Method Article
Negli animali con grandi neuroni identificati ( Ad esempio, Molluschi), l'analisi delle piscine motore viene fatto utilizzando tecniche intracellulari 1,2,3,4. Recentemente, abbiamo sviluppato una tecnica per stimolare extracellulare e registrare i singoli neuroni in Aplysia californica 5. Descriviamo ora un protocollo per utilizzare questa tecnica per identificare e caratterizzare motoneuroni all'interno di un pool motore.
Negli animali con grandi neuroni identificati (ad esempio molluschi), analisi di piscine motore viene fatto utilizzando tecniche intracellulari 1,2,3,4. Recentemente, abbiamo sviluppato una tecnica per stimolare extracellulare e registrare i singoli neuroni in Aplysia californica 5. Descriviamo ora un protocollo per utilizzare questa tecnica per identificare e caratterizzare motoneuroni all'interno di un pool motore.
Questa tecnica ha vantaggi extracellulare. Primi elettrodi extracellulari, può stimolare e registrare i neuroni attraverso la guaina 5, quindi non ha bisogno di essere rimosso. Così, i neuroni saranno più sani in esperimenti extracellulari che in quelli intracellulari. Secondo, se gangli sono ruotate di appropriate pinning della guaina, elettrodi extracellulari possono accedere neuroni su entrambi i lati del ganglio, che rende più facile e più efficace per identificare neuroni multipli nella stessa preparazione. In terzo luogo, extracellulareLAR elettrodi non devono penetrare nelle cellule, e quindi può essere facilmente spostato avanti e indietro tra neuroni, causando meno danni. Ciò è particolarmente utile quando si cerca di registrare i neuroni multipli durante ripetere schemi motori che possono persistere per qualche minuto. In quarto luogo, gli elettrodi extracellulari sono più flessibili di quelli intracellulari durante i movimenti muscolari. Elettrodi intracellulari può tirare fuori e danneggiare i neuroni durante le contrazioni muscolari. Al contrario, poiché elettrodi extracellulari pigiate delicatamente sulla guaina sopra neuroni, di solito soggiornare sopra il neurone stesso durante le contrazioni muscolari, e quindi può essere utilizzato in più preparazioni intatti.
Per identificare in modo univoco i neuroni motori per un parco macchine (in particolare, la I1/I3 muscolo in Aplysia) con elettrodi extracellulari, si possono usare le funzioni che non richiedono misure intracellulari come criteri: dimensione del soma e la posizione, la proiezione assonale, e innervazione muscolare 4, 6,7. Per la piscina particolare motore utilizzato per illustrare la tecnica, abbiamo registrato da nervi vestibolari 2 e 3 per misurare proiezioni assonali, e misurato le forze di contrazione del muscolo I1/I3 per determinare il modello di innervazione muscolare per i motoneuroni singoli.
Dimostriamo il processo completo della prima motoneuroni identificano con innervazione del muscolo, quindi caratterizzare la loro tempistica durante schemi motori, la creazione di un metodo semplificato diagnostico per l'identificazione rapida. Il metodo più semplice e rapida diagnosi è superiore per preparazioni più intatte, ad esempio nella preparazione massa sospesa buccale 8 o 9 in vivo. Questo processo può essere applicato anche in altri autoveicoli piscine 10,11,12 in Aplysia o in altri sistemi animali 2,3,13,14.
1. Preparazione del piatto di registrazione
2. Elettrodo Preparazione
3. Hook elettrodo Allegato
4. Gangli e preparazione muscolare
5. Elettrico di collegamento elettrodi Hook
6. Impostare gli elettrodi di vetro extracellulari per Soma Recordings
7. Configurazione degli elettrodi di aspirazione per le registrazioni Nerve
8. Impostazione del trasduttore di forza per misurare l'I1/I3 contrazione muscolare
9. Identificare i neuroni motori all'interno di un parco macchine
Le figure 4 e 5 mostrano i risultati tipici per identificare due I1/I3 motoneuroni. Figura 4 mostra le registrazioni soma di un grande motoneuroni, B3, durante schemi egestive-simili e ingestive-like (figure 4C, 4D). L'uno-per-uno picchi corrispondenti sul canale soma e il canale ipsilaterale BN2 (figura 4E) mostrano che la specificità di registrazione B3 soma è stata mantenuta durante modelli. B3 incendi durante il medio-tardiva fase di retrazione dei modelli. Dalla figura 4 ed altri (risultati non mostrati), abbiamo trovato che l'unità di BN2 B3 è sempre più grande BN2 unità. Quindi, può anche essere rilevata direttamente da BN2 registrazioni.
