Zoofysiologi - Specialer og projekter

Her har du mulighed for at se eksempler på bachelorprojekter, specialer og ph.d.-projekter fra studerende ved Zoofysiologi.

An in vitro study of the dendritic currents in the shaping of epileptiform seizure activity in the area CA1 of the rat hippocampus

Bo Michelsen, Specialestuderende ved Peter Teglberg Madsen, Institut for Bioscience og Mogens Andreasen, Institut for Biomedicin

Abstract: Epileptic seizures are caused by abnormal, hyper-synchronous discharges in populations of neurons. The behavior of neurons was originally thought to be the product of mainly a synaptic imbalance between excitation and inhibition. Through the years this view has changed, and a number of other factors are now believed to contribute to the seizure events, such as non-synaptic, electrical field interactions, and glial cells.
In spite of this increasing insight into the cellular mechanisms, the role of the dendrites in relation to generation and/or maintenance of the epileptiform seizures are largely unknown.  I will in my thesis attempt to uncover (i) how dendritic currents are affected during epileptic seizures; (ii) what ion channels that are involved in dendritic currents during seizures; (iii) investigate whether/how dendrites interact with the somatic region of pyramidal cells during seizures.
The experimental setup of the study uses microelectrodes to measure dendritic activity in pyramidal cells of the hippocampal the CA1 region.

Pyramidal cell in the hippocampal CA1 region

Pyramidal cells visualized with biocytin could elucidate whether variations in dendritic morphology correlate to specific functions during epileptiform activity. Foto: Bo T. Michelsen

Magnesium deficiency induces anxiety- and depression-like behavior and metabolic dysfunction in C57Bl/6J mice

Gudrun Winther, specialestuderende ved Tobias Wang

Background: Balance of magnesium (Mg) ions regulates mood and may influence mood disorders. Magnesium is also linked with the glucose metabolism and the inflammatory response in the gut. Methods: We examined the behavioral effects in magnesium deficiency in mice through depression- and anxiety phenotyping experiments. We determined the effects after treatment with imipramine (20 mg·kg-1), diazepam (2 mg·kg-1) and ketamine (3 mg·kg-1). Results: We found that, compared to control mice (n=10), mice receiving magnesium deficient diet (n=10) (10 % RDA) for 6 weeks, were more immobile in the Forced swim test (p<0.01), which suggested depression-like behavior. There was a significant antidepressant-like effect in the Forced swim test. Administration of imipramine and ketamine reduced the duration of immobility compared to the vehicle group (Ket vs. MgD p<0.001; Imi vs. MgD p<0.0001). They also displayed anxiety-like behavior in the Light/Dark box (p<0.01). The intraperitoneal glucose tolerance test showed an elevation in glucose response after 30 minutes compared to the controls (p< 0.05). Conclusion: Insufficient dietary Mg may contribute to depressive disorders and its supplementation may have therapeutic benefits. Future plans: The inflammatory responses will be examined in the gut. We will look for different cytokines and determine the gut microbiota. We will look for protein expressed in the frontal cortex and hippocampus using real-time quantitative polymerase chain reaction (PCR).

Mus musculus - Husmus

Mangel på Magnesium påvirker både metabolisme og adfærd hos Husmus. Foto: Gudrun Winther.

Effects of shipping noise on harbor porpoises in Aarhus Bay

Line Hermannsen, Specialestuderende ved Peter Teglberg Madsen 

Danish waters are heavily ship-trafficked, and shipping noise may affect marine mammals negatively by impeding their use of sounds for echolocation and communication. In this study I recorded noise in Aarhus Bay to investigate the effect of shipping noise on ambient noise levels. Contrary to common beliefs, I find that at least some vessel types emit noise at high frequencies, which could potentially cause acoustic masking for harbor porpoises. To obtain a better assessment of ship noise levels, and thereby a more exact estimate of the impacts on harbor porpoises, noise recordings with longer timeframes and at varying distances from vessels to approximate the attenuation coefficient, are needed to address the scale of impact of anthropogenic noise on the marine environment, with relevance for the ongoing planning of an improved future for the Baltic Sea.

Phocoena phocoena - Marsvin

Støj fra især skibsfart kan hæmme både fødesøgning og kommunikation hos havpattedyr. Her ses et Marsvin og Århus i horisonten. Foto: Kristina Ydesen og Line Hermansen.

Prey engulfment in phocid seals studied with high speed cameras and accelerometry tags

Kristina Ydesen, Specialestuderende ved Peter Teglberg Madsen

Quantification of the foraging behaviour of marine mammal predators in the wild is fundamental for understanding their ecological role, but no reliable means to get information on prey capture success are available. Thus, a new technique is needed to quantify prey captures over long time series in the wild. Specific movements of the head and jaws may provide reliable feeding cues by involving fast specific changes in acceleration (jerk signatures) that might even be prey or context specific. To test this, underwater prey captures of two trained harbour seals wearing Dtag3, with triaxial accelerometers sampling at 500Hz, on their head, will be filmed with two high-speed video cameras. The hypothesis is that feeding produces prey or context specific jerk signatures that can be related to actual prey captures. If verified, the prey capture success and energetic turnover of pinnipeds in the wild can be measured over a year.   

Phoca vitulina - Spættet Sæl

Spættet Sæl med Dtag3. Billedet er en enkelt frame fra et high-speed videokamera. Foto: Kristina Ydesen.

Hørelse hos dyr uden ører

Christian Bech Christensen, Ph.d.-studerende

Lyd består både af en tryk-komponent og en partikelbevægelses-komponent, i det medium den vandrer i. For at et dyr skal kunne sanse en lyd, må det derfor enten kunne opfatte trykket eller partikelbevægelsen. Denne opgave løser forskellige dyr på forskellige måde. I vand er det ofte partikelbevægelsen, som dyrene opfatter, dog har fisk med svømmeblære muligheden for at opfange både partikelbevægelse og tryk. I luft er det omvendt oftest trykket fra en lydkilde, der bliver opfanget. Det kræver altså en tilpasning, for at dyr i vand kan høre lyd i luft. Den mest udbredte tilpasning til at opfange et lydtryk på, er en trommehinde og en eller flere mellemøreknogler. Trykket sætter trommehinden i vibrationer, som overføres til mellemøreknoglerne og videre ind i væsken i det indre øre. Her giver disse vibrationer anledning til en afbøjning af hårceller, som sender signal videre til hjernen.

Men er det muligt for dyr, som f.eks. slanger, der ikke har nogen ydre ører at høre?

Mit projekt går ud på at teste, om slanger af arten kongepython (Python regius) kan høre selve lydtrykket eller, om det i virkeligheden er de vibrationer, som lyden sætter dem i, de opfatter. Da det ikke er muligt at træne slangerne til at vise, om de kan høre en præsenteret lyd, måles det auditive hjernestamme respons. Ved at sætte 3 elektroder ind under huden på slangernes hoveder måles de signaler, der sendes i nerverne, og dermed kan det afgøres, om slangen kan høre en lyd eller ej. Ved at sammenholde hovedvibrationerne, når slangerne udsættes for henholdsvis tryk og vibration, er det muligt at finde ud af, om de kan sanse tryk-komponenten.

Projektet viser, at slanger på trods af de manglende ydre ører kan høre meget høje lyde i luft. Det viser dog også, at det ikke er selve tryk-komponenten de opfatter, men at de derimod har en så god vibrationssans, at de kan mærke de hovedvibrationer, som lydene giver anledning til.

Python Regius - Kongepython

Kongepyton på shaker. Vibrationssans måles ved at måle det auditive hjernestamme respons. Hovedvibrationerne måles med laser.

Osmoregulering i den asiatiske sump ål: effekter af øget salinitet på plasma ioner og overlevelse.

Biologisk projektarbejde i Mekong deltaet i Vietnam af Pil Pedersen og Kasper Hansen. Vejleder: Tobias Wang.

Den asiatiske sump ål, Monopterus albus, er en luftåndende fisk, der almindeligvis betragtes som en ferskvandsfisk. Dog har man observeret sumpålen i brakvand i naturen, hvilket fysiologisk set er meget interessant, da sumpålen har meget reducerede gæller, og eftersom gællerne normalt er det primære organ for osmoregulering (vand- og saltbalanceregulering) i benfisk. Sumpålen er desuden en meget populær spisefisk i Asien og opdrættes intensivt i ferskvandsdamme i Mekongdeltaet i Vietnam. Opdrætningen af sumpål foregår i ferskvand og konkurrerer således mod risproduktionen om de begrænsede ferskvandsarealer. Det er derfor meget relevant at undersøge sumpålens salinitetstolerance og de underliggende osmoregulatoriske mekanismer for at lære mere om luftåndende fisks fysiologi, samt for eventuelt at kunne optimere opdræt af sumpål og risproduktionen i Mekongdeltaet i Vietnam.

Asiatisk Sumpål

Asiatisk Sumpål er en luftåndende fisk med stærkt reducerede gæller. Det er en populær spisefisk i Vietnam.

