Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Muscle Receptor Orgels in de rivierkreeftjes Buik: Een Student Laboratorium Oefening in Proprioceptie

Published: November 18, 2010 doi: 10.3791/2323
* These authors contributed equally

Summary

Het primaire doel van dit experiment is om te begrijpen hoe de primaire sensorische neuronen informatie van gezamenlijke bewegingen en posities als proprioceptieve informatie voor een dier over te brengen. Een bijkomende doelstelling van dit rapport aanwezig is de anatomie van de voorbereiding door dissectie en het bekijken van neuronen in een dissectie microscoop.

Abstract

Het primaire doel van dit experiment is om aan te tonen primaire sensorische neuronen overbrengen van informatie van de gezamenlijke bewegingen en posities als proprioceptieve informatie voor een dier. Een bijkomende doelstelling van dit experiment is om de anatomie van het preparaat te leren door kleuring, dissectie en bekijken van neuronen en sensorische structuren onder een dissectie microscoop. Dit wordt uitgevoerd met behulp van elementaire neurofysiologische apparatuur om de elektrische activiteit record uit een gezamenlijke receptor orgel en vlekken technieken. De spier-receptor orgel (MRO)-systeem in de rivierkreeft is analoog aan de intrafusal spier as in zoogdieren, die helpt bij het dienen als een vergelijkend model dat is beter toegankelijk voor elektrofysiologische opnames. Bovendien zijn deze herkenbaar zijn sensorische neuronen bij de voorbereidingen. De voorbereiding is haalbaar in een minimale zoutoplossing voor de uren die vatbaar is voor de student praktische oefeningen. De MRO is ook gevoelig voor neuromodulatie, die intrigerende vragen in de sites van de modulerende werking en de integratie van dynamische signalen van bewegingen en een statische positie, samen met een winst die kan worden veranderd in het systeem bevordert.

Protocol

1) INLEIDING

Proprioceptoren zijn neuronen die gezamenlijke positie, richting, snelheid, en de spieren rekken op te sporen. Proprioceptie is een unieke sensorische modaliteit, want proprioceptoren zijn interoceptors en gevoel voor prikkels binnen het lichaam in plaats van uit de buitenwereld.

In de gewervelde systeem, lijkt het erop dat veel van de gezamenlijke en spanning receptoren niet nodig zijn om bruto proprioceptieve informatie op te sporen. De annulospiral en flowerspray (sensorische zenuwuiteinden) receptoren op spier-vezels is aangetoond door de ablatie evenals vibrerende en verdoving studies worden de twee essentiële receptor groepen die nodig is voor proprioceptie (Burgess et al.. Voor een review, 1982). Het is echter opmerkelijk dat er sprake is overbodige informatie verzameld door andere receptoren, zoals die in de gewrichten, die worden gebruikt voor fijne controle van bewegingen. Geleedpotigen zoals gewervelde dieren hebben gelede aanhangsels. Daarom is het niet verwonderlijk dat de proprioceptoren beschreven voor gewervelde dieren hun tegenhangers in geleedpotigen ledematen en gewrichten hebben.

De anatomische plaatsing van chordotonal organen in krabben kan de analyse van elk individueel neuron naar functie. Daarnaast kunnen ontwikkelingsstoornissen vragen worden aangepakt als het dier groeit, of wanneer het dier een ledemaat (Cooper en Govind, 1991; Hartman en Cooper, 1993) regenereert. Enkele gezamenlijke chordotonal organen in krabben bevatten honderden van primaire sensorische neuronen (Cooper, 2008) en deze neuronen te controleren aspecten in de range fractionering in bewegingen en posities van het gewricht. Een minder complex proprioceptieve systeem van monitoring gezamenlijke bewegingen en posities is de spier receptor organen (MRO) in de buik van de rivierkreeft (Eckert, 1961a, b; McCarthy en MacMillan, 1995). De mechanoreceptoren in rivierkreeft buik BHT transduceren een stuk prikkel in de zintuiglijke eindes, ingebed in een spier, in een gegradeerde receptor potential. Wanneer potentiële een drempel overschrijdt, wordt een actiepotentiaal resultaat op het axon basis. Dit is wat wordt gedefinieerd en bekend als "de site van spike inleiding" in de neurobiologie. In dit systeem het cellichaam verblijft in nauwe appositie bij de spier te monitoren. Twee verschillende soorten stretch receptoren bestaan ​​in deze zintuiglijke systeem: een langzaam-aanpassing en een snel-aanpassing receptor. De activiteit is afhankelijk van de sterkte van de mechanische stretch. De MRO-systeem in de rivierkreeft is analoog aan de intrafusal spier as in zoogdieren en de spieren hebben ook efferente controle om de strakke karakter van de spieren te behouden als bekend voor intrafusal spieren in zoogdieren.

