Utilisation de la limule, Limulus Polyphemus, En recherche sur la vision
Summary
Dans cette vidéo, nous effectuons l'enregistrement électrorétinogramme, l'enregistrement du nerf optique, et l'enregistrement intrarétinienne avec le crabe fer à cheval, américains,<em> Limulus Polyphemus</em>. Ces paradigmes électrophysiologiques peuvent être utilisées pour étudier les bases neurales de la vision dans un laboratoire de recherche ou d'enseignement.
Abstract
Le crabe fer à cheval, américains, Limulus Polyphemus est l'une des plus anciennes créatures sur terre, et l'animal continue à jouer un rôle indispensable dans la recherche biomédicale. Non seulement leur sang contient des cellules spéciales que les scientifiques utilisent pour détecter bacteriotoxins dans nos médicaments, mais leurs yeux contiennent également un réseau de neurones qui a donné un aperçu beaucoup plus sur les processus physiologiques de fonctionnement de notre système visuel, tels que l'adaptation de lumière et de l'inhibition latérale. La limule reste un modèle attractif pour la recherche de vision parce que l'animal est grand et robuste pour un invertébré, ses neurones rétiniens sont grandes et facilement accessible, son système visuel est compact et largement étudié, et son comportement visuel est bien définie. Par ailleurs, la structure et la fonction des yeux sont modulés sur une base quotidienne par une horloge circadienne dans le cerveau de l'animal s. En bref, le système visuel des limules est assez simple pour être compris encore suffisamment complexe pour être intéressant.
Dans cette vidéo, nous présentons trois paradigmes électrophysiologique pour étudier les bases neurales de la vision qui peut être effectuée in vivo avec limule. Ils sont l'enregistrement électrorétinogramme, l'enregistrement du nerf optique, et l'enregistrement intrarétinienne. Électrorétinogramme (ERG) des enregistrements de mesurer avec une surface de l'électrode de la réponse électrique de résumer toutes les cellules de l'œil à un flash de lumière. Ils peuvent être utilisés pour contrôler la sensibilité globale de l'oeil pour prolonger les périodes de temps. Enregistrements du nerf optique de mesurer l'activité de dopage de fibres nerveuses unique avec une électrode extracellulaire micro-aspiration. Ils peuvent être utilisés pour étudier des messages visuels transmis de l'oeil au cerveau ainsi que l'horloge circadienne-messages renvoyés par le cerveau à l'œil. Intrarétinienne mesure des enregistrements avec une microélectrode intracellulaire des fluctuations de la tension induite par la lumière dans des cellules individuelles de l'œil. Ils peuvent être utilisés pour élucider les mécanismes cellulaires de la rétine de traitement.
Protocol
Discussion
Nous avons illustré comment effectuer des enregistrements ERG, les enregistrements du nerf optique, et les enregistrements sur les limules intrarétinienne in vivo. Les techniques d'enregistrement de chaque fournir des indications différentes dans les bases neurales de la vision, et elles peuvent toutes être utilisées pour étudier la fonction rétinienne chez les animaux vivants grâce aux grands yeux du crabe et de la carapace dure. L'activité du nerf optique peuvent même être enregistrés à partir lib…
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier Dr. Birgit Werner pour son aide à la production de cet article vidéo. Cette recherche a été financée par une bourse de carrière NSF.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| LED | Light source | Newark Inc | 33C1292 | |
| Suction electrode | Electrode | A-M Systems, Inc | 573000 | |
| XCell 3*4-Channel Extracellular Amplifier | Amplifier | FHC Inc. | 40-40-8B | |
| Intracellular Recording | Amplifier | Cygnus | IR-283A | |
| APM | Neural Spike Discriminator | FHC Inc. | APM | |
| Bits++ | Video Board | Cambridge Research Systems Inc | Bits++ | |
| Piezopatch Manipulator | Micropositioner | WPI Inc | PPM5000 | |
| Square Pulse Stimulator | Nerve Stimulator | Grass Instrument Division, Astro-Med, Inc. | Model S48 | |
| P-97 | Micropipette Puller | Sutter Instruments | Model P-97 | |
| Borosilicate Glass Capillary | Electrode glass | WPI Inc | 1B150-4 | |
| Horseshoe crab (Limulus polyphemus) | Animal | Marine Biological Laboratories | ||
| Micropipette Puller | Glass Puller | Sutter Instruments | P-97 | |
| Zoom Stereoscope | Microscope | Jed Pella Inc. | SMZ-168 |
References
- Barlow, R. B. Circadian rhythms in the Limulus visual system. J. Neurosci. 3, 856-870 (1983).
- Passaglia, C. L., Dodge, F. A., Barlow, R. B. Cell based model of the Limulus lateral eye. J. Neurophysiol. 80, 1800-1815 (1998).
- Snodderly, D. M. Processing of visual inputs by the brain of Limulus. J. Neurophysiol. 34, 588-611 (1971).
- Passaglia, C., Dodge, F., Herzog, E., Jackson, S., Barlow, R. Deciphering a neural code for vision. Proc. Natl. Acad. Sci. 94, 12649-12654 (1997).
- Barlow, R. B., Kaplan, E. Limulus lateral eye: properties of receptor units in the unexcised eye. Science. 174, 1027-1029 (1971).
- Bolbecker, A. R., Lewis, A. R., Swan, A. A., Carlson, K., Fleet, J. R., Beck, K. E., Wasserman, G. S. Stable Bellows Cup Electrode Demonstrates Low-frequency Properties of Long-term Electroretinographic Recordings in the Limulus Lateral Eye. J. Neurosci. Meth. 159, 252-260 (2007).
