我々は編集支援のために氏クレイグD.ラベン（英語学科、ケンタッキー州の大学）に感謝します。ケンタッキー州の大学、生物学科、学部及び芸術科学大学のOfficeでサポート。

1）はじめに運動ニューロンは、総称して神経筋接合部（NMJ）と呼ばれるシナプスにおける筋線維と通信します。 NMJsは、ほとんどのザリガニの筋肉の準備に簡単にアクセスすることができます。ザリガニのNMJsの多くは、脊椎動物のNMJsに記載されている哺乳類の中枢神経系または閾値以下の応答の中でシナプス後樹状突起で発生した段階的な電気信号に似て非スパイク興奮性シナプス後電位（EPSP）を示す（Wiersma＆ヴァンHarreveld、1938年、カッツ＆カフラー、1946） 。ザリガニのNMJsは、シナプス伝達とシナプス分化に一般的な洞察を提供するために基本的なシナプスのモデルとして機能することができます。 一般に、運動単位は、筋肉のNMJsとプロパティでのシナプスのコミュニケーションのタイプを介して動物の行動の側面を規制する。カニやザリガニに近い筋肉（ルーカス、1907、1917）で&quot;速い&quot;と&quot;遅い&quot;筋肉の収縮の最初の観測以来、同様の筋肉の収縮分化はこのような腹部の屈筋（ケネディ＆武田、1965aなど、他のザリガニの筋肉の種類に記載されている、b）と四肢伸（ヴァンHarreveld＆Wiersma、1936）。 &quot;高速&quot;収縮は迅速に対応を開始。例えば、ザリガニの尾のフリップは、高速動作です。 &quot;スロー&quot;の収縮はゆっくりとした動きを維持し、（Bradacs ら 、1997）姿勢を維持するのに役立ちます。 &quot;速い&quot;と&quot;遅い&quot;筋肉の収縮に対応する、&quot;ハイ/相の出力&quot;と&quot;トニック/低出力は、&quot;広義の運動ニューロンを記述するために使用されます。筋収縮の速度とタイミングの違いは、シナプスの構造とシナプス強度のシナプスの違い（キングら 、1996）に部分的に関係する。筋原線維タンパク質アイソフォームの発現は、端末のシェアので、収縮の違いで、しかし、特定の繊維が運動ニューロンの両方のタイプによって支配され、フォーカスが端末のシナプスの違いになっている足の伸筋、のような準備にも重要です。同じ標的細胞（Mykles ら 、2002）。以前の研究では、足の伸筋の二つ興奮モーターの軸索を検討し、相動性および持続性の表現型を（Bradacs ら 、1997）に記載。このレポートでは、我々は、解剖を行い、他の人が、さらにこれらの神経末端のシナプス分化の性質を調べることができるように記録を取得する方法を示します。 透過型電子顕微鏡で見ると、ザリガニの足の伸筋の強壮剤と相動端末から得られたセクションの様々なシリーズは、強壮剤の端末が一過性の端末よりも多くのRRPの小胞を含んでいることが明らかになった。ミトコンドリアはトニックニューロンのより一般的であり、そして相性の端末でシナプスがありますより低出力のシナプス上にあるものよりも複雑な、彼らは様々な間隔で複数のアクティブなゾーンを含んでいるので（Miller ら 、2002;ジョンストンら 、2008;。。キングら 、1996; Bradacs ら 、1997。）。低出力のトニック端子も一過性の端子（Cooper ら 、2003）よりも神経修飾物質のセロトニン（5 - HT）とシナプス伝達を強化を受けやすくなります。 トニックと相性NMJが同じ筋線維上に存在するという事実はそれが容易に特定の筋線維での前シナプスの違いを評価し、筋肉疲労、シナプス抑制とシナプスクロストークの問題に対処することができます。様々な質問には、強壮剤や相動端末の後シナプスにおけるターゲットのシナプス後受容体の密度とグルタミン酸受容体サブタイプの違いがあるかどうかのように、この準備のために対処されずに残っているが、これらの解剖学と生理学の基本的な相違の理解を深める2つのモータユニットは、より深遠な知識ベースを構築する際に役立ちます。希望は、このシナプスの準備で学んだ基本的な原理は、種々の製剤に他のシナプスにも適用になるとザリガニのこのシナプスモデルで将来の調査を強化することです。 2）方法<ol><li>すべての実験は中規模ザリガニ（ ザリガニ ）の第一または第二歩行の脚で実施されています。動物は個別にoxygenized水とプラスチック容器に収容されています。動物室の温度が13 ° C - 16℃の範囲である動物は週単位で変更乾いた魚の餌と水が供給されています。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig1.jpg" alt="図1" /> 図1：ザリガニ歩いて足と6つの遠位のセグメントの回路図。 </li><li>ザリガニの歩く脚の遠位面は解剖学的に6つのセグメント（図1）に分かれています。足の伸筋は長節に位置しており、分離されて神経の束は、長節坐骨関節に近接しています。強壮剤や相動性軸索が選択的にnと刺激することができるそれらが露出された後に生理的な目的のためにeeded。 </li><li>クーパーとクーパー（2009年）長節領域内オープナー運動ニューロンの刺激神経を露出させるための方法を含む、初期の解剖のいくつかの側面を説明するが、それがあったとして、その説明は、損傷から伸筋を保護するために必要なケアを提供していませんオープナーの筋肉の準備に対処する必要はありません。