Name: proprioception and tension receptors in crab limbs: student laboratory exercises
Uploaded: 2013-10-24T17:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 58 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

Gli autori sono grati per i contributi artistici di Hyewon Cooper.

<ol>
	<li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chordotonal+organs+in+Crustacea.">Chordotonal organs in Crustacea.</a> Nature. 187, 522-523 (1038).</li><li>Alexandrowicz, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+comparative+anatomy+of+leg+propriocetors+in+some+decapod+Crustacea.">The comparative anatomy of leg propriocetors in some decapod Crustacea.</a> J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 52 (3), 605-634 (1972).</li><li>Hartman, H. B., Boettiger, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+functional+organization+of+the+propys-dactylus+organ+in+Cancer+irroratus+Say.">The functional organization of the propys-dactylus organ in Cancer irroratus Say.</a> Comp. Biochem. Physiol. 22, 651-663 (1967).</li><li>Cooper, R. L., Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+the+bender+apodeme+tension+receptors+in+the+Dungeness+crab,+Cancer+magister.">Responses of the bender apodeme tension receptors in the Dungeness crab, Cancer magister.</a> Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 109 (2), 479-486 (1994).</li><li>Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+proprioceptive+neurons+on+chordotonal+organs+in+the+crab,+Cancer+magister.">Mapping proprioceptive neurons on chordotonal organs in the crab, Cancer magister.</a> Crustaceana. 81 (4), 447-475 (2008).</li><li>Burke, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+organ+for+proprioception+and+vibration+sense+in+Carcinus+maenas.">An organ for proprioception and vibration sense in Carcinus maenas.</a> J. Exp. Biol. 31, 127-138 (1953).</li><li>Hill, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> First and Last Experiments in Muscle Mechanics. , (1970).</li><li>Stuart, D. G., Mosher, C. C., Gerlach, R. L., Reinking, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+arrangement+and+transducing+properties+of+Golgi+tendon+organs.">Mechanical arrangement and transducing properties of Golgi tendon organs.</a> Exp. Brain Res. 14 (3), 274-292 (1972).</li><li>Macmillan, D. L., Dando, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tension+receptors+on+the+apodemes+of+muscles+in+the+walking+legs+of+the+crab,+Cancer+magister.">Tension receptors on the apodemes of muscles in the walking legs of the crab, Cancer magister.</a> Mar. Behav. Physiol. 1 (1-4), 185-208 (1972).</li><li>B&#233;vengut, M., Simmers, A. J., Clarac, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+neuronal+projections+and+neuromuscular+organization+of+the+basal+region+of+the+shore+crab+leg.">Central neuronal projections and neuromuscular organization of the basal region of the shore crab leg.</a> J. Comp. Neurol. 221 (2), 185-198 (1983).</li><li>El Manira, A., Cattaert, D., Clarac, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monosynaptic+connections+mediate+resistance+reflex+in+crayfish+(Procambarus+clarkii)+legs.">Monosynaptic connections mediate resistance reflex in crayfish (Procambarus clarkii) legs.</a> J. Comp. Physiol. A. 168 (3), 337-349 (1991).</li><li>Le Bon-Jego, M., Cattaert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+component+of+the+resistance+reflex+in+the+locomotor+network+of+the+crayfish.">Inhibitory component of the resistance reflex in the locomotor network of the crayfish.</a> J. Neurophysiol. 88 (5), 2575-2588 (2002).</li><li>Ray, D. L., Clarac, F., Cattaert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+analysis+of+the+sensory+motor+pathway+of+resistance+reflex+in+crayfish.+I.+Multisensory+coding+and+motor+neuron+monosynaptic+responses.">Functional analysis of the sensory motor pathway of resistance reflex in crayfish. I. Multisensory coding and motor neuron monosynaptic responses.</a> J. Neurophysiol. 78 (6), 3133-3143 (1997).</li><li>Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vergleichende+Untersuchungen&#252;ber+das+periphere+Nerve-muskelsystem+von+Crustaceen+(Comparative+studies+on+the+peripheral+nerve-muscle+system+of+crustaceans).">Vergleichende Untersuchungen&#252;ber das periphere Nerve-muskelsystem von Crustaceen (Comparative studies on the peripheral nerve-muscle system of crustaceans).</a> J. Comp. Physiol. 19, 349-385 (1933).</li><li>Wiersma, C. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Movement+receptors+in+decapod+crustacea.">Movement receptors in decapod crustacea.</a> J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 38 (01), 01-143 (1959).</li><li>Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tension+receptors+on+the+closer+muscle+apodeme+in+the+walking+legs+of+the+blue+crab+Callinectes+sapidus.">Tension receptors on the closer muscle apodeme in the walking legs of the blue crab Callinectes sapidus.</a> J. Comp. Physiol. A. 157 (3), 355-362 (1985).</li><li>Holsinger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The effect of regional phenotypic differences of Procambarus clarkii opener muscle on sarcomere length, fiber diameter, and force development MSc thesis [dissertation]. , (2013).</li><li>Parsons, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+morphology+and+ultrastructure+of+tension+receptors+in+the+walking+legs+of+the+crab,+Carcinus+maenas.">The morphology and ultrastructure of tension receptors in the walking legs of the crab, Carcinus maenas.</a> Cell Tissue Res. 211 (1), 139-149 (1980).</li><li>Parsons, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+and+central+interactions+of+tension+receptors+in+the+leg+muscle+of+Carcinus.">Responses and central interactions of tension receptors in the leg muscle of Carcinus.</a> Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 72 (2), 391-399 (1982).</li><li>Tryba, A. K., Hartman, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+responses+of+series+force+receptors+innervating+the+opener+muscle+apodeme+in+the+blue+crab,+Callinectes+sapidus.">Dynamic responses of series force receptors innervating the opener muscle apodeme in the blue crab, Callinectes sapidus.</a> J. Comp. Physiol. A. 180 (3), 215-221 (1997).</li><li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fine+structure+of+crustacean+proprioceptors.+I.+The+chordotonal+organs+in+the+legs+of+the+shore+crab,+Carcinus+meanas.">The fine structure of crustacean proprioceptors. I. The chordotonal organs in the legs of the shore crab, Carcinus meanas.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 245 (725), 291-325 (1962).</li><li>Whitear, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fine+structure+of+crustacean+proprioceptors.+II.+The+thoracico-coxal+organs+in+Carcinus,+Pagurus+and+Astacus.">The fine structure of crustacean proprioceptors. II. The thoracico-coxal organs in Carcinus, Pagurus and Astacus.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 248 (752), 437-456 (1965).</li><li>Leksrisawat, B., Cooper, A. S., Gilberts, A. B., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+Receptor+Organs+in+the+Crayfish+Abdomen:+A+Student+Laboratory+Exercise+in+Proprioception.">Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception.</a> J. Vis. Exp. (45), e2323 (2010).</li><li>Baierlein, B., Thurow, A. L., Atwood, H. L., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+Potentials,+Synaptic+Responses,+Neuronal+Circuitry,+Neuromodulation+and+Muscle+Histology+Using+the+Crayfish:+Student+Laboratory+Exercises.">Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises.</a> J. Vis. Exp. (47), e2322 (2011).</li><li>Delaney, K., Gelperin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+interneurons+controlling+fictive+feeding+in+Limaxmaximus;+I.+Anatomy+and+criteria+for+re-identification.">Cerebral interneurons controlling fictive feeding in Limaxmaximus; I. Anatomy and criteria for re-identification.</a> J. Comp. Physiol. A. 166, 297-310 (1990).</li><li>Hartman, H. B., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+and+molting+effects+on+a+proprioceptor+organ+in+the+Dungeness+crab,+Cancer+magister.">Regeneration and molting effects on a proprioceptor organ in the Dungeness crab, Cancer magister.</a> J. Neurobiol. 25 (5), 461-471 (1994).</li><li>Hartman, H. B., Austin, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proprioceptor+organs+in+the+antennae+of+Decapoda+Crustacea.">Proprioceptor organs in the antennae of Decapoda Crustacea.</a> J. Comp. Physiol. 81 (2), 187-202 (1972).</li><li>Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+sensory+processes+during+limb+regeneration+in+adult+crayfish.">Development of sensory processes during limb regeneration in adult crayfish.</a> J. Exp. Biol. 201 (Pt 11), 1745-1752 (1998).</li><li>Chung, Y. -. S., Cooper, R. M., Graff, J., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+acute+and+chronic+effect+of+low+temperature+on+survival,+heart+rate+and+neural+function+in+crayfish+(Procambarus+clarkii)+and+prawn+(Macrobrachium+rosenbergii)+species.">The acute and chronic effect of low temperature on survival, heart rate and neural function in crayfish (Procambarus clarkii) and prawn (Macrobrachium rosenbergii) species.</a> Open J. Mol. Int. Physiol. 2 (3), 75-86 (2012).</li><li>Blundon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+temperature+and+thermal+history+on+neuromuscular+properties+of+two+crustacean+species.">Effects of temperature and thermal history on neuromuscular properties of two crustacean species.</a> J. Comp. Physiol. B. 158 (6), 689-696 (1989).</li><li>Cooper, R. M., Schapker, H., Adami, H., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+and+ventilatory+measures+in+crayfish+during+copulation.">Heart and ventilatory measures in crayfish during copulation.</a> Open J. Mol. Int. Physiol. 1 (3), 36-42 (2011).</li><li>Bierbower, S. M., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanistic+action+of+carbon+dioxide+on+a+neural+circuit+and+NMJ+communication.">The mechanistic action of carbon dioxide on a neural circuit and NMJ communication.</a> Journal of Experimental Zoology. , (2013).</li><li>Bierbower, S. M., Shuranova, Z. P., Viele, K., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+systems+and+environmental+change+on+behavior+during+social+interactions.">Sensory systems and environmental change on behavior during social interactions.</a> Brain Behav. 3 (1), 4-13 (2013).</li></ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

