Джордж Стрейзингер вел использование Danio rerio, широко известное как данио, в качестве модельной системы для генетического анализа развития позвоночных ^10. Модель предлагает несколько преимуществ, включая: (1) относительно простое и недорогое животноводство; (2) внешнее оплодотворение, обеспечивает легкий доступ к эмбрионам из самых ранних стадий развития; и (3) прозрачный эмбриона, что позволяет прямые и повторные наблюдения клеток, тканей и органов, как они образуют.

В течение последующих десятилетий несколько достижений дальнейшего увеличения мощности данио модели. В частности, передние генетические экраны и усилия секвенирования целого генома играет ключевую роль в идентификации мутаций и генов , имеющих решающее значение для многих процессов развития ^{11, 12, 13, 14,}«> ^15, способов клонирования ^16. Шлюз позволили рутинное применение трансгенных подходов ^{17, 18.} Последние достижения в области редактирования генома, на примере активатора транскрипции типа (Таленс) и кластерные регулярно interspaced короткие палиндромные повторы (CRISPR) -Cas9 нуклеазы, позволяют целевой введение мутаций, а также выбивания и забивные подходы ^{19, 20, 21, 22.} в совокупности эти методы делают данио мощной моделью для изучения генетических механизмов , лежащих в основе конкретных форм поведения и нескольких заболеваний человека ^{23, 24, 25, 26, 27.}

Эта работа сосредоточена на разработкепсихическая регуляция и роль электрической активности нейронов развития. Основное внимание на спинной мозг, для которых данио модель обеспечивает ряд преимуществ. Во-первых, это относительно легко получить доступ к данио на эмбриональных и личиночных стадий; Таким образом, можно изучать функции спинного мозга во время стадий развития , которые имеют меньше нейронов и более простой схемы ^{28, 29.} Кроме того, данио спинной мозг имеет разнообразный набор нейронов, похожими на других позвоночных, как продемонстрировано характерных и отличительных форм транскрипционных факторов ^{30, 31, 32, 33, 34, 35.}

Большинство исследований в данио, которые направлены, чтобы раскрыть механизмы, лежащие в основе функции спинного мозга цепей, особенноте , которые поддерживают двигательную, по понятным причинам сосредоточены на личиночной стадии ^{36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43.} Тем не менее, многие из нейронов , которые образуют спинномозговые локомотивных сети инициировать их дифференциации на ранних эмбриональных стадиях, ~ 9-10 ч после оплодотворения (HPF) ^{44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51.} В связи с этим, пониманием того, как морфологические и электрические свойства нейронов спинного мозга возникают и изменения между эмбриональными и личиночными стадиями важно для OveraLL понимание формирования опорно-двигательного аппарата и схемы функции.

Методы рассечение, описанные здесь, позволяют патч зажим записи из нейронов спинного мозга и были успешно применены на эмбриональной стадии (~ 17-48 HPF) и личиночной стадии (~ 3-7 дней после оплодотворения [денье]). Такой подход ограничивает количество рассечения, необходимое для обеспечения доступа к нейронам интереса. Протокол отличается от большинства других опубликованных методов для записи с данио нейронов спинного мозга в этом ветеринаром шовного клея используется, а не тонкой вольфрамовой штифта, чтобы прикрепить эмбрион или личинку к записи камеры. Наличие двух различных подходов (например, шовный клей по сравнению с вольфрамовым штырем) для крепления данио эмбрионов или личинок для электрофизиологического анализа обеспечивает исследователь с альтернативными вариантами для достижения своих конкретных экспериментальных целей.

Во-первых, процедуры доступа и записи из поп-музыки авляет первичных сенсорных нейронов, Rohon-Beard клетки, описаны. Клеточные тела этих нейронов лежат в спинном спинном мозге. Rohon-Борода клетка существует в многочисленных видах позвоночных, дифференцируется на ранних стадии развития, и лежит в основе эмбрионального ответа сенсорного ^{6, 44, 47, 48.}

Во-вторых, процедуры доступа и записи с спинальных мотонейронов детализированы. Рыбок данио спинальные двигательные нейроны возникают в течение двух волн нейрогенеза. В ранее рожденных первичных моторных нейронах возникают в конце гаструляции (~ 9-16 HPF), только с 3-4 первичными двигательными нейронами , присутствующими в hemisegment ^{45, 46, 49.} В противоположность этому, позже родилась популяция вторичных двигательных нейронов является более многочисленны и возникает в течение длительного периода времени, начиная с ~ 14 HPFэф "> ^{45, 50.} Вторичный двигательный нейрон генез в сегментах среднего ствола в основном завершен на 51 HPF ^50. Вторичные моторные нейроны считаются аналогом моторных нейронов в амниотых ^46. Интересно, что супраспинальные нейроны, с помощью допамина, регулируют передвижение в личинке и вторичные двигательный нейрон генезе у зародыша и молодой личинка ^{50, 51.} первичные и вторичные моторные нейроны каждый из которых содержит несколько различных подтипов. Каждые первичных двигательные нейроны подтипов проекты периферийных аксонов , которые иннервируют характерную группа мышц, что приводят к стереотипному, идентификации аксонов траектории. Как правило, вторичные моторные нейроны следовать аксонального пути, ранее установленных первичных двигательных нейронов. Таким образом, по отношению к аксонов траекторий, первичные и вторичные моторные нейроны сходны, за исключением того, что толщина и аксонов somata размер Aснова больше для первичных двигательных нейронов ^45.

В-третьих, методы записи из нескольких типов интернейронов обсуждаются. Тем не менее, в этих случаях, ограниченное количество удаления других клеток спинного мозга требуется, и, следовательно, спинной мозг менее нетронутый, чем для записей из клеток Rohon-Beard или моторных нейронов.