University of Queensland haben Forscher einen wichtigen Schritt vorwärts bei der Verknüpfung der Veränderungen im Verhalten der zugrunde liegenden Entwicklung von Gehirn-Schaltung.
Beim Zebrafisch lernen zu jagen, sich schnell bewegende Beute, es ist eine sehr dynamische Zeit in Ihrer Entwicklung.
Die Forscher gezeigt, die Beziehung zwischen Verbesserungen in der Zebrafisch-die Jagd Fähigkeiten und die Entwicklung der sensorischen Codierung in einem Teil des Gehirns, die reagiert auf visuelle Reize.
Wie die Verfeinerung der neuronalen schaltkreise führen zu Veränderungen im Verhalten war immer noch weitgehend ein Rätsel, das Professor Geoff Goodhill von der Queensland Brain Institute und der School of Mathematical and Physical Sciences, und sein postdoc Dr. Lilach Avitan waren daran interessiert, zu lösen.
“Neural coding ist die Studie von, wie Neuronen Informationen darstellen—während der frühen Entwicklung des Gehirns aufbauen müssen, die neuronalen codes geeignet für das überleben,” Professor sagte Goodhill.
“In Säugetieren, das wissen darüber, wie neuronale schaltkreise entwickeln, wächst sehr schnell, jedoch wenig ist bekannt über das, was passiert in der Neugeborenen Tiere— der Einfluss der frühen entwicklungsbedingten Veränderungen in der neuronalen Kodierung auf das Verhalten noch weitgehend unbekannt.”
Forscher Einblicke in die Verbindung zwischen neuronalen Schaltkreisen und Verhalten durch die Untersuchung von Zebrafisch-Larven, die Anzeige anspruchsvoll natürlichen Verhaltensweisen, der nur wenige Tage nach der Befruchtung.
Nach nur fünf Tage nach der Befruchtung, die Zebrafisch-visual-motor-system ist bereits reif genug für die Larven zu jagen beweglichen Beute wie der Einzellige Organismus, Paramecia.
“Wir können beobachten, wie der Zebrafisch-Larven jagen und anzeigen, die dieses Verhalten auf, wie Ihre neuronalen code-änderungen in den ersten Tagen der Entwicklung von imaging die neuronalen Aktivitäten Ihres Gehirns Zellen,” Professor sagte Goodhill.
Zebrafisch haben eine visual processing-Center in Ihrem Gehirn namens optic tectum, die verwandelt sensorischen input in Bewegung und orientiert Tiere zu Objekten des Interesses an der Außenwelt, von wesentlicher Bedeutung für die Jagd Verhalten.
“Wir haben festgestellt, dass der Jagd-Verhalten wurde verfeinert in den ersten paar Tagen, wenn die Larven beginnen, um zu jagen, und dieser korreliert mit einer Verbesserung der übertragung und Dekodierung von Informationen in Ihrer optic tectum,” Professor sagte Goodhill.
Zebrafisch-Larven zunächst ernähren sich von dem Dottersack in das befruchtete ei, aber nach fünf Tagen, sind Sie bereit zu beginnen die Jagd.
Die Forscher untersuchten die Larven an den Tagen vier, fünf, neun und 15, indem Sie Sie in eine Schüssel mit Paramecia und mit einem high-speed-Kamera zu überwachen, deren Bewegungen.
Sie fanden heraus, dass die Larven verbesserte Ihre Jagd-Fähigkeiten in dieser Zeit.
Sobald die Forscher hatten beobachtet, dass die Larven wurden immer effizienter bei der Jagd, Sie wollten wissen, ob die Veränderungen korrelierten mit der entwicklungsbedingten Veränderungen im Gehirn.
“Fluoreszierende Kalzium-imaging aufnehmen können, die Aktivität von vielen Neuronen gleichzeitig, das hat uns viele Einblicke in die Funktionsweise der neuronalen Kodierung entwickelt,” Professor sagte Goodhill.
“Durch die Verwendung dieses Ansatzes für den optic tectum der Larven könnten wir untersuchen, funktionale änderungen an der single-neuron-Ebene für viele Neuronen gleichzeitig.”
“Wir werden dann verwendet, mathematische Techniken wie die Informationen, die Theorie zu quantifizieren, wie der neuronalen Kodierung in der tectum verändert im Laufe der Entwicklung.”
“Wir haben herausgefunden, dass diese Veränderungen wurden in Zusammenhang mit den Veränderungen im Verhalten.
Bemerkenswert ist, konnten wir auch Vorhersagen, die den Jagderfolg der einzelnen Fische von der Qualität der neuronalen Kodierung in Ihre tectum.”
