Name: functional isolation of single motor units of rat medial gastrocnemius muscle
Uploaded: 2020-12-26T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Isolation of Single Motor Units of Rat Medial Gastrocnemius Muscle at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door de Poolse Nationale Onderzoekscentrum subsidie 2018/31/B/NZ7/01028.

Alle procedures moeten worden goedgekeurd door de plaatselijke ethische commissie en voldoen aan de richtsnoeren van de Europese Unie inzake dierverzorging en de nationale wetgeving inzake de bescherming van dieren.
OPMERKING: Elke experimentator die betrokken is bij deze procedure moet worden opgeleid in elementaire chirurgische ingrepen en moet een geldige licentie verkrijgen voor het uitvoeren van dierproeven.
1. Anesthesie
<ol><li>Verdoven de rat met een intra...

<ol>
	<li>Burke, R. E., Levine, D. N., Tsairis, P., Zajac, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+types+and+histochemical+profiles+in+motor+units+of+the+cat+gastrocnemius.">Physiological types and histochemical profiles in motor units of the cat gastrocnemius.</a> Journal of Physiology. 234, 723-748 (1973).</li><li>Celichowski, J., Drzyma&#322;a-Celichowska, 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+number+of+motor+units+in+the+medial+gastrocnemius+muscle+of+male+and+female+rats.">The number of motor units in the medial gastrocnemius muscle of male and female rats.</a> Journal of Physiology and Pharmacology. 58, 821-828 (2007).</li><li>Grottel, K., Celichowski, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Division+of+motor+units+in+medial+gastrocnemius+muscle+of+the+rat+in+light+of+variability+of+their+principal+properties.">Division of motor units in medial gastrocnemius muscle of the rat in light of variability of their principal properties.</a> Acta Neurobiologiae Experimentalis. 50, 571-588 (1990).</li><li>Celichowski, J., Krutki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variability+and+plasticity+of+motor+unit+properties+in+mammalian+skeletal+muscle.">Variability and plasticity of motor unit properties in mammalian skeletal muscle.</a> Biocybernetics and Biomedical Engineering. 32 (4), 33-45 (2012).</li><li>Gardiner, P. F., Olha, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contractile+and+electromyographic+characteristics+of+rat+plantaris+motor+unit+types+during+fatigue+in+situ.">Contractile and electromyographic characteristics of rat plantaris motor unit types during fatigue in situ.</a> Journal of Physiology. 385, 13-34 (1987).</li><li>Drzyma&#322;a-Celichowska, H., Kaczmarek, P., Krutki, P., Celichowski, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Summation+of+slow+motor+unit+forces+at+constant+and+variable+interpulse+intervals+in+rat+soleus+muscle.">Summation of slow motor unit forces at constant and variable interpulse intervals in rat soleus muscle.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 30, 1-8 (2016).</li><li>Krutki, P., Celichowski, J., &#321;ochy&#324;ski, D., Pogrzebna, M., Mr&#243;wczy&#324;ski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interspecies+differences+of+motor+units+properties+in+the+medial+gastrocnemius+muscle+of+cat+and+rat.">Interspecies differences of motor units properties in the medial gastrocnemius muscle of cat and rat.</a> Archives Italiennes de Biologie. 144, 11-23 (2006).</li><li>Burke, R. E., Rudomin, P., Zajac, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+activation+history+on+tension+production+by+individual+muscle+units.">The effect of activation history on tension production by individual muscle units.</a> Brain Research. 109, 515-529 (1976).</li><li>Celichowski, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+underlying+the+regulation+of+motor+unit+contraction+in+the+skeletal+muscle.">Mechanisms underlying the regulation of motor unit contraction in the skeletal muscle.</a> Journal of Physiology and Pharmacology. 51, 17-33 (2000).