مقالة منهجية

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

24.1K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/2325

⸱

يناير 18, 2011

 ,  ,  , 
1Department of Biology, University of Kentucky, 2Department of Physiology, University of Toronto

في هذه المقالة

ملخص

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.

الملخص

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.

البروتوكول

1. مقدمة

1.1) خلفية علمية

تعد المعرفة الأساسية بالدوائر الكهربائية أداة قيمة لفهم وتصور العديد من جوانب التجريب والنظرية الفسيولوجية. يهدف هذا التمرين إلى تعريفك ببعض المبادئ العامة المتعلقة بمصادر الجهد، والمقاومة الكهربائية، والسعة الكهربائية. وتوفر هذه المفاهيم التمهيدية الخلفية اللازمة لفهم ظواهر مثل النقل المشبكي وانتشار الإشارات الكهربائية على طول الليف العصبي.

تنبيه: في الدوائر الكهربائية التقليدية اليومية المكونة من أسلاك معدنية ومقاومات، ينتقل التيار بواسطة الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة. أما في الأنظمة البيولوجية، فينتقل التيار بواسطة الأيونات، والتي قد تحمل شحنة موجبة أو سالبة واحدة أو أكثر. وبحسب الاصطلاح المتبع، يتدفق التيار من القطب الموجب إلى القطب السالب (على الرغم من أن الإلكترونات تتحرك في الواقع في الاتجاه المعاكس).

تمثل مكونات الدائرة الخصائص الكهربائية للأنسجة الحية، وفي بعض الحالات، الخصائص الكهربائية للأجسام غير الحية (مثل الأقطاب الكهربائية) المشاركة في دراستها.

أثناء تنفيذ التمرين، احتفظ بملاحظات حول النتائج والحسابات.

1.2) المبادئ العامة

توصَف الخصائص الأساسية للدوائر الكهربائية التي يتدفق فيها تيار مستمر بواسطة قانون أوم
V = IR
حيث V = الجهد بالفولت (V)
I = التيار بالأمبير (A)
R = المقاومة بالأوم (Ω)

يحكم هذا القانون الجهود التي يتم رصدها في الخلايا العصبية باستخدام الأقطاب الكهربائية. وسنقوم أولاً بتوضيح قانون أوم وتطبيقه في المواد البيولوجية.

1.3) المواد

عنصرالكمية
لوحة تجارب إلكترونية1
مقاومات: 330 كيلو أوم1
100 كيلو أوم12
33 كيلو أوم6
٢٢ كيلو أوم1
10 كيلو أوم6
٤.٧ كيلو أوم1
2.2 كيلو أوم (K Ω)1
1.5 كيلو أوم1
1 كيلو أوم1
٥١٠ Ω1
330 Ω1
٢٢٠ أوم1
١٥٠ أوم1
١٠٠ Ω1
المكثفات: 0.1 μF6
: 10 μF6
أسلاك12
PowerLab1
أسلاك مخرجات PowerLab1
وصلات الإدخال لجهاز PowerLab1
مقياس الجهد الكهربائي (قادر على قياس التيار)1

مفتاح ترميز المقاومات

اللونرقم
أسود0
بني1
أحمر2
برتقالي3
أصفر4
أخضر5
أزرق6
بنفسجي7
رمادي8
أبيض9
الفضةنسبة سماح 10%
ذهبنسبة تفاوت 5%

1يرجى تزويدي بالنص المصدر المراد ترجمته. النطاق - 1يرجى تقديم النص المراد ترجمته. رقم
2لا يوجد نص للترجمة. يرجى تزويدي بالنص الذي ترغب في ترجمته. النطاق - 2لم يتم توفير نص لترجمته. يرجى تزويدي بالمحتوى الذي ترغب في ترجمته. رقم
3مرض الشبكية الصبغي النطاق - عدد الأصفار
4th النطاق - التفاوت المسموح به

إعداد تجربة الإلكترونيات مع جهاز كمبيوتر، ومقياس متعدد، ولوحة تجارب لتحليل الدائرة واختبارها.
الشكل 1: إعداد النظام. جهاز كمبيوتر، ولوحة تجارب، ومختبر طاقة مع محفز مخرجات.

سيعمل نظام PowerLab (واجهة PowerLab من شركة AD Instruments، أستراليا) كمصدر للجهد الكهربائي في هذه التجربة. قم بتوصيل كابل USB الخاص بجهاز PowerLab بالكمبيوتر، ثم قم بتشغيل جهاز PowerLab، وافتح برنامج LabChart من سطح المكتب. اختر "New File". ستظهر نافذة تحتوي على قنوات تسجيل متعددة؛ اختر "Setup" في الأعلى ثم انقر فوق "Channel Settings". في الزاوية السفلية اليسرى من النافذة، قلل عدد القنوات (Number of Channels) إلى 1؛ وفي القناة 1 (Channel 1)، غيّر المدى (Range) إلى 5 V. قم بتوصيل كابل المحفز (Stimulator) المزود بسلكي تعليق صغيرين بمنافذ المخرجات (Output) في جهاز PowerLab: قم بتوصيل كابل الموصل الأحمر بمنفذ المخرجات الموجب وكابل الموصل الأسود بمنفذ المخرجات السالب. بعد ذلك، من الضروري تغيير خرج الطاقة والتردد ومدة النبضة في جهاز PowerLab. وللقيام بذلك، اختر "Setup"، ثم "Stimulator Panel". تتطلب المرحلة الأولى من التجربة نبضات طويلة بجهد 1.5 V، لذا اضبط السعة (amplitude) على 0.75 V؛ سيعطي هذا مدى قدره 1.5 V (حيث سيصدر جهاز PowerLab جهداً يتأرجح بين 0.75 V موجبة وسالبة). اضبط التردد على (0.5 Hz) ومدة النبضة على (1 s).

مخطط الرحلان الكهربائي؛ عملية فصل DNA؛ تظهر ممرات الهلام اختلافات في الوزن الجزيئي
الشكل 2: مخططات لوحة التجارب (Breadboard). تكون الشرائح الملونة على طول الجوانب متصلة جميعها كوحدة واحدة لكل لون معين. أما العمودان الأفقيان في المنتصف فيكونان متصلين في كل نصف، لكل صف معين، ولكن لا يمتد الاتصال عبر الخط المتوسط أو إلى الشرائح الجانبية. كل صف في المنتصف مستقل عن الصف الذي يليه.