De spier spindel sensorische neuronen in zoogdieren zijn uitdagend om te elektrofysiologische onderzoeken vanwege de kleine aard van de zintuiglijke eindes. Het is ook moeilijk op te sporen de locatie van de cellichamen in het dorsale wortel ganglion met hun perifere eindes. Ter vergelijking, de MRO neuronen in kreeften gemakkelijk toegankelijk zijn voor extracellulaire en intracellulaire elektroden voor de lange termijn opnames. De cel organen van de MRO sensorische neuronen zijn relatief groot (50-100 micrometer in diameter). Sensorische neuronen hebben ook gediend als een model bij het ​​aanpakken van hoe de kanalen in neuronen functie, ionische stroom, kanaal distributie en dichtheid van sensorische neuronen (Brown et al., 1978 "stretch geactiveerd";. Edwards et al., 1981;. Erxleben, 1989; Hunt et al., 1978;. Purali en Rydqvist, 1992; Rydqvist en Purali, 1991; Rydqvist en Swerup, 1991; Cooper et al., 2003).. De integratie van de zintuiglijke input van de MRO in een segment kan invloed hebben op andere aangrenzende segmenten (Eckert, 1961a, b). Er zijn een paar rapporten over modulatie van de sensorische input van de MRO (Pasztor en Macmillan, 1990;. Cooper et al., 2003). Modulatie van neurale circuits is een rijk gebied voor toekomstig onderzoek van fundamentele wetenschap en deze voorbereiding kan dienen als een basis in zoogdieren voor toekomstige toepassingen, mogelijk in het ruggenmerg van de gewervelde dieren (Rossignol et al., 2001, 2002;. Donnelan, 2009)

1.1) Leerresultaten

In dit laboratorium experiment, zal men ontleden een rivierkreeft buik en leer de bijbehorende anatomie en fysiologie van het MRO. Men zal leren hoe neuronale activiteit monitor met extracellulaire opnames en om gemeenschappelijke elektrofysiologische apparatuur te gebruiken. Men zal grafiek en interpreteren van de gegevens die zijn verkregen op basis van de verstrekte zintuiglijke stimulatie. De sensorische stimulatie zal variëren van statische posities en dynamische bewegingen van het segment wordt gecontroleerd. Men zal het adres van het concept van de proprioceptie in deze zintuiglijke systeem en de betekenis ervan. Sensorische aanpassing zal worden waargenomen in een reeks van experimenten. De betekenis en de mogelijke mechanisme achter zintuiglijke aanpassing zullen worden aangepakt door de studenten.

2) METHODEN

2.1) Materialen

Kooi van Faraday
  • Micromanipulator
  • Zuig-elektrode
  • Ontleden Microscoop
  • High Intensity Illuminator (lichtbron)
  • Microscoop Platform
  • AC / DC differentiële versterker (AM Systems Inc Model 3000)
  • PowerLab 26T (AD Instruments)
  • Hoofd podium
  • LabChart 7 (ADI Instruments, Colorado Springs, CO, USA)
  • Crayfish Saline (mM: 205 NaCl, KCl 5,3, 13,5 CaCl 2 .2 H 2 O; 2,45 MgCl2 0,6 H 2 O, 5 HEPES pH 7,4)
  • Methyleenblauw: Dit is gemaakt van rivierkreeft zoutoplossing met een concentratie van 0,25%
  • Sylgard gecoat gerechten (Dow Corning, Sylgard 184 siliconenelastomeer kit;. Dow Corning Corporation, Midland, MI USA)
  • Ontleden tools
  • Insect pinnen
  • 2.2) Setup

    Figuur 1
    Figuur 1: De apparatuur opgezet

    1. Setup van de kooi van Faraday. De microscoop, hoge intensiteit verlichting, micromanipulator, en de zoute bad zullen allemaal worden ingesteld in de kooi (de kooi van Faraday wordt gebruikt om externe elektrische velden die kunnen interfereren met de elektrische opname blok).
    2. Het instellen van de microscoop in een positie waar het uitzicht op de microscoop podium.
    3. Plaats de hoge intensiteit verlichting op een gunstige positie.
    4. Bereid een zoute bad met behulp van rivierkreeften zoutoplossing in een Sylgard schotel en plaats deze onder de microscoop (dit is waar de ontleed rivierkreeft buik zal worden geplaatst).
    5. Plaats de micromanipulator in een positie waar de zuig-elektrode heeft een gemakkelijke toegang tot de zoute bad.
    6. Zuig-up zout totdat het in contact komt met de zilveren draad binnen in de aanzuig-elektrode. Schik de andere draad op de cut-kant van de zuigkracht elektrode dicht bij de punt van de elektrode, zodat beide draden in contact zal komen met het zoute bad.
    7. Sluit de AC / DC differentiële versterker (versterker) naar de Power Lab 26T. Doe dit door het verbinden van de juiste snoer van Ingang 1 op de PowerLab 26T naar de uitgang van de versterker.
      • De versterker instrument controles moeten worden ingesteld om de volgende instellingen:
        • High Pass-DC
        • Notch Filter-OFF
        • Low Pass-20kHz
        • Capaciteit Comp .- tegen de klok
        • DC Offset Fijn en Cursus knop-tegen de klok
        • DC Offset (+ OFF-) - OFF
        • Gain knop-50
        • Ingang (DIFF MONO GND) - DIFF
        • MODE (STIM-GATE-REC) - REC
        • ΩTEST-OFF
    8. Sluit het hoofd podium om de 'input-probe' op de versterker.
    9. Sluit de elektrische draden van de zuig-elektrode op het hoofd podium. De draden moeten worden aangesloten met de rode (positieve) links bovenaan, groen (grond) in het midden, zwart (negatief aan de onderzijde. Dit wordt aangegeven in figuur 2. De begane draad kan gewoon worden geplaatst in het zoute bad.
      Figuur 2
      Figuur 2: Hoofd stage Configuratie
    10. Sluit nu de USB-kabel van de PowerLab 26T aan de laptop. Zorg ervoor dat zowel de versterker en PowerLab26T zijn aangesloten en ingeschakeld voordat het openen van LabChart7 op de computer.
    11. Open LabChart7.
      • De LabChart Welcome Center box zal verschijnen geopend. Sluiten.
      • Klik op Setup
      • Klik op kanaal instellingen. Verander het aantal kanalen op 1 (links onder in box) druk op OK.
      • Op de linkerbovenhoek van de grafiek die de cycli per seconde tot ongeveer 2k. Stel de volt (y-as) tot ongeveer 500 of 200 mV.
      • Klik op Channel 1 aan de rechterkant van de grafiek. Klik op Input versterker. Zorg ervoor dat de instellingen: single-ended, ac gekoppeld, en omgekeerd (keert het signaal indien nodig), en anti-alias, worden gecontroleerd.
      • Om de opname te druk op start te beginnen.

    2.3) Dissection

    1. Rivierkreeft (Procamarus clarkii) het meten van 6-10 cm in lengte zouden al op ijs geplaatst om het dier te verdoven voordat dissectie begint.
    2. Houd de verdoofde kreeften van achter de klauwen met een hand. Snel, gesneden uit de oogkas naar het midden van de kop aan beide kanten, en vervolgens onthoofden van de rivierkreeft (Let op: het bloed van de voorbereiding zal worden kleverig als het droogt, dus de tools te wassen als ze klaar zijn).
      Figuur 3
      Figuur 3: Onthoofding van rivierkreeftjes
    3. Zodra de rivierkreeft is onthoofd, snijd tussen de borstkas en buik (de staart) op de buikzijde. Het zou gemakkelijk zijn om de buik te scheiden van de thorax. Opmerking: als de rivierkreeft is mannelijk, snij de stylets (mannelijke reproductieve delen) uit voordat het scheiden van de buik en thorax. (Hieronder weergegeven in Figuur 4A).
    4. Figuur 4
      Figuur 4: Isolatie van de buik
    5. Plaats een blad van de schaar in de buik, en met de schaar tips wijzen uit de buurt van de voorbereiding, snijd langs de laterale grens. Herhaal aan de andere kant.
      Figuur 5
      Figuur 5: Longitudinale dissectie van de buik
    6. Neem de achterkant van de pincet (# 3) en druk op de spieren en maagdarmkanaal weg van de dorsale zijde van de voorbereiding. Zorg ervoor dat u niet naar beneden duwen op de spieren.
    7. Dwars door (lateraal laterale zijde) van de laatste rib aan de ventrale zijde van de staart te verwijderen.
      Figuur 6
      Figuur 6: Verwijdering van ventrale deel van de buik
    8. Emerge de bereiding in rivierkreeft zoutoplossing (een gemodificeerde Van Harreveld-oplossing).
    9. Kijkend naar de voorbereiding onder de microscoop, kan de diepe extensor mediale spier (DEM) worden gelokaliseerd door de vezels gedraaid in een helix, en de diepe extensor laterale spieren, met lineaire vezels kunnen worden onderscheiden (zie bijlage figuren 1 & 2). Plaats twee pennen in het sagittale regio aan het distale deel van de buik tussen de DEM spieren op de eerste en tweede ribben (figuur 7).
      Figuur 7
      Figuur 7: Beveiliging van de voorbereiding voor het opnemen van de zenuw die de sensorische MRO zenuw.
    10. De zenuwbanen die zullen worden gebruikt voor het opnemen van langs de laterale rand naast de cuticula (figuur 7). (Het kan nodig zijn op te blazen op de voorbereiding of zoutoplossing vallen in het bad met behulp van een pipet om de zenuw te lokaliseren door de beweging)

