George Streisinger banebrydende anvendelse af Danio rerio, almindeligvis kendt som zebrafisk, som modelsystem til genetisk analyse af hvirveldyr udvikling ^10. Modellen giver flere fordele, herunder: (1) relativt simple og billige husdyrhold; (2) ekstern befrugtning, der giver nem adgang til embryoner fra de tidligste udviklingsstadier; og (3) en transparent embryo, hvilket tillader direkte og gentagne observationer af celler, væv og organer som de dannes.

I løbet af de følgende årtier, flere fremskridt yderligere øget magt zebrafisk model. Især forward genetiske skærme og hel-genom sekventering af indsatsen spillet en nøglerolle i identifikationen af mutationer og gener er kritiske for mange udviklingsmæssige processer ^{11, 12, 13, 14,}"> ^{15, 16.} Gateway kloningsmetoder har tilladt rutinemæssig anvendelse af transgene nærmer ^{17, 18.} Nylige fremskridt i genom redigering, eksemplificeret ved transkriptionsaktivator-lignende (Talens) og grupperet regelmæssigt spatierede korte palindrome repeats (CRISPR) -Cas9 nukleaser, muliggøre målrettet indførelse af mutationer, samt knock-out og knock-in nærmer ^{19, 20, 21, 22.} kombinerede, disse metoder gør zebrafisk en kraftfuld model til undersøgelse af de genetiske mekanismer bag specifikke adfærd og flere humane sygdomme ^{23, 24, 25, 26, 27.}

Dette arbejde fokuserer på at udviklemental regulering og den rolle, elektriske aktivitet i neuronal udvikling. Fokus er på rygmarven, som den zebrafisk model giver flere fordele. Det første er det relativt let at få adgang til zebrafisk på embryonale og larvestadier; derfor kan man studere rygmarv funktion under udviklingsstadier, der har færre neuroner og enklere kredsløb ^{28, 29.} Desuden zebrafisk rygmarv har et bredt sæt af neuroner, der ligner andre hvirveldyr, som demonstreret ved karakteristiske og karakteristiske mønstre af transskriptionsfaktorerne ^{30, 31, 32, 33, 34, 35.}

De fleste undersøgelser i zebrafisk, der sigter mod at afdække de mekanismer, der ligger til grund for funktionen af ​​rygmarv kredsløb, isærdem, der understøtter bevægelse, forståeligt nok fokuseret på larvestadier ^{36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43.} Men mange af de neuroner, der danner spinal lokomotiv net indlede deres differentiering på tidlige embryoniske stadier, -9-10 timer efter befrugtning (HPF) ^{44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51.} I lyset af dette, at forstå, hvordan de morfologiske og elektriske egenskaber af spinale neuroner opstår og skift mellem de embryonale og larvestadier er vigtigt for en Overall forståelse af lokomotorisk kredsløb dannelse og funktion.

Dissektion fremgangsmåder beskrevet her tillader patch clamp optagelser fra spinale neuroner og er blevet anvendt med succes på fosterstadiet (~ 17-48 HPF) og larvestadier (~ 3-7 dage efter befrugtning [dpf]). Denne tilgang begrænser mængden af ​​dissektion forpligtet til at give adgang til de neuroner af interesse. Protokollen afviger fra størstedelen af ​​de andre publicerede metoder til optagelse fra zebrafisk spinale neuroner i at dyrlæge sutur lim anvendes, snarere end en fin wolfram stift, at fastgøre embryo eller larve til registreringskammeret. Tilgængeligheden af to forskellige fremgangsmåder (dvs. sutur lim versus wolfram pin) til montering af zebrafiskembryoer eller larver til elektrofysiologisk analyse giver forskere med alternative muligheder for at nå deres specifikke eksperimentelle mål.

Først, procedurer for adgang til og optagelse fra en pop ulering af primære sensoriske neuroner, Rohon-Beard celler, er beskrevet. Cellen organer disse neuroner ligger inden for dorsale rygmarven. Eksisterer Rohon-Beard celler i talrige arter af hvirveldyr, differentiere tidligt i udviklingen, og ligger til grund for den embryoniske anslagsfølsomt ^{6, 44, 47, 48.}

For det andet, procedurer for adgang til og optagelse fra spinale motoriske neuroner er detaljeret. Zebrafisk spinale motorneuroner opstå under to bølger af neurogenese. De tidligere fødte primære motoriske neuroner opstår i slutningen af gastrulation (~ 9-16 HPF), med kun 3-4 primær motorneuroner stede pr hemisegment ^{45, 46, 49.} I modsætning hertil senere fødte population af sekundære motoriske neuroner er mere talrige og opstår under en længere periode, der starter ved ~ 14 HPFef "> ^{45, 50.} Sekundær motorneuroner genese i midten af centrallinjesegmenter er hovedsagelig afsluttet ved 51 HPF ^50. Sekundære motorneuroner anses for at være modstykket motoriske neuroner i amniotes ^46. Interessant supraspinale neuroner via dopamin, regulere bevægelse i larve og sekundære motorneuroner genese i embryoet og unge larve ^{50, 51.} primære og sekundære motoriske neuroner hver omfatte adskillige forskellige undertyper. hver primær motor neuron undertype projekter en perifer axon der innerverer en karakteristisk muskel gruppe, hvilket resulterer i en stereotyp, identificere axonal bane. Generelt sekundære motorneuroner følger de axonale pathways tidligere fastsatte af primære motoriske neuroner. således med hensyn til axonale baner, primære og sekundære motorneuroner er ens, med den undtagelse, at axonal tykkelse og somato størrelse enre større for primære motorneuroner ^45.

For det tredje er metoder til optagelse fra et par typer af interneuroner diskuteret. Men i disse tilfælde er en begrænset mængde af fjernelse af andre rygmarv celler kræves, og dermed rygmarven er mindre intakt end for optagelser fra Rohon-Beard celler eller motorneuroner.