Grundkurs Tierphysiologie - Institut für Biologie und Neurobiologie ...

1. Versuchstag:
Extrazelluläre Ableitung von Aktionspotentialen eines identifizierten Neurons vom
Bauchmark der Wanderheuschrecke
Am heutigen Kurstag werden Sie in die Lage eines Neurowissenschaftlers versetzt, der
aufgrund experimentellen Vorgehens Erkenntnisse über sein Objekt sammelt. Dazu werden
Sie vom Halskonnektiv extrazellulär Aktionspotentiale eines Neurons ableiten.
Das Vorgehen wird Ihnen erheblich erleichtert, wenn Sie sich im weiteren konsequent an
das Skript halten und sich bei Fragen an den/die Tutor/in wenden.
Ein wesentlicher Vorteil der Invertebraten für neurophysiologische Untersuchungen ist, daß
einzelne Neurone nach physiologischen und morphologischen Gesichtspunkten als Individuen
identifiziert werden können. In diesem Versuch werden Sie von einem solch identifizierten
Neuron extrazellulär aus einem der beiden Konnektive ableiten können. In diesen
Konnektiven verlaufen die Axone von mehreren tausend Neuronen. Aufgrund der unterschiedlichen
Größe der Aktionspotentiale und des spezifischen Antwortverhaltens lassen
sich bei der extrazellulären Ableitung einzelne Neurone oder Gruppen von Neuronen identifizieren.
Man unterscheidet zwischen aufsteigenden Neuronen, die Information von posterior
nach anterior gelegenen Ganglien weitergeben, und absteigenden Neuronen, die
Information nach posterior übertragen. Ihre Aufgabe wird es sein, durch das Verabreichen
qualitativ verschiedener Reize zu untersuchen, ob sich an dem vorgegebenen Ableitort
Aktionspotentiale mit hoher Amplitude sich mit einem bestimmten Reiz korellieren lassen. In
der Regel stammen Potentiale gleicher Amplitude von den gleichen Neuronen. Es wird dabei
auch möglich sein, einige Details über die integrativen Eigenschaften eines solchen Neurons
(Antwortverhalten, rezeptives Feld, Verschaltung, Lage im ZNS) zu erfahren.
Abbildung: Die Abbildung (a) zeigt eine schematische Zeichnung des "Strickleiter"-Nervensystems
vom Kopf und Thorax einer Wanderheuschrecke (Gehirn und Ganglion). Eingezeichnet
ist die morphologische Struktur ("Gestalt") zweier identifizierter Neurone: DCMD:
descending contralateral movement detector und LGMD: lobular giant movement detector.
In (b) ist dargestellt, daß jedes vom Konnektiv abgeleitete Aktionspotential des DCMD (unter
Spur) ein erregendes postsynaptisches Potential (EPSP = exzitatorisches postsynaptisches
Potential) in einem Motorneuron (FETi, obere Spur) hervorruft. Das FETi-Motorneuron ist
das schnelle Motorneuron des Sprungmuskels des Wanderheuschrecke (FETi = fast extensive
tibiae motorneurone).
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