La figura 5 mostra le registrazioni soma di un piccolo neurone, B43, durante schemi egestive-simili e ingestive-like (figure 5C, 5D). L'uno-per-uno picchi corrispondenti sul canale somae il canale ipsilaterale BN2 (Figura 5E) mostrano anche che la specificità di B43 registrazione soma è stata mantenuta durante modelli. Neuron B43 burst al termine della fase di retrazione durante pattern. Poiché l'BN2 unità di B43 è piccola, sarebbe difficile identificare dal BN2 registrazioni senza la registrazione soma, tuttavia, poiché spara più intensamente alla fine del pattern motorio BN2, alla fine del burst B43 può ancora essere identificati da BN2 registrazioni da solo.
La figura 6 mostra un albero ottimizzato diagnostica che non richiede innervazione muscolare come criterio, che rende molto più facile identificare le extracellularmente I1/I3 motoneuroni del preparato massa sospesa buccale o in vivo. L'albero di diagnostica è stato sviluppato, tuttavia, utilizzando le misure di forza e EMG, e illustra così come le tecniche di questo protocollo può portare a semplificato motoneuroni identificazione.
Figura 1. Schematica di configurazione generale e il piatto per gli studi di forza. L'immagine superiore mostra una vista dall'alto. L'immagine inferiore mostra una vista laterale (corrispondente alla linea tratteggiata al centro della vista dall'alto). Il ganglio cerebrale viene ancorata Sylgard nella camera posteriore (zona A). I gangli buccale sono appuntato Sylgard sulla piattaforma centrale (area C). La camera posteriore e la piattaforma di mezzo sono separati da una elevata Sylgard parete (zona B). I cerebrale-vestibolari connettivi (CBC) passare per una tacca nel muro Sylgard, sigillati con grasso per vuoto. La massa buccale è incollato al fondo di vetro della camera anteriore (zona D). I nervi vestibolari 2 (BN2s) sono collegati alla massa buccale. Due ganci fissati a suture di seta sono inserite nelle regioni anteriore e posteriore del muscolo I1/I3. Tha punti di sutura in seta sono poi legati al trasduttore di forza. La figura utilizza grigio scuro, grigio chiaro, e bianco per indicare le superfici delle aree A, B, C, e D. La scuro il colore, maggiore è la superficie corrispondente. La figura utilizza a, b, c, d ed indicare importanti dimensioni del piatto. Una lunghezza è di 3-4 mm, la larghezza della tacca che collega la camera posteriore e piattaforma centrale. B lunghezza è di circa 3-5 mm, la differenza di altezza tra le superfici della piattaforma centrale (zona C) e la parete Sylgard (zona B). C lunghezza indica la lunghezza della tacca, che è di circa 5 mm. Lunghezza d indica la larghezza della piattaforma centrale (zona C), che è di circa 5 mm.
