우리는 사설 도움 씨 크레이그 D. 슬레 이븐 (영어학과, 켄터키 대학) 감사합니다. 켄터키 대학, 생물 학부, 학부 연구과 예술 &amp; 과학 대학 사무실에서 지원됩니다.

1) 소개 모터 뉴런은 집합 신경근육학 교차로 (NMJ)이라고합니다 시냅스에서 근육 섬유와 통신합니다. NMJs 대부분의 크레이 근육 준비에 쉽게 액세스할 수 있습니다. 크레이 피쉬 NMJs의 대부분은 척추의 NMJs에 명시된 포유 동물 CNS 또는 subthreshold 응답 시간 postsynaptic dendrites에서 생성된 등급 전기적 신호와 유사한 비 급상승 흥분성의 postsynaptic 잠재력 (EPSP)를 입증 (Wiersma &amp; 반 Harreveld, 1938; 캐츠 &amp; Kuffler, 1946) . 크레이 피쉬 NMJs는 시냅스 시냅스 전달과 분화에 일반적인 통찰력을 제공하는 기본적인 시냅스 모델로 검색할 수 있습니다. 일반적으로, 모터 단위는 근육의 NMJs 및 특성에 시냅스 커뮤니케이 션의 유형을 통해 동물의 행동의 측면을 통제. 게하고 크레이 피쉬 가까이 근육 (루카스 1907 1917)에서 &quot;빠른&quot;와 &quot;느린&quot;근육의 수축의 첫 번째 관찰 이래, 유사한 근육 수축성 차별은 같은 복부 박혀 (케네디 &amp; 다케다, 1965a와 같은 다른 크레이 근육 유형에 설명되어있다 , B)와 사지 extensors (반 Harreveld &amp; Wiersma, 1936). &quot;빠른&quot;수축이 빠른 응답을 시작합니다. 예를 들어, 크레이 피쉬 꼬리 플립은 빠른 동작입니다. &quot;느린&quot;수축 속도가 느린 움직임을 유지하고 자세를 (Bradacs 외., 1997) 유지할 수 있도록 도와주십시오. &quot;빠른&quot;와 &quot;느린&quot;근육의 수축에 대응하는 &quot;하이 / phasic 출력&quot;과 &quot;토닉 / 낮은 출력은&quot;널리 모터 뉴런을 설명하는 데 사용됩니다. 근육 수축의 속도와 타이밍의 차이는 시냅스 구조와 시냅스 강도 presynaptic 차이 (킹 외., 1996)와 관련된 부분이다. Myofibrillar 단백질 이소형 표현은 수축성의 차이도 중요하지만 특정 섬유 모터 뉴런의 두 가지 유형에 의해 innervated되는 다리의 신근 근육의 그런 준비에 초점이 터미널의 시냅스 차이에있는 단말기가 공유 이후 동일한 대상 셀 (Mykles 외., 2002). 이전 연구는 다리 신근의 두 흥분성의 모터 axons 검사를하고 phasic와 토닉 phenotypes을 (Bradacs 외., 1997) 설명했다. 이 보고서에서는, 우리는 다른 사람들이 더 신경이 터미널의 시냅스 분화의 속성을 조사할 수 있도록 절개를 수행하고 녹음을 얻는 방법을 보여줍니다. 보입니다 전송 전자 현미경, 크레이 피쉬 다리 신근 근육에있는 토닉과 phasic 터미널에서 얻은 섹션의 다양한 시리즈 토닉 단말기가 phasic 터미널보다 RRP의 vesicles를 포함하는 것으로 나타났습니다, mitochondria는 토닉 뉴런에 더 유행하고 있으며, phasic 터미널에있는 시냅스 있습니다 더 낮은 출력 시냅스에서보다 복잡한, 그들은 다양한 간격 (밀러 외, 2002; 존스톤 외, 2008;. 킹 외, 1996;.. Bradacs 외, 1997) 여러 활성 영역을 포함하고 있기 때문입니다. 낮은 출력 토닉 단자도 phasic 터미널 (쿠퍼 외., 2003)보다 neuromodulator의 세로토닌과 시냅스 강화 전송 (5 - HT)에 더 취약합니다. 토닉과 phasic NMJ 같은 근육 섬유에 존재하는 사실은 쉽게 특정 근육 섬유에 presynaptic 차이를 평가하고 근육 피로, 신경 우울증과 시냅스 크로스 토크의 질문을 해결하기 위해 수 있습니다. 각종 질문은 토닉과 phasic 터미널 postsynaptic 대상에서 postsynaptic 수용체의 밀도와 글루 탐 산염 수용체 subtypes의 차이가 있는지 여부,이 준비에서 해결될 수 남아 있지만, 이들의 해부 및 생리학의 근본적인 차이에 대한 이해 이 모터 단위보다 깊은 지식 기반을 구축에 도움이됩니다. 희망이 시냅스 준비에서 배운 기본 원리는 다양한 준비의 다른 시냅스 적용되며 왕새우이 시냅스 모델의 향후 조사를 강화 것입니다. 2) 방법 <ol><li> 모든 실험은 중견 왕새우 (Procambarus clarkii)의 첫 번째 또는 두 번째 도보 다리에 실시하고 있습니다. 동물 개별적으로 oxygenized 물로 플라스틱 용기에 보관되어 있습니다. 동물 실의 온도는 13 ° C - 16 ° C.의 범위에 동물은 주간 단위로 변경 건조 물고기 음식과 물을 공급하고 있습니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig1.jpg" alt="그림 1" /> 그림 1 : 왕새우 걸을 수있는 다리와 여섯 말초 세그먼트의 도식. </li><li> 크레이 피쉬에서 걸을 수있는 다리의 말초 측면은 해부학적인 몸의 구조 여섯 세그먼트 (그림 1)으로 나뉘어져 있습니다. 다리 신근는 meropodite에 위치하고 있으며, 격리 될 신경 번들 meropodite ischiopodite 공동 가까운입니다. 토닉이나 phasic 축삭은 선택 N으로 자극될 수그들이 노출된 후 생리 목적 eeded. </li><li> 일이 그렇게되면서, 쿠퍼와 쿠퍼 (2009) meropodite 지역 내에서 따개 모터 신경 세포의 excitor를 노출위한 메소드를 포함하여 초기 절개의 일부 측면을 설명하지만, 그들의 설명은 손상에서 신근 근육을 보호하는 데 필요한 치료를 제공하지 않습니다 따개 근육 준비를 해결하기 위해 필요하지 않습니다. 신근를 보호하기 위해, 첫 번째 또는 두 번째 도보로 다리를 강제 곤란으로 다리를 automize하는 동물을 유도하여 신체 길이 6-10센티미터 (아차 팔 라야 생물학 공급 주식 레이스 랜드, LA)를 측정, 왕새우에서 제거 ischiopodite 세그먼트의 파괴 비행기로 말초. 다리는 측면 (바깥 쪽) 뷰어 직면하고있는 해부 접시에 배치됩니다. 뷰어 밖에 (측면 사이드) (그림 2) 일반적으로 아치형 측면과 함께, 해부 접시에까지 직면하고 있는지 수있을 때까지 다리를 주위에 켜집니다. 조직 종이에 다리를 놓는 것은 이러한 상처를 제작하면서 쉽게 준비를 돌려 수 있습니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig2.jpg" alt="그림 2" /> 그림 2 : 일반적으로 meropodite의 측면쪽으로 아치되는 측면은 해부 접시에 직면하고있다. </li><li> 메스 블레이드 차단기 및 홀더로 날카로운 면도날 방금 meropodite 세그먼트에 대한 그림 3에 표시된 패턴을 통해 절단까지 에칭 표피하는 데 사용됩니다. 케어는 meropodite - carpopodite 공동으로 복부 잘라 지느러미에 너무 멀리 말초를 잘라하지 않도록합니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig3.jpg" alt="그림 3" /> 그림 3 : 표피의 창 밖으로 에칭을위한 제안 패턴으로 라인 meropodite 세그먼트. 준비는 호수에 배치됩니다. 해부 접시는 바닥에 Sylgard (다우 코닝) 코팅 (1cm 두께)가됩니다. Sylgard는 곤충 핀이 아직 준비를 쥐고 그 안에 갇혀 수 있도록하는 데 사용됩니다. 이 시점에서, 핀은 carpopodite 세그먼트의 중간과 ischiopodite 부문 (그림 4)의 지느러미 부분에 붙어있다. 해부 준비는 표준 크레이 피쉬 호수에서 목욕을 205 NaCl로 만든 반 Harreveld의 솔루션 (1936)에서 수정, 5.3KCl, 13.5 CaCl 2; 2 시간 2 O, 2.45 MgCl 2; 6H 2 O, 5 HEPES 및 조정 산도 7.4 (MM)입니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig4.jpg" alt="그림 4" /> 그림 4 : 컷 창문 meropodite 세그먼트에서 해제되고. 해부 핀의 위치를​​ 적어 둡니다. </li><li> 표피는 부드럽게 말초 지역에서 해제되고 근육 섬유는 다리의 기본 방향으로 스트로크를하여 표피부터 버려야합니다. 