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听中枢单个神经元对听觉刺激的反应(在体细胞内记录)

听中枢单个神经元对听觉刺激的反应(在体细胞内记录). 【 实验目的 】. 学习在体细胞内记录听中枢单个神经元对听觉刺激反应的方法;掌握动作电位的各个时相特征。. 【 实验原理 】. 1. 电信号: • 局部电位( localized graded potential ): 感受器、突触后膜、运动 终板。 • 动作电位( action potential ):在神经纤维上传到的 AP 称为神经冲动。 2. 化学性信息(化学性突触传递) :神经递质,激素。. 神经元轴突内神经活动的电变化.

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听中枢单个神经元对听觉刺激的反应(在体细胞内记录)

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  1. 听中枢单个神经元对听觉刺激的反应(在体细胞内记录)听中枢单个神经元对听觉刺激的反应(在体细胞内记录)

  2. 【实验目的】 • 学习在体细胞内记录听中枢单个神经元对听觉刺激反应的方法;掌握动作电位的各个时相特征。

  3. 【实验原理】 1.电信号: •局部电位(localized graded potential):感受器、突触后膜、运动终板。 •动作电位(action potential):在神经纤维上传到的AP称为神经冲动。 2. 化学性信息(化学性突触传递):神经递质,激素。

  4. 神经元轴突内神经活动的电变化 在神经机制探索中,唯一最重要的发现是神经冲动与电位变化相一致。神经活动的电信号给予研究者一个研究神经系统功能的手段;电信号像一个示踪物,通过它,研究者可在活体的复杂结构中跟踪神经冲动的去向,同时,也是了解信息如何在神经系统内编码的唯一线索。

  5. Methods of Reconding Action Potentials

  6. 电生理学研究的指标 •神经纤维上传导的动作电位(all or non ,不衰减性传导):分析其频率、潜伏期、传导速度; • 神经元胞体及树突产生的局部电位(幅度总和):感受器,突触后膜EPSP、IPSP,运动终板; • 神经递质和受体。  • 电压和化学门控通道:理、化性质。

  7. 细胞内纪录 Intracellular Single Unit Recording •工作原理:在膜两侧各置一个电极形成一个回路,记录膜电位(membrane potential): EPSP, IPSP,动作电位。 •优点: 准确测量膜电位的绝对值,因膜内到膜外电阻很大, 值可高达100mV。 •意义:是研究神经元基本生物物理特性的有效手段。 •关键问题(成功而持久的胞内记录): 1)稳定:排除机械和动物呼吸和循环功能引起的运动; 2)合格的玻璃微电极。 (Hodgkin and Huxley)

  8. 细胞内纪录 Intracellular Single Unit Recording 由于插入神经元内胞体并记录细胞内电位的微电极技术的发展,Eccles等首先将微电极插入脊髓运动神经元的胞体,记录哺乳类动物脊髓的大运动神经元胞内电位。 •运动神经元的胞体直径70m; •微电极尖端直径0.5 m; •跨膜电位差60~80mV。

  9. 细胞内记录仪器连接示意图

  10. 【实验对象】 • 昆明小鼠

  11. 【实验器具】 • 听觉电生理工作站(TDT系统),细胞内放大器,数据存储及分析系统,电极拉制仪,声级计,三维操纵器,玻璃微电极,醋酸甲、常用手术器械等。

  12. 【实验步骤】 • 1. 动物手术与电极制备 动物手术时,用质量分数为0.48%戊巴比妥钠(Netbutal,0.02 mL/g b.wt.)腹腔注射麻醉后,用手术刀沿头顶正中切开头皮,暴露头顶颅骨,除去颅骨表面组织后,用95%酒精使其脱脂。将1根长约2.0 cm的平头钉用LOTITE 406强力胶水粘定于头顶颅骨,并用牙科水泥加固,供记录时固定动物头部。用利针在下丘(inferior colliculus,IC)所在部位颅骨上方钻一个直径为200~500 μm的小孔,暴露下丘,以供插入微电极。实验开始前,将单管厚壁(外径1.5 mm,内径0.86 mm)有芯玻璃微管(1B150F-4,WPI,USA)在微电极拉制器(PULL-100,WPI,USA)上拉制成尖端直径小于1 μm的微电极,电极内充灌3 mol/L的醋酸甲溶液,阻抗 > 20 MΩ。

  13. 2. 声刺激和神经元反应的记录 自由声场刺激,纯音刺激信号由TDT系统 (Tucker-Davis Technology system 3, Alachua, USA) 给出,扬声器中心与小鼠鼻眼线处于同一水平,位于小鼠对侧60°,正对外耳道口。通过计算机控制TDT系统的给声频率和强度,纯音频率为神经元的最佳频率或特征频率。声刺激系统用声级计 (B & K-2610,Denmark) 和1/4英寸麦克风 (4936,B & K) 校正,声压输出用dB SPL 表示,0 dB相当于20 μPa 均方根。实验时,将制备好的动物移入无回声的声-电屏蔽室内,将动物固定于防震台上,用电动微电极推进器(MO- 81, Narishige, Japan)将单管玻璃微电极插入IC神经元内,对记录到的IC神经元首先记录神经元的深度和BF,将神经元对声刺激的反应输至细胞内放大器(DUO-773 Dual Micrprobe System 3, WPI, USA),经滤波和放大后并联输出至示波器显示和生物电信号采集分析系统(Axon Digidata 1322A)数字化处理后存储于计算机内,供实验结束后做进一步处理。

  14. 3. 数据采集与分析 实验中寻找神经元时,将时程固定为40 ms、强度固定为80 dB SPL,改变声频率来寻找声敏感神经元。找到神经元后,首先记录其记录深度(recording depth),最佳频率(best frequency,BF)和静息电位(resting potential,RP)。之后采用生物信号采集系统(pCLAMP8.0,Axon,USA)记录声刺激下神经元的反应,以便数据做处理和分析。

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