Bezobratlí v Martin Vácha neuroetologii Bezobratlí v neuroetologii A) Bezobratlí jako model neuroetologických experimentů B) Podmiňování jako klíč k funkcím NS a smyslů O Magnetorecepce hmyzu Neuroetologie (behaviorální neurobiologie) Syntéza etologie a neurobiologie (60.1) Neurální podstata chování Nástroj řešení otázek neurofyziologie A) Bezobratlí v neuroetologii: Jednoduchý, snadno přístupný nervový systém Bezobratlí v neuroetologii: Jednoduchý, snadno přístupný nervový systém „Robustní" behaviorální pn Laboratorní podmínky 1 Snadný, levný a rychlý chov Mutantní linie a« Mimořádný význam Bezobratlí v neuroetolog Sensomotorické reflexy Caenorhabditis elegans (háďátko) Forward movement PMennared VB Idle VB Posttnof Tuin^ŕ Related Hni Stretched Area ApmtenbatedWMJ AkiieHMJ Ypptn cliannel Yciosad channel Bezobratlí v Sensomotorické reflexv Motorické sekvence Depressor muscle Levator muscle ÍVing-hmge proprioceptor ptepressiori proprioceptors neuroetologii: Clione limacina (valovka plžovitá) „Sea angel" Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Training conditions nest in sand t* as* Testing conditions Pine cones m o veci here nest in sand N. Tinbergen Nobelova cena 1973 Philanthus triangulum Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace ^m m B�6D Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace ia Komunikace < Učení a paměť ffi* ^ ^ 5 •M» MlKF^Icmcnte -■JunOTl U:- ■ 'jíi ^ s4#jtobuloih Bezobratlí v Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy f neuroetologii: LL fr±rH ll imí JW 1? 24 S ?*44+ ri*t^-H P+^~ i tt tftTOtj ._ Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy Smyslové schopnosti Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy Smyslové schopnosti Dendrite* Sensillar lymph. Tí BS Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace ^^™ Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy Smyslové schopnosti a dráhy Stárnutí Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace ____________ Učení a paměť Circadiánní rýmy Smyslové schopnosti Stárnutí Sexuální orientace Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy Smyslové schopnosti Stárnutí Sexuální orientace , Agresivita Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence Orientace Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy Smyslové schopnosti a dráhy Stárnutí Sexuální orientace Agresivita Působení drog a farmak Bezobratlí v neuroetologii: Sensomotorické reflexy Motorické sekvence ---------------------- Orientace Komunikace Učení a paměť Circadiánní rýmy ^h-^^ Smyslové schopnosti Stárnutí Sexuální orientace Agresivita Působení drog a farmak Ochota riskovat, emoce atd... B) Podmiňování jako klíč k funkci NS a smyslů Vytvoření podmíněného spojení je důkazem plasticity NS a základem paměti a učení. (A) Pavlov 0 4 3 12 K 20 24 2B & 36 111 MumbĽrnf iri.ils Podmiňování jako klíč k funkci NS a smyslů Vytvoření podmíněného spojení je důkazem plasticity NS a základem paměti a učení. von Frish Vytvoření podmíněného spojení může být: cílem výzkumu paměti a učení B __ > Tritonia diomedea mekkýsi se ucí Vytvoření podmíněného spojení může být: cílem výzkumu paměti a učení i Šř Eric Kandel Nobelova cena 2000 Aplysia - zej „mořský zajíc" Aplysia Vytvoření podmíněného spojení může být: cílem výzkumu paměti a učení Dotek na sifon... ...a žábra se stáhnou Habituace u Aplysia Plasticita nervového spojení i na izolovaných gangliích <"(■) corotectivé Motor lU-'Lprun \ Lefl i 111 mi.i; ti ve i:bi CwItmI gtWgliOfl ľlľUMl gŕinglUin ľí-íä.i I ganglion MllK'HII/Ilt (julvclwr 10.8 ■ftilSNI Tail SN2 Tail MM AbJu[iHiiül f;..iFi^ln. m V SlplHJ" J% r-r, Movement Stimulus Experimental preparations for cellular analysis Ihe cellular basis ol gill and siphon wJihdMv.ii! ten bo studied rif several levels of analysis. (A) In [ho mnst in tart preparation the abdominal ganglion 45 oxti'mali7Pri, nnd recondinj;5 horn noural elements arc made during reťle* actions fü) [n what is know n as the serhi-intad preparation, tho entire central nervou b system (CMS) is removed In some casts peripheral organ« (such as triu