</li><li>Burke, R. E., Levine, D. N., Salcman, M., Tsairis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+units+in+cat+soleus+muscle:+physiological,+histochemical+and+morphological+characteristics.">Motor units in cat soleus muscle: physiological, histochemical and morphological characteristics.</a> Journal of Physiology. 238, 503-514 (1974).</li><li>Milner-Brown, H. S., Stein, R. B., Yemm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contractile+properties+of+human+motor+units+during+voluntary+isometric+contractions.">The contractile properties of human motor units during voluntary isometric contractions.</a> Journal of Physiology. 228, 285-306 (1973).</li><li>Taylor, A., Stephens, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+human+motor+unit+contractions+by+controlled+intramuscular+microstimulation.">Study of human motor unit contractions by controlled intramuscular microstimulation.</a> Brain Research. 117, 331-335 (1976).</li><li>Westling, G., Johansson, R. S., Thomas, C. K., Bigland-Ritchie, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+contractile+and+electrical+properties+of+single+human+thenar+motor+units+in+response+to+intraneural+motor-axon+stimulation.">Measurement of contractile and electrical properties of single human thenar motor units in response to intraneural motor-axon stimulation.</a> Journal of Neurophysiology. 64, 1331-1338 (1990).</li><li>Burke, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+units:+anatomy,+physiology+and+functional+organization.">Motor units: anatomy, physiology and functional organization.</a> APS Handbook of Physiology Series, Section 1, The Nervous System. 11, 345-422 (1981).</li><li>Celichowski, J., Grottel, 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+dependence+of+the+twitch+course+of+medial+gastrocnemius+muscle+of+the+rat+and+its+motor+units+on+stretching+of+the+muscle.">The dependence of the twitch course of medial gastrocnemius muscle of the rat and its motor units on stretching of the muscle.</a> Archives Italiennes de Biologie. 130, 315-325 (1992).</li><li>Celichowski, J., Grottel, K., Bichler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+the+profile+of+unfused+tetani+of+fast+motor+units+with+respect+to+their+resistance+to+fatigue+in+the+rat+medial+gastrocnemius+muscle.">Differences in the profile of unfused tetani of fast motor units with respect to their resistance to fatigue in the rat medial gastrocnemius muscle.</a> Journal of Muscle Research and Cell Motility. 20, 681-685 (1999).</li><li>Krutki, P., 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=Division+of+motor+units+into+fast+and+slow+on+the+basis+of+profile+of+20+Hz+unfused+tetanus.">Division of motor units into fast and slow on the basis of profile of 20 Hz unfused tetanus.</a> Journal of Physiology and Pharmacology. 59, 353-363 (2008).</li><li>Drzyma&#322;a-Celichowska, H., Krutki, P., Celichowski, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Summation+of+motor+unit+forces+in+the+rat+medial+gastrocnemius+muscle.">Summation of motor unit forces in the rat medial gastrocnemius muscle.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 20, 599-607 (2010).</li><li>Kaczmarek, P., Celichowski, J., Drzyma&#322;a-Celichowska, H., Kasi&#324;ski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+image+of+motor+unit+architecture+in+the+mechanomyographic+signal+during+single+motor+unit+contraction.+In+vivo+and+simulation+study.">The image of motor unit architecture in the mechanomyographic signal during single motor unit contraction. In vivo and simulation study.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 19, 553-563 (2009).</li><li>Celichowski, J., Krutki, P., Bichler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+conduction+velocity+of+motor+units+of+rat's+medial+gastrocnemius+muscle.">Axonal conduction velocity of motor units of rat's medial gastrocnemius muscle.</a> Journal of Physiology (Paris). 90, 75-78 (1996).</li></ol>

