Animals have to deal with an environment presenting vast amounts
of ever-changing sensory information. What features of this
information flow are captured by the sensory system? My thesis
work examines how signals experienced during free olfactory
behaviors are processed by first-order olfactory sensory
neurons (OSNs) of the Drosophila larva. By combining a novel
extracellular recording technique with a microfluidics control system
to control odor delivery in time and space, the computational
principles ...
Animals have to deal with an environment presenting vast amounts
of ever-changing sensory information. What features of this
information flow are captured by the sensory system? My thesis
work examines how signals experienced during free olfactory
behaviors are processed by first-order olfactory sensory
neurons (OSNs) of the Drosophila larva. By combining a novel
extracellular recording technique with a microfluidics control system
to control odor delivery in time and space, the computational
principles underlying the encoding of dynamical odor stimuli were
explored in a single OSN. An optogenetic approach was used to
explore the OSN coding space and mimic naturalistic odor
responses. The results described herein suggest that relative changes
of the stimulus and their temporal integration are captured in a
single OSN. Finally, larval behavior was characterized in closed-loop
virtual odor environments and dissected with respect to the
influence of dynamic features of the stimulus. It emerged that the
neural activity of a single OSN is firmly correlated with dynamic
features, notably the derivative of the stimulus intensity. These
findings link the neural activity of single sensory neuron to
behavioral transitions. Taken together, the results of this work
provide an entry point into the understanding of larval action
selection during chemotaxis.
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Los animales tienen que hacer frente a un entorno caracterizado por
un flujo variable y abundante de información sensorial. ¿Qué rasgos
de este flujo de información son capturados por el sistema sensorial?
Este trabajo examina como las neuronas olfativas sensoriales de
primer orden (NOS) de la larva de Drosophila procesan las señales
experimentadas durante comportamientos olfativos
incondicionados. Mediante la combinación de una novedosa técnica
de grabación extracelular y un sistema de control de ...
Los animales tienen que hacer frente a un entorno caracterizado por
un flujo variable y abundante de información sensorial. ¿Qué rasgos
de este flujo de información son capturados por el sistema sensorial?
Este trabajo examina como las neuronas olfativas sensoriales de
primer orden (NOS) de la larva de Drosophila procesan las señales
experimentadas durante comportamientos olfativos
incondicionados. Mediante la combinación de una novedosa técnica
de grabación extracelular y un sistema de control de microfluidos
que permite controlar temporal y espacialmente el suministro de
olor, se exploraron los principios computacionales que permiten
codificar los estímulos dinámicos de olor en una sola NOS. Para
explorar el espacio que codifican las NOS y recrear una respuesta
olfatoria naturalista se utilizaron técnicas de optogenética. Los
resultados de este estudio sugieren que tanto los cambios de
estímulos relativos como su integración temporal son capturados en
una sola NOS. Por último, se cuantificó la conducta larval en
entornos de olor virtual de bucle cerrado (closed-loop virtual odor
environment) y se analizó teniendo en cuenta la influencia de las
características dinámicas del estímulo. Del análisis resultó que la
actividad neuronal de una única NOS está firmemente
correlacionada con características dinámicas, en particular con la
derivada de la intensidad del estímulo. Estos hallazgos ponen de
manifiesto vinculan la actividad neuronal de una sola neurona
sensorial con transiciones del comportamiento. En conjunto, los
resultados de este trabajo proporcionan un punto de partida para
comprender la toma de decisiones de las larvas durante la
quimiotaxis.
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Programa de doctorat en Biomedicina
