Dissertação

OptoPAD: dissecting the neuronal control of Drosophila eating habits by merging the FlyPAD with optogenetics EVALUATED

Este projeto tem como objetivo desenvolver um novo dispositivo que consiga manipular geneticamente neurónios e investigar o comportamento alimentar da Drosophila melanogaster, utilizando optogenética. Com o propósito de construir um novo paradigma comportamental onde moscas da fruta tenham a oportunidade de escolher entre duas fontes de comida com diferentes “consequências neuronais”, usámos uma combinação do FlyPAD (“Fly Proboscis and Activity Detector” – um sistema de estudo comportamental, que deteta a interação das moscas com a comida por medidas capacitivas) com o Bonsai (uma interface visual para aquisição e processamento online de sinais). Construímos um sistema (OptoPAD) capaz de gravar o comportamento e manipular a atividade neuronal de 32 moscas em simultâneo. Este novo sistema utiliza 32 arenas do FlyPAD, onde um “RGBA LED” de alta potência ilumina cada uma das arenas. O Bonsai processa em tempo real cada sinal capacitivo proveniente de cada arena e quando o comportamento da mosca é o esperado, uma mensagem de ativação é enviada para o Arduino, levando à ativação do LED, despoletando assim a manipulação optogenética. Com este mecanismo conseguimos demonstrar que a ativação de neurónios que expressem recetores gustativos Gr5a induz comportamento apetitivo e a ativação de neurónios expressando Gr66a causa uma resposta aversiva em relação a uma fonte de comida. Este sistema permite a compreensão dos circuitos neuronais por trás da homeostasia alimentar e a manipulação em “closed-loop” de circuitos que permitam estudar comportamentos aversivos, apetitivos e antecipatórios em Drosophila.
FlyPAD, Bonsai, optogenética, channelrhodopsin, closed-loop

Novembro 24, 2015, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Carlos Vidal Ribeiro

Fundação Champalimaud – Champalimaud Center for the Unknown

Doutor

ORIENTADOR

José Alberto Rosado dos Santos Victor

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático