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

Detta arbete stöddes av Polska nationella forskningscentrumet bidrag 2018/31/B/NZ7/01028.

Alla förfaranden behöver godkännas av den lokala etikkommittén och följa Europeiska unionens riktlinjer för djurvård liksom den nationella lagen om skydd av djur.
OBS: Varje experimenter som deltar i detta förfarande måste utbildas i grundläggande kirurgiska ingrepp och måste skaffa en giltig licens för att utföra djurförsök.
1. Anestesi
<ol><li>Söva råttan med en intraperitoneal injektion av natrium pentobarbital (en initial dos på 60 mg·kg<sup...

<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>

Om den utförs korrekt av erfarna forskare, bör den kirurgiska komponenten i det beskrivna protokollet slutföras inom cirka två timmar. Man bör vara särskilt noga med att upprätthålla stabila fysiologiska förhållanden hos djuret under operationen, särskilt kroppstemperatur och djup anestesi, som systematiskt bör kontrolleras genom bedömning av pinna och tillbakadragande reflexer. Efter operationen bör det vara möjligt att upprätthålla stabila inspelningsförhållanden i minst sex timmar.
<p class="jov...

Motorenheter (MUs) är de minsta funktionella enheterna i skelettmuskulaturen. Därför är förståelse för deras funktion, plasticitet och kontraktila egenskaper, liksom mekanismerna i deras kraftreglering, avgörande för framsteg i muskelfysiologi. De grundläggande kontraktila egenskaperna hos MUs och proportionerna av deras fysiologiska typer har dokumenterats för ett flertal muskler, främst hindlimb musklerna i försöksdjur. Men både plasticitet MU egenskaper och mekanismerna i MU kraft reglering är fortfarande inte helt klarlagt.
Principen för den beskrivna metoden är omfattande denervation av hindlimb muskler utom undersökta en och laminectomy vid ländkotor för att förbereda tunna ventrala rootlets, var och en som innehåller en enda "funktionella" motor axon, stimuleras elektriskt att registrera kraft och åtgärder potential mu. Med hjälp av den teknik som beskrivs i detta papper, är det möjligt att isolera mer än hälften av MUs av den mediala gastrocnemius muskeln i ett framgångsrikt experiment. Den råtta medial gastrocnemius är sammansatt av i genomsnitt 52 MUs (honor) eller 57 MUs (hanar) av tre fysiologiska typer: S (långsam), FR (snabb resistenta) och FF (snabb nedtiga)1,2, och har variabel kontraktil egenskaper3. För experiment som jämför medelvärden för MUs i kontroll- och experimentgrupperna är isolering och registrering av 10–30 MUs för var och en av dessa grupper nödvändiga. Kritiskt, enskilda MUs kan vara tillgängliga för stimulering för tidsperioder som överstiger en timme. Eftersom denna teknik möjliggör registrering av både MU-kraft och handlingspotentialer är denna metod dessutom lämplig för att studera fenomen som är förknippade med kraftproduktion, bedöma effekten av trötthet och observera förhållandet mellan kraft- och åtgärdspotentialerna.
Tidigare studier har bekräftat att MU kontraktila egenskaper är plast och kan moduleras av många insatser. Experiment med den teknik som beskrivs här har utförts på råtta medial gastrocnemius4 eller andra hindlimb muskler avråttan 5,6 samt på kattmuskler7, med en liknande metod för enda MU isolering. En annan serie experiment med tåg av stimuli levereras med varierande inter-puls intervall som observationer om motoriska styrprocesser, och resultaten i allmänhet rikta uppmärksamheten mot historien om stimulering, inklusive betydande effekter av en förskjutning i tidsskalan för ens en stimulans, avgörande för kraft produktion8,9.
MUs kan också studeras med alternativa metoder. För det första är en metod direkt stimulering av motoneuroner. Burke används intracellulära stimulering av motoneurons i katt medial gastrocnemius och soleus med glas mikroelektroder används parallellt för att bestämma de elektrofysiologiska egenskaperna hos dessa nervceller1,10. Andra metoder har föreslagits för att studera MUs i mänskliga muskler, som kräver betydligt lägre intervention. För alla dessa metoder, den stimulerande och inspelningar elektroder sätts in i muskeln eller nerv, och kraft registreras från fingret eller från foten. Den första av dessa metoder användes för att studera MUs i den första dorsala interosseous muskeln. För denna muskel, upphandlande med en låg kraft, i elektromyogram registreras med nålen elektroden införas i muskeln åtgärder potentialer endast en aktiv motor enhet identifierades. Då fragment av en muskel kraft registreras parallellt och efter varje åtgärd potential var i genomsnitt (spike-utlöst genomsnitt). Denna metod möjliggör extraktion av kraften i en motorenhet från den muskelkraftsregistrering11. Metodologiska svagheten i detta förfarande är dock att ingen enda rycka kraft utan snarare fragment av tetanic sammandragningar var i genomsnitt. Humana MUs kan också studeras med den andra metoden för intramuskulär elektrisk mikrostimulering med hjälp av en elektrod som sätts in imuskeln 12, som stimulerar ett fragment av ett axonalträd, vilket leder till aktivering av en enda motorenhet. Den tredje metoden är mikrostimulering med en elektrod insatt i nerven. När elektroden aktiverar endast en motoraxona i nerven, kontraktera endast en motorisk enhet13. Dessa sista metoder har vissa begränsningar, bland annat stabilitet och kvalitet på inspelningen, etiska begränsningar och tillgång till det experimentella materialet. Detta protokoll har använts i stor utsträckning i katter på 70-talet och 80-talet14.

<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

Detta arbete skisserar funktionell isolering av motoriska enheter (MUs), en standard elektrofysiologisk metod för att bestämma egenskaper hos motorenheter i hindlimb muskler (såsom den mediala gastrocnemius, soleus, eller plantaris muskel) i experimentella råttor. En avgörande beståndsdel av metoden är applikationen av elektriska stimuli som levereras till en motorisk axon som isoleras från den ventrala roten. Stimuli kan levereras med konstanta eller variabla interpulsintervall. Denna metod är lämplig för försök på djur i olika mognadsstadium (unga, vuxna eller gamla). Dessutom kan detta protokoll användas i experiment som studerar variation och plasticitet av motorenheter framkallade av ett stort spektrum av interventioner. Resultaten av dessa experiment kan både öka grundläggande kunskaper i muskelfysiologi och översättas till praktiska tillämpningar. Denna procedur fokuserar på den kirurgiska förberedelsen för registrering och stimulering av MUs, med tonvikt på nödvändiga steg för att uppnå förberedelse stabilitet och reproducerbarhet av resultat.

Parametrar för motorenhetskontraktioner och aktionspotentialer kan beräknas på grundval av inspelningar när stabila förhållanden för inspelningar säkerställs. Figur 1 presenterar en representativ inspelning av den enda ryckningen av en snabb MU. Den övre spår visar motorenheten åtgärd potential. Fördröjningen mellan stimulans leverans och debut av motorenheten åtgärder potential beror på att ledningstiden från ventrala rot till muskel. Bild 2 ...

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

Denna metod gör det möjligt att registrera kraften i rycka och stelkrampkontrakt och åtgärder potentialer i tre typer av motorenheter i råttan mediala gastrocnemius muskeln. Den funktionella isoleringen av en enda motorenhet induceras genom elektrisk stimulering av axon.

Funktionell Isolering av single motor enheter av Råtta Medial Gastrocnemius Muscle

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

Denna metod möjliggör funktionell isolering av enmotorenheter vid hantering av massor av försöksdjur. Den största fördelen med denna teknik är registrering av kraft och åtgärder potentialer av enskilda motorenheter av identifierad fysiologisk typ. Att hjälpa till att demonstrera ingreppet kommer att vara professor Jan Celichowski, chef för institutionen för neurobiologi.Börja med att skära huden längs ryggraden, från korsbenet upp till bröstkotorna, med skarp-trubbig sax. Identifiera S1-kotan som det lägsta segmentet. Skär sedan och ta bort longissimus musklerna, och de spinösa processerna från L6 till L2-kotor.Använd fina rongeurs för att ta bort de tvärgående processerna från L6 till L2, och utföra en laminectomy över L6 till L2 segment för att exponera ländryggen segment av ryggmärgen omfattas av dura mater. Med hjälp av vass sax, skär ryggmärgen och rygg- och ventrala rötter vid L2 kotor segment, nivå vid den övre gränsen av laminectomy. Placera små bitar av torr gel skum för att stoppa blödningen.Därefter använder skarp-trubbig sax för att göra en längsgående gosa på den bakre sidan av den vänstra bakbenen, från hälsenan till höften. Lokalisera popliteal fossa på baksidan av knäleden, som omfattas av biceps femoris muskel, och gör en kopp mellan den främre och bakre delen av denna muskel. Flytta uppåt, skär de två huvudena på biceps femoris hela vägen till höften för att exponera den sciatic nerven.Med hjälp av trubbiga tlysen och sax, separera laterala från mediala huvudet av gastrocnemius muskel, och skär den distala införandet av den mediala gastrocnemius muskeln. Identifiera den mediala gastrocnemius eller MG nerv, sedan använda tok och sax för att skära alla återstående säkerheter ischiasnerven inklusive säkerheter till bakre biceps och semitendinosus. Uppfödda en icke elastisk ligatur genom hälsenan och göra tre knop.Gör sedan ett två centimeter snitt i huden och underliggande bindväv längs den främre sidan av den vänstra bakbenen för en mobilisering med en mitten klan. Fixera den vänstra bakbenen genom att sätta en stålklämma på skenbenet. Placera råttan i en skräddarsydd justerbar ram.Dra huden klaffar runt laminectomy med fyra ligaturer. Och suture dem till ramen för att bilda en pool för paraffinolja över den exponerade ryggmärgen. Använd en Dumont 55-forceps för att lyfta dura mater i skärningspunkten mellan ryggmärgen.Skär sedan den caudally upp till sakralt ben och dra tillbaka den. Separera vänster och höger dorsala och ventrala rötter på varandra följande nivåer med en trubbig glasstav. Fyll poolen över ryggmärgen med varm paraffinolja, som täcker de exponerade ventrala och dorsala rötterna.Placera råttan på en skräddarsydd aluminiumplatta med en pool för sina bakben, ansluten till den slutna slinga värmesystem. Fixera klämman på vänster bakben med metallstången för att immobilisera den. Fixera kotpelaren genom att sätta stålklämmor vid det sakrala benet och L1-kotan.Anslut sedan den vänstra mediala gastrocnemiusmuskeln med den icke elastiska ligaturen till kraftgivaren via hälsenan. Sätt in en bipolär silvertråd eller elektrod genom den mellersta delen av muskeln, vinkelrätt mot dess långa axel, och fyll kammaren för bakben med varm paraffinolja för att täcka den mediala gastrocnemiusmuskeln. Sträck ut den opererade muskeln till en passiv spänning på 100 millinewton, som kontrolleras av kraftgivaren.Använd sedan skarp-trubbig sax för att göra ett två centimeter snitt i huden på den högra bakbenen, och sätt in en silvertrådselektrod som ska användas som referenselektrod. Placera och fixa en skräddarsydd isolerad metallplatta ovanför de exponerade ryggradsrötterna. Sätt vänster par ventrala och dorsala rötter på plattan.Och lägg till saltlösning till poolen som bildas av huden runt laminektomi. Placera en silvertråd stimulerande elektrod över de exponerade spinal rötter, sedan placera en positiv pol tre millimeter ovanför plattan i olja, och den negativa polen i saltlösning. Stimulera de ventrala rötterna med elektriska rektangulära pulser, framkalla sammandragning av muskler.Använd ett par Dumont 55-tång och förstoringsglas för att dela upp L5- eller L4-ventrala rötter i mycket fina buntar med axoner. Placera en av dessa buntar på en silvertrådselektrod och stimulera den till att observera aktivitet hos en enda motorenhet. Genom att successivt öka intensiteten i stimulans, identifiera en enda motor enhet på grundval av framkallat allt-eller-ingen karaktär twitch kontraktion och åtgärder potentiella stimulans.Parametrar för motorenhetskontraktioner och aktionspotentialer kan beräknas med hjälp av inspelningar när stabila förhållanden för inspelningar försäkras. En representativ inspelning av den enda ryckningen av en snabb motorenhet visas här. De övre brickorna visar motorenhetens aktionspotential.Fördröjningen mellan stimulus leverans och debut av motorenheten åtgärder potential beror på överledning tid från ventrala roten till muskeln. En representativ inspelning av den oförstämda stelkrampskraften hos en snabb motorenhet och ett tåg av motorenhetsåtgärdspotentialer visas här tillsammans med tidspositionerna för de tillämpade stimuli. Innan du försöker detta förfarande, tänk på att uppdelningen av ventrala roten i tunna glödtrådar behöver viss utbildning och erfarenhet.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Axoplasm Isolation from Rat Sciatic Nerve

Axoplasm Isolering från Rat ischiasnerven

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

Kopplade Patch Clamp Inspelningar från Motor-neuron och Target skelettmuskulaturen i Zebrafish

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

En funktionell Motor enhet i Kultur Dish: Co-kultur av ryggmärg Explantat och muskelceller

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

Extracellulärt Identifiera motoriska nervceller för en muskel Motor Pool i<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

Funktionell och morfologisk Bedömning av Membran Innervation av Phrenic motorneuroner

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

Isolering av vuxna ryggmärgen kärnor för massivt parallella singel-nucleus RNA-sekvensering

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

Isolering av primära murina skelettmuskulaturen mikrovaskulära endotelceller

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

Direktinsprutning av en Lentiviral vektor belyser flera motoriska vägar i råtta ryggmärgen

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 Analys för funktionell utvärdering i Rat Modell av Sciatic Nerve Crush Skada

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

Maximal isotrisk stelkramp mätning av tibialis främre muskeln hos råtta

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