Drosophila Melanogaster 三龄幼虫中枢神经系统活动的电生理记录

该方法通过测量黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）中枢神经系统的电发生，有助于解答昆虫毒理学和昆虫生理学领域的关键科学问题。这使得研究人员能够检验广泛的科学假设，并有助于发现新型杀虫剂的作用机制。该技术的主要优势在于，它提供了一个简单、可重复且通量相对较高的系统，仅需较少的资金投入即可用于研究果蝇的神经系统。

首先，打开采集/分析软件。在主工具栏中点击“Setup”，然后选择“Channel Settings”，此时将弹出一个对话框。将总通道数减少至三个。

通道一将记录来自放大器的原始信号，范围为100毫伏。通道二将用于统计通道一中超过给定阈值的事件数量。为此，请点击“计算”选项卡，以打开通道二的下拉菜单。

选择“循环测量”，这将打开第二个对话框。将通道一选为信号源。然后，在“测量”下拉菜单中选择“事件中的单位峰”。

最后，在检测设置区域的下拉菜单中选择“简单阈值”。在检测调整窗口中输入阈值水平，使其高于背景噪声。为了将电活动转换为以赫兹（Hz）表示的频率图，请在第三通道选择“算术运算”。

在新窗口中，输入 1000 次 smoothsec，括号内输入 channel two, two。然后，在单位下拉菜单中选择频率单位 hertz。关闭对话框返回主界面。

通道三的 y 轴应以赫兹为单位，x 轴以时间为单位。解剖幼虫期黑腹果蝇中枢神经系统时，首先从培养管中识别并取出一只游走期三龄黑腹果蝇（Drosophila melanogaster），将其放入 200 µL 生理盐水中。然后用一对精细镊子夹住口钩，并用另一对镊子轻轻夹住幼虫的腹部，注意力度，避免撕裂薄的角质层。

轻轻牵拉口钩和腹部，向不同方向分离蛆的尾部与头部区域，以暴露其内脏。中枢神经系统（CNS）将与气管和消化道交织在一起。用镊子将中枢神经系统从消化道和气管中仔细剥离出来。

从幼虫中解剖黑腹果蝇中枢神经系统是成功的关键步骤。所解剖的神经节必须保持完整，且下行运动神经不得有明显损伤。附着在神经节上的运动神经数量越多，基础放电频率就越高。

如有必要，使用万纳斯弹簧剪在大脑叶后方手动横切中枢神经系统，以破坏血脑屏障。横切操作应根据所用化学物质的理化性质进行。红线为建议的横切位置，此处显示的是已横切的中枢神经系统及完整保留的下行外周神经干。

首先，使用硼硅酸盐玻璃毛细管拉制玻璃移液管电极，使其电阻达到 5 到 15 兆欧。将横切的中枢神经系统（CNS）放入含有 200 微升生理盐水的石蜡腔室中。用鳄鱼夹（焊接在接地线上）夹住一根未涂层的昆虫针，并将该针插入生理盐水中以接通电路。

使用显微操作器，将电极对准横断的中枢神经系统的尾端。在连接外周神经干之前，通过调节采集/分析软件中的阈值水平来消除背景噪声。对注射器施加轻微的负压，以将外周神经吸入吸电极中。

启动数据采集软件的记录，并在采集基线放电率数据前，让基线放电率稳定平衡五分钟。五分钟后，加入 200 微升生理盐水和溶剂，使灌流 chamber 的总体积达到 400 微升，开始记录对照组放电率。如果对照处理的放电模式与此处所示示例不相似，则弃用该样本及记录数据。

记录 3 至 5 分钟并建立基线后，吸出 200 微升生理盐水，并加入 200 微升溶于生理盐水中的实验药物。在数据采集/分析软件中，通过添加注释标记给药时间点，注释内容应包括药物名称及其终浓度。下图显示的是暴露于 DMSO 前后典型的神经放电轨迹。

箭头指示给药时间。可见对DMSO有轻微反应。随着丙泊酚浓度增加，切断的黑腹果蝇中枢神经系统动作电位发放频率呈浓度依赖性增强，而神经抑制剂GABA则使动作电位发放频率呈浓度依赖性降低。

进行该实验操作时，需注意本实验为离体实验，因此生理盐水的条件（如 pH 和温度）对于维持中枢神经系统标本的长期活性至关重要。同样，避免外界电干扰、使用有效的法拉第笼以及降低 60 赫兹噪声，对该检测的成功也极为关键。通过本检测所获得的数据有助于确定杀虫剂的具体作用机制。

可通过其他方法（如电压钳电生理学、生物化学分析以及额外的药理学检测）对这些数据进行后续验证。