Name: modeling biological membranes with circuit boards and measuring electrical signals in axons: student laboratory exercises
Uploaded: 2011-01-18T18:00:00
Duration: 13 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

تم تعديل هذه التجارب من دليل المختبرات التي تم استخدامها في الحال ، نسقها الدكتور HL اتوود ، في قسم علم الحيوان في جامعة تورونتو. واستخدمت أيضا في التدريبات والمعدلة من دليل أن تنتج عن &quot;6 عشر ورشة عمل مكثفة حول علم الأعصاب IBRO الأساسية&quot; ، وعقدت في جامعة كوريا ، سيول ، كوريا الجنوبية في عام 1993 (كوبر وآخرون ، 1993). كان المطلوب من التعديلات الحالية لاستخدام المعدات المشتركة لتقديم المختبرات طالب اليوم موجهة في مختلف الجامعات. بدعم من جامعة كنتاكي ، قسم علم الأحياء ، ومكتب للدراسات الجامعية وكلية الآداب والعلوم.

<ol>
	<li>Bennett, M. V. L., Barrio, L. C., Bargiello, T. A., Spray, D. C., Hertzberg, E., Sdez, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+junctions:+new+tools,+new+answers,+new+questions.">Gap junctions: new tools, new answers, new questions.</a> Neuron. 6, 305-320 (1991).</li><li>Bernardini, G., Peracchia, C., Peracchia, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+effects+of+heptanol+on+gap+junction+structure+and+cell-to-cell+electrical+coupling.">Reversible effects of heptanol on gap junction structure and cell-to-cell electrical coupling.</a> European Journal of Cell Biology. 34 (2), 307-312 (1984).</li><li>Cooper, R. L., Chang, J. J., Ito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+report+on+the,+"SIXTH+INTENSIVE+IBRO+WORKSHOP+ON+BASIC+NEUROSCIENCE".">A report on the, "SIXTH INTENSIVE IBRO WORKSHOP ON BASIC NEUROSCIENCE".</a> , 116-116 (1985).</li><li>Cragg, B. G., Thomas, P. 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+relationship+between+conduction+velocity+and+the+diameter+and+internodal+length+of+peripheral+nerve+fibers..">The relationship between conduction velocity and the diameter and internodal length of peripheral nerve fibers..</a> Journal of Physiology. 136, 606-614 (1957).</li><li>Erlanger, J. G. a. s. s. e. r., S, H., Bishop, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+compound+nature+of+the+action+current+of+nerves+as+disclosed+by+the+cathode+ray+oscillograph.">The compound nature of the action current of nerves as disclosed by the cathode ray oscillograph.</a> American Journal of Physiology. 70, 624-666 (1924).</li><li>Furshpan, E. J., Potter, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmission+at+the+giant+motor+synapses+of+the+crayfish.">Transmission at the giant motor synapses of the crayfish.</a> Journal of Physiology. 145 (2), 289-325 (1959).</li><li>Johnston, M. F., Simon, S. A., Ramrn, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+anesthetics+with+electrical+synapses.">Interaction of anesthetics with electrical synapses.</a> Nature (Lond). 286, 498-500 (1980).</li><li>Loewenstein, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeability+of+membrane+junctions.">Permeability of membrane junctions.</a> Annual NY Academy of Sciences. 137, 441-472 (1966).</li><li>Meda, P., Bruzzone, R., Knodel, S., Orci, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blockage+of+cell-to-cell+communication+within+pancreatic+acini+is+associated+with+increased+basal+release+of+amylase.">Blockage of cell-to-cell communication within pancreatic acini is associated with increased basal release of amylase.</a> Journal of Cell Biology. 103 (2), 475-483 (1986).</li><li>Peracchia, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+in+gap+junction+resistance+with+acidification+in+crayfish+septate+axons+is+closely+related+to+changes+in+intracellular+calcium+but+not+hydrogen+ion+concentration.">Increase in gap junction resistance with acidification in crayfish septate axons is closely related to changes in intracellular calcium but not hydrogen ion concentration.</a> Journal of Membrane Biology. 113 (1), 75-92 (1990).</li><li>Peracchia, C., Dulhunty, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+resistance+junctions+in+crayfish:+structural+changes+with+functional+uncoupling.">Low resistance junctions in crayfish: structural changes with functional uncoupling.</a> Journal of Cell Biology. 70, 419-439 (1976).</li><li>Peracchia, C., Bernardini, G., Peracchia, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+calmodulin+involved+in+the+regulation+of+gap+junction+permeability.">Is calmodulin involved in the regulation of gap junction permeability.</a> Pf&#252;gers Arch. 399, 152-154 (1983).</li><li>Peracchia, C., Lazrak, A., Peracchia, L. L., Peracchia, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+models+of+channel+interaction+and+gating+in+gap+junctions.">Molecular models of channel interaction and gating in gap junctions.</a> Handbook of Membrane Channels. Molecular and Cellular Physiology. , 361-377 (1994).</li><li>Spray, D. C., Harris, A. L., Bennett, M. V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+junctional+conductance+is+a+simple+and+sensitive+function+of+intracellular+pH.">Gap junctional conductance is a simple and sensitive function of intracellular pH.</a> Sciences NY. 211, 712-715 (1981).</li><li>Spray, D. C., Harris, L. L., Bennett, M. V. L., Nuccitelli, R., Deamer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+pH+and+Ca+dependence+of+gap+junctional+conductance.">Comparison of pH and Ca dependence of gap junctional conductance.</a> Intracellular pH: Its Measurement, Regulation, and Utilization in Cellular Functions. , 445-461 (1982).</li><li>Spray, D. C., White, R., De Carvalho, C., Harris, A. L., Bennett, M. L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gating+of+gap+junction+channels.">Gating of gap junction channels.</a> Journal of Biophysics. 45, 219-230 (1984).</li><li>Watanabe, A., Grundfest, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impulse+propagation+at+the+septal+and+commissural+junctions+of+crayfish+lateral+giant+axons.">Impulse propagation at the septal and commissural junctions of crayfish lateral giant axons.</a> Journal of General Physiology. 45, 267-308 (1961).</li><li>Wiersma, C. A. G., Hughes, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+functional+anatomy+of+neuronal+units+in+the+abdominal+cord+of+the+crayfish,+Procambarus+clarkii.">On the functional anatomy of neuronal units in the abdominal cord of the crayfish, Procambarus clarkii.</a> Journal of Comparative Neurology. 116, 209-228 (1961).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