Indien correct uitgevoerd door ervaren wetenschappers, moet de chirurgische component van het beschreven protocol binnen ongeveer twee uur worden voltooid. Men moet bijzondere zorg besteden aan het handhaven van stabiele fysiologische omstandigheden van het dier tijdens de operatie, met name lichaamstemperatuur en diepte van anesthesie, die systematisch moet worden gecontroleerd door het beoordelen van pinna en ontwenningsreflexen. Na de operatie moet het mogelijk zijn om gedurende ten minste zes uur stabiele opnameomsta...

Motoreenheden (MU's) zijn de kleinste functionele eenheden van skeletspieren. Daarom is het begrijpen van hun functie, plasticiteit en contractiele eigenschappen, evenals de mechanismen van hun krachtregulatie, cruciaal voor vooruitgang in de spierfysiologie. De basiscontractieleigenschappen van M's en de verhoudingen van hun fysiologische types zijn gedocumenteerd voor tal van spieren, voornamelijk de achterpootspieren bij proefdieren. Echter, zowel de plasticiteit van MU eigenschappen en de mechanismen van MU kracht regelgeving zijn nog steeds niet volledig begrepen.
Het principe van de beschreven methode is uitgebreide denervation van de achterpootspieren behalve de onderzochte en laminectomie bij de lendenwervels om dunne ventrale worteltjes voor te bereiden, elk met een enkele "functionele" motoraxon, gestimuleerd om de kracht en het actiepotentieel van het MU vast te leggen. Met behulp van de techniek beschreven in dit document, is het mogelijk om meer dan de helft van de MUs van de mediale gastrocnemius spier te isoleren in een succesvol experiment. De rattenmediale gastrocnemius bestaat uit gemiddeld 52 MU's (vrouwtjes) of 57 MU's (mannetjes) van drie fysiologische types: S (langzaam), FR (snel resistent) en FF (snel vetbaar)1,2, en hebben variabele contractiele eigenschappen3. Voor experimenten waarbij gemiddelde waarden voor MU's in de controle- en experimentele groepen worden vergeleken, zijn isolatie en registratie van 10-30 MU's voor elk van deze groepen noodzakelijk. Kritisch, individuele MU's kunnen toegankelijk zijn voor stimulatie voor perioden van meer dan een uur. Bovendien, aangezien deze techniek het mogelijk maakt voor het registreren van zowel MU kracht en actie mogelijkheden, deze methode is geschikt voor het bestuderen van verschijnselen in verband met kracht productie, het beoordelen van het effect van vermoeidheid, en het observeren van de relatie tussen de kracht en actie mogelijkheden.
Eerdere studies hebben bevestigd dat MU contractiele eigenschappen zijn plastic en kan worden gemoduleerd door tal van interventies. Experimenten met behulp van de hier beschreven techniek zijn uitgevoerd op rat mediale gastrocnemius4 of andere achterpootspieren van de rat5,6 en op kat spieren7, met behulp van een soortgelijke methode van enkele MU isolatie. Een andere reeks experimenten met treinen van stimuli die bij variabele interpulsintervallen werden uitgevoerd, leverden waarnemingen op met betrekking tot motorische controleprocessen, en de resultaten in het algemeen richten de aandacht op de geschiedenis van stimulatie, met inbegrip van aanzienlijke effecten van een verschuiving in tijdschaal van zelfs één stimulus, cruciaal voor krachtproductie8,9.
M's kunnen ook worden bestudeerd met behulp van alternatieve methoden. Ten eerste, een methode is directe stimulatie van motoneurons. Burke gebruikte intracellulaire stimulatie van motoneurons in cat medial gastrocnemius en soleus met glasmicro-elektroden die parallel worden gebruikt om de elektrofysiologische eigenschappen van deze neuronen1,10te bepalen. Andere methoden zijn voorgesteld om MUs studie in menselijke spieren, die aanzienlijk lagere interventie vereisen. Voor al deze methoden, de stimulerende en opnames elektroden worden ingevoegd in de spier of zenuw, en kracht wordt geregistreerd van de vinger of van de voet. De eerste van deze methoden werd gebruikt om MUs te bestuderen in de eerste dorsale interosseous spier. Voor deze spier, samentrekkend met een lage kracht, in het elektromyogram geregistreerd met de naald elektrode ingevoegd in de spier de actie mogelijkheden van slechts een actieve motorische eenheid werden geïdentificeerd. Vervolgens werden de fragmenten van een spierkracht die parallel en na elk actiepotentieel werden geregistreerd, gemiddeld (spike-triggered middeling). Deze methode maakt extractie van de kracht van een motorische eenheid uit de spierkracht opname11. Echter, de methodologische zwakte van deze procedure is dat er geen enkele twitch kracht, maar eerder fragmenten van tetanische weeën werden gemiddeld. Menselijke MUs kan ook worden bestudeerd met behulp van de tweede methode van intramusculaire elektrische microstimulatie met behulp van een elektrode ingevoegd in de spier12, die een fragment van een axonale boom stimuleert, wat leidt tot activering van een enkele motorunit. De derde methode is microstimulatie met een elektrode ingebracht in de zenuw. Wanneer de elektrode slechts één motoraxon in de zenuw activeert, komt slechts één motorunit samen13. Deze laatste methoden hebben een aantal beperkingen, waaronder stabiliteit en kwaliteit van de opname, ethische beperkingen en toegang tot het experimentele materiaal. Dit protocol is op grote schaal gebruikt bij katten in de jaren '70 en '8014.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Force transducer</td>
			<td>custom-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11255-20</td>
			<td>Dumont #55 with extra light and fine shanks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11150-10</td>
			<td>Extra Fine Greafe Forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11026-15</td>
			<td>Special cupped pattern for superior grip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11023-10</td>
			<td>Slim 1x2 teeth</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11251-20</td>
			<td>Dumont #5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostats</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 13003-10</td>
			<td>Hartman</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolation Unit</td>
			<td>Grass Instruments</td>
			<td>S1U5A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Noise Bioamplifer</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>Order code 74030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holders</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 12503-15</td>
			<td>With tungsten carbide jaws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rongeurs</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 16021-14</td>
			<td>Friedman-Pearson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 14101-14</td>
			<td>Straight sharp/blunt with large finger loops</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 14075-11</td>
			<td>Curved blunt/blunt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 14084-08</td>
			<td>Extra fine bonn</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 15000-00</td>
			<td>Straight, ideal for cutting nerves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulator</td>
			<td>Grass Instruments</td>
			<td>S88</td>
			<td>Dual Output Square Pulse Stimulator</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional isolation of single motor units of rat medial gastrocnemius muscle