Lo scopo di questa serie di esperimenti è 1) insegnare ed esporre i principi fondamentali di registrazioni extracellulari da un organo propriocettiva identificabile e la tensione nervosa e 2) per sottolineare l&#39;importanza della mappatura anatomica in relazione alla funzione fisiologica di particolari sistemi sensoriali. Questo approccio sperimentale e modelli animali utilizzati sono poco costoso e relativamente facile da condurre in laboratori didattici neurofisiologia. I neuroni di organi cordotonali sono di due tipi funzionali specifici, quelli che rispondono al movimento e coloro che rispondono a posizioni statiche. Registrazioni di cellule singole a partire da una varietà di organi cordotonali, non importa quale viene esaminato congiunta, hanno dimostrato che questo sia il caso di 3,5. Infatti, gli organi cordotonali associati alle articolazioni antennali di aragoste rivelano gli stessi due tipi sensoriali e anatomia di base 27. Oltre a ci siano due tipi di neuroni (movimento e position), i neuroni condividono la stessa disposizione anatomica sui rispettivi fili elastici. Il grande somata trova prossimale sul filamento tendono ad appartenere ai neuroni sensibili movimento dinamico. I neuroni che segnalano posizioni statiche hanno piccole somata e si trovano distale. Queste cellule sono tonico attivo. Il giunto PD contiene solo un singolo organo cordotonali mentre ci sono due organi cordotonali nel carpo-propodus (CP) e merus-carpo (MC) articolazioni. La dissezione di esporre le strutture propriocettivi in granchi blu (C. sapidus) per la registrazione elettrofisiologica richiede una strategia che permette movimenti articolari che si terrà nelle posizioni naturali, mentre la registrazione da neuroni sensoriali. Il nervo tensione per il muscolo opener nella gamba a piedi è un bellissimo nervo composto da diversi neuroni. A meno che non si fa attenzione, il nervo tensione nonché il nervo motore che innervano il muscolo da stimolare, possono essere danneggiati durante questa dissezione. Perregistrazioni ottimali gli elettrodi di aspirazione devono essere adattati alle dimensioni del nervo. Le registrazioni sono facilmente accessibili in un laboratorio studente utilizzando un microscopio ingrandimento di dissezione 30-40X e micromanipolatori di fascia bassa. Futuri esperimenti che sarebbe interessante proseguire con gli organi cordotonali comune sarebbe quello di esaminare i profili strutturali e fisiologiche durante la rigenerazione gamba in varie specie nelle diverse fasi del ciclo di vita come un follow-up a un primo studio che ha utilizzato Cancer magister 19,26 . Domande ancora da affrontare sono: 1) non effettua la distribuzione e l&#39;organizzazione dei neuroni artificiali dipendono dall&#39;età dell&#39;animale quando rigenerare un arto, 2) sono le proiezioni assonale al CNS (cordone nervoso ventrale) in un arto rigenerante funzionale o lo fa prendere tempo e l&#39;uso congiunto di stabilire connessioni funzionali, e 3) che cosa accade agli assoni mozzate prossimale al piano autotomy quando l&#39;arto è autotomized? 28 Crostacei conformi alle condizioni ambientali e la loro temperatura circostante, ma non è chiaro come si mantengono coordinamento all&#39;interno di un circuito neurale come neuroni alterano la loro attività in risposta alle variazioni di temperatura. Un basso tasso di cambiamento potrebbe permettere all&#39;animale po &#39;di tempo per acclimatarsi, mentre un rapido cambiamento può not29, 30. Cambiamenti fisiologici di pH o di osmolarità a causa di metabolismo, il comportamento 31, o l&#39;impatto ambientale, possono presentare problemi simili ai circuiti neurali coinvolti nella propriocezione. Queste preparazioni crostacei sono ideali per affrontare questi tipi di problemi perché la loro funzione è ben caratterizzata a livello di singola cellula. In questo protocollo abbiamo dimostrato l&#39;importanza fisiologica dei neuroni tensione in forza generata dal muscolo apri monitoraggio. Questi recettori di tensione possono essere ricondotte alla loro posizione all&#39;interno della apodeme utilizzando procedure di colorazione. Questeneuroni, come nei mammiferi, rilevano forza a vari livelli e reclutare neuroni addizionali come la forza aumenta. La frequenza di attività è correlata alla frequenza di stimolazione del motoneurone fino a saturazione in ricezione. Utilizzando un protocollo sgancio rapido con il giunto dactylus flessa, attività tensione sparisce rapidamente, ma poi torna sui riconquistare la tensione in un giunto completamente esteso. Questa è una procedura sperimentale classico per illustrare la forza misurata dai recettori di tensione. Vari neuromodulatori possono essere applicati alla preparazione di vedere come effettua lo sviluppo della forza e della risposta neuronale. Uno degli aspetti importanti è come le risposte neurali vengono elaborati e integrati nel sistema nervoso centrale e loro impatto sull&#39;attività dei neuroni motori. Le tecniche che abbiamo mostrato permettono di iniziare ad affrontare ulteriori informazioni sulla (sensoriale) Funzione circuito neurone nervo motore tensione, cioè il segnale in una gamba intatta al ganglio e ritornoal muscolo. Le procedure di colorazione sono dimostrati chiave per comprendere la fisiologia dei neuroni sensoriali che innervano organi propriocettivi. Disposizione anatomica dei neuroni in base alla funzione e la dimensione del soma sono simili nei vari organi cordotonali all&#39;interno delle gambe di granchio. Non è noto se accordi neuronali simili si trovano anche in altre specie di insetti o crostacei. Combinando le registrazioni fisiologiche da singole cellule e la mappatura della posizione permette relazioni funzionali struttura diretta. La conservazione a lungo termine del regime anatomica con CoCl 2 colorazione e dal fissaggio permette di fare ripetutamente le misure e valutare la disposizione strutturale. Propriocezione e ricezione tensione dei muscoli scheletrici sono modalità sensoriali che consentono comportamenti coordinati e risposte ambiente esterno ed interno per animali articolati in una varietà di configurazioni di muscolo scheletricos. L&#39;organo recettore muscolare nell&#39;addome del gambero è un altro preparato ben documentata (vedi il Progetto Crawdad, <a href="http://www.crawdad.cornell.edu/">http://www.crawdad.cornell.edu/</a> ) a fini didattici di propriocezione con soli due neuroni per addominali emi-segmento 23 . Essere in grado di registrare da singoli neuroni a fasci nervosi sensoriali fornisce ulteriori dettagli che aiuti a comprendere i principi fondamentali della percezione sensoriale. Questi relativamente semplici preparazioni di crostacei permettono di affrontare gli aspetti fondamentali della propriocezione e controllo tensione, con il potenziale per determinare i circuiti neurali che consentono l&#39;integrazione centrale di ingressi propriocettivi e altri sensoriali 9-12, 32, 33.