هدفنا في عرض الفيديو على الخط والورق وهذا لإثبات أن يمكن ، والخصائص الفيزيائية الحيوية من الخلايا في جزء منه ، كما أن تكون على غرار الدوائر الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، مع الأنسجة العصبية الحية التي يتم الحصول عليها بسهولة نسبيا ، والمبادئ الأساسية للسرعة التوصيل ، وفترات الحرارية وتقنيات التسجيل الكهربية ممكنة للمختبرات الطالب الجامعي باستثمارات متواضعة من المعدات. يمكن أن تكون الموضوعات وقدمت نماذج أساسية تعديل بسهولة لمتطلبات الدورات المختلفة. الصيانة من جراد البحر ووفرة يجعلها نماذج جذابة للطالب يحركها التجريب. الحبال العصبية البطنية القشريات عموما قوية والاحتفاظ سلامة الفسيولوجية في الحد الأدنى من المياه المالحة لساعات ، وهي كافية لمختبر الطالب 3 ساعات. بالنظر إلى أن يتم توصيل بعض المحاور الكبيرة في VNC للجراد خلال تقاطعات الفجوة ، ويمكن إجراء تجارب إضافية على مساهمتهم ، وخصائص مختلفة مما يمكن العثور تظاهر في إعداد الضفدع العصب الوركي القياسية. العصب الوركي هو نموذج كلاسيكي لمعالجة إمكانات عمل المجمع وخصائص التوصيل. قد يكون تجربة مثيرة للاهتمام حتى النسبية للطلاب لمقارنة خصائص التوصيل ، والتوظيف محور عصبي ، وفترات الحرارية بين هذه الاستعدادات اثنين.