عند استخدام لوحة التجارب (breadboard)، يوجد عمودان على كل جانب يُستخدمان لتوصيلات الدخل والخرج. عادةً ما يتم توصيل الطرف الموجب بعمود الموجب الأيمن الذي تكون فيه جميع الفتحات في العمود متصلة ببعضها. ويتم توصيل الدخل السالب بالجانب المقابل من لوحة التجارب، حيث تكون جميع الفتحات في العمود متصلة أيضاً. وفي المنتصف، بين مجموعتي الأعمدة، توجد صفوف متعددة تتكون كل منها من خمس خلايا، وتكون كل مجموعة مستقلة عن المجموعات الأخرى. تكون جميع الخلايا في الصف المكون من خمس خلايا متصلة ولكنها معزولة عن الصفوف الأخرى. يرجى الرجوع إلى الشكل 2؛ حيث توضح المناطق المظللة الأجزاء المترابطة في لوحة التجارب. يمكن العثور على فيديو مفيد حول استخدام لوحة التجارب عبر الإنترنت على http://www.youtube.com/watch?v=oiqNaSPTI7w&feature=related

التمرين 1

استخدم قانون أوم لحساب التيار المار في الدائرة التالية:
مخطط دائرة كهربائية، توازن استاتيكي، بطارية 1.5V، مقاومة 1500Ω، تحليل التيار.
التيار (الشبكة 1): ________________A

التمرين 2
قم بقياس الجهد عبر المقاومة، ومقاومة المقاومة، والتيار المتدفق عبر الدائرة المذكورة أعلاه (الشبكة 1).

مقياس متعدد رقمي يعرض قيمة السعة الكهربائية؛ ضروري للقياسات والتشخيصات الكهربائية.
الشكل 3: مقياس جهد Wavetek Meterman.

أعد إنشاء الشبكة 1 (Network 1) على لوحة التجارب (breadboard) باستخدام مقاومة بقيمة 1500 Ω؛ حيث يعمل جهاز PowerLab كمصدر للجهد (1.5 V). وتُجرى قياسات الجهد والتيار والمقاومة باستخدام مقياس الجهد (Volt meter). ومن أجل جمع بيانات دقيقة بواسطة مقياس الجهد، يجب أن يكون كل من المسبارين الأحمر والأسود ملامسين للسلك المكشوف في الدائرة. كما يجب ضبط القرص على جهد التيار المستمر (DC voltage) في نطاق مناسب لمقياس أي إعداد تجريبي فردي. لقياس الجهد، ضع كلا مسباري مقياس الجهد عبر طرفي المقاومة. وعند قياس مقاومة المقاومة (وليس هبوط الجهد)، افصل مصدر الجهد، ثم ضع كلا المسبارين مرة أخرى عبر المقاومة. ولقياس التيار، يجب أن يكون مقياس الجهد متصلاً على التوالي (SERIES) في الدائرة؛ مع ملاحظة وجوب توجيه المسبارين الأحمر والأسود بشكل صحيح بالنسبة لتدفق التيار.

الجهد (الشبكة 1): ________________V
المقاومة (الشبكة 1): ________________Ω
التيار (الشبكة 1): ________________A

الآن، باستخدام نظام Power Lab، قم بقياس الجهد عبر الشبكة 2 (وهي مطابقة للشبكة 1، ولكن على لوحة تجارب)، تماماً كما فعلت باستخدام مقياس الجهد. افصل مقياس الجهد وقم بتوصيل أسلاك مسبار قياس الجهد ذات المشابك الحمراء والسوداء. بعد ذلك، استخدم المؤشر للنقر فوق "Channel 1" (في الجانب الأيمن من الشاشة). انقر وانتقل إلى "input amplifier". ثم في المربع، انقر فوق زر "differential" واضبط النطاق على 5 V. انقر فوق "OK" لحفظ التغييرات.

انقر على "Start" (في الزاوية السفلى اليمنى) لجمع البيانات. يمكن التوقف في أي وقت لقياس انحرافات الجهد الكهربائي. ولقياس الجهد الذي تم جمعه، انقر على "Stop" واستخدم مؤشر "M" (في الزاوية السفلى اليسرى) وقم بتحريكه إلى خط الأساس عن طريق سحبه. ثم استخدم المؤشر الحر للوصول إلى قمة تتبع الجهد لقياس السعة. اقرأ التغير في الجهد (ΔV) وسجل البيانات على الورق. يمكنك التأكد من النتائج باستخدام مقياس الجهد الكهربائي المستقل.

1.4) المقاومة والموصلية على التوالي

مبدأ مقسم الجهد: يكون هبوط الجهد عبر مجموع كافة المقاومات المتصلة على التوالي مساوياً لجهد المصدر. ويعتمد الجهد عبر كل مقاومة فردية على كسر المقاومة الكلية التي تمثلها تلك المقاومة. ومن ثم:
معادلة مقسم الجهد؛ V1=V(source)R1/(R1+R2)؛ صيغة تحليل الدوائر؛ التصميم الإلكتروني.
يقوم زوج من المقاومات بتقسيم الجهد بنسبة مقاوماتهما الفردية.

التمرين 3

احسب هبوط الجهد عبر كل مقاومة في الشبكة 3. تحقق من حساباتك عن طريق قياس الجهد الفعلي باستخدام مقياس الجهد وبرنامج المختبر الكهربائي، مع توصيل مصدر جهد بقيمة 1.5 V.
مخطط دائرة كهربائية، مصدر 1.5V، المقاومات R1 510Ω، R2 1500Ω، تحليل التوازن الاستاتيكي.
الشبكة 3. استخدم المقاومتين الموضحتين أعلاه.

المحسوب:المقاس:
الجهد (عبر R1):_______Vالجهد (عبر R1): ________________V
الجهد (عبر R2):_______Vالجهد (عبر R2): ________________V

1.5) التطبيق البيولوجي للعينة:

توفر الخصائص الكهربائية المختلفة لداخل الخلية والمحلول الخارجي لخلية عصبية نشطة مثالاً على مقسم الجهد. ويمكن استكشاف هذه الدارة البيولوجية من خلال التسجيلات التي يتم الحصول عليها باستخدام أقطاب كهربائية خارجية. تعمل المنطقة النشطة من الخلية العصبية، حيث تدخل الأيونات، كمصدر للجهد؛ حيث يتدفق التيار من هذه المنطقة على طول الجزء الداخلي للخلية، ويعود عبر المحلول الخارجي. وبناءً على ذلك، يوجد تدفق للتيار بين نقطتين من الغشاء تختلفان في الجهد، ويكون هذا التدفق بالضرورة متساوياً داخل الليف وخارجه؛ ونظراً لأن المقاومة الداخلية أكبر من المقاومة الخارجية، فإن أكبر هبوط في الجهد يحدث هنا.

