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Methodenartikel

Die swimmeret System der Crayfish: Ein praktischer Leitfaden für die Dissektion der Nervenstrang und extrazellulären Recordings der Motor Pattern

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DOI:

10.3791/52109

25. November 2014

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier beschreiben wir die Dissektion des Bauchnervenstrangs der Krebse. Wir demonstrieren auch eine elektrophysiologische Technik zur Aufzeichnung der fiktiven Fortbewegung von Swimmeret-Motoneuronen.

Zusammenfassung

Hier zeigen wir die Dissektion der Krebse Bauchnervenstrang. Die Herstellung umfasst den letzten zwei Thoracalganglien (T4, T5) und die Kette der Abdominalganglien (A1 bis A6). Diese Kette von Ganglien umfasst den Teil des zentralen Nervensystems (ZNS), die koordinierte Bewegungs der Pleopoden (swimmerets) treibt: der swimmeret System. Es ist für mehr als fünf Jahrzehnten, die in Flusskrebse jeweils swimmeret wird durch eine eigene, unabhängige Mustererzeugungs Kernel, der rhythmischen Wechselaktivität 1-3 erzeugt angetrieben bekannt. Die Motoneuronen innervieren die Muskulatur jeder swimmeret anatomisch und funktionell unterschiedliche Populationen 4 umfassen zwei. Einer ist für den Rückzug (Arbeitstakt, PS) des swimmeret verantwortlich. Die andere treibt die Verschleppung (Rücklauf, RS) des swimmeret. Motoneuronen des swimmeret Systems sind in der Lage, spontan eine fiktive Motor Muster, welches identisch mit dem in vivo aufgezeichnete Muster ist 1.

Das Ziel dieses Berichts ist es, eine interessante und bequeme Modellsystem zur Untersuchung Rhythmus erzeugenden Netzwerke und Koordination von unabhängigen Mikroschaltungen aus praktischen Laborkurse Schüler einzuführen. Die zur Verfügung gestellten Protokoll enthält Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Präparation der Bauchnervenstrang der Krebse ist, Pinning der isoliert Kette von Ganglien, desheathing die Ganglien und die Aufzeichnung der swimmerets fiktiven Motor Muster extrazellulär aus dem isolierten Nervensystem.

Darüber hinaus können wir die Aktivität von Neuronen swimmeret intrazellulär von Dendriten, aufgezeichnet. Hier beschreiben wir kurz auch diese Techniken und stellen einige Beispiele. Weiterhin kann die Morphologie swimmeret Neuronen mit Färbetechniken beurteilen. Hier stellen wir Beispiele für intrazelluläre (durch Iontophorese) Farbstoff gefüllt Neuronen und Hinterfüllungen von Pools von swimmeret Motoneuronen. In unserem Laborwir diese Vorbereitung auf die Grundfunktionen des fiktiven Fortbewegung, die Wirkung der sensorischen Rückmeldung über die Aktivität des ZNS, und die Koordinierung zwischen Mikroschaltungen auf zellulärer Ebene zu untersuchen.

Einleitung

Die swimmerets von Krebsen dienen eine Funktion in Lageregelung und schlugen rhythmisch, wenn die Tiere schwimmen freuen, lüften ihre Höhlen oder Weibchen ihre Eier belüften 5, 6. Die swimmerets der Signalkrebs, Pacifastacus leniusculus treten paarweise vom zweiten bis zum fünften Abdominalsegment, mit einem Schenkel auf jeder Seite des Bauches 7. Das Zentralnervensystem produziert eigener rhythmischen Motor Rüttler, der die swimmeret Bewegung in intakten Tier als auch in der isolierten Nervenstrang Herstellung antreibt. Wenn es keine sensorische Rückmeldung oder absteige gegenwärtigen Eingangs die erzeugte rhythmische Motormuster heißt....

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Protokoll

Diese Dissektion Verfahren ist gemäß der Europäischen Gemeinschaften Richtlinie des Rates vom 22. nd September 2010 (2010/63 / EU).

1. Vorbereitung

  1. Erhalten Krebse, Pacifastacus leniusculus (Dana), beider Geschlechter ≥8 cm groß. Stellen Sie sicher, dass die Tiere sind von entscheidender Bedeutung und den Bauch und Bauch Gliedmaßen intakt sind.
  2. Achten Sie darauf, um den Panzer zu untersuchen und dass diese Schuppenschicht ist hart und steif. Vor- und postmolt Tiere haben einen weichen Panzer und werden, weil während der Häutungsprozess viele Parameter verändern nicht für Experimente geeignet (z....

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Ergebnisse

Mit der gleichzeitigen extrazelluläre Ableitungen von RS und PS, Motorneuronen von einem Ganglion, das Wechselaktivität dieser Motorneuronenpools, kann überwacht werden (Abbildung 18), die die fiktive Fortbewegungsmuster.

Neuronale Impulsanalyse, Diagramm mit markierten Signalen RS, PS; Experimenteller Aufbau und Wellenformen.
Abbildung 18: Schematische .......

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Diskussion

Die Anatomie der Krebse und ihre Bauchganglien zuvor 5, 18, ​​19, 20 beschrieben, und es wird empfohlen, vor der Dissektion, um Schneiden von wichtigen Nerven zu vermeiden mit ihnen vertraut machen.

Es ist entscheidend, um die Vorbereitung bei Temperaturen unter 23 ° C zu halten, um den Abbau des isolierten Nervenstrang zu vermeiden. Dies kann einfach durch Austausch der Badlösung alle 20-30 min mit kaltem Krebse Salz erreicht werden. Unter diesen Umständen ist die Kette der.......

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Danksagungen

Wir bedanken uns bei Jos Burgert für die Hilfe bei einigen der Figuren. Wir danken Ingo Selbach (und der Gruppe "Edelkrebsprojekt NRW") für seine Bemühungen um das Labor mit Versuchstieren zu versorgen. Wir danken Anna C. Schneider für das Korrekturlesen ersten Versionen des Manuskripts. Diese Arbeit wurde durch ein Emmy Noether-Stipendium der DFG SM 206 / 3-1 und dem Start Gewährung der Universität zu Köln für weibliche Dozenten unterstützt.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Extrazellulärer 4-Kanal-Verstärker: MA 102 AmplifierElektroniklabor, Zoologie, Universitä t zu Kö ln, Deutschland
air-tableTechnical Manufacturing Corporation
(TMC) ein Geschäftsbereich von AMETEK Ultra Precision Technologies, Peabody, MA, USA
63-534
Axon Digidata 1440ADigitizerAxon Instruments, Molecular Devices Design, Union City, CADD1440A
großer Eimer 
Clampex & ClampfitpClamp 10, Aufzeichnungs- und AnalysesoftwareMolecular Devices Design, Union City, CApClamps 10 Standard-Kaltlampenquelle
mit flexiblem Lichtleiter (Glasfaserbündel)Euromex Mikroskope Holland, Arnheim, BDLE.5211 & LE.5235
Computer und Monitorausgestattet mit Aufzeichnungssoftware
, Behälter und Pipette für flüssige Abfälle 
Krebs-Kochsalzlösung enthält (in mM): 5,4 KCl, 2,6 MgCl2, 13,5 CaCl2 und 195 NaCl, gepuffert mit 10 mM Tris-Base und 4,7 mM Maleinsäure; 3 Stunden lang belüftet. Bei einem pH-Wert von 7,4 einstellen.
dextran, Texas Red (3000MW, lysin fixierbar)Fluoreszenzfarbstoff, lysin fixierbarLife Technologies GmbH, Darmstadt, DeutschlandD3328
Dissektionsschale (L x B x H) 15x7x5 cm; ausgekleidet mit schwarzem Silikon
Faraday Cage
Fixierstifte
Pinzette (Biologie, Dumont #5)Pinzette: Biologie, Spitze 0,05 x 0,02 mm, Länge 11cm, INOXFine Science Tools (FST), Deutschland11252-20
Pinzette (Biologie, Dumont #55)Pinzette: Biologie, Spitze 0,05 x 0,02 mm, Länge 11cm, INOXFine Science Tools (FST), Deutschland11255-20
Pinzette (elektronisch, Dumont #5)Pinzette: Standard, Spitze 0,1 x 0,06 mm, Länge 11cm, INOXFine Science Tools (FST), Deutschland11251-20
intrazelluläre ElektrodeKapillaren aus Borosilikatglas (Außen-/Innendurchmesser: 1mm/0,5mm), mit FilamentSutter Instruments, Novato, CABF100-50-10
Leica S8 Apo StereoZoomSezier-Mikroskop                                            Zoom 1x - 8xLeica, Deutschland10446298
Mikroskoptischspiegel
zur Beleuchtung der Präparation von unten
Modelliermasse
Olympus SZ61Dissektionsmikroskop                                            Zoom 0,67x - 4,5xOlympus, Deutschland
Petrischale 94 x 16 mm; gefüttert mit klarem SilikonGreiner bio-one, Deutschland633180
RingschereThoughCut, Schneide: scharf/stumpf, gerade: 13cmFine Science Tools (FST), Germany14054-13
Federschere oder alternativ: Vannas FederschereSchneide: 8 mm, Spitzendurchmesser: 0,2 mm, gerade: 10 cm oder Schneide 2,5 mm, Spitzendurchmesser 0,075 mm, gerade: 8cmFine Science Tools (FST), Deutschland15024-10 oder                  15000-08
student Vannas  Federschere oder alternativ:  Moria FederschereSchneide: 5mm, Spitzendurchmesser: 0.35mm, gerade: 9cm oder Schneide: 5mm, Spitzendurchmesser 0,1 mm, gerade: 8 cmFine Science Tools (FST), Germany91500-09 oder                     15396-00
sylgard184 Silikonelastomer-Basis und Härter; für schwarzes Sylgard Aktivkohle hinzufügenDow Corning, Midland, MI, USA
Spritze gefüllt mit Vaseline und ausgestattet mit einer 20er Gauche-Nadel mit abgerundeter Spitze

Referenzen

  1. Hughes, G. M., Wiersma, C. A. G. The Co-Ordination of Swimmeret Movements in the Crayfish, Procambarus-Clarkii (Girard). J Exp Biol. 37 (4), 657-670 (1960).
  2. Mulloney, B., Smarandache, C. Fifty Years of CPGs: Two Neuroethological P....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

flusskrebssektionisolierung des NervenstrangsEntmantelung der Ganglienfiktives Motorprogrammintrazelluläre Ableitungenzentrale Mustergeneratorenelektrophysiologische StudienAbdominalganglien