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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

Поддержке Университета Кентукки, биологический факультет, Управление бакалавриата и колледж искусств и наук.

Нет конфликта интересов объявлены.

Мембранного потенциала Еще в 1902 году, Бернштейн имел дело с вопросами потенциал покоя в аксона кальмара. Любопытно рассмотреть, как эти ранние идеи и наблюдения Берштейн (1902) и Нернст (1888) позже повлияли исследования в мембранном физиологии. (См. обзор Malmivuo и Plonsey, 1995; также доступны на WWW <a href="http://www.bem.fi/book/">http://www.bem.fi/book/</a> ). Есть еще, по сей день, прорывы делаются о ионных каналов функции и свойства биологических мембран, которые очень важны для понимания клеточной физиологии, которая относится к функции тканей, органов и систем. Сравнение экспериментальных и теоретически производный воздействия внешних [K +] на мембранный потенциал покоя указывает на влияние ионов на мембранный потенциал. Дополнительные эксперименты с помощью этого же препарата остаются должны быть выполнены для решения фундаментальных физиологических вопросов. Некоторые из них были выделены еще в 1968 году Этвуд и Парнас, и до сих пор не полностью решены. С методами, полученные в этом упражнении, можно исходить ответить на многие вопросы, остающиеся в других экспериментальных препаратов, а также в физиологических приложений, связанных с медициной и здоровьем. Мы доказали полезность подготовки модели беспозвоночных для решения фундаментальных вопросов, имеющих отношение к всех животных. С знания, полученные на электрохимического градиента ионов в этом выше упражнения, вы можете заранее, чтобы возбудимость мембран, исследуя синаптической передачи в нервно-мышечных препаратов в раков. Измерение Synaptic Ответы Информацию, указанную в первой части этой лаборатории, и связанные кино, предоставили ключевые шаги для записи мембранных потенциалов и расследования мышечной структуры. Во второй части этой лаборатории, демонстрация рассечение и записи синаптической передачи в NMJs стадийного и тонизирующих двигательных единиц при условии воздействия фундаментальных концепций в физиологии. Воздействия нейронные цепи, которые могут частично могут быть использованы для объяснения связаны с поведением, в интактных животных есть потенциал не только для студентов, чтобы исследовать различные открытые вопросы в рамках своей лаборатории занятие, но и для будущих исследований на нейронных цепей в хорошо создана беспозвоночных подготовки (Кеннеди и др., 1969;. Antonsen и Эдвардс, 2003) Эти препараты могут также быть использованы для исследования синаптических облегчение, депрессия и долгосрочных пластичности (не исследовались в этой лаборатории исследования). Даже в рамках некоторых видов рака, пластичность нейронов зависит от условий эксперимента стимуляции (Мерсье и Этвуд, 1989;. Cooper и др., 1998), а также их естественной среде. В какой степени способность изменять синаптической эффективности и мышечной динамики служит останки животных предстоит изучить. Поскольку раки изменяют свое поведение в зависимости от сезонных изменений и цикл линьки, Есть относительно долгосрочной деятельности различия в их нервно-мышечной систем. Было показано, что фазовый двигательного нерва терминалы коготь ближе мышцы выставки классический фазовый морфологии в течение зимы, но набухают и становятся более варикозное по длине терминала в течение летних месяцев (Lnenicka 1993 года; Lnenicka и Чжао, 1991). Некоторые ранние исследования, проведенные в боковой гигантских раков (LG) интернейронов в брюшной нервной показали наличие щелевые контакты (Johnson, 1924; Ватанабе и Грундфест, 1961). Хорошо известно, что CO 2 влияет на электрической связи на разобщение щелевые контакты (Ареллано и др., 1990). Недавно было показано, что нервная и коммуникации в рамках сенсорно-CNS-мотор-мышечной цепи, как это описано в настоящем докладе, также чувствителен к CO 2 экспозиции, указывающие на наличие разрыва соединения (Bierbower, 2010; Bierbower и Купер, 2010) Спонтанной активности 3-й корень мотор был темой, поскольку 1960-х годов, когда Эккерт (1961) рассматривается, если тоник стрельбы статический орган рецепторов мышц (MRO) в пределах одного или соседних сегментов может объяснить спонтанное двигателя. В этих ранних исследований стало очевидным, что деятельность был обусловлен в брюшной нервной цепочки (VNC), возможно, из высших центров (Эккерт, 1961; Кеннеди и Такэда, 1965а, б;. Strawn и др., 2000). Так как наличие CO 2 остановился спонтанной активности, можно предположить, где-то в привод для моторных нейронов могут быть щелевые контакты или глутаматергической возбуждающие диска. NMJs блокируются или выставлять снижением чувствительности к глутамата в присутствии СО 2, и они могут быть блоккед, а в ЦНС (Bierbower, 2010; Bierbower и Купер, 2010; см. также Бэйдр и др., 2005.). Действия различных нейромодуляторов также легко учился в различных типах NMJs (Cooper и Cooper, 2009; Гриффис и др., 2000;. Саутард и др., 2000;.. Strawn и др., 2000). Кроме того, различные воздействий оказываемое нейромодуляторов на схему ЦНС. Было высказано предположение, что 5-НТ и octopaminergic нейронов может функционировать как «выигрыш-сеттеры&quot; на изменение выходной нейронных цепей (Ма и др., 1992;. Шнейдер и др., 1996;. Хернер и др., 1997;. Эдвардс и соавт., 2002). Многое еще предстоит сделать, прежде чем мы сможем полностью понять последствия нейромодуляторов на отдельные клетки-мишени. Учитывая, что различные нейромодуляторов может работать в согласии друг с другом, анализ их смешанное действие района для будущих исследований (Djokaj и соавт., 2001). Кроме того, несколько исследований, в частности, позвоночных, преодоления последствий нейромодуляторов на целые пути, которые могут регулировать определенное поведение. В этом сенсорно-CNS-блок двигателя подготовки можно исследовать влияние и сенсорный ввод и нейромодуляторов от активности моторных нейронов (Kennedy и соавт., 1969). Поскольку было предположение, что 5-HT играет роль в регуляции поведенческих состояния раков, омаров и крабов (Livingstone и др., 1980;.. Снеддон и др., 2000), несколько попыток было сделано, чтобы определить его концентрацию в VNC, гемолимфы, а в отдельных ганглиев омары (Livingstone и др., 1980;. Харрис-Уоррик и Kravitz 1984;. Fadool и др., 1988). Тем не менее, наблюдается значительная разница в записанных измерений, исключающие конкретные доза-реакция которые могли бы объяснить поведенческие действия. Раки с когтями состоялась в поднятом положении и с хвостом подложив под ее живот, как считалось, выставки доминируют позы (Livingstone и соавт., 1980). Состояние брюшной сгибания в раков, кажется, не будет поза, что доминирующей раки, в паре, демонстрируют во время социальных взаимодействий, или при сохранении доминирующей иерархического статуса (Листерман и соавт., 2000). Смиренный раков даже складки животы под себя, как они отступают от противника. Такие заправляя хвост также рассматривается как оборонная политика (Листерман и соавт., 2000). Такие действия были легко наблюдается в области, и в лабораторных условиях (Bovbjerg, 1953, 1956; Бруски и Данхэм, 1987; Li и др., 2000;.. Листерман и др., 2000). Интересно, что поведенческие позы отмечается в омары (Livingstone и соавт., 1980) поменялись местами для 5-НТ и октопамин инъекций в австралийских речных раков, Cherax деструктор (McRae, 1996). Возможно, совершенно разные ответы можно было бы наблюдать в поверхностных сгибателей подготовку в австралийском раков. Кроме того, с доминированием, как правило, размер связанных между раков, то можно ожидать очень пластичный системы реагирования на быстро изменить социальные условия (Strawn и соавт., 2000). Пластичности в способности реагировать на нейромодуляторов у беспозвоночных является открытой площадке исследования. Wyttenbach, Джонсон, и Хой (1999) дали цифрового мультимедиа и лаборатории руководства для различных экспериментов раков с участием тех же мышечных представленные в данном отчете в дополнение к другим подготовки раков. Это отличный ресурс для студентов упражнений.

