Name: Propriozeption und Spannungsrezeptoren in Crab Gliedmassen: Schülerlabor Übungen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-24T17:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 58 s
Description: Erfahren Sie physiologische und anatomische Techniken zur Untersuchung von Propriozeptoren und Spannungsrezeptoren in Krebs-Gliedmaßen. Diese Methode liefert wertvolle Erkenntnisse über sensorische Feedback-Mechanismen.

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Die Autoren bedanken sich für die künstlerischen Beiträge der Hyewon Cooper.

<ol><li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chordotonal+organs+in+Crustacea%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Chordotonal organs in Crustacea.</a> Nature. 187, 522-523 (1038).</li>
<li>Alexandrowicz, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+comparative+anatomy+of+leg+propriocetors+in+some+decapod+Crustacea%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mar.+Biol.+Assoc.+U.K%22%5BJournal%5D)">The comparative anatomy of leg propriocetors in some decapod Crustacea.</a> J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 52 (3), 605-634 (1972).</li>
<li>Hartman, H. B., Boettiger, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+functional+organization+of+the+propys-dactylus+organ+in+Cancer+irroratus+Say%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Biochem.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The functional organization of the propys-dactylus organ in Cancer irroratus Say.</a> Comp. Biochem. Physiol. 22, 651-663 (1967).</li>
<li>Cooper, R. L., Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+of+the+bender+apodeme+tension+receptors+in+the+Dungeness+crab%2C+Cancer+magister%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Biochem.+Physiol.+A+Physiol%22%5BJournal%5D)">Responses of the bender apodeme tension receptors in the Dungeness crab, Cancer magister.</a> Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 109 (2), 479-486 (1994).</li>
<li>Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+proprioceptive+neurons+on+chordotonal+organs+in+the+crab%2C+Cancer+magister%5BTitle%5D)+AND+%22Crustaceana%22%5BJournal%5D)">Mapping proprioceptive neurons on chordotonal organs in the crab, Cancer magister.</a> Crustaceana. 81 (4), 447-475 (2008).</li>
<li>Burke, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+organ+for+proprioception+and+vibration+sense+in+Carcinus+maenas%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">An organ for proprioception and vibration sense in Carcinus maenas.</a> J. Exp. Biol. 31, 127-138 (1953).</li>
<li>Hill, A. V. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHill%2C+AV+%22First+and+Last+Experiments+in+Muscle+Mechanics%22">First and Last Experiments in Muscle Mechanics</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, U.K. (1970).</li>
<li>Stuart, D. G., Mosher, C. C., Gerlach, R. L., Reinking, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+arrangement+and+transducing+properties+of+Golgi+tendon+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Mechanical arrangement and transducing properties of Golgi tendon organs.</a> Exp. Brain Res. 14 (3), 274-292 (1972).</li>
<li>Macmillan, D. L., Dando, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tension+receptors+on+the+apodemes+of+muscles+in+the+walking+legs+of+the+crab%2C+Cancer+magister%5BTitle%5D)+AND+%22Mar.+Behav.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Tension receptors on the apodemes of muscles in the walking legs of the crab, Cancer magister.</a> Mar. Behav. Physiol. 1 (1-4), 185-208 (1972).</li>
<li>Bévengut, M., Simmers, A. J., Clarac, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Central+neuronal+projections+and+neuromuscular+organization+of+the+basal+region+of+the+shore+crab+leg%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Central neuronal projections and neuromuscular organization of the basal region of the shore crab leg.</a> J. Comp. Neurol. 221 (2), 185-198 (1983).</li>
<li>El Manira, A., Cattaert, D., Clarac, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monosynaptic+connections+mediate+resistance+reflex+in+crayfish+%28Procambarus+clarkii%29+legs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Monosynaptic connections mediate resistance reflex in crayfish (Procambarus clarkii) legs.</a> J. Comp. Physiol. A. 168 (3), 337-349 (1991).</li>
<li>Le Bon-Jego, M., Cattaert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibitory+component+of+the+resistance+reflex+in+the+locomotor+network+of+the+crayfish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Inhibitory component of the resistance reflex in the locomotor network of the crayfish.</a> J. Neurophysiol. 88 (5), 2575-2588 (2002).</li>
