Name: membrane potentials, synaptic responses, neuronal circuitry, neuromodulation and muscle histology using the crayfish: student laboratory exercises
Uploaded: 2011-01-18T17:00:00
Duration: 16 min 16 s
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利害の衝突は宣言されません。

膜電位 1902年には早くも、バーンスタインは、イカの軸索の静止電位の問題を扱っていた。それは、バーンスタイン（1902）とネルンスト（1888）のこれらの初期のアイデアとの観測が、後膜の生理学の研究に影響を与えたかを考えるために興味深いです。 （MalmivuoとPlonsey、1995年までのレビューを参照してください。WWW上でも利用できる<a href="http://www.bem.fi/book/">http://www.bem.fi/book/</a> ）。イオンチャネルの機能と組織、器官およびシステムの機能に関する細胞生理を理解する上で非常に重要な生体膜の性質について行われているブレークスルーは、この日に、残されています。 外部の[K +]静止膜電位に関する実験的および理論的に派生効果の比較は、膜電位に対するイオンの影響を示している。これと同じ準備を使用して追加実験では、基本的な生理学的な質問に対処するために実行されずに残っている。いくつかは、アトウッドとパーナスによって1968年に戻って強調され、まだ完全に取り組むことにしました。この演習で得られた技術を使うと、1つは他の実験の準備にだけでなく、医療や健康に関連する生理的なアプリケーションの残りの多くの質問に答えるに進むことができます。我々はすべての動物に関連する基本的な質問に対処するためのモデルの無脊椎動物の準備の有用性を実証している。 この上記の練習中のイオンの電気化学的勾配で得た知識で、あなたは今ザリガニの神経筋の準備でシナプス伝達を調べることによって、膜の興奮性に進むことができます。 シナプス応答の測定この研究室の最初の部分、および関連する映画のために提供詳細は、膜電位を記録し、筋肉の構造を調査するための重要なステップを提供している。この研究室の第二部では、相動性および強直運動単位のNMJsで解剖し、記録シナプス伝達のデモでは、生理学の基本的な概念へのエクスポージャーを提供。無傷の動物の部分に関連した挙動を説明するために使用できることができる神経回路への暴露は、だけでなく、彼らの実験室での運動の中でも井の中の神経回路に関する今後の研究のための様々なオープンエンドの質問を調査する学生のための可能性がある確立された無脊椎動物の準備（Kennedy ら、1969;。アントンセンとエドワーズ、2003） これらの製剤はまた、シナプス促進、抑うつとの長期可塑性を（本研究室の研究で検討されていない）を調査するために使用することができます。だけでなく、その自然環境、にもザリガニのいくつかの種の中で、神経可塑性は、実験的な刺激条件（。Cooperら 、1998メルシエとアトウッド、1989）に依存します。どの程度にシナプス伝達効率と筋肉のダイナミクスを変更する機能は、動物を調査するまま提供しています。ザリガニの季節変動と脱皮周期に関連して、その動作を変更しないため、それらの神経筋システムにおいて比較的長期の活動の違いがあります。それは、爪に近い筋の相動運動神経の端末は冬の間に古典的な一過性の形態を示すが、夏季には端子の長さに沿ってより多くの静脈瘤（; Lnenickaと趙、1991 Lnenicka 1993）膨潤となることが示されている。 腹神経索内でザリガニ横の巨大な（LG）の介在で実施されたいくつかの初期の研究では、ギャップジャンクショ​​ン（;渡辺とGrundfest、1961年ジョンソン、1924）の存在を証明した。これはよくCO 2は、ギャップ結合を（ラーノら、1990）脱共役によって、電気通信に影響を及ぼすことが知られています。 Bierbowerとクーパー、、最近ではギャップジャンクションの存在を示すように、このレポートで説明されている感覚- CNS -モーター筋肉回路、2露出をCOにも敏感である、（Bierbower、2010内で神経索と通信することが示された2010） 1960同じまたは隣接するセグメント内の静的な筋肉の受容体の器官（MRO）を焼成トニックは、自発運動の駆動を占めることができればエッカート（1961）検査時なので第3 回運動根の自発的な活動が話題となっている。 （ストラウンら 、2000;ケネディと武田、1965a、B。エッカート、1961）これらの初期の研究では、アクティビティが可能性高い拠点から腹側神経索（VNC）内で駆動されたことが明らかとなった。 CO 2の存在は、自発的活動を停止して以来、人はギャップ結合またはグルタミン酸作動性興奮性ドライブがあるかもしれないどこかドライブの運動ニューロンに想定することができます。 NMJsを塞いだり、展示は、CO 2の存在下でグルタミン酸に感度を減少し、そして彼らは、ブロック可能性がありますされていますCNS内だけでなくヒツジシラミバエ（Bierbower、2010; Bierbowerとクーパー、2010;またBadre らを参照、2005）。 様々な神経修飾物質の作用も容易にNMJsの様々なタイプ（;グリフィスら、2000;。サウサードら、2000;。。ストラウンら 、2000年クーパーとクーパー、2009）で検討されている。さらに、様々な影響は中枢神経系の回路で神経修飾物質によって及ぼされている。それは5 - HTとoctopaminergicニューロンは神経回路の出力を変えることで&quot;ゲイン設定主体&quot;（Ma らとして機能する可能性が示唆されている、1992;。シュナイダーら、1996;。ホーナーら、1997;。エドワーズは、 ら 、2002）。我々は完全に個々の標的細胞に対する神経修飾物質の影響を理解する前に多くの作業が行われるままです。異なる神経修飾物質が互いに協調して動作する可能性があることを考えると、それらの混合作用の解析は今後の研究（Djokaj ら 、2001）のための領域です。さらに、いくつかの研究は、特に脊椎動物では、特定の行動を規制することができます全体の経路上の神経修飾物質の影響に対処する。この感覚- CNS -モータユニットの準備で1つは運動ニューロン（ケネディら 、1969）の活動に関する感覚入力と神経修飾物質の両方の影響を調べることができます。 （。。リビングストンら 、1980;スネッドンら 、2000）が5 - HTは、ザリガニ、ロブスター、カニの行動の状態を調節する役割を果たしていることが仮定されているので、いくつかの試みは、その濃度を決定するためになされているVNC、血リンパ、そしてロブスターの孤立神経節における（リビングストンら、1980;。ハリス、ウォリックとクラヴィッツ1984; Fadool ら、1988。）。しかし、行動のアクションを占めることができる特定の用量反応関係を排除し、記録された測定値にかなりのばらつきがあった。 上昇位置に保持されて爪を持つと、その腹部の下に隠れてテールとザリガニが支配する姿勢（リビングストンら 、1980）を示すと考えられてきた。ザリガニの腹部屈曲の状態が支配的な階層的な状態を（Listerman ら 、2000）を維持しながら、支配的なザリガニが、ペアの中で、社会的相互作用中に示すかという姿勢であることが表示されません。彼らは相手からの撤退として従順なザリガニは、さらに自分自身で自分の腹部を挟むだろう。このようなテール挟み込むも防衛態勢（Listerman ら 、2000）として見られている。これらの動作は容易に（; Bruskiとダナム、1987; Li ら、2000;。。Listermanら 、2000 Bovbjerg、1953、1956）フィールドと実験室の設定で観察されている。興味深いことに、ロブスター（リビングストンら 、1980）に記載の行動姿勢は5 - HTとオーストラリアのザリガニにおけるオクトパミン注射、Cheraxデストラクタ （マクレー、1996）用に反転されています。おそらく、全く別の応答は、オーストラリアのザリガニの浅指屈筋の準備で見られます。優位性は、一般的にザリガニの間で関連する大きさであるためさらに、1つは急速に変更の社会的条件（ストラウンら 、2000）のための非常に塑性応答システムを期待する。無脊椎動物における神経修飾物質に対する反応性の可塑性は、調査のオープンエリアです。 ウィッテンバッハ、ジョンソン、そしてホイ（1999）は、デジタルメディアや他のザリガニの準備に加えて、本レポートに記載され、同じ筋肉を含む様々なザリガニのexperimentationsための実験マニュアルを作成しました。これは、学生の演習のための優れたリソースです。