Propriocezione è la sensazione di posizione dell&#39;arto e movimento che consente comportamento coordinato motore. Propriocettori consistono in posizione (statico) e il movimento recettori (cinestetica). In insetti e crostacei, gli organi cordotonali sono le strutture che forniscono tali informazioni al sistema nervoso centrale 1. Non tutti gli organi cordotonali abbracciano una comune, ma possono ancora controllare i movimenti articolari a causa del loro attaccamento alle apodemes (come le strutture tendinee), che coprono il giunto e si muovono in associazione con il muscolo scheletrico e l&#39;articolazione congiunta. Granchio gambe hanno sei giunti, ciascuno con uno o due organi cordotonali 2. Tipicamente un organo cordotonali ha 60-100 o più neuroni sensoriali incorporati all&#39;interno di un filo elastico, i neuroni che segnalano la posizione comune statica, direzione e velocità di movimento 3-6. L&#39;ingresso da organi cordotonali ad ogni articolazione e la gamba viene poi elaborato centralmente permettendo movimenti coordinati da parte degli animali. <p class="jove_content"&gt; Le forze che muscoli delle gambe producono durante contrazioni isometriche e isotoniche vengono rilevati dai recettori di tensione associati alle fibre muscolari e dei loro allegati ai apodemes7-9. Nei protocolli gambe piedi crostacei che seguono vi presentiamo metodologia per registrazioni da neuroni sensoriali primari che controllano la propriocezione e neuroni che rispondono alle forze generate da fibre muscolari. Una tecnica per l&#39;attivazione movimenti delle gambe e quantificare generazione della forza è presentato anche, così come le tecniche anatomiche che possono essere utilizzati per caratterizzare la disposizione di queste strutture del sistema nervoso periferico. Le procedure illustrate in dettaglio successivamente consentire l&#39;analisi strutturale e funzionale dei neuroni che innervano entrambi i tipi di recettori relativi alla loro posizione su un filo elastico cordotonali e apodeme. Per illustrare, usiamo il propodite-dactylopodite (PD) organo cordotonali, l&#39;organo che attraversa il segmento più distale della gamba granchio 3.Anche se studi elettrofisiologici dettagliati iniziarono nel 1930 e sono ancora in corso oggi, alcuni aspetti sono diventati noti per le connessioni segmentale dei propriocettori nelle varie articolazioni e il loro ruolo nel controllo coordinato di muscles10-16. Stabilire il rapporto struttura-funzione tra gli organi propriocettivi, i muscoli e il sistema nervoso ulteriormente aiutare a definire questi ruoli. Ad esempio, l&#39;etichettatura del somata e terminazioni distali dei neuroni tensione inserite nel apodeme rivelerà la loro posizione rispetto alle fibre muscolari 8,17-21. Presentiamo tre tecniche di colorazione per le gambe dei crostacei che possono essere utilizzati nella ricerca o laboratori accademici. Metilene colorazione blu offre un contrasto adeguato per muscoli e nervi ed è raccomandato come una semplice tecnica per gli studenti di imparare l&#39;anatomia. Labs che hanno configurazioni microscopia a fluorescenza possono realizzare più selettivo colorazione neuronale esponendo brevemente il nervos al colorante vitale a 4-di-2-ASP. La terza alternativa è CoCl 2 di recupero, che colora e fissa i neuroni, e non necessita di imaging di fluorescenza. Anche se è lavoro e tempo intenso, questo processo di colorazione conferisce un elevato contrasto e specificità per i nervi che sono pieni. Insieme, queste tecniche possono essere utilizzate per la comparazione dei vari organi cordotonali, non solo all&#39;interno di un arto o tra gli arti, ma anche tra le altre specie di crostacei e insetti 20-22. Granchi blu (C. sapidus) utilizzati nelle registrazioni fisiologiche e anatomiche per la colorazione sono facilmente disponibili in tutto il confine meridionale e sud-est degli Stati Uniti. Questa specie funge da rappresentante del regime nervose cordotonali e la tensione si trovano nella maggior parte dei granchi. Laboratori sulla costa occidentale preferiscono utilizzare il molto più grande granchio Dungeness (Cancer magister) per questi esperimenti.

