving Animals at JoVE.com

Recordings of Neural Circuit Activation in Freely Behaving Animals

Icke-invasiv mätning av neural aktivitet mönster i fritt bete djur erhålls genom att kombinera neurofysiologiska inspelningar med hög hastighet Videografi.

Inspelningar av neurala Circuit Aktivering i fritt bete Djur

The relationship between patterns of neural activity and corresponding behavioral expression is difficult to establish in unrestrained animals. ...

Research

JoVE Journal

Biology

Whole Cell Recordings from Brain of Adult Drosophila

Helcells Inspelningar från hjärnan hos vuxna Drosophila

In this video, we demonstrate the procedure for isolating whole brains from adult Drosophila in preparation for recording from single neurons. We begin by ...

Whole-cell Recordings of Light Evoked Excitatory Synaptic Currents in the Retinal Slice

Helcells-Inspelningar av Ljus Evoked excitatoriska Synaptic strömmar i näthinnan Slice

We use the whole-cell patch clamp technique to study the synaptic circuitry that underlies visual information processing in the retina. In this video, we ...

Assay for Neural Induction in the Chick Embryo

Assay för Neural induktion i Chick Embryo

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

Tracking Dynamics of Muscle Engraftment in Small Animals by In Vivo Fluorescent Imaging

Tracking Dynamics of Muscle Engraftment in Small Animals by In Vivo Fluorescent Imaging

Spårning Dynamics of Muscle engraftment i Small Animals av In Vivo Lysrör Imaging

Muscular dystrophies are a group of degenerative muscle diseases characterized by progressive loss of contractile muscle cells. Currently, there is no ...

Measures of Heart and Ventilatory Rates in Freely Moving Crayfish

Åtgärder för Hjärt-och Ventilationsstöd priser i fritt flytta Kräftor

The fear, flight or fight response serves as the fundamental physiological basis for examining an organism's awareness of its environment under an ...

Single-cell Suction Recordings from Mouse Cone Photoreceptors

Encelliga Sug Inspelningar från fotoreceptorer Mus Cone

Rod and cone photoreceptors in the retina are responsible for light detection. In darkness, cyclic nucleotide-gated (CNG) channels in the outer segment ...

RhoC GTPase Activation Assay

RhoC GTPase Aktivering analys

RhoC GTPase has 91% homology to RhoA GTPase.  Because of its prevalence in cells, many reagents and techniques for RhoA GTPase have been developed.  ...

Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises

Modellering Biologiska membran med kretskort och mäta elektriska signaler i Axoner: Övningar Student Laboratory

This is a demonstration of how electrical models can be used to characterize biological membranes. This exercise also introduces biophysical terminology ...

Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm

Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm

Isolering och In vitro Aktivering av Caenorhabditis elegans Spermier

Males and hermaphrodites are the two naturally found sexual forms in the nematode C. elegans. The amoeboid sperm are produced by both males and ...

Activation of Apoptosis by Cytoplasmic Microinjection of Cytochrome c

Activation of Apoptosis by Cytoplasmic Microinjection of Cytochrome c

Aktivering av apoptos genom cytoplasmiska mikroinjektion av cytokrom C</em

Apoptosis, or programmed cell death, is a conserved and highly regulated pathway by which cells die1.  Apoptosis can be triggered when cells encounter a ...