Dit werk schetst functionele isolatie van motoreenheden (MU's), een standaard elektrofysiologische methode voor het bepalen van de kenmerken van motoreenheden in achterpootspieren (zoals de mediale gastrocnemius, soleus of plantarisspier) bij experimentele ratten. Een cruciaal element van de methode is de toepassing van elektrische stimuli geleverd aan een motor axon geïsoleerd van de ventrale wortel. De stimuli kunnen worden geleverd bij constante of variabele interpulssies. Deze methode is geschikt voor experimenten op dieren in verschillende stadia van rijpheid (jong, volwassen of oud). Bovendien kan dit protocol worden gebruikt in experimenten waarbij variabiliteit en plasticiteit van motoreenheden worden onderzocht die door een groot spectrum van interventies worden opgeroepen. De resultaten van deze experimenten kunnen zowel het vergroten van de basiskennis in de spierfysiologie en worden vertaald in praktische toepassingen. Deze procedure richt zich op de chirurgische voorbereiding voor de registratie en stimulatie van MU's, met de nadruk op de nodige stappen om voorbereidingsstabiliteit en reproduceerbaarheid van de resultaten te bereiken.

Parameters van de contracties en actiemogelijkheden van de motoreenheid kunnen worden berekend op basis van opnamen wanneer stabiele omstandigheden van de opnames zijn gewaarborgd. Figuur 1 presenteert een representatieve opname van de enkele twitch van een snelle MU. Het bovenste spoor toont het actiepotentieel van de motoreenheid. De vertraging tussen stimulus levering en het begin van de motorische eenheid actie potentieel is te wijten aan geleidingstijd van ventrale wortel naar spier. <s...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Isolation of Single Motor Units of Rat Medial Gastrocnemius Muscle at JoVE.com

Functional Isolation of Single Motor Units of Rat Medial Gastrocnemius Muscle

Deze methode maakt het mogelijk de opname van de kracht van twitch en tetanische contracties en actie potentialen in drie soorten motorische eenheden in de rat mediale gastrocnemius spier. De functionele isolatie van een enkele motorunit wordt veroorzaakt door elektrische stimulatie van de axon.

Functionele isolatie van enkele motoreenheden van Rat Medial Gastrocnemius Muscle

This work outlines functional isolation of motor units (MUs), a standard electrophysiological method for determining characteristics of motor units in ...