표피는 떠낸 수 있습니다. </li><li> apodeme (힘줄)은 meropodite - carpopodite 관절을 절단합니다. PIN은 상처가 (그림 5) 만들 수있는 곳을 표시하기 위해 flexor의 힘줄의 내부 표면에 위치합니다. 그것이 핀셋과 flexor 근육, 꼬리 방향으로 (그림 6)에 올려서 주요 다리 신경 및 신근 근육을 노출하여 뽑아가 얽혀있는 어디에 있었 힘줄 다음 슬쩍입니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig5.jpg" alt="그림 5" /> 그림 5 : flexor 근육의 apodeme가 핀과 flexor에서 생기죠으로 강조 표시됩니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig6.jpg" alt="그림 6" /> 그림 6 : 기본 다리 신경을 손상하지로 flexor 근육의 apodeme는 절단 신경을 써서 제거됩니다. </li><li> 주요 다리 신경은 meropodite - carpopodite 관절을 잘라 조심스럽게 신근 근육을 통해 다시 가져온 것입니다. 근육의 내측 표면은 본 연구 전반에 걸쳐 사용됩니다. 주요 다리 신경에서 신근 근육에 신경의 분리는 부드럽게 준비의 측면으로 기본 다리 신경의 말초 그루터기를 당겨 강화 수 있습니다. 신근 근육을 통해 다시 기본 다리 신경을 필링 때, 축삭의 작은 가지는 절단해야 할 수도 있습니다. 이들은 억제 모터 신경 세포에서 신근 근육에 지점이 있습니다. meropodite의 근위 끝 근처의 주요 다리 신경에서 출발 분기 큰 번들 관심의 작은 신경 다발이다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig7.jpg" alt="그림 7" /> 그림 7 : 주요 다리 신경이 절단 및 근위 방향으로 끌고 있습니다. 이 신경 다발은 메틸렌 블루 염색법 (그림 8) 또는 함께 볼 수있는 4 - 디 - 2 - ASP 형광 얼룩 (그림 9). <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig8.jpg" alt="그림 8" /> 그림 8 : 메틸렌 블루있는 신근 근육 얼룩. 축삭 분기 및 신경 내에서 두 쉽게 볼 수 axons를 적어 둡니다. 빨간색 화살표 demark 신경 추적합니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig9.jpg" alt="그림 9" /><br/&gt; 그림 9 : 4 - 디 - 2 - ASP와 모터 신경 자국의 axons. 토닉의 축삭 인해 증가 mitochondrial 콘텐츠를 더 밝게 볼 수 있습니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10a.jpg" alt="그림 10A" /> 그림 10A : 4 - 디 - 2 - ASP 물들일 phasic와 토닉 뉴런의 개인 단말기. 토닉 터미널 및 phasic 터미널의 얇은 성격에 varicosities을 확인합니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10b.jpg" alt="그림 10B" /> 그림 10B - 토닉 지적 <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig10c.jpg" alt="그림 10C" /> 그림 10C - Phasic 지적 </li></ol> 3) 생리 프로필 <ol><li> 근육의 세포 잠재력을 모니터링하는 동안 토닉이나 phasic 뉴런의 흥분성의 postsynaptic 잠재력 (EPSPs)를 관찰, 신경 번들의 고립 axons 중 하나 (존스톤 그라스 자극기에 연결된 흡입 전극 (그림 11)에 의해 자극됩니다 외., 2008). 70 Hz에서에서 자극이 낮은 출력 NMJs에 대한 촉진 응답을 촉진하기 위해 토닉의 축삭에 적용하거나, 하나의 펄스가 (1 Hz에서) 높은 출력의 큰 EPSPs을 얻기 위해 phasic 축삭에 적용으로 표시 NMJs 그림 12인치 EPSPs는 PowerLab/4s 인터페이스를 통해 컴퓨터에 기록됩니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig11.jpg" alt="그림 11" /> 그림 11 : 신경 번들 내에서 하나의 축삭을 통해 배치 자극 전극. 2 주 axons을 요약 녹색 라인을합니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig12.jpg" alt="그림 12" /> 그림 12 : 레코딩 얻은 세포로 토닉이나 phasic 뉴런의 Postsynaptic 가능성 (EPSPs). </li><li> 시냅스 촉진과 시냅스 우울증의 성격에 조사가 낮은 높은 출력 NMJs 다양한 실험 패러다임으로 접근하실 수 있습니다. 낮은 출력 NMJs의 촉진은 약 20 자극 (그림 13)의 20, 40 및 60 Hz에서 펄스에 대한 표시, 주파수에 따라 달라집니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig13.jpg" alt="그림 13" /> 그림 13 : 세 가지 주파수 20, 40 일반 크레이 피쉬 호수에서 60 Hz에서에서 주어진 자극 펄스의 기차에 대응 EPSPs. </li><li> 자극의 주파수로 시냅스 우울증의 비율도 높은 출력 NMJs 관련되어 있습니다. 그림 14은 30 분 이상 NMJ을 누르 자극의 연속 5 Hz에서를 보여줍니다. 높은 자극 주파수로 준비 (Bradacs 외., 1997)보다 신속하게 우울하게합니다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig14.jpg" alt="그림 14" /> 그림 14 : 우울증 유발하는 5 Hz에서 자극 동안 phasic 응답의 EPSP 진폭. </li></ol> 4) Quantal 응답 <ol><li> 크레이 피쉬 (쿠퍼와 쿠퍼, 2009)의 따개 근육에 대해 설명한 것과 유사한 절차는이 준비하는 데 사용됩니다. 직접 신경 단말기의 식별 지역 이상 quantal EPSPs은 중요한 염료 4 디 - 2 - ASP (5 μm의, 5 분 치료, 쿠퍼 동부 표준시와 시각 신경 varicosities에 매크로 패치 기록 전극의 루멘을 배치하여 기록됩니다 알, 1995;. Magrassi 외, 1987).. 자연뿐만 아니라 evoked quantal 반응은 신경 단말기 함께 기록할 수 있습니다. evoked과 자발적인 시냅스 잠재력은 매크로 패치 전극 (Dudel, 1981; Wojtowicz 외, 1991;. Mallart, 1993)로 기록됩니다. Kimax 유리 (외경 : 1.5 mm)이 가져온 10에서 20 μm의 (그림 15)에 이르기까지 내부 직경과 패치 조언을 생산하는 화재 - 연마했다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig15.jpg" alt="그림 15" /> 그림 15 : 매크로 패치 기록 전극의 루멘. 전극의 루멘은 목욕 매체로 가득 차 있습니다. 앰프는 위에서 언급한 세포 레코딩에 사용되는 것과 동일합니다. 전극과 인감 저항은 전극을 통해 시험 전류 펄스를 전달하여 결정하실 수 있습니다. 우리의 실험에서, 씰 resistances는 0.3에서 1.0 MOhm로 원거리 및 전극 저항은 0.5에서 1.0 MOhm로 원거리. 시일 저항은 녹화 내내 모니터링할 수 있습니다. </li><li> quantal 사건의 직접 계산이 낮은 자극 주파수 가능합니다. 각 evoked 회신을 원하시면 quantal 이벤트의 수를 쉽게 낮은 출력 단자 (그림 16)에 대한 결정하실 수 있습니다. 이러한 직접적인 계산은 의미 quantal 콘텐츠 (.; 쿠퍼 외, 1995 델 카스 틸로 &amp; 캐츠 1954)을 예측할 수 있습니다. evoked 높은 출력 NMJs 멀티 quantal evoked 행사 자발적인 사건의 평균 최대 진폭 또는 지역과 함께 deflections의 평균 진폭이나 지역, 생산 이후 appro하는 데 사용할 수 있습니다평균 quantal 콘텐츠 (쿠퍼 외., 1995) ximate. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig16.jpg" alt="그림 16" /> 그림 16 초점 흔적이 phasic와 토닉 NMJ에서 기록했다. <img src="/files/ftp_upload/2319/2319fig17.jpg" alt="그림 17" /> 그림 17 </li></ol>

