Qui descriviamo la dissezione del cordone nervoso addominale del gambero. Dimostriamo anche una tecnica elettrofisiologica per registrare la locomozione fittizia dai motoneuroni nuotatori.
Articolo metodologico
Qui descriviamo la dissezione del cordone nervoso addominale del gambero. Dimostriamo anche una tecnica elettrofisiologica per registrare la locomozione fittizia dai motoneuroni nuotatori.
Qui mostriamo la dissezione del cordone nervoso addominale gamberi. La preparazione comprende gli ultimi due gangli toracica (T4, T5) e la catena di gangli addominali (A1 al A6). Questa catena di gangli comprende la parte del sistema nervoso centrale (CNS) che guida locomozione coordinata dei pleopodi (swimmerets): il sistema swimmeret. E 'noto per oltre cinque decenni in gamberi ogni swimmeret è guidato da un proprio kernel generano tracciati indipendenti che genera attività alternanza ritmica 1-3. I motoneuroni che innervano la muscolatura di ogni swimmeret comprendono due anatomicamente e funzionalmente distinte popolazioni 4. Uno è responsabile per la retrazione (corsa di potenza, PS) del swimmeret. Altre unità la protrazione (corsa di ritorno, RS) del swimmeret. Neuroni motori del sistema swimmeret sono in grado di produrre spontaneamente uno schema motorio fittizia, che è identico al modello registrato in vivo 1.
Lo scopo di questo rapporto è quello di introdurre un interessante e conveniente sistema modello per lo studio delle reti di generazione del ritmo e il coordinamento di microcircuiti indipendenti per i corsi di laboratorio pratico degli studenti. Il protocollo fornito include le istruzioni passo-passo per la dissezione del cordone nervoso addominale del gambero di fiume, pinning della catena isolato di gangli, desheathing gangli e registrando il swimmerets fittizia pattern motorio extracellulare dal sistema nervoso isolato.
Inoltre, siamo in grado di monitorare l'attività dei neuroni swimmeret registrati intracellulare di dendriti. Qui abbiamo anche una breve descrizione di queste tecniche e fornire alcuni esempi. Inoltre, la morfologia dei neuroni swimmeret può essere valutata utilizzando varie tecniche di colorazione. Qui forniamo esempi di intracellulare (dalla ionoforesi) tintura piena neuroni e riporti di pool di motoneuroni swimmeret. Nel nostro laboratoriousiamo questa preparazione per studiare le funzioni di base di locomozione fittizia, l'effetto di feedback sensoriale sull'attività del SNC, e il coordinamento tra microcircuiti a livello cellulare.
I swimmerets di gamberi hanno una funzione di controllo della postura e battere ritmicamente quando gli animali nuotano in avanti, ventilare le loro tane o femmine aerare le loro uova 5, 6. I swimmerets del gambero del segnale, Pacifastacus leniusculus, si verificano in coppie dalla seconda alla quinta segmento addominale, con un arto su ciascun lato dell'addome 7. Il sistema nervoso centrale produce propria ticchettio motore ritmica che aziona il movimento swimmeret nell'animale intatto nonché nella preparazione isolato cordone nervoso. Quando non c'è feedback sensoriale o discendente ingresso presente modello motore ritmica prodotta viene chiamato locomozione fittizia 1, 2. Nel sistema swimmeret questo schema motorio non differisce in qualsiasi parametro dall'attività delle swimmerets misurati nell'animale intatto.
Il movimento di ciascun swimmeret è guidato da un microcircuito che si trova dentro e limitato a una corresponding hemiganglion 1 -. 3 In ogni microcircuito c'è un kernel generano tracciati che comprende cinque interneuroni identificati non spike. Essi possono essere funzionalmente caratterizzati come sia Inhibitor of Power Stroke (IPS) o inibitore della corsa di ritorno (IRS) 8. Questi IPS e interneuroni IRS non sono oscillatori endogeni, piuttosto la loro attività di alternanza è guidato da inibizione reciproca 9. Poiché questi interneuroni inibiscono direttamente i motoneuroni swimmeret, il movimento alternato PS-RS è generato 10. Locomotion tuttavia, non solo richiede la generazione di attività, ma anche il coordinamento dei vari microcircuiti indipendenti. Nel sistema swimmeret tale coordinamento è stabilito dal microcircuito coordinamento che assicura che gli arti sono attivi a volte corretti. Questo microcircuito è costruito da tre neuroni identificati in ogni segmento 11-15.