    Opmerking:

    Elke buik segment heeft twee sets van de snel-en langzaam-aanpassing MRO op de linker en rechter hemisegments. De bijbehorende zenuwbanen lopen langs de laterale rand naast de cuticula. Dit is de zenuw bundel die een zal opnemen. Men zal niet in staat zijn om de basis-herfinancieringstransacties te bekijken, omdat ze zich onder de DEL1 en 2 spieren (Bijlage figuren 1 & 2). Figuur 8 geeft een overzicht van de dissecties worden gemaakt om de buik te isoleren.

    Figuur 8
    Figuur 8: Overzicht van de algemene dissectie aan buik te isoleren. A, B en C zijn de reeks van stappen in het ontleden van de rivierkreeft.

    3) RESULTATEN

    3.1) Opname

    Gegeneraliseerde reacties verkregen uit de langzaam en snel te passen basis-herfinancieringstransacties, terwijl rekken en onderhouden van een stretch zijn afgebeeld in figuur 9. In deze oefening zal een opname van zowel basis-herfinancieringstransacties samen als hun axonen zijn opgenomen in dezelfde zenuw bundel.

    Figuur 9
    Figuur 9: De rivierkreeft heeft twee typen neuronen in de MRO. De driefase, die worden gestimuleerd door snelle motor axonen, en de tonica die worden geïnnerveerd door langzame motor axonen. (A) Wanneer een tonic receptor wordt gestimuleerd het zich aanpast langzaam naar de stimulus en blijft een gestage afvuren patroon van actiepotentialen. (B) Wanneer een driefase-receptor wordt gestimuleerd het zich aanpast snel de stimulus en vuurt slechts een korte patroon van actiepotentialen.

    De hele zenuw die motorische en sensorische neuronen bevat, is opgenomen met (figuur 10). Echter zal men alleen maar detecteert de sensorische neuronen als de aandrijving is gescheiden van de ventrale zenuw koord van het dier.

    Figuur 10
    Figuur 10: De zenuw bundel te worden opgezogen in de registratie-elektrode. (A) De gratis zenuw wordt zwevend over de ontleed buik. (B) schetst de zenuw bundel en de plastic zuig-elektrode dicht bij de zenuw. (C) De segmentale zenuw wordt getrokken in de zuig-elektrode, die wordt geschetst in het blauw.

    Een daarvan is nu klaar om de elektrische reacties van de basis-herfinancieringstransacties record.

