Les auteurs sont reconnaissants pour les contributions artistiques de Hyewon Cooper.

<ol>
	<li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chordotonal+organs+in+Crustacea.">Chordotonal organs in Crustacea.</a> Nature. 187, 522-523 (1038).</li><li>Alexandrowicz, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+comparative+anatomy+of+leg+propriocetors+in+some+decapod+Crustacea.">The comparative anatomy of leg propriocetors in some decapod Crustacea.</a> J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 52 (3), 605-634 (1972).</li><li>Hartman, H. B., Boettiger, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+functional+organization+of+the+propys-dactylus+organ+in+Cancer+irroratus+Say.">The functional organization of the propys-dactylus organ in Cancer irroratus Say.</a> Comp. Biochem. Physiol. 22, 651-663 (1967).</li><li>Cooper, R. L., Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+the+bender+apodeme+tension+receptors+in+the+Dungeness+crab,+Cancer+magister.">Responses of the bender apodeme tension receptors in the Dungeness crab, Cancer magister.</a> Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 109 (2), 479-486 (1994).</li><li>Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+proprioceptive+neurons+on+chordotonal+organs+in+the+crab,+Cancer+magister.">Mapping proprioceptive neurons on chordotonal organs in the crab, Cancer magister.</a> Crustaceana. 81 (4), 447-475 (2008).</li><li>Burke, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+organ+for+proprioception+and+vibration+sense+in+Carcinus+maenas.">An organ for proprioception and vibration sense in Carcinus maenas.</a> J. Exp. Biol. 31, 127-138 (1953).</li><li>Hill, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> First and Last Experiments in Muscle Mechanics. , (1970).</li><li>Stuart, D. G., Mosher, C. C., Gerlach, R. L., Reinking, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+arrangement+and+transducing+properties+of+Golgi+tendon+organs.">Mechanical arrangement and transducing properties of Golgi tendon organs.</a> Exp. Brain Res. 14 (3), 274-292 (1972).</li><li>Macmillan, D. L., Dando, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tension+receptors+on+the+apodemes+of+muscles+in+the+walking+legs+of+the+crab,+Cancer+magister.">Tension receptors on the apodemes of muscles in the walking legs of the crab, Cancer magister.</a> Mar. Behav. Physiol. 1 (1-4), 185-208 (1972).</li><li>B&#233;vengut, M., Simmers, A. J., Clarac, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+neuronal+projections+and+neuromuscular+organization+of+the+basal+region+of+the+shore+crab+leg.">Central neuronal projections and neuromuscular organization of the basal region of the shore crab leg.</a> J. Comp. Neurol. 221 (2), 185-198 (1983).</li><li>El Manira, A., Cattaert, D., Clarac, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monosynaptic+connections+mediate+resistance+reflex+in+crayfish+(Procambarus+clarkii)+legs.">Monosynaptic connections mediate resistance reflex in crayfish (Procambarus clarkii) legs.</a> J. Comp. Physiol. A. 168 (3), 337-349 (1991).</li><li>Le Bon-Jego, M., Cattaert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+component+of+the+resistance+reflex+in+the+locomotor+network+of+the+crayfish.">Inhibitory component of the resistance reflex in the locomotor network of the crayfish.</a> J. Neurophysiol. 88 (5), 2575-2588 (2002).</li><li>Ray, D. L., Clarac, F., Cattaert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+analysis+of+the+sensory+motor+pathway+of+resistance+reflex+in+crayfish.+I.+Multisensory+coding+and+motor+neuron+monosynaptic+responses.">Functional analysis of the sensory motor pathway of resistance reflex in crayfish. I. Multisensory coding and motor neuron monosynaptic responses.</a> J. Neurophysiol. 78 (6), 3133-3143 (1997).</li><li>Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vergleichende+Untersuchungen&#252;ber+das+periphere+Nerve-muskelsystem+von+Crustaceen+(Comparative+studies+on+the+peripheral+nerve-muscle+system+of+crustaceans).">Vergleichende Untersuchungen&#252;ber das periphere Nerve-muskelsystem von Crustaceen (Comparative studies on the peripheral nerve-muscle system of crustaceans).</a> J. Comp. Physiol. 19, 349-385 (1933).</li><li>Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Movement+receptors+in+decapod+crustacea.">Movement receptors in decapod crustacea.</a> J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 38 (01), 01-143 (1959).</li><li>Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tension+receptors+on+the+closer+muscle+apodeme+in+the+walking+legs+of+the+blue+crab+Callinectes+sapidus.">Tension receptors on the closer muscle apodeme in the walking legs of the blue crab Callinectes sapidus.</a> J. Comp. Physiol. A. 157 (3), 355-362 (1985).</li><li>Holsinger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The effect of regional phenotypic differences of Procambarus clarkii opener muscle on sarcomere length, fiber diameter, and force development MSc thesis [dissertation]. , (2013).