Μέρος 2: Προσδιορισμός ντοπαμινεργικών νευρώνων που μπορούν και να δημιουργήσουν συνειρμική μνήμη και να τερματίσουν απότομα τη συμπεριφορική έκφραση

Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Ανάλυση δενδρογράμματος. Τα δενδρογράμματα νευρώνων είναι δισδιάστατα σκίτσα των 3D ανακατασκευών νευρώνων από τους Eichler et al. (2017). Ως «γραμμικοποιημένες», ισοπεδωμένες εκδόσεις μορφολογικά πολύπλοκων νευρώνων, τα δενδρογράμματα είναι συμπαγείς απεικονίσεις που χρησιμεύουν για την προβολή της χωρικής κατανομής των συνάψεων. Λεπτομέρειες του αλγορίθμου σχεδίασης δενδρογράμματος περιγράφηκαν από τους Strauch et al. (2018). Εν συντομία, τα δενδρογράμματα είναι τοπολογικά σωστά σκίτσα νευρώνων με έναν κυρίαρχο πρωτεύοντα κλάδο σχεδιασμένο ως ευθεία γραμμή και μικρότερους πλευρικούς κλάδους που εκτρέπονται σε στερεότυπες γωνίες και δείχνουν προς τα πάνω και προς τα κάτω με εναλλασσόμενο τρόπο για να αποφεύγεται η επικάλυψη. Σχεδιάζονται έτσι ώστε οι αποστάσεις μήκους καλωδίου και οι θέσεις των συνάψεων να είναι περίπου σωστές. Μικρές τροποποιήσεις για τη βελτίωση της αναγνωσιμότητας περιλαμβάνουν μια αυτόματη αναδιάταξη των συμβόλων συνάψεων για την επίλυση της ακαταστασίας και της επικάλυψης (Strauch et al., 2018).

Για την ανάλυση της συναπτικής οργάνωσης, υπολογίσαμε έναν πίνακα αποστάσεων (σύναψης) που περιέχει γεωδαιτικές αποστάσεις (δηλαδή, την απόσταση ως "μήκος καλωδίου" κατά μήκος του νευρώνα) μεταξύ των θέσεων όλων των συνάψεων στον νευρώνα. Οι γεωδαιτικές αποστάσεις υπολογίστηκαν ως Ευκλείδειες αποστάσεις στις τρισδιάστατες συντεταγμένες του ανακατασκευασμένου νευρώνα διασχίζοντας κατά μήκος των κλάδων του νευρώνα. Συγκεντρώσαμε τις θέσεις των συνάψεων με ομαδοποίηση διαιρετικής ανάλυσης (DIANA) (Kaufman, 2005) που λειτουργεί στον πίνακα γεωδαισιακών αποστάσεων. Με βάση την ανάλυση βαθμολογίας σιλουέτας, ορίσαμε τον αριθμό των συστάδων ανά νευρώνα σε 10. Συστάδες που δεν περιείχαν και τις τέσσερις κατηγορίες συνάψεων ενδιαφέροντος (KC!DAN-i1, DAN-i1!KC, DAN- i1!MBON-i1 αριστερά, DAN-i1!MBON-i1 δεξιά) αφαιρέθηκαν από την ανάλυση. Για κάθε σύμπλεγμα, ένα κεντρικό σημείο ορίστηκε ως η πιο κεντρική σύναψη του συμπλέγματος, όπως προσδιορίζεται με τη διαίρεση γύρω από τη συστάδα μεδοειδών (PAM με k=1 σύμπλεγμα) (Kaufman, 2005) με βάση τις γεωδαιτικές αποστάσεις συνάψεων μέσα στο σύμπλεγμα. Τέλος, προσδιορίσαμε τις γεωδαιτικές αποστάσεις μεταξύ όλων των συνάψεων και του κεντρικού σημείου του συμπλέγματος.

Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη

Πειραματικός σχεδιασμός και στατιστική ανάλυση. Χρησιμοποιήθηκαν μη παραμετρικές δοκιμές δύο ουρών και οι στατιστικές παραδοχές για αυτές τις δοκιμές ικανοποιήθηκαν καθ' όλη τη διάρκεια. Όταν πραγματοποιήθηκαν πολλαπλές συγκρίσεις σε μία ανάλυση, εφαρμόστηκε μια διόρθωση Bonferroni-Holm για να διατηρηθεί το ποσοστό σφάλματος σε όλο το πείραμα στο 5 τοις εκατό (Holm, 1979). Όλες οι εκτελούμενες στατιστικές δοκιμές και τα αποτελέσματά τους αναφέρονται στο Εκτεταμένα Δεδομένα Εικ. 1-1 μαζί με τα δεδομένα πηγής.

Για όλα τα πειράματα συμπεριφοράς, οι τιμές συγκρίθηκαν σε πολλαπλές ομάδες με τεστ Kruskal–Wallis. Σε περίπτωση σημαντικότητας, οι επακόλουθες συγκρίσεις ανά ζεύγη χρησιμοποίησαν δοκιμές Mann-Whitney U. Για να ελεγχθεί εάν οι τιμές μιας δεδομένης ομάδας διέφεραν από το μηδέν, χρησιμοποιήθηκαν δοκιμές προσήμου ενός δείγματος.

Τα πειράματα στα σχήματα 1, 6C–F και 8 ακολούθησαν ένα σχεδιασμό δύο ομάδων, συγκρίνοντας δύο συνθήκες δοκιμής για τον πειραματικό γονότυπο. Και οι δύο ομάδες συγκρίθηκαν με μια δοκιμή Mann-Whitney U και η σημασία τους από το μηδέν δοκιμάστηκε με δοκιμές προσήμου ενός δείγματος.