    1. Plaats de voorbereiding onder dissectie reikwijdte en de voorbereiding van de opname ingesteld.
    2. Elektrische gemalen het bad door het plaatsen van een zilver-chloride aardedraad in het bad en het andere uiteinde op een gemeenschappelijke grond. Let op: Soms kan dit elektrische ruis veroorzaken tijdens de opname. Als dit gebeurt niet de grond het bad.
    3. Gebruik de microscoop om de zenuw op te nemen vinden
      Noot: Kijk voor het segment met de meest toegankelijke zenuw. De zenuw is wit, en kan gezien worden met behulp van de pipet om zoutoplossing spuiten rond de zenuw-of door licht blazen op de voorbereiding. Dit zorgt ervoor dat de zenuw te bewegen en maakt het gemakkelijker te identificeren.
    4. Nu dat de zenuw is geïdentificeerd plaats de zuiging elektrode uit de micromanipulator direct over de zenuw (figuur 10).
    5. Trek voorzichtig aan de spuit om de zenuw te trekken in de elektrode (men kan de zenuw wordt meegezogen in de elektrode met het gebruik van de microscoop te zien).
    6. Druk op de startknop op Labscope7.
    7. Met behulp van de pincet voorzichtig bewegen van de staart van de rivierkreeft op en neer 180 tot 45 en 90 hoeken. Let op het verschil in de opnames bij iedere andere hoek. (Bij het wijzigen van de positie van de hoeken zorg ervoor dat verandert de hoek met de betrokken neuronale activiteit op het scherm noot. Dit kan worden met behulp van het commentaar marker in de software.)
    8. Noteer de reactie bewegingen op de verschillende statische bewegingen in de grafiek hieronder.
      • Houd de rivierkreeft staart bij een 45 ° C gedurende vijftien seconden.
      • Duw halte op de LabChart7 scherm. Noteer het aantal actiepotentialen die zich tijdens de opgenomen laatste seconde.
      • Houd de rivierkreeft staart bij een 45 ° gedurende een minuut.
      • Duw halte op de LabChart7 scherm. Noteer het aantal actiepotentialen die zich tijdens de opgenomen laatste seconde.
      Toelichting: Het Lab Kaart scherm is een bewegende grafiek die is in millivolt (y-as) vs seconde (x-as). Het meet hoeveel actiepotentialen optreden in een bepaalde tijd. Het meet ook de amplitude in volt van elke actie potentiële of een extracellulaire veld potentieel. De amplitude is een relatieve maatstaf die gebruikt kan worden om te bepalen of de verschillende grootte van de extracellulaire geregistreerde actiepotentialen aanwezig zijn. Een actiepotentiaal geregistreerd door een extracellulaire veld potentieel wordt aangeduid als een "spike". Hoe verder weg van de zenuw, hoe kleiner de piek zal zijn. De verliezer de fitting aan de zuig-elektrode hoe kleiner de piek zal zijn als de huidige verloren is gegaan met de lage afdichting weerstand rond de zenuw bundel en de zuig-elektrode opening.

    Grafiek 1:

    (°) # Van actiepotentialen in 1 seconde na 3 seconden # Van actiepotentialen in 1 seconde na 10 seconden
    180 ° (plat)
    45 °
    90 °

    Vragen om na te denken over, terwijl het uitvoeren van deze experimenten zijn: Is er een patroon en consequente reactie op de extensie en flexie bewegingen van het gewricht? Wat voor soort reacties worden opgeroepen door spelden of het bedrijf het telson op verschillende vaste standen? Is dat antwoord consequent herhaald?

    Maak een zorgvuldige aantekeningen van de soorten waargenomen reacties. Als u tevreden bent met uw waarnemingen, vaste gegevens van deze activiteit door het opslaan van de data bestanden. Eenmaal tevreden met de waarnemingen die je hebt gemaakt in segment 3, ga verder opnames van zenuwen in segmenten 4 of 5 of aan de andere kant van segment 3 om de activiteit te observeren.

    Men kan wensen om te bepalen of neuromodulatoren (octopamine, serotonine en proctolin) of andere verbindingen of een veranderde samenstelling in de ionische aard van de zoute levert verschillende reacties van die verkregen in de gedefinieerde zoutoplossing.

    3.2) kleuring met methyleenblauw

    Men kan in staat zijn te ontleden uit de spier (zie bijlage) om de basis-herfinancieringstransacties te bekijken met een kleuring techniek. Neem de voorbereiding en giet de rivierkreeft zout uit. Plaats ongeveer 5 ml van methyleenblauw oplossing in de voorbereiding en Zwenk de schotel een paar minuten. Vervolgens giet de overtollige methyleenblauw in de afvalcontainer en giet verse zout op de voorbereiding. Plaats nu de schotel onder de microscoop om te beginnen met het ontleden van de spier om de basis-herfinancieringstransacties te bekijken. Snijd het segment langs de rib (lateraal van sagittale) door het plaatsen van een deel van de schaar onder de spier en omhoog te trekken als u zich snijdt langs de spier. Zodra de DEL 1 en 2 spieren worden vervolgens gesneden schil de spier rug en een dun laagje van de spier (SEM) moet in acht worden genomen. De BHT's zijn de laatste twee mediale vezels liggen parallel aan de helix spier (figuur 11).

    "Alt =" Figuur 11 "/>
    Figuur 11: Het schema van een abdominaal segment illustreert de spiergroepen (A) en een gekleurd preparaat met methyleenblauw (B) helpt om de spiergroepen af te bakenen in een intact voorbereiding. De geschetste gebied in A is te zien in B met een vergrote weergave. In B zijn de DEL1 en 2 spiergroepen niet weg te snijden, zoals aangegeven in de onderste helft van het schema zoals weergegeven in A.

    Voor de student oefeningen een zouden willen hebben de leerlingen de volgende vragen beantwoorden:

    1. Wat is een interoceptieve receptor?
    2. Hoe interoceptieve receptoren betrekking hebben op proprioceptoren?
    3. Leg uit zintuiglijke aanpassing en hoe het zou kunnen verband houden met dit lab.
    4. Wat is het bereik fractionering? Wat betekent het in staat stellen de CNS te doen?
    5. Is het neuron hebt opgenomen een driefase-of tonic het type neuron? Waarom?
      (Hint: Wat zou je postulaat van de motor neuron activiteit zou graag zien in relatie tot de sensorische neuron activiteit binnen een intact dier)
    6. Op een apart vel papier te tekenen een grafiek van de hoek van de rivierkreeft staart ten opzichte van de frequentie van de AP.
    7. Leg een trend die u zou kunnen waarnemen in de grafiek

    Discussion

    De gegevens die in de bijbehorende film en de tekst hebben belangrijke stappen om de activiteit in de MRO van de rivierkreeft voldoende record in situ. Een doel van ons verslag is om het bewustzijn te verhogen van het potentieel voor dit preparaat in studentenhuizen onderzoek laboratoria uitgevoerd om fundamentele concepten te onderwijzen in de sensorische fysiologie. De voorbereidingen zijn zeer robuust van de levensvatbaarheid terwijl badend in een minimale zoutoplossing.

    De motor controle op de MRO spieren is geïdentificeerd, maar de regelgeving in de transmissie en het potentieel van synaptische plasticiteit en effectiviteit van transmissie voor de exciterende en inhiberende neuronen blijft een open ruimte voor onderzoek (Elekes en Florey, 1987a, b; Florey en Florey, 1955; Kuffler, 1954; Kuffler en Eyzaguirre, 1955).

    Dit preparaat kan worden gebruikt om een ​​aantal experimentele omstandigheden en het natuurlijke verspreidingsgebied van voortbewegen in het dier te onderzoeken om een ​​beter inzicht in de biologie van de MRO voor primaire onderzoek en demonstratieve doeleinden. De biofysische eigenschappen van deze sensorische neuronen is voor een deel aan bod gekomen in de aard van de aanpassing in de neurale activiteit met een onderhouden stimulus (Brown et al., 1978; Edwards et al., 1981;. Purali, 1997; Rydqvist en Purali, 1991; Rydqvist en Swerup, 1991). Echter, slechts een paar meldingen adres neuromodulatie op deze zintuiglijke receptoren en de bijbehorende spiervezels (Cooper et al., 2003;. Pasztor en Macmillan, 1990). De rapporten gaan met slechts een paar van de vele verbindingen die bekend is dat ze aanwezig zijn in de hemolymfe. Veel modulatoren en cocktails van modulators nog moeten worden onderzocht op de MRO complex (spieren en neuronen). Pasztor en Macmillan (1990) heeft onderzocht van de neuromodulatoren 5-HT en octopamine op de activiteit van basis-herfinancieringstransacties tussen de verschillende soorten en schaaldieren opgemerkt dat er soorten verschillen. Ze hadden niet in detail in op de lange termijn invloeden van deze neuromodulatoren, noch de effecten op de activiteit op verschillende statische posities van de MRO.

    Dit soort van voorbereiding kan helpen bij het ​​begrijpen van de basis van de zintuiglijke waarneming en de regulering van neurale verwerking die belangrijk is in revalidatie en disease management voor mensen met een motorische eenheid abnormities (Patel et al., 2009;. Rabin et al., 2009;. Marino et al. ., 2010). De verschillende soorten van input en het afvuren van patronen voor het toezicht op de gezamenlijke bewegingen in een toegankelijke ongewervelde preparaten kunnen worden gebruikt in de robotica / prothese (Macmillan en Patullo, 2001). Er zijn nog veel vragen te wachten antwoorden in dit preparaat dat nuttig kan zijn in een aantal manieren.

    Disclosures

    Geen belangenconflicten verklaard.