Figura 2. Schema dei gangli vestibolaree gli elettrodi di impostazione. La figura mostra le posizioni dei nervi chiave, tra cui i nervi vestibolari 1, 2, e 3 (BN1, BN2 e BN3), il nervo esofageo (EN), il nervo radular (RN), il nervo e del muscolo I2 , e il connettivo cerebrale buccale (CBC). Si noti che i BN2s sono attaccati alla massa buccale (vedi Figura 1). Le CBC sono attaccati al ganglio cerebrale, passando attraverso l'incavo della parete Sylgard e sono sigillati con grasso per vuoto (vedere Figura 1). La RN e il nervo I2 e muscoli sono tirati sopra i gangli e appuntato prossimale alla massa buccale (direzione anteriore). Le linee blu indicano la posizione dei perni. Due piedini piegati (linee rosse etichettati 1) sono utilizzati per ancorare le CBC. Si noti che un lembo della guaina del CBC sul lato sinistro è piegato e immobilizzato tra BN2 BN3 e ruotare il ganglio sinistra buccale (linea rossa etichetta 2). In alcuni gangli, può essere più conveniente per bloccare il fodero giù tra CBC e BN3. Un perno viene aggiunta to il lato del ganglio che è prossimale alla EN (linea rossa etichettata 3) per ulteriore rotazione e stabilizzazione. L'elettrodo di vetro extracellulare è posto sulla sommità della guaina sopra la soma per la stimolazione e la registrazione extracellulare. Gli elettrodi gancio sono fissati ai BN3s e perni di ritenzione quei nervi posto dovrebbe essere posizionato più distalmente rispetto ai punti di fissaggio di questi elettrodi gancio. Due elettrodi di aspirazione sono attaccati alla RN e il nervo I2 e muscoli (vedi riquadro per una visione più chiara del nervo e muscolo I2). Clicca qui per ingrandire la figura .
Figura 3. Una maschera e schematica della mappa neurone extracellulare per l'identificazione del motore I1/I3neuroni del ganglio Aplysia buccale. L'immagine in alto mostra un ganglio vestibolare laterale destra, appuntato lato caudale alto. Per ruotare i gangli buccale, la RN e il nervo I2 / muscoli sono tirati sopra i gangli buccale e appuntato prossimale al lato della EN. Un lembo della guaina CBC viene ripiegato e riposto per la rotazione (vedi figura 2), in modo che i neuroni a lato rostrale o al confine caudale / rostrale può essere visto. Lo schema inferiore è disegnata sulla base dell'immagine superiore. L'immagine e schematica insieme indicano la posizione del motore I1/I3 neuroni B3, B6, B9, B10, B38, B39, B43 e B82 6,7 22,23, così come alcuni altri neuroni. I neuroni B8a e B8b sono responsabili della più grande unità sulla RN, e innervano il muscolo I4 controlla la pinza 6,17. B4 e B5 neuroni sono responsabili per l'unità più grande sul BN3 18. Anche se le dimensioni e le posizioni dei I1/I3 motoneuroni sono variabili da animale to animale, le dimensioni relative e le posizioni sono piuttosto affidabili per la maggior parte dei neuroni: B3, B6, B9, B38, B43, B82 e. Vedere di discussione per ulteriori dettagli sulle I1/I3 motoneuroni, in particolare alcune delle difficoltà di identificare in modo univoco B10 e B39.
Figura 4. Identificare e caratterizzare il I1/I3 motoneurone B3. A) stimolazione extracellulare di B3 (a freccia 1) e la registrazione dal soma B3 (a partire freccia 2) nonché dai nervi corrispondenti e regioni muscolari. Dall'alto verso il basso, i canali sono registrazioni dal soma B3, il controlaterale BN2, il BN2 omolaterale, il omolaterale BN3, la forza di contrazione della regione anteriore del muscolo I1/I3, e la forza di contrazione della regione posteriore del I1/I3 muscolare. Ilscatola blu mette in evidenza la durata delle forze nelle regioni anteriore e posteriore del muscolo I1/I3. In questo caso particolare, la forza posteriore è maggiore della forza anteriore. B) vista espansa dell'area racchiusa dal riquadro rosso in A1. L'uno-per-uno potenziali d'azione corrispondenti nel soma B3 e le iBN2 canali mostrano che i progetti B3 solo sulla ipsilaterale BN2. C) la registrazione extracellulare dal soma B3 e dei nervi in un egestive-come il modello del motore. D) la registrazione extracellulare da il soma B3 e dei nervi in un ingestive-come il modello del motore. In C e D, dall'alto verso il basso, i canali sono registrazioni dal soma B3, il nervo I2, il RN, il omolaterale BN2, e la ipsilaterale BN3. Le caselle blu indicano il perdurare e le fasi di retrazione dei modelli. Le barre rosse nel canale B3 soma sia in C e D in evidenza il piatto azioneentials registrato dal soma B3. Le barre rosse nel canale iBN2 sia in C e D indicano la tempistica corrispondente quando B3 la cottura in BN2 ipsilaterale durante gli schemi motori di alimentazione. E) vista espansa del soma B3 e le iBN2 canali contrassegnati con le barre rosse. Le linee tratteggiate mostrano l'uno-per-uno tra i potenziali d'azione nel soma B3 e le iBN2 canali. Si noti che l'unità di BN2 B3 è la più grande di tutte le unità. Quindi, possiamo anche rilevare le unità di BN2 B3 direttamente dalle registrazioni BN2 senza registrazioni soma. Clicca qui per ingrandire la figura .
