אנו מודים למר קרייג ד Slaven (המחלקה לאנגלית, אוניברסיטת קנטאקי) לסיוע העריכה. נתמך על ידי אוניברסיטת קנטקי, החוג לביולוגיה, משרד לימודי הסמכה ו במכללה לאמנויות ומדעים.

1) מבוא עצב מוטורי לתקשר עם סיב שריר ב סינפסות אשר יכונו צומת neuromuscular (NMJ). NMJs ניתן לגשת בקלות בהכנות שריר ביותר סרטנים. רבים NMJs סרטנים להוכיח שאינם spiking postsynaptic פוטנציאלים מעוררים (EPSP) דומה את האותות החשמליים מדורגים שנוצר דנדריטים postsynaptic בתוך מערכת העצבים המרכזית יונקים או התגובות התת ציין NMJs חוליות (Wiersma &amp; Van Harreveld, 1938; כץ &amp; Kuffler, 1946) . NMJs סרטנים יכולים לשמש מודלים הסינפטי הבסיסית לספק תובנות כלליות לתוך בשידור סינפטי והבחנה הסינפטי. באופן כללי, יחידות מוטוריות להסדיר היבטים של התנהגות בעלי חיים באמצעות סוג של תקשורת סינפטית ב NMJs ומאפיינים של השרירים. מאז התצפית הראשונה של &quot;מהיר&quot; התכווצויות &quot;איטי&quot; שריר סרטנים סרטנים שריר מקרוב (לוקאס, 1907, 1917), התכווצות שרירים הבחנה דומה תוארה שריר סוגי סרטנים אחרים כגון מכופפי בטן (קנדי &amp; טאקדה, 1965a , ב) ו פושטי איבר (ואן Harreveld &amp; Wiersma, 1936). &quot;מהיר&quot; התכווצויות ליזום מענה מהיר. לדוגמה, להעיף זנב סרטנים היא התנהגות מהר. &quot;איטי&quot; התכווצויות לשמור על תנועות איטיות לסייע בשמירה על היציבה (Bradacs et al. 1997). מקבילים על &quot;מהיר&quot; התכווצויות &quot;איטי&quot; שרירים &quot;, phasic / פלט גבוה&quot; ו &quot;פלט טוניק / נמוך&quot; משמשים באופן נרחב כדי לתאר את הנוירונים המנוע. ההבדל בשיעור והעיתוי של התכווצות שרירים היא בחלקה הקשורים presynaptic הבדלים במבנה הסינפטי וכוח הסינפטי (King et al. 1996). Myofibrillar איזופורם ביטוי החלבון חשוב גם הבדלים התכווצות, אך ההכנות כמו זה של שריר פושטי רגל, שבו הוא נתון סיב מעוצבבים על ידי שני סוגים של נוירונים מוטוריים, הדגש הוא על הבדלים סינפטיים של המסופים, מאז מסופי המניות תא היעד זהה (Mykles et al., 2002). מחקר מוקדם יותר בדק את שני האקסונים מנוע הגירוי של פושטי הרגל ותיאר את פנוטיפים phasic טוניק (Bradacs et al. 1997). בדו&quot;ח זה, אנו מדגימים כיצד לבצע את הנתיחה ולקבל הקלטות כדי שאחרים יוכלו להמשיך לחקור את המאפיינים של בידול הסינפטי אלה מסופי העצב. נצפה עם במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים, סדרות שונות של חלקים המתקבלים טוניק ומסופי phasic על שריר הרגל סרטנים extensor גילה כי מסופי טוניק להכיל יותר מאשר שלפוחית ​​RRP מסופי phasic; המיטוכונדריה הם שכיחה יותר נוירונים טוניק, ואת סינפסות על מסופי phasic הם מורכבות יותר מאשר אלו על סינפסות, תפוקה נמוכה, שכן הם מכילים מספר רב של אזורי פעילות מגוונת עם המרווח (Miller et al, 2002; ג&#39;ונסטון et al, 2008;. King et al, 1996;.. Bradacs et al, 1997). נמוך פלט טוניק מסופי הם גם רגישים יותר בשידור סינפטי שיפור עם neuromodulator סרוטונין (5-HT) מאשר הם מסופי phasic (Cooper et al., 2003). העובדה טוניק ו NMJ phasic נמצאים על סיבי השריר באותו מקל כדי להעריך את ההבדלים presynaptic על סיבי שריר נתון במטרה לענות על שאלות של עייפות שרירים, דיכאון הסינפטי ולדבר לחצות הסינפטי. שאלות שונים להישאר לטפל בהכנה זו, כגון אם יש הבדלים בצפיפות הקולטן postsynaptic ואת קולטני גלוטמט תת מטרות postsynaptic עבור טוניק ומסופי phasic, אלא הבנה טובה יותר של הבדלים בסיסיים באנטומיה ופיזיולוגיה של אלה שתי יחידות מוטוריות יסייע בבניית בסיס ידע עמוק יותר. התקווה היא כי עקרונות היסוד למדו לקראת זה הסינפטי יחולו סינפסות אחרות בהכנות שונים ישפר חקירות בעתיד במודל זה סינפטיים של סרטנים. 2) שיטות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל הניסויים נערכים על הרגליים בהליכה הראשון או השני של סרטנים בינוניים (Procambarus כלארקיי). החיות הם שוכנו בנפרד במכלי פלסטיק עם מים מחומצן. טמפרטורת החדר היא חיה בטווח של 13 ° C-16 ° C. בעלי החיים ניזונים עם מזון דגים יבש המים השתנו על בסיס שבועי. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig1.jpg" alt="איור 1" /> איור 1: סכמטי של רגל סרטנים הליכה שישה קטעים דיסטלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ההיבט דיסטלי של הרגל הליכה סרטנים מחולק מבחינה אנטומית לתוך שישה מקטעים (איור 1). פושטי הרגל ממוקם meropodite, ואת פקעת עצבים כי יהיה מבודד הוא קרוב ischiopodite meropodite משותף. האקסון טוניק או phasic יכול להיות מגורה באופן סלקטיבי כמו needed לצרכים פיזיולוגיים לאחר שהם נחשפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קופר וקופר (2009) תיאר כמה היבטים של הניתוח הראשוני, כולל שיטות חשיפת מעורר של הנוירון המוטורי פותחן בתוך האזור meropodite, אבל התיאור שלהם אינו מספק את הטיפול הנדרש להגנה על השרירים extensor מפני נזקים, כפי שהיה לא צריך להתייחס הכנה שריר פותחן. על מנת להגן על extensor, הליכה ברגל הראשון או השני יוסר סרטנים, מדידה 6-10 ס&quot;מ אורך הגוף (Atchafalaya ביולוגית אספקת ושות, Raceland, לוס אנג&#39;לס), על ידי גרימת את בעל החיים automize האיבר עם צביטה חזקה דיסטלי למישור השבר במגזר ischiopodite. הרגל מונחת על הצלחת דיסקציה עם לרוחב (הצד החיצוני) מול הצופה. הרגל הוא הסתובב עד שהצופה יכול להיות בטוח החיצון (צד לרוחב) הוא פונה כלפי מעלה על הצלחת הניתוח, בדרך כלל עם הצד קשתי כלפי מעלה (איור 2). הנחת רגל על ​​פיסת נייר, קל יותר להפוך את ההכנה תוך ביצוע קיצוצים אלה. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2: הצד הלטרלי של meropodite, בדרך כלל הצד אשר מקושת, הוא פונה כלפי מעלה על הצלחת הניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם מפסק להב בעל אזמל, סכין גילוח חד משמש לציפורן לחרוט עד עתה חיתוך דרך בדפוס שמוצג באיור 3 עבור מגזר meropodite. הטיפול נלקח לא לחתוך יותר מדי רחוק דיסטלי על הגב כדי לחתוך הגחון על ידי המפרק meropodite-carpopodite. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3: קטע meropodite עם קווים כתבנית הציע תחריט מחלון לציפורן. הכנה ממוקם מלוחים. המנה לנתיחה צריך ציפוי (Dow Corning) Sylgard בתחתית (1cm עבה). Sylgard משמש כך סיכות החרק יכול להיות תקועה בו לקיום הכנה עדיין. בשלב זה, סיכה תקוע באמצע קטע carpopodite ו בהיבט הגבי של המגזר ischiopodite (איור 4). ההכנות גזור שטופים מלוחים סרטנים רגיל, שונה מן הפתרון של ואן Harreveld (1936), אשר הוא עשה עם 205 NaCl; 5.3KCl; 13.5 CaCl 2: 2H 2 O, 2.45 MgCl 2: 6 שעות 2 O; 5 HEPES והותאמו pH 7.4 (מ&quot;מ). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig4.jpg" alt="איור 4" /> איור 4: קטע meropodite עם חלון לחתוך להיות המריא. שים לב למיקום של סיכות לנתיחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לציפורן היא הרימה בעדינות באזור דיסטלי ואת סיבי השריר מנותקים לציפורן על ידי ביצוע משיכות לעבר בסיס של הרגל. לציפורן ניתן המריא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Apodeme (גיד) הוא חתך במפרק meropodite-carpopodite. סיכה מושם על המשטח הפנימי של גיד מכופף כדי להראות היכן לחתוך את תיעשה (איור 5). גיד הוא צבט אז איפה זה היה לחתוך עם פינצטה את השריר מכופף הוריד ידי הרמתה לכיוון הזנב (איור 6), חשיפת עצבים רגל הראשי השרירים פושטי. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig5.jpg" alt="איור 5" /> איור 5: apodeme של שריר מכופף מסומן על ידי לעקירתם אותו מכופף עם סיכה. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig6.jpg" alt="איור 6" /> איור 6: apodeme של שריר מכופף היא לחתוך ולהסיר בזהירות שלא לגרום נזק עצבי ברגל הראשי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עצב הרגל העיקרית היא לחתוך במפרק meropodite-carpopodite ומשך בזהירות לאחור על השריר extensor. המשטח המדיאלי של השריר משמש לאורך כל תקופת המחקר הזה. ההפרדה של העצב לשריר פושטי רגל מן העצב העיקרי ניתן לשפר על ידי משיכתו בעדינות את הגדם דיסטלי של העצב רגל הראשי לצד ההכנה. כאשר קילוף העצב הרגל העיקרי חזרה מעל השריר extensor, ענפים קטנים של האקסון ייתכן שיהיה צורך לחתוך. אלה הם ענפים מן הנוירון המוטורי מעכבות לשריר extensor. צרור גדול מסתעפת מן העצב הרגל העיקרי לקראת סוף הפרוקסימלי של meropodite הוא צרור עצבים קטנה של עניין. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig7.jpg" alt="איור 7" /> איור 7: העצב הרגל העיקרי הוא לגזור לאחור לכיוון פרוקסימלי. חבילה זו ניתן לראות את העצב עם מכתים מתילן כחול (איור 8) או עם 4-Di-2-ASP פלורסנט כתם (איור 9). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig8.jpg" alt="איור 8" /> איור 8: מוכתמים שרירים פושטי עם מתילן כחול. הערה ההסתעפות האקסון ושני אקסונים לעין בקלות בתוך העצב. החיצים האדומים demark המסלול העצבי. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig9.jpg" alt="איור 9" /><br/&gt; איור 9: אקסונים של מוכתם העצב המוטורי עם 4-Di-2-ASP. האקסון טוניק הוא יותר נראה בהיר בגלל התוכן המיטוכונדריה מוגברת. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10a.jpg" alt="איור 10A" /> איור 10A: מסופי בודדת של נוירונים phasic טוניק מוכתם 4-Di-2-ASP. שים לב ורידים על מסופי טוניק ואת אופי דקה של מסופי phasic. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10b.jpg" alt="איור 10B" /> איור 10 ב-טוניק ציין <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10c.jpg" alt="איור 10C" /> איור 10C-Phasic ציין </li></ol> 3) פיזיולוגיים פרופילים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לבחון את הפוטנציאל postsynaptic מעוררים (EPSPs) של הנוירונים טוניק או phasic, אחד אקסונים מבודד צרור העצבים מגורה על ידי אלקטרודה יניקה (איור 11) מחובר ממריץ הדשא בעוד הפוטנציאלים תאיים בשריר מנוטרים (ג&#39;ונסטון et al. 2008). גירוי ב 70 הרץ מוחל על האקסון טוניק על מנת לקדם מענה הקלו על NMJs תפוקה נמוכה, או דופק אחד (1 הרץ) מוחל על האקסון phasic כדי להשיג EPSPs גדול מהתפוקה הגבוהה NMJs כפי שמוצג באיור 12. EPSPs נרשמות למחשב באמצעות ממשק PowerLab/4s. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig11.jpg" alt="איור 11" /> איור 11: אלקטרודה מגרה הניח על האקסון יחיד בתוך צרור העצבים. הערה הקו הירוק מתאר את 2 אקסונים הראשי. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig12.jpg" alt="איור 12" /> איור 12: פוטנציאל Postsynaptic (EPSPs) של הנוירונים טוניק או phasic כפי שמתקבלות על ידי הקלטות תאיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חקירת אופי של סיוע הסינפטי ודיכאון הסינפטי ניתן לגשת באמצעות פרדיגמות שונות ניסיוני עם NMJs פלט נמוך וגבוה. סיוע של NMJs תפוקה נמוכה תלוי בתדירות, כפי שמוצג על פולסים 20, 40 ו - 60 הרץ של כ 20 גירויים (איור 13). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig13.jpg" alt="איור 13" /> איור 13: EPSPs בתגובה רכבת פולסים של גירוי נתון בשלושה תדרים שונים 20, 40 ו - 60 הרץ ב סרטנים מלח רגיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיעור הדיכאון הסינפטי לתדר הגירוי קשורה גם NMJs תפוקה גבוהה. איור 14 מראה הרץ רציף 5 של גירוי מדכא NMJ מעל 30 דקות. עם תדירות גירוי גבוה, כהכנה יהיה לדכא במהירות רבה יותר (Bradacs et al. 1997). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig14.jpg" alt="איור 14" /> איור 14: משרעת EPSP התגובה phasic במהלך גירוי 5 הרץ לגרום לדיכאון. </li></ol> 4) תגובות Quantal <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך דומה לזה שתואר על השריר פותחן של סרטנים (קופר קופר, 2009) משמש כהכנה זה. EPSPs quantal ישירות על אזורים זיהוי של המסוף עצב נרשמות על ידי הנחת לומן של האלקטרודה המאקרו תיקון הקלטה על ורידים הסינפטי דמיינו עם צבע החיוני 4-Di-2-ASP (5 מיקרומטר, 5 דק &#39;טיפול, קופר et al, 1995;. Magrassi et al, 1987).. ספונטני, כמו גם התגובות quantal עורר ניתן להקליט לאורך מסופי העצב. עורר פוטנציאל הסינפטי ספונטנית נרשמות עם אלקטרודה המאקרו התיקון (דוד &#39;ל, 1981; Wojtowicz et al, 1991;. Mallart, 1993). Kimax זכוכית (קוטר חיצוני: 1.5 מ&quot;מ) היה משך אש מלוטש לייצר טיפים תיקון בקטרים ​​הנעים בתוך 10-20 מיקרומטר (איור 15). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig15.jpg" alt="איור 15" /> איור 15: לומן של האלקטרודה המאקרו תיקון ההקלטה. לומן של האלקטרודה מלא המדיום ים. מגבר הוא זהה לזה המשמש את ההקלטות תאיים שהוזכרו לעיל. אלקטרודה והתנגדות חותם ניתן לקבוע על ידי העברת פולסים המבחן הנוכחי דרך האלקטרודה. בניסויים שלנו, התנגדויות חותם נע בין 0.3 ל 1.0 MOhm ואת התנגדות אלקטרודה נע בין 0.5 ל 1.0 MOhm. התנגדות חותם ניתן לנטר ברחבי ההקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספירה ישירה של אירועים quantal אפשרי עם תדרי גירוי נמוך. עבור כל תשובה עורר, במספר האירועים quantal ניתן לקבוע בקלות את מסופי תפוקה נמוכה (איור 16). אלה סעיפים ישיר יכול לעזור להעריך את תוכן quantal אומר (דל קסטילו &amp; Katz, 1954;. Cooper et al, 1995). מאז NMJs עורר תפוקה גבוהה לייצר רב quantal אירועים עורר, את המשרעת אזור מתכוון או של סטיות, יחד עם משרעת באזור השיא הממוצע או האירועים ספונטנית, יכול לשמש כדי approximate התוכן quantal אומר (Cooper et al. 1995). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig16.jpg" alt="איור 16" /> איור 16 עקבות מיקוד רשמה phasic ו NMJ טוניק. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig17.jpg" alt="איור 17" /> איור 17 </li></ol>