<table><tbody><tr><td>Sylgard</td><td>Dow Corning</td><td>182 silicone kit</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9333</td><td></td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5670</td><td></td></tr><tr><td>HEPES acid</td><td>Sigma</td><td>3375</td><td>Free acid, crystalline</td></tr><tr><td>HEPES base</td><td>Sigma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D-Glucose</td><td>Sigma</td><td>G7021</td><td></td></tr><tr><td>MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;bull;7H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma</td><td>M2643</td><td></td></tr><tr><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;bull;10H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma</td><td>246980</td><td></td></tr><tr><td>Bouin&amp;rsquo;s solution fixative</td><td>Sigma</td><td>HT10-1-32</td><td>Caution: Hazardous material (Special shipping cost required)</td></tr><tr><td>CoCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma</td><td></td><td>Caution: Hazardous material. Please follow proper disposal according to local and federal regulations.</td></tr><tr><td>Methylene blue chloride</td><td>Matheson Co., Inc</td><td>Basic Blue 9, C.I. 52015</td><td></td></tr><tr><td>4-Di-2-ASP</td><td>Molecular Probes</td><td></td><td>4-(4-diethylaminostyryl)-N-methylpyridinium iodide</td></tr><tr><td>Bleach</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>To chloride silver wire</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td>To adjust pH</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1758</td><td>To adjust pH</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Materials</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dissecting tools</td><td>World Precision Instruments</td><td>assortment</td><td></td></tr><tr><td>Intracellular electrode probe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Faraday cage</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Insect Pins</td><td>Fine Science Tools, Inc</td><td>26001-60</td><td></td></tr><tr><td>Dissecting microscope (100X)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fiber optic lamp</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Small adjustable mirror</td><td></td><td></td><td>To direct light beam toward the preparation.</td></tr><tr><td>Glass electrodes</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CLS7095B5X</td><td>Box of 200, suction electrodes</td></tr><tr><td>Micromanipulator</td><td>World Precision Instruments</td><td>MD4-M3-R</td><td>Can fix for base or on a metal rod</td></tr><tr><td>Raised preparation stand</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silver wire (10/1,000 inch)</td><td>A-M Systems</td><td>782500</td><td></td></tr><tr><td>Computer</td><td>Any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AC/DC differential amplifier</td><td>A-M Systems</td><td>Model 3000</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab 26T</td><td>AD Instruments</td><td>27T</td><td></td></tr><tr><td>Force transducer</td><td>AD Instruments</td><td>0-50g</td><td>MLTF050/ST</td></tr><tr><td>Head stage</td><td>AD Instruments</td><td></td><td>Comes with AC/DC amplifier</td></tr><tr><td>LabChart7</td><td>AD Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electrical leads</td><td>Any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glass tools</td><td>Make yourself</td><td></td><td>For manipulating nerves</td></tr><tr><td>Cable and connectors</td><td>Any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipettes with bulbs</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-711-7</td><td>Box of 500</td></tr><tr><td>Beakers</td><td>Any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wax or modeling clay</td><td>Any company or local stores</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stimulator</td><td>Grass Instruments</td><td>SD9 or S88</td><td></td></tr><tr><td>Plastic tip for suction electrode</td><td>Local hardware store (Watt&amp;rsquo;s brand)</td><td>&amp;frac14; inch OD x 0.170 inch ID</td><td>Cut in small pieces. Pull out over a flame and cut back the tip to the correct size</td></tr></tbody></table>

