يونيو 4, 2010
يوصف تقنية لزرع four في الجسم الحي كهربائية لرصد مراقبة السلوك العصبي العضلي في التغذية Aplysia californica.
لعمل مجموعة القطب الكهربائي للتسجيلات متعددة القنوات في الجسم الحي ، يتم إنشاء أربعة أقطاب كهربائية تفاضلية وتدويرها مع الأقطاب الكهربائية التفاضلية الفردية المتفرعة. في النهايات ، يتم تثبيت المخدر ويتم إجراء شق على جانب بقعة العين. توجد الأعصاب والعضلات المستهدفة ويتم توصيل الأقطاب الكهربائية بقطرة الغراء الفائق في قاعدة الخطاف ، ثم يتم عزلها بمادة مانعة للتسرب سريعة.
مرحبا ، أنا ميراندا كولينز من مختبر الدكتور حلال ثيل من قسم الأحياء في جامعة كيس ويسترن ريزيرف. سأريكم اليوم إجراء لتجميع وزرع أقطاب كهربائية للتسجيلات في الجسم الحي في SIA ، كاليفورنيا. نستخدم هذا الإجراء في مختبرنا لدراسة التحكم العصبي العضلي في التغذية و sia.
هيا بنا نبدأ. لإنشاء القطب ، استخدم المقص لقطع قطعة من سلك الفولاذ المقاوم للصدأ المطلي بالمينا بقطر 0.001 بوصة بطول قدمين تقريبا. نعلق كرة صغيرة من المعجون على كل طرف من السلك.
قم بطي السلك إلى نصفين وقم بتدوير الأطراف لإنشاء زوج ملتوي يسمى القطب التفاضلي. قم بلصق طرفي السلك لمنع الانهيار. اصنع أربعة أقطاب كهربائية تفاضلية باستخدام لون مختلف من الشريط لكل قطب تفاضلي.
لأغراض تحديد الهوية ، قم بلف اثنين من الأقطاب التفاضلية معا ، مع ترك بوصتين غير ملتوية على أحد طرفيه وبوصة واحدة على الطرف الآخر. كرر مع الزوج المتبقي من jodes التفاضلية. قم بلف كلتا المجموعتين من قطبين تفاضليين معا ، مع التأكد من بقاء الأطراف غير ملتوية.
امسك مجموعة القطب الكهربائي وقم بتطبيق غراء السيليكون المنزلي عند تقاطع الأقطاب الكهربائية الأربعة التفاضلية ، مع ترك الأطراف مجانية. شنق واترك الغراء يجف لمدة أربع ساعات على الأقل. لعزل الفروع ، ضع مجموعة القطب الكهربائي على سطح متحرك مستو مثل قطعة من الخشب.
استخدم قطعة صغيرة من البلاستيك لرفع مجموعة القطب الكهربائي قبل أن تتفرع مباشرة ، وقم بتثبيتها بشريط لاصق. قم بتهوية الأطراف وتثبيتها بشريط لاصق. في مجهر التشريح ، استخدم الملقط لتغطية الفروع بغراء السيليكون.
ستكون الأطراف التي يبلغ طولها بوصة واحدة داخل ، لذلك يجب أن يكون لها طبقة رقيقة جدا من الغراء. اترك الغراء يجف لمدة ثلاث ساعات على الأقل. قم بتقصير الطرف الطويل بوصة واحدة لقطب تفاضلي واحد إلى سنتيمترين في كل طرف من طرفي القطب.
استخدم ملقط لكشط السيليكون والمينا بعيدا عن كلا السلكين. للكشف عن سنتيمتر واحد من الأسلاك العارية ، قم بلف سلك مكشوف واحد في خطاف للتسجيل. ثم السلك الآخر لأعلى وبعيدا عن الخطاف ليكون بمثابة السلك الأرضي على لحام نهاية بطول بوصتين دبوس موصل ذهبي لكل سلك.