Figura 5. Identificazione ecaratterizzare la I1/I3 motoneurone, B43. A) stimolazione extracellulare di B43 (a freccia 1) e la registrazione dal soma (a partire freccia 2) nonché dai nervi corrispondenti e regioni muscolari. Dall'alto verso il basso, i canali sono registrazioni dal soma B43, controlaterale BN2, il BN2 omolaterale, il omolaterale BN3, la forza di contrazione della regione anteriore del muscolo I1/I3, e la forza di contrazione della regione posteriore del I1/I3 muscolare. La scatola blu evidenzia le misure di forza del muscolo I1/I3 B43 durante l'attività. Attivazione B43 genera una piccola forza posteriore, ma nessuna forza anteriore. B) vista estesa della zona racchiusa dal riquadro rosso in A. Le linee tratteggiate mostrano l'uno-per-uno tra i potenziali d'azione nel soma B43 e le iBN2 canali, il che indica che B43 progetti sul BN2 ipsilaterale solo. C) la registrazione extracellularedal soma B43 e dei nervi in un egestive-come il modello del motore. D) la registrazione extracellulare dalla B43 soma e dei nervi in un ingestive-come il modello del motore. In C e D, dall'alto verso il basso, i canali sono registrazioni dal soma B43, il nervo I2, il RN, il omolaterale BN2, e la ipsilaterale BN3. Le caselle blu indicano il perdurare e le fasi di retrazione dei modelli. Le barre rosse nel canale B43 soma sia in C e D in evidenza i potenziali d'azione registrati dalla soma B43. Le barre rosse nel canale iBN2 sia in C e D indicano la tempistica corrispondente quando B43 la cottura in BN2 omolaterale in questi schemi. E) ampia panoramica sulle B43 soma e le iBN2 canali contrassegnati con la barra rossa in D. Le linee tratteggiate mostrano l'uno-per-uno tra i potenziali d'azione nel soma B43 e le iBN2 canali. Si noti che le unità di BN2 B43 sono piccoli e molto difficili da rilevare senza registrazioni soma, ma il fuoco costantemente alla fine del programma motorio BN2, fornendo un altro modo per identificarli. Si noti inoltre che l'unità più grande mostrata nel pannello di fondo in E è una collisione di una unità B43 soma con un'altra unità extracellulare. Clicca qui per ingrandire la figura .
Figura 6. L'albero ottimizzato diagnostico per identificare alcune delle I1/I3 motoneuroni con soma extracellulare e le registrazioni nervose. Questo metodo di diagnosi richiede le informazioni minime per individuare le I1/I3 motoneuroni, il che rende molto più facile identificazionefy motoneuroni del preparato massa sospesa buccale o in vivo. B3 ha il più grande BN2 unità tra i individuati I1/I3 motoneuroni. Nel resto dei motoneuroni, B6 e B9 sono gli unici due neuroni che proiettano su entrambi BN2 e BN3. B9 è più laterale rispetto B6. Il resto dei neuroni proiettano solo BN2 può anche essere diviso in due gruppi. Un gruppo di progetti neuroni bilaterale, nel BN2s, che comprende B10 e B39 e di alcuni neuroni sconosciuti. L'altro gruppo di neuroni proietta ipsilaterale su BN2 solo, che comprende B38, B43, B82 e. B38 si trova nei pressi B3 e B9. B82 è vicino B8 (vedi Figura 3). B43 è vicino B6. La sua unità BN2 è piccolo e scoppia a fine modelli di alimentazione.
