JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Protocol
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
신경과학

هيئات مستقبلات العضلات في البطن جراد البحر : تمرين الطلاب في مختبر استقبال الحس العميق

Published: November 18, 2010
doi:
10.3791/2323
, , ,
1Department of Biology,University of Kentucky

Summary

الغرض الرئيسي من هذه التجربة هو أن نفهم كيف الخلايا العصبية الحسية نقل المعلومات الأولية من الحركات والمواقف المشتركة من المعلومات المخصوص لحيوان. هدف إضافي من هذا التقرير هو تقديم تشريح بإعداد وعرض تشريح الخلايا العصبية تشريح تحت المجهر.

Abstract

الغرض الرئيسي من هذه التجربة هو إظهار المعلومات الأولية الخلايا العصبية الحسية تنقل الحركات والمواقف المشتركة من المعلومات المخصوص للحيوان. هدف إضافي من هذه التجربة هو أن نتعلم من التشريح تشريح التي تعدها ، وتلطيخ وعرض من الخلايا العصبية الحسية وهياكل تحت المجهر تشريح. يتم تنفيذ ذلك باستخدام معدات العصبية الأساسية لتسجيل النشاط الكهربائي من جهاز مستقبل مشترك وتقنيات التلوين. الجهاز مستقبلات العضلات (MRO) النظام في جراد البحر هو مماثل لالمغزل العضلات داخل المغزلية في الثدييات ، والذي يساعد في خدمة كنموذج النسبية التي يمكن الوصول إليها بسهولة أكثر للتسجيلات الكهربية. بالإضافة إلى ذلك ، هذه هي الخلايا العصبية الحسية تعريفية بين الاستعدادات. إعداد غير مجدية في الحد الأدنى لساعات المالحة التي هي قابلة للتمارين المختبرات الطلابية. وMRO هو أيضا عرضة للتعديل العمليات العصبية التي تشجع على الأسئلة المثيرة للاهتمام في مواقع العمل والتكامل modulatory الإشارات الحيوية من الحركات وموقف ثابت جنبا إلى جنب مع مكاسب التي يمكن تغييرها في النظام.

Protocol

1) مقدمة Proprioceptors هي الخلايا العصبية التي تكشف عن موقف مشترك والتوجيه ، والسرعة ، وتمتد في العضلات. استقبال الحس العميق هو وسيلة فريدة من نوعها الحسية ، لأن proprioceptors interoceptors والمحفزات هي الشعور داخل الجسم بدلا من العالم الخارجي. في النظام الفقاريات ، يبدو أن العديد من المستقبلات المشتركة والتوتر ليست ضرورية للكشف عن المعلومات المخصوص الإجمالي. لقد تبين أن حلقي حلزوني وflowerspray (النهايات العصبية الحسية) المستقبلات على الألياف العضلية التي التذرية ، وكذلك الدراسات الاهتزازية ومخدر ليكون مجموعتين مستقبلات الأساسية اللازمة لاستقبال الحس العميق (بورغيس آخرون لمراجعة ، 1982). ومع ذلك ، فمن الملاحظ أن هناك معلومات زائدة عن الحاجة التي جمعتها مستقبلات أخرى ، مثل تلك الموجودة في المفاصل ، والتي يتم استخدامها لمراقبة دقيقة من الحركات. مثل الفقاريات والمفصليات زوائد مفصلية. لذلك ، فإنه ليس من المستغرب أن proprioceptors وصفها لالفقاريات ونظرائهم في أطرافه المفصلية والمفاصل. الترتيب التشريحي للأجهزة chordotonal في سرطان يسمح للتحليل كل الخلايا العصبية الفردية وفقا للعمل. بالإضافة ، يمكن أن تعالج المسائل التنموية والحيوان أو عندما ينمو الحيوان إنشائها أحد أطرافه (كوبر وجوفيند ، 1991 ؛ هارتمان وكوبر ، 1993). بعض الأجهزة المشتركة في chordotonal السرطانات تحتوي على مئات من الخلايا العصبية الحسية الأولية (كوبر ، 2008) ، وهذه الخلايا العصبية في رصد الجوانب تجزيء النطاق في تحركات ومواقف مشتركة. نظام أقل تعقيدا المخصوص من رصد تحركات ومواقف مشتركة من الأجهزة مستقبلات العضلات (MROs) في بطن جراد البحر (إيكرت ، 1961a ، ب ؛ مكارثي وماكميلان ، 1995). وmechanoreceptors في البطن MROs جراد تنبيغ حافزا تمتد في النهايات الحسية ، مضمن في العضلات ، وإلى إمكانات مستقبلات متدرج. عندما يتجاوز عتبة المحتملة ، وإمكانات العمل نتيجة في قاعدة محور عصبي. هذا هو تعريف والمعروف باسم "موقع من بدء ارتفاع" في علم الأعصاب. في هذا النظام موجود في خلايا الجسم بدل بالقرب من العضلات التي تراقبها. نوعين متميزين وتمتد من المستقبلات الموجودة في هذا النظام الحسي : أ ببطء ، والتكيف مع مستقبلات سريع التكيف. نشاط يعتمد على قوة تمتد الميكانيكية. نظام MRO في جراد البحر هو مماثل لالمغزل العضلات داخل المغزلية في الثدييات والعضلات كما صادر السيطرة للحفاظ على الطبيعة مشدود من العضلات كما هو معروف للعضلات داخل المغزلية في الثدييات. الخلايا العصبية الحسية المغزل العضلات في الثدييات تشكل تحديا للتحقيق electrophysiologically بسبب طبيعة صغير من النهايات الحسية. كما أنه من الصعب تعقب مكان وجود أجسام الخلايا الجذرية في العقدة ظهري إلى النهايات هامشية. في المقارنة ، فإن الخلايا العصبية في MRO جراد البحر يمكن الوصول إليها بسهولة لأقطاب خارج الخلية وبين الخلايا للتسجيلات على المدى الطويل. الهيئات خلية من الخلايا العصبية الحسية MRO كبيرة نسبيا (50-100 ميكرومتر في القطر). خدموا الخلايا العصبية الحسية أيضا نموذجا في التصدي كيف "تمتد تنشيط" في وظيفة الخلايا العصبية القنوات ، وتدفق الأيونية ، قنوات التوزيع ، وكثافة الخلايا العصبية الحسية (بني وآخرون ، 1978 ؛. ادواردز وآخرون ، 1981 ؛. Erxleben ، 1989 ؛ مطاردة وآخرون ، 1978 ؛. Purali وRydqvist ، 1992 ؛ Rydqvist وPurali ، 1991 ؛ Rydqvist وSwerup ، 1991 ؛ كوبر وآخرون ، 