| Dual-sided Voltage-sensitive Dye Imaging of Leech Ganglia
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Author:
Date:
2018-03-05
[Abstract] In this protocol, we introduce an effective method for voltage-sensitive dye (VSD) loading and imaging of leech ganglia as used in Tomina and Wagenaar (2017). Dissection and dye loading procedures are the most critical steps toward successful whole-ganglion VSD imaging. The former entails the removal of the sheath that covers neurons in the segmental ganglion of the leech, which is required for successful dye loading. The latter entails gently flowing a new generation VSD, VF2.1(OMe).H, onto both sides of the ganglion simultaneously using a pair of peristaltic pumps. We expect the described techniques to translate broadly to wide-field VSD imaging in other thin and relatively transparent nervous systems.
[摘要] 在这个协议中，我们介绍了一种有效的方法，用于Tomina和Wagenaar（2017）中使用的电压敏感染料（VSD）加载和水蛭神经节成像。 解剖和染料加载程序是成功完成全神经节VSD成像的关键步骤。 前者需要去除覆盖水蛭节段神经节神经元的鞘，这是成功染料加载所需的。 后者需要使用一对蠕动泵同时轻柔地将新一代VSD VF2.1（OMe）.H流入神经节的两侧。 我们期望所描述的技术广泛地转化为其他薄且相对透明的神经系统中的宽视场VSD成像。
【背景】双面显微镜是一种宽视野荧光成像系统，由一对精确对准的显微镜组成，用于观察来自对面的神经元制剂并且一次显示不同的焦平面（Tomina and Wagenaar，2017）。通过将该光学系统与新一代电压敏感染料（VSD），VoltageFluor（Miller等人，2012; Woodford等人，2015），荧光可以同时从不同深度的神经元捕获编码具有高保真度膜电压的信号。我们将这种泛神经元记录系统应用于药用水蛭的神经系统，我们利用电生理学方法诱发虚构行为并定量控制可识别神经元的膜电位（Tomina and ...
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| Extracellular Axon Stimulation
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Author:
Date:
2017-03-05
[Abstract] This is a detailed protocol explaining how to perform extracellular axon stimulations as described in Städele and Stein, 2016. The ability to stimulate and record action potentials is essential to electrophysiological examinations of neuronal function. Extracellular stimulation of axons traveling in fiber bundles (nerves) is a classical technique in brain research and a fundamental tool in neurophysiology (Abbas and Miller, 2004; Barry, 2015; Basser and Roth, 2000; Cogan, 2008). It allows for activating action potentials in individual or multiple axons, controlling their firing frequency, provides information about the speed of neuronal communication, and neuron health and function.
[摘要] 这是一个详细的协议，说明如何执行细胞外轴突刺激，如Städele和Stein，2016所述。刺激和记录动作电位的能力对神经元功能的电生理检查至关重要。 在纤维束（神经）中行进的轴突的细胞外刺激是脑研究中的一种经典技术，也是神经生理学的基础工具（Abbas和Miller，2004; Barry，2015; Basser和Roth，2000; Cogan，2008）。 它允许在单个或多个轴突中激活动作电位，控制其发射频率，提供关于神经元通信速度以及神经元健康和功能的信息。
【背景】细胞外轴突刺激引起动作电位（AP），而不需要将电极引入神经元。该方案描述了阴极刺激，其使用静息神经元的膜电位为负，而细胞外周围为正的事实。需要两个电极：（1）放置在轴突附近的刺激电极（阴极）和（2）置于浴中的参比电极（阳极）。当激活时，刺激电极向轴突的外部添加电子，从而增加负电荷。这使得轴突的外侧不太积极，因此减小神经元内外的潜在差异。结果是轴突内部局部去极化。如果数量足够，这会引起AP。引发的AP起始于靠近刺激电极并沿着轴突双向传播。
引起AP所需的阈值电流取决于几个参数，包括（1）轴突直径（较粗略的轴突首先被去极化），（2）刺激电极和轴突之间的距离，以及（3）刺激幅度和持续时间。持续时间必须限制在少于AP的持续时间以防止神经元膜变得难治性。因此，通常使用阈值幅度的短电流脉冲来引出各个AP。由于在较低的刺激振幅下招募较厚的轴突，所以如果感兴趣的轴突是神经中最大直径的轴突，则细胞外刺激效果最好。如果靶向较小的轴突，则需要较大的刺激振幅，除了感兴趣的较小轴突之外，还可以首先激活较大的轴突。 ...
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| Axonal Conduction Velocity Measurement
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Author:
Date:
2017-03-05
[Abstract] Action potential conduction velocity is the speed at which an action potential (AP) propagates along an axon. Measuring AP conduction velocity is instrumental in determining neuron health, function, and computational capability, as well as in determining short-term dynamics of neuronal communication and AP initiation (Ballo and Bucher, 2009; Bullock, 1951; Meeks and Mennerick, 2007; Rosenthal and Bezanilla, 2000; Städele and Stein, 2016; Swadlow and Waxman, 1976). Conduction velocity can be measured using extracellular recordings along the nerve through which the axon projects. Depending on the number of axons in the nerve, AP velocities of individual or many axons can be detected.
This protocol outlines how to measure AP conduction velocity of (A) stimulated APs and (B) ...
[摘要] 动作电位传导速度是动作电位（AP）沿着轴突传播的速度。测量AP传导速度有助于确定神经元的健康，功能和计算能力，以及确定神经元通信和AP启动的短期动力学（Ballo和Bucher，2009; Bullock，1951; Meeks and Mennerick，2007; Rosenthal和Bezanilla，2000;Städele和Stein，2016; Swadlow和Waxman，1976）。传导速度可以通过沿轴突投射的神经的细胞外记录来测量。根据神经中的轴突数量，可以检测个体或许多轴突的AP速度。
该协议概述了如何通过使用两个空间距离的细胞外电极来测量（A）刺激的AP和（B）自发产生的AP的AP传导速度。虽然这里使用无脊椎动物神经系统，但是这种技术的原理是普遍的，并且可以容易地调整到其他神经系统制剂（包括脊椎动物）。
【背景】神经系统中的长距离通讯是由沿轴突行进的AP介导的。当产生AP时流过轴突膜的离子电流（Hodgkin和Huxley，1952）可以使用细胞外记录电极在神经元外部检测。不同神经元中的AP传导速度是非常可变的，范围从每秒200米（447英里每小时）到小于0.1米每秒（每小时0.2英里）（Kress等人，2008; ...
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