Questo protocollo prevede the prima volta una guida passo-passo dissezione per isolare la catena di gangli (T4 al A6, Figura 1). Mostriamo come al pin isolato cordone nervoso addominale e desheathe ogni ganglio. In questo isolato preparazione del sistema nervoso, i neuroni responsabili del movimento swimmeret sono pronti per l'uso negli esperimenti elettrofisiologici e morfologici. La seconda parte di questo protocollo illustra le caratteristiche principali del modello del motore swimmeret. Ciò include una guida step-by-step per registrare extracellulare l'attività dei motoneuroni swimmeret. Gli assoni dei neuroni motori RS proiettano attraverso il ramo anteriore del nervo N1, mentre assoni dei motoneuroni PS proiettano attraverso il ramo posteriore dello stesso nervo (Figura 1) 4. Quindi la loro attività può essere registrato da questi rami con elettrodi pin differenziali.

Figura 1: Isolati sistema nervoso dal ganglio toracico 4 (T4) per ganglio addominale 6 (A6) e un diagramma schematico di esso T4:. Ganglio toracico 4; T5: ganglio toracico 5; A1, A2 ... A6 ganglio addominale 1, ganglio addominale 2 ... ganglio addominale 6; N1: nervo N1; N2: nervo N2; N3: nervo N3; PS: power-stroke; RS: return-stroke. Abbreviazioni direzionali: A = anteriore; P = posteriori.
Questa procedura dissezione e la tecnica dimostrata elettrofisiologico sono convenienti per gli studenti universitari e studenti possono integrare corsi pratici in fisiologia. La catena di gangli isolato è stato utilizzato in una serie di esperimenti per studiare la funzione del sistema nervoso, coordinamento, o la modulazione di microcircuiti swimmeret 6 così come il controllo neuronale del comportamento adattativo in locomozione 16, 17. Il sistema gamberi swimmeret fornisce pertanto una quantità enorme di insegnamento interessanti o tPiove opportunità che iniziano tutti con la dissezione del cordone nervoso ventrale di gamberi e la registrazione extracellulare del pattern motorio fittizia.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Questa procedura dissezione è in conformità con la Comunità europee Direttiva del Consiglio del 22 settembre 2010 (2010/63 / UE).
1. Preparazione

Figura 2:
(1) grande secchio pieno di ghiaccio; (2) salina gamberi; (3) dispenser salina; (4) microscopio dissezione; (5) piatto dissezione; (6) forbici forti; (7) forcipe (8) forbici primavera; (9) piastra Petri rivestito con chiaro Sylgard; (10) perni di fissaggio; (11) con lampade a freddo.
2. Gross Dissection
3. Belle Dissection
4. Pinning cordone nervoso nella piastra di Petri
NOTA: Usare piccoli perni tagliati da filo di acciaio inossidabile (vedi supplementi) per bloccare il cordone nervoso. Toccare solo il nervo che termina con le pinze e non fare squeezvia e connettivi o gangli.
5. Desheathing gangli
6. extracellulare registrazioni da Motor neuroni
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Con le registrazioni extracellulari simultanee da RS e PS, motoneuroni di uno ganglio, l'attività alternata di queste piscine motoneuroni, può essere monitorato (Figura 18), che rappresenta lo schema locomozione fittizia.

Figura 18: S...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
L'anatomia di gamberi e la loro gangli addominali è stata descritta in precedenza 5, 18, 19, 20 e si consiglia di acquisire familiarità con essi prima della dissezione, per evitare il taglio dei nervi importanti.
