The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
Unable to load video. Please check your Internet connection and reload this page. If the problem continues, please let us know and we'll try to help.
An unexpected error occurred. Please check your Internet connection and reload this page. If the problem continues, please let us know and we'll try to help.
Robinson, M. M., Martin, J. M., Atwood, H. L., Cooper, R. L. Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises. J. Vis. Exp. (47), e2325, doi:10.3791/2325 (2011).
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.
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.
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 "6 عشر ورشة عمل مكثفة حول علم الأعصاب IBRO الأساسية" ، 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.
Electronics listed below for the breadboard experiments can be obtained at an local electronics store such as Radio Shack.
Bread board, resistors, capacitors, batteries and wires that can serve as junctions for the breadboard as outlined in the experiments.
A common voltmeter (Wavetek Meterman voltmeter)
A/D board for on line recording to a computer. Electrical signals are recorded on line to a PowerLab/4s interface (ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA). We use standard software from ADInstruments named Chart or Scope.
Physiology experiments
Crayfish (Procambarus clarkii). Atchafalaya Biological Supply Co., Raceland, LA., USA.
Standard crayfish saline: Modified from Van Harreveld's solution (1936). (in mM) 205 NaCl; 5.3 KCl; 13.5 CaCl22H2O; 2.45 MgCl26H2O; 5 HEPES and adjusted to pH 7.4. All saline chemicals were obtained from Sigma chemical company (St. Louis, MO).
Dissection tools: Fine #5 tweezers, fine scissors, knife blade holder, #26002-20 insect pins (all obtained from Fine Science Tools (USA), Inc., 373-G Vintage Park Drive, Foster City, CA 94404-1139)
A nerve chamber dish (ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA) to hold the nerve. The wires that come with the nerve chamber dish can be used to stimulate the nerve.
A suction electrode is used to record the signals.
The manipulator or a clamp on a ring stand will also serve as a holder for the suction electrode.
Faraday Cage
Dissecting Microscope
High Intensity Illuminator (light source)
Microscope Platform
AC/DC Differential Amplifier (A-M Systems Inc. Model 3000)
Bennett, M. V. L., Barrio, L. C., Bargiello, T. A., Spray, D. C., Hertzberg, E. and Sdez, J. C. Gap junctions: new tools, new answers, new questions. Neuron. 6: 305-320 (1991).
Bernardini, G., Peracchia, C., and Peracchia, L.L. Reversible effects of heptanol on gap junction structure and cell-to-cell electrical coupling. European Journal of Cell Biology. 34(2):307-312 (1984).
Cooper, R.L., Chang, J.J., and Ito, M. A report on the, "SIXTH INTENSIVE IBRO WORKSHOP ON BASIC NEUROSCIENCE", held in July 1993, Seoul, South Korea. Abstracts, Society for Neuroscience 19:116.3 (1993)
Cragg, B.G. and Thomas, P.K. The relationship between conduction velocity and the diameter and internodal length of peripheral nerve fibers. Journal of Physiology. 136: 606-614 (1957).
Erlanger, J. Gasser, H.S. and Bishop, G.H. The compound nature of the action current of nerves as disclosed by the cathode ray oscillograph. American Journal of Physiology 70: 624-666 (1924).
Furshpan, E. J. and Potter, D. D. Transmission at the giant motor synapses of the crayfish. Journal of Physiology. 145(2): 289-325 (1959).
Johnston, M. F., Simon, S.A., and Ramrn, F. Interaction of anesthetics with electrical synapses. Nature (Lond.). 286:498-500 (1980).
Loewenstein, W. R. Permeability of membrane junctions. Annual NY Academy of Sciences 137: 441-472 (1966).
Meda, P., Bruzzone, R., Knodel, S. and Orci, L. Blockage of cell-to-cell communication within pancreatic acini is associated with increased basal release of amylase. Journal of Cell Biology. 103(2):475-483 (1986).
Peracchia, C. Increase in gap junction resistance with acidification in crayfish septate axons is closely related to changes in intracellular calcium but not hydrogen ion concentration Journal of Membrane Biology. 113 (1): 75-92 (1990).
Peracchia, C. and Dulhunty, A. F. Low resistance junctions in crayfish: structural changes with functional uncoupling. Journal of Cell Biology. 70: 419-439 (1976).
Peracchia, C., Bernardini, G., and Peracchia, L. L. Is calmodulin involved in the regulation of gap junction permeability? Pfügers Arch 399: 152-154 (1983).
Peracchia, C., Lazrak, A. and Peracchia. L. L. Molecular models of channel interaction and gating in gap junctions. In Handbook of Membrane Channels. Molecular and Cellular Physiology. C. Peracchia, editor. Academic Press, San Diego. 361-377 (1994).
Spray, D. C., Harris, A. L. and Bennett, M. V. L. Gap junctional conductance is a simple and sensitive function of intracellular pH. Sciences NY 211: 712-715 (1981).
Spray, D.C., Harris, L.L. and Bennett, M.V.L. Comparison of pH and Ca dependence of gap junctional conductance. In Intracellular pH: Its Measurement, Regulation, and Utilization in Cellular Functions, R. Nuccitelli and D. Deamer, eds., pp. 445-461, Alan R. Liss, New York. pp. 445-461 (1982).
Spray, D.C., White, R., De Carvalho, C., Harris, A.L. and Bennett, M.L.V. Gating of gap junction channels. Journal of Biophysics 45: 219-230 (1984).
Watanabe, A., and Grundfest, H. Impulse propagation at the septal and commissural junctions of crayfish lateral giant axons. Journal of General Physiology 45: 267-308 (1961).
Wiersma, C.A.G and Hughes, G.M. On the functional anatomy of neuronal units in the abdominal cord of the crayfish, Procambarus clarkii. Journal of Comparative Neurology 116: 209-228 (1961).