<li>Ray, D. L., Clarac, F., Cattaert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+analysis+of+the+sensory+motor+pathway+of+resistance+reflex+in+crayfish.+I.+Multisensory+coding+and+motor+neuron+monosynaptic+responses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Functional analysis of the sensory motor pathway of resistance reflex in crayfish. I. Multisensory coding and motor neuron monosynaptic responses.</a> J. Neurophysiol. 78 (6), 3133-3143 (1997).</li>
<li>Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vergleichende+Untersuchungen%C3%BCber+das+periphere+Nerve-muskelsystem+von+Crustaceen+%28Comparative+studies+on+the+peripheral+nerve-muscle+system+of+crustaceans%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Vergleichende Untersuchungenüber das periphere Nerve-muskelsystem von Crustaceen (Comparative studies on the peripheral nerve-muscle system of crustaceans).</a> J. Comp. Physiol. 19, 349-385 (1933).</li>
<li>Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement+receptors+in+decapod+crustacea%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mar.+Biol.+Assoc.+U.K%22%5BJournal%5D)">Movement receptors in decapod crustacea.</a> J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 38 (01), 01-143 (1959).</li>
<li>Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tension+receptors+on+the+closer+muscle+apodeme+in+the+walking+legs+of+the+blue+crab+Callinectes+sapidus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Tension receptors on the closer muscle apodeme in the walking legs of the blue crab Callinectes sapidus.</a> J. Comp. Physiol. A. 157 (3), 355-362 (1985).</li>
<li>Holsinger, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+effect+of+regional+phenotypic+differences+of+Procambarus+clarkii+opener+muscle+on+sarcomere+length%2C+fiber+diameter%2C+and+force+development+MSc++%5B%5D%22">The effect of regional phenotypic differences of Procambarus clarkii opener muscle on sarcomere length, fiber diameter, and force development MSc thesis [dissertation]</a>. , University of Kentucky. (2013).</li>
<li>Parsons, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+morphology+and+ultrastructure+of+tension+receptors+in+the+walking+legs+of+the+crab%2C+Carcinus+maenas%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">The morphology and ultrastructure of tension receptors in the walking legs of the crab, Carcinus maenas.</a> Cell Tissue Res. 211 (1), 139-149 (1980).</li>
<li>Parsons, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+and+central+interactions+of+tension+receptors+in+the+leg+muscle+of+Carcinus%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Biochem.+Physiol.+A+Physiol%22%5BJournal%5D)">Responses and central interactions of tension receptors in the leg muscle of Carcinus.</a> Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 72 (2), 391-399 (1982).</li>
<li>Tryba, A. K., Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+responses+of+series+force+receptors+innervating+the+opener+muscle+apodeme+in+the+blue+crab%2C+Callinectes+sapidus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Dynamic responses of series force receptors innervating the opener muscle apodeme in the blue crab, Callinectes sapidus.</a> J. Comp. Physiol. A. 180 (3), 215-221 (1997).</li>
<li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fine+structure+of+crustacean+proprioceptors.+I.+The+chordotonal+organs+in+the+legs+of+the+shore+crab%2C+Carcinus+meanas%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Trans.+R.+Soc.+Lond.+B+Biol.+Sci%22%5BJournal%5D)">The fine structure of crustacean proprioceptors. I. The chordotonal organs in the legs of the shore crab, Carcinus meanas.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 245 (725), 291-325 (1962).</li>
<li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fine+structure+of+crustacean+proprioceptors.+II.+The+thoracico-coxal+organs+in+Carcinus%2C+Pagurus+and+Astacus%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Trans.+R.+Soc.+Lond.+B+Biol.+Sci%22%5BJournal%5D)">The fine structure of crustacean proprioceptors. II. The thoracico-coxal organs in Carcinus, Pagurus and Astacus.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 248 (752), 437-456 (1965).</li>
<li>Leksrisawat, B., Cooper, A. S., Gilberts, A. B., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+Receptor+Organs+in+the+Crayfish+Abdomen%3A+A+Student+Laboratory+Exercise+in+Proprioception%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception.</a> J. Vis. Exp. (45), e2323(2010).</li>
<li>Baierlein, B., Thurow, A. L., Atwood, H. L., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+Potentials%2C+Synaptic+Responses%2C+Neuronal+Circuitry%2C+Neuromodulation+and+Muscle+Histology+Using+the+Crayfish%3A+Student+Laboratory+Exercises%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises.</a> J. Vis. Exp. (47), e2322(2011).</li>
<li>Delaney, K., Gelperin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+interneurons+controlling+fictive+feeding+in+Limaxmaximus%3B+I.+Anatomy+and+criteria+for+re-identification%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Cerebral interneurons controlling fictive feeding in Limaxmaximus; I. Anatomy and criteria for re-identification.</a> J. Comp. Physiol. A. 166, 297-310 (1990).</li>