    Acknowledgments

    Ondersteund door de Universiteit van Kentucky, Departement Biologie, Bureau van Undergraduate Studies en College of Arts & Sciences.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    PowerLab 26T ADInstruments
    LabChart 7 ADI Instruments, Colorado Springs, CO, USA

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Alexandrowicz, J. S. Muscle receptor organs in the abdomen of Homarus vulgaris and Palinurus vulgaris. Q. J. Microsc. Sci. 92, 163-199 (1951).
    2. Brown, H. M., Ottoson, D., Rydqvist, B. Crayfish stretch receptor: An investigation with voltage-clamp and ion-sensitive electrodes. J. Physiol. 284, 155-179 (1978).
    3. Burgess, P. R., Wei, J. Y., Clark, F. J., Simon, J. Signaling of kinesthetic information by peripheral sensory receptors. Ann. Rev. Neurosci. 5, 171-187 (1982).
    4. Cooper, R. L. Proprioceptive neurons of chordotonal organs in the crab, Cancer magister Dana Decapoda, Brachyura). Crustaceana. 81, 447-475 (2008).
    5. Cooper, R. L., Govind, C. K. Axon composition of the proprioceptive PD nerve during growth and regeneration of lobster claws. J. Exp. Zool. 260, 181-193 (1991).
    6. Cooper, R. L., Ward, E., Braxton, R., Li, H., Warren, W. M. The effects of serotonin and ecdysone on primary sensory neurons in crayfish. Microscopy Res. Technique. 60, 336-345 (2003).
    7. Donelan, J. M., McVea, D. A., Pearson, K. G. Force regulation of ankle extensor muscle activity in freely walking cats. J. Neurophysiol. 101, 360-371 (2009).
    8. Eckert, R. O. Reflex relationships of the abdominal stretch receptors of the crayfish. I. Feedback inhibition of the receptors. J. Cell. Comp. Physiol. 57, 149-162 (1961).
    9. Eckert, R. O. Reflex relationships of the abdominal stretch receptors of the crayfish. II. Stretch receptor involvement during the swimming reflex. J. Cell. Comp. Physiol. 57, 163-174 (1961).
    10. Edwards, C., Ottoson, D., Rydqvist, B., Swerup, C. The permeability of the transducer membrane of the crayfish stretch receptor to calcium and other divalent cations. Neurosci. 6, 1455-1460 (1981).
    11. Elekes, K., Florey, E. New types of synaptic connections in crayfish stretch receptor organs: an electron microscopic study. J. Neurocytol. 16, 613-626 (1987).
    12. Elekes, K., Florey, E. Immunocytochemical evidence for the GABAergic innervation of the stretch receptor neurons in crayfish. Neurosci. 22, 1111-1122 (1987).
    13. Erxleben, C. Stretch-activated current through single ion channels in the abdominal stretch receptor organ of the crayfish. J. Gen. Physiol. 94, 1071-1083 (1989).
    14. Mill, P. J. Crustacean abdominal and thoracic muscle receptor organs. Structure and function of proprioceptors in the invertebrates. , Chapman & Hall. New York. 65-114 (1976).
    15. Florey, E., Florey, E. Microanatomy of the abdominal stretch receptors of the crayfish Astacus fluviatilis L. J. Gen. Physiol. 39, 69-85 (1955).
    16. Hartman, H. B., Cooper, R. L. Regeneration and molting effects on the proprioceptor organ in the Dungeness crab, Cancer magister. J. Neurobiol. 25, 461-471 (1994).
    17. Hunt, C. C., Wilkerson, R. S., Fukami, Y. Ionic basis of the receptor potential in primary endings of mammalian muscle spindles. J. Gen. Physiol. 71, 683-698 (1978).
    18. Kuffler, S. W. Mechanisms of activation and motor control of stretch receptors in lobster and crayfish. J. Neurophysiol. 17, 558-574 (1954).
    19. Kuffler, S. W., Eyzaguirre, C. Synaptic inhibition in an isolated nerve cell. J. Gen. Physiol. 39, 155-184 (1955).
    20. Macmillan, D. L., Patullo, B. W. Insights for robotic design from studies of the control of abdominal position in crayfish. Biol. Bull. 200, 201-205 (2001).
    21. Marino, B. F., Stucchi, N., Nava, E., Haggard, P., Maravita, A. Distorting the visual size of the hand affects hand pre-shaping during grasping. Exp. Brain Res. , 202-202 (2010).
    22. McCarthy, B. J., MacMillian, D. L. The role of the muscle receptor organ in the control of the abdominal extension in the crayfish Cherax. J. Exp. Biol. 198, 2253-2259 (1995).