<ol><li> Раки (Procambarus clarkii). Атчафалайя Биологические питания Ко, Raceland, Лос-Анджелесе., США. </li><li> Стандартный раков солевых: Модифицированная из раствора Ван Harreveld (1936). (В мм) 205 NaCl, 5,3 KCl; 13,5 CaCl 2 2H 2 O; 2,45 MgCl 2 6H 2 O, 5 HEPES и доводят до рН 7,4. Серотонин, глютамат и дофамин производятся в раков физиологического раствора. Фиксирующий раствор Буэна была использована непосредственно и метиленового синего выполнен в раков физиологического раствора. Все химические вещества получаются из Sigma Chemical Company (Сент-Луис, Миссури). </li><li> Dissection инструменты: Fine # 5 пинцет, ножницы штраф, держатель ножа, # 26002-20 насекомых штифты (все полученные от изобразительных инструментов науки (США), Inc, 373-G Vintage Park Drive, Foster City, CA 94404-1139) . </li><li> Sylgard дном стеклянную посуду </li><li> Стаканы (провести химические растворы) </li><li> Электрические сигналы, записанные на линии интерфейса PowerLab 26Т к компьютеру (ADInstruments, Колорадо Спрингс, Колорадо, США). Мы используем стандартное программное обеспечение от имени ADInstruments Диаграмма или область. </li><li> Модель 3000 AC / DC усилитель для внутриклеточной, так и внеклеточной записи могут быть использованы. </li><li> Пройдя через микроскоп с функцией масштабирования для внутриклеточных записей. Для записи на координационный визуализированы терминалы составной микроскоп с вертикальным целям (4 х и 20-кратный) не используется. Нужно Hg источника света. </li><li> Для внутриклеточного записи мы используем стекло капиллярных трубок (каталог # 30-31-0 от FHC, Брауншвейг, ME, 04011, США). Внутриклеточный электрод должен иметь сопротивление от 20 до 30 мОм. Внутриклеточное электроды были заполнены 3 М KCl. </li><li> Всасывающего электрода используется для записи внеклеточных сигналов. </li><li> Клетки Фарадея. </li><li> Высокая интенсивность осветитель (источник света). </li><li> Микроманипулятор </li></ol>