<li>Hartman, H. B., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regeneration+and+molting+effects+on+a+proprioceptor+organ+in+the+Dungeness+crab%2C+Cancer+magister%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Regeneration and molting effects on a proprioceptor organ in the Dungeness crab, Cancer magister.</a> J. Neurobiol. 25 (5), 461-471 (1994).</li>
<li>Hartman, H. B., Austin, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proprioceptor+organs+in+the+antennae+of+Decapoda+Crustacea%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Proprioceptor organs in the antennae of Decapoda Crustacea.</a> J. Comp. Physiol. 81 (2), 187-202 (1972).</li>
<li>Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+sensory+processes+during+limb+regeneration+in+adult+crayfish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Development of sensory processes during limb regeneration in adult crayfish.</a> J. Exp. Biol. 201 (Pt 11), 1745-1752 (1998).</li>
<li>Chung, Y. -S., Cooper, R. M., Graff, J., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+acute+and+chronic+effect+of+low+temperature+on+survival%2C+heart+rate+and+neural+function+in+crayfish+%28Procambarus+clarkii%29+and+prawn+%28Macrobrachium+rosenbergii%29+species%5BTitle%5D)+AND+%22Open+J.+Mol.+Int.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The acute and chronic effect of low temperature on survival, heart rate and neural function in crayfish (Procambarus clarkii) and prawn (Macrobrachium rosenbergii) species.</a> Open J. Mol. Int. Physiol. 2 (3), 75-86 (2012).</li>
<li>Blundon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+temperature+and+thermal+history+on+neuromuscular+properties+of+two+crustacean+species%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+B%22%5BJournal%5D)">Effects of temperature and thermal history on neuromuscular properties of two crustacean species.</a> J. Comp. Physiol. B. 158 (6), 689-696 (1989).</li>
<li>Cooper, R. M., Schapker, H., Adami, H., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+and+ventilatory+measures+in+crayfish+during+copulation%5BTitle%5D)+AND+%22Open+J.+Mol.+Int.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Heart and ventilatory measures in crayfish during copulation.</a> Open J. Mol. Int. Physiol. 1 (3), 36-42 (2011).</li>
<li>Bierbower, S. M., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanistic+action+of+carbon+dioxide+on+a+neural+circuit+and+NMJ+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Zoology%22%5BJournal%5D)">The mechanistic action of carbon dioxide on a neural circuit and NMJ communication.</a> Journal of Experimental Zoology. , (2013).</li>
<li>Bierbower, S. M., Shuranova, Z. P., Viele, K., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+systems+and+environmental+change+on+behavior+during+social+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Sensory systems and environmental change on behavior during social interactions.</a> Brain Behav. 3 (1), 4-13 (2013).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Der Zweck dieser Versuchsreihe 1) von einer identifizierbaren propriozeptiven Nervenspannorgan und lehren und zeigen die Grundprinzipien der extrazellulären Aufzeichnungen und 2) die Bedeutung von anatomischen Karten für die physiologische Funktion von bestimmten sensorischen Systeme streichen. Dieser experimentelle Ansatz und die Tiermodelle verwendet werden, sind preiswert und relativ einfach in der Neurophysiologie Lehrlabors durchzuführen. Die Neuronen Chordotonalorgane sind von zwei spezifischen Funktionstypen, die, die auf Bewegungen und die Reaktion auf statische Positionen. Einzelzellaufnahmen aus einer Vielfalt von Chordotonalorgane, egal welche gemeinsamen untersucht wird, haben gezeigt, dass dies der Fall 3,5 sein. Tatsächlich Chordotonalorgane mit den Antennenverbindungen von Hummer verbunden zeigen die gleichen zwei Sinnestypen und grundlegende Anatomie 27. Zusätzlich zu, dass es zwei Neuronentypen (Bewegung und position), die Neuronen die gleiche anatomische Anordnung an ihren jeweiligen elastischen Fäden. Die große Somata proximal am Strang befindet eher auf die dynamische Bewegung sensiblen Neuronen gehören. Neuronen, die statischen Positionen signalisiert haben kleine Zellkörper und distal entfernt. Diese Zellen sind tonisch aktiv. Der PD-Joint enthält nur einen einzigen chordotonal Orgel, während es zwei Chordotonalorgane in der Handwurzel-propodus (CP) und merus-Handwurzel (MC) Gelenke. Die Präparation auf propriozeptiven Strukturen in Blaukrabben (C. sapidus) für elektrophysiologische Aufnahme aussetzen erfordert eine Strategie, die Gelenkbewegungen statt in den Natur Positionen zu nehmen, während der Aufnahme von sensorischen Neuronen ermöglicht. Die Spannung, Nerven für den Opener Muskel im Bein Walking ist eine sehr feine Nerven aus mehreren Neuronen. Sofern darauf geachtet wird, die Spannung Nerven sowie der motorischen Nerven innervieren die Muskeln stimuliert werden, können