<ol>
	<li>Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organization+and+synaptic+physiology+of+crustacean+neuromuscular+systems.">Organization and synaptic physiology of crustacean neuromuscular systems.</a> Prog. Neurobiol. 7, 291-391 (1976).</li><li>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=Synaptic+diversity+and+differentiation:+Crustacean+neuromuscular+junctions.">Synaptic diversity and differentiation: Crustacean neuromuscular junctions.</a> Invertebrate Neuroscience. 1, 291-307 (1996).</li><li>Bradacs, H., Cooper, R. L., Msghina, M., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+physiology+and+morphology+of+phasic+and+tonic+motor+axons+in+a+crayfish+limb+extensor+muscle.">Differential physiology and morphology of phasic and tonic motor axons in a crayfish limb extensor muscle.</a> J. Exp. Biol. 200, 677-691 (1997).</li><li>Cooper, R. L., Stewart, B. A., Wojtowicz, J. M., Wang, S., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantal+measurement+and+analysis+methods+compared+for+crayfish+and+Drosophila+neuromuscular+junctions,+and+rat+hippocampus.">Quantal measurement and analysis methods compared for crayfish and Drosophila neuromuscular junctions, and rat hippocampus.</a> J. Neurosci Methods. 61, 67-78 (1995).</li><li>Cooper, R. L., Donmezer, A., Shearer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+differences+in+sensitivity+to+5-HT+between+high-+and+low-output+terminals+innervating+the+same+target.">Intrinsic differences in sensitivity to 5-HT between high- and low-output terminals innervating the same target.</a> Neuroscience Research. 45, 163-172 (2003).</li><li>Cooper, A. S., 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=Historical+view+and+demonstration+of+physiology+at+the+NMJ+at+the+crayfish+opener+muscle.">Historical view and demonstration of physiology at the NMJ at the crayfish opener muscle.</a> J Vis Exp. , (2009).</li><li>Del Castillo, J., Katz, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantal+components+of+the+end-plate+potential.">Quantal components of the end-plate potential.</a> J. Physiol. 124, 560-573 (1954).</li><li>Desai-Shah, M., Viele, K., Sparks, G., Nadolski, J., Hayden, B., Srinivasan, V. 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=Assessment+of+synaptic+function+during+short-term+facilitation+in+motor+nerve+terminals+in+the+crayfish.">Assessment of synaptic function during short-term facilitation in motor nerve terminals in the crayfish.</a> The Open Neuroscience Journal. 2, 24-35 (2008).</li><li>Desai-Shah, 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=Different+mechanisms+of+Ca2++regulation+that+influence+synaptic+transmission:+Comparison+between+crayfish+and+Drosophila+neuromuscular+junctions.">Different mechanisms of Ca2+ regulation that influence synaptic transmission: Comparison between crayfish and Drosophila neuromuscular junctions.</a> SYNAPSE. 63, 1100-1121 (2009).</li><li>Dudel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+reduced+calcium+on+quantal+unit+at+the+crayfish+neuromuscular+junction.">The effect of reduced calcium on quantal unit at the crayfish neuromuscular junction.</a> Pfl gers Arch. 391, 35-40 (1981).</li><li>Griffis, B., Moffett, S., 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+phenotype+remains+unaltered+after+limb+autotomy+and+unloading.">Muscle phenotype remains unaltered after limb autotomy and unloading.</a> J. Exp. Zool. 289, 10-22 (2001).</li><li>Harata, N., Pyle, J. L., Aravanis, A. M., Mozhayeva, M., Kavalai, E. T., Tsien, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limited+numbers+of+recycling+vesicles+in+small+CNS+nerve+terminals:+implications+for+neural+signaling+and+vesicular+cycling.">Limited numbers of recycling vesicles in small CNS nerve terminals: implications for neural signaling and vesicular cycling.</a> Trends in Neurosci. 24, 637-643 (2001).</li><li>Jeromin, A., Shayan, A. J., Msghina, M., Roder, J., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crustacean+frequenins:+molecular+cloning+and+differential+localization+at+neuromuscular+junctions.">Crustacean frequenins: molecular cloning and differential localization at neuromuscular junctions.</a> J. Neurobiol. 41 (2), 165-175 (1999).</li><li>Johnstone, A. F. M., Kellie, S., 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=Presynaptic+depression+in+phasic+motor+nerve+terminals+and+influence+of+5-HT+on+docked+vesicles.">Presynaptic depression in phasic motor nerve terminals and influence of 5-HT on docked vesicles.</a> The Open Neuroscience Journal. 2, 16-23 (2008).</li><li>Katz, B., Kuffler, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation+of+the+nerve-muscle+system+in+Crustacea.">Excitation of the nerve-muscle system in Crustacea.</a> Proc. Roy. Soc. B. 133, 374-389 (1946).</li><li>Kennedy, D., Takeda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflex+control+of+abdominal+flexor+muscles+in+crayfish.+I.+The+twitch+system.">Reflex control of abdominal flexor muscles in crayfish. I. The twitch system.</a> J. Exp. Biol. 43, 211-227 (1965).</li><li>Kennedy, D., Takeda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflex+control+of+abdominal+flexor+muscles+in+crayfish.+II.+The+tonic+system.">Reflex control of abdominal flexor muscles in crayfish. II. The tonic system.</a> J. Exp. Biol. 43, 229-246 (1965).</li><li>King, M. J. R., Atwood, H. L., Govind, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+features+of+crayfish+phasic+and+tonic+neuromuscular+junctions.">Structural features of crayfish phasic and tonic neuromuscular junctions.</a> J. Comp. Neurol. 372, 618-626 (1996).</li><li>LaFramboise, W., Griffis, B., Bonner, P., Warren, W., Scalise, D., Guthrie, R. D., 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+type+specific+myosin+isoforms+in+crustacean+muscles.">Muscle type specific myosin isoforms in crustacean muscles.</a> J. Exp. Zool. 286, 36-48 (2000).</li><li>Logsdon, S., Johnstone, A. F. M., 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=Regulation+of+synaptic+vesicles+pools+within+motor+nerve+terminals+during+short-term+facilitation+and+neuromodulation.">Regulation of synaptic vesicles pools within motor nerve terminals during short-term facilitation and neuromodulation.</a> J. Applied Physiol. 100, 662-671 (2006).</li><li>Lucas, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+analysis+of+complex+excitable+tissues+by+their+response+to+electric+currents+of+short+duration.">The analysis of complex excitable tissues by their response to electric currents of short duration.</a> J. Physiol. 35, 310-331 (1907).</li><li>Lucas, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+summation+of+propagated+disturbances+in+the+claw+of+Astacus+and+on+the+double+neuromuscular+system+of+the+abductor.">On summation of propagated disturbances in the claw of Astacus and on the double neuromuscular system of the abductor.</a> J. Physiol. 51, 1-35 (1917).</li><li>Magrassi, L., Purves, D., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+probes+that+stain+living+nerve+terminals.">Fluorescent probes that stain living nerve terminals.</a> J. Neurosci. 7, 1207-1214 (1987).</li><li>Millar, A. G., Bradacs, H., Charlton, M. P., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inverse+relationship+between+release+probability+and+readily+releasable+vesicles+in+depressing+and+facilitating+synapses.">Inverse relationship between release probability and readily releasable vesicles in depressing and facilitating synapses.</a> J. Neurosci. 22, 9661-9667 (2002).</li><li>Millar, A. G., Zucker, R. S., Ellis-Davies, C. G., Charlton, M. P., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+sensitivity+of+neurotransmitter+release+differs+at+phasic+and+tonic+synapses.">Calcium sensitivity of neurotransmitter release differs at phasic and tonic synapses.</a> J. Neurosci. 25, 3113-3125 (2005).</li><li>Msghina, M., Govind, C. K., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+structure+and+transmitter+release+in+crustacean+phasic+and+tonic+motor+neurons.">Synaptic structure and transmitter release in crustacean phasic and tonic motor neurons.</a> J. Neurosci. 18, 1374-1382 (1998).</li><li>Msghina, M., Millar, A. G., Charlton, M. P., Govind, C. K., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+entry+related+to+active+zones+and+differences+in+transmitter+release+at+phasic+and+tonic+synapses.">Calcium entry related to active zones and differences in transmitter release at phasic and tonic synapses.</a> J. Neurosci. 19, 8419-8434 (1999).</li><li>Mykles, D. L., Medler, S. A., Koenders, A., 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=Myofibrillar+protein+isoform+expression+is+correlated+with+synaptic+efficacy+in+slow+fibres+of+the+claw+and+leg+opener+muscles+of+crayfish+and.">Myofibrillar protein isoform expression is correlated with synaptic efficacy in slow fibres of the claw and leg opener muscles of crayfish and.</a> 205 (4), 513-522 (2002).</li><li>Sparks, G., 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=5-HT+offsets+homeostasis+of+synaptic+transmission+during+short-term+facilitation.">5-HT offsets homeostasis of synaptic transmission during short-term facilitation.</a> J. Applied Physiol. 96, 1681-1690 (2004).</li><li>Sohn, J., Mykles, D. 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=The+anatomical,+physiological+and+biochemical+characterization+of+muscles+associated+with+the+articulating+membrane+in+the+dorsal+surface+of+the+crayfish+abdomen.">The anatomical, physiological and biochemical characterization of muscles associated with the articulating membrane in the dorsal surface of the crayfish abdomen.</a> J. Exp. Zool. 287, 353-377 (2004).</li><li>Tsien, R. W., Harata, N. C., Choi, S. W. P. y. l. e., Aravanis, A. M., AM, G. C. h. e. n. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vesicles,+quanta+and+synaptic+plasticity.+Molecular+Mechanisms+of+synaptic+function.">Vesicles, quanta and synaptic plasticity. Molecular Mechanisms of synaptic function.</a> , (2001).</li><li>Van Harreveld, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+physiological+solution+for+freshwater+crustaceans.">A physiological solution for freshwater crustaceans.</a> Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 34, 428-432 (1936).</li><li>Van Harreveld, A., 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=The+triple+innervation+of+the+crayfish+muscle.">The triple innervation of the crayfish muscle.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 22, 667-667 (1936).</li><li>Wiersma, C. A. G., Van Harreveld, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+the+frequency+of+stimulation+on+the+slow+and+fast+contraction+in+crustacean+muscle.">The influence of the frequency of stimulation on the slow and fast contraction in crustacean muscle.</a> Physiol. Zool. 11, 75-81 (1938).</li><li>Wojtowicz, J. M., Smith, B. R., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-dependent+recruitment+of+silent+synapses.">Activity-dependent recruitment of silent synapses.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 627, 169-179 (1991).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

אנחנו הוכיחו בדוח זה איך לנתח, לתעד ולכמת התגובות הסינפטי כהכנה סרטנים ייחודיים neuromuscular שבה מסופי שניהם גבוהה ונמוכה פלט innervate את סיב השריר אותו. ההכנות neuromuscular ב סרטנים מציעים יתרונות רבים על פני צמתים חוליות neuromuscular, שכן רק מעט נוירונים מנוע מעוררות יש צורך innervate שריר, ומאז הנוירונים ניתנים לזיהוי מתוך הכנה הכנה (אטווד, 1976). בנוסף, הנוירוטרנסמיטר גלוטמט הוא מעורר, ואת הפוטנציאלים postsynaptic מעורר (EPSP) מדורגות, ולכן מאפייני biophysical של אירועים הם מדורגים מקביל הדנדריטים של נוירונים בתוך מערכת העצבים המרכזית של בעלי חוליות. זרמי quantal, לעומת זאת, ניתן לנטר ישירות באתרי postsynaptic (Cooper et al. 1995). גירויים חוזרים ונשנים 5 הרץ של העצב phasic מעורר EPSPs גדול להיות מדוכא מאוד לאחר מספר דקות. סוג זה של דיכאון נפוץ arthropod phasic neuromuscular צמתים (אטווד קופר, 1996). הנוכחות של מסופי טוניק לצד מסופי phasic מאפשרת להעריך האם או לא היעד postsynaptic הוא שונה מאוד במהלך ואחרי דיכאון של הנוירון המוטורי phasic. בנוסף, מסופי תפוקה נמוכה לספק הכנה נחמד לחקור המנגנונים העומדים בבסיס הנחיית הסינפטי (דסאי, השאה et al, 2008;. דסאי, השאה קופר, 2009) מסופי תפוקה גבוהה מספקים קרקע לשחק לחקור אפנון בשיעור של דיכאון הסינפטי ועל תהליך ההחלמה. ההכנות נגיש ובר קיימא אמור לעזור בפענוח המנגנונים מאחורי דיכאון הסינפטי. בכך הכנה רגל סרטנים extensor, יישום אקסוגני של סרוטונין הוא כלי נוסף כדי לחקור התאוששות של דיכאון הסינפטי ואפשרות אמצעי לקידום חקירת גיוס של בריכות שלפוחית ​​סינפטית. הכנה זו מספקת יתרונות ניסיוניים אחדים, מאז סיבי שריר בודדים מעוצבבים על ידי נוירונים המנוע הן phasic טוניק. מאז סרוטונין מגדילה את מספר שלפוחית ​​שפורסמו עם גירוי מעורר, ומאז הוא מקדם את ההחלמה במהלך דיכאון, ברור כי יש אפנון של בריכות שלפוחית ​​לשיפור ההסתברות של התמזגות עם ההווה סרוטונין (ג&#39;ונסטון et al. 2008 ; לוגסי ואח&#39;, 2006;. ניצוצות et al, 2004).. מודלים שיסבירו את הדינמיקה של בריכות שלפוחית ​​בתוך הטרמינל עצב presynaptic במהלך גירוי בתדר נמוך, בניגוד למצב מדוכא, גם צריך להיחשב בין פרוטוקולי הניסוי השונים אפשרי עם הכנה זו. זה כבר ציין מערכות אחרות כי כ -30% הבריכה שלפוחית ​​עובר מיחזור מהיר, בעוד שאר שלפוחית ​​ממוחזרים לעבור נתיב מיחזור המסורתית איטי דרך reticulum endoplasmic (Harata et al, 2001;. צ&#39;יין et al. , 2001). נתיבי כפול כזה עשוי גם להיות נוכח במערכת זו. אם ה-ATP חסר במדינה מדוכאת של המסוף presynaptic, אז עגינה undocking לא יוכל להתרחש, ולכן שלפוחית ​​פרקו ועוד יישאר על פני השטח הסינפטי. מאז שלפוחית ​​יותר משתחררים במהירות כאשר מסופי נחשפים HT 5, זה אינו ריאלי, כי עוד נמצאים בתוך הבריכה releasable בקלות (RRV). עם זאת, במדינה מדוכאת, עם הפחתת ה-ATP, עגינה ו undocking עשויים להיחסם אפילו בנוכחות של 5-HT, אשר פרקו שוב עלים שלפוחית ​​על פני השטח הסינפטי. מאז נתונים ראשוניים עולה כי שלפוחית ​​יותר משתחררים לאורך זמן עם חשיפה ממושכת HT 5 וגירוי, חלוקת הבריכה שלפוחית ​​מן השבילים מיחזור מהיר ואיטי עשוי להיות מוטה יש שלפוחית ​​המוסמכת לשחרור מחדש (מ ג&#39;ונסטון et al. , 2008; לראות ביקורות, דסאי, השאה et al, 2008;. דסאי, השאה קופר, 2009) עם הטכניקות של הקלטות macropatch מוקד של זרמים postsynaptic ואמצעים הקוונטים אחד מאזורים מוגדרים של הטרמינל עצב מוטורי, אפשר לשאול שאלות כדי לקבוע אם הדיכאון הסינפטי מתרחש כתוצאה של שלפוחית ​​פחות ששוחרר או בגלל שינויים של הפונקציה של קולטנים postsynaptic. הוכח כי שלפוחית ​​רגישים יותר היתוך NMJ phasic של הכנה זו לחשיפה סידן שווה (Miller et al. 2005), המהווה סביר גבוה יותר פירושו תוכן quantal של המסופים phasic (Msghina et al. , 1998, 1999). בנוסף, ההבדלים frequenin חלבון מחייב סידן (Jeromin et al. 1999) ו ultrastructure (המלך et al. 1996) לתרום ליעילות ההפרש הסינפטי (קופרet al., 2003). לפני כמה מחקרים בחנו את הפנוטיפ שרירים של סיבי שריר פושטי (Bradacs et al, 1997;. Cooper et al, 2003).. השוואת תקנה של בידול שריר עבור סוגי סיבים טוניק טהורה phasic ב סרטנים סוגי סיבים מעורבים, כמו עבור extensor את הרגל כי הוא innervated עמומות, יוכל לספק רמזים הביטוי שריר פנוטיפ ורגולציה (LaFramboise et al, 2000;. סון et al, 2000;. Griffis et al, 2001;. Mykles et al, 2002).. שאלות מהותיות רבות נותרו להתייחס בנוירוביולוגיה, והכנה זו עשויה לסייע בהתמודדות עם כמה מהם. נושאים מעטים עניין בתחום היום כי יכול להיות ניגש עם פושטי הרגל כוללים: 1) קביעת מנגנונים הסלולר העומדים בבסיס דיכאון הסינפטית בתוך מסופי תפוקה גבוהה (האם דיכאון בשל הפחתה של Ca2 + כניסה, חוסר מוסמך בקלות שלפוחית ​​releasable (RRV) בריכה, ו / או פתיחות postsynaptic שינו?) 2) קביעת תפקיד מכניסטית של 5-HT כאשר מיושם לאחר גיוס של דיכאון הסינפטי לקדם התאוששות מהירה יותר, ו 3) הקביעה האם הצורות של quantal זרמים הנובעים מסופי phasic מגרה נמצאים שינו במהלך גיוס של דיכאון כדי לטפל ברכיבים טרום ופוסט סינפטיים של דיכאון הסינפטי. NMJ זו חשובה כדי מחקר מתמשך והחוקרים בעתיד כי זה מאפשר לנו לקבל מידע רלוונטי, כי כתובות המנגנונים זוטר של ביצועים הסינפטית, כפי שהיא נמדדת ישירות באתרי שחרור. מחקרים עדכניים בתחום זה היא מתן מידע על אפנון של דיכאון הסינפטי ע&quot;י 5-HT ואת הדינמיקה של בריכות שלפוחית. נושאים אלה נוגעים את היסודות הבסיסיים של תמסורת הסינפטי רלוונטי כל מערכות עצביות.

<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרטן הנהרות (Procambarus כלארקיי). Atchafalaya ביולוגית אספקת ושות, Raceland, לוס אנג&#39;לס., ארה&quot;ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן סרטנים מלוחים: <ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתנה מפתרון של ואן Harreveld (1936). (מ&quot;מ) 205 NaCl, KCl 5.3, 13.5 CaCl 2 2H 2 O, 2.45 MgCl 2 6 שעות 2 O; 5 HEPES והותאמו pH 7.4 </li></ul></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Dissection כלים: פיין # 5 פינצטה, מספריים בסדר, בעל להב סכין, # 26002-20 סיכות חרקים (להשיג כל כלי מן המדע פיין (ארה&quot;ב), Inc, 373-G Vintage פארק דרייב, פוסטר סיטי, קליפורניה 94404-1139) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צלחת Sylgard לנתיחה מצופה, צלחת ההקלטה נבנו גם עם אלקטרודה יניקה או להשתמש אלקטרודה יניקה מניפולטור מאבק להחזיק אלקטרודה יניקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הביתור מיקרוסקופ עם פונקציית הזום הקלטות תאיים. להקלטת מוקדי על מסופי דמיינו מיקרוסקופ תרכובת עם מטרות זקוף (4 x ו-20X) משמש. אחד צריך מקור אור כספית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגבר תאיים Standard ו-A / D הלוח על קו ההקלטה למחשב. אותות חשמל נרשמות על הקו לממשק PowerLab/4s (ADInstruments, אוסטרליה). אנו משתמשים בתוכנה מבית תקן ADInstruments בשם תרשים או היקף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כימיקלים: <ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אנו משתמשים צבע פלואורסצנטי חיוני, 4 [4 (diethylamino) styryl] N methylpyridinium יודיד (4 Di 2-ASP, בדיקות מולקולריות, יוג&#39;ין, OR), כדי להמחיש את ורידים (Marigassi et al, 1987;. Cooper et al, 1995a. ). כימיקלים כל מלוחים התקבלו Sigma כימיים החברה (סנט לואיס, מיזורי). </li></ul></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור הקלטות תאיים אנו משתמשים בצינור זכוכית נימי (קטלוג # 30-31-0 מתוך fhc, ברונסוויק, ME, 04011, ארה&quot;ב) עבור אלקטרודות macropatch מוקד אנו משתמשים Kimax-51, לאמנות קימבל מוצרים. מס &#39;34502, מזהה 0.8-1.1mm, 100 מ&quot;מ אורך. אלקטרודה תאיים צריך התנגדות של mOhm 20-30. אלקטרודה macropatch נבנה על ידי ניתוק קצה הכוס לאחר טיפ יפה היה עשוי חולץ אלקטרודה. קצה שבור את צריכה להיות הפסקה בניצב נקי על 20μM בקוטר. קצה הוא חום אז מלוטש לקוטר 10μM על הפנימי. פיר של האלקטרודה פועלת אז על גוף חימום כדי לגרום לו להתכופף על 45 מעלות עם עיקול הדרגתי. זה מייצר לומן אלקטרודה שטוח או בניצב לאורך הטרמינל עצב כמו זווית עם מניפולטור מיקרו יהיה לייצר עוד כ 45 מעלות ההכנה. </li></ol>