proprioception and tension receptors in crab limbs: student laboratory exercises

Lo scopo principale di queste procedure è di dimostrare per fini didattici e di ricerca come registrare l&#39;attività dei neuroni sensoriali primari vivere responsabili della propriocezione come sono Rilevazione della posizione comune e il movimento, e la tensione muscolare. Attività elettrica da propriocettori crostacei e recettori di tensione viene registrata dalla strumentazione neurofisiologico di base, e un trasduttore viene utilizzato per misurare simultaneamente forza generata stimolando un nervo motore. Inoltre, dimostriamo come macchiare i neuroni per una rapida valutazione della loro organizzazione anatomica o per il fissaggio permanente. La colorazione rivela organizzazione anatomica che è rappresentativo di organi cordotonali nella maggior parte dei crostacei. Confrontando le risposte tensione nervose verso le risposte propriocettive è uno strumento didattico efficace nel determinare come questi neuroni sensoriali sono definiti funzionalmente e come l&#39;anatomia è correlata alla funzione. Tre tecniche di colorazionesono presentati consentendo ai ricercatori e istruttori di scegliere un metodo che è ideale per il loro laboratorio.

Quando l&#39;organo PD è allungato estendendo completamente il giunto, attività nel nervo PD è robusto durante il movimento come illustrato per il primo secondo in Figura 10. Alcune attività rimane mentre è tenuto fermo nella posizione di apertura. Questa attività è dai neuroni sensibili statici posizione (seconda metà di registrazione mostrato nella Figura 10). Movimento evoca una risposta durante lo spostamento, e la cottura è presente soprattutto durante l&#39;allungamento del filamento cordotonali (Figura 11). Ulteriori analisi delle punte può essere facilmente avvicinato di classificare le relative ampiezze. Questo è un approccio per dimostrare le diverse popolazioni di neuroni sensoriali essere reclutati per posizioni o tipi di movimenti 5. Ampiezze tipiche vanno 0,25-1,5 mV, ma questi valori dipendono dalla resistenza (cioè tenuta) della tenuta elettrodo di aspirazione. Frequenza dei picchi di tha varie gamme di dimensioni può anche essere rappresentato graficamente per l&#39;analisi. Forze generate dal muscolo apri rispetto alla frequenza di stimolazione possono essere confrontati sovrapponendo le rispettive tracce tensione-tempo sopra l&#39;altra (Figure 13A e B). Questo può anche essere eseguita per ogni posizione collettiva a ogni data frequenza di stimolazione. Attività del nervo tensione può poi essere correlato con la quantità di forza relativa generato per ciascuna frequenza di stimolazione, e per ogni posizione comune. Come nel nervo PD, una varietà di ampiezze picco sono considerati in risposta alla contrazione del muscolo apri (Figura 13C). Disposizione anatomica dei neuroni nella gamba a piedi è chiaramente osservata con colorazione blu di metilene (Figura 14). Notare il cordotonali filo e la tensione neurone elastico che si trova vicino al apodeme. Diversi somata con differenti diametri did località specifiche sono visibili anche in questa figura. L&#39;intero corso del nervo tensione e barella nervo motore sono mostrati in Figura 15. Neuroni individuali del nervo PD sono mostrati con maggiore contrasto utilizzando 4-Di-2-ASP (Figura 16) e CoCl 2 (Figura 17) di recupero informazioni tecniche. Ad alto ingrandimento le terminazioni sensoriali possono essere visti all&#39;interno delle scolopales di supporto (Figure 16B) 21,22,26. <img alt="Figura 10" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig10.jpg" width="500px" /> Figura 10. Spostare e tenere a 0 °. I neuroni dinamici sono robusti in cottura durante il movimento e picchi di neuroni sensibili all&#39;elettricità statica sono presenti mentre il comune è tenuto aperto. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig10highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita &lt;</a>/ A&gt;. <img alt="Figura 11" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig11.jpg" width="500px" /> Figura 11. Rapid aperto e chiusura da completamente flessa in posizione estesa (90-0 °). <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig11highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . <img alt="Figura 12" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig12.jpg" width="500px" /> Figura 12. Extracellulari picchi registrati dal nervo PD. Il giunto è completamente estesa e poi rapidamente spostato in una ½ posizione flessa e poi tenendola ferma. Si noti l&#39;attività durante il movimento e la diminuzione dell&#39;attività quando statica. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig12highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire ima</a>ge. <img alt="Figura 13" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig13.jpg" width="500px" /> Figura 13. Le forze relative che si sviluppano con il giunto completamente flesse e stimolati alle varie frequenze. (A) tracce Voltage-time dal trasduttore di forza sono indicati con ogni frequenza di stimolazione. (B) Le tracce nel pannello A si sovrappongono in diversi colori per la facilità di confronto. (C) Tensione in tempo le tracce di attività elettrica registrate dal nervo tensione quando il nervo motore è stato stimolato a 80 Hz. Si noti la struttura regolare di manufatti come stimolo rispetto all&#39;attività neurale. Inoltre, notare le diverse ampiezze delle risposte neurali. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig13highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . Figura 14. Blu di metilene macchia della preparazione gamba a piedi. Somas individuali vengono mostrati con le loro terminazioni sensoriali proiettando nel filo elastico. Vicino alla apodeme un neurone tensione è mostrato. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig14highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . <img alt="Figura 15" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig15.jpg" width="500px" /> Figura 15. Il nervo tensione derivante dalla estremità distale (frecce rosse) e unire il nervo motore (freccia verde). <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig15highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . Figura 16. (A) Un back-riempimento del nervo PD in Cancer magister con 4-Di-2-ASP. (B) Maggiore ingrandimento delle terminazioni sensitive. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig16highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . <img alt="Figura 17" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51050/51050fig17.jpg" width="500px" /> Figura 17. I neuroni che sono stati riempiti con CoCl 2 e trattati (A). Contorno Tracciato della preparazione macchiato mostrato (B). <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51050/51050fig17highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . <table border="0" cellpadding="0" cellspacing = &quot;0&quot; width = &quot;392&quot;&gt; <colgroup><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:235px;"> Salino </td><td style="width:157px;"> g / L </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> NaCl </td><td style="width:157px;"> 27.29 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> KCl </td><td style="width:157px;"> 0.81 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> MgSO 4 • 7H 2 O </td><td style="width:157px;"> 4.81 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> CaCl 2 • 2H 2 O </td><td style="width:157px;"> 1.85 </td></tr><tr height="26"><td height="26" style="height:26px;width:235px;"> Na 2 SO 4 • 10H 2 O </td><td style="width:157px;"> 0.97 </td></tr><tr height=&quot;20&quot;&gt; <td height="20" style="height:20px;width:235px;"> Destrosio (D-glucosio) </td><td style="width:157px;"> 1.982 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> L&#39;acido HEPES </td><td style="width:157px;"> 0,476 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:235px;"> HEPES sale </td><td style="width:157px;"> 2.08 </td></tr><tr height="40"><td height="40" style="height:40px;width:235px;"> Regolare a pH 8.1 con NaOH o HCl </td><td style="width:157px;"></td></tr></tbody></table> Tabella 1. Ricette per granchi salina.