È fondamentale per mantenere il preparato a temperature inferiori a 23 ° C per evitare la degradazione del cordone nervoso isolato. Ciò può essere ottenuto facilmente mediante sostituzione della soluzione di balneazione ogni 20-30 min con soluzione salina gamb...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamo Jos Burgert per aiutare con alcune delle figure. Siamo grati a Ingo Selbach (e il gruppo "Edelkrebsprojekt NRW") per i suoi sforzi per fornire il laboratorio con animali da esperimento. Ringraziamo Anna C. Schneider per la correzione prime versioni del manoscritto. Questa ricerca è stata sostenuta da un Emmy Noether DFG concessione SM 206 / 3-1 e una sovvenzione di avvio dell'Università di Colonia per docenti di sesso femminile.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Amplificatore extracellulare a 4 canali: MA 102 | Amplificatore | Elektroniklabor, Zoologie, Universitä t zu Kö ln, Germania | |
| air-table | Technical Manufacturing Corporation (TMC) un'unità di AMETEK Ultra Precision Technologies, Peabody, MA, USA | 63-534 | |
| Axon Digidata 1440A | Digitizer | Axon Instruments, Molecular Devices Design, Union City, CA | DD1440A |
| grande secchio... | |||
| Clampex & Clampfit | pClamp 10, software di registrazione e analisi | Molecular Devices Design, Union City, CA | pClamps 10 |
| Sorgente di lampada fredda | con guida di luce flessibile (pacchetto di fibre ottiche) | Microscopi Euromex olanda, Arnhem, BD | LE.5211 & LE.5235 |
| computer e monitor | dotato di software | ||
| contenitore e pipetta per rifiuti liquidi | |||
| soluzione salina per gamberi | contiene (in mM): 5,4 KCl, 2,6 MgCl2, 13,5 CaCl2 e 195 NaCl, tamponato con 10 mM di base Tris e 4,7 mM di acido maleico; aerato per 3 ore. Regolare a pH di 7,4. | ||
| dextran, Texas Red (3000MW, lisina fissabile) | colorante fluorescente, lisina fissabile | Life Technologies GmbH, Darmstadt, Germania | D3328 |
| piatto di dissezione | (l x p x a) 15x7x5 cm; linnato con | ||
| pinze (biologia, Dumont #5) | Pinze: Biologia, punta 0,05 x 0,02 mm, lunghezza 11cm, INOX | Fine Science Tools (FST), Germania | 11252-20 |
| Fine Science Tools (FST), Germania | 11255-20 | ||
| pinze (elettroniche, Dumont #5) | Pinze: standard, punta 0,1 x 0,06 mm, lunghezza 11 cm, INOX | Fine Science Tools (FST), Germania | 11251-20 |
| elettrodo intracellulare | Capillari in vetro borosilicato (diametro esterno/interno: 1 mm/0,5 mm), con filamento | Sutter Instruments, Novato, CA | BF100-50-10 |
| Leica S8 Apo StereoZoom | Microscopio di dissezione Zoom 1x - 8x | Leica, Germania | 10446298 |
| specchio da tavolo | |||
| per microscopio per illuminare la preparazione dal basso | |||
| modellazione in argilla | |||
| Olympus SZ61 | Zoom 0,67x - 4,5x | Olympus, Germania | |
| Capsula di Petri | 94 x 16 mm; foderato in silicone trasparente | Greiner bio-one, Germania | 633180 |
| forbici ad anello | ThoughCut, tagliente: affilato/smussato, dritto: 13 cm | Fine Science Tools (FST), Germania | 14054-13 |
| forbici a molla o in alternativa: forbici a molla Vannas | tagliente: 8 mm, diametro della punta: 0,2 mm, dritto: 10 cm o tagliente 2,5 mm, diametro della punta 0,075 mm, dritto: 8 cm | Fine Science Tools (FST), Germania | 15024-10 o 15000-08 |
| studente Vannas forbici a molla o alternativa: Forbici a molla Moria tagliente | : 5 mm, diametro della punta: 0,35 mm, diritta: 9 cm o tagliente: 5 mm, diametro della punta 0,1 mm, diritta: 8 cm | Fine Science Tools (FST), Germania | 91500-09 o 15396-00 |
| sylgard | 184 Base in elastomero siliconico e agente indurente; per il sylgard nero aggiungere carbone attivo | Siringa Dow Corning, Midland, MI, USA | |
| riempita di vaselina e dotata di un ago da 20 gauche con punta |
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE
Richiedi permesso