in dieser Präparation beschädigt werden. Füroptimale Aufnahmen Saugelektroden müssen auf die Größe des Nervs angepasst werden. Aufnahmen sind in einem Schülerlabor mit einer 30-40-facher Vergrößerung Binokular-und Low-End-Mikromanipulatoren leicht zugänglich. Zukünftige Experimente, das wäre interessant, mit den gemeinsamen Chordotonalorgane verfolgen wäre, die strukturellen und physiologischen Beinprofile während der Regeneration bei verschiedenen Spezies in verschiedenen Phasen des Lebenszyklus zu untersuchen, wie eine Folgemaßnahme zu einer ersten Studie, die Cancer magister 19,26 verwendet . Fragen noch zu richten sind: 1) hat die Verteilung und Organisation von Nervenzellen regeneriert hängen vom Alter des Tieres beim Regenerieren ein Glied, 2) sind die axonalen Projektionen des ZNS (Bauchmark) in einem Regenerations Gliedmaßen Funktions oder tut es nehmen Sie sich Zeit und die gemeinsame Nutzung zu funktionellen Verbindungen herzustellen, und 3), was passiert mit den abgetrennten Axone proximal der Autotomie Ebene, wenn das Glied autotomized? 28 Krebstiere entsprechen den Umweltbedingungen und ihrer Umgebungstemperatur, aber es ist unklar, wie sie Koordination zu erhalten in einem neuronalen Schaltkreis, wie Nervenzellen ändern ihre Aktivität in Reaktion auf Temperaturänderungen. Eine langsame Geschwindigkeit der Änderung könnte dem Tier einige Zeit zur Akklimatisierung zu ermöglichen, während eine schnelle Änderung kann not29, 30. Physiologische Veränderungen im pH-Wert oder Osmolarität durch Stoffwechsel, Verhalten 31 oder Auswirkungen auf die Umwelt können ähnliche Herausforderungen zu neuronalen Schaltkreise in Propriozeption beteiligt zu präsentieren. Diese Krustentierpräparate sind ideal für die Lösung dieser Art von Problemen, weil ihre Funktion auch bei einer Einzelzellebene aus. In diesem Protokoll haben wir die physiologische Bedeutung der Spannung Neuronen bei der Überwachung der Kraft, die von dem Opener Muskel erzeugt demonstriert. Diese Spannung Rezeptoren können, um ihre Position innerhalb der apodeme mithilfe Färbeverfahren zurückverfolgt werden. DieseNeuronen, wie in Säugetieren, erkennen Kraft auf verschiedenen Ebenen und zu rekrutieren zusätzliche Neuronen wie die Kraft steigt. Die Frequenz der Aktivität hängt mit der Anregungsfrequenz des Motors Neuron bis zur Sättigung in Empfang erreicht wird. Mit einem Schnellverschluss-Protokoll mit dem gebogenen dactylus Gelenk, schnell verschwindet Spannung Aktivität, sondern kehrt auf die Wiedererlangung Spannung in einer vollständig ausge Joint dann. Dies ist ein klassisches experimentelles Verfahren, um die Kraft auf Zug-Rezeptoren gemessen illustrieren. Verschiedene Neuromodulatoren können sich auf die Herstellung angewendet werden, um zu sehen, wie sie die Entwicklung der Kraft und der neuronalen Reaktion bewirkt. Einer der wichtigsten Aspekte ist, wie die neuronalen Antworten werden verarbeitet und im Zentralnervensystem und ihr Einfluss auf die Aktivität von Motoneuronen integriert. Die Techniken, die wir gezeigt haben, erlauben es, zu starten, um mehr Informationen über die Spannung (sensorischen) Nerven Motor Neuron Schaltungsfunktion, dh das Signal in einem intakten Bein zum Ganglion und Rücken Adresseauf den Muskel. Die Färbung Verfahren nachgewiesen sind der Schlüssel zum Verständnis der Physiologie der Sinnesnervenzellen, die propriozeptiven Organe innervieren. Anatomische Anordnung der Neuronen basierend auf der Funktion und der Größe des Soma sind ähnlich in den verschiedenen Chordotonalorgane innerhalb der Krabben Beine. Es ist nicht bekannt, ob ähnliche neuronale Arrangements sind auch in anderen Schalentierarten und Insekten gefunden. Die Kombination von physiologischen Aufnahmen von Einzelzellen und Kartierung der Lage ermöglicht direkten Strukturfunktionsbeziehungen. Die langfristige Erhaltung der anatomischen Anordnung mit CoCl 2-Färbung und Fixierung ermöglicht es, wiederholt zu Maßnahmen und Bewertung der strukturellen Anordnung. Propriozeption und Spannung Empfang der Skelettmuskeln sind Sinnesmodalitäten, die koordinierte Verhaltensweisen und Reaktionen auf externe und interne Umfeld für Gelenktiere in einer Vielzahl von Skelettmuskel-Konfiguration zu aktivierens. Der Muskel-Rezeptor-Orgel in der Bauch der Krebse ist eine weitere gut dokumentierte Vorbereitung (siehe Crawdad Projekt; <a href="http://www.crawdad.cornell.edu/">http://www.crawdad.cornell.edu/</a> ) für Lehrzwecke der Propriozeption mit nur zwei Neuronen pro Bauch Hemi-Segment 23 . Die Möglichkeit, von einzelnen Nervenzellen auf sensorische Nervenbündel aufnehmen weitere Einzelheiten, dass die Hilfe für das Verständnis der grundlegenden Prinzipien der sensorischen Rezeption. Diese relativ einfache Krustentierpräparate erlauben es, grundlegende Aspekte der Propriozeption und Spannungsüberwachung anzugehen, mit dem Potenzial, die neuronalen Schaltkreise, die zentrale Integration von propriozeptiven und andere sensorische Eingänge 9-12, 32, 33 ermöglichen zu bestimmen.

Propriozeption ist die Empfindung von Gliedmaßen Position und Bewegung, die koordinierte Verhalten des Motors ermöglicht. Propriozeptoren aus Position (statisch) und Bewegung (kinästhetischen)-Rezeptoren. Bei Insekten und Krebstiere, Chordotonalorgane sind die Strukturen, die diese Informationen an das ZNS 1 vorzusehen. Nicht alle Chordotonalorgane spannen einen gemeinsamen, aber sie können immer noch Gelenkbewegungen aufgrund ihrer Befestigung auf den apodemes (Sehnen-Strukturen), die das Gelenk überspannen und sich in Verbindung mit der Skelettmuskulatur und Gelenkbewegung zu überwachen. Crab Beine haben sechs Gelenke, die jeweils mit einem oder zwei Chordotonalorgane 2. Typischerweise wird eine chordotonal Orgel hat 60 bis 100 oder mehr sensorischen Neuronen innerhalb eines elastischen Strang eingebettet ist, Neuronen, die statische gemeinsame Position, Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung 06.03 signalisieren. Die Eingabe von Chordotonalorgane an jedem Gelenk-und Bein wird dann zentral verarbeitet so dass koordinierte Bewegungen durch das Tier. <p class="jove_content"&gt; Die Kräfte, die Beinmuskulatur während isometrischer und isotonische Kontraktionen werden durch Spannung Rezeptoren mit Muskelfasern und deren Anhänge zu apodemes7-9 zugeordnet erkannt. In den Krebstieren Laufbein Protokolle, präsentieren wir Methodik für die Aufnahmen von primären sensorischen Neuronen, die Propriozeption überwachen und den Neuronen, die Kräfte, die durch Muskelfaser erzeugt reagieren zu folgen. Eine Technik zum Aktivieren Beinbewegungen und Quantifizierung Krafterzeugung wird ebenfalls vorgestellt sowie anatomische Techniken, die verwendet werden können, um die Anordnung dieser peripheren Nervensystemstrukturen zu charakterisieren. Die unten demonstriert Verfahren ermöglichen strukturelle und funktionelle Analyse der Neuronen, die beide Arten von Rezeptoren relativ zu ihrer Lage auf einem chordotonal elastischen Strang und apodeme innervieren. Um zu veranschaulichen, verwenden wir die propodite-dactylopodite (PD) chordotonal Organ, das Organ, das den meisten distalen Segment der Krabbenbein 3 überspannt.Obwohl detaillierte elektrophysiologische Studien begann in den 1930er Jahren und werden noch heute aus durchgeführt wird, haben einige Aspekte werden über die Segmentverbindungen von Propriozeptoren in den verschiedenen Gelenken und ihre Rollen in der koordinierten Steuerung muscles10-16 bekannt. Festlegung der Struktur-Funktions-Beziehung zwischen den propriozeptiven Organe, Muskeln und das Nervensystem wird dazu beitragen, diese Rollen zu definieren. Zum Beispiel wird die Beschriftung der Somata und distalen Enden der Spannung in den Neuronen apodeme eingefügt ihrer Lage relativ zu Muskelfasern 8,17-21 offenbaren. Wir präsentieren drei Färbetechniken für Krustentier Beine, die in der Forschung und akademischen Labors verwendet werden kann. Methylenblau-Färbung bietet geeigneten Kontrast für Muskeln und Nerven und wird als eine einfache Technik für Studenten, um Anatomie zu lernen empfohlen. Labs, die Fluoreszenzmikroskopie Setups können selektiver neuronaler Färbung durch kurzes Aussetzen des Nerven erreichens an den Vitalfarbstoff 4-Di-2-ASP. Die dritte Alternative ist CoCl 2 Hinterfüllung, die die Nervenzellen färbt und fixiert, und keine Fluoreszenz-Bildgebung erforderlich. Obwohl es Arbeit und Zeit intensiv, diese Färbung verleiht hohen Kontrast und Spezifität für die Nerven, die gefüllt sind. Zusammen können diese Techniken für den Vergleich verschiedener Chordotonalorgane nicht nur innerhalb einer Extremität oder zwischen den Gliedern, sondern auch bei anderen Krebstier-und Insektenarten 20-22, verwendet werden. Blaue Krabben (C. sapidus) in physiologischen und anatomischen Aufnahmen Färbung verwendet werden, sind in der ganzen Süd-und Südostgrenze der Vereinigten Staaten zur Verfügung stehen. Diese Art dient als Vertreter der chordotonal und Spannung Nerven Regelungen in den meisten Krebse gefunden. Laboratories an der Westküste wird es vorziehen, die viel größer Dungeness Crab (Cancer magister) für diese Experimente zu verwenden.

