25 בנובמבר 2014
כאן אנו מתארים את דיסקציה של חוט העצב הבטני של הסרטנים. אנו גם מדגימים טכניקה אלקטרופיזיולוגית לתיעוד תנועה פיקטיבית מנוירונים מוטוריים של שחייה.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לנתח את חוט העצב הבטני מהסרטנים על מנת להשתמש בו במחקרים אלקטרופיזיולוגיים. זה מושג על ידי הרדמה ראשונה של הסרטנים. לאחר מכן, מתבצעת דיסקציה גסה כדי לבודד את צלחת הגחון של הסרטנים.
לאחר מכן מבוצעת דיסקציה עדינה כדי לבודד לחלוטין את מערכת העצבים המרכזית מגרעיני הראיה לגרעיני הבטן. שש. לבסוף, מעטפת הגנגליון מוסרת מכל הגרעינים כדי להקל על ניסויים אלקטרופיזיולוגיים.
בסופו של דבר, שרשרת גרעיני הבטן משמשת להקלטות נוספות או תוך-תאיות. לחקור קואורדינציה של מחוללי דפוסים מרכזיים או לחקור את המורפולוגיה וההקשר הסינפטי של נוירונים מזוהים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום מדעי המוח, כגון מתן התנסות מעשית בתפקוד רשת העצבים כדי להיות מסוגל לתעד תנועת FLA במערכת העצבים המבודדת, או לאפיין את המורפולוגיה של גרעיני הבטן או של נוירונים ספציפיים.
אם כי שיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי מערכת קצב השחייה של סרטנים. ניתן ליישם אותו גם על מערכות אחרות כגון רשת עצבית המניעה את התנהגות היפוך הזנב בסרטנים עבודה עם הסרטן פסיפי Stacia Linea Guus. לאחר הרדמת בעל חיים על פי פרוטוקול הטקסט, החזיקו את צד הגחון כלפי מעלה והשתמשו במספריים חזקים כדי לחתוך את שני הטפרים בבסיסם ליד בית החזה.
לאחר מכן הסר את תרמילי האירו השמאלי והימני. הניחו את הצד הגחוני של החיה כלפי מעלה בכלי חיתוך מרופד בזרוע שחורה לפני השימוש במי מלח קרים כדי לחלחל דרך פתח הטופר. לאחר מכן, השתמש במספריים חזקים כדי לבצע חתך רוחבי יחיד ממש אחורי לעיני הסרטן כדי לערוף את ראשו.
לאחר מכן הסר את כל רגלי ההליכה ליד מפרקי הבסיס כדי לבודד את הבטן יחד עם קטעי בית החזה האחרונים משאר בית החזה. הכנס את קצה המספריים לפתח רגל ההליכה השנייה וחתוך לצד הנגדי. לאחר הרחבת החתך לשני הצדדים דרך בית החזה וחשיפת חלק מהאיברים הפנימיים כמתואר בפרוטוקול הטקסט, הסר את החלק הקדמי של בית החזה.
כעת הסר את האיברים הפנימיים ושטוף את החיה במי מלח קרים. המשך את הדיסקציה עם חתך במיקום רוחבי מקסימלי בין הלומון לחולדות השחיין לכל אורך צלחת החזה. בצע את אותו חתך בצד השני.
הניחו את בטן הסרטן כלפי מעלה בצלחת הדיסקציה. השתמש בסיכות חרקים כדי לקבע את הדגימה מאחור בטלסון ומקדימה בשרידי הקרבאס. ממלאים את המנה במי מלח סרטנים כך שתכסה את הדגימה.
השתמש במלקחיים גסים ביד שמאל כדי לתפוס דרך פתח רגל הליכה ולמשוך את הדגימה פתוחה. זהה את שני גדילי השריר המכופפים הגדולים של הגב. תקן אותם וחתוך את בסיסי הגחון שלהם כמו גם את עורק החזה.
לחשוף את גרעיני הבטן הראשונים A אחד ואת העצבים הקשורים N אחד N שתיים. עכשיו עוברים לקטע הבטן השני. הסר את הבסיס של גדילי השרירים קרוב לבסיס הגחון.
גנגליון הבטן A 2 נראה כעת עם העצבים הקשורים N one, N 2 ו-N 3. חצו את העצבים N שלוש במיקום המרוחק ביותר מחוט העצב. חזור על שלבים אלה עבור שלושת מקטעי הבטן הבאים עם גרעיני הבטן.
שלוש עד חמש. כשמגיעים לגנגליון הבטן, שש. חותכים את לוחית החזה האחורית לעצבים של שש.
שמור את החלק הגחוני והצמד אותו כלפי מטה. צד הגב כלפי מעלה בצלחת מלאה במי מלח מתחת למיקרוסקופ. השתמש במלקחיים כדי להסיר את החלקים הקדמיים ביותר של ירכתי בית החזה של הצפלון.
ואז חותכים את השרירים בין מבני השלד החיצוניים הנותרים. לאחר הרמה בזהירות של הקצה הקדמי של חוט העצב הגחוני, חתוך את עצבי בית החזה לרוחב. התמקד באחד וחתוך את העצבים N אחד ו-N שניים של אחד באורך מקסימלי של סנטימטר אחד כדי להצמיד אותם החוצה.
לאחר מכן, עברו ל-A 2 וזהו את העצבים N one, N 2 ו-N 3 של קטע זה. העצבים באחד מגרעיני הבטן, שניים עד חמש. שוכנים בין שני עור החזה בהתפתחויות בכל קטע ומכוסים בשרירים.
לאחר מכן החל מהשפה הצדדית של הבטן, בצע חתך אחד לאורך קיפול הציפורן החזה האחורי, והמשך לכיוון קו האמצע לאחר חשיפת N אחד על פי פרוטוקול הטקסט. במידת הצורך, חתוך את העצב בצורה דיסטלית ככל האפשר. המשך לצד הנגדי והתחל לבודד את העצב N אחד מקו האמצע ליד הגנגליון והתקדם לכיוון השפה הצדדית על ידי חיתוך לאורך עטיפת הציפורן האחורית של החזה.
עכשיו חתכו את העצבים N שניים של הגנגליון הזה לאורך מתאים להצמדה. לאחר מכן חזור על השלבים המוצגים עבור גרעיני הבטן. שתיים לשלוש עד חמש רחוק ככל האפשר.
לחתוך את העצבים של גנגליון שש. השתמש במלקחיים כדי לתפוס עצבים מרובים של שש כדי להרים את הגנגליון ולהתחיל לבודד את שרשרת הגרעינים מצלחת החזה. לאחר בידוד מוחלט של חוט העצב, העבירו את שרשרת הגרעינים לצלחת פטרי מרופדת במגן אדן שקוף וממולאת במי מלח באמצעות סיכות קטנות שנחתכו מחוט נירוסטה תוך הפעלת מגע מתיחה עדין.
הצמד את שרשרת הגרעינים בקו ישר כשחוט העצב מסודר בצד הגב כלפי מעלה. שמור רק את שני גרעיני בית החזה האחרונים והצמד את עצבי בית החזה לצד. הצמד את העצבים של אחד בזווית של 90 מעלות ביחס לחוט העצב.
לאחר מכן המשך ל-2 והצמד את העצבים N 2 בזווית של 35 עד 45 מעלות ביחס לחוט העצב. לאחר שהעצבים N one מופרדים ומוצמדים על פי פרוטוקול הטקסט, הצמד את הענף הקדמי של העצב N אחד בזווית של 90 מעלות לחוט העצב. לאחר מכן הצמד את הענף האחורי של עצב N אחד בין הענף הקדמי N אחד לעצב N שתיים.
מכיוון שכל גרעיני הבטן צריכים להיות עטופים, השתמש במספריים קפיציים עדינים כדי לבצע חתך רוחבי קטן דרך נדן הגנגליון האחורי לגנגליון ובין העצבים N שתיים ו-N שלוש. חותכים לרוחב הנדן מעל החיבור. לאחר מכן המשיכו לחתוך אותו לאורך הגבולות הצדדיים של הגנגליון לפני הסרת הנדן.
במידת הצורך, השתמש במלקחיים עדינים כדי להרים את הנדן כדי לבצע הקלטות חוץ-תאיות. לאחר הגדרת הכלים והריאגנטים המפורטים בפרוטוקול הטקסט, הנח את שרשרת הגרעינים על שולחן המיקרוסקופ והאיר מלמטה. הכנס את אלקטרודת ההקלטה למגן הסיל קרוב לעצב המטרה ואלקטרודת הייחוס במיקום קרוב אך לרוחב הגרעין.
לאחר מכן כופפו את עצב המטרה סביב ההקלטה. לאחר מתיחה ואבטחת העצב, השתמש במזרק מלא בג'לי נפט ובמחט קצה מעוגל בגודל 20 כדי לבודד את עצב המטרה מתמיסת הרחצה. חזור על כך עבור כל העצבים שצריך לתעד את פעילותם.
לבסוף, התחל להקליט כפי שמוצג כאן, פעילות ה-PS החוץ-תאית של נוירונים מוטוריים PS 2 עד PS 5 מתחילה בפרץ PS בחמש וגל העירור מתפשט בכיוון הקדמי. בנוסף, הזמן הנמדד מתחילת פרץ אחד ועד לתחילת ההתפרצות הבאה בכל קטע נשאר קבוע ומוגדר כתקופה של תקופות הקצב וההתפרצות. משכי הזמן יכולים להשתנות בין תכשירים שונים, אך השהיית הפאזה בין הקטעים נשארת קבועה כרבע מהמחזור ללא תלות בתדירות הקצב.
ניתן לראות את דפוסי הקואורדינציה הללו בצורה הטובה ביותר בהיסטוגרמות הפאזה הנראות כאן. כאן באמצעות מיקרו אלקטרודות חדות, הקלטות תוך-תאיות מהדנדריטים של Ps.נוירונים מוטוריים מראים תנודות אנפאזה של נוירונים בודדים עם הפעילות המתועדת החוץ-תאית של כל הנוירונים המוטוריים של PS מאותו גנגליון הימי. כדי לזהות נוירונים שהוקלטו תוך תאיים, ניתן למלא תאים באמצעות מיקרו אלקטרודות חדות ויונטופורזה.
באיור זה, הסודה הגחונית של שני נוירונים מוטוריים של PS ממולאים ממוקמת אחורית לבסיס העצב N one. הנויריט הראשוני מקרין מלפנים ומסתעף בתוך הגלולה הנוירולוגית הרוחבית. האקסון מקרין דרך הענף האחורי של העצב N אחד אל השרירים.
לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך 45 דקות עד שעה אם היא מבוצעת כראוי. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להחליף את מי המלח במרווחי זמן קבועים כדי לשמור על בריאות רקמת העצבים. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו הקלטה תוך-תאית של נוירונים מוטוריים או בין נוירונים על מנת לענות על שאלות נוספות כמו ניתוח מנגנון הקואורדינציה התאי, מדידת זרמים יוניים או חקר ההשפעה של נוירומודולטורים על פעילות קצבית של תאים ספציפיים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מתאר את הדיסקציה של חוט העצבים הבטני של סרטני הנחל ומדגים טכניקה אלקטרופיזיולוגית להקלטת תנועה פיקטיבית (fictive locomotion) מנוירונים מוטוריים של רגלי השחייה.
פרוטוקול הדיסקציה של חוט העצבים של רגלי השחייה בסרטן נהר (crayfish swimmeret) וההקלטה החוץ-תאית מספקים מודל חסון לחקירת רשתות עצביות המייצרות מקצב ותיאום של מיקרו-מעגלים. מערכת זו מאפשרת בדיקה מדויקת של השערות בנוגע לתפקוד מחוללי תבניות מרכזיים (central pattern generators), ובכך תומכת בהפחתת סיכונים מנגנוניים ובביטחון חיזוי בשלבים מוקדמים של גילויים בנוירוביולוגיה. יכולת השחזור שלה והתוצרים הכמותיים הופכים אותה לבעלת ערך למחקר תרגומי ולפיתוח בדיקות (assays) בנתיבי פיתוח של נוירו-פרמקולוגיה.
שיטה זו משתלבת ברצף הגילוי, החל מבדיקת השערות ראשונית ועד לפיתוח מודלים פרה-קליניים לתפקוד מעגלים עצביים.