2003). ويمكن تحقيق التكامل بين المدخلات الحسية من MRO في قطعة واحدة نفوذ شرائح المجاورة الأخرى (إيكرت ، 1961a ، ب). هناك تقارير قليلة عن التشكيل للمدخلات الحسية من MRO (باستور وماكميلان ، 1990 ؛. كوبر وآخرون ، 2003). تعديل الدوائر العصبية هي منطقة غنية للمستقبل التحقيقات العلوم الأساسية وهذا التحضير يمكن أن تكون بمثابة الأساس في الثدييات لتقديم الطلبات في المستقبل ، يحتمل أن تكون في النخاع الشوكي من الفقاريات (روسينول وآخرون ، 2001 ، 2002 ؛. Donnelan ، 2009) 1.1) مخرجات التعلم في هذه التجربة المخبرية ، واحد تشريح البطن جراد البحر وتعلم علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء المرتبطة من مرو. واحد سوف تتعلم كيفية مراقبة نشاط الخلايا العصبية مع تسجيلات خارج الخلية ، واستخدام المعدات الكهربية المشتركة. ورسم بياني واحد وتفسير البيانات التي تم الحصول عليها على أساس الحواس المقدمة. سوف الحواس مجموعة من مواقع ثابتة ، وكذلك الحركات الديناميكية للجزء يجري رصدها. سيكون عنوان واحد لمفهوم هذا النظام بوضع الجسم في الحسية وأهميتها. وسيراعى في التكيف الحسي في سلسلة من التجارب. وسيتم تناول أهمية وكذلك الآلية المحتملة وراء التكيف الحسي من قبل الطلاب. 2) أساليب 2.1) مواد <oل> قفص فاراداي Micromanipulator الشفط الكهربائي تشريح مجهر اضاءة عالية الكثافة (مصدر الضوء) منهاج المجهر AC / DC مكبر للصوت التفاضلية (AM النموذجي شركة أنظمة 3000) PowerLab 26T (آلات ميلادي) رئيس المسرح LabChart 7 (ADI الآلات ، كولورادو سبرينغز ، أول أكسيد الكربون ، الولايات المتحدة الأمريكية) جراد البحر المالحة (مم : 205 كلوريد الصوديوم ؛ بوكل 5.3 ؛ 13.5 0.2 CaCl 2 H 2 O ؛ MgCl 2.45 0.6 2 H 2 O (5) ؛ HEPES تعديلها لدرجة الحموضة 7.4) الميثيلين الأزرق : يتكون هذا من جراد البحر المالحة في تركيز 0.25 ٪ أطباق Sylgard المغلفة (داو كورننغ ، SYLGARD الاستومر سيليكون 184 طقم ؛ داو كورنينج كوربوريشن ، ميدلاند ، ميتشيغن الولايات المتحدة الأمريكية) أدوات تشريح الحشرات دبابيس 2.2) الإعداد الشكل 1 : معدات إعداد الإعداد حتى في قفص فاراداي. فإن كل المجهر ، وارتفاع كثافة إضاءة ، micromanipulator ، وحمام المالحة تقام داخل القفص (يستخدم لمنع قفص فاراداي المجالات الكهربائية الخارجية التي يمكن أن تتداخل مع تسجيل الكهربائية). الإعداد المجهر في موقف حيث يطل على مرحلة المجهر. موقف منار كثافة عالية في وضع مريح. يعد حمام المالحة باستخدام المياه المالحة في طبق جراد البحر Sylgard ووضعه تحت المجهر (وهذا هو المكان الذي سيتم وضع جراد البحر تشريح البطن). موقف micromanipulator في وضع يمكنها من حيث القطب الشفط وسهولة الوصول إلى حمام المالحة. شفط المياه المالحة حتى انها على اتصال مع أسلاك الفضة داخل القطب الشفط. ترتيب الأسلاك الأخرى على جانب قطع من مسرى الشفط على مقربة من غيض من القطب ، لذلك سيكون كل من الأسلاك في اتصال مع حمام المالحة. توصيل مكبر للصوت التفاضلية AC / DC (مضخم) إلى 26T مختبر الطاقة. القيام بذلك عن طريق ربط الحبل السليم من المدخلات (1) بشأن 26T PowerLab إلى الإخراج على مكبر للصوت. وينبغي وضع الضوابط صك مكبر للصوت إلى الإعدادات التالية : ارتفاع تذاكر – DC الشق تصفية – OFF انخفاض باس – 20kHz قدرة شركات.