</li><li>Parsons, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+morphology+and+ultrastructure+of+tension+receptors+in+the+walking+legs+of+the+crab,+Carcinus+maenas.">The morphology and ultrastructure of tension receptors in the walking legs of the crab, Carcinus maenas.</a> Cell Tissue Res. 211 (1), 139-149 (1980).</li><li>Parsons, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+and+central+interactions+of+tension+receptors+in+the+leg+muscle+of+Carcinus.">Responses and central interactions of tension receptors in the leg muscle of Carcinus.</a> Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 72 (2), 391-399 (1982).</li><li>Tryba, A. K., Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+responses+of+series+force+receptors+innervating+the+opener+muscle+apodeme+in+the+blue+crab,+Callinectes+sapidus.">Dynamic responses of series force receptors innervating the opener muscle apodeme in the blue crab, Callinectes sapidus.</a> J. Comp. Physiol. A. 180 (3), 215-221 (1997).</li><li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fine+structure+of+crustacean+proprioceptors.+I.+The+chordotonal+organs+in+the+legs+of+the+shore+crab,+Carcinus+meanas.">The fine structure of crustacean proprioceptors. I. The chordotonal organs in the legs of the shore crab, Carcinus meanas.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 245 (725), 291-325 (1962).</li><li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fine+structure+of+crustacean+proprioceptors.+II.+The+thoracico-coxal+organs+in+Carcinus,+Pagurus+and+Astacus.">The fine structure of crustacean proprioceptors. II. The thoracico-coxal organs in Carcinus, Pagurus and Astacus.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 248 (752), 437-456 (1965).</li><li>Leksrisawat, B., Cooper, A. S., Gilberts, A. B., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+Receptor+Organs+in+the+Crayfish+Abdomen:+A+Student+Laboratory+Exercise+in+Proprioception.">Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception.</a> J. Vis. Exp. (45), e2323 (2010).</li><li>Baierlein, B., Thurow, A. L., Atwood, H. L., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+Potentials,+Synaptic+Responses,+Neuronal+Circuitry,+Neuromodulation+and+Muscle+Histology+Using+the+Crayfish:+Student+Laboratory+Exercises.">Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises.</a> J. Vis. Exp. (47), e2322 (2011).</li><li>Delaney, K., Gelperin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+interneurons+controlling+fictive+feeding+in+Limaxmaximus;+I.+Anatomy+and+criteria+for+re-identification.">Cerebral interneurons controlling fictive feeding in Limaxmaximus; I. Anatomy and criteria for re-identification.</a> J. Comp. Physiol. A. 166, 297-310 (1990).</li><li>Hartman, H. B., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+and+molting+effects+on+a+proprioceptor+organ+in+the+Dungeness+crab,+Cancer+magister.">Regeneration and molting effects on a proprioceptor organ in the Dungeness crab, Cancer magister.</a> J. Neurobiol. 25 (5), 461-471 (1994).</li><li>Hartman, H. B., Austin, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proprioceptor+organs+in+the+antennae+of+Decapoda+Crustacea.">Proprioceptor organs in the antennae of Decapoda Crustacea.</a> J. Comp. Physiol. 81 (2), 187-202 (1972).</li><li>Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+sensory+processes+during+limb+regeneration+in+adult+crayfish.">Development of sensory processes during limb regeneration in adult crayfish.</a> J. Exp. Biol. 201 (Pt 11), 1745-1752 (1998).</li><li>Chung, Y. -. S., Cooper, R. M., Graff, J., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+acute+and+chronic+effect+of+low+temperature+on+survival,+heart+rate+and+neural+function+in+crayfish+(Procambarus+clarkii)+and+prawn+(Macrobrachium+rosenbergii)+species.">The acute and chronic effect of low temperature on survival, heart rate and neural function in crayfish (Procambarus clarkii) and prawn (Macrobrachium rosenbergii) species.</a> Open J. Mol. Int. Physiol. 2 (3), 75-86 (2012).</li><li>Blundon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+temperature+and+thermal+history+on+neuromuscular+properties+of+two+crustacean+species.">Effects of temperature and thermal history on neuromuscular properties of two crustacean species.</a> J. Comp. Physiol. B. 158 (6), 689-696 (1989).</li><li>Cooper, R. M., Schapker, H., Adami, H., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+and+ventilatory+measures+in+crayfish+during+copulation.">Heart and ventilatory measures in crayfish during copulation.</a> Open J. Mol. Int. Physiol. 1 (3), 36-42 (2011).</li><li>Bierbower, S. M., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanistic+action+of+carbon+dioxide+on+a+neural+circuit+and+NMJ+communication.">The mechanistic action of carbon dioxide on a neural circuit and NMJ communication.</a> Journal of Experimental Zoology. , (2013).</li><li>Bierbower, S. M., Shuranova, Z. P., Viele, K., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+systems+and+environmental+change+on+behavior+during+social+interactions.">Sensory systems and environmental change on behavior during social interactions.</a> Brain Behav. 3 (1), 4-13 (2013).</li></ol>

Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont aucun intérêt financier concurrents.

Le but de cette série d&#39;expériences est une) pour enseigner et exposer les principes fondamentaux d&#39;enregistrements extracellulaires d&#39;un organe proprioceptive identifiable et le nerf de tension et 2) de souligner l&#39;importance de la cartographie anatomique par rapport à la fonction physiologique des systèmes sensoriels particuliers. Cette approche expérimentale et les modèles animaux utilisés sont peu coûteux et relativement facile à réaliser dans les laboratoires d&#39;enseignement de neurophysiologie. Les neurones des organes chordotonaux sont de deux types fonctionnels spécifiques, ceux qui répondent au mouvement et à ceux qui ont répondu à des positions statiques. Enregistrements de cellules individuelles à partir d&#39;une variété d&#39;organes chordotonaux, quel que soit le joint est examiné, ont montré que cela soit le cas 3,5. En effet, les organes chordotonaux associés aux articulations des antennes de homards révèlent les deux mêmes types sensoriels et l&#39;anatomie de base 27. En plus de l&#39;existence de deux types de neurones (mouvement et positisur), les neurones ont la même disposition anatomique sur leurs fils élastiques respectifs. Le grand soma située proximale sur le brin tendance à appartenir à des neurones sensibles de mouvement dynamique. Les neurones qui signalent des positions statiques ont petit soma et sont situés distale. Ces cellules sont activité tonique. La commune de PD ne contient qu&#39;un seul organe chordotonal alors qu&#39;il ya deux organes chordotonaux à la carpe-propodus (CP) et merus-carpe (MC) joints. La dissection d&#39;exposer structures proprioceptives dans crabes bleus (C. sapidus) pour l&#39;enregistrement électrophysiologique nécessite une stratégie qui permet aux mouvements articulaires aient lieu dans les positions naturelles pendant l&#39;enregistrement de neurones sensoriels. Le nerf de tension pour le muscle ouvreur à la jambe de la marche est un très beau nerf composé de plusieurs neurones. Sauf soin est pris, le nerf de la tension ainsi que le nerf moteur innervant le muscle à stimuler, peuvent être endommagés au cours de cette dissection. Pourenregistrements optimales des électrodes d&#39;aspiration doivent être adaptées à la taille du nerf. Les enregistrements sont facilement accessibles dans un laboratoire de l&#39;élève à l&#39;aide d&#39;un 30-40X microscope de dissection et micromanipulateurs bas de gamme. Futures expériences qu&#39;il serait intéressant de poursuivre avec les organes chordotonaux communes seraient à examiner les profils structurels et physiologiques pendant la régénération de la jambe dans différentes espèces à différents stades du cycle de vie comme une suite à une première étude qui a utilisé Cancer magister 19,26 . Questions restent à résoudre sont: 1) ne la distribution et de l&#39;organisation des neurones artificielles dépendent de l&#39;âge de l&#39;animal lors de la régénération d&#39;un membre, 2) sont les projections axonales à la CNS (ventrale cordon nerveux) dans une branche de régénération fonctionnelle ou faut-il prendre le temps et l&#39;utilisation conjointe d&#39;établir des connexions fonctionnelles, et 3) ce qui se passe aux axones sectionnés proximale au plan de autotomie lorsque le membre est autotomized? 28 Crustacés conformes aux conditions environnementales et leur température environnante, mais il est difficile de savoir comment ils maintiennent la coordination au sein d&#39;un circuit neuronal neurones modifient leur activité en réponse aux changements de température. Un faible taux de changement pourrait permettre à l&#39;animal un certain temps d&#39;acclimatation alors un changement rapide peut not29, 30. Les changements physiologiques de pH ou osmolarité en raison du métabolisme, le comportement 31, ou l&#39;impact environnemental peuvent présenter des défis semblables à des circuits neuronaux impliqués dans la proprioception. Ces préparations de crustacés sont idéales pour faire face à ces types de problèmes parce que leur fonction est bien caractérisé au niveau d&#39;une seule cellule. Dans ce protocole, nous avons démontré l&#39;importance physiologique de neurones de traction en force générée par le muscle ouvreur de surveillance. Ces récepteurs de tension peuvent être attribués à leur emplacement dans la apodeme en utilisant des procédures de coloration. Cesneurones, comme chez les mammifères, détectent vigueur à différents niveaux et de recruter des neurones supplémentaires comme la force augmente. La fréquence de l&#39;activité est liée à la fréquence de stimulation du neurone moteur jusqu&#39;à ce que la saturation est atteinte en réception. L&#39;utilisation d&#39;un protocole de libération rapide avec l&#39;articulation de dactyle fléchies, l&#39;activité de la tension disparaît rapidement mais revient ensuite sur regagner tension dans une commune en pleine extension. Il s&#39;agit d&#39;un mode opératoire expérimental classique pour illustrer la force mesurée par les récepteurs de tension. Diverses neuromodulateurs peuvent être appliquées à la préparation de voir comment elle affecte le développement de la force et de la réponse neuronale. L&#39;un des aspects importants est la manière dont les réponses neurales sont traitées et intégrées dans le système nerveux central et leur incidence sur l&#39;activité des neurones moteurs. Les techniques que nous avons indiquées permettent de commencer à répondre à plus d&#39;informations sur la tension (sensoriel) nerf moteur fonction de circuit de neurone, c&#39;est à dire le signal dans une jambe intacte au ganglion et retourau muscle. Les procédures de coloration démontré sont la clé de la compréhension de la physiologie des neurones sensoriels qui innervent les organes proprioceptifs. Disposition anatomique des neurones basés sur la fonction et la taille de la soma sont similaires dans les différents organes chordotonaux dans les pattes de crabe. On ne sait pas si des dispositions neuronales similaires sont également présents dans d&#39;autres espèces ou d&#39;insectes crustacés. La combinaison des enregistrements physiologiques de cellules individuelles et la cartographie de la situation permet relations fonctionnelles de la structure directe. La préservation à long terme de la disposition anatomique avec CoCl2 coloration et la fixation permet de faire des mesures de façon répétitive et évaluer l&#39;agencement structurel. Proprioception et la réception de tension des muscles squelettiques sont les modalités sensorielles qui permettent des comportements coordonnés et les réponses à l&#39;environnement externe et interne pour animaux articulés dans une variété de configuration du muscle squelettiques. L&#39;organe récepteur musculaire dans l&#39;abdomen de l&#39;écrevisse est une autre préparation bien documenté (voir le projet Ecrevisse; <a href="http://www.crawdad.cornell.edu/">http://www.crawdad.cornell.edu/</a> ) à des fins d&#39;enseignement de la proprioception avec seulement deux neurones par abdominale hémi-secteur 23 . Être capable d&#39;enregistrer à partir de neurones simples à faisceaux de nerfs sensoriels fournit plus de détails que l&#39;aide à comprendre les principes de base de la réception sensorielle. Ces préparations crustacés relativement simples permettent d&#39;aborder les aspects fondamentaux de la proprioception et la surveillance de la tension, avec la possibilité de déterminer les circuits neuronaux qui permettent l&#39;intégration centrale d&#39;entrées proprioceptives et autres sensoriels 9-12, 32, 33.