<table><tbody><tr><td>Sylgard</td><td>Dow Corning</td><td>182 Silikon Kit</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9333</td><td></td></tr><tr><td>CaCl2</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5670</td><td></td></tr><tr><td>HEPES Säure</td><td>Sigma</td><td>3375</td><td>Freie Säure, kristalline</td></tr><tr><td>HEPES Base</td><td>Sigma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D-Glukose</td><td>Sigma</td><td>G7021</td><td></td></tr><tr><td>MgSO4&bull; 7H2O</td><td>Sigma</td><td>M2643</td><td></td></tr><tr><td>Na2SO4&bull; 10H2O</td><td>Sigma</td><td>246980</td><td></td></tr><tr><td>Bouin' s Lösung Fixiermittel</td><td>Sigma</td><td>HT10-1-32</td><td>Achtung: Gefahrgut (Sonderversandkosten erforderlich)</td></tr><tr><td>CoCl2</td><td>Sigma</td><td></td><td>Achtung: Gefahrstoff. Bitte befolgen Sie die ordnungsgemäße Entsorgung gemäß den lokalen und bundesstaatlichen Vorschriften.</td></tr><tr><td>Methylenblauchlorid</td><td>Matheson Co., Inc</td><td>Basic Blue 9, C.I. 52015</td><td></td></tr><tr><td>4-Di-2-ASP</td><td>Molekulare Sonden</td><td></td><td>4-(4-Diethylaminostyryl)-N-methylpyridiniumiodid</td></tr><tr><td>Bleiche</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Zu Chlorid Silberdraht</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td>Zur Einstellung des pH-Werts</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1758</td><td>Zur Einstellung des pH-Werts</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Materialien</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Präparierwerkzeuge</td><td>World Precision Instruments</td><td>Sortiment</td><td></td></tr><tr><td>Intrazelluläre Elektrodensonde</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Faradayscher Käfig</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Insektenstifte</td><td>Fine Science Tools, Inc</td><td>26001-60</td><td></td></tr><tr><td>Präpariermikroskop (100X)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Faseroptische Lampe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kleiner verstellbarer Spiegel</td><td></td><td></td><td>Um den Lichtstrahl auf das Präparat zu lenken.</td></tr><tr><td>Glaselektroden</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CLS7095B5X</td><td>Schachtel mit 200 Stück, Saugelektroden</td></tr><tr><td>Mikromanipulator</td><td>World Precision Instruments</td><td>MD4-M3-R</td><td>Kann für die Basis oder an einem Metallstab befestigt</td></tr><tr><td>werden Erhöhter Präparationsständer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silberdraht (10/1.000 Zoll)</td><td>A-M Systems</td><td>782500</td><td></td></tr><tr><td>Computer</td><td>Beliebig</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AC/DC-Differenzverstärker</td><td>A-M Systems</td><td>Modell 3000</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab 26T</td><td>AD Instruments</td><td>27T</td><td></td></tr><tr><td>Kraftaufnehmer</td><td>AD Instruments</td><td>0-50g</td><td>MLTF050/ST</td></tr><tr><td>Kopfstufe</td><td>AD Instruments</td><td></td><td>Kommt mit AC/DC-Verstärker</td></tr><tr><td>LabChart7</td><td>AD Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektrische Leitungen</td><td>Jedes Unternehmen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glaswerkzeuge</td><td>Machen Sie sich selbst</td><td></td><td>Zur Manipulation von Nerven</td></tr><tr><td>Kabel und Anschlüsse</td><td>Jedes Unternehmen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipetten mit Glühbirnen</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-711-7</td><td>Schachtel mit 500</td></tr><tr><td>Bechern</td><td>Jedes Unternehmen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wachs oder Modelliermasse</td><td>Jedes Unternehmen oder lokale Geschäfte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stimulator</td><td>Grass Instruments</td><td>SD9 oder S88</td><td></td></tr><tr><td>Kunststoffspitze für Saugelektrode</td><td>Lokaler Baumarkt (Watt' s Marke)</td><td>&frac14; Zoll OD x 0,170 Zoll ID</td><td>In kleine Stücke geschnitten. Über einer Flamme herausziehen und die Spitze auf die richtige Größe zurückschneiden</td></tr></tbody></table>

propriozeption und spannungsrezeptoren in crab gliedmassen: schülerlabor Übungen

Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises

Das primäre Ziel dieser Verfahren ist es, Lehre und Forschung zeigen, wie die Aktivität der lebenden primären sensorischen Neuronen für Propriozeption verantwortlich, da sie gemeinsame Erfassung Position und Bewegung und Muskelspannung aufzeichnen. Die elektrische Aktivität von Krebstier Propriozeptoren und Spannung Rezeptoren wird durch neurophysiologische Grundlagen Instrumentierung aufgezeichnet und ein Wandler wird verwendet, um gleichzeitig die Kraft, die durch Stimulation eines motorischen Nerven erzeugt wird. Außerdem zeigen wir, wie man die Neuronen für eine schnelle Beurteilung ihrer anatomischen Anordnung oder zur dauerhaften Fixierung färben. Die Färbung zeigt anatomische Organisation, die Vertreter der Chordotonalorgane in den meisten Krebstieren ist. Vergleichen der Spannung Nervenreaktionen auf die propriozeptive Antwort ist ein wirksames Werkzeug für die Lehre, wie diese sensorischen Neuronen funktional definiert und wie die Anatomie der Funktion korreliert. Drei Färbetechnikenpräsentiert so dass die Forscher und Dozenten, eine Methode, die sich ideal für ihre Labor ist zu wählen.

Wenn die PD Organ wird durch die gemeinsame, die sich voll gestreckt, ist Aktivität in der PD Nerven während der Bewegung wie bei der ersten Sekunde in Abbildung 10 dargestellt robust. Einige Aktivität bleibt, während es noch in der geöffneten Position gehalten wird. Diese Tätigkeit ist von den statischen positionsempfindlichen Neuronen (zweite Hälfte des in Abbildung 10 dargestellt Aufnahme). Bewegung ruft eine Reaktion während der Verschiebung, und die Brenn ist vor allem während der Streckung der chordotonal Strang (Abbildung 11) vorhanden ist. Eine weitere Analyse der Spitzen können leicht durch Sortieren der relativen Amplituden fahren werden. Dies ist ein Ansatz, um verschiedene Populationen von sensorischen Neuronen, die für Positionen oder Arten von Bewegungen 5 rekrutiert demonstrieren. Typische Amplituden reichen von 0,25 bis 1,5 mV, aber diese Werte sind abhängig von dem Widerstand (dh Dichtigkeit) der Saugelektrode Dichtung. Häufigkeit der Spitzen in ter verschiedene Größenbereiche können auch zur Analyse grafisch dargestellt werden. Kräfte, die durch den Öffner Muskel bezüglich der Stimulationsfrequenz erzeugt wird, kann durch Überlagerung der jeweiligen Spannung-Zeit-Spuren auf der jeweils anderen (13A und B) verglichen werden. Dies kann auch für jedes gemeinsame Position zu jedem gegebenen Stimulationsfrequenz durchgeführt werden. Aktivität des Nerven Spannung kann dann mit dem Betrag der relativen Kraft an jedem Stimulationsfrequenz erzeugt korreliert werden, und für jede gemeinsame Position. Wie in der PD Nerven werden eine Vielzahl von Spitzenamplituden entsprechend der Kontraktion des Muskels Öffner (Fig. 13C) gesehen. Anatomische Anordnung der Neuronen in der Laufbein ist eindeutig mit Methylenblaufärbung (Fig. 14) beobachtet. Beachten Sie die elastischen chordotonal Strang und Spannung Neuron, das in der Nähe des apodeme ist. Mehrere Zellkörper mit unterschiedlichen Durchmessern eind bestimmten Orten sind auch in dieser Figur sichtbar. Der gesamte Verlauf der Spannung und Nerven Trage motorischen Nerven sind in Abbildung 15 dargestellt. Einzelne Neuronen des Nerven PD mit höheren Kontrast mit 4-Di-2-ASP (Abbildung 16) und CoCl 2 (Abbildung 17) Hinterfüllung Techniken gezeigt. Bei hoher Vergrößerung die sensorischen Endungen kann innerhalb der unterstütz scolopales (16B) 21,22,26 gesehen werden. <img alt="10" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig10.jpg" width="500px" /> Abbildung 10. Bewegen und halten bei 0 °. Die dynamischen Neuronen sind robust in Brand während der Bewegung und Spitzen von elektrostatisch empfindlichen Neuronen vorhanden sind, während die Verbindung offen gehalten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig10highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht &lt;</a>/ A&gt;. <img alt="11" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig11.jpg" width="500px" /> Abbildung 11. Schneller und Schließen von offenen voll ausgebaut (90-0 °) Position gebogen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig11highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . <img alt="12" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig12.jpg" width="500px" /> Abbildung 12. Extrazelluläre Spikes von der PD Nerven aufgezeichnet. Das Gelenk ist voll ausgefahren und dann schnell bewegt, um einen ½ Beugestellung und dann ruhig halten. Beachten Sie die Aktivität während der Bewegung und verminderte Aktivität, wenn statisch. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig12highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um größere ima ansehen</a>ge. <img alt="13" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig13.jpg" width="500px" /> Abbildung 13. Die relativen Kräfte, die mit der gemeinsamen Entwicklung sind komplett gebogen und an den verschiedenen Frequenzen stimuliert. (A) Spannung-Zeitspuren aus dem Kraftaufnehmer sind mit jedem Stimulationsfrequenz gezeigt. (B) Die Spuren in Feld A sind in verschiedenen Farben für Leichtigkeit im Vergleich überlagert. (C) Spannung-Zeitverläufe der elektrischen Aktivität von Nerven der Spannung aufgezeichnet, wenn die motorischen Nerven wurde bei 80 Hz stimuliert. Beachten Sie die regelmäßigen Muster der Reizartefakten im Vergleich zu der neuronalen Aktivität. Beachten Sie auch, die verschiedenen Amplituden der neuronalen Antworten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig13highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . Abbildung 14. Methylenblau-Färbung des Laufbein Vorbereitung. Individuelle Somen sind mit ihren sensorischen Endungen in den elastischen Strang vorstehenden gezeigt. In der Nähe des apodeme eine Spannung Neuron gezeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig14highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . <img alt="15" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig15.jpg" width="500px" /> Abbildung 15. Nerven Die Spannung, die sich aus distalen Ende (rote Pfeile) und Verbinden der motorischen Nerven (grüner Pfeil). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig15highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . Abbildung 16. (A) Ein Back-Füllung des PD Nerven in Cancer magister mit 4-Di-2-ASP. (B) Höhere Vergrößerung von sensorischen Endungen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig16highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . <img alt="17" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig17.jpg" width="500px" /> Abbildung 17. Neuronen, die mit CoCl 2 befüllt und verarbeitet wurden (A). Traced Umriss der Vorbereitung gezeigt gefärbt (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51050/51050fig17highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . <table border="0" cellpadding="0" cellspacIng. = &quot;0&quot; width = &quot;392&quot;&gt; <colgroup><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:235px;"> Salzig </td><td style="width:157px;"> g / L </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> NaCl </td><td style="width:157px;"> 27.29 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> KCl </td><td style="width:157px;"> 0,81 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> MgSO 4 • 7H 2 O </td><td style="width:157px;"> 4,81 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> CaCl 2 • 2H 2 O </td><td style="width:157px;"> 1,85 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> Na 2 SO 4 • 10H 2 O </td><td style="width:157px;"> 0,97 </td></tr><tr height=&quot;20&quot;&gt; <td height="20" style="height:20px;width:235px;"> Dextrose (D-Glucose) </td><td style="width:157px;"> 1.982 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> HEPES Säure </td><td style="width:157px;"> 0.476 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> HEPES Salz </td><td style="width:157px;"> 2,08 </td></tr><tr height="40"><td height="40" style="height:40px;width:235px;"> Auf pH 8,1 mit NaOH oder HCl </td><td style="width:157px;"></td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Krabben Rezepte für Kochsalzlösung.

Physiologischen und anatomischen Techniken werden gezeigt, Funktion und Struktur für die gemeinsame Propriozeptoren und Muskelspannung Rezeptoren in Krebstier Fuß Gliedmaßen zu adressieren.

Propriozeption und Spannungsrezeptoren in Crab Gliedmassen: Schülerlabor Übungen

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