<ol>
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Physiol. 35, 310-331 (1907).</li><li>Lucas, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+summation+of+propagated+disturbances+in+the+claw+of+Astacus+and+on+the+double+neuromuscular+system+of+the+abductor.">On summation of propagated disturbances in the claw of Astacus and on the double neuromuscular system of the abductor.</a> J. Physiol. 51, 1-35 (1917).</li><li>Magrassi, L., Purves, D., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+probes+that+stain+living+nerve+terminals.">Fluorescent probes that stain living nerve terminals.</a> J. Neurosci. 7, 1207-1214 (1987).</li><li>Millar, A. G., Bradacs, H., Charlton, M. P., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inverse+relationship+between+release+probability+and+readily+releasable+vesicles+in+depressing+and+facilitating+synapses.">Inverse relationship between release probability and readily releasable vesicles in depressing and facilitating synapses.</a> J. Neurosci. 22, 9661-9667 (2002).</li><li>Millar, A. G., Zucker, R. S., Ellis-Davies, C. G., Charlton, M. P., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+sensitivity+of+neurotransmitter+release+differs+at+phasic+and+tonic+synapses.">Calcium sensitivity of neurotransmitter release differs at phasic and tonic synapses.</a> J. Neurosci. 25, 3113-3125 (2005).</li><li>Msghina, M., Govind, C. K., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+structure+and+transmitter+release+in+crustacean+phasic+and+tonic+motor+neurons.">Synaptic structure and transmitter release in crustacean phasic and tonic motor neurons.</a> J. Neurosci. 18, 1374-1382 (1998).</li><li>Msghina, M., Millar, A. G., Charlton, M. P., Govind, C. K., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+entry+related+to+active+zones+and+differences+in+transmitter+release+at+phasic+and+tonic+synapses.">Calcium entry related to active zones and differences in transmitter release at phasic and tonic synapses.</a> J. Neurosci. 19, 8419-8434 (1999).</li><li>Mykles, D. L., Medler, S. A., Koenders, A., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myofibrillar+protein+isoform+expression+is+correlated+with+synaptic+efficacy+in+slow+fibres+of+the+claw+and+leg+opener+muscles+of+crayfish+and.">Myofibrillar protein isoform expression is correlated with synaptic efficacy in slow fibres of the claw and leg opener muscles of crayfish and.</a> 205 (4), 513-522 (2002).</li><li>Sparks, G., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=5-HT+offsets+homeostasis+of+synaptic+transmission+during+short-term+facilitation.">5-HT offsets homeostasis of synaptic transmission during short-term facilitation.</a> J. Applied Physiol. 96, 1681-1690 (2004).</li><li>Sohn, J., Mykles, D. L., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+anatomical,+physiological+and+biochemical+characterization+of+muscles+associated+with+the+articulating+membrane+in+the+dorsal+surface+of+the+crayfish+abdomen.">The anatomical, physiological and biochemical characterization of muscles associated with the articulating membrane in the dorsal surface of the crayfish abdomen.</a> J. Exp. Zool. 287, 353-377 (2004).</li><li>Tsien, R. W., Harata, N. C., Choi, S. W. P. y. l. e., Aravanis, A. M., AM, G. C. h. e. n. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vesicles,+quanta+and+synaptic+plasticity.+Molecular+Mechanisms+of+synaptic+function.">Vesicles, quanta and synaptic plasticity. Molecular Mechanisms of synaptic function.</a> , (2001).</li><li>Van Harreveld, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+physiological+solution+for+freshwater+crustaceans.">A physiological solution for freshwater crustaceans.</a> Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 34, 428-432 (1936).</li><li>Van Harreveld, A., Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+triple+innervation+of+the+crayfish+muscle.">The triple innervation of the crayfish muscle.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 22, 667-667 (1936).</li><li>Wiersma, C. A. G., Van Harreveld, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+the+frequency+of+stimulation+on+the+slow+and+fast+contraction+in+crustacean+muscle.">The influence of the frequency of stimulation on the slow and fast contraction in crustacean muscle.</a> Physiol. Zool. 11, 75-81 (1938).</li><li>Wojtowicz, J. M., Smith, B. R., Atwood, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-dependent+recruitment+of+silent+synapses.">Activity-dependent recruitment of silent synapses.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 627, 169-179 (1991).</li></ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