伸筋を保護するために、第一または第二歩行の脚部は力強くつまんで手足をautomizeするために動物を誘導することによって、ボディの長さが6〜10センチメートル（アチャファラ生物サプライ（株）、レースランド、LA）を測定し、ザリガニから削除されます坐骨セグメントにおける破断面に遠位。脚部は、視聴者が直面している側面（外側）と解剖の板の上に置かれる。視聴者が外の（側面）（図2）通常アーチ型の側で、解剖のプレート上に上を向いていることを確認できるようになるまで、足を前後になっています。ティッシュの紙の上に足を置くと、これらの削減を行っている間、それは簡単に準備を変身させることができます。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig2.jpg" alt="図2" /> 図2：通常長節の側面、アーチしている側は、解剖のプレート上に直面している。 </li><li>手術用メスの刃ブレーカとホルダーと、鋭いカミソリの刃は、ちょうど長節セグメントについては、図3に示すように、パターンの貫通切削までエッチングキューティクルするために使用されます。ケアは、長節、腕節の共同により、腹側のカットに背をはるかに遠すぎて切らないように取られます。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig3.jpg" alt="図3" /> 図3：キューティクルの窓から外をエッチングするための推奨パターンとして線で長節セグメント。 製剤は、生理食塩水に配置されます。解剖皿には、底部にSylgard（ダウコーニング）コーティング（厚さ1cm）を持つ必要があります。Sylgardが虫ピンがまだ準備を保持するためにそれにスタックできるように使用されます。この時点で、ピンは腕節セグメントの真ん中にと坐骨セグメント（図4）の背側面でスタックしています。解剖の準備は、標準的なザリガニ生理食塩水に浸し205 NaClで行われるヴァンHarreveld sソリューション（1936年）、から変更されています。5.3KCl、13.5のCaCl 2、2H 2 O、2.45のMgCl 2、6H 2 O、5 HEPESとするように調整pHは7.4（mMで）。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig4.jpg" alt="図4" /> 図4：リフトオフされているカットウィンドウで長節セグメント。解剖のピンの位置に注意してください。 </li><li>キューティクルを穏やかに遠位領域で解除され、筋線維は脚部の底に向かってストロークすることにより、キューティクルから離れてカットされます。キューティクルをリフトオフすることができます。 </li><li>内突起（腱）は長節-腕節ジョイントで切断されています。ピンはカットが行われるか（図5）場所を示すために屈筋腱の内面に配置されます。それはピンセットで切断された場所腱は、挟まれており、屈筋は、主脚の神経と伸筋を露出、尾側方向（図6）でそれを持ち上げることによってオフにプルアップ。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig5.jpg" alt="図5" /> 図5：屈筋の内突起はピンと屈筋から、それを置換することによって強調表示されている。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig6.jpg" alt="図6" /> 図6：主脚神経を損傷しないように屈筋の内突起をカットし、慎重に削除されます。 </li><li>主脚の神経は、長節、腕節のジョイントで切断し、注意深く伸筋を介して引き戻される。筋肉の内側表面は、本研究で使用されています。主脚の神経から伸筋への神経の分離を穏やかに準備の側に主脚の神経の遠位断端を引っ張ることによって拡張することができます。伸筋を振り返って主脚の神経を剥離するときに、軸索の小枝をカットする必要があるかもしれません。これらは、抑制性運動ニューロンから伸筋への枝です。長節の近位端の近くに主脚の神経から分岐大きいバンドルには、関心の小さな神経の束である。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig7.jpg" alt="図7" /> 図7：主脚神経を切断し、近位方向に引き戻される。 この神経束は、メチレンブルー染色（図8）でまたはで見ることができる4 - ジ- 2 - ASP蛍光染色（図9）。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig8.jpg" alt="図8" /> 図8：メチレンブルーで染色した伸筋。軸索分岐と神経内の2つの容易に目に見える軸索に注意してください。赤い矢印demark神経トラック。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig9.jpg" alt="図9" /><br/&gt; 図9：4 -ジ- 2 - ASPで染色した運動神経の軸索。強壮剤の軸索が原因で増加したミトコンドリアのコンテンツに、より明るく表示されます。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10a.jpg" alt="図10A" /> 図10A：4 -ジ- 2 - ASPで染色相動性および持続性ニューロンの個々の端末。トニック端末と相動端末の薄い性質上varicositiesに注意してください。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10b.jpg" alt="図10B" /> 図10B -トニックは指摘する <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10c.jpg" alt="図10C" /> 図10C -相の指摘した</li></ol> 3）生理的プロファイル<ol><li>筋肉の細胞内電位を監視している間、強壮剤や相動性ニューロンの興奮性シナプス後電位（EPSPの）観察するには、神経線維束の分離された軸索の一つは、（ジョンストングラスの刺激装置に接続された吸引電極（図11）によって刺激されら 、2008）。 70 Hzの刺激は、低出力NMJsのための容易に反応を促進するために、トニックの軸索に適用される、または、単一のパルス（1Hz）で高出力の大きなEPSPのを得るために一過性軸索に適用されている図のようにNMJs図12インチEPSPのはPowerLab/4sインタフェースを介してコンピュータに記録されます。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig11.jpg" alt="図11" /> 図11：神経束内の単一の軸索上に配置刺激電極。 2つの主な軸索の輪郭を描く緑のラインに注意してください。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig12.jpg" alt="図12" /> 図12：細胞内記録で得られたとして、強壮剤や相動性ニューロンのシナプス後電位（EPSPS）。 </li><li>シナプスの円滑化及びシナプス抑制の性質の調査は低いと高出力のNMJsで様々な実験パラダイムによって取り組むことができます。約20の刺激（図13）、20、40および60 Hzのパルスに対して示すように低出力のNMJsの促進は、周波数に依存します。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig13.jpg" alt="図13" /> 図13：通常のザリガニの生理食塩水で3つの異なった周波数20、40、60 Hzで与えられた刺激パルスのパルス列に対する応答のEPSPの。 </li><li>刺激の周波数のシナプス抑制の率も高出力のNMJsに関連しています。図14は、30分以上NMJを押す刺激の連続的な5 Hzとを示しています。より高い刺激周波数で、準備は（Bradacs ら 、1997）より急速に抑制される見込み。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig14.jpg" alt="図14" /> 図14：うつ病を誘発することが5Hzの刺激の間に相性反応のEPSPの振幅。 </li></ol> 4）量子応答<ol><li>ザリガニのオープナーの筋肉（クーパーとクーパー、2009）記載のものと同様の手順では、この準備のために使用されています。直接神経終末の識別可能な地域にわたって量子EPSPのは重要な染料4 -ジ- 2 - ASP（5μM、5分の治療、Cooper らによって可視化シナプスvaricositiesにマクロパッチの記録電極の内腔を配置することによって記録されます。 ら 、1995;。Magrassi ら 、1987）。。自然だけでなく、誘発量子応答は神経終末に沿って記録することができます。誘発し、自発的なシナプス電位がマクロパッチ電極（Dudel、1981; Wojtowicz ら 、1991;。Mallart、1993）で記録されます。 Kimaxガラス（外径：1.5 mm）を引っ張り、10〜20μmの（図15）に至るまでの内径とパッチのヒントを生成するためにファイアーポリッシュされた。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig15.jpg" alt="図15" /> 図15：マクロパッチの記録電極の内腔。 電極の内腔は、入浴媒体で満たされている。アンプは、上記の細胞内記録用に使用されるものと同じです。電極とシール抵抗は、電極を介してテスト電流パルスを渡すことによって決定することができます。我々の実験では、シール抵抗は0.3から1.0 Mohmをすることであったと電極の抵抗は0.5〜1.0 Mohmをすることであった。シール抵抗は録音を通してモニターすることができます。 </li><li>量子イベントの直接計数は、低刺激の周波数で可能です。それぞれの誘発反応のために、量子イベントの数は、容易に低出力端子（図16）に決定することができます。これらの直接のカウントは、平均量子コンテンツ（。。Cooper ら 、1995デルカスティー＆カッツ、1954）を推定することができます。誘発高出力NMJsはマルチ量子誘発イベント、自発的なイベントの平均ピーク振幅または面積とともにたわみの平均振幅または面積を、生成するので、適切に使用することができます。平均量子コンテンツ（Cooper ら 、1995）ximate。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig16.jpg" alt="図16" /> 相動性および持続性NMJから記録された焦点距離のトレース図16。 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig17.jpg" alt="図17" /> 図17 </li></ol>

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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>

利害の衝突は宣言されません。

我々は分析する方法、記録し、両方の高と低出力端末が同一の筋線維を支配するユニークなザリガニ神経筋の準備にシナプス応答を定量化するこのレポートに示されている。ザリガニの神経筋の製剤は、わずか数興奮性運動ニューロンは筋肉を支配するために必要ですので、脊椎動物の神経筋接合部に比べて多くの利点を提供し、神経細胞が準備から準備（アトウッド、1976）に識別可能であるため。さらに、興奮性神経伝達物質はグルタミン酸であり、興奮性シナプス後電位（EPSP）が採点され、したがって、段階的なイベントの生物物理学的特性は、脊椎動物の中枢神経系内のニューロンの樹状突起に似ています。量子電流は、しかし、後シナプス部位（Cooper ら 、1995）で直接監視することができます。 相動性神経の反復的な5 Hzの刺激が大きく、数分後にうつ状態になる大きなEPSPのを生じさせる。うつ病のこのタイプは、節足動物相動性神経筋接合部（アトウッドとクーパー、1996）で共通です。相動端子と並んで強壮端末の存在は1つがシナプス後の目標を大幅に相動性運動ニューロンの抑うつの間と後に変更されているかどうかを評価することができます。 （;デサイ- Shahさんとクーパー、2009年。デサイ-シャーら、2008）さらに、低出力端子には、シナプスの円滑化を根底にあるメカニズムを調べるために良い準備を提供する高い出力端子は、シナプス抑制と回復過程の速度で変調を調査するためにプレイグラウンドを提供しています。アクセスおよび実行可能な準備がシナプス抑制の背後にあるメカニズムを解読するのに役立つはずです。このザリガニの足の伸筋の準備では、セロトニンの外因性のアプリケーションは、シナプス抑制とシナプス小胞プールの動員に調査を推進する潜在的な手段の回復を調べるために別のツールです。個々の筋線維が一過性と持続性の両方の運動ニューロンによって支配されているので、この準備には、いくつかの実験的な利点を提供します。 セロトニンは、誘発刺激で放出される小胞の数が増加し、それが不況時の回復を促進するので、それはセロトニンの存在（ジョンストンらとの融合の確率を高めるための小胞プールのいくつかの変調があることが明らかであるので。、2008年;ログスドンら、2006;らスパークス、2004）。。としてうつ状態とは対照的に、低頻度刺激時のシナプス前神経終末内の小胞プールのダイナミクスを説明するというモデルは、、また、この準備では不可能な様々な実験的なプロトコルの中で考慮する必要があります。 。ツィンら 、それはリサイクル小胞の残りの部分は小胞体（原田ら、2001年までの伝統的な低速のリサイクルパスを通過するのに対し、小胞プールの約30％が、急速なリサイクルを受けることを他のシステムで注目されている。 、2001）。このようなデュアルパスもこのシステムに存在することができる。 ATPはその後、シナプス前終末のうつ状態に欠けているドッキングとドッキング解除された場合に発生することができない場合があります、したがって、多くの無負荷時の小胞がシナプス表面に残っているでしょう。端子が5 HTにさらされているときに多くの小胞が急速に放出されるので、それはよりは容易に放出できるプール（RRV）に含まれていること可能です。しかし、うつ状態で、減少ATPで、ドッキングおよびドッキング解除は、さらに再びシナプス表面で無負荷時の小胞を離れる5 HT、の存在下でブロックされることがあります。予備的データは、より多くの小胞が長引く5 HTの曝露と刺激と時間をかけてリリースされることを示唆しているので、高速および低速リサイクルパスから小胞プールの分布は、再リリース（ジョンストンらのために有能な小胞を持つように偏りが発生する場合があります。 、2008;。レビュー-デサイ- Shahさんら、2008を参照してください。デサイ- Shahさんとクーパー、2009） シナプス後電流と運動神経終末の定義の領域から単一量子の対策の焦点macropatchの録音のテクニックを使うと、1つはシナプス抑制が解放される少数の小胞のため、または機能の変化の結果として発生しているかどうかを判断するために質問をすることができますシナプス後受容体。それは小胞がより高いために可能性が高いアカウントは相動端子（Msghina らの量子コンテンツを意味等しいカルシウムの暴露（Miller ら、2005）、のためのこの準備の相動NMJでの融合に敏感であることが示されている。 、1998、1999）。さらに、カルシウム結合タンパク質のfrequenin（Jeromin ら、1999）と超微細構造（キングら、1996）の違いは、差動シナプス伝達効率（クーパーに貢献するら、2003）。 （; Cooper ら、2003。。Bradacsら、1997）、いくつかの先行研究では、伸筋線維の筋の表現型を調べてきました。混合繊維の種類のザリガニの純粋トニックと相性のファイバタイプの筋分化の調節を比較すると、、鈍い支配され、脚伸展のためにしたいと筋肉の表現型の発現と調節（ラフランバスら、2000年に手がかりを提供することができます。。孫らら、2000;。グリフィスら、2001;。Myklesら、2002）。。 多くの基本的な質問は神経生物学で対処されずに残っている、と本製剤は、それらのいくつかに取り組む際に助けることができる。足の伸筋に近づく可能性がある分野への関心、今日のいくつかのトピックが含まれます：1）高出力の端子の中でシナプス抑制の基礎となる細胞メカニズムの決定（Ca2 +のエントリの減少に起因するうつ病です、有能の欠如量子の形かどうかの判断容易に放出できる小胞（RRV）プール、および/または変更されたシナプス後受容性？）2）迅速な復旧、および3を促進するためのシナプス抑制の誘導後に適用するときに5 - HTの機構的役割の決定）刺激的な一過性の端子から発生する電流は、シナプス抑制のプレとポストシナプスのコンポーネントを対象にうつ病の誘導中に変更されています。 それは、私たちはリリースのサイトで直接測定されるシナプスのパフォーマンスのアンダーラインのメカニズムに対処する適切な情報を得ることができるため、このNMJは、継続的な研究と将来の研究者にとって重要です。この分野での現在の研究では5 - HTおよび小胞プールのダイナミクスによってシナプス抑制の変調についての情報を提供している。すべての神経システムに関連するシナプス伝達の基本的な基礎に関連するような話題。