Figura 7. Confronto dei tassi di successo di neurone iNDIVIDUAZIONE forza durante esperimenti utilizzando sia la tecnica extracellulare o la tecnica intracellulare. Con la stessa configurazione trasduttore di forza, abbiamo fatto 35 esperimenti utilizzando la tecnica extracellulare (piccoli punti blu) e 27 esperimenti utilizzando la tecnica convenzionale intracellulare (grandi punti viola) per identificare la I1/I3 motoneuroni. L'asse x indica il numero minimo di neuroni motori del muscolo I1/I3 che sono stati identificati in ogni tipo di esperimento. L'asse y indica il tasso di successo percentuale di ciascun tipo di esperimento. Per esempio, in 19 dei 35 (54%) degli esperimenti extracellulari, siamo stati in grado di identificare almeno cinque differenti I1/I3 motoneuroni. In solo 1 su 27 (4%) degli esperimenti intracellulari, siamo stati in grado di identificare almeno cinque I1/I3 motoneuroni. È chiaro che la percentuale di successo nell'identificare neuroni è molto maggiore per un determinato numero di neuroni con la tecnica extracellulare.
Negli animali con grandi neuroni identificati, come molluschi (ad esempio, Lymnaea, Helix, e Aplysia), analisi di piscine motore è in genere fatto utilizzando la registrazione intracellulare 1,2,3,4. In questo protocollo, si descrive un processo per identificare univocamente i neuroni motori per un pool motore utilizzando una tecnica extracellulare. Abbiamo usato le misure di forza, come un esempio di questo processo. Si potrebbe anche usare EMG per misurare innervazioni muscolari. Brevemente, per farlo, il protocollo deve essere modificato per collegare elettrodi gancio di diverse regioni del muscolo I1/I3 per EMG.
La tecnica extracellulare presenta alcuni vantaggi rispetto alle tecniche intracellulari, alcuni dei quali sono già stati descritti sopra. In primo luogo, la tecnica extracellulare richiede meno tempo e fatica per prepararsi gangli per esperimenti e causerà meno danni ai neuroni. Solito, ci vorranno 20-30 minuti per preparare la bucgangli cal per esperimenti extracellulari e circa 1,5 ore per preparare i gangli buccale che sono collegati alla massa buccale per esperimenti intracellulari. Poiché muscoli diventeranno meno attivi come il tempo passa, la differenza di tempo tra i gangli preparativi per esperimenti extracellulari ed intracellulari quelli potrebbe essere critico per il successo di esperimenti. Figura 7 mostra il confronto delle percentuali di successo per identificare i neuroni motori per l'I1 / I3 muscolo usando la tecnica extracellulare o intracellulare in studi forza. In tutti i 35 esperimenti forza extracellulari (100%), siamo stati in grado di identificare almeno un neurone motore per il muscolo I1/I3. In 31 su 35 (89%) esperimenti extracellulari, siamo stati in grado di identificare almeno tre I1/I3 motoneuroni. In 19 su 35 (54%) esperimenti extracellulari, siamo stati in grado di identificare almeno cinque differenti I1/I3 motoneuroni. Al contrario, i tassi di successo degli esperimenti intracellulari con il samla configurazione e la forza del trasduttore sono stati inferiori. In 23 su 27 (85%) esperimenti intracellulari, siamo stati in grado di identificare almeno un I1/I3 motoneurone. In 8 su 27 (30%) esperimenti intracellulari, siamo stati in grado di identificare almeno tre I1/I3 motoneuroni. In solo 1 su 27 (4%) esperimenti intracellulari, siamo stati in grado di identificare cinque I1/I3 motoneuroni. Pertanto, la probabilità di identificare più neuroni del ganglio stesso è superiore utilizzando tecniche extracellulari in contrasto con tecniche intracellulari.
