Wissenschaftler sehen einen Fisch denken

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler die Aktivität des Gehirns eines Fisches beobachtete seine Beute abgebildet.

Neuronale Signale in Echtzeit zu beobachten, bietet einen wichtigen Einblick in wie Gehirne die Außenwelt wahrnehmen. In der neuen Studie haben Forscher eine Möglichkeit, diese Signale im Gehirn von Zebrafisch-Larven folgen mit einem sensiblen fluoreszierenden Marker entwickelt.

"Es ist ein Durchbruch" molekulare und Zellbiologe Florian Engert der Harvard University, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte LiveScience. "Niemand blickt auf neuronaler Aktivität mit Fluoreszenz-Mikroskopie in eine frei schwimmen Zebrafisch-Larven" mit so guten Auflösung.

See-through Köpfe

Zebrafish sind verbreitet, Genetik und Entwicklung bei Wirbeltieren zu studieren. Ihre Larven sind ideal für Neuroimaging, weil sie durchscheinend Köpfe, und Wissenschaftler können buchstäblich in ihre Gehirne blicken.

Um zu sehen, was eigentlich in diesen Fisch Birnen vor sich geht, entwickelten die Forscher eine gentechnisch hergestellte Protein, namens GCaMP7a, das unter dem Fluoreszenz-Mikroskop leuchtet wenn Neuronen oder Gehirnzellen, Feuer. Transgene Zebrafisch wurden gezüchtet, um express dieses Proteins in einer Hirnregion namens optic Tectum, das steuert die Bewegung des Auges, wenn das Tier sieht etwas in seiner Umgebung bewegen.

In einem Experiment abgebildet die Wissenschaftler das Gehirn eine transgene Fische-Larve, wie es einen Punkt auf einem Bildschirm blinken ein- und ausschalten oder hin-und herbewegen sah. Unter dem Mikroskop blitzte Signale durch die Fische Gehirn, spiegeln die Bewegung des Punktes. [Siehe Video von der Fisch Gehirn.]

Next, eine live Paramecium — Zebrafisch Beute – in einem immobilisierten Fisch aus den Augen gelegt wurde. Wiederum konnte neuralen Signale komprimieren, um die Fische Gehirn, das Paramecium Bewegungen sehen. Keine Signale wurden erkannt, wenn das Paramecium bewegungslos, aber war.

Zu guter Letzt wurde ein Paramecium platziert in einer Petrischale mit einem Zebrafisch-Larve, die frei, Schwimmen durfte jagen ihre Beute. Die Forscher abgebildet die Fische Aktivität des Gehirns als es auf den Paramecium auf Null gesetzt und Schwamm in Richtung zu ihm.

Gehirn-Verhalten verstehen

Der neue Ansatz verbessert die Wissenschaftler Verständnis des Gehirns Schaltungen räuberische Verhalten beteiligt, berichten die Forscher heute online (Jan. 31) in der Fachzeitschrift Current Biology. Das System könnte genutzt werden, um andere Hirnareale zu, so dass Wissenschaftler Nervenzellen beteiligt, Verhalten und Fortbewegung beobachten Bild.

Zuvor, Wissenschaftler hätten Bild einzellige Hirnaktivität im Zebrafisch, aber dieser Studie war die erste, es zu tun in einem frei schwimmen Fische ein natürliches Objekt wahrzunehmen. "Die Technologie für das Studium Zebrafisch schnell,", sagte Joseph Fetcho Neurowissenschaftler in einer e-Mail zu LiveScience. Fetcho haben einige der früheren imaging-arbeiten aber nicht in der neuen Studie beteiligt war.

Je näher man bekommen kann, offenbart die Muster der neuronalen Aktivität in einem frei Verhalten Tier, desto wahrscheinlicher werden die Muster diejenigen darstellen, die natürliches Verhalten zu fahren, sagte Fetcho.

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