우리는 해부하다하는 방법, 기록 및 모두 높은 낮은 출력 단자가 동일한 근육 섬유를 신경을 분포시키다있는 독특한 왕새우 신경근육학 준비 신경 반응을 계량이 보고서에서 증명하고있다. 크레이 피쉬의 신경근육학 준비는 몇 흥분성의 모​​터 뉴런은 근육 신경을 분포시키다하는 데 필요한 있기 때문에, 척추 신경근육학의 분기점 이상의 많은 장점을 제공하고, 뉴런은 준비에서 준비 (앳우드, 1976)로 식별되기 때문입니다. 또한, 흥분성의 신경 전달 물질이 글루 탐 산염이고, 흥분성의 postsynaptic 잠재력 (EPSP)이 등급되며 따라서 등급 사건의 biophysical 특성은 척추 동물의 CNS 내의 뉴런의 dendrites 유사합니다. quantal 조류 그러나, postsynaptic 사이트 (쿠퍼 외., 1995)에 직접 모니터링할 수 있습니다. phasic 신경의 반복 5 Hz에서 자극은 크게 몇 분 후에 우울이 될 큰 EPSPs에 상승을 제공합니다. 우울증의이 유형은 arthropod phasic 신경근육학 분기점 (라이언과 쿠퍼, 1996)에 일반적입니다. phasic 단말기와 함께 토닉 단말기의 존재는 하나가 postsynaptic 대상이 크게 phasic 모터 신경 세포의 대공황 도중 및 이후 수정 여부를 평가할 수 있습니다. (; 데자 - 샤와 쿠퍼, 2009. 데자 - 샤 외, 2008) 또한, 낮은 출력 단자는 시냅스 촉진을 기초 메커니즘을 조사하기 좋은 준비를 제공합니다 높은 출력 단자는 시냅스 우울증과 복구 프로세스의 속도에 변조를 조사하기 위해 플레이 그라운드를 제공합니다. 접근 및 가능한 준비가 시냅스 우울증 뒤에 메커니즘을 해독에 도움이 될 것입니다. 이 크레이 피쉬 다리 신근 준비에서 세로토닌의 외인성 응용 프로그램이 시냅스 시냅스 소포 우울증과 풀의 동원에 대한 조사를 발전시키는 잠재적인 수단의 복구를 조사하는 또 다른 도구입니다. 각 근육 섬유 phasic와 토닉 모두 모터 뉴런에 의해 innervated되므로이 준비, 몇 가지 실험 이점을 제공합니다. 세로토닌은 evoked 자극과 함께 출시되는 vesicles의 수를 증가하고 우울증 동안 회복을 촉진 때문에, 그것은 세로토닌의 현재와 융합의 가능성을 향상을위한 소포의 수영장 중 일부 변조가있다는 것을 분명하기 때문에 (존스톤 외., 2008 ; 록스든 외, 2006;. 스파크 외, 2004).. 로 우울한 상태로 반대 저주파 자극, 동안 presynaptic 신경 터미널 내에있는 소포의 수영장의 역학을 설명할 것입니다 모델은 또한 준비 가능 다양한 실험 프로토콜 중 고려해야합니다. . Tsien 외, 그것은 재활용 vesicles의 나머지 endoplasmic reticulum (하라타 외, 2001을 통해 전통적인 느린 재활용 경로를 통해 이동 반면 소포 수영장의 약 30 %가, 빠른 재활용을 거쳐 다른 시스템에서 언급되었습니다. , 2001). 이러한 이중 경로 또한이 시스템에 나타날 수 있습니다. ATP는 다음 presynaptic 터미널의 우울 상태에서 부족한 도킹 및 undocking 경우가 발생되지 않을 수도 있습니다, 따라서, 더 많은 하역 vesicles은 시냅스 표면에 남아있는 것입니다. 터미널이 5 HT에 노출된 경우보다 vesicles이 빠르게 출시 이후, 그것은 더이 쉽게 releasable 수영장 (RRV) 내에 포함되는 가능합니다. 그러나, 우울 상태, 감소 ATP와 도킹 및 undocking가도 다시 시냅스 표면에서 언로 드 vesicles을 떠난 다섯 HT의 존재에 차단될 수 있습니다. 예비 데이터는 더 많은 vesicles이 연장 5 HT 노출과 자극, 다시 릴리스 능력 vesicles을 (존스톤 외에서 할 괴상한 수있는 빠르고 느린 재활용 경로에서 소포 수영장의 분포로 시간의 경과에 릴리스하는 것이 좋습니다 때문에. 2008;. 리뷰 - 데자 - 샤 외, 2008 참조; 데자 - 샤와 쿠퍼 2009) postsynaptic 전류와 모터 신경 단말기의 정의 지역에서 하나의 콴타 조치의 초점 macropatch 레코딩의 기술로, 하나는 시냅스 우울증이 출시되고 적게 vesicles의 결과 또는 때문에 기능의 변경의 발생 여부를 확인하는 질문을 할 수 postsynaptic 수용체의. 그것은 vesicles가 동등한 칼슘 노출이 준비 phasic NMJ에서 융합으로 더 민감한 것을 표시되었습니다 (밀러 외. 2005 년), 높은에 대한 가능성이 계정 phasic 터미널 (Msghina 외의 quantal 내용을 의미하는. , 1998, 1999). 또한, 칼슘 결합 단백질 frequenin의 차이 (Jeromin 외., 1999)와 ultrastructure (킹 외., 1996) 차동 시냅스 효능 (쿠퍼에 기여외., 2003). (.; 쿠퍼 외, 2003. Bradacs 외, 1997) 일부 이전 연구 신근 근육 섬유의 근육 표현형을 살펴 보았다. 혼합 섬유 종류에 왕새우의 순수 토닉 및 phasic 섬유 종류의 근육 분화의 규정을 비교, 듈리 innervated있는 다리 신근에 대한 같은 근육 표현형 발현 및 조절 (라프 램 보이즈 외, 2000 실마리를 제공할 수;. 손 동부 표준시 알, 2000;. 그리피스 외, 2001;. Mykles 외, 2002).. 많은 근본적인 질문 신경 생물학에서 해결될 수 남아이 준비 그들 중 일부를 태클에 도움이됩니다. 다리의 신근을 가지고 접근할 수도 분야에 관심이 오늘날의 몇 가지 주제는 다음과 같습니다 : 1) (우울증 Ca2의 감소로 인해 높은 출력 단자 사이 시냅스 우울증 기초 세포 메커니즘을 결정 + 항목, 유능한 부족 쉽게 releasable 소포 (RRV) 수영장, 및 / 또는 변경 postsynaptic 감수성?) 2) 빠른 복구, 3을 홍보하기 시냅스 우울증의 유도 후 적용하면 5 - HT의 기계론의 역할을 결정)은 결정 여부 quantal의 모양 자극 phasic 터미널에서 발생하는 전류는 시냅스 우울증의 사전 및 사후 시냅스 구성 요소를 해결하기 위해 우울증의 유도 기간 동안 변경되고 있습니다. 이 릴리스 사이트에서 직접 측정으로 시냅스의 성능 부하의 메커니즘을 주소 관련 정보를 얻기 위해 우리를 수 있기 때문에이 NMJ는 지속적인 연구와 미래를 수사하는 것이 중요합니다. 이 분야의 현재 연구는 5 - HT 및 소포의 수영장의 역학에 의해 시냅스 우울증 변조에 대한 정보를 제공하고 있습니다. 모든 신경 시스템에 관련된 시냅스 전달의 근본 기초와 관련이 그러한 주제.

