16:55 2023-01-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Fish-on-Chips: O platformă optofluidică pentru a investiga axele neuronale și chimiosenzoriale ale peștelui zebra
_ Pește- on-Chips: O platformă optofluidică pentru a investiga axele neuronale și chimiosenzoriale ale peștelui zebra
Oamenii în neuroștiință studiază procesarea chimiosenzorială prin stabilirea unor indicii chimice și a răspunsurilor comportamentale corespunzătoare pentru a înregistra activitatea neuronală la scară largă. Într-un nou raport publicat acum în Nature Communications, Samuel Sy și o echipă de oameni de știință din neurologie, științe ale sănătății, inginerie biomedicală și matematică din China și Franța au prezentat o nouă metodă bazată pe un set de instrumente optofluidice. Această tehnologie a stabilit livrarea chimică pentru a vizualiza simultan rezultatele comportamentale și activitățile neuronale ale întregului creier la rezoluția celulară la peștele-zebră larvară.
Echipa a inclus o arenă de înot bazată pe fluidică în cadrul configurației experimentale și o lumină microfluidică integrată. sistem de microscopie cu fluorescență în foaie. Metodele tehnice au încorporat fluxul de fluid laminar pentru a obține reprezentarea indicilor chimici. Echipa a numit noua tehnică „Fish-on-Chips”, care este acum gata să permită investigarea codificării neuronale în simțurile chimice.
Oamenii în neuroștiință explorează creierul pentru a înțelege obiectivele comportamentale ale animalelor și pentru a înțelege elementele care stau la baza. mecanisme algoritmice și neuronale. Cercetătorii au dezvoltat până acum o varietate de instrumente sofisticate pentru a imita habitatele naturale și, prin urmare, pentru a reconstrui mediile senzoriale ale unui animal pentru analiza comportamentală la rezoluția celulară. De exemplu, peștii zebră larvare sunt vertebrate atractive datorită capacității lor de a dobândi rapid comportamente înnăscute chimiosenzoriale, auditive și ghidate vizual.
Din punct de vedere evolutiv, chemosenzația este cel mai vechi sistem senzorial existent, iar cercetătorii au depus eforturi considerabile pentru a înțelege comportamentele care stau la baza bazei neuronale într-o varietate de organisme model populare în neuroștiința sistemelor.
În timp ce fluidica și microfluidica oferă o reglare precisă a fluidelor pentru a studia chemosensația, un microscop personalizat de fluorescență cu foi de lumină integrată în microfluidic poate stabili neuronale pentru întregul creier. imagistica de activitate la rezoluție celulară. În acest raport, Sy și colegii au folosit, prin urmare, o metodă bazată pe fluidică și microfluidă, alături de un microscop cu fluorescență integrată cu microfluidice, pentru a studia chemosensarea pentru livrarea indicilor chimici la animalele mici.
Pentru a înțelege comportamentul ghidat de chimiosenzori în cadrul acestui raport. biomimetism, echipa a stabilit un test comportamental pentru larva zebrafish cu o arenă precis definită în care profilul de concentrație al unei substanțe chimice a rămas constant. Echipa a menținut debite egale pentru toate cele trei orificii de admisie pentru a stabili o separare clară a zonelor fluxului fluidic în prezența larvelor care înoată activ.
În plus, cercetătorii au descoperit principiile circuitului de procesare chimiosenzorială pentru a furniza stimuli chimici în același timp. înregistrarea activității neuronale. Ei au realizat acest lucru prin stabilizarea subiecților larvare pentru a stabili compatibilitatea cu metodele de imagistică neuronală în timp ce reglementează cu precizie livrarea unui stimul chimic. Ei au proiectat, de asemenea, un cip microfluidic compatibil cu microscopul cu fluorescență în foaie de lumină pentru a stabiliza larvele pentru imagistica de înaltă calitate a activității neuronale și, prin urmare, a asigurat compatibilitatea cipurilor microfluidice.
Echipa de cercetare a încercat apoi să integreze stabil componentele microfluidice cu un microscop cu fluorescență cu foaie de lumină personalizat pentru experimente suplimentare. Folosind platforma, ei au examinat nouă larve active din punct de vedere comportamental cu frecvență de răsturnare spontană a cozii pentru înregistrarea comportamentală și activitățile chimiosenzoriale, precum și comportamentul neuronal asociat la rezoluție celulară în arena de navigare Fish-on-Chips. Oamenii de știință au explorat, de asemenea, algoritmi comportamentali chemosenzory care stau la baza speciei în timpul evitării cadaverice, în care organismele model se bazau pe intrări binazale.
În acest fel, Samuel Sy și colegii au construit pe progresele experimentale existente stabilite în ultimul deceniu în neuroștiința circuitului. Aceștia își atribuie progresele cercetării în parte metodelor mai noi care permit monitorizarea comportamentală cuprinzătoare și rezoluția celulară la scară largă a activităților neuronale în diferite regiuni ale creierului. Echipa a dezvoltat o metodă optofluidică pentru a evalua acțiunile mediate de chimiosenzori și reprezentările neuronale la nivelul întregului creier la peștele-zebră larvare integrate cu microscopie cu fluorescență cu foaie de lumină pentru imagistica creierului întreg.
Comportamentul, livrarea chimică și imagistica bazate pe microfluidice. principiile demonstrate cu Fish-on-Chips pot fi ușor adaptate pentru a studia comportamentele chimiosenzoriale la mai multe alte organisme de dimensiuni similare sau de dimensiuni mai mici, cum ar fi bacteriile și larvele de drosophila. În timp ce animalele sălbatice la scara de interes pot naviga pe peisaje cu mirosuri mai complexe, platforma de navigare Fish-on-Chips oferă o configurație optofluidică reglată cu precizie pentru a evalua comparativ reprezentarea neuronală a mirosurilor individuale și a detecta comportamentul rezultat al organismelor. Acest dispozitiv experimental va permite echipei să obțină o perspectivă mai profundă asupra principiilor procesării informațiilor senzoriale.
© 2023 Science X Network
Comentarii:
Adauga Comentariu