ISSN:
1432-1351
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
,
Medicine
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Der Kern im Zentralnervensystem, der die schwache elektrische Aktivität von Eigenmannia sp. kontrolliert, wurde anatomisch und physiologisch untersucht. Einige ergänzende Beobachtungen wurden an Sternarchus sp. gemacht. Der Kern liegt in der Medulla oblongata und besteht aus zwei Arten von Zellen: großen Zellen, deren Axone zu motorischen Zellen im Rückenmark laufen, und kleinen Zellen, deren Axone im Kernbereich bleiben und untereinander und mit dem Soma der großen Zellen Synapsen bilden. Die Entladung des elektrischen Organs bleibt nach Durchschneidung des Gehirns im Bereich des Mesencephalon erhalten. Die rhythmische Aktivität des medullaren Kerns bleibt nach Durchtrennung des Rückenmarks nahe der Medulla erhalten. Im medullaren Kern wird eine intracelluläre Aktivität gefunden, deren Frequenz mit der des elektrischen Organs übereinstimmt. Die Form dieser Aktivität läßt vermuten, daß sie spontan entsteht und daß die Zellen des medullaren Kernes Schrittmacher für die Entladung des elektrischen Organs sind. Durch intracelluläre hyperpolarisierende Ströme wird die Impuls-Amplitude bis zu 60% erhöht, die Impuls-Frequenz aber nur um 6% erniedrigt. Depolarisation hatte keine Wirkung. Ähnliche Effekte wurden bei intracellulärer Hyperpolarisation benachbarter Zellen beobachtet; dies deutet auf Vorhandensein von intercellulären elektrotonischen Brücken hin. Experimentell hervorgerufene Frequenzänderungen in einer einzelnen Zelle hatten identische Frequenzänderungen der Entladung des elektrischen Organs zur Folge. Anodische extracelluläre Reizung des medullaren Kerns mit Gleichstrom vermindert die Frequenz der Entladung im elektrischen Organ; kathodische Reizung hat den entgegengesetzten Effekt. Periodische elektrische Reizung des medullaren Kerns stoppt die Entladung des Kerns und des elektrischen Organs. Die Entladungen des elektrischen Organs beginnen nach einer solchen Unterbrechung 6 bis 150 msec später als die Entladungen im Kern. Die funktionellen Eigenschaften des medullaren Kerns als eines Schrittmachers werden diskutiert. Es wird angenommen, daß die Registrierungen von den kleinen Zellen stammen und daß sie die Schrittmacher-Zellen sind. Wahrscheinlich sind sie untereinander elektrotonisch verbunden; deshalb hat die Polarisation einer einzelnen Zelle nur geringe Wirkung auf die Entladungsfrequenz des medullaren Kerns (und des elektrischen Organs), obgleich sie die Impuls-Amplituden der Einzelzelle stark beeinflußt.
Notes:
Summary 1. An anatomical and physiological study has been made of the electric organ control nucleus in the weakly electric fish Eigenmania sp., supplemented by some observations on Sternarchus sp. 2. This nucleus, located in the medulla oblongata, consists of two kinds of cell: large cells with descending axons to motor cells in the spinal cord, and small cells with intranuclear axons terminating on each other and on the somata of the large cells. 3. Electric organ discharge is maintained in spino-medullary preparations (neuroaxis transected in mesencephalon) and rhythmic activity of the medullary nucleus cells is not abolished after high spinal cord transection. 4. Rhythmic intracellular activity of the same frequency as the electric organ discharge, was recorded from cells of the medullary nucleus. The form suggests that the activity is spontaneous and that these cells are pacemakers for the organ discharge. 5. Intracellular hyperpolarizing current produced an increase of spike amplitude of up to 60% with a corresponding decrease of frequency of only 6%. Depolarization had no effect. Similar effects were also obtained from a cell when intracellular stimulation was applied to another cell in the nucleus, indicating the existence of intercellular electrotonic bridges. Frequency changes imposed through a single cell provoked identical changes in organ discharge rates. 6. Anodal extracellular D. C. stimulation of the medullary nucleus reduced the frequency of organ discharge, while cathodal stimulation had the opposite but less pronounced effect. 7. Repetitive single shock stimulation of the medullary nucleus stopped the nucleus and organ discharge. Reappearance of organ discharge followed that of the nucleus by from 6 to 150 msec. At the moment of reappearance, the medullary cell discharge frequency was lower (up to 15%) than normal. 8. The functional characteristics of the medullary nucleus as a pacemaker have been discussed. It is concluded that our records are from the small cells only and that they are pacemaker cells. Evidence is presented that these are electrotonically interconnected, and therefore, polarization of a single cell has little effect on the discharge frequency of the whole nucleus (and electric organ), even though spike amplitudes of the single cell are greatly influenced.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00298200
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