وقد دعم هذا العمل المعاهد الكندية للبحوث الصحية والعلوم الطبيعية.

<ol>
	<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theta+rhythm+of+navigation:+link+between+path+integration+and+landmark+navigation,+episodic+and+semantic+memory.">Theta rhythm of navigation: link between path integration and landmark navigation, episodic and semantic memory.</a> Hippocampus. 15 (7), 827-840 (2005).</li><li>Sanders, H., Renno-Costa, C., Idiart, M., Lisman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grid+Cells+and+Place+Cells:+An+Integrated+View+of+their+Navigational+and+Memory+Function.">Grid Cells and Place Cells: An Integrated View of their Navigational and Memory Function.</a> Trends Neurosci. 38 (12), 763-775 (2015).</li><li>O'Keefe, J., Recce, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm.">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).</li><li>Winson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+hippocampal+theta+rhythm+results+in+spatial+memory+deficit+in+the+rat.">Loss of hippocampal theta rhythm results in spatial memory deficit in the rat.</a> Science. 201 (4351), 160-163 (1978).</li><li>M'Harzi, M., Jarrard, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategy+selection+in+a+task+with+spatial+and+nonspatial+components:+effects+of+fimbria-fornix+lesions+in+rats.">Strategy selection in a task with spatial and nonspatial components: effects of fimbria-fornix lesions in rats.</a> Behav Neural Biol. 58 (3), 171-179 (1992).</li><li>Osipova, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theta+and+gamma+oscillations+predict+encoding+and+retrieval+of+declarative+memory.">Theta and gamma oscillations predict encoding and retrieval of declarative memory.</a> J Neurosci. 26 (28), 7523-7531 (2006).</li><li>Stumpf, C., Petsche, H., Gogolak, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+significance+of+the+rabbit's+septum+as+a+relay+station+between+the+midbrain+and+the+hippocampus.+II.+The+differential+influence+of+drugs+upon+both+the+septal+cell+firing+pattern+and+the+hippocampus+theta+activity.">The significance of the rabbit's septum as a relay station between the midbrain and the hippocampus. II. The differential influence of drugs upon both the septal cell firing pattern and the hippocampus theta activity.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 14, 212-219 (1962).</li><li>Mitchell, S. J., Ranck, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+theta+rhythm+in+medial+entorhinal+cortex+of+freely+moving+rats.">Generation of theta rhythm in medial entorhinal cortex of freely moving rats.</a> Brain Res. 189 (1), 49-66 (1980).</li><li>Alonso, A., Garcia-Austt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+sources+of+theta+rhythm+in+the+entorhinal+cortex+of+the+rat.+I.+Laminar+distribution+of+theta+field+potentials.">Neuronal sources of theta rhythm in the entorhinal cortex of the rat. I. Laminar distribution of theta field potentials.</a> Exp Brain Res. 67 (3), 493-501 (1987).</li><li>Vertes, R. P., Kocsis, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brainstem-diencephalo-septohippocampal+systems+controlling+the+theta+rhythm+of+the+hippocampus.">Brainstem-diencephalo-septohippocampal systems controlling the theta rhythm of the hippocampus.</a> Neuroscience. 81 (4), 893-926 (1997).</li><li>Bland, B. H., Colom, L. V., Konopacki, J., Roth, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+records+of+carbachol-induced+theta+rhythm+in+hippocampal+slices.">Intracellular records of carbachol-induced theta rhythm in hippocampal slices.</a> Brain Res. 447 (2), 364-368 (1988).</li><li>Cobb, S. R., Buhl, E. H., Halasy, K., Paulsen, O., Somogyi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchronization+of+neuronal+activity+in+hippocampus+by+individual+GABAergic+interneurons.">Synchronization of neuronal activity in hippocampus by individual GABAergic interneurons.</a> Nature. 378 (6552), 75-78 (1995).</li><li>Williams, J. H., Kauer, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+carbachol-induced+oscillatory+activity+in+rat+hippocampus.">Properties of carbachol-induced oscillatory activity in rat hippocampus.</a> J Neurophysiol. 78 (5), 2631-2640 (1997).</li><li>Chapman, C. A., Lacaille, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholinergic+induction+of+theta-frequency+oscillations+in+hippocampal+inhibitory+interneurons+and+pacing+of+pyramidal+cell+firing.">Cholinergic induction of theta-frequency oscillations in hippocampal inhibitory interneurons and pacing of pyramidal cell firing.</a> J Neurosci. 19 (19), 8637-8645 (1999).</li><li>Strata, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+oscillations+in+CA3+hippocampal+pyramids:+physiological+relevance+to+theta+rhythm+generation.">Intrinsic oscillations in CA3 hippocampal pyramids: physiological relevance to theta rhythm generation.</a> Hippocampus. 8 (6), 666-679 (1998).</li><li>Kocsis, B., Bragin, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interdependence+of+multiple+theta+generators+in+the+hippocampus:+a+partial+coherence+analysis.">Interdependence of multiple theta generators in the hippocampus: a partial coherence analysis.</a> J Neurosci. 19 (14), 6200-6212 (1999).</li><li>Fellous, J. M., Sejnowski, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholinergic+induction+of+oscillations+in+the+hippocampal+slice+in+the+slow+(0.5-2+Hz),+theta+(5-12+Hz),+and+gamma+(35-70+Hz)+bands.">Cholinergic induction of oscillations in the hippocampal slice in the slow (0.5-2 Hz), theta (5-12 Hz), and gamma (35-70 Hz) bands.</a> Hippocampus. 10 (2), 187-197 (2000).</li><li>Gillies, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+atropine-resistant+theta+oscillations+in+rat+hippocampal+area+CA1.">A model of atropine-resistant theta oscillations in rat hippocampal area CA1.</a> J Physiol. 543 (Pt 3), 779-793 (2002).</li><li>Gloveli, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthogonal+arrangement+of+rhythm-generating+microcircuits+in+the+hippocampus.">Orthogonal arrangement of rhythm-generating microcircuits in the hippocampus.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (37), 13295-13300 (2005).</li><li>Konopacki, J., Eckersdorf, B., Kowalczyk, T., Golebiewski, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Firing+cell+repertoire+during+carbachol-induced+theta+rhythm+in+rat+hippocampal+formation+slices.">Firing cell repertoire during carbachol-induced theta rhythm in rat hippocampal formation slices.</a> Eur J Neurosci. 23 (7), 1811-1818 (2006).</li><li>Hajos, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintaining+network+activity+in+submerged+hippocampal+slices:+importance+of+oxygen+supply.">Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply.</a> Eur J Neurosci. 29 (2), 319-327 (2009).</li><li>Manseau, F., Goutagny, R., Danik, M., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hippocamposeptal+pathway+generates+rhythmic+firing+of+GABAergic+neurons+in+the+medial+septum+and+diagonal+bands:+an+investigation+using+a+complete+septohippocampal+preparation+in+vitro.">The hippocamposeptal pathway generates rhythmic firing of GABAergic neurons in the medial septum and diagonal bands: an investigation using a complete septohippocampal preparation in vitro.</a> J Neurosci. 28 (15), 4096-4107 (2008).</li><li>Goutagny, R., Jackson, J., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-generated+theta+oscillations+in+the+hippocampus.">Self-generated theta oscillations in the hippocampus.</a> Nat Neurosci. 12 (12), 1491-1493 (2009).</li><li>Jackson, J., Goutagny, R., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+and+slow+gamma+rhythms+are+intrinsically+and+independently+generated+in+the+subiculum.">Fast and slow gamma rhythms are intrinsically and independently generated in the subiculum.</a> J Neurosci. 31 (34), 12104-12117 (2011).</li><li>Amilhon, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parvalbumin+Interneurons+of+Hippocampus+Tune+Population+Activity+at+Theta+Frequency.">Parvalbumin Interneurons of Hippocampus Tune Population Activity at Theta Frequency.</a> Neuron. 86 (5), 1277-1289 (2015).</li><li>Huh, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitatory+Inputs+Determine+Phase-Locking+Strength+and+Spike-Timing+of+CA1+Stratum+Oriens/Alveus+Parvalbumin+and+Somatostatin+Interneurons+during+Intrinsically+Generated+Hippocampal+Theta+Rhythm.">Excitatory Inputs Determine Phase-Locking Strength and Spike-Timing of CA1 Stratum Oriens/Alveus Parvalbumin and Somatostatin Interneurons during Intrinsically Generated Hippocampal Theta Rhythm.</a> J Neurosci. 36 (25), 6605-6622 (2016).</li><li>Gu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NMDA-dependent+phase+synchronization+between+septal+and+temporal+CA3+hippocampal+networks.">NMDA-dependent phase synchronization between septal and temporal CA3 hippocampal networks.</a> J Neurosci. 33 (19), 8276-8287 (2013).</li><li>Jackson, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversal+of+theta+rhythm+flow+through+intact+hippocampal+circuits.">Reversal of theta rhythm flow through intact hippocampal circuits.</a> Nat Neurosci. 17 (10), 1362-1370 (2014).</li><li>Gonzalez-Burgos, G., Lewis, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GABA+neurons+and+the+mechanisms+of+network+oscillations:+implications+for+understanding+cortical+dysfunction+in+schizophrenia.">GABA neurons and the mechanisms of network oscillations: implications for understanding cortical dysfunction in schizophrenia.</a> Schizophr Bull. 34 (5), 944-961 (2008).</li></ol>

لا يعلن المؤلفون أي مصالح تجارية أو مالية متنافسة.

في حين التسجيلات الكهربية من شرائح الحصين الحاد تشكل معيارا في تقنية المختبر ، والأساليب المعروضة هنا تختلف اختلافا كبيرا عن النهج الكلاسيكي. على عكس الاستعدادات شريحة رقيقة حيث طبقات خلية محددة مرئية على السطح ويمكن فحصها مباشرة، الاستعدادات الحصين سليمة هي أقرب إلى تكوينات الجسم الحي حيث يتم خفض الأقطاب في مناطق الدماغ المستهدفة أثناء عبور من خلال طبقات فردية. يتم الحفاظ على سلامة الحصين جنبا إلى جنب مع الاتصال الوظيفي وخصائص السكان العصبية المحلية. وهذا يوفر أداة معقدة وقوية للتحقيق في التذبذبات الشبكة الصغيرة والكبيرة في الحصين. على سبيل المثال، فإن الجمع بين الدوائر مسبقة الدفع والخلية من نوع خصائص محددة في الشبكة تنتج بشكل جوهري وعفوية ولدت ثيتا إيقاعي وتذبذبات غاما التي تحاكي السمات الهامة لل هيبوكامبال النشاط في الجسم الحي . باستخدام الطرق المعروضة في هذا البروتوكول، يمكن استخراج الحصين بسرعة من الدماغ القوارض وتبقى قابلة للحياة لعدة ساعات في بيئة أسف المتدفقة بسرعة. يتم تطبيق التقنيات الكهربية الأساسية بسهولة للتحقيق في كيفية نشاط متزامن وظيفة متشابك من أنواع الخلايا العصبية محددة تؤثر ديناميات الحصين. وقد وفرت إجراءاتنا الفرصة الأولى لاستكشاف منهجيات ديناميكية التذبذبات المحتملة في المجال المحلي عبر محور سيبتو-تيمبورال كامل (الحصان البطني) للحصين في المختبر (انظر المراجع 22 و 23 و 24 و 25 و 26 و 27 و 28 ). على الشبكة ومستويات الفسيولوجية، ويحافظ على إعداد سليمة: 1) سينا ​​وظيفيةالتفاعلات القطبية بين الخلايا المطلوبة لدعم موثوق التذبذبات الشبكة الجوهرية مع نطاق التردد والملف الشخصي للموجات ثيتا في الجسم الحي ، 2) التغيير الحاد في المرحلة النسبية من ثيتا التذبذب على مستوى الطبقة بيراميدال، 3) التوزيع المكاني واتساق ثيتا التذبذب في الحصين وتفاعلها مع إيقاعات تردد غاما المحلية، 4) العلاقة السعة الاتساع من ثيتا / موجات غاما و 5) جمعية زمنية محددة من الخلية الرئيسية وإطلاق إنتيرنيورون مع التذبذبات المحتملة ثيتا الحقل. في حين أن عدم وجود مدخلات خارجية للحصين قد تظهر كقيود على تقنية، كما أنه يسمح لدراسة الديناميات الداخلية للحصين بطريقة لا يمكن القيام به في الجسم الحي . وبالإضافة إلى ذلك، يمكن محاكاة المدخلات الخارجية عن طريق التحفيز أوبتوجينيتيك من محطات الألياف محددة ومسارات وارد. الاستعدادات سليمة توفر إمكانيات جديدة للدراسةوكيف تنتشر أنشطة الشبكة وتتفاعل في الشبكات الواسعة النطاق التي تشمل الحصين والهياكل الأخرى المتصلة. على هذا النحو، أحد التطبيقات الرئيسية للتقنية سليمة سليمة هو التحقيق في الربط الشبكي وظيفية داخل أو بين مناطق الدماغ. وبالتالي فإن استخدام الحصين في المختبر سليمة لا ينبغي أن يوفر فقط المزيد من المعلومات عن خصائص الخلوية والشبكة للحصين، ولكن أيضا تسليط الضوء على كيفية تفاعل هذه على شكل تجهيز والتكامل وتوليد المعلومات داخل الدماغ. إن التذبذبات الشبكية الإيقاعية التي تشرك الإشارات الكهروكيميائية المنسقة لفرق الخلايا العصبية الكبيرة تعمل كآلية مركزية لترميز وتخزين ونقل المعلومات داخل وعبر مناطق الدماغ. ويعتقد أن التذبذبات الحصين حاسمة لمعالجة المعلومات المكانية الزمانية، والترميز، والذاكرة. على العكس من ذلك، يعتقد أن ضعف الحصين الكامنة وراء اضطرابات النجاحح مرض الزهايمر والفصام، والتي ترتبط مع أنماط التذبذب تغير 29 . على هذا النحو، فإن دراسة التذبذبات الحصين ولدت الذاتي باستخدام الاستعدادات الحصين سليمة أصبحت وسيلة متجددة لتوضيح الخصائص الأساسية من وظيفة الجهاز العصبي والخلل الوظيفي.

هيبوكامبال ثيتا التذبذبات (4-12 هرتز) هي من بين الأشكال الأكثر سائدة من النشاط الإيقاعي في الدماغ الثدييات ويعتقد أن تلعب أدوارا رئيسية في الوظائف المعرفية مثل معالجة المعلومات المكانية الزمانية وتشكيل ذكريات عرضية 1 ، 2 ، 3 . في حين أن العديد من الدراسات في الجسم الحي التي تسلط الضوء على العلاقة بين خلايا المكان ثيتا التضمين مع الملاحة المكانية والدراسات الآفة، وكذلك الأدلة السريرية، ودعم الرأي القائل بأن التذبذبات الحصين ثيتا تشارك في تشكيل الذاكرة 4 ، 5 ، 6 ، والآليات المرتبطة مع جيل من التذبذبات ثيتو الحصين لا تزال غير مفهومة تماما. في وقت مبكر من التحقيقات في الجسم الحي تشير إلى أن النشاط ثيتا تعتمد أساسا على مؤشرات التذبذب الخارجية، ولا سيما الإدخال الإيقاعيمن هياكل الدماغ وارد مثل الحاجز والقشرة المخية 7 ، 8 ، 9 ، 10 . تم أيضا افتراض دور العوامل الجوهرية - الربط الداخلي للشبكات العصبية قرن آمون مع خصائص الخلايا العصبية قرن آمون - استنادا إلى الملاحظات في المختبر 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 . ومع ذلك، وبصرف النظر عن عدد قليل من الدراسات التاريخية 19 ، 20 ، 21 ، والصعوبات في تطوير النهج التي يمكن أن تكرر الأنشطة السكانية واقعية من الناحية الفسيولوجية في بسيطة في إعداد شريحة المختبرق، لفترة طويلة، تأخر الفحص التجريبي أكثر تفصيلا للقدرات الجوهرية للحصين والمناطق ذات الصلة لتوليد الذات التذبذبات ثيتا. ومن الجوانب السلبية الهامة للمعيار في المختبر التجريبي شريحة رقيقة التجريبية هو أن التنظيم الخلوي 3D ومشبك من هياكل الدماغ وعادة ما يتعرض للخطر. وهذا يعني أنه لا يمكن دعم العديد من أشكال أنشطة الشبكات المتضافرة على أساس تجمعات الخلايا الموزعة مكانيا، والتي تتراوح بين المجموعات المحلية (نصف قطرها ≤1 ملم) لسكان الخلايا العصبية المنتشرة عبر واحد أو أكثر من مناطق المخ (&gt; 1 مم). وبالنظر إلى هذه الاعتبارات، هناك حاجة إلى نوع مختلف من النهج لدراسة كيفية ظهور التذبذبات ثيتا في الحصين ونشرها إلى هياكل الانتاج القشرية والقشرية تحت القشرية ذات الصلة. في السنوات الأخيرة، والتطور الأولي لل &quot;كامل سيبتو الحصين&quot; إعداد لدراسة إنتيرا ثنائي الاتجاهكتابات من اثنين من الهياكل 22 ، والتطور الذي أعقب ذلك من &quot;الحصين معزولة&quot; إعداد، كشفت أن تذبذبات ثيتا الجوهرية تحدث بشكل عفوي في الحصين تفتقر إلى المدخلات الإيقاعية الخارجية 23 . وتكمن قيمة هذه النهج في الرؤية الأولية التي مفادها أن الهيكل الوظيفي الكامل لهذه المناطق كان لا بد من الحفاظ عليه لكي يعمل كمولد إيقاع ثيتا في المختبر 22 .

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Reagents&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9625</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9378</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Bicarbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5761</td><td></td></tr><tr><td>NaH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; - sodium phosphate monobasic</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S8282</td><td></td></tr><tr><td>Magnesium sulfate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>M7506</td><td></td></tr><tr><td>Potassium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P3911</td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G7528</td><td></td></tr><tr><td>Calcium chloride dihydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C5080</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Ascorbate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A7631-25G</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard Dissecting Scissors</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-951-25</td><td>brain extraction</td></tr><tr><td>Scalpel Handle #4, 14 cm</td><td>WPI</td><td>500237</td><td>brain extraction</td></tr><tr><td>Filter forceps, flat jaws, straight (11 cm)</td><td>WPI</td><td>500456</td><td>brain extraction</td></tr><tr><td>Paragon Stainless Steel Scalpel Blades #20</td><td>Ultident</td><td>02-90010-20</td><td>brain extraction</td></tr><tr><td>Fine Point Curved Dissecting Scissors</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>711999</td><td>brain extraction</td></tr><tr><td>Teflon (PTFE) -coated thin spatula</td><td>VWR</td><td>82027-534</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Hayman Style Microspatula</td><td>Fisher Scientific</td><td>21-401-25A</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Lab spoon</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-375-20</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Borosilicate Glass Pasteur Pipets</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-678-20A</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Droper</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Razor blades Single edged</td><td>VWR</td><td>55411-055</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Lens paper (4 x 6&quot;)</td><td>VWR</td><td>52846-001</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Glass petri dishes (100 x 20 mm)</td><td>VWR</td><td>25354-080</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Plastic tray for ice; size 30 x 20 x 5 cm</td><td>n.a.</td><td>n.a.</td><td>hippocampal preparation</td></tr><tr><td>Single Inline Solution Heater</td><td>Warner Instruments</td><td>SH-27B</td><td>perfusion system</td></tr><tr><td>Aquarium air stones for bubbling</td><td>n.a.</td><td>n.a.</td><td>perfusion system</td></tr><tr><td>Tygon E-3603 tubing (ID 1/16 OD 1/8)</td><td>Fisherbrand</td><td>14-171-129</td><td>perfusion system</td></tr><tr><td>Electric Skillet</td><td>Black &amp;amp; Decker</td><td>n.a.</td><td>perfusion system</td></tr><tr><td>95% O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/5% CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; gas mixture (carbogen)&amp;nbsp;</td><td>Vitalaire</td><td>SG466204A</td><td>perfusion system</td></tr><tr><td>Glass bottles/flasks (4 x 1 L)</td><td>n.a.</td><td>n.a.</td><td>perfusion system</td></tr><tr><td>Submerged recording Chamber</td><td>custom design (FM)</td><td>n.a.</td><td>Commercial alternative may be used</td></tr><tr><td>Glass pipettes (1.5/0.84 OD/ID (mm) )</td><td>WPI</td><td>1B150F-4</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Hum Bug 50/60 Hz Noise Eliminator</td><td>Quest Scientific</td><td>Q-Humbug</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Multiclamp 700B patch-clamp amplifier</td><td>Molecular devices</td><td>MULTICLAMP</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Multiclamp 700B Commander Program</td><td>Molecular devices</td><td>MULTICLAMP</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Digital/Analogue converter</td><td>Molecular devices</td><td>DDI440</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>PCLAMP10</td><td>Molecular devices</td><td>PCLAMP10</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Vibration isolation table&amp;nbsp;</td><td>Newport</td><td>n.a.</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Micromanipulators (manually operated )</td><td>Siskiyou&amp;nbsp;</td><td>MX130</td><td>electrophysiology (LFP)</td></tr><tr><td>Micromanipulators (automated)</td><td>Siskiyou&amp;nbsp;</td><td>MC1000e</td><td>electrophysiology (patch)</td></tr><tr><td>Audio monitor&amp;nbsp;</td><td>A-M Systems</td><td>Model 3300</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Micropipette/Patch pipette puller</td><td>Sutter</td><td>P-97</td><td>electrophysiology</td></tr><tr><td>Custom-built upright fluorescence microscope</td><td>Siskiyou</td><td>n.a.</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Analogue video camera</td><td>COHU</td><td>4912-2000/0000</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Digital frame grabber with imaging software</td><td>EPIX, Inc</td><td>PIXCI-SV7</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Olympus 2.5X objective</td><td>Olympus</td><td>MPLFLN</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Olympus 40X water immersion objective</td><td>Olympus</td><td>UIS2 LUMPLFLN</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Custom-made Light-Emitting Diode (LED) system&amp;nbsp;</td><td>custom</td><td>n.a.</td><td>optogenetic stimulation (Amhilon et al., 2015)</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Animals&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PV::Cre (KI) mice</td><td>Jackson Laboratory</td><td>stock number 008069</td><td>Allow&amp;nbsp; Cre-directed gene expression in PV interneurons</td></tr><tr><td>Constitutive-conditional Ai9 mice (R26-lox-stop-lox-tdTomato (KI))</td><td>Jackson Laboratory</td><td>stock number 007905</td><td>Express TdTomato following Cre-mediated recombination</td></tr><tr><td>Ai32 mice (R26-lox-stop-lox-ChR2(H134R)-EYFP</td><td>Jackson Laboratory</td><td>stock&lt;br/&gt; number 012569</td><td>Express the improved channelrhodopsin-2/EYFP fusion protein following exposure to Cre recombinase</td></tr><tr><td>PVChY mice</td><td>In house breeding</td><td>n.a.</td><td>Offspring obtained from cross-breeding the PV-Cre line with Ai32 mice (R26-lox-stop-lox-ChR2(H134R)-EYFP</td></tr></tbody></table>

tuning in the hippocampal theta band in vitro: methodologies for recording from the isolated rodent septohippocampal circuit

هذا البروتوكول يحدد إجراءات لإعداد وتسجيل من الحصين كله معزولة، من وت والفئران المعدلة وراثيا، جنبا إلى جنب مع التحسينات الأخيرة في المنهجيات والتطبيقات لدراسة التذبذبات ثيتا. يتم عرض توصيف بسيط لإعداد الحصين معزولة حيث يتم فحص العلاقة بين مؤشرات التذبذب الحصين ثيتا الداخلية جنبا إلى جنب مع نشاط الخلايا الهرمية، و غابايرجيك إنترنيورونس، من كورنو أمونيس -1 (CA1) والمناطق الفرعية (سوب) المناطق. عموما، وتبين لنا أن الحصين معزولة قادر على توليد التذبذبات ثيتا الجوهرية في المختبر ، وأن الإيقاع ولدت داخل الحصين يمكن التلاعب بها بدقة من قبل التحفيز أوبتوجينيتيك من البارفالبومين إيجابية (بف) إنترنيورونس. في المختبر معزولة إعداد الحصين يوفر فرصة فريدة لاستخدام في وقت واحد والتسجيلات داخل المشبك بين الخلايا من المشاهد بصريا تحديدها نيورونس لفهم أفضل للآليات الكامنة وراء جيل إيقاع ثيتا.

<html> يوضح هذا القسم أمثلة من النتائج التي يمكن الحصول عليها من خلال دراسة ثيتا التذبذبات في الماوس معزولة إعداد الحصين في المختبر . ويوضح الإجراء تشريح لاستخراج الحصين معزولة في الشكل 1 . باستخدام هذا التحضير، يمكن فحص التذبذبات ثيتا جوهري خلال وضع أقطاب الحقل متعددة، وتسجيل النشاط العام ومدخلات متشابك متزامنة للسكان العصبية في مناطق مختلفة وطبقات الحصين معزولة ( الشكل 2 ). يتم عرض النتائج ممثل من في وقت واحد خلية كاملة المشبك التصحيح والتسجيلات خارج الخلية لتوصيف خصائص اطلاق النار و متشابك أنواع الخلايا محددة خلال التذبذبات الحصين ثيتا عفوية ( الشكل 3 )، وكذلك خلال التلاعب أوبتوجينيتيك من النشاط الإيقاعي (g &quot;&gt; الشكل 4). <img alt="شكل 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55851/55851fig1.jpg" /> الشكل 1: إجراء تشريح لتحرير معزولة سليمة الحصين. ( أ ) نظرة عامة على الإعداد تشريح. أعلى اليمين: كاربوجيناتد الجليد الباردة حل محلول السكروز (1)؛ أسفل اليسار: علبة بلاستيكية مليئة الجليد (2) عقد طبق تشريح مغطاة ورقة العدسة (3)؛ غرفة عقد الباردة تحتوي على محلول السكروز (4)؛ ومجموعة من الأدوات الجراحية (5). ( ب ) عرض الدماغ الماوس قبل هيميسكتيون على طبق تشريح. ( ج ) استعادة الدماغ هيميسكتد في غرفة عقد الباردة وعرض التكبير (أقحم) من نصف الكرة الدماغية اليسرى قبل إدراج نهاية صغيرة من ملعقة المغلفة تحت الحاجز. ( د ) ملعقة المغلفة وضعت تحت الحصين معزولة، على طول منطقة CA1 / سوب، مع الدماغ المتبقيةيتم سحب الأنسجة من أسفل. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55851/55851fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55851/55851fig2.jpg" /> الشكل 2: تكوين الإعداد للتسجيل في المختبر ثيتا التذبذبات من إعداد الحصين سليمة في غرفة تسجيل المغمورة. ( أ ) يظهر الحصين معزولة مع تخطيط مناطق قرن آمون وأقطاب متعددة وضعت في أربعة مواقع تسجيل مختلفة وزعت سيبوتيمبورالي (المشار إليها من قبل النجمة البيضاء). في رأي منصة غرفة التسجيل هو مبين أعلاه (أقحم ط)، يشار إلى مدخل ومخرج لتدفق سريع نضح بالأرقام (1، 2). في الصورة الموسع للحصين هو مبين أدناه (إنزيت إي)، يتم وضع قطب واحد في منتصف<html> سيبوتيمبورال CA1 والألياف من ألفيوس مرئية بسهولة، تشغيل قطريا نحو المنهاج. S: الحاجز، T: الزماني، و / فكس: فيمبريا-فورنيكس. ( ب ) التمثيل التخطيطي لتنظيم طبقات CA1 مع آثار تمثيلية لفب سجلت في وقت واحد من الطبقة أوريينز (الرمادي) وطبقة مشع (أسود). لاحظ المرحلة مقلوب من الإشارات بين الطبقتين. ألف: الطبقة ألفيوس، بيأر: الطبقة بيراميدال، سر: الطبقة راديتوم. سلم: طبقة لاكونوسوم مولكولار. ( ج ) مثال لتتبع لفب يظهر تذبذب ثيتا عفوية مسجل من منطقة CA1 / سوب (مقطع 20 ثانية) وشريحتين موسعتين (أدناه) من إشارة لم تتم تصفيتها؛ باند-باس المصفاة للترددات ثيتا (0.5 - 12 هرتز)؛ غاما بطيئة (25 - 55 هرتز)؛ و غاما بسرعة (125 - 250 هرتز). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55851/55851fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> er.within الصفحات = &quot;1&quot;&gt; <img alt="الشكل 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55851/55851fig3.jpg" /> الشكل 3: خلية من نوع نشاط محدد من الخلايا الهرمية و بف إنترنيورون خلال التذبذبات ثيتا عفوية في إعداد الحصين سليمة من بف-توم الماوس. ( أ ) نشاط متشابك سجلت من خلية هرمية خلال ثيتا التذبذبات. آثار الحالي المشبك (اللوحة اليسرى) تظهر عفوية ولكن لا اطلاق النار الإيقاعي في بقية، وإمكانات ما بعد المشبك المثبطة (إيبس) التي لم تكن متزامنة بشكل واضح مع التذبذب لفب ببطء الناشئة. تسجيلات الجهد المشبك (اللوحة اليمنى) تبين أن التيارات المشبكية بعد المثبطة المقابلة (إيبسس) لديها إمكانية انعكاس حول -70 مف. ( ب ) النشاط المتشابك المسجلة من الفلورسنت الفلورسنت الفلورسنت السريع خلال التذبذبات ثيتا. في المشبك الحالي (يسار)، كانت هذه الخلية تنفجر بشكل تلقائي في بقية، وكان مدفوعة بقوة من قبل إثارة إيقاعي بوإمكانات ستسينابتيك (إبس) التي كانت المرحلة مؤمن مع التذبذب لفب مستقرة. في تسجيلات الجهد المشبك (يمين)، كان احتمال الانتكاس الحالي بوستسينابتيك الحالي حوالي 0 مف. الرسوم التخطيطية على رأس تظهر الإعداد التجريبي جنبا إلى جنب مع وضع الأقطاب التصحيح والميدان في CA1 / سوب وعالية (40X) صور التكبير من الخلايا الهرمية المسجلة الفلورسنت الفلورسنت بف إنترنيورون. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55851/55851fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55851/55851fig4.jpg" /> الشكل 4: إمكانات المجال المحلي والتسجيلات المشبك التصحيح في وقت واحد من واحد CA1 / سوب الخلايا العصبية الهرمية والخلايا الكهروضوئية خلال عفوية و أوبتوجينيتيكالي يحركها التذبذبات ثيتا في الحصين معزولة. ( أ) </stرونغ&gt;) رسم تخطيطي يوضح مواقع لفب وتصحيح القطب الكهربائي مع وضع دليل الألياف الضوئية فوق منطقة CA1 / سوب تعبير عن أوبسين حساسة الضوء الأزرق (تشيتا إلى جانب فلورفور إيف). ( ب ) توصيف الخلايا العصبية الهرمية تظهر نموذجية سبايكينغ (رس) خصائص (أعلى) وتكبير عالية (40X) صورة من الخلية المسجلة (أسفل). ( ج ) عينة تسجيل المشبك الحالي للخلية نفسها في احتمال غشاء ديبولاريزد (أسود) جنبا إلى جنب مع إشارة لفب (الرمادي) وتظهر إيبس متزامن إيقاع أثناء التذبذب التلقائي (يسار) وأثناء ثيتا تردد (6 هرتز) التحفيز الضوء ( حق). يتم تصوير نمط التحفيز الضوئي (التظليل الأزرق) على أعلى آثار الجهد. ( د ) الطيفية وأطياف السلطة من الموجي لفب قبل وأثناء وبعد 6 هرتز محاكاة الضوء (خط الأساس، والحفز، آخر). ( ه ) التكبير المنخفض مشرق الميدان وصور مضان من عزلةإعداد الحصين تظهر مضان إيف (باللون الأخضر) المترجمة في منطقة CA1 / سوب. ( و ) توصيف الخطوات الحالية التي تبين سلوك سريع التسرب (فس) مسجل بف-توم إنترنيورون (40X مضان الصورة أدناه). ( ز ) تسجيل الغشاء المحتملة تظهر إيبسس كبيرة وإطلاق النار الإيقاعي من الخلايا الكهروضوئية المسجلة متزامنة مع إشارة لفب خلال التذبذب الميداني العفوي (يسار) وخلال التحفيز الضوء (يمين) في 3 هرتز. ( ح ) المتوسطات الحقلية المحولة (فتا) للموجات فوق الصوتية الكهروضوئية على إشارة CA1 / سوب لفب. تم تحويل تصريف الخلايا الكهروضوئية على تجارب متعددة (تركز على قمم لفب) إلى اتفاقية التجارة الحرة من المسامير المسجلة خلال التذبذب التلقائي (خط الأساس) وخلال التحفيز الضوء (التحفيز). الرسوم البيانية المتوسطة والسفلى تظهر المؤامرات النقطية من المسامير وارتفاع الرسم البياني الاحتمالات (يظهر احتمال متوسط ​​باللون الأحمر). الرسوم البيانية العليا تظهر المؤامرات من متوسط ​​إشارة لفب التي زادت في السلطة خلال ليغهت التحفيز بالتوازي مع إطلاق متزامن للغاية من الخلايا الكهروضوئية مرحلة مقفلة إلى ذروة التذبذب لفب. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55851/55851fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="4"> سوكروز سولوتيون (1X) ل هيبوكامبوس المعزولة </td></tr><tr><td colspan="2"> (حل الأسهم) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> مركب </td><td> MW </td><td> كونك النهائي. (ملم) </td><td> المبلغ 1 لتر (ز) </td></tr><tr><td> سكر القصب </td><td> 342.3 </td><td> 252 </td><td> 86.26 جم </td></tr><tr><td> ناهكو 3 </td><td> 84.01 </td><td> 24 </td><td> 2.020 جم </td></tr><tr><td> جلوكوز </td><td> 180.2 </td><td> 10 </td><td&gt; 1.800 غرام </td></tr><tr><td> بوكل </td><td> 74.55 </td><td> 3 </td><td> 0.223 جم </td></tr><tr><td> مغسو 4 </td><td> 120.4 </td><td> 2 </td><td> 0.241 جم </td></tr><tr><td> ناه 2 بو 4 </td><td> 120 </td><td> 1.25 </td><td> 0.150 جم </td></tr><tr><td> كاكل 2 .2H2O [1 M] الأسهم </td><td> 147 </td><td> 1.2 </td><td> 120 ميكرولتر / 0.1 لتر * </td></tr><tr><td colspan="4"> * إضافة 360 ميكرولتر كاكل 2 [1 M] ل 0.3 L محلول السكروز المؤكسج </td></tr><tr><td></td><td></td><td colspan="2"> الرقم الهيدروجيني = 7.4 عندما أكسجين، أوسم 310 - 320 </td></tr></tbody></table> الجدول 1. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="4"> معيار أسف سولوتيون (5X) ل بيرفوسيون </td></tr><tr><td colspan="2"> (حل الأسهم) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> مركب </td><td> MW </td><td> كونك النهائي. (ملم) </td><td> مبلغ 2 لتر 5X </td></tr><tr><td> كلوريد الصوديوم </td><td> 58.44 </td><td> 126 </td><td> 73.6 </td></tr><tr><td> ناهكو 3 </td><td> 84.01 </td><td> 24 </td><td> 20.2 </td></tr><tr><td> جلوكوز </td><td> 180.2 </td><td> 10 </td><td> 18 </td></tr><tr><td> بوكل </td><td> 74.55 </td><td> ♦ 4.5 </td><td> 3.355 </td></tr><tr><td> مغسو 4 </td><td> 120.4 </td><td> 2 </td><td> 2.41 </td></tr><tr><td> ناه 2 بو 4 </td><td> 120 </td><td> 1.25 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> أسكوربات </td><td> 176.1 </td><td> 0.4 </td><td> 0.705 </td></tr><tr><td> كاكل 2 .2H2O [1 M] الأسهم </td><td> 147 </td><td> 2 </td><td> 2 مل / لتر *</td></tr><tr><td colspan="4"> * إضافة 2 مل كاكل 2 [1 م] ل 1 L أسف (1X) حل الأوكسجين </td></tr><tr><td></td><td></td><td colspan="2"> الرقم الهيدروجيني = 7.4 عندما أكسجين، أوسم 310 - 320 </td></tr><tr><td colspan="4"> ♦ يستخدم قليلا [K + ] س لهذا الحل أسف (مقارنة أسف العادي 2.5 ملي بوكل) لزيادة استثارة شبكات الحصين وتسهيل ظهور التذبذبات ثيتا. </td></tr></tbody></table> الجدول 2.

Watch this Scientific Journal Video about Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit at JoVE.com

Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit

هنا، نقدم بروتوكول لتسجيل الإيقاعي ثيتا شبكة العصبية وتذبذبات غاما من إعداد الحصين كله معزولة. نحن تصف الخطوات التجريبية من استخراج الحصين إلى تفاصيل الميدان، وحدوية وكل خلية التصحيح المشبك التسجيلات فضلا عن سرعة أوبتوجينيتيك من إيقاع ثيتا.

ضبط في الحصين ثيتا الفرقة<em&gt; في المختبر</em&gt;: منهجيات لتسجيل من القوارض معزولة سيبوهيبوكامبال الدائرة

This protocol outlines the procedures for preparing and recording from the isolated whole hippocampus, of WT and transgenic mice, along with recent ...

tuning-hippocampal-theta-band-vitro-methodologies-for-recording-from

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit

9.7K Views.  McGill University.  هنا، نقدم بروتوكول لتسجيل الإيقاعي ثيتا شبكة العصبية وتذبذبات غاما من إعداد الحصين كله معزولة. نحن تصف الخطوات التجريبية من استخراج الحصين إلى تفاصيل الميدان، وحدوية وكل خلية التصحيح المشبك التسجيلات فضلا عن سرعة أوبتوجينيتيك من إيقاع ث?...

Video: Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit

Automatic Detection of Highly Organized Theta Oscillations in the Murine EEG

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable electroencephalography (EEG) radiotelemetry or tether system approaches. Pharmacologically, hippocampal theta is heterogeneous (see dualistic theory) and can be differentiated into type I and type II theta. These individual EEG subtypes are related to specific cognitive and behavioral states, such as arousal, exploration, learning and memory, higher integrative functions, etc. In neurodegenerative diseases such as Alzheimer&#39;s, structural and functional alterations of the septohippocampal system can result in impaired theta activity/oscillations. A standard quantitative analysis of the hippocampal EEG includes a Fast-Fourier-Transformation (FFT)-based frequency analysis. However, this procedure does not provide details about theta activity in general and highly-organized theta oscillations in particular. In order to obtain detailed information on highly-organized theta oscillations in the hippocampus, we have developed a new analytical approach. This approach allows for time- and cost-effective quantification of the duration of highly-organized theta oscillations and their frequency characteristics.

Theta activity in the hippocampus is related to specific cognitive and behavioral stages. Here, we describe an analytical method to detect highly-organized theta oscillations within the hippocampus using a time-frequency (i.e., wavelet analysis)-based approach.

الكشف التلقائي من التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم في الفئران EEG

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable ...

Behavior

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

على نطاق واسع التسجيل من الخلايا العصبية بواسطة مجسات سيليكون المنقول في يتصرفون القوارض

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings from Morphologically- and Neurochemically-identified Hippocampal Interneurons

GABAergic inhibitory interneurons play a central role within neuronal circuits of the brain. Interneurons comprise a small subset of the neuronal population (10-20%), but show a high level of physiological, morphological, and neurochemical heterogeneity, reflecting their diverse functions. Therefore, investigation of interneurons provides important insights into the organization principles and function of neuronal circuits. This, however, requires an integrated physiological and neuroanatomical approach for the selection and identification of individual interneuron types. Whole-cell patch-clamp recording from acute brain slices of transgenic animals, expressing fluorescent proteins under the promoters of interneuron-specific markers, provides an efficient method to target and electrophysiologically characterize intrinsic and synaptic properties of specific interneuron types. Combined with intracellular dye labeling, this approach can be extended with post-hoc morphological and immunocytochemical analysis, enabling systematic identification of recorded neurons. These methods can be tailored to suit a broad range of scientific questions regarding functional properties of diverse types of cortical neurons.

Cortical networks are controlled by a small, but diverse set of inhibitory interneurons. Functional investigation of interneurons therefore requires targeted recording and rigorous identification. Described here is a combined approach involving whole-cell recordings from single or synaptically-coupled pairs of neurons with intracellular labeling, post-hoc morphological and immunocytochemical analysis.

خلية كاملة تسجيلات التصحيح، المشبك من Morphologically- وحددت Neurochemically-الحصين Interneurons

GABAergic inhibitory interneurons play a central role within neuronal circuits of the brain. Interneurons comprise a small subset of the neuronal ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools to selectively manipulate brain rhythms. Here we describe an approach combining projection-specific optogenetics with extracellular electrophysiology for high-fidelity control of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The specificity of the optogenetic entrainment is achieved by targeting channelrhodopsin-2 (ChR2) to the GABAergic population of medial septal cells, crucially involved in the generation of hippocampal theta oscillations, and a local synchronized activation of a subset of inhibitory septal afferents in the hippocampus. The efficacy of the optogenetic rhythm control is verified by a simultaneous monitoring of the local field potential (LFP) across lamina of the CA1 area and/or of neuronal discharge. Using this readily implementable preparation we show efficacy of various optogenetic stimulation protocols for induction of theta oscillations and for the manipulation of their frequency and regularity. Finally, a combination of the theta rhythm control with projection-specific inhibition addresses the readout of particular aspects of the hippocampal synchronization by efferent regions.

We describe the use of optogenetics and electrophysiological recordings for selective manipulations of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The efficacy of the rhythm entrainment is monitored using local field potential. A combination of opto- and pharmacogenetic inhibition addresses the efferent readout of hippocampal synchronization.

أوبتوجينيتيك الرائعة للذبذبات ثيتا هيبوكامبال في التصرف الفئران

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

Recording and Modulation of Epileptiform Activity in Rodent Brain Slices Coupled to Microelectrode Arrays

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) is a promising approach when pharmacological treatment fails or neurosurgery is not recommended. Acute brain slices coupled to microelectrode arrays (MEAs) represent a valuable tool to study neuronal network interactions and their modulation by electrical stimulation. As compared to conventional extracellular recording techniques, they provide the added advantages of a greater number of observation points and a known inter-electrode distance, which allow studying the propagation path and speed of electrophysiological signals. However, tissue oxygenation may be greatly impaired during MEA recording, requiring a high perfusion rate, which comes at the cost of decreased signal-to-noise ratio and higher oscillations in the experimental temperature. Electrical stimulation further stresses the brain tissue, making it difficult to pursue prolonged recording/stimulation epochs. Moreover, electrical modulation of brain slice activity needs to target specific structures/pathways within the brain slice, requiring that electrode mapping be easily and quickly performed live during the experiment. Here, we illustrate how to perform the recording and electrical modulation of 4-aminopyridine (4AP)-induced epileptiform activity in rodent brain slices using planar MEAs. We show that the brain tissue obtained from mice outperforms rat brain tissue and is thus better suited for MEA experiments. This protocol guarantees the generation and maintenance of a stable epileptiform pattern that faithfully reproduces the electrophysiological features observed with conventional field potential recording, persists for several hours, and outlasts sustained electrical stimulation for prolonged epochs. Tissue viability throughout the experiment is achieved thanks to the use of a small-volume custom recording chamber allowing for laminar flow and quick solution exchange even at low (1 mL/min) perfusion rates. Quick MEA mapping for real-time monitoring and selection of stimulating electrodes is performed by a custom graphic user interface (GUI).

We illustrate how to perform recording and electrical modulation of 4-aminopyridine-induced epileptiform activity in rodent brain slices using microelectrode arrays. A custom recording chamber maintains tissue viability throughout prolonged experimental sessions. Live electrode mapping and selection of stimulating pairs are performed by a custom graphical user interface.

تسجيل وتعديل النشاط صرعية في الدماغ القوارض شرائح بالإضافة إلى صفائف ميكروليكترودي

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed electrical field of a large volume of brain tissue, extracting information about local activity is challenging. Studying neuronal microcircuits, however, requires a reliable distinction between truly local events and volume-conducted signals originating in distant brain areas. Current source density (CSD) analysis offers a solution for this problem by providing information about current sinks and sources in the vicinity of the electrodes. In brain areas with laminar cytoarchitecture such as the hippocampus, one-dimensional CSD can be obtained by estimating the second spatial derivative of the LFP. Here, we describe a method to record multilaminar LFPs using linear silicon probes implanted into the dorsal hippocampus. CSD traces are computed along individual shanks of the probe. This protocol thus describes a procedure to resolve spatially restricted neuronal network oscillations in the hippocampus of freely moving mice.

This protocol describes the recording of local field potentials with multi-shank linear silicon probes. Conversion of the signals using current source density analysis allows the reconstruction of local electrical activity in the mouse hippocampus. With this technique, spatially restricted brain oscillations can be studied in freely moving mice.

تسجيل مكانياً مقيد التذبذبات في قرن آمون التصرف الفئران

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

Selective Manipulation of Theta Oscillations in a Mouse Model

Source: Bender, F. et al., <a href="https://app.jove.com/v/57349">Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice.</a> J. Vis. Exp (2018)
This video demonstrates a protocol to modulate theta oscillations in a genetically engineered mouse model with light-sensitive ion channels in its GABAergic medial septum neurons. By delivering light pulses to the hippocampus, the protocol aims to synchronize neuronal activity and generate theta oscillations, which are recorded as local field potentials.

التلاعب الانتقائي بتذبذبات ثيتا في نموذج الماوس

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
PV-Cre ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neurophysiology

Stimulation and Modulation Techniques

Implanting an Electrode Array and Optic Fiber into the Mouse Hippocampus

Source: Bender, F., et. al., <a href="https://app.jove.com/v/57349">Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates the stereotactic implantation of a wire electrode array and an optic fiber in the hippocampus of a mouse model.

زرع مصفوفة أقطاب كهربائية وألياف بصرية في الحصين الفأر

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

Optogenetic Control of Hippocampal Network Dynamics

Source: Manseau, F., et al. <a href="https://app.jove.com/v/55851">Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit.</a> J. Vis. Exp. (2017)
This video demonstrates the method to use optogenetics to modulate hippocampal network dynamics by activating genetically modified light-sensitive interneurons in a mouse brain slice, enhancing theta oscillation synchronization and studying neural circuit behavior.

التحكم البصري الوراثي لديناميكيات شبكة الحصين

All procedures involving animal samples have been reviewed and approved by the appropriate animal ethical review committee.

	Optogenetic control in the ...

In Vitro Recording of Theta Oscillations in the Mouse Hippocampus

Source: Manseau, F., et.al. <a href="https://app.jove.com/v/55851">Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit.</a> J. Vis. Exp. (2017).
This video demonstrates the recording of rhythmic neuronal network activity, also known as theta oscillations, in an isolated hippocampus. Electrodes are inserted into various layers and spatial positions to detect and analyze theta oscillations. This shows the unique neuronal compositions and the connectivity of the neuronal network across different layers of the hippocampus.

ضبط في الحصين ثيتا الفرقة

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video