Name: in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing
Uploaded: 2018-02-06T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing at JoVE.com

Das Projekt wurde unterstützt von Lundbeck-Stiftung, die Novo Nordisk Stiftung, dem dänischen Medical Research Council, der Ludvig und Sara Elsass Foundation, der Stiftung für Forschung in der Neurologie und Jytte und Kaj Dahlboms Stiftung. R.A stützt sich auf eine frühe Karriere Postdoc Fellowship of National Health and Medical Research Council of Australia (#1091006)

Alle hier beschriebenen Versuchsverfahren Animal Care und Ethik Komitee der UNSW Sydney eingehalten und wurden in Übereinstimmung mit der National Health and Medical Research Council (NHMRC) Australien Regelungen für Tierversuche durchgeführt.
(1) experimentelle einrichten
Hinweis: 12 Woche alte, weibliche lang-Evans-Ratten wurden in diesem Verfahren verwendet.
<ol><li>Die Ratte in eine Induktion-Kammer mit 4 % Isofluran und 1 L pro min O2 Durchfluss...

<ol>
	<li>Krishnan, A. V., Lin, C. S. -. Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+ion+channels+from+bench+to+bedside:+a+translational+neuroscience+perspective.">Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective.</a> Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).</li><li>Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulatory+effects+on+axonal+function+after+intravenous+immunoglobulin+therapy+in+chronic+inflammatory+demyelinating+polyneuropathy.">Modulatory effects on axonal function after intravenous immunoglobulin therapy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.</a> Arch neurol. 68 (7), 862-869 (2011).</li><li>Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+abnormalities+of+sensory+nerve+function+associated+with+oxaliplatin-induced+neurotoxicity.">Acute abnormalities of sensory nerve function associated with oxaliplatin-induced neurotoxicity.</a> J. Clin. Oncol. 27 (8), 1243-1249 (2009).</li><li>Arnold, R., Pussell, B. A., Pianta, T. J., Lin, C. S. -. Y., Kiernan, M. C., Krishnan, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+calcineurin+inhibitor+treatment+and+peripheral+nerve+dysfunction+in+renal+transplant+recipients.">Association between calcineurin inhibitor treatment and peripheral nerve dysfunction in renal transplant recipients.</a> Am. J. Transplant. 13 (9), 2426-2432 (2013).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+motor+axons+in+the+maturing+mouse.">Excitability properties of motor axons in the maturing mouse.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 14 (1), 45-53 (2009).</li><li>Bo&#235;rio, D., Kalmar, B., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+mouse+motor+axons+in+the+mutant+SOD1(G93A)+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Excitability properties of mouse motor axons in the mutant SOD1(G93A) model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle &amp; Nerve. 41 (6), 774-784 (2010).</li><li>Alvarez, S., Calin, A., Graffmo, K. S., Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+motor+axons+of+SOD1(G127X)+mutant+mice+are+susceptible+to+activity-dependent+degeneration.">Peripheral motor axons of SOD1(G127X) mutant mice are susceptible to activity-dependent degeneration.</a> Neurosci. 241, 239-249 (2013).</li><li>Fledrich, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soluble+neuregulin-1+modulates+disease+pathogenesis+in+rodent+models+of+Charcot-Marie-Tooth+disease+1A.">Soluble neuregulin-1 modulates disease pathogenesis in rodent models of Charcot-Marie-Tooth disease 1A.</a> Nat. Med. 20 (9), 1055-1061 (2014).</li><li>Vianello, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+doses+of+arginine+butyrate+derivatives+improve+dystrophic+phenotype+and+restore+membrane+integrity+in+DMD+models.">Low doses of arginine butyrate derivatives improve dystrophic phenotype and restore membrane integrity in DMD models.</a> FASEB J. 28 (6), 2603-2619 (2014).</li><li>Osaki, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+anesthetic+agents+on+in+vivo+axonal+HCN+current+in+normal+mice.">Effects of anesthetic agents on in vivo axonal HCN current in normal mice.</a> Clin Neurophysiol. 126 (10), 2033-2039 (2015).</li><li>Biessels, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotyping+animal+models+of+diabetic+neuropathy:+a+consensus+statement+of+the+diabetic+neuropathy+study+group+of+the+EASD+(Neurodiab).">Phenotyping animal models of diabetic neuropathy: a consensus statement of the diabetic neuropathy study group of the EASD (Neurodiab).</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 19 (2), 77-87 (2014).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+mouse+motor+nerve+excitability+and+the+effects+of+polarizing+currents.">A model of mouse motor nerve excitability and the effects of polarizing currents.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 16 (4), 322-333 (2011).</li><li>Arnold, R., Moldovan, M., Rosberg, M. R., Krishnan, A. V., Morris, R., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+excitability+in+the+rat+forelimb:+a+technique+to+improve+translational+utility.">Nerve excitability in the rat forelimb: a technique to improve translational utility.</a> J. Neurosci. Methods. 275, 19-24 (2017).</li><li>Moldovan, M., Alvarez, S., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+axon+excitability+during+Wallerian+degeneration.">Motor axon excitability during Wallerian degeneration.</a> Brain. 132 (Pt 2), 511-523 (2009).</li><li>Madison, R. D., Robinson, G. A., Krarup, C., Moldovan, M., Li, Q., Wilson, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+electrophoresis+and+in+vivo+electrophysiology+of+peripheral+nerve+using+DC+field+stimulation.">In vitro electrophoresis and in vivo electrophysiology of peripheral nerve using DC field stimulation.</a> J. Neurosci. Methods. 225, 90-96 (2014).</li><li>Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Na+/K++pump+function+following+repetitive+activity+in+mouse+peripheral+nerve.">Evaluation of Na+/K+ pump function following repetitive activity in mouse peripheral nerve.</a> J. Neurosci. Methods. 155 (2), 161-171 (2006).</li></ol>