etil, siphon, and tail) arc loft atliu'hfd to the CMS by thoir peripheral nerves {CI In a third preparátům, singlo ganglia (nr pairs ot ganglia) are removed. Romrdings an1 made from identi-I it'll nt'Ltniti!) in tin.1 iu'liTliI i'lrrml Mir siphon and j»ill Vytvorení podmíněného spojení může být: cílem výzkumu paměti a učení Trénink a test rutabaga dunce ■ Pel tie r elements Current Opinion in Neurobiology Vytvoření podmíněného spojení může být: nástrojem výzkumu smyslových schopností Odměna nebo trest při tréninku Vytvoření podmíněného spojení může být: nástrojem výzkumu smyslových schopností Richard Axel Nobelova cena 2004 za objevy podstaty čichu Vytvoření podmíněného spojení může být: nástrojem výzkumu smyslových schopností Richard Axel Nobelova cena 2004 za objevy podstaty čichu A V #?> . řJ B , i p.. i,t p m Train im Test Podmiňování jako klíč k funkci NS a smyslů Vytvoření podmíněného spojení může být: cílem výzkumu paměti a učení Podmiňování jako klíč k funkci NS a smyslů Vytvoření podmíněného spojení může být: nebo nástrojem výzkumu smyslových schopností C) Magnetorecepce - výzva smyslové fyziologii Kompas: Všudypřítomné vodítko Orientace hmyzu Migrující hmyz monarcha stehovavý lonterey« rJĚl Wo,n|oV .goston Monarch's breeding range shown in orange I Greatest concentration | Wintering areas ooo NATIONAL GEOGRAPHIC ART DIVÍSI0N Neznáme Mechanismus recepce Lokalizaci receptoru Adaptivní význam JVlsianetit? B = 0 iontové kanály shluky nanokrysíalu magnetitu \ Modifikace zraku? Neuroetologicke metody smyslové fyziologie Podmiňování versus spontánní reakce Neuroetologicke metody smyslové fyziologie Podmiňování: Trénink a test Neuroetologicke metody smyslové fyziologie Podmiňování: Trénink a test Trénink: Odměna nebo trest Licht Source I I o i o i o i o o o niM t O O o T o oo Trénink Drosophila Světlo jako atraktivní stimul s 1^1 1 \ Test Test Drosophila Test Drosophila Cirkulární diagramy orientace • « • • * • • Tenebrio molitor im«** Trénink Test Pohled kamery Problémy: Je magnetorecepce závislá na světle? Dokáže kompas rozlišit polaritu pole? Ve tmě kompas potemníka nefunguje Tma 0%RH S JT • •* S * ' A-.. • 1 / /** 1 V N = 100 • • » • _ 9 "V \ * \ • * • / m / e = 60° 0> = 74,6C l r = 0,08 s = 78,0° Světlo 0%RH Rozlišení inklinační a polaritní reakce ukazuje na typ recepce 9. Inklinační kompas ptáků. Normální orientace (a). Otočíme-lí experimentálně vertikální složku geomagnetického pole (b), má to stejný účinek jako otočení složky horizontální (c). Ptáci (ale také čolci a želvy) odvozují tedy polaritu pole ze znaménka sklonu pole (inklinace). (Podle: Wiltschko W„ Wiltschko R.: J. Comp. Physiol. A 191, 675-693, 2005) Obrácení inklinace otočí orientaci potemníka - kompas není polaritní Training/ Test/ Training / Test\ Změna barvy světla způsobí posun orientace uv/uv n=174 MVB=1 r=0.16 P=0.0143 Kompas potemníka Tenebrio má znaky na světle závislého mechanismu. Kukla? Kukla jako neuroetologický model Etologie v jediném parametru Nestresována fixací Citlivá na vnější podněty Podmiňování: magnetický stimul předchází tepelný „trest" Podmiňování: magnetický stimul předchází tepelný „trest" ■ľ I ll< -I'M i M "IHJJf D ATAXIC«]*». W ;i]i'ii| iaft*...| j]řPhrM... -|Qr«iiüii... | flf frmww,. ■■ || [p s. .^wi_ Q ^JÍW *££íŕ "=!h wi ihri iv.-.).rnjitif~i\-rMaH*r\n?n*ni-i.vt Before treatmen /T^r^r^A^ Area = 390 Wilcoxon pair test After treatment J u. j Ar ea = 990 ItlHi jfídHHř d -M^l ^i^.^j[3B<ä"i:.> Íj]i£jLdĽlÍÍ3@^íP^^'*? ^tmiwl-'l ^jůuriaňip»;... | ^ffcmjftŕcw...| Q i«JcJaiM... ||g F 4 Ä 3 o m 2 1 0 |MiTi »ľ SI RíVaI . D test group D control group -p 2 3 4 5 Time and experimental periods Results: 9 8 7 (O I 6 (O F 4 Ä 3 o m 2 1 0 |MiTi »ľ SI Bnjn _. D test group D control group -p -p 2 3 4 5 Time and experimental periods A 60°CW field shifts in Test 4-3-2-I - llllll III D Tost D Control fO.OO h 10.45 h I 1.30 h 12.15 h 13.00 h 13.45 h 14.30 A B C: D E F is 16 14 12 10 8 6 4 i O B ŕ-0.001 D ABF D CDE P=n.s. Test Control ix 16 14 12 10- H ■ 6 ■ 4 ■ 2 - O □ Tcsl ■ Control 7>=0.03 P=n.s. CDE ABF Děkuji za pozornost.