Hjerte og blodkredsløb i krybdyr

Bjarke Jensen, Ph.d.-studerende

Krybdyr kan ses som et udviklingsstadie mellem vores forfædre, fisk, og så de højerestående hvirveldyr, pattedyr og fugle. Når vi så beskriver krybdyrhjertets genetik, form og funktion opnår vi ikke bare indsigt i krybdyr, men også i hvordan vores hjerter kan have udviklet sig i forhistorien. Vi har nu beskrevet hvordan det normale krybdyrhjerte ser ud (i den Sydamerikanske klapperslange) og beskrevet anatomien bag pythonslangernes usædvanlige blodtryk (som minder mere om blodtrykkene i pattedyr end i andre krybdyr). I samarbejde med danske hjertelæger og fysikere fra Skejby hospital afdækker vi med ultralyd og MR-skanninger blodstrømmenes vej gennem hjerterne og da krybdyrs hjertekammer ikke er helt opdelt som i eksempelvis mennesker blandes blodstrømmene under kompliceret forløb. På en hjerteforskningsafdeling ved Universiteit van Amsterdam farver vi gener i hjertet under firbenfosterets udvikling og ud fra meget tynde vævssnit laver vi digitale 3D modeller af hjerterne og genudtrykkene.

Firbenhjerte

model af firbenhjertet halvvejs igennem fosterudviklingen
Firbenhjerte

Regeneration af væv

Henrik Lauridsen, specialestuderende

Pattedyr, deriblandt mennesker, udviser kun i ringe grad evnen til at regenerere mistede lemmer og organer. Andre hvirveldyr kan imidlertid gendanne amputerede lemmer og organstrukturer til perfektion. Dette gælder i særdeleshed den mexicanske salamander axolotlen (Ambystoma mexicanum), der indenfor få måneder efter en amputation kan regenerere et nyt lem fra amputationsfladen. Denne evne er interessant fra et medicinsk synspunkt, og ved at forstå mekanismerne bag vævsregeneration i axolotlen og andre dyremodeller forudses det, at fremtidige regenerative behandlingsmuligheder i mennesker kan udvikles.
Hidtidige studier af regenerative egenskaber i axolotlen har primært beroet på histologiske og molekylærbiologisk teknikker. Herigennem har man opnået forståelse af, hvordan de grundlæggende processer i regenerationen forløber. Fælles for histologiske og molekylærbiologiske studier i vævsregeneration er imidlertid, at de er stærkt invasive, idet de begge beror på aftagning af et nyligt regenereret lem til forskellige tider i regenerationsprocessen. Der eksisterer i dag ikke en non-invasiv imaging teknik, der kan følge regenerationsprocessen i axolotlen. Jeg ønsker derfor at undersøge, om magnetisk resonans imaging (MRI) er en velegnet modalitet. Hypotesen er, at en velfungerende MRI-metodik til visualisering af regenerationsprocessen i axolotlen og andre modeldyr vil kunne overføres og benyttes til opfølgning på fremtidige kliniske regenerative behandlinger i mennesker

Axolotl

Axolotl kan regenerere mistede lemmer
Axolotl kan regenerere mistede lemmer

Metabolic depression during long term starvation and nutrient selection in the following meal in the Giant Brazilian White Knee Tarantula Acanthoscurria geniculata.

Master Thesis in progress by Peter Skødt Knudsen.
Dep. of Zoophysiology, Aarhus University.

Many spiders posses the ability to cope with long periods without food. Hence they are good objects for studying the physiological machinery that supports a high capacity to deal with long term starvation and recovery upon the next meal. Such adaptations might have been evolved as a response to living in an environment with great fluctuations in the abundance of food and other resources.

Spiders differ from other sit-and-wait predators like constrictor snakes and crocodiles by their unique feeding behavior labeled as extra-oral digestion where the food is catabolized outside their own body. In what way this interesting feature affects the gastrointestinal system during starvation and recovery is not known. The question is if the spiders are forced to keep the organs up-regulated to always maintain a sufficient level of digestive juice ready to pour over the following meal or if the can shut the system down to save energy.   

These issues are here investigated by multiple approaches using different perspectives and methods. In this experiment I work with the following four ways to gain insight into the mechanisms that allow these Brazilian theraposidaes to exhibit a successful sit-and-wait hunting strategy:

1. Respirometry                  
By respirometry it is possible to follow the spiders’ consumption-rate of oxygen and the excretion-rate of carbon dioxide, and thereby establish a curve that shows how the metabolism is depressed during starvation. It is also a powerful tool for measuring the feeding response (SDA response) where oxygen uptake might be elevated by as much as a factor of 8.

2. MR-imaging                   
MRi-technique gives a non-invasive opportunity to determine the level of atrophy (cell shrinkage) if the midgut mesenteron and diverticulas are down-regulated and how fast these organs are up-regulated again.

3. Digestive enzyme analysis                   
Analysis of the arsenal of digestive enzymes reveals if the spiders prepare for their next meal in a nutrient specific way. This idea has so far never been addressed.

4. Measurements of nutrient compositions in prey and spider               
If the spiders are capable of composing a mixture of digestive enzymes that matches their demand, it should also be seen when the nutrient composition of the spider and the prey is estimated before and measured after a meal.    

Acanthoscurria geniculata

Giant Brazilian White Knee Tarantula

Acanthoscurria geniculata

Acanthoscurria geniculata