<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：ヴァンHarreveldのソリューション（1936）から変更された。 （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。セロトニン、グルタミン酸とドーパミンは、ザリガニの生理食塩水で作られています。ブアン固定液を直接使用したとメチレンブルーは、ザリガニの生理食塩水で作られています。すべての化学物質は、シグマケミカル社（セントルイス、MO）から入手されています。 </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底ガラス皿</li><li>ビーカー（薬液を保持する） </li><li>電気信号は、コンピュータにPowerLab 26Tインタフェース（ADInstruments、コロラドスプリングズ、コロラド州、米国）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>細胞内だけでなく、細胞外記録のためのモデル3000 AC / DCアンプを使用することができます。 </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>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）を使用します。細胞内電極は、20〜30オームの抵抗を持つ必要があります。細胞内電極は、3 MのKClを充填した。 </li><li>吸引電極は細胞外シグナルを記録するために使用されます。 </li><li>ファラデーケージ。 </li><li>高輝度の照明装置（光源）。 </li><li>マニピュレーター</li></ol>

membrane potentials, synaptic responses, neuronal circuitry, neuromodulation and muscle histology using the crayfish: student laboratory exercises

このレポートの目的は、生物学的膜を横切ってイオン勾配による影響の理解を深めることを支援することです。膜の外側に+ Kの（1）イオンの濃度、および特定のイオンに対する膜の（2）透過性：細胞の膜電位に影響を与えると我々はこれらの実験に取り組むその二つの側面があります。ザリガニ腹部伸筋は、それらの生化学的及び生理学的な表現型で、だけでなく、その構造にあるというトニック（遅い）と相性その他（高速）とのグループ内にあります。これらの筋肉を支配する運動ニューロンは機能的特徴に対応して異なっている。我々はこれらの筋肉だけでなく、シナプス伝達の特性を実証するために表面的、強壮腹部屈筋を使用。さらに、我々は回路の一部にはクチクラ感覚刺激の効果だけでなく、神経修飾物質の影響を実証するために感覚CNS -運動ニューロン筋の回路を紹介します。この演習で得られた技術を使うと、1つは他の実験の準備にだけでなく、医療や健康に関連する生理的なアプリケーションの残りの多くの質問に答えるために始めることができます。我々はすべての動物に関連する基本的な質問に対処するためのモデルの無脊椎動物製剤の有用性を実証している。

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

実験は、筋肉の構造、シナプス応答、イオン勾配や膜電位に対する透過性の影響を調べるには経験を積むために学生のための簡単​​なアプローチを示しています。また、感覚 - CNS -モーター筋回路は、神経回路上に化合物の影響をテストする手段を示すために提示されます。

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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Recording Behavioral Responses to Reflection in Crayfish

ザリガニのリフレクションに行動反応の記録

Social behavior depends on sensory input from the visual, mechanical and olfactory systems.  One important issue concerns the relative roles of each ...

神経科学

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

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 ...

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

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

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 ...

Quantitative Analysis of Synaptic Vesicle Pool Replenishment in Cultured Cerebellar Granule Neurons using FM Dyes

FM染料を用いて培養小脳顆粒神経細胞のシナプス小胞プールの補充の定量分析

After neurotransmitter release in central nerve terminals, SVs are rapidly retrieved by endocytosis.  Retrieved SVs are then refilled with ...

Lateral Diffusion and Exocytosis of Membrane Proteins in Cultured Neurons Assessed using Fluorescence Recovery and Fluorescence-loss Photobleaching

培養神経細胞における膜タンパク質の側方拡散とエキソサイトーシスは、蛍光回復と蛍光損失光退色を用いて評価

Membrane proteins such as receptors and ion channels undergo active trafficking in neurons, which are highly polarised and morphologically complex. This ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

グルタミン酸とGABAの高速マイクロイオン導入：シナプス統合を調査するために便利なツール

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises

カニ手足の固有感覚と緊張受容体：学生実験室の練習

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

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

急性<em&gt;インビボ</em&gt;麻酔ラットにおけるHyperdirect経路からの局所場ポテンシャルとマルチユニット活性の電気生理学的記録

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

Culturing In Vivo-like Murine Astrocytes Using the Fast, Simple, and Inexpensive AWESAM Protocol

Culturing In Vivo-like Murine Astrocytes Using the Fast, Simple, and Inexpensive AWESAM Protocol

生体内培養-高速、シンプルで、安価な AWESAM プロトコルを使用してマウスのアストロ サイトのように

The AWESAM (a low-cost easy stellate astrocyte method) protocol entails a fast, simple, and inexpensive way to generate large quantities of in vivo-like ...