تأمل النظام ودائرته المكافئة (الشكل 4: أ. وب.):
مخطط قياس تيار الخلية العصبية، يوضح توصيلات راسم الإشارة، ومسارات المقاومة Ro و Ri.
الدائرة المكافئة:
مخطط دائرة بمصدر جهد 120 mV، ومقاومات Ro و Ri، وراسم إشارة؛ لقياس الجهد وتدفق التيار.
الشكل 4: أ (أعلى). التدفق الكهربائي للتيار عبر غشاء خلية بيولوجية. ب (أسفل). الدائرة الكهربائية المكافئة. مصدر الجهد (120 mV) هو جهد الغشاء المتولد عن جهد الفعل للخلية العصبية.
ملاحظة: إن R0 و Ri متصلتان فعلياً على التوالي (وليس على التوازي) بسبب موقع مصدر الطاقة. والرسم المكافئ للدائرة هو كما يلي:
مخطط دائرة إلكترونية؛ مقسم جهد، ومقاومات \(R_0 = 10^4 \Omega\)، \(R_t = 10^6 \Omega\).
الشكل 5: دائرة كهربائية مكافئة بديلة للشكل 4أ.

التمرين 4.
بفرض أن:
Vm، الجهد عبر الغشاء = 120 mV
Ri، مقاومة السائل الداخلي = 106 Ω
R0، مقاومة السائل الخارجي = 104 Ω
احسب V0، الجهد بين القطبين A و B.
V0: ________________V

التمرين 5.

باستخدام الشبكة 4 (انظر أدناه)، قم بقياس الجهود عبر كل مقاومة (R0 و Ri).
الشبكة 4. قم بتوصيل مقاومتين بقيمة 4.7 K Ω و 10 K Ω على التوالي مع مصدر جهد 1.5 V:
مخطط للدائرة الكهربائية يحتوي على بطارية 1.5V ومقاومات 4.7KΩ و 10KΩ، يوضح الشبكة الكهربائية.
قم بقياس الجهود باستخدام مقياس الجهد (الفولتميتر).
الجهد (عبر R0): ________________V
الجهد (عبر Ri): ________________V

الشبكة 5 : مماثلة للشبكة 4، باستثناء أن R0 = 1 K Ω
لاحظ أنه في الشبكة 5، تكون المقاومة الخارجية أقل بكثير (بما يماثل وجود كمية كبيرة من السوائل أو الأنسجة غير النشطة التي تسبب تحويلاً تيارياً للأقطاب الكهربائية)، ومن هنا تأتي أهمية التسجيل من الأعصاب في الهواء أو تحت زيت عازل لزيادة المقاومة الخارجية.
الجهد (عبر R0): ________________V
الجهد (عبر Ri): ________________V

1.6) المقاومة والموصلية على التوالي والتوازي

مثال على تطبيق بيولوجي:

يُعد التكوين الكهربائي للمشبك العصبي ذو النقل الكيميائي مثالاً جيداً على المقاومات المتصلة على التوالي وعلى التوازي. ولا يمكن حدوث النقل الكهربائي عبر معظم المشابك العصبية بسبب تأثير التحويل (shunting effect) للفجوة المشبكية. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا التحويل ضروري على الأرجح للسماح بتطور جهد كبير عبر الغشاء قبل المشبكي، مما يؤدي إلى إطلاق الناقل العصبي المصاحب.

مخطط للنقل المشبكي؛ الغشاء بعد المشبكي، مسار إثارة الخلية، المقاومة الكهربائية.
الشكل 6: نموذج للتدفق الكهروكيميائي عبر المشبك العصبي.
مخطط لدائرة كهربائية تحتوي على مقاومات (Rm1, Rm2, Rm3, Rs) لتحليل الشبكة.

لاحظ أنه في الأنسجة الحية، تتشكل مقاومات كهربائية كبيرة عند الأغشية وفي المساحات خارج الخلوية المحدودة. أما المساحات السائلة الكبيرة نسبياً، مثل سيتوبلازم الخلية أو محاليل الغمر، فلا تمثل مقاومات كبيرة.

التمرين 6.
تعتبر الشبكة 6 (انظر أعلاه، ولوحة الدائرة) نظيرًا للمشبك الكيميائي الناقل. في المشابك الناقلة كهربائيًا، يتم إلغاء الفجوة المشبكية (مقاومة التوازي Rs) ويتدفق التيار مباشرة من الخلية قبل المشبكية إلى الخلية بعد المشبكية عبر Rm1 و Rm2، ثم عبر Rm3. يمكن قياس توهين الشبكة بسهولة باستخدام قيم مختلفة من المقاومات، مما يوضح التغيرات في المشابك المختلفة. قم بتوصيل جهاز PowerLab بجهد 1.5V (أي ضبط الجهد على 0.75 Volt).

  1. قم بقياس فرق الجهد (PD) عبر كل مقاومة في الشبكة كما هو موضح، باستخدام الملتيميتر. دون قيم المقاومات. سجل ملاحظة خاصة لفرق الجهد عبر Rm3 (غشاء الخلية بعد المشبكية). الجهد: ________________V
  2. استبدل المقاومة 330 Ω عند Rs بمقاومة 330K Ω. قم بقياس فرق الجهد عند Rm3.
  3. الآن، مع إبقاء Rs عند 330K Ω، استبدل المقاومة 330K Ω عند Rm2 بمقاومة 33K Ω. قم بقياس فرق الجهد عبر Rm3. الجهد: ________________V
  4. الآن مع إبقاء Rs عند 330K Ω و Rm2 عند 33K Ω، استبدل المقاومة 22K Ω عند R m1 بمقاومة 220 Ω. قم بقياس فرق الجهد عبر Rm3. الجهد: ________________V

التمرين 7
يظهر مثال على الشبكة المقاومة على التوالي والتوازي عند النظر في خصائص الكابل للألياف العصبية أو العضلية. ثابِت الطول لليف هو تلك المسافة التي ينخفض عبرها فرق الجهد (PD) عبر الغشاء إلى 37% من قيمته الأصلية. ويعود هذا التوهين إلى المقاومات الداخلية والخارجية للسائل على جانبي الغشاء التي يتم تحويلها عبر مقاومة الغشاء المستعرضة (العالية نسبياً). تحد قيمة المقاومة من انتقال الإشارة على طول محور الخلية العصبية. ثابت الطول هو 1/e كما يتم قياسه للاضمحلال الأسي. dE/dT=-E/RC؛ حيث E هو فرق الجهد، و R هي المقاومة و C هي السعة. أو بصيغة أخرى E=Eoexp (-t/RC)؛ حيث Eo هو الجهد الابتدائي و t هو الزمن بالثواني. يُشار إلى RC أيضاً باسم تاو (τ)، وهو الثابت الزمني.

