Responses to mechanically and visually cued water waves in the nervous system of the medicinal leech
Animal experiment published in The Journal of experimental biology (2018)
Abstract
Sensitivity to water waves is a key modality by which aquatic predators can detect and localize their prey. For one such predator - the medicinal leech, Hirudo verbana - behavioral responses to visual and mechanical cues from water waves are well documented. Here, we quantitatively characterized the response patterns of a multisensory interneuron, the S cell, to mechanically and visually cued water waves. As a function of frequency, the response profile of the S cell replicated key features of the behavioral prey localization profile in both visual and mechanical modalities. In terms of overall firing rate, the S cell response was not direction selective, and although the direction of spike propagation within the S cell system did follow the direction of wave propagation under certain circumstances, it is unlikely that downstream neuronal targets can use this information. Accordingly, we propose a role for the S cell in the detection of waves but not in the localization of their source. We demonstrated that neither the head brain nor the tail brain are required for the S cell to respond to visually cued water waves.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Recordings from the S cell interneuron in Hirudo verbana show responses to mechanically and visually cued water waves that mirror behavioural prey-localisation profiles but are not direction-selective, suggesting a detection rather than source-localisation role.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese neurophysiologische Studie charakterisierte, wie ein multisensorisches Interneuron, die S-Zelle, beim medizinischen Blutegel Hirudo verbana auf mechanisch und visuell ausgelöste Wasserwellen reagiert, und kam zu dem Schluss, dass die S-Zelle die Detektion von Wellen kodiert (übereinstimmend mit dem Frequenzprofil der Beutelokalisation), die Wellenquelle aber wahrscheinlich nicht lokalisiert, und dass die Reaktionen ohne das Kopf- oder Schwanzganglion bestehen bleiben. Dies ist echte Biologie des medizinischen Blutegels und für die Hirudotherapie vor allem dadurch relevant, dass sie das Verständnis des Organismus selbst (Hirudo verbana, eine der therapeutisch genutzten Arten) sowie seines Sinnes- und Fressverhaltens vertieft. Die klare Einschränkung ist, dass es sich um sensorisch-neurowissenschaftliche Grundlagenforschung zur Beutedetektion des Blutegels handelt, nicht um eine klinische oder Sekretom-/Wirkstoffforschungsstudie; sie enthält keine therapeutischen Befunde und sollte strikt als grundlegende Biologie des Tieres eingeordnet werden, nicht als Beleg für einen medizinischen Nutzen.
Zitation
Responses to mechanically and visually cued water waves in the nervous system of the medicinal leech.
Lehmkuhl AM et al. · The Journal of experimental biology, 2018
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