- عكس عقارب الساعة العاصمة الجميلة ويقابل دورة مقبض – عقارب الساعة DC أوفست (+ OFF) — OFF كسب مقبض – 50 المدخلات (فرق MONO GND) — مهرجان دبي السينمائي الدولي MODE (STIM – GATE – REC) — REC ΩTEST – OFF ربط رئيس لمرحلة "المدخلات والتحقيق" على مكبر للصوت. توصيل الأسلاك الكهربائية من القطب إلى مرحلة شفط الرأس. وينبغي أن تكون متصلا مع الأسلاك الحمراء (إيجابية) في أعلى اليسار الأخضر (على الأرض) في وسط الأسود (سلبية في القاع. ويدل على هذا في الشكل 2 ، ويمكن فقط سلك الأرض توضع في حمام المالحة. الشكل 2 : رئيس تكوين المرحلة الآن الاتصال سلك USB من 26T PowerLab للمحمول. ضمان أن كلا من مكبر للصوت وPowerLab26T موصولة وتحولت في يوم قبل افتتاح LabChart7 على الكمبيوتر. فتح LabChart7. سوف مربع LabChart مركز الترحيب البوب ​​مفتوحة. إغلاقه. انقر على الإعداد انقر على ضبط القناة. تغيير عدد من القنوات ل1 (أسفل يسار مربع) دفع موافق. في الجانب الأيسر العلوي من المخطط تعيين الدورات في الثانية الواحدة إلى حوالي 2k. تعيين فولت (المحور الصادي) إلى نحو 500 أو 200mv. انقر على القناة 1 على يمين المخطط. انقر على مكبر للصوت الإدخال. تأكد من أن الإعدادات : واحد العضوية ، إلى جانب ميلان ، وعكس (المقلوب إشارة إذا لزم الأمر) ، ومكافحة مستعار ، والتحقق. بدء التسجيل لبدء الصحافة. 2.3) تشريح وينبغي جراد (Procamarus clarkii) قياس 60-10 سم في طول الجسم وضعت بالفعل على الجليد لتخدير الحيوانات قبل أن يبدأ تشريح. عقد جراد تخدير من وراء مخالب بيد واحدة. بسرعة ، وقطع من محجر العين الى منتصف الرأس على كلا الجانبين ، وبقطع ثم جراد (ملاحظة : الدم من إعداد سيتم زجة عندما يجف ، حتى تغسل الأدوات عند اكتماله). الشكل 3 : قطع الرأس من جراد البحر بمجرد أن يتم قطع رؤوس جراد البحر ، وقطع بين الصدر والبطن (ذيل) على الجانب البطني. وينبغي أن يكون من السهل فصل البطن من القفص الصدري. ملاحظة : إذا كان ذكرا جراد البحر ، وقطع الاسلوبETS (الأجزاء التناسلية للذكور) قبالة قبل فصل البطن والصدر. (كما هو موضح أدناه في الشكل 4A). الشكل 4 : عزل البطن مكان واحد شفرة المقص داخل البطن ، مع نصائح ومقص مشيرا بعيدا عن التحضير ، وقطع على طول الحدود الجانبية. كرر على الجانب المقابل. الشكل 5 : تشريح البطن الطولية تأخذ النهاية الخلفية للملاقط (# 3) ، ودفع عضلات الجهاز الهضمي وبعيدا عن الجانب الظهري من التحضير. تأكد من عدم دفع أسفل على العضلات. تتقاطع في الضلع (الأفقي إلى الجانب الوحشي) الماضي لإزالة الجانب البطني من الذيل. الشكل 6 : إزالة جزء من البطن بطني تبرز في إعداد جراد البحر المالحة (حل فان تعديل Harreveld ل). يبحث في إعداد تحت المجهر ، ويمكن أن يكون موجودا في عمق العضلة الباسطة الإنسية (ماركا) من أليافه الملتوية في الحلزون ، وعمق العضلات الباسطة الجانبية ، مع الألياف خطي يمكن تمييزها (انظر الملحق أرقام 1 و 2). مكان اثنين من المسامير في المنطقة midsagittal في الجزء الأعلى من البطن والعضلات بين الأضلاع ماركا على الأولى والثانية (الشكل 7). الشكل 7 : تأمين التحضير لتسجيل العصب الذي يحتوي على العصب الحسي MRO. الحزم العصبية التي سيتم استخدامها لتشغيل السجل من طول الحافة الجانبية بجوار إهاب (الشكل 7). (قد يكون من الضروري لضربة على إعداد أو إسقاط المالحة في الحمام باستخدام القطارة لتحديد حركتها بواسطة العصب) ملاحظة : كل قطعة في البطن ومجموعتين من MROs بسرعة والتكيف ببطء ، على hemisegments اليمين واليسار. الحزم العصبية المرتبطة تشغيل على طول الحافة الجانبية بجوار بشرة. هذا هو حزمة الأعصاب أن واحدا وسيتم تسجيل من. واحد سوف لن تكون قادرة على عرض MROs لأنها تقع تحت عضلات DEL1 و 2 (أرقام الملحق رقم 1 و 2). الرقم 8 على لمحة عامة عن تشريح لبذل من أجل عزل البطن. الشكل 8 : نظرة عامة إلى عزل تشريح البطن. A ، B ، C وهي سلسلة من الخطوات في تشريح جراد. 3) نتائج 3.1) تسجيل وصفت ردود معمم الحصول عليها من ببطء وسريع التكيف MROs بينما تمتد وتمتد المحافظة في الشكل 9. في هذا التمرين سوف يكون المرء تسجيل من كلا MROs معا كما ترد المحاوير في حزمة العصب نفسه. الرقم 9 : جراد على نوعين من الخلايا العصبية في مرو. في طوري ، والتي هي محاور عصبية معصب بواسطة المحرك بسرعة ، والمقويات التي كتبها معصب المحاور الحركية بطيئة. (أ) عندما يتم تحفيز مستقبلات منشط أنها تتكيف ببطء إلى التحفيز ويستمر وجود نمط ثابت من اطلاق امكانات العمل. (ب) عندما يتم تحفيز مستقبلات طوري أنها تتكيف بسرعة الى التحفيز والحرائق فقط نمطا قصيرة من إمكانات العمل. يتم تسجيل كامل العصب الذي يحتوي على الخلايا العصبية الحركية والحسية من الشكل (10). ومع ذلك فإن أحد فقط الكشف عن الخلايا العصبية الحسية كما قطعت محرك السيارات العصبية من الحبل البطني للحيوان. الرقم 10 : حزمة الأعصاب أن يكون امتص يصل الى القطب التسجيل. (A) ويرد عصبية حرة عائمة فوق البطن تشريح. (ب) الخطوط العريضة للحزمة الأعصاب والقطب شفط البلاستيك بالقرب من العصبية. (C) ويتم سحب العصب قطعي في القطب الشفط ، والتي تم تفصيلها في الزرقاء. واحد هو الآن على استعداد لتسجيل الاستجابات الكهربائية من MROs. إعداد مكان ضمن نطاق تشريح وإعداد مجموعة تسجيل ما يصل. أرضية حمام كهربائيا عن طريق وضع سلك الأرض كلوريد الفضة في الحمام والطرف الآخر على أرضية مشتركة. ملاحظة : في بعض الأحيان يمكن أن يسبب هذا الضجيج الكهربائي أثناء التسجيل. إذا كان هذا يحدث لا ارضية الحمام. استخدام المجهر لمعرفة العصبية التي سيتم تسجيلها ملاحظة : ابحث عن قطعة مع العصب الأكثر للوصول. العصب هو الأبيض ، ويمكن رؤيته باستخدام ماصة للرش المياه المالحة حول العصب أو التي تهب على إعداد طفيفة. هذا يتسبب في الاعصاب على التحرك ويسهل التعرف عليها. والآن وقد تم التعرف على مكان العصب القطب الشفط من micromanipulator مباشرة عبر العصب (الشكل 10). برفق على حقنة لسحب العصب في القطب (واحد يمكن أن نرى العصب الانجرار الى القطب باستخدام المجهر). اضغط على زر البداية على Labscope7. باستخدام الملقط تحرك بلطف ذيل جراد البحر صعودا وهبوطا 180-45 و 90 الزوايا. لاحظ الفرق في التسجيلات في كل زاوية مختلفة. (عند تغيير الموقف من زوايا للتأكد من ملاحظة التغييرات زاوية مع نشاط الخلايا العصبية ذات الصلة التي تظهر على الشاشة ، ويمكن أن يتم ذلك باستخدام علامة التعليق في البرنامج). سجل الحركات استجابة لمختلف حركات ثابتة في الرسم البياني أدناه. عقد الذيل جراد البحر في 45 درجة لمدة خمسة عشر ثواني. دفع توقف على الشاشة LabChart7. سجل عدد من الامكانيات التي وقعت أثناء العمل الثانية الأخيرة المسجلة. عقد الذيل جراد البحر في الدقيقة 45 لدقيقة واحدة. دفع توقف على الشاشة LabChart7. سجل عدد من الامكانيات التي وقعت أثناء العمل الثانية الأخيرة المسجلة. التفسير : شاشة الرسم البياني مختبر هو الرسم البياني الذي يتحرك في بالميليفولت (المحور الصادي) مقابل ثانية (محور س). انها تقيس مدى العديد من امكانات العمل يحدث في فترة معينة من الزمن. كما أنه يقيس اتساع فولت في كل إمكانات العمل الميداني أو المحتملة خارج الخلية. السعة هي قياس نسبي التي يمكن استخدامها لتحديد ما إذا كان حجم مختلفة من خارج الخلية امكانات العمل المسجلة موجودة. ويشار إلى إمكانات العمل التي سجلتها إمكانات حقل خارج الخلية بأنها "طفرة". وبعيدا عن العصبية الصغيرة سوف يكون الارتفاع. واكثر مرونة من المناسب على الشفط الكهربائي أصغر الارتفاع سيكون كما هو فقدان الحالية مع المقاومة ختم المنخفضة حول حزمة الأعصاب وفتح القطب الشفط. الرسم البياني 1 : زاوية (°) # من إمكانات العمل في 1 ثانية بعد 3 ثواني # من إمكانات العمل في 1 ثانية بعد 10 ثانية 180 درجة (شقة) 45 ° 90 درجة أسئلة للتفكير في حين إجراء هذه التجارب هي : هل هناك نمط واستجابة متسقة لتمديد وحركات الانحناء للمشترك؟ وأثار أي نوع من الاستجابات التي تعلق أو عقد الدبير في مواقع ثابتة المختلفة؟ غير أن استجابة متناسقة عند المتكررة؟ تدوين الملاحظات حذرا من أنواع الاستجابات الملاحظة. بعد كنت راضيا الملاحظات الخاص ، وجعل سجلات دائمة لهذا النشاط عن طريق حفظ ملفات البيانات. راض مرة واحدة مع الملاحظات التي قمت بها في الجزء 3 ، والانتقال إلى مزيد من التسجيلات من الأعصاب في قطاعات 4 أو 5 أو على الجانب الآخر من الجزء 3 لمراقبة النشاط. يمكن للمرء أن ترغب في تحديد ما إذا كان neuromodulators (octopamine ، السيروتونين ، وproctolin) أو غيرها من المركبات أو تكوين تغيير في طبيعة الأيونية من الملوحة وتنتج استجابات مختلفة عن تلك التي تم الحصول عليها في المياه المالحة محددة. 3.2) مع الأزرق يلطخ الميثيلين يمكن للمرء أن يكون قادرا على الخروج تشريح العضلات (انظر الملحق) لعرض MROs مع تقنية تلوين. أخذ إعداد واسكب من جراد البحر المالحة. مكان حوالي 5 ملل من محلول زرقة الميثيلين في إعداد ودوامة بلطف الطبق لبضع دقائق. ثم صب الأزرق الميثيلين الزائدة في حاوية النفايات وسكب المياه المالحة العذبة على إعداد. المكان الآن الطبق تحت المجهر لبدء تشريح العضلات لعرض MROs. قطع الجزء طول الضلع (الأفقي إلى midsagittal) عن طريق وضع جزء واحد من تحت مقص العضلات وسحب ما يصل كما كنت قطعت على طول العضلات. حالما يتم قطع DEL 1 و 2 ثم قشر عضلات الظهر والعضلات وينبغي أن يلاحظ وجود طبقة رقيقة من العضلات (SEM). وMROs هي الأخيرين ألياف متوازية الكذب وسطي لعضلة الحلزوني (الشكل 11). "بديل =" الرقم 11 "/> الرقم 11 : والتخطيطي لشريحة البطن يوضح المجموعات العضلية (A) وإعداد ملطخة الميثيلين الأزرق (B) على ترسيم المجموعات العضلية في إعداد سليمة. يتم عرض المنطقة المحددة في ألف باء مع موسع للرأي. باء ، والمجموعات العضلية DEL1 و 2 ليسوا قطع بعيدا كما هو موضح في النصف السفلي من التخطيطي كما هو مبين في ألف تمارين لطالب واحد قد ترغب في أن يكون الطلاب الإجابة على الأسئلة التالية : ما هو مستقبل interoceptive؟ كيف تتصل المستقبلات interoceptive proprioceptors؟ شرح التكيف الحسي وكيف يمكن ان تتصل هذا المختبر. ما هو تجزيء النطاق؟ ما الذي يمكن للجهاز العصبي المركزي ان تفعل؟ والخلايا العصبية التي سجلتها إحدى الخلايا العصبية نوع طورية أو منشط؟ لماذا؟ (تلميح : ما كنت مسلمة نشاط الخلايا العصبية الحركية سيبدو بالنسبة إلى نشاط الخلايا العصبية الحسية سليمة داخل حيوان) على ورقة منفصلة من ورقة رسم بياني من زاوية الذيل جراد البحر مقابل تواتر AP. تفسير أي الاتجاه الذي قد نلاحظ في الرسم البياني