مجلس الدارة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويمكن الحصول على الالكترونيات المدرجة أدناه للتجارب اللوح في متجر للالكترونيات محلية مثل راديو شاك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مجلس الخبز والمقاومات والمكثفات والبطاريات والأسلاك التي يمكن أن تكون بمثابة منعطفات للاللوح على النحو المبين في التجارب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> والفولتميتر المشتركة (Wavetek Meterman الفولتميتر) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لوحة / D للتسجيل على الخط لجهاز كمبيوتر. يتم تسجيل الإشارات الكهربائية على الخط إلى واجهة PowerLab/4s (ADInstruments ، كولورادو سبرينغز ، أول أكسيد الكربون ، الولايات المتحدة). نستخدم البرامج القياسية من ADInstruments اسمه تخطيط أو نطاق. </li></ol> تجارب الفيزيولوجيا <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جراد البحر (Procambarus clarkii). Atchafalaya البيولوجي شركة التموين ، Raceland لوس انجليس. ، الولايات المتحدة الأمريكية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جراد البحر المالحة القياسية : من التعديل فان الحل Harreveld في (1936). (مم) 205 كلوريد الصوديوم ؛ بوكل 5.3 ؛ 13.5 CaCl 2 2H 2 O ؛ 2.45 MgCl 2 6H 2 O (5) ؛ HEPES وتعديلها لدرجة الحموضة 7.4. تم الحصول على جميع المواد الكيميائية المالحة من شركة سيغما الكيميائية (سانت لويس ، MO). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أدوات تشريح : الجميلة # 5 ملاقط ، مقصات غرامة ، حامل سكين شفرة ، # 26002-20 دبابيس الحشرات (الحصول على جميع العلوم من أدوات الجميلة (الولايات المتحدة) ، وشركة ، 373 - G فخمة بارك محرك ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا 94404-1139) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> طبق غرفة العصبية (ADInstruments ، كولورادو سبرينغز ، أول أكسيد الكربون ، الولايات المتحدة) لعقد الأعصاب. يمكن استخدام الأسلاك التي تأتي مع العصب طبق الغرفة لتحفيز الأعصاب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يستخدم الشفط الكهربائي لتسجيل الاشارات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سوف تتلاعب أو المشبك على حامل الخاتم بمثابة حامل لالقطب الشفط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قفص فاراداي </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشريح مجهر </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اضاءة عالية الكثافة (مصدر الضوء) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منهاج المجهر </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> AC / DC مكبر للصوت التفاضلية (AM النموذجي شركة أنظمة 3000) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> PowerLab 26T (آلات ميلادي) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكبر للصوت خارج الخلية (صكوك م) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> LabChart 7 (ADI الآلات) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أدوات تشريح </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حلقة الوقوف والمشبك لتكون بمثابة حامل لتسجيل الشفط الكهربائي </li></ol>

modeling biological membranes with circuit boards and measuring electrical signals in axons: student laboratory exercises

هذا هو دليل على الكيفية التي يمكن أن تستخدم لتوصيف النماذج الكهربائية الأغشية البيولوجية. هذا التمرين أيضا بتقديم المصطلحات المستخدمة في البيوفيزيائية الكهربية. وتستخدم نفس المعدات في النموذج الغشاء كما في التحضيرات حية. يتم التحقيق في بعض خصائص سلك معزول العصب : امكانات عمل الأعصاب ، وتجنيد الخلايا العصبية ، والاستجابة العصبية من الحبل إلى عوامل بيئية.