Inoltre, la tecnica extracellulare può accedere molti neuroni su entrambi i lati gangli durante lo stesso esperimento. Di solito, dopo desheathing, elettrodi intracellulari può accedere solo sul lato neuroni del ganglio che è stato Sguainato. Per esempio, quando uno dei due gangli buccale (ad esempio il hemiganglion sul lato sinistro) è bloccato lato caudale up, sarà facile per elettrodi intracellulari per accedere ai neuroni su quellato del ganglio, ad esempio, B6, B9, B10, B39, B43 e, ma di difficile accesso i neuroni nella parte rostrale del ganglio, come B4, B5, B8a, B8b, B38 e B82. In contrasto, elettrodi extracellulari può accedere molti neuroni su entrambi i lati della stessa ganglio vestibolare con un'adeguata rotazione del ganglio. Il grado di rotazione è regolabile e reversibile. Questo aumenta anche la probabilità di identificare più neuroni del ganglio stesso.
Poiché elettrodi extracellulari pigiate delicatamente sulla guaina che copre i neuroni, questi elettrodi non verrà tirato su neuroni, che può creare grandi fori nella membrana e causare danni, come avviene con elettrodi intracellulari durante i movimenti muscolari. La dimensione del segnale varia come il passaggio gangli durante i movimenti muscolari. Si noti che a volte durante i movimenti muscolari di grandi dimensioni, i segnali extracellulari di registrazione soma sarà diminuito o addirittura persi. Tuttavia, si può facilmente move retro extracellulare elettrodo sul neurone e recuperare i segnali originali. Ciò rende possibile applicare la tecnica extracellulare alla preparazione massa sospesa buccale 8 per studi comportamentali, durante i quali generano contrazioni muscolari grandi come la preparazione genera differenti risposte comportamentali. Per esempio, in 47 su 48 esperimenti massa sospesa buccali (98%), abbiamo potuto identificare almeno un neurone motore per il muscolo I1/I3. In 23 su 48 (48%) in sospensione esperimenti di massa buccali, siamo stati in grado di identificare almeno tre I1/I3 motoneuroni. In 11 su 48 (23%) in sospensione esperimenti di massa buccali, siamo stati in grado di identificare almeno cinque neuroni motori per il muscolo I1/I3 e registrare da loro durante schemi motori come la massa buccale si esibiva alimentazione comportamenti simili. La tecnica extracellulare è applicabile anche ad altri più complicati semi-intatte preparazioni, come le preparazioni isolate avanzamento testa che includono tha tentacoli, le labbra, le mascelle, di massa buccale, gangli buccale, e ganglio cerebrale 12,24,25,26. Poiché l'input sensoriale è molto importante per stimolare comportamenti alimentazione in tali preparati, la tecnica extracellulare sarà particolarmente utile per la sua semplicità e funzionalità meno dannosi. Precedenti studi mostrano anche che è possibile individuare e cronicamente registrare B4/B5 in vivo 18. In questi esperimenti precedenti, i ricercatori hanno usato a bassa corrente (10-20 μA) BN2-uno stimolo per attivare selettivamente B4/B5 e incollato un tubicino di polietilene per la guaina sopra B4/B5 per la registrazione, in cui sono stati inseriti un paio di twisted filo di acciaio inossidabile. Così, è possibile identificare e registrare da neuroni motori in vivo utilizzando l'elettrodo tubo di polietilene che è incollato alla guaina di rivestimento gangli (Chestek e Chiel, risultati non pubblicati).