<ol><li>ザリガニ（ ザリガニ ）。アチャファラヤ生物サプライ（株）、レースランド、LA。、米国。 </li><li>標準的なザリガニ生理食塩水： <ul><li>ヴァンHarreveldのソリューション（1936）から変更。 （mMで）205のNaCl、5.3 KClを、13.5のCaCl 2 2H 2 O、2.45のMgCl 2 · 6H 2 O、5 HEPES、pHを7.4に調整</li></ul></li><li>解剖ツール：ファイン＃5ピンセット、細かいはさみ、ナイフの刃ホルダー、＃26002から20虫ピン（すべてのファイン科学のツール（米国）、（株）、373 - Gビンテージパークドライブ、フォスターシティー、CA 94404から1139から取得） </li><li> Sylgardコーティング解剖皿、録音の料理は、どちら吸引電極で構成または吸引電極を保持する吸引電極と葯のマニピュレータを使用してください。 </li><li>細胞内記録用のズーム機能で顕微鏡を解剖。可視化端末上で焦点距離の記録のために直立の目標（4 ×と20倍）を持つ化合物の顕微鏡が使用されます。一つは、水銀光源を必要とします。 </li><li>コンピュータへのライン録音での標準的な細胞内のアンプとA / Dボード。電気信号は、PowerLab/4sインタフェース（ADInstruments、オーストラリア）への行に記録されます。我々は、チャートまたはScopeというADInstrumentsから標準のソフトウェアを使用してください。 </li><li>化学物質： <ul><li> 。varicosities（Marigassiら 、1987を視覚化するために、、我々は、極めて重要な蛍光色素、4 [4（ジエチルアミノ）スチリル] Nメチルピリジニウムヨウ化物（Molecular Probes社、オレゴン州ユージーン4 ASPディ2）;使用Cooper ら 、1995aを。 ）。すべての生理食塩水の化学物質は、シグマケミカル社（セントルイス、MO）から得た。 </li></ul></li><li>細胞内記録のために我々はガラスキャピラリチューブ（FHC、ブランズウィック、ME、04011、アメリカ合衆国カタログ＃30-31-0）、焦点macropatch電極のために私達がKimax - 51を使用して、キンブル製品アートを使用してください。 100ミリメートル番号34502、ID 0.8〜1.1ミリメートル、長さ。細胞内電極は、20〜30オームの抵抗を持つ必要があります。 macropatch電極は、微細な先端が電極の引き手から作られた後のガラスの先端を切り離すことにより構築されます。壊れたオフの先端の直径は20μM程度きれいな垂直のブレークにする必要があります。ヒントは、約10μM内径に研磨熱である。電極のシャフトは、それが徐々に曲げて約45度に曲げるために発生する発熱体を介して実行されます。これは準備にさらに45度程度が生成されますマイクロマニピュレータを持つ角度などの神経終末上の平らなまたは垂直電極の内腔を生成します。 </li></ol>

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

我々は高い（一過性）、低（トニック）出力の運動ニューロンは、ザリガニの歩行足に伸筋を支配するためのシナプス応答の電気生理学的記録を公開し、実施するのかを詳細に説明。明確な違いは、一過性および持続性神経終末の生理学と形態で存在している。強壮剤の軸索は、それがもっと激しく相動軸索より生体染色法を利用できるように、より多くのミトコンドリアの多くが含まれています。トニック端末はvaricositiesを持っている、と相性の端末は糸状です。トニック端末はシナプス伝達効率が低いですが、劇的な促進反応を示しています。対照的に、相動端末は量子効果の高いが、高頻度刺激でシナプス抑制を示す。量子出力は、可視化の神経終末の上に直接配置された焦点macropatchの電極で測定されます。相動性および強壮剤の両方の端子には、形態学的および生理的分化のためのその神経細胞の本質的な違いではなく、筋肉からの差動逆行性フィードバック、アカウントを示唆している同一の筋線維を、刺激する。

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

この記事では、ザリガニの歩行足に伸筋のシナプス応答の電気生理学的記録を行い、どのように神経終末が高と低出力の神経終末の総形態的な違いを示すために可視化する方法を示します。

ザリガニの脚の伸筋に高と低出力NMJsの生理的録音

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 ビュー.  University of Kentucky. この記事では、ザリガニの歩行足に伸筋のシナプス応答の電気生理学的記録を行い、どのように神経終末が高と低出力の神経終末の総形態的な違いを示すために可視化する方法を示します。

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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.

TMSの状態 - 依存性の効果：動機の閃光の挙動を見

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

神経科学

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.

膜電位、シナプス応答、神経回路、ニューロモデュレーションとザリガニを使用して筋肉の組織学：学生研究室の演習

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.

ザリガニ腹部の筋肉の受容体の臓器：固有感覚の学生の研究室の演習

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.

ザリガニ後腸との生理学的実験：学生実験室実習

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.

モーターニューロンとターゲットゼブラフィッシュの骨格筋からの対のパッチクランプ記録

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.

ポリイミドベースのマイクロ電極を用いて自由に動くマウスの高密度脳波録音

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.

器官培養における神経雪崩のマルチ電極アレイの録音

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.

動物を振る舞う、覚醒中のシングルユニット記録のためにマイクロワイヤの組織化された配列を移植するための手順

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.

幼虫給電回路の機能解析ショウジョウバエ</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.

ザリガニのSwimmeretシステム：神経索と運動パターンの細胞外記録の解剖のための実践ガイド

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 ...