Aquí describimos la disección del cordón nervioso abdominal del cangrejo de río. También demostramos una técnica electrofisiológica para registrar la locomoción ficticia de las neuronas motoras de Swimmeret.
Artículo de método
Aquí describimos la disección del cordón nervioso abdominal del cangrejo de río. También demostramos una técnica electrofisiológica para registrar la locomoción ficticia de las neuronas motoras de Swimmeret.
Aquí se demuestra la disección del nervio espinal cangrejos abdominal. La preparación comprende los dos últimos ganglios torácicos (T4, T5) y la cadena de ganglios abdominal (A1 a A6). Esta cadena de ganglios incluye la parte del sistema nervioso central (CNS) que impulsa la locomoción coordinada de los pleópodos (swimmerets): el sistema swimmeret. Se sabe desde hace más de cinco décadas que en los cangrejos cada swimmeret es impulsada por su propio núcleo generadores de patrones independiente que genera la actividad rítmica alternancia 1-3. Las neuronas motoras que inervan la musculatura de cada swimmeret comprender dos anatómica y funcionalmente distintas poblaciones 4. Uno de ellos es responsable de la retracción (carrera de potencia, PS) de la swimmeret. El otro impulsa la prolongación (carrera de retorno, RS) de la swimmeret. Las neuronas motoras del sistema swimmeret son capaces de producir espontáneamente un patrón motor ficticio, que es idéntico al patrón grabado en vivo 1.
El objetivo de este informe es dar a conocer una interesante y conveniente sistema modelo para el estudio de las redes y la coordinación de los microcircuitos independientes para prácticas de laboratorio de los estudiantes de generación de ritmo. El protocolo previsto incluye paso a paso las instrucciones para la disección del cordón nervioso abdominal del cangrejo de río, el fijar de la cadena de aislados de ganglios, desheathing los ganglios y registrando el patrón motor ficticio swimmerets extracelular del sistema nervioso aislado.
Además, podemos controlar la actividad de las neuronas swimmeret registrados intracelularmente a partir de las dendritas. Aquí también se describe brevemente estas técnicas y proporcionamos algunos ejemplos. Además, la morfología de las neuronas swimmeret se puede evaluar usando varias técnicas de tinción. Aquí proporcionamos ejemplos de intracelular (por iontoforesis) tinte lleno neuronas y rellenos de grupos de neuronas motoras swimmeret. En nuestro laboratorioutilizamos esta preparación para estudiar las funciones básicas de locomoción ficticia, el efecto de la retroalimentación sensorial sobre la actividad del SNC, y la coordinación entre los microcircuitos en un nivel celular.
Los swimmerets de cangrejos de río tienen una función en el control de la postura y la golpeaban rítmicamente cuando los animales nadan hacia adelante, ventilar sus madrigueras o hembras airean sus huevos 5, 6. Los swimmerets del cangrejo señal, Pacifastacus leniusculus, ocurren en pares de la segunda a la quinta segmento abdominal, con una extremidad a cada lado del abdomen 7. El sistema nervioso central produce en su propia el golpeteo rítmico motor que impulsa el movimiento swimmeret en el animal intacto, así como en la preparación cordón nervioso aislado. Cuando no hay retroalimentación sensorial o de entrada presente descendente el patrón motor rítmico producido se llama la locomoción ficticia 1, 2. En el sistema swimmeret este patrón motor no difiere en cualquier parámetro de la actividad de los swimmerets medidos en el animal intacto.
El movimiento de cada swimmeret es accionado por un microcircuito que se encuentra en y limitado a un corresponding hemiganglion 1 -. 3 En cada microcircuito hay un kernel generadores de patrones que se compone de cinco interneuronas no enriquecidas identificados. Pueden caracterizarse funcionalmente como siendo Inhibidor de Power Stroke (IPS) o inhibidor de la carrera de retorno (IRS) 8. Estos IPS y interneuronas IRS no son osciladores endógenos, en lugar de su actividad alterna es impulsado por la inhibición recíproca 9. Debido a que estas interneuronas inhiben directamente las neuronas motoras swimmeret, la alternancia PS-RS movimiento se genera 10. Locomotion sin embargo, no sólo requiere la generación de actividad, sino también la coordinación de los diferentes microcircuitos independientes. En el sistema swimmeret dicha coordinación es establecida por el microcircuito de coordinación que asegura que las extremidades son activos en tiempos correctos. Este microcircuito es construido por tres neuronas identificadas en cada segmento de 11 a 15.
