伟德国际备用网址后院的大脑标志

神经科学为每个人!

+1(855)Get-Spikes(855-438-7745)


项目 ()

实验:速率编码

速率编码是一种方式神经元编码信息。随着刺激的强度增加,尖峰的烧制率也增加。在这个实验中,您将探讨蟑螂腿中的速率编码概念。

时间20分钟
困难初学者

你会学到什么?

您将了解速率编码以及蟑螂腿中的神经元如何遵循这种射击模型。

先修实验室


背景

既然您已经成功地见证了峰值,您就可以记录、量化并以图形方式呈现电生理学数据了。在这个练习中,您将使用几种方法来记录来自蟑螂腿的数据,并测量由不同刺激引起的尖刺。你将使用的方法来比较不同刺激下的spike差异率的编码它是神经科学中最可靠的工具之一。

蟑螂腿上的每一根刺都由一个神经元支配:

触摸荆棘会导致神经元发射更多尖峰。施加到刺刺的力量,更多的尖峰被唤起。这种尖峰与刺激强度的关系被称为“速率编码”,并于1926年首次发现。

该速率编码只是测量在设定时间段期间发生的这些尖峰的数量。然而,即使它简单,速率编码也可用于回答关于神经元如何对刺激的回应的复杂问题。这是FIR量化我们的结果,我们将使用称为根均方(RMS)的值,这是一段时间的信号的幅度。例如,如果我们在没有刺激的情况下拍摄一秒钟的录音窗口,我们将具有比腿被刺激并导致神经元射击的增加率更低的rms值。

下载

在开始之前,请确保有伟德国际备用网址后院大脑脉冲记录仪安装在您的计算机/智能手机/平板电脑上。后院大脑伟德国际备用网址尖峰录音机程序允许您在执行实验时可视化和保存计算机上的数据。伟德国际安卓我们还建立了一个简单的实验室讲义,以帮助您制表数据。

程序

第1部分:观察峰值

  1. 你需要准备一个蟑螂腿,就像第一个实验室一样,从SpikerBox开始。你将把一个电极放在胫骨上,一个放在股骨上(见下图)。
  2. 将音频适配器电缆插入SpikerBox和您的计算机。注意:为使SpikerBox正确记录,您的计算机的音频输入插孔必须是音频的,而不是组合音频输入/输出插孔。要确保一切正常工作,请听SpikerBox扬声器发出的声音。
  3. 打开BYB SpikeRecorder应用程序。SpikeRecorder应用程序工作像一个DVR,总是录音时,它是打开的!但是对于这个实验,在我们开始每个测试之前,我们希望通过点击右上角的红色圆圈记录按钮来开始永久保存的记录。
  4. 关掉你的手机和无线网络。来自这些设备的信号干扰是显著的。为了证明这一点的重要性,你可以在用腿录音的同时,给同一房间的另一台电话发一条短信,并听/寻找录音中的干扰。关于手机的工作原理,这说明了什么?
  5. 在每个实验期间,在不停止的情况下记录是明智的。可以在分析之前从手机中创建的噪音,移动电极或各种其他源。但是,打开和关闭录制可能会变得令人困惑。跟踪您的数据对应的最简单方法是在提供的空间中保持良好的音符。

第二部分:蟑螂腿上的神经如何对刺激作出反应

您现在可以开始尝试使用蟑螂腿!用你的腿,你会比较神经元在腿中的神经元如何与不同类型的刺激进行通信。

  1. 在腿上记录几分钟自发的突起模式。注意表1中控制录音的开始和结束时间(对于第一次录音,你的刺激方法将是“无”)
  2. 拿根牙签,刺激小腿胫骨上的倒刺。尝试几种不同的刺激方式,包括持续的压力或重复的戳,直到你找到一种能让你有一致的反应。将您的刺激方法写在表1中。

表1:观察刺激

桌子

现在你要做一个对照实验,看看不同强度的刺激对蟑螂腿的影响。在这个实验中,您将使用实验室工作台上的压缩空气来刺激蟑螂的腿。

注意:没有压缩空气?没问题!

如果你的实验室,家里,教室,后院,或者任何你选择学习神经科学的地方没有压缩空气,仍然有很多方法来做这个实验。以下是一些对我们有用的方法:

  • 用吸管从不同高度对蟑螂腿吹气。你可以把不同高度的吸管粘在标尺上,使其高度标准化。一定要提醒学生在每次试验中不断地吹。
  • 你可以在办公用品商店购买装在气溶胶罐里的压缩空气。压缩空气经常在电脑区出售,因为它被用来清洁键盘和电脑部件。与使用吸管的方法一样,你可以将压缩空气罐放在不同的高度,以获得不同的刺激强度(你可以尝试使用一根码或一米尺,在不同的距离测量)。
  • 最后,如果空气不是一种选择,也可以通过拍摄牙签(或其他非导电工具)并在蟑螂腿上按下固定的时间来执行该实验室。录制柔软,培养基和硬压力的rms。
  1. 首先观察在没有任何刺激的情况下出现的尖峰。记录下你观察的长度,并记下你观察到的任何东西。停止录音并保存为“Control recording”
  2. 至少让蟑螂的腿休息30秒。接下来,开始记录并以最低压力(5psi)打开压缩空气来刺激腿部。用软管把压缩空气导向蟑螂腿。刺激它至少10秒,然后让它爆发几次。保存为“5 psi记录”。
  3. 现在提高空气压力到表中列出的其他psi水平,并遵循相同的程序。

表2:刺激腿部

桌子

第三部分:峰值的基本分析

  1. 打开您的控制文件并通过右键单击并拖动到右侧的5s窗口上测量RMS直到时间测量读取5.0s - 不要放开右键单击,查看屏幕以获取RMS值。记录在表中。App Window.
  2. 对你的每一次记录都做同样的事情,在5秒的刺激窗口内测量RMS。

当您正在查看您的控制录制时,考虑一下:“无刺激”条件中最大的峰值的高度(或深度)是什么,这似乎是确定在其他治疗中构成钉子的合理阈值?(即它是令人惊讶的大或小,或者由于你在笔记中记录了一些意外刺激而发生了它?)随着您通过录音时,继续标记您的观察。

表3:Spike分析

桌子

你发现了什么?想想你的结果。这个实验有什么让你惊讶的吗?如果有,你能解释一下原因吗?任何有神经系统的东西都使用速率编码,包括我们!想想你的身体使用速率编码的所有方式,例如,想想手臂上浅戳和硬戳的区别!
考虑如何扩展实验。也许你可以比较多个蟑螂腿并提出一些平均标准,将蟑螂腿与蚱蜢腿进行比较,用电极放置试验,或向蟑螂腿引入化学处理!世界是你的,出去和实验!