Discussion

وقد وفرت التفاصيل الواردة في الفيلم والنص المرتبطة الخطوات الرئيسية في النظام بما فيه الكفاية لتسجيل النشاط في MRO للجراد في الموقع. هدف واحد من تقريرنا هو زيادة الوعي في المحتملة لهذا الطالب في إعداد تشغيل مختبرات التحقيق لتدريس المفاهيم الأساسية في علم وظائف الأعضاء الحسية. ان التحضيرات قوية جدا في البقاء في حين يجري استحم في الحد الأدنى من المياه المالحة.

وقد تم التعرف على التحكم في المحركات على عضلات MRO لكن التنظيم في مجال النقل وإمكانات اللدونة متشابك وكذلك فعالية انتقال الخلايا العصبية المثبطة ومثير لا يزال يمثل مساحة مفتوحة للتحقيق (Elekes وفلوري ، 1987a ، ب ، وفلوري فلوري ، 1955 ؛ Kuffler ، 1954 ؛ Kuffler وEyzaguirre ، 1955).

ويمكن استخدام هذا المستحضر للتحقيق في عدد من الظروف التجريبية فضلا عن مجموعة الطبيعية للتنقل داخل هذا الحيوان من أجل فهم أفضل للبيولوجيا MRO للبحوث الأساسية ، فضلا عن أغراض الإيضاح. الخصائص الفيزيائية الحيوية لهذه الخلايا العصبية الحسية وقد عولجت جزئيا في طبيعتها للتكيف في النشاط العصبي مع المحافظة على الحوافز (براون وآخرون ، 1978 ؛ ادواردز وآخرون ، 1981 ؛. Purali ، 1997 ؛ Rydqvist وPurali ، 1991 ؛ Rydqvist وSwerup ، 1991). ومع ذلك ، سوى تقارير قليلة عنوان تعديل العمليات العصبية في هذه المستقبلات الحسية وألياف العضلات المرتبطة به (كوبر وآخرون ، 2003 ؛. باستور وماكميلان ، 1990). التقارير تعامل مع عدد قليل فقط من العديد من المركبات التي يتم المعروفة لتكون موجودة في الدملمف. جهري العديد من الكوكتيلات وجهري ما زال يتعين النظر في المجمع MRO (العضلات والخلايا العصبية). لم باستور وماكميلان (1990) دراسة neuromodulators 5 – HT وoctopamine على نشاط MROs بين الأنواع المختلفة القشريات وأشار إلى أن هناك أنواع الاختلافات. لكنها لم تدرس بالتفصيل التأثيرات الطويلة الأمد لهذه neuromodulators ولا الآثار المترتبة على النشاط في مواقع ثابتة مختلفة من مرو.

يمكن لهذا النوع من المساعدات في إعداد فهم أساس الإدراك الحسي وتنظيم المعالجة العصبية وهو أمر مهم في تأهيل وإدارة الأمراض للبشر مع abnormities الوحدة الحركية (باتل وآخرون ، 2009 ؛. رابين وآخرون ، 2009 ؛. مارينو وآخرون . ، 2010). ويمكن استخدام أنواع مختلفة من المدخلات وأنماط اطلاق النار لرصد تحركات مشتركة في الأعمال التحضيرية للوصول اللافقارية في مجال الروبوتات / بدلة (ماكميلان وPatullo ، 2001). لا تزال هناك أسئلة كثيرة تنتظر اجابات في هذا التحضير يمكن أن يكون مفيدا في عدد من الطرق.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

بدعم من جامعة كنتاكي ، قسم علم الأحياء ، ومكتب للدراسات الجامعية وكلية الآداب والعلوم.

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. Fields, H. L., Mill, P. J. Crustacean abdominal and thoracic muscle receptor organs. Structure and function of proprioceptors in the invertebrates. , 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]. , (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

Muscle Receptor OrgansCrayfish AbdomenProprioceptionSensory NeuronsJoint MovementsAnatomical PreparationStainingDissectionViewing NeuronsSensory StructuresDissecting MicroscopeNeurophysiological EquipmentElectrical ActivityJoint Receptor OrganMuscle SpindleElectrophysiological RecordingsIdentifiable Sensory NeuronsViable PreparationMinimal SalineStudent Laboratory ExerciseNeuromodulationModulatory ActionDynamic Signals Of MovementsStatic Position

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image