Τα πειράματα στα Σχήματα 6Α, Β ακολούθησαν ένα σχέδιο έξι ομάδων, με τρεις γονότυπους (πειραματικός γονότυπος που εκφράζει ChR2-XXL, οδηγός και μάρτυρας τελεστή) και δύο συνθήκες δοκιμής. Πρώτον, πραγματοποιήθηκε μια δοκιμή Kruskal–Wallis σε όλες τις ομάδες. Σε περίπτωση σημαντικότητας, πραγματοποιήσαμε κατά ζεύγη δοκιμές Mann-Whitney U μεταξύ του πειραματικού γονότυπου και καθενός από τους γενετικούς ελέγχους της ίδιας συνθήκης δοκιμής, καθώς και μεταξύ των συνθηκών δοκιμής για τον πειραματικό γονότυπο (συνολικά πέντε δοκιμές Mann-Whitney U) . Κάθε ομάδα δοκιμάστηκε για τη σημασία της από δοκιμές σημείου μηδέν με ένα δείγμα.

Τα πειράματα στο Σχήμα 7 ακολούθησαν ένα σχέδιο τριών ομάδων με ζώα του πειραματικού γονότυπου που εκφράζουν ChR2-XXL. Μετά από ένα αρχικό τεστ Kruskal–Wallis σε όλες τις ομάδες, πραγματοποιήσαμε κατά ζεύγη δοκιμές Mann–Whitney U για την ομάδα χωρίς έκθεση σε μπλε φως μετά την προπόνηση και για τις δύο άλλες ομάδες. Η σημασία από το μηδέν δοκιμάστηκε για κάθε ομάδα (δοκιμές πρόσημου ενός δείγματος).

Τα πειράματα στα Σχήματα 9 και 10 ακολούθησαν ένα σχέδιο τεσσάρων ομάδων με ζώα του πειραματικού γονότυπου που εκφράζουν ChR2-XXL. Μετά από ένα αρχικό τεστ Kruskal–Wallis σε όλες τις ομάδες, πραγματοποιήσαμε κατά ζεύγη δοκιμές Mann–Whitney U μεταξύ των ομάδων που είχαν λάβει εκπαίδευση σε ζευγάρια και χωρίς ζεύγη εντός της ίδιας συνθήκης δοκιμής και μεταξύ των συνθηκών δοκιμής για ένα δεδομένο είδος εκπαίδευσης (συνολικά τέσσερα Mann–Whitney δοκιμές U). Δεν πραγματοποιήθηκαν δοκιμές προσήμου ενός δείγματος.

Παρουσιάζουμε δεδομένα συμπεριφοράς ως διαγράμματα πλαισίου με τη διάμεσο ως μεσαία γραμμή και 25 τοις εκατό /75 τοις εκατό και 10 τοις εκατό /90 τοις εκατό ως όρια κιβωτίων και μουστάκια, αντίστοιχα. Οι ακραίες τιμές δεν εμφανίζονται. Οι πειραματιστές ήταν τυφλοί ως προς τον γονότυπο και ως προς την απουσία ή την παρουσία ανταμοιβής ζάχαρης κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης, εάν υπήρχε. Τα μεγέθη δειγμάτων (βιολογικές επαναλήψεις) επιλέχθηκαν με βάση προηγούμενες μελέτες που αποκαλύπτουν μέτρια έως ήπια μεγέθη επιδράσεων (Paisios et al., 2017· Saumweber et al., 2018) και εμφανίζονται στα θρυλικά σχήματα. Ένα μέγεθος δείγματος n =1 περιελάμβανε;20 ζώα και των δύο φύλων για όλα τα πειράματα έμφυτης προτίμησης και 2 20 ζώα (20 για κάθε αμοιβαία εκπαιδευμένη ομάδα) και των δύο φύλων για όλα τα πειράματα μάθησης.

Για να συγκρίνουμε τους αριθμούς συνάψεων μεταξύ της ομόπλευρης και της ετερόπλευρης πλευράς των νευρώνων MBON-i1 (βλ. Εικ. 3Α), δοκιμάσαμε την κατανομή τους χρησιμοποιώντας τεστ x2, ξεχωριστά για συνάψεις KC!MBON-i1 και συνάψεις DAN-i1!MBON-i1. Για να συγκρίνουμε τις αποστάσεις των συνάψεων από το κέντρο της αντίστοιχης δομής κέντρου-περιβάλλοντος στον νευρώνα DAN-i1 (βλ. Εικ. 4C,D), πραγματοποιήσαμε δοκιμές Kruskal-Wallis σε όλους τους τύπους συνάψεων, καθώς και σε ζεύγη Mann-Whitney U δοκιμές μεταξύ όλων των τύπων συνάψεων (συνολικά 6 δοκιμές Mann–Whitney U), ξεχωριστά για τον αριστερό και τον δεξιό νευρώνα DAN-i1.

Αποτελέσματα

Η χωρική διάταξη των συνάψεων σε μια μήτρα DAN-KC-MBON

Η πρόσφατη ανακατασκευή με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ενός πλήρους κυκλώματος σώματος μανιταριού προνυμφών έδωσε μια σύνδεση των DANs, KCs και MBONs με βάση τον αριθμό των χημικών συνάψεων μεταξύ τους (Eichler et al., 2017). Οι αξονικοί κλάδοι των