Este protocolo prevé ªe primera vez una guía disección paso a paso para aislar la cadena de ganglios (T4 a A6, Figura 1). Mostramos cómo la clavija del cable aislado nervio abdominal y desheathe cada ganglio. En este aislado de preparación del sistema nervioso, las neuronas responsables del movimiento swimmeret están listos para su uso en experimentos electrofisiológicos y morfológicos. La segunda parte de este protocolo demuestra las principales características del patrón motor swimmeret. Esto incluye una guía paso a paso para grabar extracelularmente la actividad de las neuronas motoras swimmeret. Los axones de las neuronas motoras RS proyectan a través de la rama anterior del nervio N1, mientras que los axones de las neuronas motoras PS proyectan a través de la rama posterior del mismo nervio (Figura 1) 4. Por lo tanto su actividad se puede grabar a partir de estas ramas con electrodos diferenciales pines.

Figura 1: Aislado sistema nervioso de ganglio torácico 4 (T4) para ganglio abdominal 6 (A6) y un diagrama esquemático de que T4:. Ganglio torácico 4; T5: ganglio torácico 5; A1, A2 ... A6 ganglio abdominal 1, el ganglio abdominal 2 ... ganglio abdominal 6; N1: nervios N1; N2: nervio N2; N3: nervio N3; PS: el poder de carrera; RS: vuelta de carrera. Abreviaturas direccionales: A = anterior; P = posterior.
Este procedimiento de disección y la técnica electrofisiológica demostrado son convenientes para los estudiantes de pregrado y pueden complementar los cursos prácticos de los estudiantes en la fisiología. La cadena aislado de los ganglios se ha utilizado en una serie de experimentos para estudiar la función del sistema nervioso, la coordinación, o modulación de microcircuitos swimmeret 6 así como el control neuronal de la conducta adaptativa en la locomoción 16, 17. Así, el sistema swimmeret cangrejo de río proporciona una cantidad enorme de la enseñanza interesante o tllover las oportunidades que todos comienzan con la disección del cordón nervioso ventral de cangrejos de río y registro extracelular del patrón motor ficticio.
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Este procedimiento de disección está de acuerdo con las Comunidades Europeas Directiva del Consejo de 22 de septiembre de 2010 (2010/63 / UE).
1. Preparación

Figura 2:
(1) gran cubo lleno de hielo; (2) solución salina cangrejos; (3) dispensador de solución salina; (4) microscopio de disección; (5) plato de disección; (6) tijeras fuertes; (7) pinzas (8) tijeras de primavera; (9) caja de Petri llena de Sylgard claro; (10) pernos de fijación; (11) fuente de la lámpara fría.
2. Bruto Disección
3. fina disección
4. Fijación del cordón nervioso en la placa de Petri
NOTA: Utilice pequeños pasadores cortados de alambre de acero inoxidable (ver suplementos) para fijar el cordón nervioso. Toque sólo la terminación nerviosa con las pinzas y no hacer squeeze las conectivas o ganglios.
5. Desheathing los ganglios
6. extracelular Grabaciones de neuronas motoras
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Con las grabaciones extracelulares simultáneas de RS y PS, las neuronas motoras de un ganglio, la actividad alterna de estos conjuntos de neuronas motoras, se puede controlar (Figura 18), lo que representa el patrón de locomoción ficticia.

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La anatomía del cangrejo de río y su ganglio abdominal se ha descrito anteriormente 5, 18, 19, 20 y se recomienda para familiarizarse con ellos antes de la disección para evitar el corte de nervios importantes.
Es fundamental para mantener la preparación a temperaturas inferiores a 23 ° C para evitar la degradación del cordón nervioso aislado. Esto se puede conseguir fácilmente mediante la sustitución de la solución de baño cada 20-30 min con solución salina cangrejos de r...
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Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.
Damos las gracias a Jos Burgert por ayudar con algunas de las figuras. Estamos muy agradecidos a Ingo Selbach (y el grupo "Edelkrebsprojekt NRW") por sus esfuerzos para suministrar el laboratorio con animales de experimentación. Damos las gracias a Anna C. Schneider para la corrección primeras versiones del manuscrito. Esta investigación fue apoyada por una beca SM Emmy Noether DFG 206 / 3-1 y una subvención de inicio de la Universidad de Colonia para la facultad femenina.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Amplificador extracelular de 4 canales: MA 102 | Amplificador | Elektroniklabor, Zoologie, Universitä t zu Kö ln, Alemania | |
| Air-table | Technical Manufacturing Corporation (TMC) una unidad de AMETEK Ultra Precision Technologies, Peabody, MA, EE. UU | . 63-534 | |
| Axon Digidata 1440A | Digitizador | Axon Instruments, Diseño de dispositivos moleculares, Union City, CA | DD1440A |
| gran cubo | |||
| Clampex & Clampfit | pClamp 10, software de registro y análisis | Molecular Devices Design, Union City, CA | pClamps 10 Fuente de |
| lámpara fría | estándar con guía de luz flexible (haz de fibra óptica) | Microscopios Euromex holanda, Arnhem, BD | LE.5211 & LE.5235 |
| ordenador y monitor | equipado con software | ||
| , contenedor y pipeta para residuos líquidos | |||
| cangrejo de río salino | contiene (en mM): 5,4 KCl, 2,6 MgCl2, 13,5 CaCl2 y 195 NaCl, tamponado con 10 mM de base Tris y 4,7 mM de ácido maleico; aireado durante 3 horas. Ajuste a pH de 7.4. | ||
| dextrano, Texas Red (3000MW, lisina fijable) | tinte fluorescente, lisina fijable | Life Technologies GmbH, Darmstadt, Alemania | D3328 |
| plato de disección | (largo x ancho x alto) 15x7x5 cm; forrado con silicona | ||
| Pinzas de fijación | |||
| Faraday | |||
| (biología, Dumont #5) | Pinzas: Biología, punta 0,05 x 0,02 mm, longitud 11cm, INOX | Fine Science Tools (FST), Alemania | 11252-20 |
| pinzas (biología, Dumont #55) | Pinzas: Biología, punta 0,05 x 0,02 mm, longitud 11cm, INOX | Pinzas Fine Science Tools (FST), Alemania | 11255-20 |
| (electrónicas, Dumont #5) | Pinzas: Estándar, punta 0,1 x 0,06 mm, longitud 11cm, INOX | Fine Science Tools (FST), Alemania | 11251-20 |
| electrodo intracelular | Capilares de vidrio de borosilicato (diámetro exterior/interior: 1 mm/0,5 mm), con filamento | Sutter Instruments, Novato, CA | BF100-50-10 |
| Leica S8 Apo StereoZoom | Microscopio de disección Zoom 1x - 8x | Leica, Alemania | 10446298 |
| espejo | de mesa | ||
| de modelismo | |||
| Zoom 0.67x - 4.5x | Olympus, Alemania | ||
| placa de Petri | 94 x 16 mm; forrado con silicona transparente | Greiner bio-one, Alemania | 633180 |
| tijeras de anillo | ThoughCut, filo: afilado/romo, recto: 13 cm | Fine Science Tools (FST), Alemania | 14054-13 |
| o alternativa: Tijeras de muelle Vannas | filo de corte: 8 mm, diámetro de la punta: 0,2 mm, recto: 10 cm o filo de corte 2,5 mm, diámetro de la punta 0,075 mm, recto: 8 cm | Fine Science Tools (FST), Alemania | 15024-10 o 15000-08 |
| estudiante Vannas tijeras de resorte o alternativa: Tijeras de resorte Moria | filo de corte: 5 mm, diámetro de la punta: 0,35 mm, recto: 9 cm o filo: 5 mm, diámetro de la punta 0,1 mm, recto: 8 cm | Fine Science Tools (FST), Alemania | 91500-09 o 15396-00 |
| sylgard | 184 base de elastómero de silicona y agente de curado; para sylgard negro agregue carbón activado | Dow Corning, Midland, MI, USA | |
| jeringa rellena de vaselina y equipada con una aguja de gauche 20 con punta |
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