La tecnica extracellulare ha anche alcuni LIMITAioni. Prima, sarà difficile per elettrodi extracellulari di stimolare o registrare i neuroni che sono troppo piccole o troppo in profondità all'interno del ganglio. Si noti che è ancora possibile attivare i neuroni che non sono in superficie attraverso la stimolazione extracellulare. Tuttavia, il nostro modello 5 ha mostrato che la stimolazione può perdere specificità quando il neurone bersaglio è più profonda della neuroni vicini. Quando il neurone è più profonda, l'elettrodo a soma distanza sarà maggiore e correnti maggiori saranno necessari per attivare questo neurone, che può essere sufficientemente elevata per attivare altri neuroni superficie vicina. Secondo, se un neurone è stimolato extracellularmente con troppa corrente, potrebbe essere danneggiato e non rispondono più; correnti molto più piccole vengono utilizzate nella stimolazione intracellulare, se troppa corrente intracellulare può anche danneggiare i neuroni. Talvolta la registrazione soma comprenderà unità multiple sia dal neurone bersaglio e neuroni adiacenti, che è meno specifica intracellulareregistrazione lular. Inoltre, può essere più difficile da controllare e monitorare con precisione la frequenza di emissione di un singolo neurone utilizzando il extracellulare piuttosto che la tecnica intracellulare, poiché l'elettrodo extracellulare non può stimolare e registrare simultaneamente stesso neurone. Inoltre, la tecnica extracellulare non sarà in grado di registrare l'input sinaptico da neuroni premotori. Inoltre, può essere difficile da applicare neurotrasmettitori iontophoretically ad un neurone specifico a meno che il ganglio è Sguainato, sebbene abbiamo dimostrato che è possibile stimolare un ganglio utilizzando carbacolo senza rimuovere la guaina 27.
I limiti delle tecniche di identificazione extracellulari fatto alcuni neuroni in piscina motore difficili da identificare. In questo particolare esempio, la tecnica extracellulare modo attendibile la maggior parte dei neuroni motori per il muscolo I1/I3 in Aplysia: B3, B6, B9, B38, B43, B82 e, sulla base on soma dimensioni e la posizione, la proiezione del nervo, e innervazione del muscolo. Tuttavia, non siamo stati in grado di identificare in maniera attendibile B10 e B39. Precedente lavoro intracellulare 6,7 ha dimostrato che B10 e B39 sono due neuroni adiacenti sul lato caudale dei gangli vestibolare, tra la regione e il B4/B5 B6 regione. Entrambi i neuroni proiettano bilateralmente sui BN2s. B10 innerva la regione centrale e posteriore del muscolo I1/I3, mentre B39 innerva la regione anteriore del muscolo I1/I3. In base alla posizione soma e criteri di proiezione nervosi, abbiamo trovato più di due neuroni motori che del progetto bilaterale sui BN2s in quattro diversi esperimenti. Dal momento che le loro posizioni soma, innervazioni muscolari, e tempi di attività durante schemi motori sono risultati variabili da un animale all'altro, non eravamo sicuri se fossero gli stessi neuroni. Pertanto, non siamo stati in grado di identificare in maniera attendibile B10 e B39 con la tecnica extracellulare a causa della mancanza di coerenza. Per identificarli in modo univoco,abbiamo bisogno di fare un sondaggio più approfondito dei neuroni nei gangli vestibolare, e potrebbe essere necessario ulteriori criteri, come ad esempio l'input sinaptico da premotoria neuroni B4/B5, e le risposte a trasmettitori, che richiedono tecniche intracellulari.
Con opportune modifiche, questa tecnica è applicabile anche ad altre piscine a motore, ad esempio il muscolo I5 10, il muscolo I2 11, e il muscolo I4 12 in Aplysia o ad altri sistemi, ad esempio Lymnaea stagnalis 2, Helix pomatia 3, scarafaggio 13, e Zebrafish 14. Ad esempio, se si vuole applicare questa tecnica ai neuroni motori per il muscolo I5 (noto anche come radular accessorio più muscolare o ARC 10,28) in Aplysia, si dovrebbe tenere i BN3s collegati alla massa buccale invece dei BN2s , perché i neuroni motori I5 B15 e B16 del progetto sulla omolaterale BN3 6,7. Poi tha massa buccale dovrebbero essere pronti a esporre il muscolo I5 per EMG e studi di forza. Dopo i neuroni sono stati individuati affidabile nella preparazione ridotta, un metodo ottimizzato diagnostico potrebbe anche essere creato per futuri studi comportamentali.