    23. Mill, P. J., Lowe, D. A. The fine structure of the PD proprioceptor of Cancer pagurus.I. The receptor strand and the movement sensitive cells. Proc. R. Soc. Lond. B. 184, 179-197 (1973).
    24. Nakajima, Y., Onodera, K. Membrane properties of the stretch receptor neurons of crayfish with particular reference to mechanisms of sensory adaptation. J. Physiol. 200, 161-185 (1969).
    25. Nakajima, Y., Takahashi, K. Post-tetanic hyperpolarization and electrogenic Na pump in stretch receptor neurone of crayfish. J. Physiol. 187, 105-127 (1966).
    26. Pasztor, V. M., MacMillan, D. L. The actions of proctolin, octopamine and serotonin on the crustacean proprioceptors show species and neurone specificity. J. Exp. Biol. 152, 485-504 (1990).
    27. Patel, M., Fransson, P. A., Karlberg, M., Malmstrom, E. M., Magnusson, M. Change of body movement coordination during cervical proprioceptive disturbances with increased age. Gerontol. 56, 284-290 (2010).
    28. Patullo, B., Faulkes, Z., Macmillan, D. L. Muscle receptor organs do not mediate load compensation during body roll and defense response extensions in the crayfish Cherax destructor. J. Exp. Zool. 290, 783-790 (2001).
    29. Purali, N. Mechanisms of adaptation in a mechanoreceptor. A study of mechanical and ionic factors in the crayfish stretch receptors [dissertation]. , Karolinska Institutet. Stockholm, Sweden. (1988).
    30. Purali, N., Rydqvist, B. Block of potassium outward currents in the crayfish stretch receptor neurons by 4-aminopyridine, tetraethylammonium chloride and some other chemical substances. Acta Physiol. Scand. 146, 67-77 (1992).
    31. Rabin, E., Muratori, L., Svokos, K., Gordon, A. Tactile/proprioceptive integration during arm localization is intact in individuals with Parkinson's disease. Neurosci. Lett. 470, 38-42 (2010).
    32. Rydqvist, B., Purali, N. Potential-dependent potassium currents in the rapidly adapting stretch receptor neuron of the crayfish. Acta Physiol. Scand. 142, 67-76 (1991).
    33. Rydqvist, B., Swerup, C. Stimulus-response properties of the slowly adapting stretch receptor neuron of the crayfish. Acta Physiol. Scand. 143, 11-19 (1991).
    34. Rossignol, S. Locomotion and its recovery after spinal injury. Curr. Opin. Neurobiol. 10, 708-716 (2000).
    35. Rossignol, S., Giroux, N., Chau, C., Marcoux, J., Brustein, J., Reader, T. A. Pharmacological aids to locomotor training after spinal injury in the cat. J. Physiol. 533, 65-74 (2001).
    36. Rossignol, S., Bouyer, L., Barthelemy, D., Langlet, C., Leblond, H. Recovery of locomotion in the cat following spinal cord lesions. Brain Res. Rev. 40, 257-266 (2002).
    37. Sohn, J., Mykles, D. L., Cooper, R. L. The anatomical, physiological and biochemical characterization of muscles associated with the articulating membrane in the dorsal surface of the crayfish abdomen. J. Exp. Zool. 287, 353-377 (2000).
    38. Svensson, E., Woolley, J., Wikström, M., Grillner, S. Endogenous dopaminergic modulation of the lamprey spinal locomotor network. Brain Res. 970, 1-8 (2003).
    39. Swerup, C., Rydqvist, B. The abdominal stretch receptor organ of the crayfish. Comp. Biochem. Physiol. A. 103, 433-431 (1992).
    40. Vargas, J. G., Yu, W. Audio aided electro-tactile perception training for finger posture biofeedback. Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2008, 4230-4233 (2008).
    41. Vedel, J. P., Clarac, F. Combined reflex actions by several proprioceptive inputs in the rock lobster legs. J. Comp. Physiol. 130, 251-258 (1979).

    Tags

    Neurowetenschappen ongewervelde zintuiglijke rivierkreeft Student Laboratorium
    Muscle Receptor Orgels in de rivierkreeftjes Buik: Een Student Laboratorium Oefening in Proprioceptie
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Leksrisawat, B., Cooper, A. S.,More

    Leksrisawat, B., Cooper, A. S., Gilberts, A. B., Cooper, R. L. Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception . J. Vis. Exp. (45), e2323, doi:10.3791/2323 (2010).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter