Becoming a couple: the developing relationship between respiratory oscillators of the American Bullfrog
Notice bibliographique
Résumé
Many vital mammalian behaviors, including locomotion, swallowing, and breathing, are dependent upon activity of, and coupling between, neural oscillators. In the mammal, multiple respiratory oscillators—chiefly the preBötzinger complex and parafacial respiratory group—are coordinated to generate muscular outputs driving inspiratory and expiratory activity. This multiple oscillator architecture, however, is not unique to mammals. Indeed, in the bullfrog, three spatially‐distinct burst generators driving different phases of the respiratory pattern have been identified, and at least two have oscillator‐like properties. Despite extensive study of these networks in both mammals and frogs, the mechanism and development of coupling between oscillators are not fully characterized. Over metamorphosis, the bullfrog transitions from water breathing in the tadpole to air breathing in the frog. Paralleling this shift in respiratory medium are radical changes to the underlying motor pattern produced by the brainstem, shifting from buccal ventilation in the tadpole to buccal and lung ventilation in the adult frog. To investigate the question of whether the bullfrog respiratory networks producing buccal and lung bursts ‘begin coupled’ (i.e., with tight synchronicity between oscillator rhythms upon the initial appearance of the lung pattern) or if this interaction arises over development, we employed the bullfrog isolated superfused brainstem preparation. We recorded burst‐triggered respiratory outputs in facial and hypoglossal rootlets from isolated brainstems from early tadpole to juvenile frog. By evaluating variance in the offset between the two primary rhythms, we established coupling coefficients to characterize the oscillators’ interactions. We found evidence to suggest that, in the tadpole, the rhythms of the gill‐ventilating and nascent lung oscillators are uncoupled. Over the course of metamorphosis, these rhythms become increasingly tightly coupled, paralleling the structural and behavioral changes in the animal. Specifically, coupling appears to reach adult levels in unison with the eruption of the forelimbs. Our results indicate that the expression of the lung oscillator is effectively knit into the larger respiratory network over metamorphosis. These findings further our understanding of amphibian respiratory development and may have implications for the origins of modern air‐breathing. Support or Funding Information National Science and Engineering Council of Canada (NSERC) and Alberta Innovates Health Solutions (AIHS) provided funding for this study
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».