Name: 运动神经元细胞外识别的肌肉运动游泳池海兔夜蛾 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-25T12:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: 学习在Aplysia californica中使用细胞外电极识别运动神经元的技术。该方法通过记录神经活动来研究软体动物的运动控制机制，为理解摄食行为的神经基础提供重要数据。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本研究由美国国立卫生研究院（NIH）基金项目 NS047073 和美国国家科学基金会（NSF）基金项目 DMS1010434 资助。

<ol><li>McCrohan, C. R., Benjamin, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+relationships+of+the+cerebral+giant+cells+with+motoneurones+in+the+feeding+system+of+Lymnaea+stagnalis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Synaptic relationships of the cerebral giant cells with motoneurones in the feeding system of Lymnaea stagnalis.</a> J. Exp. Biol. 85, 169-186 (1980).</li>
<li>Benjamin, P. R., Rose, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Central+generation+of+bursting+in+the+feeding+system+of+the+snail%2C+Lymnaea+stagnalis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Central generation of bursting in the feeding system of the snail, Lymnaea stagnalis.</a> J. Exp. Biol. 80, 93-118 (1979).</li>
<li>Peters, M., Altrup, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+organization+in+pharynx+of+Helix+pomatia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Motor organization in pharynx of Helix pomatia.</a> J. Neurophysiol. 52 (3), 389-409 (1984).</li>
<li>Church, P. J., Cohen, K. P., Scott, M. L., Kirk, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptidergic+motoneurons+in+the+buccal+ganglia+of+Aplysia+californica%3A+immunocytochemical%2C+morphological%2C+and+physiological+characterizations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Peptidergic motoneurons in the buccal ganglia of Aplysia californica: immunocytochemical, morphological, and physiological characterizations.</a> J. Comp. Physiol. A. 168 (3), 323-336 (1991).</li>
<li>Lu, H., Chestek, C. A., Shaw, K. M., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+extracellular+stimulation+of+individual+neurons+in+ganglia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neural.+Eng%22%5BJournal%5D)">Selective extracellular stimulation of individual neurons in ganglia.</a> J. Neural. Eng. 5 (3), 287-309 (2008).</li>
<li>Church, P. J., Lloyd, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+of+diverse+neuropeptide+cotransmitters+by+identified+motor+neurons+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Expression of diverse neuropeptide cotransmitters by identified motor neurons in Aplysia.</a> J. Neurosci. 11 (3), 618-625 (1991).</li>
<li>Church, P. J., Lloyd, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+of+multiple+identified+motor+neurons+recorded+intracellularly+during+evoked+feedinglike+motor+programs+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Activity of multiple identified motor neurons recorded intracellularly during evoked feedinglike motor programs in Aplysia.</a> J. Neurophys. 72 (4), 1794-1809 (1994).</li>
<li>McManus, J. M., Lu, H., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+In+Vitro+Preparation+for+Eliciting+and+Recording+Feeding+Motor+Programs+with+Physiological+Movements+in+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica.</a> J. Vis. Exp. (70), e4320(2012).</li>
<li>Cullins, M. J., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrode+fabrication+and+implantation+in+Aplysia+californica+for+multi-channel+neural+and+muscular+recordings+in+intact%2C+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Electrode fabrication and implantation in Aplysia californica for multi-channel neural and muscular recordings in intact, freely behaving animals.</a> J Vis. Exp. (40), e1791(2010).</li>
<li>Zhurov, Y., Weiss, K. R., Brezina, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tight+or+loose+coupling+between+components+of+the+feeding+neuromusculature+of+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Tight or loose coupling between components of the feeding neuromusculature of Aplysia.</a> J. Neurophysiol. 94 (1), 531-549 (2005).</li>
<li>Hurwitz, I., Goldstein, R. S., Susswein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compartmentalization+of+pattern-initiation+and+motor+functions+in+the+B31+and+B32+neurons+of+the+buccal+ganglia+of+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Compartmentalization of pattern-initiation and motor functions in the B31 and B32 neurons of the buccal ganglia of Aplysia californica.</a> J. Neurophysiol. 71 (4), 1514-1527 (1994).</li>
<li>Morton, D. W., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+timing+of+activity+in+motor+neurons+that+produce+radula+movements+distinguishes+ingestion+from+rejection+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">The timing of activity in motor neurons that produce radula movements distinguishes ingestion from rejection in Aplysia.</a> J. Comp. Physiol. A. 173 (5), 519-536 (1993).</li>
<li>Iles, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+synaptic+activation+of+the+fast+coxal+depressor+motoneurone+of+the+cockroach.+Periplaneta+americana%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Structure and synaptic activation of the fast coxal depressor motoneurone of the cockroach. Periplaneta americana.</a> J. Exp. Biol. 56 (3), 647-656 (1972).</li>
<li>Westerfield, M., McMurray, J. V., Eisen, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identified+motoneurons+and+their+innervation+of+axial+muscles+in+the+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Identified motoneurons and their innervation of axial muscles in the zebrafish.</a> J. Neurosci. 6 (8), 2267-2277 (1986).</li>
<li>Susswein, A. J., Rosen, S. C., Gapon, S., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+buccal+motor+programs+elicited+by+a+cholinergic+agonist+applied+to+the+cerebral+ganglion+of+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Characterization of buccal motor programs elicited by a cholinergic agonist applied to the cerebral ganglion of Aplysia californica.</a> J. Comp. Physiol. A. 179 (4), 509-524 (1996).</li>