Watch this Scientific Journal Video about Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises

هذا هو دليل على أن يفهم كيف يمكن الأغشية البيولوجية باستخدام نماذج الكهربائية. نظهر أيضا إجراءات لتسجيل إمكانات العمل من الحبل البطني العصب من جراد البحر الموجه للمختبرات الطالب.

النمذجة الأغشية البيولوجية مع لوحات الدوائر الكهربائية وقياس الاشارات في محاور عصبية : تمارين مختبر طالبة

This is a demonstration of how electrical models can be used to characterize biological membranes. This exercise also introduces biophysical terminology ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Electrical Engineering

Biology

Unit 1

Direct-Current Circuits

Basics of Electric Circuits

SCIENTISTS IN ACTION

Microbial Communities in Nature and Laboratory - Interview

المجتمعات الميكروبية في الطبيعة ومختبر -- مقابلة

Measuring the Induced Membrane Voltage with Di-8-ANEPPS

قياس الفولتية المستحثة الأغشية مع ثنائي ANEPPS - 8

Placement of a cell into an external electric field causes a local charge redistribution inside and outside of the cell in the vicinity of the cell ...

Computer-assisted Large-scale Visualization and Quantification of Pancreatic Islet Mass, Size Distribution and Architecture

بمساعدة الحاسوب على نطاق واسع التصور النوعي والكمي لقداس جزيرة البنكرياس والتوزيع الحجم والعمارة

The pancreatic islet is a unique micro-organ composed of several hormone secreting endocrine cells such as beta-cells (insulin), alpha-cells (glucagon), ...

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

الفرز الفائق الإنتاجية وBiosensing مع نيون C. ايليجانس سلالات

High-throughput screening (HTS) is a powerful approach for identifying chemical modulators of biological processes.  However, many compounds identified in ...

Aseptic Laboratory Techniques: Volume Transfers with Serological Pipettes and Micropipettors

مختبر تقنيات العقيم: التحويلات الحجم مع الماصات المصلية وMicropipettors

Microorganisms are everywhere - in the air, soil, and human body as well as on inanimate surfaces like laboratory benches and computer keyboards. The ...

Measuring Fast Calcium Fluxes in Cardiomyocytes

قياس الكالسيوم السريع في تدفقاتها العضلية

Cardiomyocytes have multiple Ca2+ fluxes of varying duration that work together to optimize function 1,2. Changes in Ca2+ activity in response to ...

Measuring Spatial and Temporal Ca2+ Signals in Arabidopsis Plants

Measuring Spatial and Temporal Ca2+ Signals in Arabidopsis Plants

قياس المكانية والزمانية كاليفورنيا<sup&gt; 2+</sup&gt; إشارات في النباتات نبات الأرابيدوبسيس

Developmental and environmental cues induce Ca2+ fluctuations in plant cells. Stimulus-specific spatial-temporal Ca2+ patterns are sensed by cellular Ca2+ ...

Measuring Glutathione-induced Feeding Response in Hydra

قياس الاستجابة التغذية الناجم عن الجلوتاثيون في حيدرة

Hydra is among the most primitive organisms possessing a nervous system and chemosensation for detecting reduced glutathione (GSH) for capturing the prey. ...

Measuring Nitrite and Nitrate, Metabolites in the Nitric Oxide Pathway, in Biological Materials using the Chemiluminescence Method

قياس النتريت والنترات، الأيضية في اكسيد النيتريك المسار، في المواد البيولوجية باستخدام أسلوب التوهج

Nitric oxide (NO) is one of the main regulator molecules in vascular homeostasis and also a neurotransmitter. Enzymatically produced NO is oxidized into ...

Cultivation of Caenorhabditis elegans in Three Dimensions in the Laboratory

Cultivation of Caenorhabditis elegans in Three Dimensions in the Laboratory

زراعة<em&gt; انواع معينة ايليجانس</em&gt; في ثلاثة أبعاد في المختبر

The use of genetic model organisms such as Caenorhabditis elegans has led to seminal discoveries in biology over the last five decades. Most of what we ...