بافتراض أن مقاومة السائل الخارجي ضئيلة مقارنة بمقاومات داخل الخلية والغشاء، يمكن تمثيل الخصائص المقاومة السلبية للغشاء بالدائرة التالية:
مخطط شبكة المقاومات لحسابات ثابت الطول؛ يوضح قيم Rm و Ri في الدائرة الكهربائية.
مخطط شبكة المقاومات؛ إعداد مجسات الجهد لحسابات ثابت الطول في تحليل الدائرة الكهربائية.
دائرة على لوحة تجارب (Breadboard) تحتوي على مقاومات وأسلاك، توضح الإعداد الأساسي للدائرة الكهربائية.
الشكل 7: تطبيق الشبكة 7 على إعداد لوحة التجارب.

قم بتطبيق جهد كهربائي عند أحد طرفي الشبكة 7 بين A و B. استخدم جهاز محفز، مع اختيار نبضة بمدة 1s وسعة 1V (تُضبط على 0.5 V) وتردد 0.75Hz. قم بتوصيل مقياس الجهد عبر كل مقاومة "غشائية" على التوالي، وسجل فرق الجهد (PD) عبر تلك المقاومة. اترك أحد طرفي مسبار مقياس الجهد ثابتاً عند (الطرف A، الأحمر) بينما يتم تحريك الطرف الآخر بالتتابع عبر المواقع من 1 إلى 5. قم برسم كل قيمة على رسم بياني يوضح فرق الجهد (PD) مقابل "المسافة" من المصدر، مع اعتبار أن المقاومات الغشائية تفصل بينها مسافة وحدة واحدة. حدد ثابت الطول لهذه الدائرة من الرسم البياني الخاص بك. رسم بياني لفرق الجهد مقابل المسافة؛ تحليل المجال الكهربائي، مفهوم فيزيائي، PD(V).
رسم بياني لثابت طول الشبكة 7:______________

يتمثل تأثير الزيادة في مقاومة الغشاء المستعرضة، كما يحدث في حالة غمد الميالين، أو النقص في المقاومة الداخلية الطولية لليف المرتبطة بزيادة قطر الليف، في حدوث تغيير في ثابت الطول. إن قيم المقاومات ليست هي القيم الموجودة فعلياً في محور عصبي، ولكنها تتناسب معها تقريباً. وبالمثل، فإن "وحدة المسافة" في النموذج مكبرة بشكل كبير مقارنة بالخلية العصبية الحقيقية.

1.7) السعة الكهربائية

تقوم المكثفات بتخزين الشحنة. إذا تم تطبيق جهد كهربائي على مكثف عبر مقاومة، يتدفق التيار إلى المكثف، ثم يرتفع فرق الجهد (PD) عبر المكثف بشكل أسي مع مرور الوقت باتجاه فرق جهد المصدر؛ ويعتمد المسار الزمني لهذا التغيير في الجهد على الجهد المطبق، والسعة الكهربائية، والمقاومة المتصلة على التوالي. ويظهر مسار زمني مماثل ولكن عكسي عند تفريغ المكثف.
مخطط لدائرة RC تحتوي على مقاومة 100K ohm ومكثف 10μF.
قم بتوصيل مدخل شبكة المقاومة والمكثف (RC) البسيطة هذه بجهاز التحفيز الخاص بك، عند النقطتين A و B. استخدم نبضات بجهد 1V (مضبوطة على 0.5V) بمدة 1s وتردد 0.75Hz. كما يجب ضبط نظام الحصول على البيانات على 20 K /sec (الجانب الأيمن من اللوحة). قم بتوصيل مشابك الإدخال من جهاز PowerLab عبر المكثف. قم بجمع البيانات لبضع ثوانٍ ثم توقف. استخدم نافذة التكبير (Zoom) لتوسيع زمن الارتفاع في إحدى النبضات المربعة. قد يتطلب الأمر تكرار عملية التكبير عدة مرات لفرد مسار الإشارة. قم بقياس زمن الارتفاع من خط الأساس إلى قمة مسار الجهد عند استقراره تماماً. لاحظ المسار الزمني لتغير الجهد، وتشوه النبضات المربعة. لاحظ تأثير استبدال المكثف 10μF بمكثف سعة 0.1 μF. من خلال توصيل مسبار الجهد الخاص بجهاز PowerLab عبر المقاومة، يمكنك ملاحظة المسار الزمني لتدفق التيار عبر الدائرة. اجمع بضع نبضات فقط ثم توقف للقياس. استخدم المؤشر "M" للانتقال إلى خط الأساس قبل الارتفاع والمؤشر الحر إلى النقطة التي يبدأ عندها الجهد في الاستقرار.

يتضمن المثال الأخير كلا المكونين المقاومين والسعويين. يتم تحديد خصائص الكابل الخاملة للألياف العصبية والعضلية بواسطة عناصر مماثلة، تنشأ من خصائص الغشاء الخلوي. لا توجد مقاومة غشائية مستعرضة في الخلية فحسب، بل توجد أيضاً سعة غشائية، وذلك بسبب الخصائص الكهربائية للغشاء الخلوي. ويؤدي ذلك إلى التأثير على المجرى الزمني لتطور الجهود المنتشرة إلكتروتونياً.

مثال:
مخطط الدائرة الكهربائية لحسابات ثابت الطول؛ المقاومات، المكثفات، تحليل الشبكة.
يمكن إنشاء هذه الشبكة من الشبكة 7 عن طريق توصيل المكثفات المطلوبة على التوازي مع مقاومات الغشاء (Rm).

