Ekstracellulært Identifikation motorneuroner for en Muskel Motor Pool i

Hos dyr med store identificeret neuroner (f.eks bløddyr), analyse af motordrevne puljer sker ved hjælp af intracellulære teknikker ^1,2,3,4. For nylig har vi udviklet en teknik til ekstracellulært stimulere og registrere individuelle neuroner i Aplysia californica ^5. Vi beskriver nu en protokol til at bruge denne teknik til entydigt at identificere og karakterisere motorneuroner i en motor pool.

Denne ekstracellulære teknik har fordele. Det første ekstracellulære elektroder kan stimulere og optage neuroner gennem kappen ^5, så det ikke er nødvendigt at fjerne. Således vil neuroner være sundere i ekstracellulære forsøg end i intracellulære dem. For det andet, hvis ganglier roteres af passende pinning af hylsteret, kan ekstracellulære elektroder adgang neuroner på begge sider af ganglion, hvilket gør det nemmere og mere effektivt at identificere flere neuroner i det samme præparat. For det tredje extracellunende elektroderne behøver ikke at trænge celler, og således let kan bevæges frem og tilbage mellem neuroner, der forårsager mindre skade på dem. Dette er især nyttigt, når man forsøger at optage flere neuroner under gentage motoriske mønstre, der kan kun overleve i få minutter. Fjerde ekstracellulære elektroder er mere fleksible end intracellulære dem under muskelbevægelser. Intracellulære elektroder kan trække sig ud og beskadige neuroner under muskelsammentrækninger. I modsætning hertil, da ekstracellulære elektroder forsigtigt presses på hylsteret ovenfor neuroner de normalt ligge over det samme neuron under muskelsammentrækninger, og således kan bruges i mere intakte præparater.

Til entydigt at identificere motoriske neuroner for en motor pool (især I1/I3 muskel i Aplysia) ved hjælp af ekstracellulære elektroder, kan man bruge funktioner, der ikke kræver intracellulære målinger som kriterier: soma størrelse og placering, axonal projektion, og muskel innervation ⁴, 6,7. For den bestemte motor pool benyttet til at illustrere teknikken, registrerede vi fra buccale nerver 2 og 3 for at måle axonale projektioner, og målte sammentrækning kræfter I1/I3 musklen at bestemme mønsteret for musklen innervation til de enkelte motorneuroner.

Vi viser hele processen med først at identificere motoriske neuroner ved hjælp af muskel innervation, så karakteriserer deres timing i løbet af motoriske mønstre, der skaber en forenklet diagnostisk metode til hurtig identifikation. Den forenklede og hurtigere diagnostisk metode er bedre til mere intakte præparater, fx i den suspenderede bukkale masse forberedelse ⁸ eller in vivo ^9. Denne proces kan også anvendes i andre motoriske pools ^10,11,12 i Aplysia eller i andre dyresystemer ^2,3,13,14.