<li>Hurwitz, I., Neustadter, D., Morton, D. W., Chiel, H. J., Susswein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+patterns+of+the+B31%2FB32+pattern+initiators+innervating+the+I2+muscle+of+the+buccal+mass+during+normal+feeding+movements+in+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Activity patterns of the B31/B32 pattern initiators innervating the I2 muscle of the buccal mass during normal feeding movements in Aplysia californica.</a> J. Neurophys. 75 (4), 1309-1326 (1996).</li>
<li>Morton, D. W., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+buccal+nerve+activity+that+distinguishes+ingestion+from+rejection+can+be+used+to+predict+behavioral+transitions+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">In vivo buccal nerve activity that distinguishes ingestion from rejection can be used to predict behavioral transitions in Aplysia.</a> J. Comp. Physiol. A. 172 (1), 17-32 (1993).</li>
<li>Warman, E. N., Chiel, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+technique+for+chronic+single-unit+extracellular+recording+in+freely+behaving+animals+using+pipette+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">A new technique for chronic single-unit extracellular recording in freely behaving animals using pipette electrodes.</a> J. Neurosci. Methods. 57 (2), 161-169 (1995).</li>
<li>Nargeot, R. N., Baxter, D. A., Byrne, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contingent-dependent+enhancement+of+rhythmic+motor+patterns%3A+an+in+vitro+analog+of+operant+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Contingent-dependent enhancement of rhythmic motor patterns: an in vitro analog of operant conditioning.</a> J. Neurosci. 17 (21), 8093-8105 (1997).</li>
<li>Kandel, E. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKandel%2C+ER+%22Behavioral+biology+of+Aplysia%22">Behavioral biology of Aplysia</a>. , Freeman. San Francisco. (1979).</li>
<li>Scott, M. L., Govind, C. K., Kirk, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromuscular+organization+of+the+buccal+system+in+Aplysia+californica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Neuromuscular organization of the buccal system in Aplysia californica.</a> J. Comp. Neurol. 312 (2), 207-222 (1991).</li>
<li>Rosen, S. C., Miller, M. W., Cropper, E. C., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outputs+of+radula+mechanoafferent+neurons+in+Aplysia+are+modulated+by+motor+neurons%2C+interneurons%2C+and+sensory+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Outputs of radula mechanoafferent neurons in Aplysia are modulated by motor neurons, interneurons, and sensory neurons.</a> J. Neurophysiol. 83 (3), 1621-1636 (2000).</li>
<li>Rosen, S. C., Miller, M. W., Evans, C. G., Cropper, E. C., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+synaptic+connections+between+peptidergic+radula+mechanoafferent+neurons+and+neurons+in+the+feeding+system+of+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Diverse synaptic connections between peptidergic radula mechanoafferent neurons and neurons in the feeding system of Aplysia.</a> J. Neurophysiol. 83 (3), 1605-1620 (2000).</li>
<li>Weiss, K. R., Chiel, H. J., Koch, U., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity+of+an+identified+histaminergic+neuron%2C+and+its+possible+role+in+arousal+of+feeding+behavior+in+semi-intact+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Activity of an identified histaminergic neuron, and its possible role in arousal of feeding behavior in semi-intact Aplysia.</a> J. Neurosci. 6 (8), 2403-2415 (1986).</li>
<li>Rosen, S. C., Teyke, T., Miller, M. W., Weiss, K. R., Kupfermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+characterization+of+cerebral-to-buccal+interneurons+implicated+in+the+control+of+motor+programs+associated+with+feeding+in+Aplysia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Identification and characterization of cerebral-to-buccal interneurons implicated in the control of motor programs associated with feeding in Aplysia.</a> J. Neurosci. 11 (11), 3630-3655 (1991).</li>
<li>Jing, J., Weiss, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+variants+of+a+motor+act+in+a+modular+and+hierarchical+motor+network%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Generation of variants of a motor act in a modular and hierarchical motor network.</a> Curr. Biol. 15 (19), 1712-1721 (2005).</li>
<li>Azizi, F., Lu, H., Chiel, H. J., Mastrangelo, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+neurostimulation+using+pulse+code+modulation+%28PCM%29+microfluidic+chips%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Chemical neurostimulation using pulse code modulation (PCM) microfluidic chips.</a> J. Neurosci. Methods. 192 (2), 193-198 (2010).</li>
<li>Zhurov, Y., Proekt, A., Weiss, K. R., Brezina, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+of+internal+state+are+expressed+in+coherent+shifts+of+neuromuscular+activity+in+Aplysia+feeding+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Changes of internal state are expressed in coherent shifts of neuromuscular activity in Aplysia feeding behavior.</a> J. Neurosci. 25 (5), 1268-1280 (2005).</li>
<li>Baker, B. J., Kosmidis, E. K., Vucinic, D., Falk, C. X., Cohen, L. B., Djurisic, M., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+brain+activity+with+voltage-+and+calcium-sensitive+dyes%5BTitle%5D)+AND+%22Cell.+Mol.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Imaging brain activity with voltage- and calcium-sensitive dyes.</a> Cell. Mol. Neurobiol. 25 (2), 245-282 (2005).</li>
<li>Fejtl, M., Stett, A., Nisch, W., Boven, K. -H., Möller, A. On Micro-Electrode Array Revival. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFejtl%2C+M+%22Advances+in+Network+Electrophysiology+Using+Multi-Electrode+Arrays%22">Advances in Network Electrophysiology Using Multi-Electrode Arrays</a>. Baudry, M., Taketani, M. , Springer Press. New York. 24-37 (2006).</li>
</ol>

我们没有需要披露的内容。

在具有大型可识别神经元的动物中（例如软体动物，如Lymnaea、Helix和Aplysia），通常采用细胞内记录技术来分析运动神经元群1,2,3,4。在本实验方案中，我们描述了一种利用细胞外记录技术对运动神经元群中的运动神经元进行唯一性鉴定的方法。我们以力测量作为该方法的示例，也可使用肌电图（EMG）来检测肌肉的神经支配。简而言之，若采用EMG方法，需对本方案进行调整，将钩状电极连接至I1/I3肌肉的不同区域以进行肌电图记录。
细胞外记录技术相较于细胞内记录技术具有一些优势，其中部分优势前文已有所描述。首先，细胞外记录技术在准备神经节进行实验时所需的时间和精力更少，并且对神经元的损伤也更小。通常，为细胞外实验准备口部神经节需要20-30分钟，而为细胞内实验准备附着于口器肌肉组织上的口部神经节则大约需要1.5小时。由于肌肉的活性会随着时间推移而逐渐降低，因此细胞外与细胞内实验在神经节制备时间上的差异可能对实验的成功至关重要。图7展示了在张力研究中，使用细胞外或细胞内技术识别I...

<table><tbody><tr><td>氯化钠</td><td>Fisher Scientific</td><td>S671</td><td>生物级，已认证</td></tr><tr><td>氯化钾</td><td>Fisher Scientific</td><td>P217</td><td>符合ACS标准</td></tr><tr><td>六水合氯化镁</td><td>Acros Organics</td><td>19753</td><td>99%</td></tr><tr><td>七水合硫酸镁</td><td>Fisher Scientific</td><td>M63</td><td>符合ACS标准</td></tr><tr><td>二水合氯化钙</td><td>Fisher Scientific</td><td>C79</td><td>符合ACS标准</td></tr><tr><td>葡萄糖（右旋糖）</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7528</td><td>BioXtra</td></tr><tr><td>MOPS缓冲液</td><td>Acros Organics</td><td>17263</td><td>99%</td></tr><tr><td>卡巴胆碱</td><td>Acros Organics</td><td>10824</td><td>99%</td></tr><tr><td>氢氧化钠</td><td>Fisher Scientific</td><td>SS255</td><td>已认证</td></tr><tr><td>盐酸</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA49</td><td>已认证</td></tr><tr><td>单通道毛细玻璃管</td><td>A-M Systems</td><td>6150</td><td></td></tr><tr><td>Flaming-Brown 微量移液器拉制仪 P-80/PC 型号</td><td>Sutter Instruments</td><td></td><td>使用灯丝：FT345B</td></tr><tr><td>漆包不锈钢丝</td><td>California Fine Wire</td><td></td><td>0.001D，涂层 h</td></tr><tr><td>家用 Silicone II 胶水</td><td>GE</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>Duro Quick-Gel 超强胶</td><td>Henkel corp.</td><td></td><td> </td></tr><tr><td>A-M Systems 1700 型放大器</td><td>A-M Systems</td><td></td><td>滤波设置：I2 神经/肌肉为 10–500 Hz；其余所有神经为 300–500 Hz</td></tr><tr><td>Pulsemaster 多通道刺激器</td><td>World Precision Instruments</td><td>A300</td><td></td></tr><tr><td>刺激隔离器</td><td>World Precision Instruments</td><td>A360</td><td></td></tr><tr><td>AxoGraph X</td><td>AxoGraph Scientific</td><td></td><td>记录用软件</td></tr><tr><td>金质连接插针</td><td>Bulgin</td><td>SA3148/1</td><td></td></tr><tr><td>金质连接插座</td><td>Bulgin</td><td>SA3149/1</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 硅橡胶弹性体</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>100 × 15 mm 结晶皿</td><td>Pyrex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>高真空润滑脂</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>移液器吸头</td><td>Fisher Scientific</td><td>21-375D</td><td></td></tr><tr><td>显微固定针（Minutien Pins）</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-10</td><td></td></tr><tr><td>模型黏土</td><td>Sargent Art</td><td>22-4400</td><td></td></tr><tr><td>Whisper 气泵</td><td>Tetra</td><td>77849</td><td></td></tr><tr><td>水族馆用软管</td><td>Eheim</td><td>7783</td><td>12/16 mm</td></tr><tr><td>Elite 气石</td><td>Hagen</td><td>A962</td><td></td></tr><tr><td>Vannas 弹簧剪</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 精细镊子</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Kimwipes 纸巾</td><td>Kimberly-Clark</td><td>34155</td><td></td></tr></tbody></table>

在 aplysia californica 中通过细胞外记录识别特定肌肉运动池的运动神经元

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

在具有大型已鉴定神经元的动物中例如 软体动物），运动神经元池的分析采用细胞内记录技术进行1,2,3,4最近，我们开发了一种在细胞外刺激并记录单个神经元的技术 Aplysia californica5我们现描述一种利用该技术对运动池内运动神经元进行特异性鉴定与表征的实验方案。
这种细胞外技术具有多项优势。首先，细胞外电极能够透过鞘膜刺激并记录神经元5，因此无需去除鞘膜。因此，在细胞外实验中神经元的状态比在细胞内实验中更为健康。其次，若通过适当固定鞘膜使神经节旋转，则细胞外电极可接触神经节两侧的神经元，从而在同一制备样本中更简便、高效地识别多个神经元。第三，细胞外电极无需穿入细胞，因此可在不同神经元之间轻松移动，对神经元造成的损伤更小。当需要在持续时间仅数分钟的重复运动模式期间记录多个神经元时，这一特点尤为有用。第四，细胞外电极在肌肉运动过程中比细胞内电极更具灵活性。细胞内电极可能在肌肉收缩时被拉出，从而损伤神经元；而细胞外电极仅轻柔地压在神经元上方的鞘膜上，通常能在肌肉收缩期间保持在同一个神经元上方，因此可用于结构更完整的制备样本。
为了使用细胞外电极唯一鉴定运动神经元池（特别是Aplysia中的I1/I3肌肉）中的运动神经元，可采用无需细胞内记录即可获取的特征作为鉴定标准：胞体大小和位置、轴突投射路径以及肌肉支配方式4,6,7。针对本技术示例所用的特定运动神经元池，我们通过记录口神经2和3的信号来测定轴突投射，同时测量I1/I3肌肉的收缩力，以确定各个运动神经元对肌肉的支配模式。
我们展示了首先利用肌肉神经支配来鉴定运动神经元，然后表征其在运动模式中的放电时序，进而建立一种简化的快速鉴定方法的完整过程。这种简化且更快速的诊断方法更适用于结构更完整的标本，例如悬吊式口器团块标本8或在体9实验。该方法也可应用于Aplysia的其他运动神经元群10,11,12，或其他动物系统中的运动神经元群2,3,13,14。

图4 和 图5 展示了用于鉴定两个 I1/I3 运动神经元的典型结果。图4 显示了一个大型运动神经元 B3 在类似排出和类似摄取模式期间的胞体记录（图4C、4D）。胞体通道与同侧 BN2 通道上一一对应的尖峰放电（图4E）表明，在模式过程中，B3 胞体记录的特异性得以保持。B3 在模式的中期至晚期缩回阶段放电。根据 图4 及其他结果（未展示），我们发现 B3 的 BN2 单位始终是最大的 BN2 单位。因此，它也可以直接从 BN2 记录中检测到。
图5展示了小神经元B43在类似排出和类似摄取模式期间的胞体记录（图5C、5D）。胞体通道与同侧BN2通道上一一对应的峰电位（图5E）也表明，在模式过程中，B43胞体记录的特异性得以保持。神经元B43在模式的回缩相末期产生簇状放电。由于B4...

在具有大型可识别神经元的动物中例如 软体动物）的运动池分析采用细胞内记录技术进行1,2,3,4最近，我们开发了一种在细胞外刺激并记录单个神经元的技术 Aplysia californica5我们现描述一种利用该技术对运动池内运动神经元进行特异性鉴定与表征的实验方案。

在 Aplysia californica 中通过细胞外记录识别特定肌肉运动池的运动神经元

在具有大型已鉴定神经元的动物（如软体动物）中，运动神经元池的分析采用细胞内记录技术1,2,3,4。近期，我们开发了……

本实验的总体目标是细胞外鉴定某一运动池中的单个运动神经元，进而在运动模式期间对其进行监测和控制。首先，将已制备好的麻痹海兔的口球组织置于特制记录皿中，其关键神经上连接有钩状电极；随后，准备口神经节和脑神经节以进行细胞外刺激和记录。第二步是将吸吮电极连接到口球组织的关键神经和肌肉上，将力传感器固定于目标肌肉，并将细胞外玻璃电极放置在口神经节的鞘膜上。接下来，使用细胞外玻璃电极定位目标运动神经元。最后一步是在测量肌肉收缩力的同时，对目标运动神经元进行细胞外刺激并记录其电活动。最终，通过细胞外刺激与记录技术，展示在不同类似摄食的运动模式中，单个运动神经元的识别及其神经活动情况。与现有的细胞内神经元鉴定方法相比，该技术的主要优势在于，细胞外玻璃电极能够在肌肉运动过程中，在同一制备样本中识别并监测多个运动神经元。我实验室的另一位研究生杰夫·麦克马纳斯（Jeff McManus）将协助演示该操作流程。在本操作中，首先准备吸吮电极：剪取一段长约10厘米的聚乙烯管。用手握住管子两端，将其靠近本生灯产生的火焰，并同时旋转，直至管壁变软。然后在将导管移离火焰的同时小心地拉伸。导管的中间部分在拉伸后会变长并变窄，随后将导管切成两半，形成两个电极段。这些吸吮电极通常应用于神经或肌肉的切断末端，但有时也可用于短暂接触记录。在显微镜下连接钩状电极后，于口球附着点处双侧切断口神经节神经和食管神经。接着，将脑神经节向前牵拉，使其移出 I 二肌的阻碍位置。然后切开覆盖在壶腹囊上的 I 二肌。向侧方和前方延长切口，将I₂肌的瓣膜向前牵拉，以暴露翼状神经。切断两条RN分支，并确保分支长度足以连接吸电极。继续围绕口部神经节呈大圆形完成I₂的切口。注意不要切断BN二号神经或BN三号神经，直到颊神经节及附着的I二号肌肉能够完全与颊团块分离。随后，在钩状电极附着点之外的部位，于双侧BN三号神经与颊团块的连接处将其切断。然后，在记录皿中连接后室与中间平台的凹槽处涂抹一层薄薄的真空脂。随后，在前室玻璃底部将要放置口球的位置涂抹一层薄薄的快干胶水。小心地将脑神经节、口神经节和口球转移至记录皿中。确保所有钩状电极均未被过度拉紧，以免损伤神经。接下来，小心地将口器团块放置在记录皿前室的胶水上。确保其腹面粘附在皿底，并避免神经节和电极接触胶水。随后，在皿中加入Plegia生理盐水以促进胶水固化。然后在显微镜下，用镊子夹住脑神经节的鞘膜，将其拉入后室，并确保 CBCs 通过切迹。接着固定脑神经节中除 CBCs 以外的其他神经，以避免对完整的 CBCs 造成损伤。在CBCs上涂抹更多的真空脂，使真空脂的顶部略高于防护壁，以确保各室之间不会发生泄漏。然后向培养皿的两个腔室中加入更多的Plegia生理盐水，使神经节完全浸没。为稳定口神经节，首先将BN三根神经的末端固定在中间平台的雪茄形基座上。由于将使用钩状电极记录BN神经

extracellularly-identifying-motor-neurons-for-muscle-motor-pool

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

运动神经元细胞外识别的肌肉运动游泳池<em&gt;海兔夜蛾</em

初级培养的 Aplysia 感觉-运动神经元为研究突触形成和突触可塑性提供了一个模型制备系统 体外。本视频演示了从感觉神经元和运动神经元中进行识别与显微解剖的过程 Aplysia...

制备Aplysia 感觉-运动神经元细胞培养

本实验为学生提供了一种简便的方法，以获得观察肌肉结构、突触反应以及离子梯度和通透性对膜电位影响的经验。此外，还展示了一个感觉-中枢神经系统-运动-肌肉环路，用于演示测试化合物对神经环路作用的方法。...

利用螯虾进行膜电位、突触反应、神经回路、神经调制及肌肉组织学的学生实验

该新方法可同时记录单个成年小鼠运动神经元的细胞内电活动，并测量其肌纤维产生的力量。在正常和基因修饰动物中联合研究运动单位的电学与机械特性，是神经肌肉系统研究领域的一项突破。...

同时记录成年小鼠腰段运动神经元的细胞内电活动及其运动单元产生的力 体内

海兔 Aplysia californica 被广泛用作神经生物学模型，以研究行为的细胞和分子基础。本文介绍了一种用于探索 Aplysia...

Aplysia 神经节制备用于单个神经元的电生理学与分子分析

本文介绍了小龙虾腹部神经索的解剖方法。同时，我们还演示了一种电生理学技术，用于记录泳足运动神经元的虚拟运动活动。...

小龙虾的腹肢系统：神经索解剖与运动模式细胞外记录的实用指南

分子通过肌肉注射后被摄取并逆行转运至相应运动神经元的效率，取决于注射位点相对于运动终板（MEPs）的位置。本文介绍如何在骨骼肌上定位运动终板，以优化示踪剂向运动神经元的逆行转运。...

沿运动终板进行肌肉内注射：一种将示踪剂直接导入运动神经元的微创方法

本研究详细介绍了一种标准的免疫组织化学方法，用于观察晚期16阶段黑腹果蝇（Drosophila...

在 Drosophila 胚胎运动神经元轴突投射模式的可视化

本文介绍了一种对海洋软体动物Aplysia...

一种用于Aplysia californica齿舌内在肌的微创损伤技术

我们描述了一种逆行示踪的方法 果蝇...

逆行示踪 果蝇 使用亲脂性荧光染料标记胚胎运动神经元

本方案介绍了一种利用吸收型电压敏感染料和光电二极管阵列，在非转基因无脊椎动物物种中以单细胞分辨率成像神经元群体活动的方法。该方法可实现快速的工作流程，可在一天内完成成像与分析。...

基于光电二极管的光学成像技术用于在非转基因无脊椎动物中以单神经元分辨率记录神经网络动态

我们描述了一种在市售微流控装置中生成人类运动单位的方法，该方法通过共培养人诱导多能干细胞来源的运动神经元与人原代中血管母细胞来源的肌管细胞，从而形成功能性活跃的神经肌肉接头。...

在微流控装置中生成具有功能性神经肌肉接头的人类运动单元

学习在Aplysia californica中使用细胞外电极识别运动神经元的技术。该方法通过记录神经活动来研究软体动物的运动控制机制，为理解摄食行为的神经基础提供重要数据。

在 Aplysia californica 中通过细胞外记录识别特定肌肉运动池的运动神经元

探索更多视频