التمرين 8.
قم بتوصيل المكثفات ذات السعة 10 μF بالشبكة 7. باستخدام نبضات من المحفز بمدة 1s وجهد 1V (ضبط 0.5 V) وتردد 0.75Hz، والتي يجب توصيلها عند النقطتين A و B، راقب التغيرات في الجهد عبر كل مقاومة غشائية. وبافتراض أن جهد "العتبة" (الجهد الذي يتولد عنده جهد فعل في الخلية العصبية) هو 0.2V، قم بقياس الوقت المستغرق لوصول الجهد إلى العتبة عند كل مقاومة غشائية. وتعني العتبة هنا قيمة الجهد التي يمكن عندها توليد جهد فعل في خلية حية. قم برسم نتائجك لتمثيل الوقت مقابل "المسافة".

دائرة إلكترونية على لوحة تجارب لتجربة رنين RLC، تظهر فيها المقاومات والمكثفات.
الشكل 8: نقل الشبكة 9 إلى إعداد لوحة التجارب.

مخطط الزمن مقابل المسافة؛ المحاور: المسافة (وحدة الطول)، والزمن اللازم للوصول إلى 0.2 V.
الرسم البياني للشكل 8.

قم بمحاكاة تأثير انخفاض سعة الغشاء الناتج عن زيادة سمك غمد الميالين عن طريق الاستبدال بمكثفات أصغر بسعة 0.1μF. لاحظ التغيير في الوقت اللازم للوصول إلى العتبة عند مقاومة مختارة. قم بدمج البيانات في الرسم البياني نفسه مع وجود المكثفات الأكبر.

فيما يتعلق بغشاء العضلة، يمكن تصور زيادة في السعة الكهربائية نتيجة لزيادة مساحة سطح الغشاء بفعل الأنيبيبات المستعرضة (T-tubules) المرتبطة بها، مما يؤدي إلى سعة غشائية أكبر مقارنة بالعصبون. ويمكن استخدام مكثفات أصغر لتوضيح انخفاض السعة الناتج عن إضافة الميالين إلى محور عصبي غير مياليني. النقطة الرئيسية المطلوب تعلمها هنا هي أن السعة الكهربائية تتناسب طرديًا مع مساحة السطح، وعكسيًا مع سمك الطبقة العازلة (الميالين) التي تفصل بين "الصفائح" أو أسطح التخزين في المكثف.

تتم ملاحظة الخصائص المعروضة في دائرة نموذجية في تحضيرات حية. ومع ذلك، تختلف الخلايا في خصائصها مثل التسرب عبر الغشاء والمقاومة المحورية. ولا تولد بعض الخلايا جهود فعل. ومع ذلك، يتم إنتاج جهد فعل عندما تكون هناك حاجة لنقل إشارة عبر بضعة مليمترات لأن الخصائص الكهربائية السلبية للخلايا تؤدي إلى تخامد الإشارات عبر بضعة مليمترات. وفي السلسلة التالية من التجارب، يتم توضيح كيفية تسجيل جهود الفعل.

1.8) أسئلة للطلاب

  1. ما هي بعض القيم الطبيعية لثابت الطول في الخلايا العصبية والخلايا العضلية؟
  2. ماذا يحدث إذا كان الغشاء يتمتع بمقاومة غشائية منخفضة: هل سيتغير الثابت الزمني (الوقت اللازم للوصول إلى 63% من القيمة النهائية)؟ وإذا كان الأمر كذلك، كيف سيتغير مع انخفاض المقاومة الغشائية؟ وما هي الصيغة الرياضية العامة للثابت الزمني (tau)؟
  3. لماذا تستطيع المحاور العصبية الأكبر حجماً، مثل محور الحبار العملاق، نقل الإشارات الكهربائية بشكل أسرع من المحاور العصبية الأصغر في نفس تحضير الحبار؟

2. خصائص التوصيل في الخلايا العصبية

2.1) من لوحة التجارب إلى الخلايا الحية

يمكن أيضاً قياس الخصائص الخاملة التي تم توضيحها في تمارين لوحة الدارات في الخلايا الحية؛ ومع ذلك، قد يكون من الصعب استخلاص هذه الخصائص الخاملة عندما تكون مصحوبة بجهود فعل في الخلايا العصبية. وتتمثل الخصائص النشطة للعصبون في قدرته على الحفاظ على جهد غشاء الراحة، وتوليد جهود الفعل، وإعادة توليدها على طول جزء من الغشاء.

يمكن أن يكون التدفق الكهربائي على طول الحبل العصبي تجدديًا داخل العصبونات الفردية ومن عصبون إلى آخر. في الحبل العصبي البطني (VNC) لجراد البحر، تتواصل بعض العصبونات عبر الموصلات الفجوية (أي الموصلات الفاصلة). وكما تم توضيحه في التمارين السابقة باستخدام لوحة التجارب (bread board)، فإن تغيير المقاومة يمكن أن يعيق توصيل الإشارات الكهربائية. وهذا يماثل تغيير تدفق التيار عبر الموصلات الفجوية داخل الحبل العصبي البطني.

يتم فحص سرعة التوصيل والخصائص الأخرى لجهد الفعل المركب في الحبل العصبي البطني (VNC) في السلسلة التالية من التجارب. سنوضح كيفية استخراج الحبل العصبي البطني (VNC) لأغراض التجربة، وكيفية استثارة الاستجابات وقياسها باستخدام معدات قياسية مصممة للمختبرات التعليمية للطلاب.

2.2) تحضير جراد البحر

يعد الحبل العصبي البطني لجراد البحر هو الأنسب لهذه التجربة؛ حيث يمكن تشريح العصب بسهولة، كما يمكن استخدام مجموعة متنوعة من البروتوكولات التي تؤثر على التوصيل مع هذا التحضير. قبل البدء في هذه التجربة، تعرف على مصطلحات تشريح جراد البحر المذكورة أدناه:
مخطط تشريحي للقشريات؛ المناطق المحددة: الرأس-صدر، البطن، الزوائد.
الشكل 9. مخطط عام لتشريح جراد البحر.
معدل عن: http://www.enchantedlearning.com

2.3) خلفية عن التوصيل في العصب

يعمل الحبل العصبي البطني في جراد البحر على نقل الإشارات التي تحفز استجابات الهروب، مثل رد فعل قلب الذيل. في هذه التجربة، سيتم أخذ تسجيلات من الحبل العصبي السليم بأكمله. وتتجمع الجهود الفردية من كل عصبون داخل الحبل العصبي لتنتج جهد الفعل المركب، والذي يوفر النبضات الكهربائية القابلة للقياس التي يظهرها برنامج التسجيل. ويُعد كل من Erlanger وGasser وBishop (1924) من الرواد الذين وصفوا جهود الفعل المركبة. يتم عرض خصائص فترة الجموح، وسرعة التوصيل، والتأثيرات العصبية لمثبط الفجوات التواصلية 1-heptanol أو درجة الحرارة. إن تعلم المبادئ الأساسية لإشارات الخلايا العصبية يساهم في فهم أفضل للوظيفة العصبية بشكل عام (Bennett, et al., 1991; Furshpan et al., 1959; Watanabe and Grundfest, 1961).