physiological recordings of high and low output nmjs on the crayfish leg extensor muscle

אנחנו מסבירים בפירוט כיצד לחשוף לנהל הקלטות אלקטרו התגובות הסינפטי גבוה (phasic) נמוך (טוניק) מנוע נוירונים פלט innervating השרירים extensor ברגל הליכה של סרטן נחלים. הבדלים ברורים נמצאים הפיזיולוגיה והמורפולוגיה של מסופי העצב phasic טוניק. האקסון טוניק מכיל מיטוכונדריה רבים יותר, המאפשרים לה לקחת חיוני כתם בעוצמה רבה יותר מאשר האקסון phasic. מסופי טוניק יש ורידים, ואת הטרמינל phasic הוא filiform. מסופי טוניק נמוכים היעילות הסינפטית אבל להראות תגובות הקל דרמטי. לעומת זאת, מסופי phasic גבוהות של יעילות quantal אלא להראות דיכאון סינפטיים עם גירוי בתדירות גבוהה. התפוקה נמדדת quantal עם אלקטרודה macropatch המוקד ממוקם ישירות על מסופי העצב דמיינו. שני מסופי phasic טוניק innervate סיבי השריר זהה, אשר טוען כי הבדלים הטבועים נוירונים, ולא משוב ההפרש מדרדר מן השריר, להסביר ההבחנה מורפולוגיים ופיזיולוגיים.

Watch this Scientific Journal Video about Physiological Recordings of High and Low Output NMJs on the Crayfish Leg Extensor Muscle at JoVE.com

Physiological Recordings of High and Low Output NMJs on the Crayfish Leg Extensor Muscle

מאמר זה מדגים כיצד לנהל הקלטות אלקטרו התגובות הסינפטי על השרירים extensor ברגל הליכה של סרטן וכיצד מסופי העצב הם דמיינו כדי להראות את ההבדלים המורפולוגיים ברוטו גבוהה ונמוכה פלט מסופים עצב.

הקלטות פיזיולוגיים של NMJs פלט גבוה ונמוך על שרירים ברגליים סרטן הנהרות extensor

We explain in detail how to expose and conduct electrophysiological recordings of synaptic responses for high (phasic) and low (tonic) output motor ...

physiological-recordings-high-low-output-nmjs-on-crayfish-leg

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.6K Views.  University of Kentucky. מאמר זה מדגים כיצד לנהל הקלטות אלקטרו התגובות הסינפטי על השרירים extensor ברגל הליכה של סרטן וכיצד מסופי העצב הם דמיינו כדי להראות את ההבדלים המורפולוגיים ברוטו גבוהה ונמוכה פלט מסופים עצב.

Video: Physiological Recordings of High and Low Output NMJs on the Crayfish Leg Extensor Muscle

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

המדינה תלות השפעות על TMS: מבט על התנהגות Phosphene מניע

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

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.

ממברנה פוטנציאלים, התגובות Synaptic, המעגלים הנוירונים, Neuromodulation ו היסטולוגיה שרירים שימוש סרטן הנהרות: מעבדה תרגילים סטודנטים

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.

קולטן שרירים איברים בבטן סרטן הנהרות: מעבדה הסטודנטים תרגיל הפרופריוספציה

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.

ניסויים פיזיולוגיים עם במעי האחורי סרטן הנהרות: תרגיל מעבדה סטודנטים

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

Paired Patch Clamp Recordings from Motor-neuron and Target Skeletal Muscle in Zebrafish

Larval zebrafish represent the first vertebrate model system to allow simultaneous patch clamp recording from a spinal motor-neuron and target muscle. This is a direct consequence of the accessibility to both cell types and ability to visually distinguish the single segmental CaP motor-neuron on the basis of morphology and location. This video demonstrates the microscopic methods used to identify a CaP motor-neuron and target muscle cells as well as the methodologies for recording from each cell type. Identification of the CaP motor-neuron type is confirmed by either dye filling or by the biophysical features such as action potential waveform and cell input resistance. Motor-neuron recordings routinely last for one hour permitting long-term recordings from multiple different target muscle cells. Control over the motor-neuron firing pattern enables measurements of the frequency-dependence of synaptic transmission at the neuromuscular junction. Owing to a large quantal size and the low noise provided by whole cell voltage clamp, all of the unitary events can be resolved in muscle. This feature permits study of basic synaptic properties such as release properties, vesicle recycling, as well as synaptic depression and facilitation. The advantages offered by this in vivo preparation eclipse previous neuromuscular model systems studied wherein the motor-neurons are usually stimulated by extracellular electrodes and the muscles are too large for whole cell patch clamp. The zebrafish preparation is amenable to combining electrophysiological analysis with a wide range of approaches including transgenic lines, morpholino knockdown, pharmacological intervention and in vivo imaging. These approaches, coupled with the growing number of neuromuscular disease models provided by mutant lines of zebrafish, open the door for new understanding of human neuromuscular disorders.

Larval zebrafish represent the first vertebrate model system to allow simultaneous patch clamp recording from a spinal motor-neuron and target skeletal muscle. This video demonstrates the microscopic methods used to identify a segmental CaP motor-neuron and target muscle cells as well as the methodologies for recording from each cell type.

מותאמים הצמד תיקון הקלטות מ-מוטור נוירון שרירים יעד השלד דג הזברה

Larval zebrafish represent the first vertebrate model system to allow simultaneous patch clamp recording from a spinal motor-neuron and target muscle.  ...

