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Bilateral processing of thermoreception in the olfactory system of larval Xenopus laevis

Bilaterale Verarbeitung der Temperaturwahrnehmung im olfaktorischen System von larvalen Xenopus laevis

by Eugen Kludt
Doctoral thesis
Date of Examination:2010-01-21
Date of issue:2011-01-12
Advisor:Prof. Dr. Dr. Detlev Schild
Referee:Prof. Dr. Detlev Schild
Referee:Prof. Dr. Ralf Heinrich
Referee:Prof. Dr. Michael Müller
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-418

 

 

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Name:kludt.pdf
Size:6.36Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract

English

This study of the ventral olfactory bulb of larval Xenopus laevis shows for the first time the existence of a thermosensitive olfactory glomerulus. This thermosensitive olfactory glomerulus was found to be innervated by axons of olfactory sensory neurons emerging from the ipsilateral olfactory epithelium as well as from the contralateral olfactory epithelium. The perfusion of the ipsilateral or contralateral olfactory epithelium with cold, odor-free Ringer solution elicited a transient [Ca2+]i response within the axons of olfactory sensory neurons and in mitral cells. The activation of mitral cells demonstrated that the response to temperature stimulation is transmitted across the first olfactory synapse. The thermoreception was spatially restricted to this glomerulus, which did not respond to any of the tested odors. Adjacent olfactory glomeruli responded to olfactory and mechanical stimulation without showing any response to temperature changes. The spatially restricted, bilateral processing of temperature stimuli at the level of the olfactory glomerulus and mitral cells indicates that temperature represents a novel, adequate quality for the vertebrate olfactory system.
Keywords: Xenopus laevis; olfactory system; bulbus olfactorius; temperature sensitivity; mitral cell

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Diese Untersuchung am ventralen olfaktorischen Bulb von larvalen Xenopus laevis beschreibt erstmals einen temperatursensitiven olfaktorischen Glomerulus. Dieser temperatursensitive olfaktorische Glomerulus wird von Axonen olfaktorischer Rezeptorneurone innerviert, die sowohl im ipsilateralen als auch im contralateralen olfaktorischen Epithel liegen. Die Perfusion des ipsilateralen oder des contralateralen olfaktorischen Epithels mit kalter, duftstofffreier Ringerlösung erzeugte eine transiente [Ca2+]i Reaktion in Axonen der olfaktorischen Rezeptorneurone und in Mitralzellen. Die Aktivität der Mitralzellen zeigte, daß die Reaktion auf Temperaturstimulation über die erste olfaktorische Synapse übertragen wird. Die Temperaturwahrnehmung war auf diesen Glomerulus begrenzt, wobei dieser auf keinen der getesteten Duftstoffe reagierte. Benachbarte olfaktorische Glomeruli reagierten auf olfaktorische und mechanische Reize, ohne eine Reaktion auf emperaturänderungen zu zeigen. Diese lokale und bilaterale Verarbeitung von Temperaturreizen auf der Ebene der olfaktorischen Glomeruli und Mitralzellen zeigt, daß die Temperatur eine neue und adäquate Qualität des olfaktorischen Systems in Wirbeltieren darstellt.
Schlagwörter: Xenopus laevis; olfaktorisches System; bulbus olfactorius; Temperatursensitivität; Mitralzelle
 

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