Deze methode maakt het mogelijk om afzonderlijke motoreenheden functioneel te isoleren bij het hanteren van massa's proefdieren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is het registreren van kracht en actie mogelijkheden van individuele motorische eenheden van geïdentificeerd fysiologisch type. Professor Jan Celichowski, hoofd van de afdeling neurobiologie, zal helpen bij het aantonen van de procedure.Begin met het snijden van de huid langs de wervelkolom, van het heiligbeen tot de thoracale wervels, met een scherpe stompe schaar. Identificeer de S1 wervel als het laagste segment. Snijd vervolgens en verwijder de longissimus spieren, en de spinous processen van L6 tot L2 wervels.Gebruik fijne rongeurs om de dwarse processen van L6 naar L2 te verwijderen en voer een laminectomie uit over L6 naar L2-segmenten om de lendensegmenten van het ruggenmerg dat door de dura mater wordt bedekt, bloot te leggen. Snijd met behulp van een scherpe schaar het ruggenmerg en de rug- en ventrale wortels in het L2-wervelsegment, ter hoogte van de bovenrand van de laminectomie. Plaats kleine stukjes droog gelschuim om het bloeden te stoppen.Gebruik vervolgens een scherpe schaar om een longitudinale knuffel te maken aan de achterzijde van de linker achterpoot, van de achillespees tot de heup. Zoek de popliteal fossa aan de achterkant van het kniegewricht, die wordt bedekt door de biceps femoris spier, en maak een kopje tussen de voorste en achterste deel van deze spier. Naar boven bewegen, snijd de twee hoofden van de biceps femoris helemaal naar de heup om de heup zenuw bloot te leggen.Met behulp van stompe tangen en scharen, scheid de laterale van de mediale hoofd van de gastrocnemiusspier, en snijd de distale inbrengen van de mediale gastrocnemiusspier. Identificeer de mediale gastrocnemius of MG zenuw, gebruik dan tangen en scharen om alle resterende zekerheden van de heupzenuw met inbegrip van onderpand aan achterste biceps en semitendinosus te snijden. Kweekte een niet elastische ligatuur door de achillespees en maak drie knopen.Maak dan een incisie van twee centimeter in de huid en onderliggend bindweefsel langs de voorste kant van de linker achterpoot voor een mobilisatie met een middenclan. Bevestig de linker achterpoot door een stalen klem op het scheenbeen te zetten. Plaats de rat in een op maat gemaakt verstelbaar frame.Trek de huidflappen rond de laminectomie met vier ligaturen. En hecht ze aan het frame om een zwembad te vormen voor paraffineolie over het blootgestelde ruggenmerg. Gebruik een Dumont 55 tang om de dura mater op te tillen op de kruising van het ruggenmerg.Snijd het vervolgens caudally tot aan het sacrale bot en trek het in. Scheid de linker- en rechter rug- en ventrale wortels op opeenvolgende niveaus met een stompe glazen staaf. Vul het zwembad over het ruggenmerg met warme paraffineolie, die de blootgestelde ventrale en rugwortels bedekt.Plaats de rat op een op maat gemaakte aluminium plaat met een zwembad voor de achterste ledematen, aangesloten op de gesloten lus verwarmingssysteem. Bevestig de klem op de linker achterpoot met de metalen balk om deze te immobiliseren. Bevestig de wervelkolom door stalen klemmen op het sacrale bot en de L1-wervel te plaatsen.Sluit vervolgens de linker mediale gastrocnemiusspier aan met de niet-elastische ligatuur met de krachttransducer via de achillespees. Steek een bipolaire zilverdraad of elektrode door het middelste deel van de spier, loodrecht op zijn lange as, en vul de kamer voor achterste ledematen met warme paraffine olie om de mediale gastrocnemius spier te dekken. Strek de geopereerde spier tot een passieve spanning van 100 millinewton, gecontroleerd door de krachttransducer.Gebruik vervolgens een scherpe schaar om een incisie van twee centimeter in de huid van de rechter achterpoot te maken en voeg een zilveren draadelektrode in die als referentieelektrode moet worden gebruikt. Plaats en bevestig een op maat gemaakte geïsoleerde metalen plaat boven de blootgestelde ruggegraatswortels. Leg linker paar ventrale en rugwortels op de plaat.En voeg zout aan het zwembad gevormd door de huid rond de laminectomie. Plaats een zilverdraad stimulerende elektrode over de blootgestelde ruggegraatswortels, plaats dan een positieve pool drie millimeter boven de plaat in olie, en de negatieve pool in de zoute. Stimuleer de ventrale wortels met elektrische rechthoekige pulsen, wat doet denken aan samentrekking van spieren.Gebruik een paar Dumont 55 tangen en vergrootglazen om L5 of L4 ventrale wortels te splitsen in zeer fijne bundels axonen. Plaats een van deze bundels op een zilveren draad elektrode en stimuleren om de activiteit van een enkele motor eenheid te observeren. Door de intensiteit van de stimulus geleidelijk te verhogen, identificeert u een enkele motoreenheid op basis van het opgeroepen alles-of-geen-karakter van de twitch contractie en actie potentiële stimulus.Parameters van de contracties en actiemogelijkheden van de motoreenheid kunnen worden berekend aan de hand van opnamen wanneer stabiele omstandigheden van opnames verzekerd zijn. Hier wordt een representatieve opname van de enkele twitch van een snelle motorunit getoond. De bovenste trays tonen het actiepotentieel van de motoreenheid.De vertraging tussen stimulus levering en het begin van de motorische eenheid actie potentieel is te wijten aan geleidingstijd van de ventrale wortel naar de spier. Een representatieve registratie van de ongefundeerde tetanuskracht van een snelle motoreenheid en een trein van motorische eenheid actie potentialen worden hier getoond, samen met de tijdsposities van de toegepaste stimuli. Voordat u deze procedure probeert, moet u er rekening mee houden dat het splitsen van de ventrale wortel in dunne filamenten enige training en ervaring nodig heeft.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Axoplasm Isolation from Rat Sciatic Nerve