<ol><li> 크레이 피쉬 (Procambarus clarkii). 아차 팔 라야 생물학 공급 주식 레이스 랜드, LA. 미국. </li><li> 표준 크레이 피쉬 살린 : <ul><li> 반 Harreveld의 ​​솔루션 (1936)에서 수정되었습니다. (MM)를 205 NaCl, 5.3 KCl, CaCl 2 13.5 2 시간 2 O, 2.45 MgCl 2 6H 2 O, 5 HEPES 및 산도 7.4 조정 </li></ul></li><li> 해부 도구 : 좋아요 # 5 핀셋, 고급 가위, 나이프 블레이드 홀더, # 26002-20 곤충 핀 (모든 파인 과학 도구 (미국), 주식 회사, 373 - G 빈티지 파크 드라이브, 포스터 시티, CA 94404-1139에서 얻은) </li><li> Sylgard 코팅 해부 요리, 녹음 요리 중 흡입 전극과 건설 또는 흡입 전극을 가질 흡입 전극과 꽃밥의 속이는 사람을 사용합니다. </li><li> 세포내 레코딩을위한 줌 기능과 함께 현미경을 해부. 시각 터미널에 초점 녹음 똑바로 목표 (4 x와 20X)와 복합 현미경이 사용됩니다. 하나는 HG 광원이 필요합니다. </li><li> 표준 세포 증폭기와 컴퓨터에 라인 녹음에 대해서도 A / D 보드. 전기 신호는 PowerLab/4s 인터페이스 (ADInstruments, 호주)에 온라인으로 기록됩니다. 우리는 차트 또는 범위 이름을 ADInstruments에서 표준 소프트웨어를 사용합니다. </li><li> 화학 물질 : <ul><li> . 쿠퍼 외, 1995a;. varicosities을 (Marigassi 외, 1987 시각화하는, (분자 프로브, 유진, 또는 4 디이 ASP), 우리는 중요한 형광 염료, 4 [4 조 (diethylamino) styryl] N methylpyridinium 요오드화물을 사용하여 ). 모든 생리 화학 물질은 시그마 화학 회사 (세인트 루이스, MO)에서 얻은되었습니다. </li></ul></li><li> 세포내 녹음을 위해 우리는 유리 모세관 튜브 (FHC, 브런즈윅, ME, 04011, 미국의 카탈로그 # 30-31-0)과 초점 macropatch 전극에 대해 우리가 Kimax - 51를 사용 킴블 제품 아트를 사용합니다. 100mm 번호 34502, ID 0.8 - 1.1mm, 길이. 세포내 전극은 20-30 mOhm의 저항이 있어야합니다. macropatch 전극은 좋은 팁이 전극 풀러에서 만든 후 유리의 끝을 위반하여 구성되어 있습니다. 깨진 해제 팁 직경은 20μM에 대한 깨끗한 수직 휴식이 필요합니다. 팁 다음에 대한 10μM 내경을 연마 열 수 있습니다. 전극의 샤프트는 다음이 점차 구부와 함께 약 45 도로 구부 원인 가열 요소를 통해 실행됩니다. 이것은 준비하는 또 다른 45도에 대한 생산되는 마이크로 조작하는 사람과 각도로 신경 터미널을 통해 평면 또는 수직 전극 루멘을 생산하고 있습니다. </li></ol>