Watch this Scientific Journal Video about Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises at JoVE.com

Recettori della propriocezione e della tensione negli arti del granchio | Neuroscienze | Video

Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises

Tecniche fisiologiche e anatomiche sono dimostrati per affrontare funzione e la struttura per propriocettori articolari e recettori tensione muscolare degli arti crostacei piedi.

Propriocezione e la tensione recettori in Crab Arti: Esercizi di laboratorio per studenti

The primary purpose of these procedures is to demonstrate for teaching and research purposes how to record the activity of living primary sensory neurons ...

proprioception-tension-receptors-crab-limbs-student-laboratory

Universidad San Sebastian

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Neuroscience

Fundamentals

Scientific Inquiry

SCIENTISTS IN ACTION

25.1K Views.  University of Kentucky.  Tecniche fisiologiche e anatomiche sono dimostrati per affrontare funzione e la struttura per propriocettori articolari e recettori tensione muscolare degli arti crostacei piedi. 

Video: Proprioception and Tension Receptors in Crab Limbs: Student Laboratory Exercises

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

Combinando comportamentali Endocrinologia ed Economia Sperimentale: Decisione testosterone e sociale Fare

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Ricerca

Neuroscienze

Physiological Recordings of High and Low Output NMJs on the Crayfish Leg Extensor Muscle

We explain in detail how to expose and conduct electrophysiological recordings of synaptic responses for high (phasic) and low (tonic) output motor neurons innervating the extensor muscle in the walking leg of a crayfish. Distinct differences are present in the physiology and morphology of the phasic and tonic nerve terminals. The tonic axon contains many more mitochondria, enabling it to take a vital stain more intensely than the phasic axon. The tonic terminals have varicosities, and the phasic terminal is filiform. The tonic terminals are low in synaptic efficacy but show dramatic facilitated responses. In contrast, the phasic terminals are high in quantal efficacy but show synaptic depression with high frequency stimulation. The quantal output is measured with a focal macropatch electrode placed directly over the visualized nerve terminals. Both phasic and tonic terminals innervate the same muscle fibers, which suggests that inherent differences in the neurons, rather than differential retrograde feedback from the muscle, account for the morphological and physiological differentiation.

This article demonstrates how to conduct electrophysiological recordings of synaptic responses on the extensor muscle in the walking leg of a crayfish and how the nerve terminals are visualized to show the gross morphological differences of high- and low-output nerve terminals.

Le registrazioni fisiologiche NMJs uscita alta e bassa del muscolo estensore gamberi Leg

We explain in detail how to expose and conduct electrophysiological recordings of synaptic responses for high (phasic) and low (tonic) output motor ...

Membrane Potentials, Synaptic Responses, Neuronal Circuitry, Neuromodulation and Muscle Histology Using the Crayfish: Student Laboratory Exercises

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that influence a cell's membrane potential and which we address in these experiments are: (1) Ion concentration of K+ on the outside of the membrane, and (2) the permeability of the membrane to specific ions. The crayfish abdominal extensor muscles are in groupings with some being tonic (slow) and others phasic (fast) in their biochemical and physiological phenotypes, as well as in their structure; the motor neurons that innervate these muscles are correspondingly different in functional characteristics. We use these muscles as well as the superficial, tonic abdominal flexor muscle to demonstrate properties in synaptic transmission. In addition, we introduce a sensory-CNS-motor neuron-muscle circuit to demonstrate the effect of cuticular sensory stimulation as well as the influence of neuromodulators on certain aspects of the circuit. With the techniques obtained in this exercise, one can begin to answer many questions remaining in other experimental preparations as well as in physiological applications related to medicine and health. We have demonstrated the usefulness of model invertebrate preparations to address fundamental questions pertinent to all animals.

The experiments demonstrate an easy approach for students to gain experience in examining muscle structure, synaptic responses, the effects of ion gradients and permeability on membrane potentials. Also, a sensory-CNS-motor-muscle circuit is presented to show a means to test effects of compounds on a neuronal circuit.

Potenziali di membrana, Risposte Synaptic, circuiti neuronali, neuromodulazione e Istologia muscolare Utilizzando la Gamberi: Esercizi di laboratorio per studenti

The purpose of this report is to help develop an understanding of the effects caused by ion gradients across a biological membrane. Two aspects that ...

Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception 

The primary purpose of this experiment is to demonstrate primary sensory neurons conveying information of joint movements and positions as proprioceptive information for an animal. An additional objective of this experiment is to learn anatomy of the preparation by staining, dissection and viewing of neurons and sensory structures under a dissecting microscope. This is performed by using basic neurophysiological equipment to record the electrical activity from a joint receptor organ and staining techniques. The muscle receptor organ (MRO) system in the crayfish is analogous to the intrafusal muscle spindle in mammals, which aids in serving as a comparative model that is more readily accessible for electrophysiological recordings. In addition, these are identifiable sensory neurons among preparations. The preparation is viable in a minimal saline for hours which is amenable for student laboratory exercises. The MRO is also susceptible to neuromodulation which encourages intriguing questions in the sites of modulatory action and integration of dynamic signals of movements and static position along with a gain that can be changed in the system.

Muscle Receptor Organs in the Crayfish Abdomen: A Student Laboratory Exercise in Proprioception

The primary purpose of this experiment is to understand how primary sensory neurons convey information of joint movements and positions as proprioceptive information for an animal. An additional objective of this report is present the anatomy of the preparation by dissection and viewing of neurons under a dissecting microscope.

Receptor Organi muscolare all&#39;addome gamberi: un esercizio di laboratorio per studenti in propriocezione

The primary purpose of this experiment is to demonstrate primary sensory neurons conveying information of joint movements and positions as proprioceptive ...

Physiological Experimentation with the Crayfish Hindgut: A Student Laboratory Exercise

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings with a force transducer to monitor the strength of contraction. In addition, we demonstrate how to visually monitor peristaltic activity, which can be used as a bioassay for various peptides, biogenic amines and neurotransmitters. This preparation is amenable to student laboratories in physiology and for demonstrating pharmacological concepts to students. This preparation has been in use for over 100 years, and it still offers much as a model for investigating the generation and regulation of peristaltic rhythms and for describing the mechanisms underlying their modulation. The pharmacological assays and receptor sub-typing that were started over 50 years ago on the hindgut still contribute to research today. This robust preparation is well suited to training students in physiology and pharmacology.

In this report we demonstrate techniques that can be used to investigate the biology of the crayfish hindgut. We show how to dissect a crayfish abdomen and study the associated anatomy, physiology and modulation of activity. The peristaltic activity and strength of contractions are measured using a force transducer.

La sperimentazione con la fisiologica hindgut gamberi: un esercizio di laboratorio per studenti

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings ...

Assaying Surface Expression of Chemosensory Receptors in Heterologous Cells

The vivid world of odors is recognized by the sense of olfaction. Olfaction in mice is mediated by a repertoire of about 1200 G Protein Coupled Receptors (GPCRs) 1 that are postulated to bind volatile odorant molecules and converting the extracellular signal into an intracellular signal by coupling with G protein G&alpha;olf. Binding of the odorants to the receptors is thought to follow a combinatorial rule, that is, one odorant may bind several receptors and one receptor may bind several odorants to varying degrees 2. Biochemical, signaling and ligand binding studies have been conveniently carried out for most GPCRs using heterologous cells. However use of heterologous cells for study of odorant receptors, was precluded for a long time since on transfection they failed to export to the surface. Saito et al have demonstrated single membrane pass Receptor Transporting Protein (RTP) family chaperones show enhanced expression in the olfactory sensory neurons and act as chaperones to traffic odorant receptors to the surface in heterologous cells, when co transfected together 3. To carry out biochemical assays for receptors using heterologous cells, one must first determine if the receptor shows robust surface expression in the cell line. This can be assayed by overexpressing the receptors with the chaperone RTP1S followed by live cell staining to fluorescently label the extracellular domain or a tag in the extracellular domain exclusively. Here we demonstrate a protocol to carry out live cell staining that can be used to detect odorant receptors on the surface of HEK293T cells conveniently. In addition, it may also be used to assay for surface expression of other chemosensory receptors or GPCRs.

Here we demonstrate a protocol to carry out live cell staining that can be used to detect odorant receptors on the surface of HEK293T cells conveniently. In addition, it may also be used to assay for surface expression of other chemosensory receptors or GPCRs.

Saggio espressione di superficie dei recettori chemosensoriali in cellule eterologhe

The vivid world of odors is recognized by the sense of olfaction. Olfaction in mice is mediated by a repertoire of about 1200 G Protein Coupled Receptors ...

Studying the Neural Basis of Adaptive Locomotor Behavior in Insects

Studying the neural basis of walking behavior, one often faces the problem that it is hard to separate the neuronally produced stepping output from those leg movements that result from passive forces and interactions with other legs through the common contact with the substrate. If we want to understand, which part of a given movement is produced by nervous system motor output, kinematic analysis of stepping movements, therefore, needs to be complemented with electrophysiological recordings of motor activity. The recording of neuronal or muscular activity in a behaving animal is often limited by the electrophysiological equipment which can constrain the animal in its ability to move with as many degrees of freedom as possible. This can either be avoided by using implantable electrodes and then having the animal move on a long tether (i.e. Clarac et al., 1987; Duch &amp; Pfl&uuml;ger, 1995; B&ouml;hm et al., 1997; Gruhn &amp; Rathmayer, 2002) or by transmitting the data using telemetric devices (Kutsch et al, 1993; Fischer et al., 1996; Tsuchida et al. 2004; Hama et al., 2007; Wang et al., 2008). Both of these elegant methods, which are successfully used in larger arthropods, often prove difficult to apply in smaller walking insects which either easily get entangled in the long tether or are hindered by the weight of the telemetric device and its batteries. In addition, in all these cases, it is still impossible to distinguish between the purely neuronal basis of locomotion and the effects exerted by mechanical coupling between the walking legs through the substrate. One solution for this problem is to conduct the experiments in a tethered animal that is free to walk in place and that is locally suspended, for example over a slippery surface, which effectively removes most ground contact mechanics. This has been used to study escape responses (Camhi and Nolen, 1981; Camhi and Levy, 1988), turning (Tryba and Ritzman, 2000a,b; Gruhn et al., 2009a), backward walking (Graham and Epstein, 1985) or changes in velocity (Gruhn et al., 2009b) and it allows the experimenter easily to combine intra- and extracellular physiology with kinematic analyses (Gruhn et al., 2006).
We use a slippery surface setup to investigate the timing of leg muscles in the behaving stick insect with respect to touch-down and lift-off under different behavioral paradigms such as straight forward and curved walking in intact and reduced preparations.

We describe a method to record motor activity, timed to the electrically recorded tarsal contact signal in a tethered insect, walking on a slippery surface. This is used to study the neural basis of adaptive behavior under reduced influence of mechanical interaction between legs through the substrate.

Studiare le basi neurali del comportamento adattivo Locomotore in Insetti

Studying the neural basis of walking behavior, one often faces the problem that it is hard to separate the neuronally produced stepping output from those ...

Using the Horseshoe Crab, Limulus Polyphemus, in Vision Research

The American horseshoe crab, Limulus Polyphemus is one of the oldest creatures on earth, and the animal continues to play an indispensable role in biomedical research. Not only does their blood contain special cells that scientists use to detect bacteriotoxins in our medicines, but their eyes also contain a neural network that has provided much insight about physiological processes operating in our visual system, such as light adaptation and lateral inhibition. The horseshoe crab remains an attractive model for vision research because the animal is large and hardy for an invertebrate, its retinal neurons are big and easily accessible, its visual system is compact and extensively studied, and its visual behavior is well defined. Moreover, the structure and function of the eyes are modulated on a daily basis by a circadian clock in the animal s brain. In short, the visual system of horseshoe crabs is simple enough to be understood yet complex enough to be interesting.
In this video we present three electrophysiological paradigms for investigating the neural basis of vision that can be performed in vivo with Limulus. They are electroretinogram recording, optic nerve recording, and intraretinal recording. Electroretinogram (ERG) recordings measure with a surface electrode the summed electrical response of all cells in the eye to a flash of light. They can be used to monitor the overall sensitivity of the eye for prolong periods of time. Optic nerve recordings measure the spiking activity of single nerve fibers with an extracellular microsuction electrode. They can be used to study visual messages conveyed from the eye to the brain as well as circadian-clock messages fed back from the brain to the eye. Intraretinal recordings measure with an intracellular microelectrode the voltage fluctuations induced by light in individual cells of the eye. They can be used to elucidate cellular mechanisms of retinal processing.

Using the Horseshoe Crab, Limulus Polyphemus, in Vision Research

In this video we perform electroretinogram recording, optic nerve recording, and intraretinal recording with the American horseshoe crab, Limulus Polyphemus. These electrophysiological paradigms can be used for investigating the neural basis of vision in a research or teaching lab.

Utilizzando il Granchio Ferro di Cavallo, Limulus Polifemo, In Vision Research

The American horseshoe crab, Limulus Polyphemus is one of the oldest creatures on earth, and the animal continues to play an indispensable role in ...

Biologia

Historical View and Physiology Demonstration at the NMJ of the Crayfish Opener Muscle

Here we present some of the key important discoveries made with the opener neuromuscular (NMJ) preparation of crustaceans and illustrate that there is still much to learn from this model preparation. In understanding the history one can appreciate why even today this NMJ still offers a rich playground to address questions regarding pre- and post-synaptic function and plasticity. The viability and ease of access to the terminal for intracellular as well as extracellular electrophysiology and imaging are significant advantages. The mechanisms behind the modulation of vesicular kinetics and fusion within the high- and low-output terminals are begging for investigation. The preparation also offers a testable model system for computational assessments and manipulations to examine key variables in theoretical models of synaptic function, for example calcium dynamics during short-term facilitation. The synaptic complexity of active zone and statistical nature of quantal release is also an open area for future investigation both experimentally and computationally.

The opener muscle of the crayfish leg is presented for its historical importance and experimental versatility in muscle phenotype, synaptic physiology and plasticity.

Vedi storici e dimostrazione di Fisiologia presso la NMJ del Muscolo Opener gamberi di fiume

Here we present some of the key important discoveries made with the opener neuromuscular (NMJ) preparation of crustaceans and illustrate that there is ...

Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises

This is a demonstration of how electrical models can be used to characterize biological membranes. This exercise also introduces biophysical terminology used in electrophysiology. The same equipment is used in the membrane model as on live preparations. Some properties of an isolated nerve cord are investigated: nerve action potentials, recruitment of neurons, and responsiveness of the nerve cord to environmental factors.

This is a demonstration of how biological membranes can be understood using electrical models. We also demonstrate procedures for recording action potentials from the ventral nerve cord of the crayfish for student orientated laboratories.

Modellazione membrane biologiche con Circuiti e misurazione dei segnali elettrici negli assoni: Esercizi di laboratorio per studenti

This is a demonstration of how electrical models can be used to characterize biological membranes. This exercise also introduces biophysical terminology ...