'Circulation' of nerve impulse in lateral giant axons of the crayfish: a remnant of an evolutionary past?

Autor: Yuri Burmistrov, Zhanna Shuranova
Rok vydání: 2007
Předmět:
Zdroj: Crustaceana. 80:847-860
ISSN: 1568-5403
0011-216X
DOI: 10.1163/156854007781363150
Popis: [The high-frequency repetitive discharge of the lateral giant axons evoked in isolated abdominal nerve cord of the crayfish by a single short electrical pulse has been described forty years ago in two independent papers (Burmistrov, 1965; Kusano & Grundfest, 1965). This phenomenon never was commented, though it seems hardly compatible with recent evidence concerning the lateral giant circuitry underlying the tail-flip escape reaction in modern crayfish. This paper is an attempt to explain the repetitive discharge of the lateral giants in the light of recent data about their structure and functions. It is concluded that (1) long repetitive high-frequency discharge of the lateral giants obtained in the isolated ventral nerve cord can hardly occur under natural conditions; (2) nevertheless, this phenomenon, caused by "circulation" of nerve impulse in loops of the lateral giants resulting from their ladder-like structure, needs to be explained; (3) one may suggest that it is a remnant of the evolutionary past when the lateral giants had chemical connections with their output neurons (fast flexor and swimmeret motor neurons); (4) this easily reproduced phenomenon may be used for the experimental study of functional abilities of commissural junctions as well as for model studies of reverberatory processes in various structures. La decharge repetitive a haute frequence des axones geants lateraux, en reponse a une unique courte impulsion electrique, connue dans la corde nerveuse abdominale isolee de l'ecrevisse, a ete decrite il y a quarante ans dans deux articles independants (Burmistrov, 1965; Kusano & Grundfest, 1965). Ce phenomene n'avait jamais ete commente, bien qu'il semble peu compatible avec la mise en evidence recente des circuits geants lateraux responsables de la reaction d'echappement (coup de queue) chez les ecrevisses. Cet article est un essai d'explication de la decharge repetitive des axones geants lateraux a la lumiere des donnees recentes sur leur structure et leurs fonctions. La conclusion est que (1) la longue decharge repetitive a haute frequence des axones geants lateraux obtenus sur la corde ventrale nerveuse isolee peut difficilement etre produite dans des conditionsnaturelles; (2) neanmoins, ce phenomene, cause par la "circulation" de l'influx nerveux dans des boucles fermees des geants lateraux resultant de leur structure «en echelle» doit etre explique; (3) on peut suggerer qu'il s'agit d'un reste du passe evolutif quand les circuits geants lateraux avaient des connexions chimiques avec leurs neurones efferents (neurones de flexion rapide et ceux de nage, c'est-a-dire, des pleopodes); (4) ce phenomene facilement reproduit peut etre utilise pour l'etude experimentale des capacites fonctionnelles des jonctions commissurales ainsi que les etudes de processus de repercussion dans des structures variees. , The high-frequency repetitive discharge of the lateral giant axons evoked in isolated abdominal nerve cord of the crayfish by a single short electrical pulse has been described forty years ago in two independent papers (Burmistrov, 1965; Kusano & Grundfest, 1965). This phenomenon never was commented, though it seems hardly compatible with recent evidence concerning the lateral giant circuitry underlying the tail-flip escape reaction in modern crayfish. This paper is an attempt to explain the repetitive discharge of the lateral giants in the light of recent data about their structure and functions. It is concluded that (1) long repetitive high-frequency discharge of the lateral giants obtained in the isolated ventral nerve cord can hardly occur under natural conditions; (2) nevertheless, this phenomenon, caused by "circulation" of nerve impulse in loops of the lateral giants resulting from their ladder-like structure, needs to be explained; (3) one may suggest that it is a remnant of the evolutionary past when the lateral giants had chemical connections with their output neurons (fast flexor and swimmeret motor neurons); (4) this easily reproduced phenomenon may be used for the experimental study of functional abilities of commissural junctions as well as for model studies of reverberatory processes in various structures. La decharge repetitive a haute frequence des axones geants lateraux, en reponse a une unique courte impulsion electrique, connue dans la corde nerveuse abdominale isolee de l'ecrevisse, a ete decrite il y a quarante ans dans deux articles independants (Burmistrov, 1965; Kusano & Grundfest, 1965). Ce phenomene n'avait jamais ete commente, bien qu'il semble peu compatible avec la mise en evidence recente des circuits geants lateraux responsables de la reaction d'echappement (coup de queue) chez les ecrevisses. Cet article est un essai d'explication de la decharge repetitive des axones geants lateraux a la lumiere des donnees recentes sur leur structure et leurs fonctions. La conclusion est que (1) la longue decharge repetitive a haute frequence des axones geants lateraux obtenus sur la corde ventrale nerveuse isolee peut difficilement etre produite dans des conditionsnaturelles; (2) neanmoins, ce phenomene, cause par la "circulation" de l'influx nerveux dans des boucles fermees des geants lateraux resultant de leur structure «en echelle» doit etre explique; (3) on peut suggerer qu'il s'agit d'un reste du passe evolutif quand les circuits geants lateraux avaient des connexions chimiques avec leurs neurones efferents (neurones de flexion rapide et ceux de nage, c'est-a-dire, des pleopodes); (4) ce phenomene facilement reproduit peut etre utilise pour l'etude experimentale des capacites fonctionnelles des jonctions commissurales ainsi que les etudes de processus de repercussion dans des structures variees. ]
Databáze: OpenAIRE
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