Mit den Horseshoe Crab, Limulus Polyphemus, In Vision Research
Summary
In diesem Video führen wir Elektroretinogramm Aufnahme, Sehnerv Aufnahme und intra-Aufnahme mit dem amerikanischen Pfeilschwanzkrebs<em> Limulus Polyphemus</em>. Diese elektrophysiologischen Paradigmen können für die Untersuchung der neuronalen Grundlagen des Sehens in der Forschung oder Lehre Labor verwendet werden.
Abstract
Der amerikanische Pfeilschwanzkrebs Limulus Polyphemus ist eines der ältesten Lebewesen auf der Erde, und das Tier weiterhin eine unverzichtbare Rolle in der biomedizinischen Forschung spielen. Nicht nur, dass ihr Blut enthält spezielle Zellen, die Wissenschaftler nutzen, um bacteriotoxins in unserer Medikamente zu erkennen, aber ihre Augen auch ein neuronales Netz, das viele Einblicke in Ihre physiologische Prozesse, die in unser visuelles System, wie Licht Anpassung und laterale Inhibition zur Verfügung gestellt hat. Die Pfeilschwanzkrebses bleibt ein attraktives Modell für Vision Forschung, weil das Tier ist groß und robust für ein Wirbellosen, seine Netzhautneuronen groß und leicht zugänglich sind, ist seine visuelle System kompakt und umfassend untersucht, und seine visuelle Verhalten ist gut definiert. Darüber hinaus sind die Struktur und Funktion der Augen moduliert auf einer täglichen Basis von einem circadianen Uhr in der Tier-s Gehirn. Kurz gesagt, ist das visuelle System des Pfeilschwanzkrebse einfach genug, um noch verstanden werden komplex genug, um interessant sein.
In diesem Video stellen wir Ihnen drei elektrophysiologischen Paradigmen zur Untersuchung der neuronalen Grundlagen der Vision, die in vivo mit Limulus durchgeführt werden kann. Sie sind Elektroretinogramm Aufnahme, Sehnerv Aufnahme und intra-Aufnahme. Elektroretinogramm (ERG) Aufnahmen Maßnahme mit einer Fläche Elektrode der summierten elektrischen Reaktion aller Zellen im Auge, um einen Lichtblitz. Sie können verwendet werden, um die allgemeine Empfindlichkeit des Auges für verlängern Zeiträume zu überwachen. Sehnerv Aufnahmen messen spiking Aktivität einzelner Nervenfasern mit einer extrazellulären microsuction Elektrode. Sie können zur visuellen Botschaften vermittelt vom Auge an das Gehirn sowie circadiane Uhr Nachrichten zurück aus dem Gehirn zum Auge geführt zu studieren. Intraretinale Aufnahmen Maßnahme mit einer intrazellulären Mikroelektrode die Spannungsschwankungen durch Licht in einzelne Zellen des Auges ausgelöst. Sie können verwendet werden, um zelluläre Mechanismen der retinalen Verarbeitung aufzuklären.
Protocol
Discussion
Wir haben gezeigt, wie man ERG-Aufnahmen, Sehnerv-Aufnahmen und intraretinale Aufnahmen auf Pfeilschwanzkrebse in vivo durchzuführen. Die Aufnahme-Techniken bieten jeweils unterschiedliche Einblicke in die neuronalen Grundlagen des Sehens, und sie können alle verwendet werden, um die Funktion der Retina in lebenden Tieren durch die Krabbe große Augen und harten Panzer zu studieren. Sehnerv Aktivität kann auch von frei lebenden Tier in den Ozean mit der richtigen Konstruktion der Elektroden (4) aufgenommen werden. Di…
Acknowledgements
Die Autoren bedanken sich bei Dr. Birgit Werner für ihre Hilfe bestätigen Sie mit der Erstellung dieses Video Artikel. Diese Arbeit wurde durch einen NSF Career Award finanziert.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| LED | Light source | Newark Inc | 33C1292 | |
| Suction electrode | Electrode | A-M Systems, Inc | 573000 | |
| XCell 3*4-Channel Extracellular Amplifier | Amplifier | FHC Inc. | 40-40-8B | |
| Intracellular Recording | Amplifier | Cygnus | IR-283A | |
| APM | Neural Spike Discriminator | FHC Inc. | APM | |
| Bits++ | Video Board | Cambridge Research Systems Inc | Bits++ | |
| Piezopatch Manipulator | Micropositioner | WPI Inc | PPM5000 | |
| Square Pulse Stimulator | Nerve Stimulator | Grass Instrument Division, Astro-Med, Inc. | Model S48 | |
| P-97 | Micropipette Puller | Sutter Instruments | Model P-97 | |
| Borosilicate Glass Capillary | Electrode glass | WPI Inc | 1B150-4 | |
| Horseshoe crab (Limulus polyphemus) | Animal | Marine Biological Laboratories | ||
| Micropipette Puller | Glass Puller | Sutter Instruments | P-97 | |
| Zoom Stereoscope | Microscope | Jed Pella Inc. | SMZ-168 |
References
- Barlow, R. B. Circadian rhythms in the Limulus visual system. J. Neurosci. 3, 856-870 (1983).
- Passaglia, C. L., Dodge, F. A., Barlow, R. B. Cell based model of the Limulus lateral eye. J. Neurophysiol. 80, 1800-1815 (1998).
- Snodderly, D. M. Processing of visual inputs by the brain of Limulus. J. Neurophysiol. 34, 588-611 (1971).
- Passaglia, C., Dodge, F., Herzog, E., Jackson, S., Barlow, R. Deciphering a neural code for vision. Proc. Natl. Acad. Sci. 94, 12649-12654 (1997).
- Barlow, R. B., Kaplan, E. Limulus lateral eye: properties of receptor units in the unexcised eye. Science. 174, 1027-1029 (1971).
- Bolbecker, A. R., Lewis, A. R., Swan, A. A., Carlson, K., Fleet, J. R., Beck, K. E., Wasserman, G. S. Stable Bellows Cup Electrode Demonstrates Low-frequency Properties of Long-term Electroretinographic Recordings in the Limulus Lateral Eye. J. Neurosci. Meth. 159, 252-260 (2007).