La tecnica che abbiamo descritto il confronto con altre tecniche extracellulari come il multi-array e elettrodi di tensione-sensibili coloranti. La tensione colorante sensibile 29 tecnica viene utilizzata solo per la registrazione, mentre i nostri elettrodi extracellulari e multi-elettrodo array 30 può essere utilizzato sia per la stimolazione e la registrazione. Sia il multi-elettrodo matrice 29 e coloranti sensibili tensione-30 può registrare segnali da molti neuroni simultaneamente. Anche se un singolo elettrodo extracellulare può registrare solo da uno o due neuroni a seconda della sua dimensione punta e la posizione degli elettrodi, è certamente possibile posizionare diverse su un ganglio contemporaneamente, e lo abbiamo fattocon successo. Lo standard in vitro multi-electrode array dispone di 8 x 8 o 6 x 10 elettrodi 29. Poiché gli elettrodi sono distribuiti uniformemente nella matrice, è spesso difficile determinare l'identità dei neuroni sottostanti da cui si ottengono registrazioni, poiché i neuroni non sono distribuiti uniformemente e significative post-elaborazione dei segnali, alcune delle quali è ancora manuale, deve essere fatto per risolvere questa ambiguità. Al contrario, poiché gli elettrodi extracellulari sono posizionati sopra somata singolo, l'identità del neurone sottostante è chiara. Quindi, sembra che il multi-array e elettrodi di tensione-sensibili coloranti può essere più efficiente per più registrazioni simultanee. Tuttavia, la nostra tecnica elettrodo extracellulare può fornire una migliore selettività sia per la stimolazione e la registrazione.
Non abbiamo nulla da rivelare.
Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni NIH e NSF NS047073 concessione DMS1010434.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
Cloruro di sodio | Fisher Scientific | S671 | Biologica, certificata |
Cloruro di potassio | Fisher Scientific | P217 | Certificato ACS |
Magnesio cloruro esaidrato | Acros Organics | 19753 | 99% |
Solfato di magnesio eptaidrato | Fisher Scientific | M63 | Certificato ACS |
Cloruro di calcio diidrato | Fisher Scientifica | C79 | Certificato ACS |
Glucosio (destrosio) | Sigma-Aldrich | G7528 | BioXtra |
MOPS buffer | Acros Organics | 17263 | 99% |
Carbacolo | Acros Organics | 10824 | 99% |
Soda caustica | Fisher Scientific | SS255 | Certificato |
Acido cloridrico | Fisher Scientific | SA49 | Certificato |
Singola canna capillare di vetro | AM Sistemi | 6150 | |
Flaming-Brown micropipetta estrattore modello P-80/PC | Sutter Instruments | Incandescenza usata: FT345B | |
Smalto filo rivestito in acciaio inox | California filo sottile | 0.001D, rivestimento h | |
Delle famiglie in silicone II Colla | GE | ||
Duro Quick-Gel supercolla | Henkel corp. | ||
AM Sistemi amplificatore modello 1700 | AM Sistemi | Le impostazioni del filtro: 10-500 Hz per il nervo I2 / muscolare, 300-500 Hz per tutti gli altri nervi | |
Pulsemaster multicanale Stimolatore | Mondo Strumenti di precisione | A300 | |
Stimolo Isolator | Mondo Strumenti di precisione | A360 | |
AxoGraph X | AxoGraph scientifico | Software per le registrazioni | |
Pin del connettore d'oro | Bulgin | SA3148 / 1 | |
Gold Connector Sockets | Bulgin | SA3149 / 1 | |
Sylgard 184 in silicone elastomero | Dow Corning | ||
100 x 15 millimetri piatto cristallizzazione | Pyrex | ||
Vuoto Grasso Alta | Dow Corning | ||
Pipetta Suggerimenti | Fisher Scientific | 21-375D | |
Minutien Pins | Strumenti Scienza Belle | 26002-10 | |
Modellazione argilla | Sargent Art | 22-4400 | |
Whisper pompa ad aria | Tetra | 77849 | |
Acquario Tubi | Eheim | 7783 | 12/16 mm |
Elite Diffusore | Hagen | A962 | |
Vannas Primavera Forbici | Strumenti Scienza Belle | 15000-08 | |
Dumont # 5 pinza sottile | Belle SciencStrumenti elettronici | 11254-20 | |
Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 |
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