Summary
Dit is een demonstratie van hoe biologische membranen kan worden begrepen het gebruik van elektrische modellen. We tonen ook aan procedures voor de registratie actiepotentialen uit het ventrale zenuw snoer van de rivierkreeft voor student-georiënteerde laboratoria.
Abstract
Dit is een demonstratie van hoe elektrische modellen kunnen worden gebruikt om biologische membranen te karakteriseren. Deze oefening introduceert ook biofysische gebruikte terminologie in de elektrofysiologie. Dezelfde apparatuur wordt gebruikt in de membraan-model als op live-preparaten. Enkele eigenschappen van een geïsoleerde zenuw koord zijn onderzocht: zenuw actiepotentialen, werving van neuronen, en de alertheid van de zenuw koord aan omgevingsfactoren.
Discussion
Ons doel in de on-line video-presentatie en dit papier is aan te tonen dat de biofysische eigenschappen van cellen kan, gedeeltelijk, worden gemodelleerd als elektrische circuits. Daarnaast, met live neurale weefsel dat is relatief gemakkelijk te verkrijgen, fundamentele principes van geleidingssnelheid, refractaire perioden en elektrofysiologische opname technieken zijn mogelijk voor undergraduate studenten laboratoria met een bescheiden investering van apparatuur. De thema's en gepresenteerd fundamentele paradigma's kunnen gemakkelijk worden aangepast voor de eisen van de verschillende cursussen.
Onderhoud van rivierkreeft en hun overvloed maakt ze aantrekkelijk modellen voor student-driven experimenteren. Schaaldieren ventrale zenuw kabels zijn over het algemeen robuust en te behouden fysiologische integriteit in een minimale zoutoplossing voor de uren, dat passend is voor een 3 uur student laboratorium.
Gezien het feit dat sommige van de grote axonen in de VNC van de rivierkreeft zijn verbonden via gap junctions, extra experimenten op hun bijdrage kan worden uitgevoerd, en de verschillende eigenschappen dan gevonden in de standaard kikker heupzenuw preparaat kan worden aangetoond. De heupzenuw is een klassiek model voor de aanpak van samengestelde actiepotentialen en geleiding eigenschappen. Het is misschien zelfs een interessant vergelijkend experiment voor studenten om geleiding te vergelijken, axon werving en selectie, en de refractaire periode tussen deze twee preparaten.
Disclosures
Geen belangenconflicten verklaard.
Acknowledgments
Deze experimenten werden gewijzigd van een laboratorium handleiding die is gebruikt in een cursus, georkestreerd door dr. HL Atwood, bij de afdeling Zoölogie, Universiteit van Toronto. De oefeningen werden ook gebruikt en aangepast uit een handleiding die werd geproduceerd voor "6 e INTENSIVE Ibro WORKSHOP OVER BASIC NEUROSCIENCE" en werd gehouden in Korea University, Seoul, Zuid-Korea in 1993 (Cooper et al.., 1993). De huidige wijzigingen waren nodig om apparatuur te gebruiken om gemeenschappelijke dag student gericht laboratoria aanwezig zijn op diverse universiteiten. Ondersteund door de Universiteit van Kentucky, Departement Biologie, Bureau van Undergraduate Studies en College of Arts & Sciences.
Materials
Circuit board |
|||
|
|||
Physiology experiments |
|||
|
References
- Bennett, M. V. L., Barrio, L. C., Bargiello, T. A., Spray, D. C., Hertzberg, E., Sdez, J. C. Gap junctions: new tools, new answers, new questions. Neuron. 6, 305-320 (1991).
- Bernardini, G., Peracchia, C., Peracchia, L. L. Reversible effects of heptanol on gap junction structure and cell-to-cell electrical coupling. European Journal of Cell Biology. 34 (2), 307-312 (1984).
- A report on the, "SIXTH INTENSIVE IBRO WORKSHOP ON BASIC NEUROSCIENCE". Cooper, R. L., Chang, J. J., Ito, M. July 1993, Seoul, South Korea, , Society for Neuroscience. 116-116 (1985).
- Cragg, B. G., Thomas, P. K. The relationship between conduction velocity and the diameter and internodal length of peripheral nerve fibers. Journal of Physiology. 136, 606-614 (1957).
- Erlanger, J. G. asser, S, H., Bishop, G. H. The compound nature of the action current of nerves as disclosed by the cathode ray oscillograph. American Journal of Physiology. 70, 624-666 (1924).
- Furshpan, E. J., Potter, D. D. Transmission at the giant motor synapses of the crayfish. Journal of Physiology. 145 (2), 289-325 (1959).
- Johnston, M. F., Simon, S. A., Ramrn, F. Interaction of anesthetics with electrical synapses. Nature (Lond). 286, 498-500 (1980).
- Loewenstein, W. R. Permeability of membrane junctions. Annual NY Academy of Sciences. 137, 441-472 (1966).
- Meda, P., Bruzzone, R., Knodel, S., Orci, L. Blockage of cell-to-cell communication within pancreatic acini is associated with increased basal release of amylase. Journal of Cell Biology. 103 (2), 475-483 (1986).
- Peracchia, C. Increase in gap junction resistance with acidification in crayfish septate axons is closely related to changes in intracellular calcium but not hydrogen ion concentration. Journal of Membrane Biology. 113 (1), 75-92 (1990).
- Peracchia, C., Dulhunty, A. F. Low resistance junctions in crayfish: structural changes with functional uncoupling. Journal of Cell Biology. 70, 419-439 (1976).
- Peracchia, C., Bernardini, G., Peracchia, L. L. Is calmodulin involved in the regulation of gap junction permeability. Pfügers Arch. 399, 152-154 (1983).
- Peracchia, C., Lazrak, A., Peracchia, L. L. Molecular models of channel interaction and gating in gap junctions. Handbook of Membrane Channels. Molecular and Cellular Physiology. Peracchia, C. , Academic Press. San Diego. 361-377 (1994).
- Spray, D. C., Harris, A. L., Bennett, M. V. L. Gap junctional conductance is a simple and sensitive function of intracellular pH. Sciences NY. 211, 712-715 (1981).
- Spray, D. C., Harris, L. L., Bennett, M. V. L. Comparison of pH and Ca dependence of gap junctional conductance. Intracellular pH: Its Measurement, Regulation, and Utilization in Cellular Functions. Nuccitelli, R., Deamer, D. , Alan R. Liss. New York. 445-461 (1982).
- Spray, D. C., White, R., De Carvalho, C., Harris, A. L., Bennett, M. L. V. Gating of gap junction channels. Journal of Biophysics. 45, 219-230 (1984).
- Watanabe, A., Grundfest, H. Impulse propagation at the septal and commissural junctions of crayfish lateral giant axons. Journal of General Physiology. 45, 267-308 (1961).
- Wiersma, C. A. G., Hughes, G. M. On the functional anatomy of neuronal units in the abdominal cord of the crayfish, Procambarus clarkii. Journal of Comparative Neurology. 116, 209-228 (1961).