Sandra N. Manosalvas-Kjono, Purim Ladpli teşekkür ediyoruz, Farah Memon, Divya Gopisetty ve Veronica Sanchez için aygıt tasarım ve mutant hayvanlar nesil destek. Bu araştırma desteklenmiştir NIH hibe tarafından R01EB006745 (BLP), R01NS092099 (için MBG), K99NS089942 (MK için) F31NS100318 (için ALN) ve Avrupa Birliği'nin ufuk 2020 araştırma ve yenilik altında Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) üzerinden alınan finansman programı () Sözleşme No 715243 vermek MK için).

<ol>
	<li>Eastwood, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+mechanics+govern+the+rapidly+adapting+and+symmetrical+response+to+touch.">Tissue mechanics govern the rapidly adapting and symmetrical response to touch.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 15 (50), E6955-E6963 (2015).</li><li>Katta, S., Krieg, M., Goodman, 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=Feeling+Force:+Physical+and+Physiological+Principles+Enabling+Sensory+Mechanotransduction.">Feeling Force: Physical and Physiological Principles Enabling Sensory Mechanotransduction.</a> Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 31, 347-371 (2015).</li><li>Krieg, M., Dunn, A. R., Goodman, 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=Mechanical+systems+biology+of+C.+elegans+touch+sensation.">Mechanical systems biology of C. elegans touch sensation.</a> BioEssays. 37 (3), 335-344 (2015).</li><li>Krieg, M., Dunn, A. R., Goodman, 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=Mechanical+control+of+the+sense+of+touch+by+&#946;-spectrin.">Mechanical control of the sense of touch by &#946;-spectrin.</a> Nat. Cell Biol. 16 (3), 224-233 (2014).</li><li>Krieg, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+forces+govern+germ-layer+organization+in+zebrafish.">Tensile forces govern germ-layer organization in zebrafish.</a> Nat Cell Biol. 10 (4), 429-436 (2008).</li><li>Gaub, B. M., M&#252;ller, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+stimulation+of+Piezo1+receptors+depends+on+extracellular+matrix+proteins+and+directionality+of+force.">Mechanical stimulation of Piezo1 receptors depends on extracellular matrix proteins and directionality of force.</a> Nano Lett. 17 (3), 2064-2072 (2017).</li><li>Geffeney, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DEG/ENaC+but+not+TRP+channels+are+the+major+mechanoelectrical+transduction+channels+in+a+c.+Elegans+nociceptor.">DEG/ENaC but not TRP channels are the major mechanoelectrical transduction channels in a c. Elegans nociceptor.</a> Neuron. 71 (5), 845-857 (2011).</li><li>O'Hagan, R., Chalfie, M., Goodman, 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+MEC-4+DEG/ENaC+channel+of+Caenorhabditis+elegans+touch+receptor+neurons+transduces+mechanical+signals.">The MEC-4 DEG/ENaC channel of Caenorhabditis elegans touch receptor neurons transduces mechanical signals.</a> Nat. Neurosci. 8 (1), 43-50 (2005).</li><li>Suzuki, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Imaging+of+C.+elegans+Mechanosensory+Neurons+Demonstrates+a+Specific+Role+for+the+MEC-4+Channel+in+the+Process+of+Gentle+Touch+Sensation.">In Vivo Imaging of C. elegans Mechanosensory Neurons Demonstrates a Specific Role for the MEC-4 Channel in the Process of Gentle Touch Sensation.</a> Neuron. 39 (6), 1005-1017 (2003).</li><li>Kopito, R. B., Levine, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Durable+spatiotemporal+surveillance+of+Caenorhabditis+elegans+response+to+environmental+cues.">Durable spatiotemporal surveillance of Caenorhabditis elegans response to environmental cues.</a> Lab Chip. 14 (4), 764-770 (2014).</li><li>Chokshi, T. V., Ben-Yakar, A., Chronis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+and+compressive+immobilization+of+C.+elegans+on-chip.">CO2 and compressive immobilization of C. elegans on-chip.</a> Lab Chip. 9 (1), 151 (2009).</li><li>Hulme, S. E., Shevkoplyas, S. S., McGuigan, A. P., Apfeld, J., Fontana, W., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lifespan-on-a-chip:+microfluidic+chambers+for+performing+lifelong+observation+of+C.+elegans.">Lifespan-on-a-chip: microfluidic chambers for performing lifelong observation of C. elegans.</a> Lab Chip. 10 (5), 589-597 (2010).</li><li>Li, S., Stone, H. a., Murphy, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microfluidic+device+and+automatic+counting+system+for+the+study+of+C.+elegans+reproductive+aging.">A microfluidic device and automatic counting system for the study of C. elegans reproductive aging.</a> Lab Chip. 15 (2), 524-531 (2015).</li><li>Chokshi, T. V., Bazopoulou, D., Chronis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+microfluidic+platform+for+calcium+imaging+of+chemosensory+neurons+in+Caenorhabditis+elegans.">An automated microfluidic platform for calcium imaging of chemosensory neurons in Caenorhabditis elegans.</a> Lab Chip. 10 (20), 2758-2763 (2010).</li><li>Mishra, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+microfluidics+chips+for+live+imaging+and+study+of+injury+responses+in+Drosophila+larvae.">Using microfluidics chips for live imaging and study of injury responses in Drosophila larvae.</a> J. Vis. Exp. , e50998 (2014).</li><li>Chronis, N., Zimmer, M., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+for+in+vivo+imaging+of+neuronal+and+behavioral+activity+in+Caenorhabditis+elegans.">Microfluidics for in vivo imaging of neuronal and behavioral activity in Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Methods. 4 (9), 727-731 (2007).</li><li>Krajniak, J., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+high-resolution+imaging+and+culture+of+C.+elegans+in+chip-gel+hybrid+microfluidic+device+for+developmental+studies.">Long-term high-resolution imaging and culture of C. elegans in chip-gel hybrid microfluidic device for developmental studies.</a> Lab Chip. 10 (14), 1862-1868 (2010).</li><li>Vasquez, V., Krieg, M., Lockhead, D., Goodman, 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=Phospholipids+that+Contain+Polyunsaturated+Fatty+Acids+Enhance+Neuronal+Cell+Mechanics+and+Touch+Sensation.">Phospholipids that Contain Polyunsaturated Fatty Acids Enhance Neuronal Cell Mechanics and Touch Sensation.</a> CellReports. 6 (1), 70-80 (2013).</li><li>Krieg, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+defects+in+&#946;-spectrin+and+tau+sensitize+C.+elegans+axons+to+movement-induced+damage+via+torque-tension+coupling.">Genetic defects in &#946;-spectrin and tau sensitize C. elegans axons to movement-induced damage via torque-tension coupling.</a> Elife. 6 (2010), e20172 (2017).</li><li>Arnad&#243;ttir, J., O'Hagan, R., Chen, Y., Goodman, M. B., Chalfie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+DEG/ENaC+protein+MEC-10+regulates+the+transduction+channel+complex+in+Caenorhabditis+elegans+touch+receptor+neurons.">The DEG/ENaC protein MEC-10 regulates the transduction channel complex in Caenorhabditis elegans touch receptor neurons.</a> J. Neurosci. 31 (35), 12695-12704 (2011).</li><li>Lockhead, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tubulin+repertoire+of+Caenorhabditis+elegans+sensory+neurons+and+its+context-dependent+role+in+process+outgrowth.">The tubulin repertoire of Caenorhabditis elegans sensory neurons and its context-dependent role in process outgrowth.</a> Mol. Biol. Cell. 27 (23), 3717-3728 (2016).</li><li>Goodman, M. B., Ernstrom, G. G., Chelur, D. S., O'hagan, R., Yao, C. A., Chalfie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MEC-2+regulates+C.+elegans+DEG/ENaC+channels+needed+for+mechanosensation.">MEC-2 regulates C. elegans DEG/ENaC channels needed for mechanosensation.</a> Nature. 415 (6875), 1039-1042 (2002).</li><li>Nekimken, A., Fehlauer, H., Kim, A., Goodman, M., Pruitt, B. L., Krieg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pneumatic+stimulation+of+C.+elegans+mechanoreceptor+neurons+in+a+microfluidic+trap.">Pneumatic stimulation of C. elegans mechanoreceptor neurons in a microfluidic trap.</a> Lab Chip. , (2017).</li><li>Brower, K., White, A. K., Fordyce, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-step+Variable+Height+Photolithography+for+Valved+Multilayer+Microfluidic+Devices.">Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices.</a> J. Vis. Exp. (119), e55276 (2017).</li><li>Jenkins, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+of+PDMS+devices+using+SU-8+lithography.">Rapid prototyping of PDMS devices using SU-8 lithography.</a> Methods Mol. Biol. 949 (1), 153-168 (2013).</li><li>Faustino, V., Catarino, S. O., Lima, R., Minas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomedical+microfluidic+devices+by+using+low-cost+fabrication+techniques:+A+review.">Biomedical microfluidic devices by using low-cost fabrication techniques: A review.</a> J. Biomech. 49 (11), 2280-2292 (2016).</li><li>Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SOFT+LITHOGRAPHY.">SOFT LITHOGRAPHY.</a> Annu. Rev. Mater. Sci. 28 (1), 153-184 (1998).</li><li>Chen, T. -. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+fluorescent+proteins+for+imaging+neuronal+activity.">Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity.</a> Nature. 499 (7458), 295-300 (2013).</li><li>Cho, Y., Porto, D., Hwang, H., Grundy, L., Schafer, W. R., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+and+controlled+mechanical+stimulation+and+functional+imaging+in+vivo+in+C.+elegans.">Automated and controlled mechanical stimulation and functional imaging in vivo in C. elegans.</a> Lab Chip. , (2017).</li><li>Edwards, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+molecular+solution+for+ultraviolet+light+detection+in+Caenorhabditis+elegans.">A novel molecular solution for ultraviolet light detection in Caenorhabditis elegans.</a> PLoS Biol. 6 (8), 1715-1729 (2008).</li><li>Porta-de-la-Riva, M., Fontrodona, L., Villanueva, A., Cer&#243;n, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+Caenorhabditis+elegans+methods:+synchronization+and+observation.">Basic Caenorhabditis elegans methods: synchronization and observation.</a> J. Vis. Exp. (64), e4019 (2012).</li><li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nat. Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Cho, Y., Porto, D. A., Hwang, H., Grundy, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Throughput+Controlled+Mechanical+Stimulation+and+Functional+Imaging+In+Vivo.">High-Throughput Controlled Mechanical Stimulation and Functional Imaging In Vivo.</a> BiorXiv. , (2017).</li><li>Petzold, B. C., Park, S. -. J., Mazzochette, E. A., Goodman, M. B., Pruitt, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MEMS-based+force-clamp+analysis+of+the+role+of+body+stiffness+in+C.+elegans+touch+sensation.">MEMS-based force-clamp analysis of the role of body stiffness in C. elegans touch sensation.</a> Integr. Biol. (Camb). 5 (6), 853-864 (2013).</li><li>Nekimken, A. L., Mazzochette, E. A., Goodman, M. B., Pruitt, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forces+applied+during+classical+touch+assays+for+Caenorhabditis+elegans.">Forces applied during classical touch assays for Caenorhabditis elegans.</a> PLoS One. 12 (5), e0178080 (2017).</li><li>Chronis, N., Zimmer, M., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+for+in+vivo+imaging+of+neuronal+and+behavioral+activity+in+Caenorhabditis+elegans.">Microfluidics for in vivo imaging of neuronal and behavioral activity in Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Methods. 4 (9), 727-731 (2007).</li><li>Gilleland, C. L., Rohde, C. B., Zeng, F., Yanik, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+immobilization+of+physiologically+active+Caenorhabditis+elegans.">Microfluidic immobilization of physiologically active Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Protoc. 5 (12), 1888-1902 (2010).</li><li>Chuang, H. -. S., Raizen, D. M., Lamb, A., Dabbish, N., Bau, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectrophoresis+of+Caenorhabditis+elegans.">Dielectrophoresis of Caenorhabditis elegans.</a> Lab Chip. 11 (4), 599 (2011).</li><li>Christensen, A. M., Chang-Yen, D. A., Gale, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+interconnects+used+in+PDMS+microfluidic+systems.">Characterization of interconnects used in PDMS microfluidic systems.</a> J. Micromechanics Microengineering. 15 (5), 928-934 (2005).</li><li>Gilpin, W., Uppaluri, S., Brangwynne, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worms+under+Pressure:+Bulk+Mechanical+Properties+of+C.+elegans+Are+Independent+of+the+Cuticle.">Worms under Pressure: Bulk Mechanical Properties of C. elegans Are Independent of the Cuticle.</a> Biophys. J. 108 (8), 1887-1898 (2015).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu iletişim kuralı bir mikrosıvısal çip sıkışmış bir yuvarlak kurt cilt için hassas mekanik stimülasyon teslim etmeye yönelik bir yöntem gösterir. Bu biyolojik sorulara cevap için fiziksel uyaranlara entegrasyonunu kolaylaştırmak için tasarlanmıştır ve mechanobiology araştırma biyolojik Labs'de düzene amaçlamaktadır. Bu yöntem mechanosensory nöronlarda C. elegansişlevini değerlendirmek için önceki deneyleri genişletir. Önceki nicel ve yarı kantitatif teknikleri Kuvvetleri1,34 ve davranış35ölçülen ama nöronal aktivite yüksek çözünürlüklü görüntüleme ile entegre etmek zordu. Böylece bu çip kullanımı mevcut uygulamalar genişletir ve performans için nazik dokunuş gerekli nöronlar uyarılması için optimize edilmiştir düşünüyoruz. Biz ulaşmak 5 µm, aktüatör saptırma neredeyse maksimal nöronal yanıt ulaşmak için yeterince güçlü bir uyarıcı olan en iyi duruma getirilmiş. Küçük farklılıklar ile biz bu tasarım vücut yüzey36innervate PVD nociceptors gibi sert dokunmatik reseptörleri uyarmak için kullanılan olabilir inanıyoruz.
Değişiklikler ve sorun giderme Temiz SU-8 litografi için kullanılabilir yer yok, bir benchtop temiz kutusu veya SU-8 yumuşak-litografi istasyonları UV lambaları, programlanabilir Ocak ve spin coaters kullanılabilir. Temiz Oda Özellikleri kullanımını önler cihazlar da olabilir mikrosıvısal üretimi için düşük maliyetli bir alternatif26izledi.
Tasarımında biz tek bir hayvan bir mikrosıvısal kanaldaki immobilizes varolan bir yakalama tekniği hayata. Tuzak tasarım solucan36koku hissi eğitim için kullanılan bir aygıttan uyarlanmış, ama solucan hareketi bastırmak için tek uygun seçenek değil. Diğer stratejileri solucanlar mikrosıvısal aygıt içinde tutmak için rapor etmiştir: CO2, elektroforetik ve basınç immobilizasyon11,37,38 kullanılmıştır ve içine entegre olabilir bir değiştirilmiş Tasarım.
Basınç kontrol ve dış basınç kaynağından en çok 800 kPa teslim bir piyasada bulunan, piezoelektrik basınç pompa kullanarak çalıştırma kanalları için teslim. Basınçlı hava ~ 450 kPa sunma yeteneğine sahip olan bina, araştırma için pompa bağlı. Basınçlı hava kaynağı yok varsa, sıkıştırılmış, inert benzin (örneğin, N2) kullanılabilir. Bu büyük deformasyonlar üreten ve yüksek basınç teslim yararı olurdu ama da belgili tanımlık küçük parça için basınç denetleyiciye bağlamak için yüksek basınçlı bağlantı parçaları gerektirir. Küçük parça--dan yumuşak PDMS imalatı basınç kaynaklı deformasyonlar artırmak için alternatif bir yoludur.
Bu deneyde basınç pompa çıkış ile bir basın-fit 20 G metal-tüp bir PE eklenen oluşan yapışkan-Alerjik ve geri dönüşümlü interconnectors takılı PDMS çip 1 mm alıcı açıklıklar (örneğin, punch delik) aracılığıyla bağlı boru. Bunlar basıncı 700 kPa39en direnmeye göstermiştir. Bakım sırasında yinelenen ekleme, ancak alınan gerekir, delikleri çevresinde PDMS gözyaşı ve böylece performans sınırlamak veya çip kullanılamaz hale eğilimi gibi. Bu nedenle, metal boru bir kez eklenen ve sol çipin takılı kaldırma ve art arda ekleme.
Kritik adımlar Stimülasyon cilt girintiler bir basınçlı çalıştırma kanal tarafından teslim edilir. Ortaya çıkan deformasyon ve mekanoreseptör nöron harekete geçirmek bir optik Floresans mikroskobu ve/veya confocal set-up üzerinde yüksek çözünürlüklü yansıması. Çeşitli faktörler GCaMP yanıt-e doğru tespiti engel olabilir. İlk olarak, C. elegans hızlı aydınlatma ile mavi sonra hücreleri etkinleştiren TRNs21,23, dahil olmak üzere birçok nöronlar bir mavi ışık reseptör30 (488 nm) ışık. Böylece, C. elegans görüntüleme genetik olarak kodlanmış kalsiyum sensör GCaMP6s kullanarak kendi nöronlar aydınlatma, mekanik stimülasyon23tarafından aktive kalsiyum geçişler engellemeyecek üzerine devreye giriyor. 1 litre mutant arka planda çalışan ya da kırmızı kaymıştır kalsiyum etkinlik sensörleri kullanarak bu confound önler. Uyarıcı profil mechanoreceptors duyarlılığını eşleşmezse, ikinci, mekanik kaynaklı kalsiyum geçici algılanmayabilir. Biz harekete geçirmek için yüksek-genlik adımları ve rampalar algılamak başarısız oldu ama sonra stimülasyon orta dynamics uyaranlara (örneğin, 200 - kPa buzz) ile son derece yüksek sinyalleri uyarılmış. Son olarak, TRNs alıştırmak için yinelenen bir çekim gücü teslim ile kısa (< 60 s) interstimulus aralıkları. Böylece, nerede habituation okudu durumlarda dışında habituation en aza indirmek tasarım stimülasyon sıraları önemlidir.
Enkaz ve toz arabellekleri kolayca küçük bindirme kanal yapışmasına neden olabilir olarak tüm çözümleri, filtreleme öneririz. Ayrıca, Hayvan Yaş senkronize ve boyutu eşlemeli Chip'in tasarım gerekir; hayvanlar genç yetişkinler daha küçük aygıtı aracılığıyla slayt veya ölçülü için başarısız ve daha büyük hayvan yakalama kanalları giremezsiniz ve patlama ve/veya çip tıkanma tehlikede. Tıkanma, durumunda aşırı baskı uygulamaya solucan veya yerçekimi akışı giriş kanalları temiz olabilir, ama da uygun yetersizliği neden olabilir.
Sonuçları bölümünde belirtildiği gibi çeşitli faktörler analiz programında bir hata neden olabilir. Kod derleme içinde karşılaşılan sorunlar, en son Fiji yazılımını çalıştıran ve bu Fiji en yeni Java derleyicisi kullanarak doğrulama önerilir. Program çalışıyor, ancak beklenmedik sonuçlar lütfen gerçek mekanik stimülasyon temel ve arka plan Floresans uygun bir tahmin sağlamak için yapılmadan önce kaydedilmiş filmi bir 50-çerçeve tampon vardır emin olun. Ayrıca, görüş alanı yeşil, etkinlik-bağımlı (GCaMP6s) ve kırmızı etkinlik bağımsız (tagRFP) kanal kabul kamera çip, alt ve üst yarısı sırasıyla projelendirilen için. Eğer optik ışın bölücü görüntüleri sensör sol ve sağ yarısı projeler, kayıt sırasında istediğiniz yönlendirmeyi elde etmek veya bir ön-işleme adımda görüntü yığınları döndürmek için 90 ° fotoğraf makinesini açın. Ayrıca, program tarafından onun Floresans nöron tanımlar ve sinyal-gürültü oranı veya kontrast çok düşük ise başarısız olur. Bu durumda, uyarma yoğunluğu ve/veya pozlama zaman değiştirmek sorunu çözüyor. Nöron hangi durumda nöron görüş alanı merkezinde yeni bir satın alma başlamadan önce yerleştirilmiş olmalıdır kayıt sırasında görüş alanı terk ederse program de durdurur.
Teknik sınırlamaları Mevcut tasarım vücut duvar mekanoreseptör nöronlar PVD nociceptors ve TRNs ama değil solucan'ın baş bölgesi, FLP ve kül gibi innervate mechanoreceptors gibi uyarılması sağlar. Basınç sınırlıdır < 700 kPa. Daha büyük baskılar için farklı Tüp bağlantı parçaları istihdam gerekir. Bu yana 500 kPa basınç kaynağı burada geçmemişse, maksimum basınç uygulamak mümkün için 450 kPa sınırlıydı. Burada geçişler görülmektedir kalsiyum beklenen sinyal üst kenarlığını işaretleyin. Başka bir tasarım için bizim aktüatörler onların en boy oranını kısıtlamasıdır. Prensip olarak, ince zarlar daha büyük deformasyonlar sağlayacak ancak yapıları yüksek en-boy oranı ile güvenilir bir şekilde imal etmek zordur. Daha büyük deformasyonlar gerekli ise, daha geniş erişim düzenekleri veya her iki taraftan paralel deformasyonlar Cho vd tarafından sunulan gibi yararlı olabilir 29
Her ne kadar biz diyafram deformasyon izleyebilirsiniz, çalıştırma kanalları pnömatik uyarılması sırasında uygulanan Kuvvetleri ölçmek zordur. İlke sınırlama Aktüatörün temas bölgesinin iyi tanımlanmış değildir. Aktüatör kendisi ile saptırma artan iletişim RADIUS değiştirir çalıştırma sırasında elastik ve vinçlerin olduğundan budur. Akılda bu uyarılar ile 5 µm girinti (yaklaşık 300 kPa çalıştırma basınç boş bir çip) yaklaşık 3.8 µN solucan Petzold vd. , solucan sertlik tahminlere göre uygulamak için tahmin edilmektedir tahmin edebilirsiniz 34 nöronal geçerli kuvvet bağımlılığı beri solucanlar farklı stiffnesses1,34, ancak, uyarıcı şiddeti kuvvet yerine bir ölçüsü önerildiği gibi girinti izleme değiştirir.
Bu iletişim kuralı yayılması kullanıcıların havacilik C. elegans bir model sistem kullanarak mechanobiology araştırma için yararlanmak ve böylece alanında önemli bu konuda bilim ilerlemesini hızlandırmak yardımcı olacağını umuyoruz.

Dokunma duygusu hayvanlar çevreleri hakkında çok önemli bilgiler sağlar. Bağlı olarak uygulanan kuvvet, dokunmatik zararsız, zevk veya acı olarak algılanmaktadır. Dokunmatik sırasında doku deformasyon reseptör proteinler, en sık iyon kanalları hızlı deride katıştırılmış özel mekanoreseptör hücreleri tarafından algılanır. Kuvvet algı iyon kanal etkinleştirme dokunma ve ağrı sırasında bağlanma adımları tam olarak anlaşılmış değildir. Daha az nasıl deri dokusu mekanik deformasyon ve gerginlik içinde mechanoreceptors değişiklikleri olup filtreler veya1,2,3stres bilinir. Bu boşluğu anlamada, kısmen, hassas mekanik elektrodlar kesilmediğini gözleyerek yanıt-e doğru hücresel düzeyde yaşayan hayvan cilt yüzeyine uygulamak için uygun araçlar eksikliği kaynaklanmaktadır. Atomik kuvvet mikroskobu kapsamlı uygulamak ve izole hücreler4,5 Kuvvetleri ölçmek için ve aynı zamanda yaşam Piezo1 reseptörleri etkinleştirmek için kullanılmıştır, ancak6, benzer deneyler yaşayan hayvanlar, özellikle kullanarak hücreler C. elegans, konu içsel hareketlilik nedeniyle Rootkitler zor olmuştur. Bu meydan okuma geleneksel olarak bireysel hayvanlar agar yastıkları1,7,8,9üzerinde hareketsiz için veteriner - veya cerrahi-sınıf cyanoacrylate tutkal kullanarak atlatılabilirdi. Bu yaklaşım üretken beri ama yapıştırma ve mekanik uygunluk yumuşak agar yüzeyinde immobilizasyon için gerekli beceri ile ilgili sınırlamalar vardır. Bazı yapıştırma için bağlı komplikasyonları önler bir ücretsiz alternatif havacilik stratejisidir.
Yuvarlak solucanlar C. elegans genetik model organizma bu hayvanın büyüklüğü nedeniyle, havacilik teknoloji için iyi bir seçimdir tamamen eşlenen bir sinir sistemi var. Havacilik tabanlı cihazlar teklif aksi takdirde son derece mobil hayvan yüksek çözünürlüklü görüntü ve ilgili nöro-düzenleyici uyaranların teslimat yaparken ölçülü avantaj. Mikrosıvısal yardımıyla teknolojileri, hayvanlar yaşayan bütün ömrünü12,13 üzerinde davranış faaliyet izleme ve yüksek çözünürlüklü etkinleştirme zararı10,11olmadan, etkisiz hale nöronal aktivite14,15,16,17ve görüntüleme. , Daha fazla dokunma ve ağrı hissi kendi fizyolojik1,8, mekanik4,18,19, karakterize edilebilir için gerekli birçok mekanoreseptör nöronlar ve moleküler seviye20,21,22.
C. elegans altı TRNs, üç olan hayvanın anterior (ALML/R ve AVM) innervate ve üç olan hayvanın arka (PLML/R ve PVM) innervate kullanarak kendi vücut duvar yumuşak mekanik uyaranlara hissediyor. Biyokimyasal bir sinyal uygulanan bir yürürlüğe transducing için gerekli iyon kanal molekülleri onun TRNs8' kapsamlı bir şekilde inceledik. Bu makalede araştırmacılar hassas mekanik kuvvetleri bir immobilize C. elegans kaplamasına uygulamak sağlayan bir mikrosıvısal platformu23 sunar kendi iç dokulara deformasyon tarafından optik görüntüleme okunurken yuvarlak kurt,. İyi tanımlanmış mekanik uyaranlara sunan ek olarak, kalsiyum geçişler mekanoreseptör nöron hücre altı çözünürlük ile kaydedilen ve morfolojik ve anatomik özellikleri ile ilişkili. Cihazın kendi cilt altı pnömatik çalıştırma kanalları (Resim 1 ve Şekil 2) yanındaki sunar ve tek bir hayvan tutan bir merkezi bindirme kanalı oluşur. Altı kanala mekanik uyaranlara her solucan'ın altı TRNs sunmak için bindirme kanalı boyunca konumlandırılır. Bu kanallar bir dış hava basınç kaynağı (şekil 1) tarafından yürütülen ince PDMS Diaframlar, bindirme odasından ayrılır. Saptırma basınç ile ilgili olarak kalibre edilmiş ve bu makaledeki ölçümler sağlamak. Her aktüatör ayrı ayrı ele alınması ve seçim mekanoreseptör uyarmak için kullanılır. Basınç bir piezo-driven basınç pompası kullanılarak teslim edilen ancak başka herhangi bir aygıtı kullanılabilir. Biz basınç Protokolü TRNs vivo içinde harekete geçirmek ve çalışma cihazları mekanik uyaranlara için yetişkin C. elegansteslim, Yetişkin hayvanların içine aygıt yükleme, kalsiyum görüntüleme gerçekleştirmek için uygun göstermek için kullanılabilir göstermek deneyleri ve sonuçlarını çözümleme. Cihaz imalat iki ana adımlardan oluşur: 1) SU-8; bir kalıp yapmak fotolitografi ve 2) bir cihaz yapmak için PDMS kalıp. Kısalık ve netlik uğruna, okuyucular için daha önce yayımlanmış makaleleri ve protokoller24,25 kalıpları ve cihazlar üretmek konusunda yönergeler için denir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chrome mask</td>
			<td>Compugraphics (http://www.compugraphics-photomasks.com/)</td>
			<td></td>
			<td>5&#39;&#39;, designed in AutoCAD (Autodesk, Inc.)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chrome mask</td>
			<td>Mitani-Micronics (http://www.mitani-micro.co.jp/en/)</td>
			<td></td>
			<td>5&#39;&#39;, designed in AutoCAD (Autodesk, Inc.)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chrome mask</td>
			<td>Kuroda-Electric (http://www.kuroda-electric.eu/</td>
			<td></td>
			<td>5&#39;&#39;, designed in AutoCAD (Autodesk, Inc.)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4&#39;&#39; Silicon wafer (B-test)</td>
			<td>Stanford Nanofabrication Facility</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 2002</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 2050</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin-coater</td>
			<td>Laurell Technologies</td>
			<td>WS-400BZ-6NPP/LITE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Exposure timer</td>
			<td>Optical Associates, Inc</td>
			<td>OAI 150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Illumination controller</td>
			<td>Optical Associates, Inc</td>
			<td>2105C2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 developer</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Propanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A426F-1GAL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A18-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloromethylsilane (TCMS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>92361-500ML</td>
			<td>Caution: TCMS is toxic and water-reactive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sylgard 184 Elastomer Kit</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td></td>
			<td>PDMS prepolymer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy punch, 1 mm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>95039-090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen Plasma Asher</td>
			<td>Branson/IPC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small metal tubing (0.635 mm OD, 0.4318 mm ID, 12.7 mm long); gage size 23TW</td>
			<td>New England Small Tube Corporation</td>
			<td>NE-1300-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nalgene syringe filter, 0.22 &#956;m</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>725-2520</td>
			<td>to filter all solution, small particles would clog the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene tubing; 0.9652 mm OD, 0.5842 mm ID</td>
			<td>Solomon Scientific</td>
			<td>BPE-T50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 1 ml</td>
			<td>BD Scientific</td>
			<td>309628</td>
			<td>for worm trapping and release</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 20 ml</td>
			<td>BD Scientific</td>
			<td>309661</td>
			<td>for gravity-based flow</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gilson Minipuls 3, Peristaltic pump</td>
			<td>Gilson</td>
			<td></td>
			<td>to suck solutions and worms out of the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microfluidic flow controller, equipped with 0&#8211;800 kPa pressure channel</td>
			<td>Elveflow</td>
			<td>OB1 MK3</td>
			<td>pressure delivery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-Resistant Clear Poly- urethane Tubing, 4 mm ID and 6 mm OD</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5195 T52</td>
			<td>connection from house air to pressure pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-Resistant Clear Polyurethane Tubing, 2.6mm ID and 4mm OD</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5195 T51</td>
			<td>connect pressure pump to small tubng</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Push-to-Connect Tube Fitting for Air</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5111K468</td>
			<td>metric - imperial converter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight Connector for 6 mm &#215; 1/4&#8243; Tube OD</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5779 K258</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leica DMI 4000 B microscopy system</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>63&#215;/1.32 NA HCX PL APO oil objective</td>
			<td>Leica</td>
			<td>506081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamamatsu Orca-Flash 4.0LT digital CMOS camera</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>C11440-42U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lumencor Spectra X light engine</td>
			<td>Lumencor</td>
			<td></td>
			<td>With cyan and green/yellow light source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excitation beam splitter</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>59022bs</td>
			<td>in the microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamamatsu W-view Gemini Image splitting optics</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>A12801-01</td>
			<td>to split green and red emission and project them on different areas on the camera chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission beam splitter</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>T570lpxr</td>
			<td>in the image splitter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission filters GCamp6s</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ET525/50m</td>
			<td>in the image splitter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission filters mCherry</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ET632/60m</td>
			<td>in the image splitter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using a microfluidics device for mechanical stimulation and high resolution imaging of c. elegans

Mechanobiology bir merkezi amacı karşılıklı etkisi protein ve hücreleri mekanik stres anlamaktır. Önemini rağmen hücresel fonksiyonu mekanik stres etkisi hala kötü anlaşılmaktadır. Birkaç araçlarını etkinleştirme nedeniyle aynı anda deformasyon doku ve hücreleri, Canlı hayvanlarda hücresel hareketlilik görüntüleme ve verimli sınırlama-in hareketliliği Yuvarlak solucanlar gibi aksi takdirde son derece mobil model organizmalarda kısmen, bu bilgi boşluğu bulunmaktadır Caenorhabditis elegans. C. elegans küçük boyutunu onları havacilik dayalı araştırma aygıtlar için mükemmel bir maç yapar ve mikrosıvısal aygıtlarını kullanarak immobilizasyon için çözümler sunulmuştur. Bu aygıtlar yüksek çözünürlükte görüntüleme için izin rağmen hayvan tamamen polydimethylsiloxane (PDMS) ve cam, mekanik güç ya da Elektrofizyolojik kayıtlar teslim etmek için fiziksel erişimi sınırlama kaplı olduğu. Son zamanlarda, yüksek çözünürlüklü Floresans mikroskobu ile uyumlu bir bindirme tasarım ile pnömatik aktüatörler entegre bir cihaz geliştirdi. Çalıştırma kanal solucan-bindirme kanaldan ince PDMS diyafram tarafından ayrılır. Bu diyafram içine belgili tanımlık yan-in bir kurt bir dış kaynaktan basınç uygulayarak uğramaktadır. Cihazın bireysel mechanosensitive nöronlar hedefleyebilirsiniz. Bu nöronların harekete geçirmek, yansıma genetik olarak kodlanmış kalsiyum göstergeler ile yüksek çözünürlüklü. Bu makalede C. elegans suşları kalsiyum duyarlı etkinlik göstergesi (GCaMP6s) onların dokunmatik reseptör nöronlarda (TRNs) ifade kullanarak genel yöntem sunuyor. Yöntemi bir sonda TRNs ne de kalsiyum sensörler sınırlı değildir, ancak diğer mekanik olarak duyarlı hücreleri veya sensörler için genişletilebilir.

SU-8 litografi ve çip bağlanma Litografi Protokolü ve PDMS kalıplama standart yordamları izleyin. Bilgi23,24,25,26başka bir yerde bulunabilir. PDMS sorunsuz gofret kür sonra akasındaki. Eğer PDMS peeling sırasında SU-8 özellikleri rip off, SU-8 yapışma katman veya silanization yetersizdi. Plazma aktivasyonu cam coverslips ve PDMS cips zayıf bağ kaçak yakalama kanal veya pnömatik aktüatörler sonuçlanan performansında azalma ve stimülasyon yokluğu neden olabilir yeterli değilse. Sıvı kaçağı belirgin çipi kullanılamaz ise.
Aktüatör performans Tüm PDMS aktüatörler ve çip hava havzanın bağlayan boru düzgün Diyaframlar uygun Pnömatik çalıştırma sağlamak için korumalı getirilmelidir. Tekrarlanan ekleme ve kaldırma (tesisat) PE boru PDMS delik zarar ve Basınç azalmasına yol. Böyle basınç kaybı aktüatör saptırma ve immobilize hayvan cilde uygulanan kuvvet sınırlar. Diyafram saptırma istenilen basınç ile birkaç çalıştırma döngü gerçekleştirme ve teorik Öngörüler sayısal değerlerle karşılaştırarak boş bir çip (hiçbir hayvan mevcut) kullanılarak ölçülebilir. Membran ve solucan sınır görselleştirmek zor olduğundan diyafram saptırma bir hayvan yakalama kanaldaki huzurunda ölçüldü değil. Bu hassas kalibrasyon kapana kısılmış bir hayvanla birlikte değil olanaklı kılar. Tablo 1 baskı bir fonksiyonu olarak saptırma beklenen listeler. Elastik plaka teorisi kullanarak bu değerleri hesaplanır ve ayrıntıları-ebilmek bulunmak içinde Nekimken vd. 23 bu ilişki çip döküm ve çip ve cam ve çip basınç kaynaklarına bağlanma seals arasında bağ bütünlüğünü gibi diğer faktörler sırasında oluşturulan diyafram kalınlığı farklılıkları ile değişir bekleniyor. Değerleri 1 µm 450 kPa basınç, geçmeyen hafif varyasyon ile tekrarlanabilir buradaydı. Biz üç farklı uyarıcı profil için diyaframlar performansını nitelendirmiştir ve Nekimken ve arkbaktılar okuyucu bakın. 23 Özet, orada değerleri Tablo 1' den sapma göz önünde bulundurulacak çeşitli faktörler: 1) bir sızıntı tüp ya da boru konektörler 2) PDMS alternatif oranını temel polimer ve kür Aracısı neden olabilir, farklı bir esneklik vardır. ya da 3) PDMS yaşlı ve crosslink için zaman içinde devam etti. Bu nedenle, uygulama bir ay içinde hazırlanan cips kullanılması tavsiye edilir.
Bindirme performans Solucanlar çip giriş yerleştirdikten sonra şırınga ile hafif bir basınç bir tek hayvan yakalama kanal içinde yer ve onun cilt altı aktüatörler (şekil 1) yanında mevcut. Önemlisi, hayvanın burun mutlaka arabellek göle çıkıntı gerekmez. Bunun yerine, neurite yakın aktüatör bitişik ve hücre gövdesi mikroskop görüş alanı içinde öyle ki hayvan konumlandırmak daha önemlidir. Öyle ki aktüatör faiz anterior hücre gövdesi yatıyor başarmak optimum nöronal harekete geçirmek için aktüatör ve hücre vücut arasındaki mesafe ayarlanmalıdır. Deneyim, nöron hücre gövdesi için posterior, hayır harekete geçirmek kalsiyum gerçekleşecek ve uyarılmış geçişler yok olacak. Uygun immobilizasyon genç yetişkin ya da bir - gün eski hünsa (iki yaş bunlar için en iyi duruma getirilmiş aygıtları aynı maskeyi mevcuttur) ile elde edilebilir. Daha küçük hayvanlar koleksiyonu rezervuar kayma veya yanal bindirme kanal içinde taşıyabilirsiniz. Çok büyük hayvanlar TRNs ve sonraki başarısızlık mekanoreseptör geçişler algılamak için erken harekete geçirmek içinde sonuçlanabilir kanal içine sıkılmış. Ayrıca, büyük solucan kaldırma zorlu, hayvanın ölümüne lider ve/veya cihaz tıkanma. Yanal ve dikey olarak taşımak ücretsiz bu yüzden bu tasarım ile PLM neuron genellikle tamamen, immobilize olamaz. PLM nöronlar başarıyla etkinleştirdiniz, kalsiyum geçişler bu nöronların kayıt kuyruk dikey hareket nedeniyle zor olsa da. Başka bir bindirme tasarım PLM33sayfasından kaydetmek için kullanılan.
Kalsiyum geçişler ve analiz görüntüleme Bir kez yerde, hayvanlar altı aktüatörler birini kullanarak teşvik olabilir. Altı aktüatörler mekanik uyaranlara her altı TRNs sunmak için konumlandırılmış. 450-kPa içi basınç kaynağına bağlı bir mikrosıvısal akış denetleyicisi için hayvan 2-s 275 kPa adım, 2-s 0-275 kPa rampa ve 2-s buzz (75 kPa, 275 kPa adım ile üst üste 10 Hz sinüs) oluşan bir uyarıcı protokol sunmak için kullanılan , her 10-s bekleyen noktayla ayrılmış. Kalsiyum geçişler aynı anda kaydedilen görüntü sıralarını Fiji, bir özel olarak yazılmış yazılım mevcut bizim GitHub hesabı (yukarı bakın ve https://github.com/HFehlauer/Poking-Analyzer) kullanarak analiz edildi. Biz sadece uyaranlara yukarıda 400 kPa basınç elde ise basınç rampalar ve basınç adımları TRNs aktif bulundu. Buna karşılık, tüm TRNs baskılar < 275 kPa bir sinüsoidal, 10-Hz Buzz'ı kullanmaya teşvik sağlam bir aktivasyon (şekil 4) gözlenmiştir. Genel olarak, TRNs daha iyi için kısa bir sinüsoidal uyarıcı cevap verdi (denilen 'buzz'), farklı yöntemleri1,9kullanarak önceki raporları ile anlaşma. Stimülasyon bir vızıltı ile yüksek verimli, önde gelen ~ harekete geçirmek tüm nöronlar ve deneme sürümleri içinde yüzde 90'ını test (şekil 4). Doğal olarak, ister uyarıcı dorsal veya ventral tarafta uygulandı ve bağımsız hücre beden ve neurite uyarıcı konumuna arasındaki mesafe olarak gözlenen güçlü hiçbir korelasyon vardı. Gelecekteki çalışmaları en büyük yanıt gecikme uyarıcı mesafe ile karşılıklı olarak ilişkilendirir olup olmadığını araştırmak gerekir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56530/56530fig1.jpg"> Şekil 1: çip Tasarım bakış. (A)photomask ve elde edilen çip gösterildiği tüm bağlayıcılar ile şematik düzeni. Üç Merkezi bindirme kanal her tarafında altı çalıştırma parmak vardır. Ölçek çubuğu 3 mm. (B) = mikrosıvısal cihazın fotoğraf PDMS ile coverslip için gümrüklü ve tüp solucanı giriş ve solucan çıkışları bağlı. Diğer beş değil işgal ederken tek çalıştırma parmak basınç kaynağına bağlıdır. Başvuru23 yaratıcı ortak lisans altında rakam bölümlerini yeniden oluşturduktan. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56530/56530fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56530/56530fig2.jpg"> Şekil 2: yakın çekim merkezi bindirme kanal ve yakalama yordamı. (A)şeması bindirme kanalı çizim. Solucan giriş tarafındaki sütunlar solucan yönlendirmek ve hayvanlar yüklenmesini kolaylaştırmak yardımcı olur. Çalıştırma parmak basınç altında ve ince bir diyafram girinti içine sıkışmış numune. Ölçek çubuğu 200 µm. (B) temsilcisi video çerçeve yatay kanal yakalanan bir solucanın =. Kanal altı pnömatik aktüatörler bırakmaya solucan gelir gibi tasarlanmıştır. Kuyruk sola, sağa başıdır. Bireysel dokunmatik reseptör nöronlar (TRNs) konumunu oklarla gösterilir ve bu şekilde etiketli. Ölçek çubuğu 100 µm (içinde tüm panelleri) =. Başvuru23 yaratıcı ortak lisans altında rakam bölümlerini yeniden oluşturduktan. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56530/56530fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56530/56530fig3.jpg"> Şekil 3: Bu iletişim kuralı ile alınan kalsiyum izlerini analiz etmek için sağlanan Fiji eklenti bakış. Yazılım bir grafik kullanıcı arabirimi başlatır. Kullanıcı arabiriminin ilk sekme ("Open video") bir video açmak için düğmesini gösterir, yol ve açılan video ilk karesini görüntüler. İkinci sekme ("Define ROIs") bir dokunmatik reseptör nöron, "Define aktüatör" düğmesi ve "Define aktüatör" düğmesini etkinleştirmek için onay kutusunu tanımlamak için düğme içerir. Videonun ilk karesi alt bölümünde görüntülenir. Üçüncü sekmesini ("analiz") üst kısmında görüntü analizi için ayarlanabilir parametreler görüntülenir. Orta bölümü "Analiz Başlat" düğmesini gösterir. Alt kısmında bir ilerleme çubuğu geçerli analiz ilerlemesini gösterir. Dördüncü sekmesinde, "Sonuçlar", sonucu zaman içinde göreli floresan yoğunluğu bir grafik görüntülenir. Alt bölümünde sonuç tabloyu kaydetmek için bir düğme vardır. Beşinci sekmesi, "Yardım", gereksinimleri analiz yazılımı ve öğretim için nasıl kullanılacağını gösteren bir yardım metni görüntülenir. Şekil başvuru23 yaratıcı ortak lisans altında uyarlanmıştır. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56530/56530fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56530/56530fig4.jpg"> Şekil 4: bireysel nöronlar mekanik uyaranlara yanıt. (A)temsilcisi Floresans test GCamP6s, etiketli AVM dokunmatik reseptör nöron önce ve sonra bir vızıltı ile mekanik uyarım. Ölçek çubuğu 10 µm. renkli ölçek = = 1500-3500 gri değerleri. (B) 275 kPa adım, 275 kPa rampası ve 275 kPa adım (buzz) ile üst üste bir sinüs (75 kPa; 10 Hz) temsil eden 2 s diyafram uyarma dahil olmak üzere uyarıcı protokolü. (C) normalleştirilmiş GCamP6s yoğunluğu izleme AVM uyarılmış vahşi türü hayvanlar b'de gösterildiği profil ile kaydedilen (± SEM gölgeli alan olarak demek) (yeşil, n = 14) ve hayvanları mutant mekanoreseptör Kanal alt birim mec-4 (mavi, n = 10), yani mekanik stres yanıt kolaylaştırmak için bilinir. Bu geçişler Uygulamalı mekanik uyaranlara tarafından indüklenir gösterir. Başvuru23 yaratıcı ortak lisans altında rakam bölümlerini yeniden oluşturduktan. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56530/56530fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Basınç (kPa)</td>
			<td>Saptırma (µm) demek</td>
			<td>SD</td>
			<td>Beklenen saptırma (µm)</td>
		</tr>
<tr>
<td>0</td>
			<td>-0.01</td>
			<td>0,01</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>50</td>
			<td>0.77</td>
			<td>0,26</td>
			<td>0.607143</td>
		</tr>
<tr>
<td>100</td>
			<td>1.57</td>
			<td>0,58</td>
			<td>1.21429</td>
		</tr>
<tr>
<td>150</td>
			<td>2.32</td>
			<td>0.65</td>
			<td>1.82143</td>
		</tr>
<tr>
<td>200</td>
			<td>3,13</td>
			<td>0,74</td>
			<td>2.42857</td>
		</tr>
<tr>
<td>250</td>
			<td>3.86</td>
			<td>0,79</td>
			<td>3.03571</td>
		</tr>
<tr>
<td>300</td>
			<td>4,61</td>
			<td>0,79</td>
			<td>3.64286</td>
		</tr>
<tr>
<td>350</td>
			<td>5.3</td>
			<td>0.82</td>
			<td>4.25</td>
		</tr>
<tr>
<td>400</td>
			<td>5.92</td>
			<td>0.82</td>
			<td>4.85714</td>
		</tr>
<tr>
<td>450</td>
			<td>6,43</td>
			<td>0,75</td>
			<td>5.46429</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1: 0 – 450'den değişen uygulanan baskılar için deneysel sapma değerleri beklenen kPa ve onların teorik tahminlerin. Veriler için bir adım uyarıcı elde. ± SD demek Bu veriler bir boş bindirme kanalı ile satın alınan.

Watch this Scientific Journal Video about Using a Microfluidics Device for Mechanical Stimulation and High Resolution Imaging of C. elegans at JoVE.com

Using a Microfluidics Device for Mechanical Stimulation and High Resolution Imaging of C. elegans

Mechanobiology araştırma için yeni araçlar nasıl mekanik stres anlamak için gerekli biyokimyasal yollar etkinleştirir ve biyolojik yanıt aydınlığa çıkartıyor. Burada, hücresel tepkilerin yüksek çözünürlüklü görüntüleme sağlayan bir mikrosıvısal tuzak ile immobilize hayvanların seçici mekanik uyarılması için yeni bir yöntem vitrin.

Mekanik stimülasyon ve yüksek çözünürlük görüntüleme C. elegans bir havacilik aygıtı kullanma

One central goal of mechanobiology is to understand the reciprocal effect of mechanical stress on proteins and cells. Despite its importance, the ...

using-microfluidics-device-for-mechanical-stimulation-high-resolution

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Using a Microfluidics Device for Mechanical Stimulation and High Resolution Imaging of C. elegans

9.7K Görüntüleme.  Stanford University. Mechanobiology araştırma için yeni araçlar nasıl mekanik stres anlamak için gerekli biyokimyasal yollar etkinleştirir ve biyolojik yanıt aydınlığa çıkartıyor. Burada, hücresel tepkilerin yüksek çözünürlüklü görüntüleme sağlayan bir mikrosıvısal tuzak ile immobilize hayvanların seçici mekanik uyarılması için yeni bir yöntem vitrin.

Video: Using a Microfluidics Device for Mechanical Stimulation and High Resolution Imaging of C. elegans

Assaying &beta;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant mechanism(s) of toxicity are still unclear. A&beta; is also deposited intramuscularly in Inclusion Body Myositis, a severe human myopathy. The intensely studied nematode worm Caenorhabditis elegans can be transgenically engineered to express human A&beta;. Depending on the tissue or timing of A&beta; expression, transgenic worms can have readily measurable phenotypes that serve as a read-out of A&beta; toxicity. For example, transgenic worms with pan-neuronal A&beta; expression have defects is associative learning (Dosanjh et al. 2009), while transgenic worms with constitutive muscle-specific expression show a progressive, age-dependent paralysis phenotype (Link, 1995; Cohen et al. 2006). One particularly useful C. elegans model employs a temperature-sensitive mutation in the mRNA surveillance system to engineer temperature-inducible muscle expression of an A&beta; transgene, resulting in a reproducible paralysis phenotype upon temperature upshift (Link et al. 2003). Treatments that counter A&beta; toxicity in this model [e.g., expression of a protective transgene (Hassan et al. 2009) or exposure to Ginkgo biloba extracts (Wu et al. 2006)] reproducibly alter the rate of paralysis induced by temperature upshift of these transgenic worms. Here we describe our protocol for measuring the rate of paralysis in this transgenic C. elegans model, with particular attention to experimental variables that can influence this measurement.

Assaying &#946;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

The intensely studied nematode worm Caenorhabditis elegans can be transgenically engineered to express the human &beta;-amyloid peptide (A&beta;). Induced expression of A&beta; in C. elegans muscle leads to a rapid, reproducible paralysis phenotype that can be used to monitor treatments that modulate A&beta; toxicity.

Transgenik kullanarak Assaying β-amiloid Toksisite C. elegans Model

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant ...

Nörobilim

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

Varsayılan Modu Ağ inceleyin Transkraniyal Manyetik Uyarım ve fMRI birleştiren

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS display abnormalities in the expression of FMR1 - a protein required for typical, healthy neural development.3 Recent data has suggested that the loss of this protein can cause the cortex to be hyperexcitable thereby affecting overall patterns of neural plasticity.4,5
In addition, Fragile X shows a strong comorbidity with autism: in fact, 30% of children with FXS are diagnosed with autism, and 2 - 5% of autistic children suffer from FXS.6
Transcranial Magnetic Stimulation (a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses 7,8) represents a unique method of exploring plasticity and the manifestations of FXS within affected individuals. More specifically, Theta-Burst Stimulation (TBS), a specific stimulatory protocol shown to modulate cortical plasticity for a duration up to 30 minutes after stimulation cessation in healthy populations, has already proven an efficacious tool in the exploration of abnormal plasticity.9,10 
Recent studies have shown the effects of TBS last considerably longer in individuals on the autistic spectrum - up to 90 minutes.11 This extended effect-duration suggests an underlying abnormality in the brain's natural plasticity state in autistic individuals - similar to the hyperexcitability induced by Fragile X Syndrome.
In this experiment, utilizing single-pulse motor-evoked potentials (MEPs) as our benchmark, we will explore the effects of both intermittent and continuous TBS on cortical plasticity in individuals suffering from FXS and individuals on the Autistic Spectrum.

In this article, we examine the effects of Theta-Burst TMS stimulation on cortical plasticity in individuals suffering from Fragile X syndrome and individuals on the autistic spectrum.

TMS: Fragile X Sendromu ve Otizm Bireylerde Plastisite, Mechasnism keşfedin Theta-Burst Protokolü kullanma

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

TMS Devlet Bağımlılık Etkileri: Motive Phosphene Davranış Bir Bakış

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

NeuroStar TMS Aygıt: FDA yürütülmesi Depresyon Tedavisinde Protokolü Onaylandı

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments in vision research require displays with more than 12 bits of luminance resolution. Several solutions are available. Bit++ 1 and DataPixx 2 use the Digital Visual Interface (DVI) output from graphics cards and high resolution (14 or 16-bit) digital-to-analog converters to drive analog display devices. The VideoSwitcher 3 described here combines analog video signals from the red and blue channels of graphics cards with different weights using a passive resister network 4 and an active circuit to deliver identical video signals to the three channels of color monitors. The method provides an inexpensive way to enable high-resolution monochromatic displays using conventional graphics cards and analog monitors. It can also provide trigger signals that can be used to mark stimulus onsets, making it easy to synchronize visual displays with physiological recordings or response time measurements.
Although computer keyboards and mice are frequently used in measuring response times (RT), the accuracy of these measurements is quite low. The RTbox is a specialized hardware and software solution for accurate RT measurements. Connected to the host computer through a USB connection, the driver of the RTbox is compatible with all conventional operating systems. It uses a microprocessor and high-resolution clock to record the identities and timing of button events, which are buffered until the host computer retrieves them. The recorded button events are not affected by potential timing uncertainties or biases associated with data transmission and processing in the host computer. The asynchronous storage greatly simplifies the design of user programs. Several methods are available to synchronize the clocks of the RTbox and the host computer. The RTbox can also receive external triggers and be used to measure RT with respect to external events. 
Both VideoSwitcher and RTbox are available for users to purchase. The relevant information and many demonstration programs can be found at <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Conventional computer hardware can not generate visual stimuli with sufficiently high grayscale resolution and measure response times with sufficient accuracy. We describe how to use the VideoSwitcher to produce high-resolution monochromatic displays, and the RTbox to measure response times with high accuracy on conventional computer hardware.