Εικόνα 3. Οργάνωση συναπτικών εισόδων στον νευρώνα MBON-i1. Ένας αριθμός συνάψεων KC!MBON-i1 και DAN-i1!MBON-i1 σε κάθε νευρώνα MBON-i1, διαχωρισμένες κατά ημισφαίριο. Και οι δύο νευρώνες MBON-i1 έχουν περισσότερες συνάψεις με αυτά τα KCs και ότι το DAN-i1 βρίσκεται στο ημισφαίριο αντίθετα από το κυτταρικό τους σώμα. *Σημαντικές δοκιμές x2 (p, 0.05, διορθώθηκε σύμφωνα με τον Bonferroni-Holm). Τα δεδομένα προέρχονται από τους Eichler et al. (2017). Β, Ημισχηματική επισκόπηση της κατανομής των συνάψεων από το ομόπλευρο και ετερόπλευρο ημισφαίριο στο MBON-i1. Οι KCs και οι δύο νευρώνες DAN-i1 σχηματίζουν περισσότερες συνάψεις με το ετερόπλευρο τμήμα του MBON-i1 παρά με το ομόπλευρο τμήμα του. Γ, Κατανομή του αριθμού των ώριμων KC που σχηματίζουν τον υποδεικνυόμενο αριθμό συνάψεων με τον αριστερό ή τον δεξιό νευρώνα MBON-i1. Τα KC από το αριστερό ημισφαίριο σχηματίζουν λιγότερες συνάψεις με τον αριστερό από τον δεξιό νευρώνα MBON-i1 (αριστερά). Τα KC από το δεξί ημισφαίριο, αντίθετα, σχηματίζουν περισσότερες συνάψεις με το αριστερό παρά με το δεξί MBON-i1 (δεξιά). Δεδομένου ότι τα KC δεν διασχίζουν τη μέση γραμμή, όλες οι συνάψεις που, π.χ., το δεξί MBON-i1 σχηματίζεται με KC από το αριστερό ημισφαίριο, βρίσκονται στο μέρος του MBON-i1 αντίθετα προς το κυτταρικό του σώμα. D, Παρά το γεγονός ότι οι νευρώνες MBON-i1 λαμβάνουν λιγότερη είσοδο από τα KC του ημισφαιρίου ομόπλευρα προς τα κυτταρικά τους σώματα παρά από το ετερόπλευρο ημισφαίριο, και οι δύο νευρώνες MBON-i1 λαμβάνουν πληροφορίες για τον πλήρη χώρο των εισόδων KC, σε κάθε ημισφαίριο. Για να προσδιοριστεί η σχέση μεταξύ του MBON-i1 και της αισθητηριακής εισόδου που προβάλλεται στα KCs, η συνολική είσοδος που λαμβάνει το MBON-i1 από τα KC που με τη σειρά τους λαμβάνουν την είσοδο τους από μονοσπειραματικούς νευρώνες οσφρητικής προβολής (PNs) (λευκό και σκούρο γκρι), πολυσπειραματικό οσφρητικό Τα PN (ανοιχτό γκρι) και τα μη οσφρητικά PN (μαύρο) ελήφθησαν υπόψη για τον υπολογισμό του γινόμενου μήτρας των αντίστοιχων συνάψεων PN!KC και KC!MBON-i1. Αυτό έγινε ξεχωριστά για το MBON-i1 αριστερά και τις συνδέσεις του στα δεξιά (δηλαδή, ετερόπλευρα) KC (πάνω αριστερά) και εκείνα στα αριστερά (δηλαδή, ομόπλευρα) KC (πάνω δεξιά) και κατά συνέπεια για το MBON-i1 δεξιά ( κάτω μέρος). Τα δεδομένα βασίζονται στους Eichler et al. (2017). Όλες οι στατιστικές δοκιμές και τα αποτελέσματά τους αναφέρονται μαζί με τα δεδομένα πηγής στο Σχήμα Εκτεταμένων Δεδομένων 1-1.

Τα μεμονωμένα DAN και οι δενδριτικοί κλάδοι μεμονωμένων MBON περιορίζονται και επικαλύπτονται εντός συγκεκριμένων διαμερισμάτων μαζί με τις δέσμες νευραξόνων KC (larvae: Pauls et al., 2010;

Eichler et al., 2017; Saumweber et al., 2018; Eschbach et al., 2020; ενήλικες: Aso et al., 2014a; Takemura et al., 2017). Το DAN-i1 νευρώνει το διαμέρισμα i του έσω λοβού του σώματος του μανιταριού (μερικές φορές ονομάζεται άνω δάκτυλο του έσω λοβού). Η ανακατασκευή αποκάλυψε ότι όχι μόνο σηματοδοτεί στα KC αλλά στην πραγματικότητα έχει δύο κύριους στόχους: τα KC και το MBON-i1 (Εικ. 2Α, Β) (Eichler et al., 2017). Αντίστοιχα, το MBON-i1 έχει δύο κύριους ανοδικούς συνεργάτες: τους KC και τον DAN-i1. Μια παρόμοια οργάνωση DANs και MBONs βρίσκεται στα διαμερίσματα του σώματος των μανιταριών (προνύμφες: Eichler et al., 2017, ενήλικες: Takemura et al., 2017). Συγκεκριμένα, για το DAN-i1, το 75 τοις εκατό και το 21 τοις εκατό των συνάψεων εξόδου του στο σώμα του μανιταριού συνδέονται με KC και MBON-i1, αντίστοιχα, και το MBON-i1 λαμβάνει· 74 τοις εκατό και 14 τοις εκατό των συνάψεων εισόδου του στο σώμα του μανιταριού από KCs και DAN-i1, αντίστοιχα (Eichler et al., 2017; Saumweber et al., 2018). Αν και τέτοιες αναλύσεις είναι κατατοπιστικές με πολλούς τρόπους, δεν λαμβάνουν υπόψη τη χωρική διάταξη των συνάψεων κατά μήκος των νευρώνων. Για να ρίξουμε φως σε αυτή τη διάταξη στο διαμέρισμα i, χρησιμοποιούμε δενδρογράμματα που μας επιτρέπουν να εμφανίσουμε το περίπλοκο, τρισδιάστατο Gestalt ενός νευρώνα ως ένα σκίτσο 2D που καταγράφει τη δομή διακλάδωσης του, διατηρεί τα μήκη κλάδων και προσδιορίζει τη θέση της σύναψης κατά μήκος των κλάδων ( Strauch et al., 2018). Τέτοιες λεπτομερείς αναλύσεις ξεπερνούν την ανάλυση με την οποία οι νευρώνες μπορούν επί του παρόντος να χειραγωγηθούν σε ζώα που συμπεριφέρονται ελεύθερα (Aso και Rubin, 2020). Παρόλα αυτά, προσφέρουν μια γεύση της πραγματικής πολυπλοκότητας των υπό μελέτη νευρώνων και των υπολογιστικών επιπτώσεων των μοτίβων κυκλωμάτων στα οποία αποτελούν μέρος (βλ. επίσης Bilz et al., 2020). Από τις αναλύσεις μας, επισημαίνουμε τα ακόλουθα σημεία (εικόνες υψηλής ανάλυσης των νευρώνων DAN-i1 και MBON-i1 και από τα δύο ημισφαίρια καθώς και όλων των ώριμων KCsare που είναι διαθέσιμα στα Extended Data Fig. 2-1, 2-2 , και 2-3, αντίστοιχα):

