Coding of sky-compass information in neurons of the anterior optic tubercle of the desert locust Schistocerca gregaria

The primary aim of my Doctoral thesis project was to test through intracellular recordings the hypothesis that the lower unit of the AOTu participates in polar- ization vision. Four types of interneurons with ramifications in the lower unit of the AOTu were characterized in multiple recordings...

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Main Author: Pfeiffer, Keram
Contributors: Homberg, Uwe (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2006
Subjects:
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Table of Contents: Durch die Experimente im Rahmen meiner Dissertation konnten die beiden Neurone LoTu1 und TuTu1 sehr genau charakterisiert werden. Ich konnte zeigen, dass beide Zellen Teil eines Systems sind, welches die horizontale Richtung der Sonne, den Sonnenazimut, relativ zur Körperlängsachse des Tieres signalisiert. Um Informationen über den Sonnenazimut zu erhalten, sind Photorezep- toren von verschiedenen Teilen des Komplexauges so verschaltet, dass unterschiedliche Aspekte des Himmelslichts (Intensität, spektrale Zusammensetzung, E-Vektor Orientierung) gleiche Infor- mationen liefern. Diese Integration geschieht bereits sehr peripher, vermutlich in Tangentialzellen der Medulla, dem zweiten optischen Ganglion. Diese Zellen erhalten wahrscheinlich sowohl direk- ten Eingang von Photorezeptoren als auch indirekten Eingang von Monopolarzellen der Lamina. Da der Winkel zwischen dem Sonnenazimut und dem E-Vektor-Muster im Tagesverlauf mit der Höhe der Sonne (Sonnenelevation) variiert, ändert sich die Justierung der Neurone im Tagesver- lauf ebenfalls. Dies ist notwendig, damit E-Vektor Orientierung und Lichtintensität/spektrale Zusammensetzung des Lichtes denselben Sonnenazimut anzeigen. Beide Neuronentypen sind ab einem Polarisationsgrad von ca. d = 0,3 in der Lage, E-Vektor Orientierung zu kodieren. Damit liefern die E-Vektoren in einem Bereich von etwa 100 Grad um die Sonne keine Richtungsinformatio- nen. Dies könnte dazu dienen, Missweisungen durch die in diesem Gebiet sehr variablen E-Vektor Orientierungen zu verhindern. Die Neurone LoTu1 und TuTu1 können somit als Sonnenazimut- Detektoren betrachtet werden, die alle verfügbaren Richtungsinformationen des Himmelslichts auswerten.