physiological recordings of high and low output nmjs on the crayfish leg extensor muscle

우리는 높은 (phasic)와 낮은 (토닉) 출력 모터 뉴런은 왕새우 걸을 수있는 다리의 신근 근육 innervating위한 시냅스 응답 electrophysiological 녹음을 폭로하고 수행하는 방법을 자세히 설명합니다. 뚜렷한 차이 phasic와 토닉 신경 터미널의 생리와 형태에 존재한다. 토닉의 축삭은 매우 중요한 더 강하게 phasic 축삭보다 얼룩 걸릴 수 있도록, 많은 사람들이 더 mitochondria가 포함되어 있습니다. 토닉 터미널 varicosities 있고, phasic 터미널 사상이다. 토닉 터미널은 시냅스 효능이 적은 있지만 극적으로 촉진 반응을 보여줍니다. 반면, phasic 터미널 quantal 효능 높은 있지만 고주파 자극과 신경 우울증을 보여줍니다. quantal 출력은 시각 신경 터미널을 통해 직접 배치 초점 macropatch 전극과 측정됩니다. phasic와 토닉 두 터미널은 형태학의와 생리 차별 화를위한 그 뉴런의 고유한 차이보다는 근육에서 차등 역행 피드백, 계정을 제안 같은 근육 섬유를 신경을 분포시키다.

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Physiological Recordings of High and Low Output NMJs on the Crayfish Leg Extensor Muscle

이 문서에서는 왕새우 걸을 수있는 다리의 신근 근육에 신경 반응의 electrophysiological 녹음을 실시 방법과 신경 단말기가 높은 및 낮은 출력 신경 단말기 총 형태학의 차이를 보여 시각 아르하는 방법을 보여줍니다.

크레이 레그 신근 근육에 높은 및 낮은 출력 NMJs의 생리 레코딩

We explain in detail how to expose and conduct electrophysiological recordings of synaptic responses for high (phasic) and low (tonic) output motor ...

physiological-recordings-high-low-output-nmjs-on-crayfish-leg

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.7K 조회수.  University of Kentucky. 이 문서에서는 왕새우 걸을 수있는 다리의 신근 근육에 신경 반응의 electrophysiological 녹음을 실시 방법과 신경 단말기가 높은 및 낮은 출력 신경 단말기 총 형태학의 차이를 보여 시각 아르하는 방법을 보여줍니다.

비디오: Physiological Recordings of High and Low Output NMJs on the Crayfish Leg Extensor Muscle

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

TMS의 국가 종속성 효과 : 동기 Phosphene 동작 좀보세요

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

연구

신경과학

Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that influence a cell's membrane potential and which we address in these experiments are: (1) Ion concentration of K+ on the outside of the membrane, and (2) the permeability of the membrane to specific ions. The crayfish abdominal extensor muscles are in groupings with some being tonic (slow) and others phasic (fast) in their biochemical and physiological phenotypes, as well as in their structure; the motor neurons that innervate these muscles are correspondingly different in functional characteristics. We use these muscles as well as the superficial, tonic abdominal flexor muscle to demonstrate properties in synaptic transmission. In addition, we introduce a sensory-CNS-motor neuron-muscle circuit to demonstrate the effect of cuticular sensory stimulation as well as the influence of neuromodulators on certain aspects of the circuit. With the techniques obtained in this exercise, one can begin to answer many questions remaining in other experimental preparations as well as in physiological applications related to medicine and health. We have demonstrated the usefulness of model invertebrate preparations to address fundamental questions pertinent to all animals.

