Ca2+ imaging of cricket protocerebrum responses to air current stimulation
Ca2+ imaging of cricket protocerebrum responses to air current stimulation
复制标题
板球原脑对气流刺激反应的 Ca2 成像
DOI：
10.1016/j.neulet.2014.10.042
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发表时间：
2015
影响因子：
2.5
通讯作者：
Hiroto Ogawa and Yoriko Kajita
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
田中 真史;加藤 巧;西野 浩史;大門 高明;Hiroto Ogawa and Yoriko Kajita
蟋蟀（Gryllus bimaculatus）使用腹部后部的颈感觉系统来探测气流和指导捕食者回避行为。关于气流方向和动态特性的感觉信息在末端腹神经节内处理，并由上行巨中间神经元（GI）传达到包括大脑在内的更高中心。然而，负责解码cercal感觉信息的大脑区域尚未确定，也没有表征大脑内的反应特性。在这项研究中，我们进行了在体内钙离子成像调查风诱发的蟋蟀前脑内的神经活动。Ca ~（2+）对气流刺激的反应发生在腹外侧神经堆（VLNP）的周边区域，在此区域，在幼虫中观察到GI轴突终末的投射。风引起的Ca 2+反应的时间动态和方向的敏感性，不同的记录区域显示短暂或持续的Ca 2+增加。个别细胞显示Ca 2+升高响应于从特定角度的气流，而从不同角度的刺激引起的信号下降。去除触角减少了VLNP中的气流诱发反应，这表明除了cercal输入之外，触角的感觉输入也有贡献。VLNP可能是来自触角和尾索的机械感觉处理的整合中心，其中方向信息主要由原脑神经元解码。
Crickets (Gryllus bimaculatus) use the cercal sensory system at the rear of the abdomen to detect air currents and direct predator avoidance behavior. Sensory information regarding the direction and dynamic properties of air currents is processed within the terminal abdominal ganglion, and conveyed by ascending giant interneurons (GIs) to higher centers including the brain. However, the brain region responsible for decoding cercal sensory information has not yet been identified, nor the response properties within the brain characterized. In this study, we performed in vivo Ca2+imaging to investigate wind-evoked neural activities within the cricket protocerebrum. Ca2+responses to air current stimuli were observed at peripheral regions of the ventrolateral neuropile (VLNP) where projection of GIs’ axon terminals has been observed in larvae. The wind-evoked Ca2+response had temporal dynamics and directional sensitivity that varied with different recorded regions displaying transient or sustained Ca2+increases. Individual cells showed Ca2+elevation in response to air currents from a specific angle, while stimuli from a different angle evoked decreased signals. Removing the antennae reduced the air-current-evoked responses in VLNP, suggesting contribution of sensory inputs from antennae in addition to the cercal inputs. The VLNP is presumably an integrative center for mechanosensory processing from antennae and cerci where directional information is primarily decoded by protocerebral neurons.
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