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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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