• Τόσο το DAN-i1 όσο και το MBON-i1 διαθέτουν τεράστιες διαημισφαιρικές συνδέσεις. Αυτό είναι αξιοσημείωτο δεδομένου του πόσο μικρή διαφωνία μεταξύ ημισφαιρίων παρατηρείται κατά τα άλλα ανοδικά μονοπάτια, συμπεριλαμβανομένων των KCs (Εικ. 2Α) (Berck et al., 2016; Eichler et al., 2017; Saumweber et al., 2018; Thum and Gerber, 2019 ). Συγκεκριμένα, και οι δύο νευρώνες DAN-i1 συνδέονται αμοιβαία με τα περισσότερα ώριμα KC, και στα δύο ημισφαίρια. Επιπλέον, οι νευρώνες DAN-i1 παρέχουν έξοδο και στους δύο νευρώνες MBON-i1, τόσο ομόπλευρα όσο και ετερόπλευρα (Εικ. 2Ε, για εικόνες υψηλής ανάλυσης και των δύο νευρώνων DAN-i1, βλέπε Εκτεταμένα Δεδομένα Εικ. 2-1). Αυτό σημαίνει ότι κάθε νευρώνας MBON-i1, με τη σειρά του, λαμβάνει είσοδο και από τους δύο νευρώνες DAN-i1, ομόπλευρα και ετερόπλευρα (Εικ. 2F; για εικόνες υψηλής ανάλυσης και των δύο νευρώνων MBON-i1, βλέπε Εκτεταμένα Δεδομένα Εικ. {{28 }}). Ομοίως, οι νευρώνες MBON-i1 λαμβάνουν είσοδο από τα περισσότερα ώριμα KCs, και στα δύο ημισφαίρια (Eichler et al., 2017) και παρέχουν έξοδο έξω από το σώμα του μανιταριού, επίσης και στα δύο ημισφαίρια. Τα δενδρογράμματα αποκαλύπτουν πιο συγκεκριμένα ότι οι έξοδοι από το DAN-i1 στον νευρώνα MBON-i1 του ομόπλευρου και του ετερόπλευρου ημισφαιρίου αναμιγνύονται, όπως και οι είσοδοι στο MBON-i1 από τον νευρώνα DAN-i1 του ομόπλευρου και του ετερόπλευρου ημισφαιρίου (Εικ. 2E,F). Σημειωτέον, το MBON-i1 δεν είναι ημισφαιρικά συμμετρικό ως προς τον αριθμό των συνάψεων που δέχεται στο σώμα του μανιταριού: και οι δύο νευρώνες MBON-i1 λαμβάνουν περισσότερες συνάψεις στο ημισφαίριο αντίθετα από τα κυτταρικά τους σώματα (Εικ. 2F, 3A, B). Ωστόσο, και οι δύο νευρώνες MBON-i1 λαμβάνουν πληροφορίες για τον πλήρη αισθητηριακό χώρο εισόδου σε κάθε ημισφαίριο (Εικ. 3C,D).

cistanche pharma special

• Τα μοτίβα διακλάδωσης τόσο του DAN-i1 όσο και του MBON-i1 είναι δομημένα σε μερικές κύριες περιοχές. Για το DAN-i1, μπορούν να αναγνωριστούν τρεις τέτοιες κύριες περιοχές. Ξεκινώντας από το κυτταρικό σώμα, στην πρώτη περιοχή, το DAN-i1 λαμβάνει δεδομένα από τους συνεργάτες του εκτός του σώματος του μανιταριού (σημειώνεται με 1 στο Σχ. 2C–E) (Eschbach et al., 2020), ενώ η δεύτερη και η τρίτη περιοχή συμπίπτουν με το διαμέρισμα i του ομόπλευρου και ετερόπλευρου σώματος μανιταριού, αντίστοιχα (σημειώνονται με 2 και 3 στο Σχ. 2Γ–ΣΤ). Στο σώμα του μανιταριού, το DAN-i1 είναι αμοιβαία συνδεδεμένο με τα KC και παρέχει έξοδο προς το MBON-i1. Ο πρωτεύων νευρίτης του MBON-i1 διασχίζει τη μέση γραμμή και στη συνέχεια ο νευρώνας νευρώνει το διαμέρισμα i του σώματος του μανιταριού αντίθετα από το κυτταρικό του σώμα (περιοχή που σημειώνεται με 3 στο Σχ. 2C–F). Εδώ, λαμβάνει κυρίως είσοδο από KC και DAN-i1. Στη συνέχεια, το MBON-i1 διασχίζει τη μέση γραμμή και παρομοίως νευρώνει το σώμα του μανιταριού ομόπλευρα προς το κυτταρικό του σώμα (περιοχή που σημειώνεται με 2 στο Σχήμα 2C–F). Επιπλέον, το MBON-i1 διαθέτει αρκετούς μικρούς κλάδους και στα δύο ημισφαίρια που συνδέονται με συνεργάτες κοντά, αλλά αμέσως έξω από το σώμα του μανιταριού.

