Utilizzando il Granchio Ferro di Cavallo, Limulus Polifemo, In Vision Research
Summary
In questo video possiamo eseguire la registrazione elettroretinogramma, la registrazione del nervo ottico, e la registrazione intraretinica con il granchio americano a ferro di cavallo,<em> Limulus Polifemo</em>. Questi paradigmi elettrofisiologiche possono essere utilizzati per indagare le basi neurali della visione in un laboratorio di ricerca o insegnamento.
Abstract
Il granchio americano a ferro di cavallo, Limulus Polifemo è una delle più antiche creature sulla terra, e l'animale continua a svolgere un ruolo indispensabile nella ricerca biomedica. Non solo il loro sangue contiene cellule speciali che gli scienziati utilizzano per rilevare bacteriotoxins nei nostri farmaci, ma i loro occhi contengono anche una rete neurale che ha fornito informazioni molto di processi fisiologici che operano nel nostro sistema visivo, come ad esempio l'adattamento alla luce e l'inibizione laterale. Il granchio a ferro di cavallo rimane un modello interessante per la ricerca visione perché l'animale è grande e resistente per un invertebrato, i suoi neuroni della retina sono grandi e facilmente accessibili, il suo sistema visivo è compatto e ampiamente studiato, e il suo comportamento visivo è ben definito. Inoltre, la struttura e la funzione degli occhi sono modulati su una base quotidiana da un orologio circadiano nel cervello l'animale s. In breve, il sistema visivo dei granchi a ferro di cavallo è abbastanza semplice da essere capito ancora abbastanza complessa per essere interessante.
In questo video vi presentiamo tre paradigmi elettrofisiologico per indagare le basi neurali della visione che possono essere eseguite in vivo con Limulus. Sono registrazione elettroretinogramma, la registrazione del nervo ottico, e la registrazione intraretinica. Elettroretinogramma (ERG) registrazioni misura con una superficie dell'elettrodo la risposta elettrica riassunto di tutte le cellule negli occhi un lampo di luce. Possono essere utilizzati per monitorare la sensibilità complessiva del occhio per prolungare i periodi di tempo. Registrazioni nervo ottico misurare l'attività incurvamento singole fibre nervose con un elettrodo extracellulare microsuction. Possono essere utilizzati per studiare messaggi visivi trasmessi dall'occhio al cervello e-orologio circadiano messaggi reinserito dal cervello alla vista. Intraretinica misura registrazioni con microelettrodi intracellulari le fluttuazioni di tensione indotta dalla luce in singole cellule dell'occhio. Possono essere usati per chiarire i meccanismi cellulari di elaborazione della retina.
Protocol
Discussion
Abbiamo mostrato come eseguire registrazioni ERG, registrazioni nervo ottico, e le registrazioni intraretinica di granchi a ferro di cavallo in vivo. Le tecniche di registrazione ogni fornire spunti diversi in base neurali della visione, e tutti possono essere utilizzati per studiare la funzione retinica in vivo gli animali grazie alle grandi occhi del granchio e carapace duro. L'attività del nervo ottico può anche essere registrato dalle comportarsi liberamente gli animali in mare con la costruzione corretta degl…
Acknowledgements
Gli autori desiderano ringraziare il Dr. Werner Birgit per il suo aiuto con la produzione di questo articolo video. Questa ricerca è stata finanziata da un premio CARRIERA 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).
