昆虫に小さな電極を差し込む研究について

質問

昆虫の勉強をしていて，「昆虫の神経系に電極を刺して，昆虫の活動にともなう電気信号をモニターする」というような記述を見つけました．想像すると，細長い針状の金属を突き刺していると思うのですが，

１．どうやって神経を狙うのでしょうか？ 昆虫を解剖して，神経はココ，というように分かるものですか？ それとも，下腹部にあるから半ばランダムに下腹部を突き刺しているのでしょうか？

２．絶縁被覆されていない金属の針をつけたら，色んなところの電気信号が入ってノイズになりそうですが，どうなのでしょうか．ノイズは無視しているのか，電極になにか工夫をしているのでしょうか？ 例えば，先端だけ金属がでていて，あとは絶縁体で被覆されているような針状電極ならば，ノイズを低く抑えられそうですが，どうでしょうか．

その分野を勉強始めたところなので，あさっての方向の話をしているかもしれませんが，コメント，ご指摘，回答頂ければ幸いです．

お願い致します．

回答No.2

geneticist12 · ベストアンサー

＞１．こういったことを研究発表している論文や扱っている研究室などを教えてください．

電気生理学（electrophysiology）、神経生理学（neurophysiology）という分野です。研究室も論文もたくさんあるので検索してみてください。

＞２．KClを使うとのことですが，K+は神経細胞の活動を左右するイオンだと思うのですが，使用して問題はないのでしょうか？ 何か見当違いなことを言っていたらすみません．

非常に細い毛細管ですし、細胞の内圧もありますので、電極内の溶液は自由に細胞質に流れ込むわけではありません。ちゃんとした電極なら神経活動には影響をあたえません。

＞３．神経細胞だけを蛍光で光らせることはできますか？それがルシファーイエローということでしょうか．

ルシファーイエローは電極が刺さった神経だけを染めるのに使います。電極の尖端から細胞内に流し込みます。

解剖して露出した神経節や神経線維を生きたまま染め出すのにはメチレンブルーがよく使われます。こうして見やすくして電極を刺します（どの細胞に刺さるか、あるいは全く刺さらないかは、経験と勘、それと運によるところが大きいです）。

＞４．電位を測る場合は最低二本必要だと思いますが，二本入りますでしょうか？

活動電位は神経細胞膜の、外側と内側との間の電位差を調べます。一方の電極は細胞内に、もう一方は細胞外（神経の周りに満たした生理食塩水中だとか、神経の表面）にセットします。

お礼

ありがとう御座いました．とても勉強になりました．

回答No.1

geneticist12

微小ガラス電極を使います。
直径1ミリくらいのガラス管の中ほどを熱してすばやく引っ張ると糸のように細くなります（電熱線で温度を、重りや電磁石などを利用して引っ張るスピードをコントロールする専用の機械があります）。いくら細くなっても中空のままです。こうして先端がマイクロメーターオーダーの中空の針を作ることができます。この中に電解質液（KClなど）をつめると電極になります。

節足動物（昆虫、ザリガニなど）や軟体動物（イカなど）には太い神経（giant axon)があって、こういう神経は狙って電極を刺すことも可能です。
しかしそうでない場合、例えば神経節の中にある神経の場合は、特定の神経を狙うことは困難です。そこで、とにかく神経に刺さったら、神経活動を測定して、その神経がどういう位置にあり、どういう形状をしているか、どういう突起を伸ばしているかは、電極液に入れた蛍光色素（ルシファーイエローなど）で刺さった神経を染めて、あとから確認します。こういう実験を繰り返して、どの神経がどのような反応をするかを明らかにしていきます。

お礼

ありがとうございます．非常にお詳しいので加えて教えて頂ければと思います．
１．こういったことを研究発表している論文や扱っている研究室などを教えてください．
２．KClを使うとのことですが，K+は神経細胞の活動を左右するイオンだと思うのですが，使用して問題はないのでしょうか？ 何か見当違いなことを言っていたらすみません．
３．神経細胞だけを蛍光で光らせることはできますか？それがルシファーイエローということでしょうか．
４．電位を測る場合は最低二本必要だと思いますが，二本入りますでしょうか？

回答頂ければ幸いです．ありがとう御座います．