Etkinleştirilmesi Yüksek Çözünürlük görüntüler ve Konvansiyonel Bilgisayarlara Doğru Tepki Süresi Ölçümleri Grayscale

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain

Functional MRI (fMRI) is a widely used tool for non-invasively measuring correlates of human brain activity. However, its use has mostly been focused upon measuring activity on the surface of cerebral cortex rather than in subcortical regions such as midbrain and brainstem. Subcortical fMRI must overcome two challenges: spatial resolution and physiological noise. Here we describe an optimized set of techniques developed to perform high-resolution fMRI in human SC, a structure on the dorsal surface of the midbrain; the methods can also be used to image other brainstem and subcortical structures.
High-resolution (1.2 mm voxels) fMRI of the SC requires a non-conventional approach. The desired spatial sampling is obtained using a multi-shot (interleaved) spiral acquisition1. Since, T2* of SC tissue is longer than in cortex, a correspondingly longer echo time (TE ~ 40 msec) is used to maximize functional contrast. To cover the full extent of the SC, 8-10 slices are obtained. For each session a structural anatomy with the same slice prescription as the fMRI is also obtained, which is used to align the functional data to a high-resolution reference volume.
In a separate session, for each subject, we create a high-resolution (0.7 mm sampling) reference volume using a T1-weighted sequence that gives good tissue contrast. In the reference volume, the midbrain region is segmented using the ITK-SNAP software application2. This segmentation is used to create a 3D surface representation of the midbrain that is both smooth and accurate3. The surface vertices and normals are used to create a map of depth from the midbrain surface within the tissue4.
Functional data is transformed into the coordinate system of the segmented reference volume. Depth associations of the voxels enable the averaging of fMRI time series data within specified depth ranges to improve signal quality. Data is rendered on the 3D surface for visualization.
In our lab we use this technique for measuring topographic maps of visual stimulation and covert and overt visual attention within the SC1. As an example, we demonstrate the topographic representation of polar angle to visual stimulation in SC.

This article describes techniques to perform high-resolution functional magnetic resonance imaging with 1.2 mm sampling in human midbrain and subcortical structures using a 3T scanner. Use of these techniques to resolve topographic maps of visual stimulation in the human superior colliculus (SC) is given as an example.

İnsan orta beyin için yüksek çözünürlüklü Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme Yöntemleri

Functional MRI (fMRI) is a widely used tool for non-invasively measuring correlates of human brain activity. However, its use has mostly been focused upon ...

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 ...

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

Synapse strength refers to the amplitude of postsynaptic responses to presynaptic neurotransmitter release events, and has a major impact on overall neural circuit function. Synapse strength critically depends on the abundance of neurotransmitter receptors clustered at synaptic sites on the postsynaptic membrane. Receptor levels are established developmentally, and can be altered by receptor trafficking between surface-localized, subsynaptic, and intracellular pools, representing important mechanisms of synaptic plasticity and neuromodulation. Rigorous methods to quantify synaptically-localized neurotransmitter receptor abundance are essential to study synaptic development and plasticity. Fluorescence microscopy is an optimal approach because it preserves spatial information, distinguishing synaptic from non-synaptic pools, and discriminating among receptor populations localized to different types of synapses. The genetic model organism Caenorhabditis elegans is particularly well suited for these studies due to the small size and relative simplicity of its nervous system, its transparency, and the availability of powerful genetic techniques, allowing examination of native synapses in intact animals.
Here we present a method for quantifying fluorescently-labeled synaptic neurotransmitter receptors in C. elegans. Its key feature is the automated identification and analysis of individual synapses in three dimensions in multi-plane confocal microscope output files, tabulating position, volume, fluorescence intensity, and total fluorescence for each synapse. This approach has two principal advantages over manual analysis of z-plane projections of confocal data. First, because every plane of the confocal data set is included, no data are lost through z-plane projection, typically based on pixel intensity averages or maxima. Second, identification of synapses is automated, but can be inspected by the experimenter as the data analysis proceeds, allowing fast and accurate extraction of data from large numbers of synapses. Hundreds to thousands of synapses per sample can easily be obtained, producing large data sets to maximize statistical power. Considerations for preparing C. elegans for analysis, and performing confocal imaging to minimize variability between animals within treatment groups are also discussed. Although developed to analyze C. elegans postsynaptic receptors, this method is generally useful for any type of synaptically-localized protein, or indeed, any fluorescence signal that is localized to discrete clusters, puncta, or organelles.
The procedure is performed in three steps: 1) preparation of samples, 2) confocal imaging, and 3) image analysis. Steps 1 and 2 are specific to C. elegans, while step 3 is generally applicable to any punctate fluorescence signal in confocal micrographs.

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

The abundance of neurotransmitter receptors clustered at synapses strongly influences synaptic strength. This method quantifies fluorescently-labeled neurotransmitter receptors in three dimensions with single-synapse resolution in C. elegans, allowing hundreds of synapses to be rapidly characterized within a single sample without distortions introduced by z-plane projection.

Içinde Synaptic florasan Otomatik Sayısallaştırma<em&gt; C. elegans</em

Synapse strength refers to the amplitude of postsynaptic responses to presynaptic neurotransmitter release events, and has a major impact on overall ...

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, well-characterized nervous system allows identification and fluorescence imaging of any neuron within the intact animal. Simple immobilization techniques with minimal impact on the animal's physiology allow extended time-lapse imaging. The development of genetically-encoded calcium sensitive fluorophores such as cameleon 1 and GCaMP 2 allow in vivo imaging of neuronal calcium relating both cell physiology and neuronal activity. Numerous transgenic strains expressing these fluorophores in specific neurons are readily available or can be constructed using well-established techniques. Here, we describe detailed procedures for measuring calcium dynamics within a single neuron in vivo using both GCaMP and cameleon. We discuss advantages and disadvantages of both as well as various methods of sample preparation (animal immobilization) and image analysis. Finally, we present results from two experiments: 1) Using GCaMP to measure the sensory response of a specific neuron to an external electrical field and 2) Using cameleon to measure the physiological calcium response of a neuron to traumatic laser damage. Calcium imaging techniques such as these are used extensively in C. elegans and have been extended to measurements in freely moving animals, multiple neurons simultaneously and comparison across genetic backgrounds. C. elegans presents a robust and flexible system for in vivo neuronal imaging with advantages over other model systems in technical simplicity and cost.

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

With its small transparent body, well-documented neuroanatomy and a host of amenable genetic techniques and reagents, C. elegans makes an ideal model organism for in vivo neuronal imaging using relatively simple, low-cost techniques. Here we describe single neuron imaging within intact adult animals using genetically encoded fluorescent calcium indicators.

C. vivo Nöronal Kalsiyum Imaging&#39;de elegans

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism  for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, ...