Электрические свойства клеток, таких как нейроны наблюдаются путем измерения потока ионов через клеточные мембраны, как изменение напряжения или тока. Разнообразие электрофизиологических методов были разработаны для измерения биоэлектрического событий в клетках. Нейроны, найденные в глазах животных доступны и их схема часто менее сложна, чем в головном мозге, что делает эти клетки хорошими кандидатами для электрофизиологического исследования. Общие применения электрофизиологии в глаза , включают электроретинография (ЭРГ) ^1,2 и микроэлектродного внутриклеточный записи. ERG включает в себя размещение электрода или на глаза животного, применяя легкий стимул, и измерения изменения напряжения в виде суммы ответов всех соседних ячеек ^3-6. Если кто-то конкретно интересует, характеризующих спектральную чувствительность отдельных клеток фоторецепторов, часто несколько типов клеток одновременно реагировать на различные сильные на данный стимул; Таким образом,может быть трудно определить чувствительность специфических типов клеток из данных ERG особенно если существует несколько различных видов спектрально-подобных фоторецепторов в глазу. Одним из возможных решений является создание трансгенная Drosophila с фоторецепторов (опсина) гена интереса , проявленного в клетках большинство R1-6 в глаза , а затем выполнить эрг ^7. Не потенциальные недостатки этого метода включают в себя не с низким уровнем экспрессии белка фоторецепторов ^8, и долгое временные рамки для генерации и скрининга трансгенных животных. Для глаз с меньшим количеством видов спектрально различных фоторецепторов, адаптация глаз с цветными фильтрами может помочь при снижении вклада некоторых типов клеток к ЭРГ, позволяя тем самым оценку спектральной чувствительности максимумов ^9.

Внутриклеточные записи другой метод, где тонкая электрод пронзает клетки и стимул применяется. Электродные записывает только что Indivответ idual ячейки таким образом , чтобы запись, и анализа нескольких отдельных клеток может дать определенные чувствительностей физиологически различных типов клеток ^10-14. Хотя наш протокол фокусируется на анализе спектральной чувствительности, основные принципы внутриклеточной регистрации с острыми электродами изменяемый для других применений. Использование другого подготовку образца, например, и с помощью острых кварцевых электродов, можно записывать с глубже в зрительном доли или других областей в головном мозге, в зависимости от нами вопроса. Например, время отклика отдельных клеток фоторецепторов ^15, активность клеток в зрительном кулачков ¹⁶ (пластинку, мозговое вещество или lobula ^17), мозг ¹⁸ или других ганглиев ¹⁹ также могут быть записаны с подобными методами, или цветовые стимулы могут быть заменены с поляризацией ^{20 -22} или движение раздражители ^23,24.

Фототрансдукции, процесс, посредством которого светэнергия поглощается и преобразуется в электрохимический сигнал, является древней чертой общей для почти всех присутствующих день животных фил ^25. Зрительный пигмент, содержащийся в клетках фоторецепторов и отвечает за инициирование визуальной фототрансдукции является родопсина. Родопсины у всех животных состоят из белка опсина, член 7 трансмембранного G-белками семейства рецепторов, и связанный с хромофором , который является производным от сетчатки глаза или подобной молекулы ^26,27. Opsin аминокислотной последовательности и структуры хромофора влияют на абсорбцию родопсина на различных длинах волн света. Когда фотон поглощается хромофора родопсина активируется, инициируя G-белка каскада в клетке , что в конечном итоге приводит к открытию мембраносвязанных ионных каналов ^28. В отличие от большинства нейронов, фоторецепторов клетки подвергаются градуированные возможные изменения, которые могут быть измерены как относительное изменение амплитуды отклика с изменением светового стимула. Как правило, даннаятип фоторецепторов выражает лишь один ген Opsin (хотя существуют исключения ^8,10,29-31). Сложное цветовое зрение, подобного во многих позвоночных животных и членистоногих, достигается с помощью сложного глаза сотен или тысяч фоторецепторов каждый, выражающих еще один или иногда типов родопсина. Визуальная информация фиксируется путем сравнения ответов по поводу фоторецепторов мозаики с помощью комплекса вниз по течению нейронной сигнализации в глаза и головного мозга, в результате чего в восприятии изображения в комплекте с цветом и движением.

После измерения исходных ответов фотоэлектрического клетки на различных длинах волн света через внутриклеточной регистрации, то можно вычислить его спектральной чувствительности. Этот расчет основан на принципе Univariance, в котором говорится , что реакция фоторецептора ячейки зависит от числа фотонов , она впитывает, но не от конкретных свойств фотонов она поглощает ^32. Любой фотон, который абсоrbed по родопсина будет вызывать такой же ответ. На практике это означает , что амплитуда отклика сырой клетке будет увеличиваться за счет либо увеличения интенсивности света (фотонов больше впитывать), или к сдвигу длины волны к его пиковой чувствительности (высокая вероятность родопсина поглощать эту длину волны). Мы используем этот принцип в соотнесении клеточных реакций при известной интенсивности и той же длины волны в ответах на разных длинах волн и с той же интенсивностью, но неизвестной относительной чувствительности. Типы клеток часто определяются длиной волны, при которой их пики чувствительности.

Здесь мы покажем один из способов внутриклеточной регистрации и анализа спектральной чувствительности фоторецепторов в глазу бабочки, с акцентом на что делает этот метод более доступным для более широкого научного сообщества. Хотя внутриклеточная записи остается распространенным явлением в литературе, особенно в отношении цветового зрения у насекомых, мы обнаружили тхаТ описания материалов и методов, как правило, слишком коротка, чтобы позволить для воспроизведения техники. Мы представляем этот метод в видео-формате с целью разрешения ее более простой репликации. Мы также опишем технику с использованием легкодоступных и доступного оборудования. Мы обращаемся общие оговорки, которые часто не сообщается, которые замедляют исследования при оптимизации нового и сложная техника.