• Μέσα σε αυτές τις περιοχές, δεν μπορούν να εντοπιστούν διαμερίσματα που μοιάζουν με διαμερίσματα που είναι αναγνωρίσιμα στους νευρώνες DAN-i1 και MBON-i1 και των δύο ημισφαιρίων (Εικ. 2E,F; Εκτεταμένα Σχήματα Δεδομένων. 2-1, {{7 }}). Ωστόσο, για τους νευρώνες DAN-i1, είναι εμφανείς πολλαπλές, πλευρικά «ιδιοσυγκρασιακές» δομές κέντρου-περιβάλλοντος πλούσιες σε συνάψεις (Εικ. 4). Προς το κέντρο τους, βρίσκονται όλοι οι προαναφερθέντες τύποι συνάψεων της μήτρας DAN-KC-MBON, ενώ το περιβάλλον τους διαθέτει σχεδόν αποκλειστικά συνάψεις KC!DAN (Εικ. 4). Συγκεκριμένα, κάθε δεδομένο KC συνήθως εγκαθιστά όλες τις συνάψεις του μόνο σε μία ή δύο από αυτές τις δομές κέντρου-περιβάλλοντος (Extended Data Fig. 1-1).

• Όσον αφορά τα ώριμα KC, το 86 τοις εκατό και το 88 τοις εκατό από αυτά δημιουργούν συνάψεις με τον αριστερό και τον δεξιό νευρώνα DAN-i1, αντίστοιχα, και το 78 τοις εκατό και το 74 τοις εκατό με τον αριστερό και τον δεξιό νευρώνα MBON-i1, αντίστοιχα. Τα μεμονωμένα KC έχουν διάμεσους συνάψεις 4 KC!DAN-i1, 4 DAN-i1!KC και 5 KC!MBON-i1 (Eichler et al., 2017· για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το DAN-i1, βλέπε Saumweber et al., 2018 ). Σύμφωνα με τα δενδρογράμματα όλων των επιμέρους KC, τα KC!DAN-i1, DAN-i1!KC, και KC! Οι συνάψεις MBON-i1 φαίνεται να αναμειγνύονται χωρίς εμφανείς διαιρέσεις στη διάταξη των KC, όπως και οι συνάψεις με theleftandtherightDAN-i1neuron και το αριστερό και το δεξί MBON-i1neuron(ExtendedDataFig.2-3).

Μαζί, αυτές οι αναλύσεις αποκαλύπτουν τη λεπτομερή χωρική οργάνωση του πίνακα DAN-KC-MBON του i-compartment. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι συνάψεις του DAN-i1 με τους δύο κύριους στόχους του, τα KCs και MBON-i1, αναμιγνύονται τοπικά μέσα στις πολλαπλές πλούσιες σε συνάψεις δομές κατά μήκος των αξονικών κλάδων του DAN-i1, αντί να διαχωρίζονται μεταξύ τους ( Εικ. 2Ε, 4. Εκτεταμένα δεδομένα Εικ. 2-1). Μια τέτοια αρχιτεκτονική μπορεί να σημαίνει ότι το DAN-i1 παρέχει συσχετισμένα, αντί ανεξάρτητα διαμορφωμένα, σήματα στα KC και MBON-i1 μέσα σε αυτές τις πλούσιες σε συνάψεις δομές.

Η ενεργοποίηση των ίδιων νευρώνων μπορεί να πραγματοποιηθείμνήμηκαι να τερματίσει την ανάκλησή του

Μας κέντρισε το ενδιαφέρον το γεγονός ότι το DAN-i1 έχει δύο κύριους στόχους, δηλαδή τους KC και το MBON-i1. ότι οι συνάψεις του με αυτούς τους δύο στόχους είναι τόσο στενά αναμεμειγμένες. και ότι οι φυσικές ανταμοιβές έχουν δύο λειτουργίες, δηλαδή την καθιέρωσημνήμηστην προπόνηση και να τερματίσει με οξύ τρόπο τη συμπεριφορική έκφραση αυτούμνήμηκατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης (Εικ. 1Α) (Gerber και

Εικόνα 4. Οργάνωση συνάψεων στον νευρώνα DAN-i1. Η ανάλυση συστάδων αποκάλυψε ότι οι συνάψεις από και προς τον αριστερό νευρώνα DAN-i1 στις περιοχές 2 και 3 (βλ. Εικ. 2) είναι διατεταγμένες σε έξι συστάδες (σημασμένες ως 29,299, κ.λπ.). Αυτά τα συμπλέγματα φαίνεται να έχουν μια οργάνωση κέντρου-περιβάλλοντος: προς το κέντρο τους, βρίσκονται οι συνάψεις DAN!KC, KC!DAN και DAN!MBON, ενώ τα surround χαρακτηριστικά τους είναι σχεδόν αποκλειστικά συνάψεις KC!DAN. Β, Ίδιο όπως στο Α, αλλά για τον σωστό νευρώνα DAN-i1. Μπορούν να αναγνωριστούν επτά δομές κέντρου-περιβάλλοντος. Γ, Για να ποσοτικοποιήσουμε αυτήν την οργάνωση των συνάψεων, προσδιορίσαμε την απόσταση (σε μήκος καλωδίου κατά μήκος του νευρώνα) διαφορετικών τύπων συνάψεων από το κέντρο του αντίστοιχου συμπλέγματος τους και βρήκαμε ότι οι συνάψεις KC!DAN είναι πιο μακριά από το κέντρο από όλους τους άλλους τύπους των συνάψεων. Αυτό επιβεβαιώνει την οργάνωση των συστάδων ως δομών κέντρου-περιβάλλοντος. D, Ίδιο όπως στο C, αλλά για τον σωστό νευρώνα DAN-i1. Ε, Σχηματικό σκίτσο της δομής κέντρου-περιβάλλοντος (πάνω) και μια μεγέθυνση των συνδέσεων στο κέντρο (κάτω). Διαφορετικά γράμματα πάνω από τις γραφικές παραστάσεις του πλαισίου υποδηλώνουν ζεύγος σημασία (δοκιμή Mann– Whitney U, p, 0.05, διορθώθηκε σύμφωνα με τον Bonferroni-Holm). Όλες οι στατιστικές δοκιμές και τα αποτελέσματά τους αναφέρονται μαζί με τα δεδομένα πηγής στο Σχήμα Εκτεταμένων Δεδομένων 1-1.

