在体动物的细胞外记录实验
基本方案
| 实验方法原理 |
细胞外记录(extracellular recording)是把引导电极放置在神经细胞或神经组织的表面或邻近部位，引导与记录有关的放电活动。由千神经细胞或组织发生兴奋性活动时，活动部位的神经元产生去极化，未活动的部位处于正常极化状态，在容积导体中两部位间的电位不同，电流从一点流向另外一点。放置千细胞表面的电极就会记录出两者之间所产生的电位差。细胞外微电极记录的方便之处是电极不插入细胞。这种方法在神经科学领域主要用于检测神经动作电位产生的部位、时间以及放电序列的频率与模式，一般不用于判定动作电位的幅度与波形。 |
|---|---|
| 实验材料 | 神经细胞 |
| 仪器、耗材 | 微电极材料 玻璃微电极拉制仪 显微镜 微操纵仪 微电极放大器 记录仪器 其他仪器设备 |
| 实验步骤 |
1. 单个神经细胞电活动的记录： 当需要引导与记录中枢某些核团的单个细胞放电活动时，可采用细胞外引导的方法。首先需制备与选择适用的玻璃微电极或金属微电极，在颅脑定向仪上确定待检测核团的立体坐标方位，然后在颅骨钻孔，撕开硬脑膜，在微推进器的操纵下将电极尖端送到该核团部位，寻找引导的细胞。电极尖端定位是否准确是实验成功的关键，往往需要通过反复尖端标记与切片检查核对才能确定。金属微电极尖端因裸露（无绝缘层）多少不恒定，有时可同时引导出多个神经细胞的放电活动。有关玻璃微电极，合格的微电极是记录细胞电位的重要条件。拉制玻璃微电极的第一步是把已经清洁处理的毛细玻璃管放在微电极拉制仪上拉制玻璃微电极。分为两次拉制，可拉出一对尖端大小相等的微玻管，尖端直径可达0.5µm左右。即时放在显微镜下检查，看其形状和尖端开口，以及尖端直径是否符合要求。 2.脊髓背角广动力神经元-- (WDR神经元）记录： 也是一种细胞外记录技术，是在动物麻醉情况下，将记录电极放置在脊髓背角内特定部位，在体记录WDR神经元的自发放电活动或者对外周刺激产生的电反应的一种记录方法。1细胞外电位的波形因记录细胞的不同部位而异。细胞外所记录的电位比细胞内记录的小很多，这是由于信号受低电阻的细胞外液通路分流所致。用胞外记录法在中枢神经系统所记录的神经元在接受由其他神经元传来的兴奋性或抑制性的信息被激活后，可在所记录神经元的被激活部位和该神经元的其他部位电源之间形成局部电流。根据细胞外记录微电极所处的位置关系，能记录到一个极性不同的电波，或是向下的（正电位）或是向上的（负电位）。由于中枢神经系统内的容积有限，电场中的电流线会被压缩而变形，加之血管结缔组织等结构的导电系数不一致、不同神经元的活动并非同步等多种原因，胞外电极记录的电位大小和波形会有多种变化。因此，对胞外记录电位的分析重点放在放电频率和潜伏期，而不去比较放电的幅度。对电位分析的目的在于认清电位是从一个神经元的哪个部位产生的，便于判断实验结果的意义。如以电刺激视神经、在外侧膝状体的记录为例，可看到突触前轴突的电位是一个全或无的一个单向上升波，由突触后轴突所产生的也是单向上升波。但与突触前轴突电位有区别： ①潜伏期较长，约为1.2-2.2ms; ②对单一刺激常可引起多个电位； ③上升波呈双凹形，形成M波。胞体电位为长时程负锋电位，其潜伏期与突触后轴突的电位相同。对于WDR神经元，根据神经元对各类剌激的反应特点将神经元类型判别如下： ①非伤害性传入神经元(non-nociceptive neuron)仅对非伤害性刺激（如用软毛轻刷等）能引起放电频率增加的反应，对伤害性刺激（如钳夹刺激）其放电频率没有明显变化； ②特异伤害性传入神经元(nociceptive-specific neuron)施加伤害性刺激（如用有齿摄夹皮肤）可引起放电频率明显增加，而对非伤害性刺激则没有反应； ③广动力范围神经元(wide-dynamic range neuron, WDRneuron)非伤害性刺激和伤害性刺激都引起放电频率的升高，并且伤害性刺激所引起的反应明显高千非伤害性刺激所引起的反应。
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| 注意事项 |
l在体细胞外记录时，对于麻醉动物要注意保温，微电极插入时应尽量避开组织表面的血管。 2.巾于室温较高，微电极灌注液中的水分易蒸发，可在微电极尾端开口处涂上凡士林。
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| 其他 |
1细胞外记录的信号比较弱，而且易受外界电磁干扰，记录的电信号的波形、幅度和时间取决于记录电极的位置，记录电极越靠近神经元，记录的电信号也越大。该方法的最大优点是不损伤记录的神经元，故神经元的活动较细胞内记录更接近于生理状态，活性好，可以维持长时间记录，而且记录方法简便易行，对初学者容易掌握。该方法对仪器的配置要求不是很高，容易在实验室开展。在整体动物实验时，对记录稳定性要求比较高。动物的呼吸及身体的活动影响记录的稳定性，可以通过机械通气和注射肌肉松弛药来缓解。记录槽内也可以覆盖琼脂糖，减弱呼吸运动对记录影响。玻璃微电极下行过程中容易被组织阻塞，可以通过与电极相连的细管给予少最正压。 展开 |