La proprioception est la sensation de la position des membres et le mouvement qui permet le comportement moteur coordonnée. Propriocepteurs sont constitués de la position (statique) et le mouvement des récepteurs (kinesthésiques). Chez les insectes et les crustacés, les organes chordotonaux sont les structures qui fournissent ces informations à la CNS 1. Pas tous les organes chordotonaux couvrent un joint, mais ils peuvent toujours surveiller les mouvements des articulations en raison de leur attachement sur les apodèmes (tendon comme structures) qui couvrent la commune et se déplacent en association avec le muscle squelettique et joint d&#39;articulation. Pattes de crabe ont six articulations, ayant chacun un ou deux organes chordotonaux 2. Typiquement, un organe chordotonal a 60-100 ou plusieurs neurones sensoriels intégrés au sein d&#39;une bande élastique, les neurones qui signalent position commune statique, la direction et la vitesse de déplacement 3-6. L&#39;entrée des organes chordotonaux à chaque commune et de la jambe est ensuite traitées de manière centralisée permettant des mouvements coordonnés par l&#39;animal. <p class="jove_content"&gt; Les forces qui produisent des muscles de la jambe lors des contractions isométriques et isotoniques sont détectés par des récepteurs de tension associés aux fibres musculaires et leurs attachements à apodemes7-9. Dans les protocoles de crustacés de jambe de marche qui suivent, nous présentons une méthodologie pour les enregistrements de neurones sensoriels primaires qui surveillent la proprioception et les neurones qui répondent à des forces engendrées par les fibres musculaires. Une technique d&#39;activation de mouvements de la jambe et la quantification de génération de force est également présentée, ainsi que des techniques anatomiques qui peuvent être utilisés pour caractériser l&#39;agencement de ces structures du système nerveux périphérique. Les procédures démontré ci-dessous permettent l&#39;analyse structurale et fonctionnelle des neurones qui innervent les deux types de récepteurs par rapport à leur emplacement sur un brin élastique et chordotonal apodeme. A titre d&#39;illustration, on utilise la propodite-dactylopodite (PD) d&#39;organe chordotonal, l&#39;organe qui s&#39;étend sur la plus segment distal de la patte de crabe 3.Bien que les études électrophysiologiques détaillées ont commencé dans les années 1930 et sont toujours en cours aujourd&#39;hui, certains aspects sont devenus connus sur les liens segmentaires de propriocepteurs dans les différentes articulations et leurs rôles dans le contrôle coordonné de muscles10-16. Établir la relation structure-fonction entre les organes, les muscles et proprioceptives, le système nerveux en outre aider à définir ces rôles. Par exemple, l&#39;étiquetage du soma et terminaisons distales des neurones de tension insérés dans le apodeme va révéler leur emplacement par rapport aux fibres musculaires 8,17-21. Nous présentons trois techniques de coloration pour les jambes crustacés qui peuvent être utilisés dans la recherche ou des laboratoires universitaires. Coloration au bleu de méthylène donne un contraste adapté pour les muscles et les nerfs et est recommandé comme une technique simple pour les élèves à apprendre l&#39;anatomie. Les laboratoires qui ont des configurations de microscopie de fluorescence peuvent accomplir coloration neuronale plus sélective en exposant brièvement le nerfs vers le colorant vital 4-di-2-ASP. La troisième alternative est CoCl 2 remblai, qui colore et résout les neurones, et ne nécessite pas l&#39;imagerie de fluorescence. Bien qu&#39;il soit le travail et de temps, ce processus de coloration donne un contraste élevé et une spécificité pour les nerfs qui sont remplis. Ensemble, ces techniques peuvent être utilisées pour comparer différents organes chordotonaux, non seulement au sein d&#39;une branche ou entre membres, mais aussi parmi les autres espèces de crustacés et d&#39;insectes 20-22. Crabes bleus (C. sapidus) utilisés dans les enregistrements physiologiques et pour la coloration anatomique sont disponibles tout autour de la frontière du Sud et du Sud-Est des États-Unis. Cette espèce sert un représentant des arrangements chordotonaux et tension nerveuses dans la plupart des crabes. Laboratoires sur la côte ouest préfèrent utiliser beaucoup plus grand crabe dormeur (Cancer magister) pour ces expériences.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="686">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sylgard</td>
			<td style="width:184px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:119px;">182 silicone kit</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaCl</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S7653</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">KCl</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P9333</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CaCl2</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">C5670</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEPES acid</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">3375</td>
			<td style="width:167px;">Free acid, crystalline</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEPES base</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">D-Glucose</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">G7021</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">MgSO4&#8226;7H2O</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">M2643</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Na2SO4&#8226;10H2O</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">246980</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Bouin&#8217;s solution fixative</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">HT10-1-32</td>
			<td style="width:167px;">Caution: Hazardous material (Special shipping cost required)</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:216px;">CoCl2</td>
			<td style="width:184px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Caution: Hazardous material. Please follow proper disposal according to local and federal regulations.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Methylene blue chloride</td>
			<td style="width:184px;">Matheson Co., Inc</td>
			<td style="width:119px;">Basic Blue 9, C.I. 52015</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">4-Di-2-ASP</td>
			<td style="width:184px;">Molecular Probes</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">4-(4-diethylaminostyryl)-N-methylpyridinium iodide</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Bleach</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">To chloride silver wire</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaOH</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">221465</td>
			<td style="width:167px;">To adjust pH</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HCl</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H1758</td>
			<td style="width:167px;">To adjust pH</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"></td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Materials</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dissecting tools</td>
			<td style="width:184px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">assortment</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Intracellular electrode probe</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Faraday cage</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Insect Pins</td>
			<td style="width:184px;">Fine Science Tools, Inc</td>
			<td style="width:119px;">26001-60</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dissecting microscope (100X)</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fiber optic lamp</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Small adjustable mirror</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">To direct light beam toward the preparation.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Glass electrodes</td>
			<td style="width:184px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">CLS7095B5X</td>
			<td style="width:167px;">Box of 200, suction electrodes</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:184px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">MD4-M3-R</td>
			<td style="width:167px;">Can fix for base or on a metal rod</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Raised preparation stand</td>
			<td style="width:184px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Silver wire (10/1,000 inch)</td>
			<td style="width:184px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:119px;">782500</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Computer</td>
			<td style="width:184px;">Any company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">AC/DC differential amplifier</td>
			<td style="width:184px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:119px;">Model 3000</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PowerLab 26T</td>
			<td style="width:184px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:119px;">27T</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Force transducer</td>
			<td style="width:184px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:119px;">0-50g</td>
			<td style="width:167px;">MLTF050/ST</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Head stage</td>
			<td style="width:184px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Comes with AC/DC amplifier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">LabChart7</td>
			<td style="width:184px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Electrical leads</td>
			<td style="width:184px;">Any company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass tools</td>
			<td style="width:184px;">Make yourself</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For manipulating nerves</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cable and connectors</td>
			<td style="width:184px;">Any company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pipettes with bulbs</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">13-711-7</td>
			<td style="width:167px;">Box of 500</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Beakers</td>
			<td style="width:184px;">Any company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Wax or modeling clay</td>
			<td style="width:184px;">Any company or local stores</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stimulator</td>
			<td style="width:184px;">Grass Instruments</td>
			<td style="width:119px;">SD9 or S88</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="84" rowspan="2" style="height:84px;width:216px;">Plastic tip for suction electrode</td>
			<td rowspan="2" style="width:184px;">Local hardware store (Watt&#8217;s brand)</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">&#188; inch OD x 0.170 inch ID</td>
			<td style="width:167px;">Cut in small pieces. Pull out over a flame and cut back the tip to the correct size</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