Axoplasm Isolatie van Rat heupzenuw

Isolation of pure axonal cytoplasm (axoplasm) from peripheral nerve is crucial for biochemical studies of many biological processes. In this article, we ...

Paired Patch Clamp Recordings from Motor-neuron and Target Skeletal Muscle in Zebrafish

Gepaarde Patch Clamp Recordings van Motor-neuron en Target Skeletal Muscle in de zebravis

Larval zebrafish represent the first vertebrate model system to allow simultaneous patch clamp recording from a spinal motor-neuron and target muscle.  ...

A Functional Motor Unit in the Culture Dish: Co-culture of Spinal Cord Explants and Muscle Cells

Een Functionele Motor-eenheid in de cultuur Dish: Co-cultuur van het ruggenmerg Explantaten-en spiercellen

Human primary muscle cells cultured  aneurally in monolayer rarely contract spontaneously because, in the absence of  a nerve component, cell ...

Extracellularly Identifying Motor Neurons for a Muscle Motor Pool in Aplysia californica

Extracellularly Identifying Motor Neurons for a Muscle Motor Pool in Aplysia californica

Extracellulair Het identificeren van Motor Neuronen voor een Muscle Motor Pool in<em&gt; Aplysia californica</em

In animals with large  identified neurons (e.g. mollusks), analysis of motor pools is done using  intracellular techniques1,2,3,4. Recently,  we developed ...

Functional and Morphological Assessment of Diaphragm Innervation by Phrenic Motor Neurons

Functionele en morfologische beoordeling van Diafragma Innervatie door diafragma Motor Neuronen

This protocol specifically focuses on tools for assessing phrenic motor neuron (PhMN) innervation of the diaphragm at both the electrophysiological and ...

Isolation of Adult Spinal Cord Nuclei for Massively Parallel Single-nucleus RNA Sequencing

Isolatie van volwassen ruggenmerg kernen voor Massively Parallel Single-nucleus RNA Sequencing

Probing an individual cell&#39;s gene expression enables the identification of cell type and cell state. Single-cell RNA sequencing has emerged as a ...

Isolation of Primary Murine Skeletal Muscle Microvascular Endothelial Cells

Isolatie van primaire lymfkliertest skeletspieren microvasculaire endotheliale cellen

The endothelial cells of skeletal muscle capillaries (muscle microvascular endothelial cells, MMEC) build up the barrier between blood stream and skeletal ...

Direct Injection of a Lentiviral Vector Highlights Multiple Motor Pathways in the Rat Spinal Cord

Directe inspuiting van een lentivirale Vector hoogtepunten meerdere Motor trajecten in het ruggenmerg Rat

Introducing proteins of interest into cells in the nervous system is challenging due to innate biological barriers that limit access to most molecules. ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

3D Kinematic Analyse voor de functionele evaluatie in het Rattenmodel van Sciatische Zenuwbrekerletsel

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Maximum Isometric Tetanic Force Measurement of the Tibialis Anterior Muscle in the Rat

Maximale isometrische tetanische krachtmeting van de Tibialis-voorste spier in de rat

Traumatic nerve injuries result in substantial functional loss and segmental nerve defects often necessitate the use of autologous interposition nerve ...