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

Цель настоящего доклада заключается в содействии развитию понимания эффектов, вызванных ионных градиентов через биологические мембраны. Два аспекта, которые влияют на мембранный потенциал клеток и которым мы обращаемся в этих экспериментах, являются: (1) концентрация ионов К + на внешней мембране, и (2) проницаемость мембраны для конкретных ионов. Раков мышцы живота разгибателей в группы причем некоторые из них тоник (медленно) и другие фазовые (быстро) в их биохимических и физиологических фенотипов, а также в их структуру; моторных нейронов, иннервирующих эти мышцы, соответственно, отличаются по функциональным характеристикам. Мы используем эти мышцы, а также поверхностных, тоник брюшные мышцы сгибателей, чтобы продемонстрировать свойства в синаптической передачи. Кроме того, мы вводим сенсорно-CNS-двигательный нейрон-мышечной схемы, чтобы продемонстрировать влияние кутикулярной сенсорной стимуляции, а также влияние нейромодуляторов по некоторым аспектам цепи. С методами, полученные в этой работе, можно начать отвечать на множество вопросов, остающихся в других экспериментальных препаратов, а также в физиологических приложений, связанных с медициной и здоровьем. Мы доказали полезность препаратов модель беспозвоночных для решения фундаментальных вопросов, имеющих отношение к всех животных.

Watch this Scientific Journal Video about Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

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

Эксперименты показывают, свободный доступ для студентов, чтобы приобрести опыт в изучении мышечной структуры, синаптических ответов, эффекты ионных градиентов и проницаемости на мембранных потенциалов. Кроме того, сенсорно-CNS-мотор-мышечной схема представлена, чтобы показать средствами для проверки эффектов соединений на нейронные цепи.

Мембранные потенциалы, Synaptic Ответы, нейронной цепи, Нейромодуляция и мышцы гистологии Использование раков: Упражнения Студенческая лаборатория

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

Запись поведенческих реакций на Отражение в раков

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

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

Физиологические Записи высокого и низкого NMJs Выход на Экстензорных мышцы ног раков

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

Мышцы рецепторов органов в Раки Живот: Упражнение студенческой лаборатории в Проприоцепция

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

Физиологические Эксперименты с раков кишке: Упражнение Студенческая лаборатория

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

Количественный анализ Synaptic пополнение бассейна пузырьков в культуре нейронов мозжечка гранул использованием FM Красители

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

Боковая диффузия и экзоцитоз мембранных белков в культивируемых нейронов оценивали по флуоресценции и флуоресценции восстановления потерь фотообесцвечивания

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

Быстрый Micro-ионтофорезом глутамата и ГАМК: полезный инструмент по расследованию Synaptic интеграции

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

Проприоцепция и Натяжные Рецепторы в Краб конечностей: Студент лабораторных занятий

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

острый<em&gt; В Виво</em&gt; Электрофизиологические записи локальных полевых потенциалов и многоуровневой активности по пути гиперперспекции у анестезированных крыс

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

Культивирование в естественных условиях-как мышиных астроциты, используя протокол быстрый, простой и недорогой AWESAM

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 ...