Die beschriebene Vorgehensweise zeigt eine einfache und zuverlässige, ermöglicht die minimal-invasive Technik, die der biophysikalischen Eigenschaften und das Potenzial der Membran des Axons in kurzer Zeit. Im Vergleich zu anderen mehr invasiven Techniken, die die Belichtung des Nervs erfordern, das vorliegende Verfahren der axonalen Erregbarkeit Prüfung induziert minimaler Gewebeschädigung, wodurch es in Vivo Beurteilung, die die physiologischen Bedingungen des bewahrt die Nerven von Interesse und für wied...

Elektrophysiologische Techniken ist ein wesentliches Instrument für die in Vivo -Untersuchung des peripheren Nervenfunktion bei neurologischen Erkrankungen. Konventionelle Nerv Wärmeleitung Methoden nutzen supramaximalen Reize motor Aktionspotential Amplitude und Latenz aufnehmen. Diese Techniken bieten daher nützliche Informationen über die Anzahl der Durchführung von Fasern und die Leitgeschwindigkeit der schnellsten Fasern. Ein wertvolles ergänzendes Instrument ist der axonalen Erregbarkeit zu testen. Diese Technik nutzt ausgefeilte elektrophysiologische Stimulation Muster indirekt die biophysikalischen Eigenschaften der peripheren Nerven, wie die Aktivität der Ionenkanäle, Energie-abhängige Pumpen, Ionenaustausch Prozesse und Membranpotential bewerten 1.
Axonalen Erregbarkeit zu testen ist in der klinischen Einstellung, pathophysiologische Prozesse und Wirkungen therapeutischer Interventionen auf verschiedenen neurologischen Erkrankungen zu untersuchen häufig genutzt. Vor allem axonalen Erregbarkeit Maßnahmen reagieren empfindlich auf therapeutische Interventionen, die Funktion der peripheren Nerven wie intravenöses Immunglobulin (IVIg) Therapie2, beeinflussen Chemotherapie3 und Calcineurin-Inhibitor (CNI) 4. Obwohl diese Studien wichtige Erkenntnisse zur Verfügung gestellt haben, klinische Studien oft entgegen, Untersuchung der frühen Krankheit Eigenschaften und neuartige Therapieoptionen5. Daher hat die Verwendung dieser Methoden in Tiermodellen der neurologischen Erkrankungen vor kurzem Traktion6,7,8,9gewonnen. In der Tat, diese Methoden bieten die Möglichkeit, die spezifischen Nerv Erregbarkeit Veränderungen im Zusammenhang mit diesen Erkrankungen, so translationalen Forschung voranbringen zu verstehen.
Das hier beschriebene Verfahren ist eine einfache und zuverlässige Methode, um Rekord axonalen Erregbarkeit Maßnahmen auf der ulnaren Nerven intakt Ratte.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>QTracS Program</td>
			<td>Digitimer Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Axonal excitability program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AM-Systems 2200, Analog Stimulus Isolator, 2200V/50Hz</td>
			<td>SDR Scientific</td>
			<td>850005</td>
			<td>Stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Performance AC Amplifier Model LP511</td>
			<td>Grass Technologies</td>
			<td></td>
			<td>Amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Humbug 50/60Hz Noise eliminator</td>
			<td>Quest Scientific Instruments</td>
			<td>726310</td>
			<td>Noise eliminator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Impedance Platinum Monopolar Subdermal Needle Electrodes</td>
			<td>Grass Technologies</td>
			<td>F-E2-24</td>
			<td>Recording electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Impedance Platinum Electroencephalography Needle Electrodes</td>
			<td>Cephalon</td>
			<td>9013L0702</td>
			<td>Stimulating electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multifunction I/O Device Model USB-6341</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Multifunction input/output device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron Base Plate IP</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotating X-block X-4</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Stand GJ-8</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator M-3333</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing

Elektrophysiologie ermöglicht eine objektive Beurteilung der peripheren Nerv Funktion in Vivo. Traditionelle Nervenleitgeschwindigkeit Maßnahmen wie Amplitude und Latenz chronische Axon Verlust und Demyelinisierung, bzw. zu erkennen. Axonalen Erregbarkeit Techniken "von Schwelle tracking" erweitern auf diese Maßnahmen durch die Bereitstellung von Informationen über die Aktivität der Ionenkanäle, Pumpen und Wärmetauscher, die beziehen sich auf akute Funktion und degenerative Ereignisse vorausgehen können. Als solche können die Verwendung der axonalen Erregbarkeit in Tiermodellen der neurologischen Störungen eine Maßnahme nützlich in Vivo um neue therapeutische Interventionen zu beurteilen. Hier beschreiben wir einen Versuchsaufbau für mehrere Maßnahmen der axonalen motorischen Erregbarkeit Techniken in der Ratte ulnaris.
Die Tiere sind mit Isofluran betäubt und sorgfältig überwacht werden, um konstante und ausreichende Tiefe der Narkose zu gewährleisten. Körpertemperatur, Atemfrequenz, Herzfrequenz und Sättigung des Sauerstoffs im Blut werden kontinuierlich überwacht. Axonalen Erregbarkeit Studien werden durchgeführt mit perkutane Stimulation des ulnaris und Aufnahme von den Hypothenar Muskeln Vordergliedmaße Pfote. Mit der Platzierung der richtigen Elektrode wird eine klare Verbindung Muskel Aktionspotential, die Amplitude steigt mit zunehmender Reizstärke aufgezeichnet. Kein automatisiertes Programm wird dann genutzt, um eine Reihe von elektrischen Impulsen zu liefern, die 5 spezifischen Erregbarkeit Maßnahmen in der folgenden Reihenfolge zu generieren: Stimulus Ansprechverhalten, Stärke Dauer Zeitkonstante, Schwelle Electrotonus, Strom-Schwelle Beziehung und der Regenerationszyklus.
Die hier vorgestellte Daten zeigen, dass diese Maßnahmen wiederholbar sind und Ähnlichkeit zwischen links und rechts ulnaren Nerven zeigen wenn am selben Tag geprüft. Eine Einschränkung dieser Techniken in dieser Einstellung ist die Wirkung der Dosis und Zeit unter Narkose. Sorgfältige Überwachung und Aufzeichnung dieser Variablen sollten für die Prüfung zum Zeitpunkt der Analyse durchgeführt werden.

Elektrophysiologische Maßnahmen von der Ratte ulnaris wurden mit diesem Protokoll erzielt. Abbildung 3 zeigt einen Aufnahme von der linken ulnaren Nerv einer 12 Wochen alten weiblichen lange Evans Ratte Vertreter. Zusammengesetzte Muskel-Aktionspotenzial bezieht sich auf die Anzahl der Durchführung von Fasern, die gleichzeitig aktiviert werden. Die supramaximalen Spitze Antwort (mV) (Abbildung 3A) zeigt die Peak-Reaktion erreic...

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing at JoVE.com

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

In Vivo Elektrophysiologische Messungen der Ratte ulnaris mit axonalen Erregbarkeit testen

Axonalen Erregbarkeit Techniken bieten ein leistungsfähiges Werkzeug zur Prüfung Pathophysiologie und biophysikalische Veränderungen, die irreversible degenerative Ereignisse vorausgehen. Diese Handschrift zeigt den Einsatz dieser Techniken auf der ulnaren Nerv anästhesierten Ratten.

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Nervenerregbarkeit Assessment in Chemotherapie-induzierte Neurotoxizität

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Forschung

Neurowissenschaften

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

In-vivo-Elektrophysiologische Messungen an Maus Ischiasnerven

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

Das olfaktorische System als Modell zur Axonal Wachstumsmuster und Morphologie Studieren<em&gt; In Vivo</em

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of ...

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Gleichzeitig<em&gt; Ex vivo</em&gt; Funktionsprüfung von zwei Netzhäute von<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogramm-System

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

Visuell evozierten Potential-Aufnahme in einem Rattenmodell für Experimentelle Optic Nerve Demyelinisierung

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Elektrophysiologische Verfahren zur Aufzeichnung von intrazellulärer Spannung Antworten von<em&gt; Drosophila</em&gt; Fotorezeptoren und Inter auf Lichtreize<em&gt; In Vivo</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In vivo - Gentransfer auf Schwann - Zellen in der Nagerischiasnerv durch Elektroporation

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous ...

In Vivo Single-Molecule Tracking at the Drosophila Presynaptic Motor Nerve Terminal

In Vivo Single-Molecule Tracking at the Drosophila Presynaptic Motor Nerve Terminal

In Vivo Einzelmolekül-Tracking bei Drosophila präsynaptischen motorischen Nerv Terminal

An increasing number of super-resolution microscopy techniques are helping to uncover the mechanisms that govern the nanoscale cellular world. ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

In Vivo Elektrophysiologische Messungen der zusammengesetzten Muskel Aktionspotential aus die Vorderbeine in Maus-Modellen der Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

Screening of Axonal Degeneration in Carpal Tunnel Syndrome Using Ultrasonography and Nerve Conduction Studies

Screening der axonalen Degeneration im Karpaltunnel-Syndrom mit Ultraschall und Nerv Übertragung Studien

Axonal degeneration, indicative of surgical decompression, may coexist in carpal tunnel syndrome (CTS) as the disease progresses. However, the current ...