2.4) المواد

العنصرالكمية
استاكوزا كبيرة (Procambarus clarkii)1
مقصات تشريح دقيقة1
ملاقط1
MLT016/X غرفة العصب1
حاسوب محمول مزود ببرنامج Scope1
PowerLab1
مضخم PowerLab1
كابل مخرج المحفز لجهاز PowerLab1
موصل PowerLab/الحاسوب عبر USB1
حامل مُناوِل مزود بقطب امتصاص1
ماصة زجاجية مع بصلة شفط1
كأس من محلول ملحي لسرطان البحر1

2.5) الطرق

2.5.1) التشريح

تأكد من تحضير طبق الأعصاب، والأدوات المختلفة، والمحاليل قبل البدء في تشريح جراد البحر.

  1. لف جراد البحر في منشفة ورقية مبللة لتثبيته، أو أمسكه بيد واحدة بحيث تكون الملاقط (chelipeds) بين الإبهام والسبابة.
  2. باستخدام اليد الأخرى، قم بعمل شق بالمقص عبر المخطم (rostrum) بين محجري العينين.
    عملية تشريح جراد البحر باستخدام المقص، دراسة تشريحية، تعليم بيولوجي.
  3. اقطع للأسفل من مكان الشق حتى يتم فصل الرأس تماماً.
  4. قم بعمل شق عند قاعدة الصدر الرأسي (cephalothorax) فوق البطن؛ ثم أزل الذيل. (إذا لزم الأمر، يمكن إزالة الملاقط وأرجل المشي لتسهيل هذه العملية).
    عملية تشريح حشرة معروضة في تجربة مختبر التشريح مع إعداد الفحص المجهري.
  5. أزل الزوائد السابحة (swimmerets).
    تشريح تشريحي للعقرب، التركيز على بنية الهيكل الخارجي، مع إبراز الكلابات والجسم المقسم.
  6. قم بإجراء قطع على كلا جانبي الجانب البطني من البطن. احرص على عدم إتلاف الأنسجة العميقة.
    تشريح حشرة؛ دراسة تشريح اليرقة؛ تجربة مختبرية باستخدام المشرط؛ بحث تعليمي.
  7. اقلب الجزء المتحرر من الهيكل الخارجي نحو قاعدة مروحة الذيل لكشف الحبل العصبي البطني.
    عملية تشريح اللافقاريات؛ تجربة بيولوجية؛ دراسة تشريحية؛ طريقة بحثية.
  8. باستخدام حافة الملقط، قم بإزالة الحبل العصبي البطني بعناية من الطرف. احذر من تمديد أو سحق الحبل العصبي. (أي عقد تظهر على الحبل العصبي هي عقد عصبية لجراد البحر).
    الديناميكا المائية في حالة التوازن الساكن، كائن مجهري، تحت الماء، ملاحظة علمية، مخطط.
  9. بسط الحبل العصبي عبر القضبان المعدنية في غرفة الأعصاب. من الضروري الحفاظ على رطوبة الحبل العصبي البطني؛ ولتحقيق ذلك، أضف كمية كافية من محلول ملحي لجراد البحر إلى غرفة الأعصاب حتى يصل المستوى إلى محاذاة القضبان المعدنية العرضية. بعد ذلك، استخدم الماصة لسحب كمية من المحلول الملحي حتى يلامس مستوى السائل فقط أسفل القضبان.
    المحلول الملحي لجراد البحر (mM: 205 NaCl; 5.3 KCl; 13.5 CaCl2.2H2O; 2.45 MgCl2.6H2O; 5 HEPES معدل إلى pH 7.4)
  10. بمجرد وضع العصب في مكانه، قم بتوصيل كابل المحفز المزود بخطافين صغيرين بغرفة الأعصاب. قم بتوصيل السلك الأحمر الموجب بأحد الحلقات المعدنية الخارجية بالقرب من نهاية الحبل العصبي؛ وقم بتوصيل السلك الأسود السالب بالحلقة المعدنية المجاورة الأقرب التي لا تزال ملامسة للحبل العصبي.
    الاستثارة الضوئية في إعداد المطيافية؛ تحليل فوتوني؛ دراسة الانبعاث والامتصاص.
  11. ضع قطب الشفط داخل المُحرك (manipulator) بالقرب من الطرف المقابل للعصب.
  12. قم بشفط طرف الحبل العصبي البطني بعناية داخل قطب التسجيل.

2.5.2) التسجيل

بمجرد شفط طرف الحبل العصبي داخل قطب التسجيل، تأكد من توصيل القطب بالمسبار وأن المسبار مؤرض بشكل كافٍ. ويمكن تحقيق ذلك ببساطة عن طريق توصيل كابل التأريض بـ Faraday cage. كما يجب توصيل أسلاك قطب الشفط الموجب والسالب بالمواقع المقابلة لها في المسبار. ويجب توصيل المسبار بالمضخم التفاضلي الذي يتصل بدوره بجهاز PowerLab.
إعداد تجربة العلوم العصبية مع Faraday cage ومجهر وأقطاب كهربائية ونظام مضخم.

قم بتوصيل الأسلاك الكهربائية من قطب الشفط إلى مرحلة الرأس (head stage). يجب توصيل الأسلاك بحيث يكون السلك الأحمر (الموجب) في أعلى اليسار، والأخضر (الأرضي) في المنتصف، والأسود (السالب) في الأسفل. وهذا موضح في الشكل 10 لمرحلة الرأس أدناه. يمكن وضع السلك الأرضي ببساطة في حمام المحلول الملحي. وبذلك، يتم توصيل سلك واحد من قطب الشفط بمدخل + والسلك الآخر بمدخل -. ولا يهم أي من أسلاك قطب الشفط يتصل بالمدخل + أو المدخل -.
مخطط رموز الشحنة الكهربائية؛ علامات الموجب والسالب، ومؤشر أخضر.
الشكل 10: مداخل مرحلة الرأس

إعدادات المضخم هي كما يلي:

عنصر التحكمالإعداد
مرشح تمرير عاليDC
مرشح ثلميإيقاف (OFF)
مرشح تمرير منخفض20kHz
تعويض السعةعكس اتجاه عقارب الساعة
مقبض الضبط الدقيق والخشن لإزاحة التيار المستمر (DC Offset)عكس اتجاه عقارب الساعة
إزاحة التيار المستمر (+OFF)إيقاف (OFF)
مقبض الكسب (Gain)50
المدخل (DIFF MONO GND)DIFF
الوضع (STIM-GATE-REC)GATE
اختبار المقاومة (ΩTEST)إيقاف (OFF)

قم بتوصيل كابل USB المرفق بالجزء الخلفي من جهاز PowerLab وبمنفذ الكمبيوتر. افتح برنامج Scope من سطح مكتب الكمبيوتر. من أعلى يمين الشاشة، اختر "Channel 2" وقم بإيقاف تشغيله. اضبط الشاشة بحيث تظهر "Channel 1" فقط عن طريق سحب الشريط الموجود في منتصف الشاشة إلى الأسفل. بعد ذلك، انقر فوق "Input Amplifier" الخاص بـ channel 1 في أعلى يمين الشاشة. حدد ما يلي:

ضابطالإعدادات
النطاق500 mV
تيار مترددتم التحقق منه
مرشح تمرير منخفضإيقاف
أحادية الطرفتم التحقق منه
قَلْبتم التحقق منه

بعد ذلك، وتحت قائمة "Set up" مرة أخرى، انقر على "Sampling". وفي المربع المعنون بـ "Sweep" في الشاشة التي تظهر، اختر ما يلي:

عنصر التحكمالإعداد
الوضعمتعدد
العينة100 SWEEPS
المصدرالمستخدم
التأخير0 SECONDS

أخيرًا، من علامة التبويب "Set up"، اختر "Stimulator". انقر فوق المربع لإيقاف تشغيل "Isolated Stim". اختر الإعدادات التالية:

عنصر التحكمالإعداد
الوضعمتعدد
التأخير5 ms
المدة1 ms
النبضة (النبضات)2
الفترة الفاصلة15 ms
المدى5 V
السعة0.5
  
  

راجع "Time Base" في اللوحة اليمنى. قم بتغيير "Sample" إلى 1024 و"Time" إلى 200 msec.

رسم بياني للفيزيولوجيا الكهربائية، جهد الفعل، ذروة الجهد، تحليل البيانات، نتيجة دراسة بحثية.
الشكل 11: جهدان فعليان مركبان بفاصل زمني قدره 15 msec بين المحفزات، كما تم تسجيلهما بواسطة برنامج Scope.

التمرين 1.

حدد زر "Start" الموجود في أسفل يسار الشاشة. بناءً على الإعدادات المذكورة أعلاه، يجب أن يظهر جهد فعل مركب محدد بوضوح في مربع جمع بيانات Scope (الشكل 11). ارسم الشكل العام لجهد الفعل على الرسم البياني أدناه (الشكل 12):
رسم بياني للتوازن الساكن، مخطط الجهد مقابل الزمن، يعرض تغيرات mV عبر أجزاء من الثانية.
الشكل 12: رسم بياني فارغ لرسم شكل جهد الفعل المركب.

قم بخفض الجهد الكهربائي ببطء باستخدام التبويب الموجود في أعلى يسار الشاشة. يجب أن تصبح سعة جهد الفعل أصغر حتى يختفي نمط الموجة المميز له. يؤدي خفض الجهد إلى تقليل عدد العصبونات التي يتم تحفيزها لإطلاق جهد الفعل المركب. ومن المرجح أن يتم تحفيز المحاور العصبية الأكبر عند الجهود المنخفضة، وهي المحاور ذات التوصيل الأسرع التي تميل للظهور أولاً في جهد الفعل المركب. قم بزيادة الجهد تدريجياً لملاحظة التأثير المعاكس؛ فكلما تم تحفيز المزيد من العصبونات، كبرت موجة جهد الفعل المركب. يوضح هذا التمرين حقيقة أن العصبونات الفردية لها عتبات مختلفة لإنتاج جهد الفعل. وعندما لا يزداد جهد الفعل المركب أكثر من ذلك مع زيادة جهد التحفيز، فهذا يعني أنه تم تحفيز جميع العصبونات؛ ويجب أن يظهر في هذه الحالة قمتان متمايزتان في موجة جهد الفعل على شاشة الكمبيوتر.

التمرين 2.

بعد فحص تجنيد العصبونات وجهد الفعل المركب الناتج، لاحظ تأثير فترة الجموح. يمكن القيام بذلك عن طريق إعطاء محفزين متقاربين زمنياً مع تغيير الفاصل الزمني بين المحفزين، ثم ملاحظة الفاصل الزمني الذي ينخفض عنده سعة جهد الفعل المركب، الناتج عن المحفز الثاني، مقارنة بجهد الفعل المركب الأول. قم بتغيير التأخير بين النبضات باستخدام التبويب الموجود في الزاوية العلوية اليسرى من الشاشة. استمر في تقصير مدة التأخير حتى لا يمكن استثارة جهد فعل مركب ثانٍ. إن الوقت بين النبضات الذي لا يتم عنده استثارة جهد فعل ثانٍ هو فترة الجموح المطلق. أما الوقت من نهاية فترة الجموح المطلق حتى الوقت الذي يولد فيه محفز ثانٍ جهد فعل بكامل السعة فيسمى فترة الجموح النسبي. ضع تقديراً لفترتي الجموح المطلق والنسبي في المساحات المخصصة.
فترة الجموح المطلق: ___________________
فترة الجموح النسبي: ___________________

2.5.3) قياس سرعة التوصيل

باستخدام مسطرة مليمترية، قم بقياس المسافة بين سلك التحفيز الأقرب إلى قطب التسجيل وقطب التسجيل. ومن خلال الأثر المسجل، قم بقياس الزمن وصولاً إلى القمم المختلفة للأحداث في الجهد المركب، وذلك لتمكينك من تسجيل سرعة التوصيل للإشارات الكهربائية المختلفة. قم بتحويل المسافة من المليمتر إلى المتر، والزمن من الميلي ثانية إلى الثانية، لتكون الوحدات المستخدمة هي متر/ثانية.
1يرجى تزويدي بالنص المصدر الذي ترغب في ترجمته. سرعة توصيل شكل الموجة: __________________
2ند سرعة توصيل شكل الموجة: __________________
3البحث والتطوير سرعة توصيل شكل الموجة: __________________
4th سرعة توصيل شكل الموجة: __________________