The experiments demonstrate an easy approach for students to gain experience in examining muscle structure, synaptic responses, the effects of ion gradients and permeability on membrane potentials. Also, a sensory-CNS-motor-muscle circuit is presented to show a means to test effects of compounds on a neuronal circuit.

멤브레인 후보, 시냅틱 응답,의 연결 회로, Neuromodulation과 크레이를 사용하여 근육 조직학 : 학생 실험실 연습

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that ...

Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception

The primary purpose of this experiment is to demonstrate primary sensory neurons conveying information of joint movements and positions as proprioceptive information for an animal. An additional objective of this experiment is to learn anatomy of the preparation by staining, dissection and viewing of neurons and sensory structures under a dissecting microscope. This is performed by using basic neurophysiological equipment to record the electrical activity from a joint receptor organ and staining techniques. The muscle receptor organ (MRO) system in the crayfish is analogous to the intrafusal muscle spindle in mammals, which aids in serving as a comparative model that is more readily accessible for electrophysiological recordings. In addition, these are identifiable sensory neurons among preparations. The preparation is viable in a minimal saline for hours which is amenable for student laboratory exercises. The MRO is also susceptible to neuromodulation which encourages intriguing questions in the sites of modulatory action and integration of dynamic signals of movements and static position along with a gain that can be changed in the system.

The primary purpose of this experiment is to understand how primary sensory neurons convey information of joint movements and positions as proprioceptive information for an animal. An additional objective of this report is present the anatomy of the preparation by dissection and viewing of neurons under a dissecting microscope.

크레이 피쉬 복부 근육 수용체 기관 : Proprioception에서 학생 실험실 연습

The primary purpose of this experiment is to demonstrate primary sensory neurons conveying information of joint movements and positions as proprioceptive ...

Physiological Experimentation with the Crayfish Hindgut: A Student Laboratory Exercise

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings with a force transducer to monitor the strength of contraction. In addition, we demonstrate how to visually monitor peristaltic activity, which can be used as a bioassay for various peptides, biogenic amines and neurotransmitters. This preparation is amenable to student laboratories in physiology and for demonstrating pharmacological concepts to students. This preparation has been in use for over 100 years, and it still offers much as a model for investigating the generation and regulation of peristaltic rhythms and for describing the mechanisms underlying their modulation. The pharmacological assays and receptor sub-typing that were started over 50 years ago on the hindgut still contribute to research today. This robust preparation is well suited to training students in physiology and pharmacology.

In this report we demonstrate techniques that can be used to investigate the biology of the crayfish hindgut. We show how to dissect a crayfish abdomen and study the associated anatomy, physiology and modulation of activity. The peristaltic activity and strength of contractions are measured using a force transducer.

크레이 피쉬 Hindgut와 생리 실험 : 학생 실험실 연습

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings ...

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

Polyimide 기반 Microelectrode를 사용하여 자유롭게 이동 마우스의 고밀도 뇌파 레코딩

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output. During development, this activity is important for the migration and differentiation of cortex cell types and the formation of neuronal connections1. In the mature animal, ongoing activity reflects the past and the present state of an animal into which sensory stimuli are seamlessly integrated to compute future actions. Thus, a clear understanding of the organization of ongoing i.e. spontaneous activity is a prerequisite to understand cortex function. 
Numerous recording techniques revealed that ongoing activity in cortex is comprised of many neurons whose individual activities transiently sum to larger events that can be detected in the local field potential (LFP) with extracellular microelectrodes, or in the electroencephalogram (EEG), the magnetoencephalogram (MEG), and the BOLD signal from functional magnetic resonance imaging (fMRI). The LFP is currently the method of choice when studying neuronal population activity with high temporal and spatial resolution at the mesoscopic scale (several thousands of neurons). At the extracellular microelectrode, locally synchronized activities of spatially neighbored neurons result in rapid deflections in the LFP up to several hundreds of microvolts. When using an array of microelectrodes, the organizations of such deflections can be conveniently monitored in space and time. 
Neuronal avalanches describe the scale-invariant spatiotemporal organization of ongoing neuronal activity in the brain2,3. They are specific to the superficial layers of cortex as established in vitro4,5, in vivo in the anesthetized rat 6, and in the awake monkey7. Importantly, both theoretical and empirical studies2,8-10 suggest that neuronal avalanches indicate an exquisitely balanced critical state dynamics of cortex that optimizes information transfer and information processing.
In order to study the mechanisms of neuronal avalanche development, maintenance, and regulation, in vitro preparations are highly beneficial, as they allow for stable recordings of avalanche activity under precisely controlled conditions. The current protocol describes how to study neuronal avalanches in vitro by taking advantage of superficial layer development in organotypic cortex cultures, i.e. slice cultures, grown on planar, integrated microelectrode arrays (MEA; see also 11-14).

A robust way to study neuronal avalanches, i.e. scale-invariant spatio-temporal activity bursts, indicative of critical state dynamics in cortex. Avalanches emerge spontaneously in developing superficial layers of cultured cortex which allows for long-term measurements of the activity with planar integrated multi-electrode arrays (MEA) under precisely controlled conditions.

Organotypic 문화에의 연결을 눈사태의 다중 전극 어레이 레코딩

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments in vision research require displays with more than 12 bits of luminance resolution. Several solutions are available. Bit++ 1 and DataPixx 2 use the Digital Visual Interface (DVI) output from graphics cards and high resolution (14 or 16-bit) digital-to-analog converters to drive analog display devices. The VideoSwitcher 3 described here combines analog video signals from the red and blue channels of graphics cards with different weights using a passive resister network 4 and an active circuit to deliver identical video signals to the three channels of color monitors. The method provides an inexpensive way to enable high-resolution monochromatic displays using conventional graphics cards and analog monitors. It can also provide trigger signals that can be used to mark stimulus onsets, making it easy to synchronize visual displays with physiological recordings or response time measurements.
Although computer keyboards and mice are frequently used in measuring response times (RT), the accuracy of these measurements is quite low. The RTbox is a specialized hardware and software solution for accurate RT measurements. Connected to the host computer through a USB connection, the driver of the RTbox is compatible with all conventional operating systems. It uses a microprocessor and high-resolution clock to record the identities and timing of button events, which are buffered until the host computer retrieves them. The recorded button events are not affected by potential timing uncertainties or biases associated with data transmission and processing in the host computer. The asynchronous storage greatly simplifies the design of user programs. Several methods are available to synchronize the clocks of the RTbox and the host computer. The RTbox can also receive external triggers and be used to measure RT with respect to external events. 
Both VideoSwitcher and RTbox are available for users to purchase. The relevant information and many demonstration programs can be found at <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Conventional computer hardware can not generate visual stimuli with sufficiently high grayscale resolution and measure response times with sufficient accuracy. We describe how to use the VideoSwitcher to produce high-resolution monochromatic displays, and the RTbox to measure response times with high accuracy on conventional computer hardware.

사용 높음 - 해상도 디스플레이와 종래의 컴퓨터에 정확한 응답 시간 측정 그레이 스케일

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell level. The technique allows experimenters to examine temporally and regionally specific firing patterns in order to correlate recorded action potentials with ongoing behavior. Moreover, single-unit recordings can be combined with a plethora of other techniques in order to produce comprehensive explanations of neural function. In this article, we describe the anesthesia and preparation for microwire implantation. Subsequently, we enumerate the necessary equipment and surgical steps to accurately insert a microwire array into a target structure. Lastly, we briefly describe the equipment used to record from each individual electrode in the array. The fixed microwire arrays described are well-suited for chronic implantation and allow for longitudinal recordings of neural data in almost any behavioral preparation. We discuss tracing electrode tracks to triangulate microwire positions as well as ways to combine microwire implantation with immunohistochemical techniques in order to increase the anatomical specificity of recorded results.

Implanting organized arrays of microwires for use in single-unit electrophysiological recordings presents a number of technical challenges.&#160;Methods for performing this technique and the equipment necessary are described.&#160;Also, the beneficial use of organized microwire arrays to record from distinct neural subregions with high spatial selectivity is discussed.

동물 행동하자, 깨어있는 단일 단위 레코딩을위한 Microwires의 조직 된 배열을 주입하기위한 절차

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila

The serotonergic feeding circuit in Drosophila melanogaster larvae can be used to investigate neuronal substrates of critical importance during the development of the circuit. Using the functional output of the circuit, feeding, changes in the neuronal architecture of the stomatogastric system can be visualized. Feeding behavior can be recorded by observing the rate of retraction of the mouth hooks, which receive innervation from the brain. Locomotor behavior is used as a physiological control for feeding, since larvae use their mouth hooks to traverse across an agar substrate. Changes in feeding behavior can be correlated with the axonal architecture of the neurites innervating the gut. Using immunohistochemistry it is possible to visualize and quantitate these changes. Improper handling of the larvae during behavior paradigms can alter data as they are very sensitive to manipulations. Proper imaging of the neurite architecture innervating the gut is critical for precise quantitation of number and size of varicosities as well as the extent of branch nodes. Analysis of most circuits allow only for visualization of neurite architecture or behavioral effects; however, this model allows one to correlate the functional output of the circuit with the impairments in neuronal architecture.

Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila

The feeding circuit in Drosophila melanogaster larvae serves a simple yet powerful model that allows changes in feeding rate to be correlated with alterations in the stomatogastric neural circuitry. This circuit is composed of central serotonergic neurons that send projections to the mouth hooks as well as the foregut.

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The serotonergic  feeding circuit in Drosophila  melanogaster larvae can be used to investigate neuronal substrates of  critical importance during the ...

The Swimmeret System of Crayfish: A Practical Guide for the Dissection of the Nerve Cord and Extracellular Recordings of the Motor Pattern

Here we demonstrate the dissection of the crayfish abdominal nerve cord. The preparation comprises the last two thoracic ganglia (T4, T5) and the chain of abdominal ganglia (A1 to A6). This chain of ganglia includes the part of the central nervous system (CNS) that drives coordinated locomotion of the pleopods (swimmerets): the swimmeret system. It is known for over five decades that in crayfish each swimmeret is driven by its own independent pattern generating kernel that generates rhythmic alternating activity 1-3. The motor neurons innervating the musculature of each swimmeret comprise two anatomically and functionally distinct populations 4. One is responsible for the retraction (power stroke, PS) of the swimmeret. The other drives the protraction (return stroke, RS) of the swimmeret. Motor neurons of the swimmeret system are able to produce spontaneously a fictive motor pattern, which is identical to the pattern recorded in vivo 1.
The aim of this report is to introduce an interesting and convenient model system for studying rhythm generating networks and coordination of independent microcircuits for students&#8217; practical laboratory courses. The protocol provided includes step-by-step instructions for the dissection of the crayfish&#8217;s abdominal nerve cord, pinning of the isolated chain of ganglia, desheathing the ganglia and recording the swimmerets fictive motor pattern extracellularly from the isolated nervous system.
Additionally, we can monitor the activity of swimmeret neurons recorded intracellularly from dendrites. Here we also describe briefly these techniques and provide some examples. Furthermore, the morphology of swimmeret neurons can be assessed using various staining techniques. Here we provide examples of intracellular (by iontophoresis) dye filled neurons and backfills of pools of swimmeret motor neurons. In our lab we use this preparation to study basic functions of fictive locomotion, the effect of sensory feedback on the activity of the CNS, and coordination between microcircuits on a cellular level.

Here we describe the dissection of the crayfish abdominal nerve cord. We also demonstrate an electrophysiological technique to record fictive locomotion from swimmeret motor neurons.

왕새우의 Swimmeret 시스템 : 신경 코드 및 모터 패턴의 세포 외 녹음의 해부를위한 실무 가이드

Here we demonstrate the dissection of the crayfish abdominal nerve cord. The preparation comprises the last two thoracic ganglia (T4, T5) and the chain of ...