cistanche pharma special

Hendel, 2006; Schleyer et al., 2011, 2013, 2015a,b, 2018; Παΐσιος κ.ά., 2017). Ως εκ τούτου, αναρωτηθήκαμε εάν η οπτογενετική ενεργοποίηση των DANs στην προπόνηση και κατά τη διάρκεια της δοκιμής θα μπορούσε να αποδώσει αυτές τις δύο λειτουργίες. Ξεκινήσαμε χρησιμοποιώντας το στέλεχος οδηγού 58E02- Gal4 που καλύπτει το DAN-i1 συν δύο DAN που νευρώνουν άλλα διαμερίσματα του έσω λοβού (Εικ. 5Α, Β) (Rohwedder et al., 2016) και UAS-ChR{ {14}}Το XXL ως στέλεχος τελεστή (Dawydow et al., 2014). Τα 58E02-DAN ενεργοποιήθηκαν είτε σε συνδυασμό είτε χωρίς σύζευξη με οσμή στην προπόνηση και η διαφορά στην προτίμηση οσμής σε μια επόμενη δοκιμή ανάκλησης χρησιμοποιήθηκε για τον ποσοτικό προσδιορισμό της συσχέτισηςμνήμημέσω του Π.Ι. Παρατηρήσαμε θετικές βαθμολογίες PI που υποδεικνύουν ορεκτικό συνειρμικόμνήμηστον πειραματικό γονότυπο, ενώ οι γενετικοί έλεγχοι ετερόζυγοι είτε μόνο για τον διαγονιδιακό τελεστή είτε για το κατασκεύασμα οδηγού δεν έδειξανμνήμη(Εικ. 6Α, επάνω, γραφικά κουτιού με μαύρα γεμάτα) (Rohwedder et al., 2016). Έτσι, η ενεργοποίηση 58E02-DAN κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης μπορεί να παρέχει ένα σήμα ανταμοιβής γιαμνήμησχηματισμός.

Στη συνέχεια, επαναλάβαμε το πείραμα, αλλά ενεργοποιήσαμε και το 58E02-DAN κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης. Με αυτόν τον τρόπο μειώθηκαν οι τιμές PI (δηλ. μειωμένεςμνήμη-βασισμένη αναζήτηση) στο μισό περίπου (Εικ. 6Α, επάνω, γραφικά πλαισίου γεμάτα μπλε· για αναπαραγωγή αυτού του αποτελέσματος, βλέπε Εικ. 6Γ). Κρίσιμα, όπως ακριβώς συμβαίνει με τις φυσικές ανταμοιβές (Εικ. 1Β) (Schleyer et al., 2011, 2015a,b), 58E02-Η ενεργοποίηση του DAN δεν επηρέασε την έμφυτη οσφρητική συμπεριφορά (Εικ. 6Α, κάτω). Έτσι, η ενεργοποίηση 58E02- DAN μπορεί επίσης να παρέχει ένα οξύ σήμα τερματισμού αναζήτησης κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης.

Τα προηγούμενα πειράματα δείχνουν ότι τα τρία 58E02- DAN μπορούν να προσδώσουν τα ίδια δύο σήματα ως φυσική ανταμοιβή (δηλ.

Εικόνα 5. Μοτίβο έκφρασης διαγονιδίου των στελεχών οδηγών 58E02-DAN και 864-DAN. A, B, Μια προηγούμενη ανάλυση που βασίζεται σε αναστροφή του στελέχους οδηγού 58E02-DAN εντόπισε τους νευρώνες DAN-h1, DAN-i1 και DAN-j1 (ονομάζονται επίσης pPAM1, pPAM3 και pPAM4), ως καθώς και ένας επιπλέον νευρώνας έξω από το σώμα του μανιταριού (Rohwedder et al., 2016). Αυτό το μοτίβο επιβεβαιώθηκε: το στέλεχος του οδηγού διασταυρώθηκε σε (A1-A5) pJFRC-10xUAS-IVS-mCD8::GFP ή (B1-B4) UAS-ChR{{ 27}}XXL. Α1, Β1, Σήμα του αντισώματος a-GFP ή a-ChR, αντίστοιχα. Α2, Β2, Σήμα της χρώσης του υποβάθρου μέσω του αντισώματος a-FASII ή a-HRP, αντίστοιχα. A3, B3, Συγχώνευση των αντίστοιχων σημάτων. A4, B4, Μια μερική προβολή z αποκαλύπτει ισχυρή εννεύρωση του έσω λοβού του σώματος του μανιταριού. A5, Δεν ανιχνεύεται νεύρωση της πλάγιας σκωληκοειδούς απόφυσης (βέλος). C, D, Το 864-στέλεχος οδηγού DAN έχει αναφερθεί ότι εκφράζεται έντονα στο DAN-i1 (Saumweber et al., 2018). Εδώ, το διασταυρώσαμε είτε σε (C1-C5) pJFRC-10xUAS-IVS-mCD8::GFP ή (D1-D4) UAS-ChR2-XXL. C1, D1, Σήμα του αντισώματος a-GFP ή a-ChR, αντίστοιχα. C2, D2, Σήμα της χρώσης υποβάθρου μέσω του αντισώματος a-FASII ή a-HRP, αντίστοιχα. C3, D3, Συγχώνευση των αντίστοιχων σημάτων. C4, D4, Μια μερική προβολή z αποκαλύπτει ισχυρή εννεύρωση του διαμερίσματος i και στα δύο ημισφαίρια (βέλη), επιβεβαιώνοντας την έκφραση στο DAN-i1. C5, Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως (Saumweber et al., 2018), το στέλεχος οδηγός εκφράζεται περιστασιακά σε επιπλέον νευρώνες, αλλά αν ναι, τυπικά μόνο σε ένα ημισφαίριο του εγκεφάλου και σε νευρώνες που διαφέρουν ως προς την ταυτότητα μεταξύ των παρασκευασμάτων. Σχετικά πιο συχνά, παρατηρήσαμε τον νευρώνα MBON-d1, νευρώνοντας την πλευρική σκωληκοειδή απόφυση σε ένα ημισφαίριο (βέλος). Στα πολλά ζώα που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό με βάση την ομάδα μας, μια τέτοια στοχαστική πρόσθετη έκφραση είναι απίθανο να προκαλέσει συστηματικά αποτελέσματα.

το σήμα ανταμοιβής κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης και το σήμα τερματισμού αναζήτησης κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης). Ωστόσο, παραμένει ασαφές εάν καθένα από τα τρία DAN δίνει και τα δύο σήματα ή εάν υπάρχει καταμερισμός εργασίας, με διαφορετικά DAN να είναι υπεύθυνα για το σήμα ανταμοιβής και το σήμα τερματισμού αναζήτησης. Επομένως, επιλέξαμε το στέλεχος οδηγού split-Gal4 864, το οποίο υποστηρίζει ισχυρή και αξιόπιστη έκφραση διαγονιδίων σε ένα μόνο από τα DAN που καλύπτονται από το 58E02-DAN, τον νευρώνα DAN-i1, και στα δύο ημισφαίρια ( Εικ. 5C, D) (Saumweber et al., 2018). Η συσχετιστική 864-ενεργοποίηση DAN στην προπόνηση καθιέρωσε θετικούς δείκτες απόδοσης (δηλ.μνήμη-βασισμένη αναζήτηση? Εικ. 6Β, επάνω, γραφικές παραστάσεις κουτιών με μαύρο γέμισμα) (Saumweber et al., 2018). Η ενεργοποίηση του 864-DAN επίσης κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης τερματίστηκεμνήμη-βασισμένη αναζήτηση (Εικ. 6Β, επάνω, γραφικές παραστάσεις πλαισίου με μπλε). Τρία ανεξάρτητα σύνολα δεδομένων επιβεβαιώνουν την παρατήρηση της αναζήτησης που συντονίζεται (Εικ. 6D–F). Η έμφυτη οσφρητική συμπεριφορά δεν επηρεάστηκε από την864-ενεργοποίηση DAN(Εικ.6Β, κάτω).

Η δραστηριότητα των DAN μεταξύ της προπόνησης και του τεστ ανάκλησης (δηλαδή, κατά τη διάρκεια της περιόδου διατήρησης) έχει προηγουμένως βρεθεί ότι προάγει τη λήθη σε ενήλικα D. melanogaster (Berry et al., 2012, 2015; Shuai et al., 2015; Aso και Rubin, 2016). Ως εκ τούτου, αναρωτηθήκαμε εάν, στο παράδειγμά μας, η δραστηριότητα 864-DAN θα προωθούσε τη λήθη, σε αντίθεση με τον έντονο τερματισμό της αναζήτησης βάσει μνήμης και την αποχώρησημνήμηάθικτος. Για να δοκιμαστεί αυτή η πιθανότητα, οι προνύμφες εκπαιδεύτηκαν όπως πριν, αλλά πριν από την ανάκληση

Εικόνα 6. Η ενεργοποίηση των ίδιων νευρώνων μπορεί να γίνειμνήμηκαι να τερματίσει την ανάκλησή του. A Top, οι προνύμφες εκπαιδεύτηκαν με οσμή που παρουσιάστηκε είτε σε συνδυασμό είτε χωρίς σύζευξη με ενεργοποίηση 58E02-DAN από το μπλε φως. Στη δοκιμή ανάκλησης, οι θετικές τιμές PI στον πειραματικό γονότυπο, αλλά όχι στους γενετικούς μάρτυρες, υποδεικνύουν τη συμπεριφορά αναζήτησης με βάση τη συσχετιστική μνήμη για την οσμή (γραφική παράσταση στο αριστερό πλαίσιο). Έτσι, κατά τη διάρκεια της προπόνησης, η ενεργοποίηση 58E02-DAN μπορεί να μεσολαβήσει σε ένα σήμα ανταμοιβής. ομνήμηΗ βασισμένη αναζήτηση του πειραματικού γονότυπου ρυθμίστηκε όταν το 58E02-DAN ενεργοποιήθηκε από το μπλε φως κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης επίσης (το αριστερό διάγραμμα πλαισίου γεμάτο μπλε). Έτσι, η ενεργοποίηση 58E02 μπορεί επίσης να δώσει ένα σήμα τερματισμού αναζήτησης. Μεγέθη δειγμάτων: 16, 15, 17, 18, 15, 18. Κάτω, οι προνύμφες δοκιμάστηκαν για έμφυτη προτίμηση οσμής, είτε απουσία είτε παρουσία μπλε φωτός. Όλοι οι γονότυποι προτιμούσαν την οσμή εξίσου έντονα και στις δύο συνθήκες, υποδηλώνοντας ότι η ενεργοποίηση του 58E02-DAN δεν είχε καμία επίδραση στην έμφυτη προτίμηση οσμής. Μεγέθη δειγμάτων: 24 το καθένα. B, Ίδιο με το A, αλλά με 864-ενεργοποίηση DAN από μπλε φως. Κορυφή, ένα θετικό PI, και ως εκ τούτουμνήμη-βασισμένη αναζήτηση, παρατηρήθηκε μόνο στον πειραματικό γονότυπο και μόνο όταν η δοκιμή ανάκλησης έγινε στο σκοτάδι. Μεγέθη δειγμάτων: 19, 19, 19, 19, 19, 20. Κάτω, 864-Η ενεργοποίηση DAN δεν είχε καμία επίδραση στην έμφυτη προτίμηση οσμής. Μεγέθη δειγμάτων: 16 το καθένα. Γ, Σε μια αντιγραφή του πειράματος που φαίνεται στο Α (επάνω) για τον πειραματικό γονότυπο, οι προνύμφες έδειξανμνήμη-βασισμένη αναζήτηση στο σκοτάδι. Όταν το 58E02-DAN ενεργοποιήθηκε από το μπλε φως κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης, αυτή η αναζήτηση μειώθηκε. Μεγέθη δείγματος: 15, 16. D, Σε μια αναπαραγωγή του πειράματος που φαίνεται στο Β (επάνω) για τον πειραματικό γονότυπο, οι προνύμφες παρουσίασανμνήμη-βασισμένη αναζήτηση στο σκοτάδι. Όταν το 864-DAN ενεργοποιήθηκε κατά τη δοκιμή ανάκλησης, αυτή η αναζήτηση τερματίστηκε. Μεγέθη δείγματος: 28, 28. Ε, Σε μια περαιτέρω αναπαραγωγή του D, η δοκιμή πραγματοποιήθηκε σε ένα τρυβλίο Petri εσωτερικής διαμέτρου 9 cm αντί για 15 cm.Μνήμη-η αναζήτηση βάσει ανάκλησης κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης παρατηρήθηκε στο σκοτάδι και, σε αυτήν την περίπτωση, ρυθμίστηκε εν μέρει μέσω της 864-ενεργοποίησης DAN. Μεγέθη δειγμάτων: 22, 22. F, οι προνύμφες εκπαιδεύτηκαν σε μια διαφορική εκδοχή δύο οσμών του πειράματος, χρησιμοποιώντας οξικό ν-αμυλεστέρα αραιωμένο 1:50 και μη αραιωμένη 1-οκτανόλη. Η δοκιμή ανάκλησης πραγματοποιήθηκε σε ένα τρυβλίο Petri εσωτερικής διαμέτρου 9 cm. ομνήμηΗ βασισμένη αναζήτηση παρατηρήθηκε στο σκοτάδι και ρυθμίστηκε μέσω της 864-ενεργοποίησης DAN. Μεγέθη δείγματος: 26, 26. Διαφορετικά γράμματα πάνω από τις γραφικές παραστάσεις του πλαισίου υποδηλώνουν ζεύγος (δοκιμή Mann–Whitney U, p,0.05, διορθώθηκε σύμφωνα με τη Bonferroni-Holm). *Σημασία από το μηδέν (δοκιμή προσήμου ενός δείγματος, p, 0.05, διορθώθηκε σύμφωνα με τον Bonferroni-Holm). ns: Μη σημασία σε όλες τις πειραματικές συνθήκες (δοκιμή Kruskal–Wallis, σελ. 0,05). Όλες οι στατιστικές δοκιμές και τα αποτελέσματά τους αναφέρονται μαζί με τα δεδομένα πηγής στο Σχήμα Εκτεταμένων Δεδομένων 1-1.

Εικόνα 7. Η ενεργοποίηση του 864-DAN μεταξύ της προπόνησης και της δοκιμής ανάκλησης δεν ενισχύει τη λήθη ή την εξαφάνιση. Μια Ομάδα προνυμφών εκπαιδεύτηκε όπως στο Σχήμα 6. Στη συνέχεια, οι προνύμφες διατηρήθηκαν είτε στο σκοτάδι είτε στο μπλε φως για 3 λεπτά (Περιμένετε) και στη συνέχεια δοκιμάστηκαν. Όταν αυτό το τεστ ανάκλησης διεξήχθη στο σκοτάδι, αμνήμηΗ βασισμένη αναζήτηση παρατηρήθηκε ανεξάρτητα από τη συνθήκη φωτός, και επομένως ανεξάρτητα από τη δραστηριότητα 864-DAN, κατά τη φάση αναμονής (αριστερό και μεσαίο πλαίσιο). Επιβεβαιώσαμε ότι επίσης μετά από μια τέτοια περίοδο αναμονής η 864- ενεργοποίηση DAN κατά τη διάρκεια της δοκιμής ανάκλησης τερματίζεταιμνήμη-βασισμένη αναζήτηση (σχήμα δεξιού πλαισίου). Μεγέθη δειγμάτων: 25, 24, 19. Β, Ίδια με το Α, αλλά αυτή τη φορά με την οσμή που υπάρχει κατά την περίοδο αναμονής. Μεγέθη δειγμάτων: 28 το καθένα. Διαφορετικά γράμματα πάνω από τα διαγράμματα του πλαισίου υποδεικνύουν τη σημασία ανά ζεύγη (δοκιμή Mann–Whitney U, p, 0.{10}}5, διορθώθηκε σύμφωνα με τη Bonferroni-Holm). *Σημασία από μηδέν (δοκιμή προσήμου ενός δείγματος, p, 0,05, διορθώθηκε σύμφωνα με το Bonferroni- Holm). Όλες οι στατιστικές δοκιμές και τα αποτελέσματά τους αναφέρονται μαζί με τα δεδομένα πηγής στο Σχήμα Εκτεταμένων Δεδομένων 1-1.

cistanche pharma special