proprioception and tension receptors in crab limbs: student laboratory exercises

Le principal objectif de ces procédures est de démontrer à des fins d&#39;enseignement et de recherche comment enregistrer l&#39;activité des neurones sensoriels primaires responsables de la proprioception vivre comme ils détectent la position commune et le mouvement, et la tension musculaire. L&#39;activité électrique de propriocepteurs crustacés et les récepteurs de tension est enregistrée par l&#39;instrumentation de base neurophysiologique, et un transducteur est utilisé pour mesurer simultanément la force générée par la stimulation d&#39;un nerf moteur. En outre, nous démontrons comment colorer les neurones pour une évaluation rapide de leur disposition anatomique ou pour la fixation permanente. La coloration révèle organisation anatomique qui est représentative de la plupart des organes chordotonaux en crustacés. En comparant les réponses nerveuses de la tension aux réponses proprioceptives est un outil d&#39;enseignement efficace dans la détermination de la façon dont ces neurones sensoriels sont définies fonctionnellement et la façon dont l&#39;anatomie est corrélée à la fonction. Trois techniques de colorationsont présentés permettant aux chercheurs et enseignants de choisir une méthode qui est idéal pour son laboratoire.

Lorsque l&#39;organe est étiré par PD s&#39;étendant complètement le joint, l&#39;activité dans le nerf PD est robuste au cours du mouvement comme indiqué pour la première seconde de la figure 10. Certaine activité demeure alors qu&#39;il est encore maintenu dans la position ouverte. Cette activité est dans les neurones sensibles à la position statique (deuxième moitié de l&#39;enregistrement représenté sur la figure 10). Mouvement évoque une réponse pendant le déplacement et le tir est surtout présent lors de l&#39;étirement du brin chordotonal (figure 11). Une analyse plus poussée des pointes peut être facilement approchée par le tri des amplitudes relatives. C&#39;est une approche de démontrer les différentes populations de neurones sensoriels étant recrutés pour des postes ou des types de mouvements 5. Amplitudes typiques vont de 0,25 à 1,5 mV, mais ces valeurs sont fonction de la résistance (par exemple l&#39;étanchéité) du joint d&#39;étanchéité de l&#39;électrode d&#39;aspiration. Fréquence des pics de til différentes gammes de taille peut également être représentée graphiquement pour l&#39;analyse. Forces produites par le muscle de l&#39;ouvre par rapport à la fréquence de stimulation peuvent être comparés en superposant les traces tension-temps respectives au-dessus de l&#39;autre (figures 13A et B). Ceci peut également être effectué pour chaque position de joint au niveau de chaque fréquence de la stimulation donnée. Activité du nerf de tension peut alors être corrélée avec la quantité de force par rapport générés à chaque fréquence de stimulation, et pour chaque position de joint. Comme dans le nerf de la PD, de diverses amplitudes de pointes sont vus en réponse à la contraction du muscle d&#39;ouverture (Figure 13C). Disposition anatomique des neurones dans la jambe de marche est clairement observée avec coloration au bleu de méthylène (figure 14). Notez le brin et la tension chordotonal neurone élastique qui est proche de la apodeme. Plusieurs corps cellulaires avec des diamètres différents d&#39;uned emplacements spécifiques sont également visibles sur cette figure. Tout le cours du nerf de tension et civière nerf moteur sont présentées dans la figure 15. Neurones du nerf de PD sont présentés avec un contraste plus élevé en utilisant 4-di-2-ASP (Figure 16) et CoCl 2 (Figure 17) remblai techniques. À fort grossissement les terminaisons sensorielles peuvent être vus à l&#39;intérieur des scolopales soutien (figures 16B) 21,22,26. <img alt="Figure 10" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig10.jpg" width="500px" /> Figure 10. Déplacez et maintenez à 0 °. Les neurones dynamiques sont robustes en feu pendant le mouvement et les pointes de neurones sensibles statiques sont présents alors que le joint est maintenu ouvert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig10highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image &lt;</a>/ A&gt;. <img alt="Figure 11" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig11.jpg" width="500px" /> Figure 11. Rapide ouvert et la fermeture de flexion complète à la position étendue (90-0 °). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig11highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 12" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig12.jpg" width="500px" /> Figure 12. Pointes extracellulaires enregistrées depuis le nerf de PD. La commune est en pleine extension, puis rapidement déplacé vers un ½ position fléchie et tenait toujours. Remarquez l&#39;activité pendant le mouvement et diminution de l&#39;activité quand statique. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig12highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;ima</a>ge. <img alt="Figure 13" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig13.jpg" width="500px" /> Figure 13. Les forces qui sont développées par rapport à l&#39;articulation entièrement fléchies et stimulés à différentes fréquences. (A) de tension à temps des traces provenant du transducteur de force sont représentés à chaque fréquence de stimulation. (B) Les traces du groupe A sont superposées dans des couleurs différentes pour faciliter la comparaison. (C) Tension-temps des traces de l&#39;activité électrique enregistrée par le nerf de la tension lorsque le nerf moteur a été stimulée à 80 Hz. Notez le motif régulier des artefacts de stimulus par rapport à l&#39;activité neuronale. En outre, notez les différentes amplitudes des réponses neuronales. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig13highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . Figure 14. Méthylène bleuissement de la préparation de la jambe de marche. Somas individuelles sont présentées avec leurs terminaisons sensorielles projeter dans le brin élastique. Près de la apodeme un neurone de la tension est affichée. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig14highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 15" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig15.jpg" width="500px" /> Figure 15. Le nerf de la tension résultant de l&#39;extrémité distale (flèches rouges) et de rejoindre le nerf moteur (flèche verte). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig15highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . Figure 16. (A) Un remblai du nerf PD en Cancer magister avec 4 Di-2-ASP. (B) grossissement supérieur de terminaisons sensorielles. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig16highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 17" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig17.jpg" width="500px" /> Figure 17. Les neurones qui ont été remplis avec CoCl2 et traitées (A). Contour tracé de la préparation colorée montré (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig17highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <table border="0" cellpadding="0" cellspacING = &quot;0&quot; width = &quot;392&quot;&gt; <colgroup><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:235px;"> Saline </td><td style="width:157px;"> g / L </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> NaCl </td><td style="width:157px;"> 27.29 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> KCl </td><td style="width:157px;"> 0,81 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> MgSO 4 7H 2 O • </td><td style="width:157px;"> 4.81 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> CaCl 2 • 2H 2 O </td><td style="width:157px;"> 1,85 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> Na 2 SO 4 • 10H 2 O </td><td style="width:157px;"> 0,97 </td></tr><tr height=&quot;20&quot;&gt; <td height="20" style="height:20px;width:235px;"> Le dextrose (D-glucose) </td><td style="width:157px;"> 1.982 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> Acide HEPES </td><td style="width:157px;"> 0,476 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> HEPES sel </td><td style="width:157px;"> 2.08 </td></tr><tr height="40"><td height="40" style="height:40px;width:235px;"> Ajuster le pH à 8,1 avec NaOH ou HCl </td><td style="width:157px;"></td></tr></tbody></table> Tableau 1. Recettes pour saline de crabe.

Watch this Scientific Journal Video about Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs | Biology | Video

Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises

Techniques physiologiques et anatomiques sont démontrés pour traiter la fonction et la structure des propriocepteurs communes et des récepteurs de la tension musculaire dans les membres de marche de crustacés.

Proprioception et tension récepteurs en crabe Membres: Exercices de laboratoire étudiant

The primary purpose of these procedures is to demonstrate for teaching and research purposes how to record the activity of living primary sensory neurons ...

proprioception-tension-receptors-crab-limbs-student-laboratory

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Neuroscience

Fundamentals

Scientific Inquiry

SCIENTISTS IN ACTION

25.0K vues.  University of Kentucky.  Techniques physiologiques et anatomiques sont démontrés pour traiter la fonction et la structure des propriocepteurs communes et des récepteurs de la tension musculaire dans les membres de marche de crustacés. 

Vidéo: Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

Combinant endocrinologie du comportement et l&#39;économie expérimentale: Décision de la testostérone et social Rendre

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Recherche

Neurosciences

A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats

The most insidious aspect of drug addiction is the high propensity for relapse. Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been used extensively to study the neurobiology and phenomenology of relapse to drug use. Although procedural variations have emerged over the past several decades, the most conventional reinstatement procedures are based on the drug self-administration (SA) model. In this model, an animal is trained to perform an operant response to obtain drug. Subsequently, the behavior is extinguished by withholding response-contingent reinforcement. Reinstatement of drug seeking is then triggered by a discrete event, such as an injection of the training drug, re-exposure to drug-associated cues, or exposure to a stressor 1.
Reinstatement procedures were originally developed to study the ability of acute non-contingent exposure to the training drug to reinstate drug seeking in rats and monkeys 1, 2. Reinstatement procedures have since been modified to study the role of environmental stimuli, including drug-associated cues and exposure to various forms of stress, in relapse to drug seeking 1, 3, 4.
Over the past 15 years, a major focus of the reinstatement literature has been on the role of stress in drug relapse. One of the most commonly used forms of stress for studying this relationship is acute exposures to mild, intermittent, electric footshocks. The ability of footshock stress to induce reinstatement of drug seeking was originally demonstrated by Shaham and colleagues (1995) in rats with a history of intravenous heroin SA5. Subsequently, the effect was generalized to rats with histories of intravenous cocaine, methamphetamine, and nicotine SA, as well as oral ethanol SA 3, 6.
Although footshock-induced reinstatement of drug seeking can be achieved reliably and robustly, it is an effect that tends to be sensitive to certain parametrical variables. These include the arrangement of extinction and reinstatement test sessions, the intensity and duration of footshock stress, and the presence of drug-associated cues during extinction and testing for reinstatement. Here we present a protocol for footshock-induced reinstatement of cocaine seeking that we have used with consistent success to study the relationship between stress and cocaine seeking.

Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been used extensively to study the role of stress in relapse to drug seeking. Here, we report on a method for inducing the reinstatement of cocaine seeking in laboratory rats via acute exposures to mild, intermittent electric footshock.

Une procédure pour l&#39;étude de l&#39;Rétablissement choc électrique induite par la cocaïne d&#39;Cherchant des rats de laboratoire

The most insidious aspect of drug addiction is the high propensity for relapse.  Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been ...

Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that influence a cell's membrane potential and which we address in these experiments are: (1) Ion concentration of K+ on the outside of the membrane, and (2) the permeability of the membrane to specific ions. The crayfish abdominal extensor muscles are in groupings with some being tonic (slow) and others phasic (fast) in their biochemical and physiological phenotypes, as well as in their structure; the motor neurons that innervate these muscles are correspondingly different in functional characteristics. We use these muscles as well as the superficial, tonic abdominal flexor muscle to demonstrate properties in synaptic transmission. In addition, we introduce a sensory-CNS-motor neuron-muscle circuit to demonstrate the effect of cuticular sensory stimulation as well as the influence of neuromodulators on certain aspects of the circuit. With the techniques obtained in this exercise, one can begin to answer many questions remaining in other experimental preparations as well as in physiological applications related to medicine and health. We have demonstrated the usefulness of model invertebrate preparations to address fundamental questions pertinent to all animals.

The experiments demonstrate an easy approach for students to gain experience in examining muscle structure, synaptic responses, the effects of ion gradients and permeability on membrane potentials. Also, a sensory-CNS-motor-muscle circuit is presented to show a means to test effects of compounds on a neuronal circuit.

Potentiels de membrane, les réponses synaptiques, circuits neuronaux, neuromodulation et histologie muscle en utilisant l&#39;écrevisse: des exercices de laboratoire étudiant

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that ...

Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception

The primary purpose of this experiment is to demonstrate primary sensory neurons conveying information of joint movements and positions as proprioceptive information for an animal. An additional objective of this experiment is to learn anatomy of the preparation by staining, dissection and viewing of neurons and sensory structures under a dissecting microscope. This is performed by using basic neurophysiological equipment to record the electrical activity from a joint receptor organ and staining techniques. The muscle receptor organ (MRO) system in the crayfish is analogous to the intrafusal muscle spindle in mammals, which aids in serving as a comparative model that is more readily accessible for electrophysiological recordings. In addition, these are identifiable sensory neurons among preparations. The preparation is viable in a minimal saline for hours which is amenable for student laboratory exercises. The MRO is also susceptible to neuromodulation which encourages intriguing questions in the sites of modulatory action and integration of dynamic signals of movements and static position along with a gain that can be changed in the system.

The primary purpose of this experiment is to understand how primary sensory neurons convey information of joint movements and positions as proprioceptive information for an animal. An additional objective of this report is present the anatomy of the preparation by dissection and viewing of neurons under a dissecting microscope.

Organes récepteurs musculaires à l&#39;abdomen des écrevisses: un exercice de laboratoire étudiant de la proprioception

The primary purpose of this experiment is to demonstrate primary sensory neurons conveying information of joint movements and positions as proprioceptive ...

Physiological Experimentation with the Crayfish Hindgut: A Student Laboratory Exercise

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings with a force transducer to monitor the strength of contraction. In addition, we demonstrate how to visually monitor peristaltic activity, which can be used as a bioassay for various peptides, biogenic amines and neurotransmitters. This preparation is amenable to student laboratories in physiology and for demonstrating pharmacological concepts to students. This preparation has been in use for over 100 years, and it still offers much as a model for investigating the generation and regulation of peristaltic rhythms and for describing the mechanisms underlying their modulation. The pharmacological assays and receptor sub-typing that were started over 50 years ago on the hindgut still contribute to research today. This robust preparation is well suited to training students in physiology and pharmacology.

In this report we demonstrate techniques that can be used to investigate the biology of the crayfish hindgut. We show how to dissect a crayfish abdomen and study the associated anatomy, physiology and modulation of activity. The peristaltic activity and strength of contractions are measured using a force transducer.

L&#39;expérimentation physiologique avec l&#39;intestin postérieur écrevisses: un exercice de laboratoire étudiant

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings ...

Assaying Surface Expression of Chemosensory Receptors in Heterologous Cells

The vivid world of odors is recognized by the sense of olfaction. Olfaction in mice is mediated by a repertoire of about 1200 G Protein Coupled Receptors (GPCRs) 1 that are postulated to bind volatile odorant molecules and converting the extracellular signal into an intracellular signal by coupling with G protein G&alpha;olf. Binding of the odorants to the receptors is thought to follow a combinatorial rule, that is, one odorant may bind several receptors and one receptor may bind several odorants to varying degrees 2. Biochemical, signaling and ligand binding studies have been conveniently carried out for most GPCRs using heterologous cells. However use of heterologous cells for study of odorant receptors, was precluded for a long time since on transfection they failed to export to the surface. Saito et al have demonstrated single membrane pass Receptor Transporting Protein (RTP) family chaperones show enhanced expression in the olfactory sensory neurons and act as chaperones to traffic odorant receptors to the surface in heterologous cells, when co transfected together 3. To carry out biochemical assays for receptors using heterologous cells, one must first determine if the receptor shows robust surface expression in the cell line. This can be assayed by overexpressing the receptors with the chaperone RTP1S followed by live cell staining to fluorescently label the extracellular domain or a tag in the extracellular domain exclusively. Here we demonstrate a protocol to carry out live cell staining that can be used to detect odorant receptors on the surface of HEK293T cells conveniently. In addition, it may also be used to assay for surface expression of other chemosensory receptors or GPCRs.

Here we demonstrate a protocol to carry out live cell staining that can be used to detect odorant receptors on the surface of HEK293T cells conveniently. In addition, it may also be used to assay for surface expression of other chemosensory receptors or GPCRs.

Dosage expression en surface des récepteurs chimiosensoriels dans des cellules hétérologues

The vivid world of odors is recognized by the sense of olfaction. Olfaction in mice is mediated by a repertoire of about 1200 G Protein Coupled Receptors ...

Optical Imaging of Neurons in the Crab Stomatogastric Ganglion with Voltage-sensitive Dyes

Voltage-sensitive dye imaging of neurons is a key methodology for the understanding of how neuronal networks are organised and how the simultaneous activity of participating neurons leads to the emergence of the integral functionality of the network. Here we present the methodology of application of this technique to identified pattern generating neurons in the crab stomatogastric ganglion. We demonstrate the loading of these neurons with the fluorescent voltage-sensitive dye Di-8-ANEPPQ and we show how to image the activity of dye loaded neurons using the MiCAM02 high speed and high resolution CCD camera imaging system. We demonstrate the analysis of the recorded imaging data using the BVAna imaging software associated with the MiCAM02 imaging system. The simultaneous voltage-sensitive dye imaging of the detailed activity of multiple neurons in the crab stomatogastric ganglion applied together with traditional electrophysiology techniques (intracellular and extracellular recordings) opens radically new opportunities for the understanding of how central pattern generator neural networks work.

Here we present the methodology for fast and high resolution fluorescent voltage-sensitive dye imaging of detailed activity of neurons in the crab stomatogastric ganglion.

Imagerie optique des neurones dans le ganglion de crabe Stomatogastric avec tension colorants sensibles

Voltage-sensitive dye imaging of neurons is a key methodology for the understanding of how neuronal networks are organised and how the simultaneous ...

Use of pHluorin to Assess the Dynamics of Axon Guidance Receptors in Cell Culture and in the Chick Embryo

During development, axon guidance receptors play a crucial role in regulating axons sensitivity to both attractive and repulsive cues. Indeed, activation of the guidance receptors is the first step of the signaling mechanisms allowing axon tips, the growth cones, to respond to the ligands. As such, the modulation of their availability at the cell surface is one of the mechanisms that participate in setting the growth cone sensitivity. We describe here a method to precisely visualize the spatio-temporal cell surface dynamics of an axon guidance receptor both in vitro and in vivo in the developing chick spinal cord. We took advantage of the pH-dependent fluorescence property of a green fluorescent protein (GFP) variant to specifically detect the fraction of the axon guidance receptor that is addressed to the plasma membrane. We first describe the in vitro validation of such pH-dependent constructs and we further detail their use in vivo, in the chick spinal chord, to assess the spatio-temporal dynamics of the axon guidance receptor of interest.

We describe here the use of a pH-sensitive green fluorescent protein variant, pHluorin, to study the spatio-temporal dynamics of axon guidance receptors trafficking at the cell surface.&#160;The pHluorin-tagged receptor is expressed both in cell culture and in vivo, using electroporation of the chick embryo.

Utilisation de la pHluorine pour évaluer la dynamique des récepteurs de guidage axonaux dans la culture cellulaire et dans l’embryon de poussin

During development, axon guidance receptors play a crucial role in regulating axons sensitivity to both attractive and repulsive cues. Indeed, activation ...

Inducing Plasticity of Astrocytic Receptors by Manipulation of Neuronal Firing Rates

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be stimulated by neuronally-released transmitter. However, the ability of astrocytic receptors to exhibit plasticity in response to changes in neuronal activity has received little attention. Here we describe a model system that can be used to globally scale up or down astrocytic group I metabotropic glutamate receptors (mGluRs) in acute brain slices. Included are methods on how to prepare parasagittal hippocampal slices, construct chambers suitable for long-term slice incubation, bidirectionally manipulate neuronal action potential frequency, load astrocytes and astrocyte processes with fluorescent Ca2+ indicator, and measure changes in astrocytic Gq GPCR activity by recording spontaneous and evoked astrocyte Ca2+ events using confocal microscopy. In essence, a &#8220;calcium roadmap&#8221; is provided for how to measure plasticity of astrocytic Gq GPCRs. Applications of the technique for study of astrocytes are discussed. Having an understanding of how astrocytic receptor signaling is affected by changes in neuronal activity has important implications for both normal synaptic function as well as processes underlying neurological disorders and neurodegenerative disease.

Here we describe an adaptation of protocols used to induce homeostatic plasticity in neurons for the study of plasticity of astrocytic G protein-coupled receptors. Recently used to examine changes in astrocytic group I mGluRs in juvenile mice, the method can be applied to measure scaling of various astrocytic GPCRs, in tissue from adult mice in situ and in vivo, and to gain a better appreciation of the sensitivity of astrocytic receptors to changes in neuronal activity.

Induire la plasticité de Astrocytic récepteurs neuronaux par manipulation des taux de combustion

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be ...

Receptor Autoradiography Protocol for the Localized Visualization of Angiotensin II Receptors

This protocol describes receptor binding patterns for Angiotensin II (Ang II) in the rat brain using a radioligand specific for Ang II receptors to perform receptor autoradiographic mapping.
Tissue specimens are harvested and stored at -80 &#176;C. A cryostat is used to coronally section the tissue (brain) and thaw-mount the sections onto charged slides. The slide-mounted tissue sections are incubated in 125I-SI-Ang II to radiolabel Ang II receptors. Adjacent slides are separated into two sets: &#39;non-specific binding&#39; (NSP) in the presence of a receptor saturating concentration of non-radiolabeled Ang II, or an AT1 Ang II receptor subtype (AT1R) selective Ang II receptor antagonist, and &#39;total binding&#39; with no AT1R antagonist. A saturating concentration of AT2 Ang II receptor subtype (AT2R) antagonist (PD123319, 10 &#181;M) is also present in the incubation buffer to limit 125I-SI-Ang II binding to the AT1R subtype. During a 30 min pre-incubation at ~22 &#176;C, NSP slides are exposed to 10 &#181;M PD123319 and losartan, while &#39;total binding&#39; slides are exposed to 10 &#181;M PD123319. Slides are then incubated with 125I-SI-Ang II in the presence of PD123319 for &#39;total binding&#39;, and PD123319 and losartan for NSP in assay buffer, followed by several &#39;washes&#39; in buffer, and water to remove salt and non-specifically bound radioligand. The slides are dried using blow-dryers, then exposed to autoradiography film using a specialized film and cassette. The film is developed and the images are scanned into a computer for visual and quantitative densitometry using a proprietary imaging system and a spreadsheet. An additional set of slides are thionin-stained for histological comparisons.
The advantage of using receptor autoradiography is the ability to visualize Ang II receptors in situ, within a section of a tissue specimen, and anatomically identify the region of the tissue by comparing it to an adjacent histological reference section.

Here we present a protocol to describe the localization of angiotensin II Type 1 receptors in the rat brain by quantitative, densitometric, in vitro receptor autoradiography using an iodine-125 labeled analog of angiotensin II.

Receptor Protocole autoradiographie pour la visualisation Localisée de l&#39;angiotensine II Receptors

This protocol describes receptor binding patterns for Angiotensin II (Ang II) in the rat brain using a radioligand specific for Ang II receptors to ...