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

בצפיפות גבוהה הקלטות EEG של העכברים לנוע בחופשיות באמצעות polyimide מבוססי microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output. During development, this activity is important for the migration and differentiation of cortex cell types and the formation of neuronal connections1. In the mature animal, ongoing activity reflects the past and the present state of an animal into which sensory stimuli are seamlessly integrated to compute future actions. Thus, a clear understanding of the organization of ongoing i.e. spontaneous activity is a prerequisite to understand cortex function. 
Numerous recording techniques revealed that ongoing activity in cortex is comprised of many neurons whose individual activities transiently sum to larger events that can be detected in the local field potential (LFP) with extracellular microelectrodes, or in the electroencephalogram (EEG), the magnetoencephalogram (MEG), and the BOLD signal from functional magnetic resonance imaging (fMRI). The LFP is currently the method of choice when studying neuronal population activity with high temporal and spatial resolution at the mesoscopic scale (several thousands of neurons). At the extracellular microelectrode, locally synchronized activities of spatially neighbored neurons result in rapid deflections in the LFP up to several hundreds of microvolts. When using an array of microelectrodes, the organizations of such deflections can be conveniently monitored in space and time. 
Neuronal avalanches describe the scale-invariant spatiotemporal organization of ongoing neuronal activity in the brain2,3. They are specific to the superficial layers of cortex as established in vitro4,5, in vivo in the anesthetized rat 6, and in the awake monkey7. Importantly, both theoretical and empirical studies2,8-10 suggest that neuronal avalanches indicate an exquisitely balanced critical state dynamics of cortex that optimizes information transfer and information processing.
In order to study the mechanisms of neuronal avalanche development, maintenance, and regulation, in vitro preparations are highly beneficial, as they allow for stable recordings of avalanche activity under precisely controlled conditions. The current protocol describes how to study neuronal avalanches in vitro by taking advantage of superficial layer development in organotypic cortex cultures, i.e. slice cultures, grown on planar, integrated microelectrode arrays (MEA; see also 11-14).

A robust way to study neuronal avalanches, i.e. scale-invariant spatio-temporal activity bursts, indicative of critical state dynamics in cortex. Avalanches emerge spontaneously in developing superficial layers of cultured cortex which allows for long-term measurements of the activity with planar integrated multi-electrode arrays (MEA) under precisely controlled conditions.

Multi-אלקטרודה מערך הקלטות של מפולות העצבית תרבויות Organotypic

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell level. The technique allows experimenters to examine temporally and regionally specific firing patterns in order to correlate recorded action potentials with ongoing behavior. Moreover, single-unit recordings can be combined with a plethora of other techniques in order to produce comprehensive explanations of neural function. In this article, we describe the anesthesia and preparation for microwire implantation. Subsequently, we enumerate the necessary equipment and surgical steps to accurately insert a microwire array into a target structure. Lastly, we briefly describe the equipment used to record from each individual electrode in the array. The fixed microwire arrays described are well-suited for chronic implantation and allow for longitudinal recordings of neural data in almost any behavioral preparation. We discuss tracing electrode tracks to triangulate microwire positions as well as ways to combine microwire implantation with immunohistochemical techniques in order to increase the anatomical specificity of recorded results.

Implanting organized arrays of microwires for use in single-unit electrophysiological recordings presents a number of technical challenges.&#160;Methods for performing this technique and the equipment necessary are described.&#160;Also, the beneficial use of organized microwire arrays to record from distinct neural subregions with high spatial selectivity is discussed.

הליך השתלת מערכים מאורגנים של Microwires להקלטות יחידה אחת בAwake, מתנהגת בעלי חיים

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila

The serotonergic feeding circuit in Drosophila melanogaster larvae can be used to investigate neuronal substrates of critical importance during the development of the circuit. Using the functional output of the circuit, feeding, changes in the neuronal architecture of the stomatogastric system can be visualized. Feeding behavior can be recorded by observing the rate of retraction of the mouth hooks, which receive innervation from the brain. Locomotor behavior is used as a physiological control for feeding, since larvae use their mouth hooks to traverse across an agar substrate. Changes in feeding behavior can be correlated with the axonal architecture of the neurites innervating the gut. Using immunohistochemistry it is possible to visualize and quantitate these changes. Improper handling of the larvae during behavior paradigms can alter data as they are very sensitive to manipulations. Proper imaging of the neurite architecture innervating the gut is critical for precise quantitation of number and size of varicosities as well as the extent of branch nodes. Analysis of most circuits allow only for visualization of neurite architecture or behavioral effects; however, this model allows one to correlate the functional output of the circuit with the impairments in neuronal architecture.

Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila

The feeding circuit in Drosophila melanogaster larvae serves a simple yet powerful model that allows changes in feeding rate to be correlated with alterations in the stomatogastric neural circuitry. This circuit is composed of central serotonergic neurons that send projections to the mouth hooks as well as the foregut.

ניתוח פונקציונלי של מעגל האכלת הזחל ב דרוזופילה</i

The serotonergic  feeding circuit in Drosophila  melanogaster larvae can be used to investigate neuronal substrates of  critical importance during the ...

The Swimmeret System of Crayfish: A Practical Guide for the Dissection of the Nerve Cord and Extracellular Recordings of the Motor Pattern

Here we demonstrate the dissection of the crayfish abdominal nerve cord. The preparation comprises the last two thoracic ganglia (T4, T5) and the chain of abdominal ganglia (A1 to A6). This chain of ganglia includes the part of the central nervous system (CNS) that drives coordinated locomotion of the pleopods (swimmerets): the swimmeret system. It is known for over five decades that in crayfish each swimmeret is driven by its own independent pattern generating kernel that generates rhythmic alternating activity 1-3. The motor neurons innervating the musculature of each swimmeret comprise two anatomically and functionally distinct populations 4. One is responsible for the retraction (power stroke, PS) of the swimmeret. The other drives the protraction (return stroke, RS) of the swimmeret. Motor neurons of the swimmeret system are able to produce spontaneously a fictive motor pattern, which is identical to the pattern recorded in vivo 1.
The aim of this report is to introduce an interesting and convenient model system for studying rhythm generating networks and coordination of independent microcircuits for students&#8217; practical laboratory courses. The protocol provided includes step-by-step instructions for the dissection of the crayfish&#8217;s abdominal nerve cord, pinning of the isolated chain of ganglia, desheathing the ganglia and recording the swimmerets fictive motor pattern extracellularly from the isolated nervous system.
Additionally, we can monitor the activity of swimmeret neurons recorded intracellularly from dendrites. Here we also describe briefly these techniques and provide some examples. Furthermore, the morphology of swimmeret neurons can be assessed using various staining techniques. Here we provide examples of intracellular (by iontophoresis) dye filled neurons and backfills of pools of swimmeret motor neurons. In our lab we use this preparation to study basic functions of fictive locomotion, the effect of sensory feedback on the activity of the CNS, and coordination between microcircuits on a cellular level.

Here we describe the dissection of the crayfish abdominal nerve cord. We also demonstrate an electrophysiological technique to record fictive locomotion from swimmeret motor neurons.

מערכת Swimmeret של סרטן הנהרות: מדריך מעשי לDissection של חוט העצב ותאי הקלטות של התבנית מוטורית

Here we demonstrate the dissection of the crayfish abdominal nerve cord. The preparation comprises the last two thoracic ganglia (T4, T5) and the chain of ...