استخدم قطعة من الشريط اللاصق لتأمين النهاية والحفاظ على مسافة بين الأرض ودبابيس التسجيل. كرر هذه الخطوات بحيث يكون هناك خطافات وموصلات ذهبية على جميع الأقطاب الكهربائية التفاضلية الأربعة. قم بتوصيل كرة من واحد إلى سنتيمترين من غراء السيليكون بالكابل على بعد حوالي 1.5 بوصة من نهاية الخطاف.
لتثبيت الأقطاب الكهربائية داخل المسموح له بالجفاف لمدة ساعة واحدة على الأقل ، اختر سليما يزن حوالي 350 إلى 450 جراما استجابة لقطع صغيرة من الأعشاب البحرية. يجب أن يولد لدغات على فترات تتراوح بين ثلاث إلى خمس ثوان. يجب أن تستغرق الجراحة الكاملة مع زرع القطب حوالي ساعة.
ضع المخدر في صينية تشريح مع وضع قدمه لأسفل في مواجهة رأسه. قم بتحويل منطقة الخياشيم إلى يسارك بحيث يكون جزئيا على جانبه يميل بعيدا ، مثبتا أسفل المجسات الأمامية. ضع الدرج على مسرح مجهر التشريح.
ادعم الدرج بزاوية 20 درجة تقريبا لرفع الرأس وجمع الهيمولمف في الذيل بعيدا عن الشق باستخدام مقص التشريح ، وابدأ شقا قليلا على يمين بقعة العين وقم بمده من 1.5 سم باتجاه الرأس. استخدم الجرارات الخاصة بك. قم بتوصيله بحواف الدرج لإبقاء الشق مفتوحا.
لفضح الكتلة الشدقية. استخدم الملقط لرفع الغشاء الشفاف تحت الجلد واستخدم المقص لقطع فتحة مطابقة للشق الرئيسي. دس حواف الغشاء في المخادات.
ضع مجموعة القطب الكهربائي على مناور دقيق وحركها فوق شق. سيستغرق كل من الأقطاب الكهربائية الأربعة حوالي 10 إلى 15 دقيقة لتوصيل الوصول إلى الأعصاب أولا متبوعا بالربط بالقطب الكهربائي بالعصب الأخير. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، يجب توصيل كل عصب بقطب كهربائي قبل أن يتعرض العصب التالي.
يصعب الوصول إلى العصب الدوراني ويجب الاقتراب منه أولا. هناك خياران للوصول إلى العصب المزمن. الخيار الأول ، وهو الأفضل ، هو النظر تحت العقدة الشدقية بين BN واحد و VN اثنين.
إذا كان فرع العصب الحلقي مرئيا ، فاستخدم ملقطا رفيعا منحنيا في خطاف لرفع الفرع. إذا تعذر الوصول إلى فرع من العصب الدوراني فوق العضلة ، فإن الخيار الثاني هو الوصول إليه عن طريق شق صغير في I اثنين بجوار النسيج الضام في قاعدة العقدة الشدقية. يجب أن يمر الشق في I اثنين من خلال طبقتين من العضلة I Two لربط قطب كهربائي ب I اثنين.
استخدم الملقط المعقوف لرفع وفصل شريطين من العصب الشدقي الثاني للوصول إلى العضلات هنا. العصب الشدقي الثالث موجود هنا وسيتم استخدامه لإثبات ارتباط القطب. يتم توصيل جميع الأقطاب الكهربائية بنفس الطريقة الموضحة الآن على العصب الشدقي ثلاثة.
بمجرد تثبيت العصب بالملقط ، استخدم مجموعة أخرى من الملقط لمعالجة خطاف قطب كهربائي واحد على العصب باستخدام المعالج الدقيق. ارفع الخطاف بحيث يرفع العصب لأعلى وبعيدا عن كتلة الخد. خالية من أي أعصاب أو أنسجة أخرى يتم رفعها بأقل قدر ممكن ، نصف سنتيمتر أو أقل.
لتجنب الإفراط في تمدد العصب، استخدم مناديل كيم لتجفيف القطب الكهربائي والمنطقة المجاورة من العصب. يتم استخدام دبوس حشرة لتطبيق الغراء ، وتأمين القطب الكهربائي بلمسة صغيرة من الغراء الفائق حيث تكون قاعدة الخطاف على اتصال مع الجزء السفلي من العصب. ضع قطرة من محلول ملحي أو لمف دموي لتثبيت الغراء الفائق.
ثم جفف الخطاف باللون الأحمر على مزيج كيس ثلج. الغراء ختم سريع. هذا يحافظ على الغراء قابلا للتطبيق لمدة 30 دقيقة تقريبا.
قد تكون عمليات الخلط الإضافية ضرورية على مدار الجراحة. استخدم دبوس الحشرات لتغطية أي سلك مكشوف للخطاف بالكامل بكمية صغيرة من الختم السريع. تجنب السلك الأرضي.
اترك الغراء يتماسك لمدة خمس دقائق. إعادة ضبط الغراء. إذا ابتعد عن الخطاف ، فانتظر حتى يجف الغراء قبل الوصول إلى العصب التالي.
بمجرد توصيل جميع الأقطاب الكهربائية ، حرك مجموعة القطب الكهربائي في حتى مرساة السيليكون. خياطة الشق مغلق حول كابل القطب البارز. الحفاظ على المرساة داخل الغراء الفائقة الغرز لضمان ختم جيد.
أدخل أطراف الموصل الذهبي في الطرف الآخر من القطب في كتلة صغيرة من الستايروفوم. أعد إلى الخزان الرئيسي في حاوية عزل هوائية للتعافي طوال الليل. تأقلم في حاوية هوائية أثناء توصيله بجهاز التسجيل لمدة 1.5 ساعة على الأقل.
راقب الإشارة أثناء تأقلم للتحقق من أن جميع الأقطاب الكهربائية تعمل وأن مستويات الضوضاء منخفضة. استخدم كاميرا فيديو لتسجيل سلوك التغذية أثناء استخدام الكمبيوتر لتسجيل الإشارات من الأقطاب الكهربائية العصبية والعضلية. قم بمزامنة تسجيلات الفيديو والقطب الكهربائي باستخدام إشارة موجة مربعة تتحكم في عداد رقمي في عرض الكاميرا أثناء تسجيلها في نفس الوقت كقناة إضافية على الكمبيوتر.
في aScope عندما يتغذى ، سيكون هناك رشقات نارية من النشاط على الأعصاب والعضلات. فيما يلي مثال على نمط البلع مع نشاط مخطط كهربية العضل من I two و ENG من RN BN two و BN ثلاثة. لقد أوضحنا لك للتو كيفية تصنيع وزرع أقطاب كهربائية متعددة القنوات لتسجيل النشاط العصبي والعضلي أثناء سلوك التغذية في سلوك التصرف بحرية.
عند القيام بهذا الإجراء ، تأكد من التعامل مع العصب بعناية وتأكد من إغلاق خطافات التسجيل تماما بحيث لا يتعرض أي من الأسلاك. شكرا على المشاهدة ونتمنى لك السعادة في تجاربك.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تصف هذه المقالة تقنية لزرع أربعة أقطاب كهربائية في الجسم لمراقبة التحكم العصبي العضلي في سلوك التغذية في Aplysia californica. تتضمن الإجراء إنشاء مجموعة من الأقطاب الكهربائية متعددة القنوات لتسجيلات في الجسم الحي.
This electrode fabrication and implantation method enables multi-channel neural and muscular recordings in freely behaving animals, addressing a key limitation in behavioral neuroscience where prior techniques required averaging across animals due to low-yield multi-electrode implants. By reducing electrode bulk and improving insulation reliability, the approach supports chronic recordings for up to a week, enhancing data quality for mechanistic studies of neuromuscular control. This advancement improves predictive confidence in target validation by enabling precise temporal correlation of neural activity with behavior in intact systems.
The method integrates into discovery biology by enabling hypothesis testing of neuromuscular control mechanisms through multi-site electrophysiological monitoring in behaving animals.