2.5.4) التحكم في الفجوات الموصلة و/أو سرعة التوصيل

بعد ذلك، ابحث في خصائص أحد مثبطات الخلايا العصبية. وصف Johnston et al. (1980) لأول مرة تأثير الفصل الذي يحدثه الهيبتانول في المحاور العصبية ذات الحواجز (أي الوصلات الفجوية) في جراد البحر. وسرعان ما تم تأكيد هذا التأثير المتعلق بالتواصل الكهربائي في أنظمة متنوعة من الفقاريات واللافقاريات (Bernardini et al., 1984; Meda et al., 1986). ولفهم دور التواصل الكهربائي في هذا الحبل العصبي البطني، يمكن استخدام محلول ملحي يحتوي على (1mM) من 1-heptanol لفصل الوصلات الفجوية. وباستخدام ماصة زجاجية، اغسل الحبل العصبي بأكمله بمحلول الهيبتانول. راقب التغيير الذي يسجله برنامج Scope recording، وقم بتلخيصه. (لاحظ التغيير في شكل الموجة، وما إذا كانت سرعة توصيل أشكال الموجات قد تغيرت). وبدلاً من استخدام 1-heptanol، يمكن استبدال المحلول الملحي المغمور بمحلول ملحي بارد جداً (بدرجة حرارة الجليد)، ومراقبة أي تغيير في شكل الموجة أو سرعة توصيل أشكال الموجات.

المناقشة

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.

الإفصاحات

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

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.

المواد

مجلس الدارة

  1. ويمكن الحصول على الالكترونيات المدرجة أدناه للتجارب اللوح في متجر للالكترونيات محلية مثل راديو شاك.
  2. مجلس الخبز والمقاومات والمكثفات والبطاريات والأسلاك التي يمكن أن تكون بمثابة منعطفات للاللوح على النحو المبين في التجارب.
  3. والفولتميتر المشتركة (Wavetek Meterman الفولتميتر)
  4. 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.

تجارب الفيزيولوجيا

  1. جراد البحر (Procambarus clarkii). Atchafalaya البيولوجي شركة التموين ، Raceland لوس انجليس. ، الولايات المتحدة الأمريكية.
  2. 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).
  3. 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)
  4. طبق غرفة العصبية (ADInstruments ، كولورادو سبرينغز ، أول أكسيد الكربون ، الولايات المتحدة) لعقد الأعصاب. يمكن استخدام الأسلاك التي تأتي مع العصب طبق الغرفة لتحفيز الأعصاب.
  5. يستخدم الشفط الكهربائي لتسجيل الاشارات.
  6. سوف تتلاعب أو المشبك على حامل الخاتم بمثابة حامل لالقطب الشفط.
  7. قفص فاراداي
  8. تشريح مجهر
  9. اضاءة عالية الكثافة (مصدر الضوء)
  10. منهاج المجهر
  11. AC / DC مكبر للصوت التفاضلية (AM النموذجي شركة أنظمة 3000)
  12. PowerLab 26T (آلات ميلادي)
  13. مكبر للصوت خارج الخلية (صكوك م)
  14. LabChart 7 (ADI الآلات)
  15. أدوات تشريح
  16. حلقة الوقوف والمشبك لتكون بمثابة حامل لتسجيل الشفط الكهربائي

المراجع

  1. Bennett, M. V. L., Barrio, L. C., Bargiello, T. A., Spray, D. C., Hertzberg, E., Sdez, J. C. Gap junctions: new tools, new answers, new questions. Neuron. 6, 305-320 (1991).
  2. Bernardini, G., Peracchia, C., 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).
  3. A report on the, "SIXTH INTENSIVE IBRO WORKSHOP ON BASIC NEUROSCIENCE". Cooper, R. L., Chang, J. J., Ito, M. July 1993, Seoul, South Korea, , Society for Neuroscience. 116-116 (1985).
  4. Cragg, B. G., 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).
  5. Erlanger, J. G. asser, S, H., 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).
  6. Furshpan, E. J., Potter, D. D. Transmission at the giant motor synapses of the crayfish. Journal of Physiology. 145 (2), 289-325 (1959).
  7. Johnston, M. F., Simon, S. A., Ramrn, F. Interaction of anesthetics with electrical synapses. Nature (Lond). 286, 498-500 (1980).
  8. Loewenstein, W. R. Permeability of membrane junctions. Annual NY Academy of Sciences. 137, 441-472 (1966).
  9. Meda, P., Bruzzone, R., Knodel, S., 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).
  10. 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).
  11. Peracchia, C., Dulhunty, A. F. Low resistance junctions in crayfish: structural changes with functional uncoupling. Journal of Cell Biology. 70, 419-439 (1976).
  12. Peracchia, C., Bernardini, G., Peracchia, L. L. Is calmodulin involved in the regulation of gap junction permeability. Pfügers Arch. 399, 152-154 (1983).
  13. Peracchia, C., Lazrak, A., Peracchia, L. L. Molecular models of channel interaction and gating in gap junctions. Handbook of Membrane Channels. Molecular and Cellular Physiology. Peracchia, C. , Academic Press. San Diego. 361-377 (1994).
  14. Spray, D. C., Harris, A. L., Bennett, M. V. L. Gap junctional conductance is a simple and sensitive function of intracellular pH. Sciences NY. 211, 712-715 (1981).
  15. Spray, D. C., Harris, L. L., Bennett, M. V. L. Comparison of pH and Ca dependence of gap junctional conductance. Intracellular pH: Its Measurement, Regulation, and Utilization in Cellular Functions. Nuccitelli, R., Deamer, D. , Alan R. Liss. New York. 445-461 (1982).
  16. Spray, D. C., White, R., De Carvalho, C., Harris, A. L., Bennett, M. L. V. Gating of gap junction channels. Journal of Biophysics. 45, 219-230 (1984).
  17. Watanabe, A., Grundfest, H. Impulse propagation at the septal and commissural junctions of crayfish lateral giant axons. Journal of General Physiology. 45, 267-308 (1961).
  18. Wiersma, C. A. G., 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).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة