Wir danken C. Montojo, J. Reyes, und M. Armour für die technische Beratung und Unterstützung. Diese Arbeit wurde vom US-amerikanischen National Institutes of Health Zuschuss F31 NS063550 (DAL), ein Basil O&#39;Connor Starter Scholar-Preis und Zuschüsse aus dem Fonds und NARSAD Klingenstein (SB) unterstützt. SB ist ein WM Keck Distinguished Scholar Junge in der medizinischen Forschung.

Tiernutzungs Holen Sie die Genehmigung von institutionellen Animal Care und Verwenden Ausschuss für Standard-Pflege und Nutzung Protokolle. Das derzeitige Protokoll wurde für Brenn Bestrahlung Studien über 5,5-10 Wochen alten erwachsenen C57BL6 / J-Mäusen entwickelt, wie früher beschrieben (Fig. 2) 2. Aber auch andere Zeiten und kleine Tierarten (Ratte, Hamster, Eichhörnchen Boden, etc.) können ebenfalls verwendet werden, sofern eine wirksame Anästhesie-Protokolle und ein Röntgenreferenz Atlas zur Identifizierung des interessierenden Bereich (ROI) zur Verfügung. 1. Kalibrierung von CT-gesteuerte Radiological Platform Führen filmbasierten Kalibrierungen für Strahlungsdosis auf die radiologische Plattform im Voraus für jeden Kollimator Größe und Art der Röntgenröhre Filter verwendet. Um einen Bogen Strahl der Bestrahlung in der gewünschten Zielort Ziel, verwenden Sie die Strahlendosis-Planungs-Software 49 available für die meisten kommerziellen Strahlung Plattformen erforderlichen Lieferzeit zu berechnen, basierend auf der Strahlungsdosis, die Tiefe der Region von Interesse (ROI) auf Basis von CT-Scans der Maus, und die Rotationsgeschwindigkeit des Roboterplattform, werden Einzelheiten hierzu ausgelassen dieses Protokolls, wie sie zwischen der Strahlung Plattformen unterscheiden. Für die Zwecke der Sichtbarmachung der ventrobasalen Hypothalamus 2 (Fig. 3) mit der CT-Bildgebung, betreiben die Röntgenröhre mit einer 0,4-mm-Brennpunkt-und Strahlenergie von 100 kVp mit 1 mm Al Filtration. Für Schwer Bestrahlung des HPZ, betreiben die Röntgenröhre bei 225 kVp, 13 mA und einem 1-mm-Brennfleck mit Filtration von 0,15 mm Cu, bis 10 Gy Strahlung bei einer Gewebetiefe von 0,6 cm über einen Behandlungs liefern Zeit von 4,6 min. Targeting zwischen verschiedenen ROIs wird die Berechnung verschiedener Parameter erforderlich. <ol><li> Wenn die Untersuchung der Auswirkungen des hohen Fett-Diät auf die Neurogenese in der Median-Eminenz, wie zuvor beschrieben 2, erhalten vier Wochen alten weiblichen C57BL6 / J-Mäuse von Jackson Maus-Labors, und Haus vier Mäuse pro Käfig. Schalten Sie Lebensmittel aus normalen Futter zu einem hohen Fett-Diät an fünf Wochen alt. Lassen Mäuse auf neue Wohnung und Nahrung zu gewöhnen. Führen CFIR Behandlung bei 5,5 Wochen alt. Transport unterzieht, um den OP, die die radiologische Plattform enthält. Minimieren Sie Stress während der Übertragung. Bereiten Isofluran-Gasnarkose Kammer. Dann fügen Sie eine einzelne Maus in die Kammer. Parallel dazu bereiten Heizkissen (niedrige Einstellung) zur Nachbehandlung. </li><li> Sobald Maus ist unter und reagiert nicht mehr auf Fuß-Pad Kompression, bringen das Thema auf die radiologische Plattform und legen Sie auf der Immobilisierung Bett des Roboter-Bühne. Zeigen Mund Subjekts in die Nase Kegel Anästhesie Tasse, und die Zähne in der Aufbiss (Abbildung 1D). Legen Maus flach auf dem Bett und Immobilisierung zu überprüfen, um zu sehen, ob es weiterhin pflegen Teilnahmslosigkeit. Wenn dem so ist, kleben Maus nach unten auf das Bett mit Gaze-Band. Während Abklebewerkzeugs die Maus auf dem BettSicher, dass der Kopf auf eine horizontale Ebene eingeebnet. Dies kann durch Hochziehen der Ohren und sehen, ob sie eingeebnet werden bestimmt werden. Sobald sich die Maus in der richtigen Position, schließen Sie die Führung Schutzschild. </li><li> Erwerben Sie die Computer-Tomographie-Scan mit On-Board-Software des radiologischen Plattform des Experimentators (dies wird zwischen den Plattformen unterscheiden), die eine dreidimensionale anatomische Struktur Scan der Maus Thema zur Verfügung stellt. Überprüfen Sie, ob die Mauskopf in der horizontalen Ebene eingeebnet. Wenn nicht, wiederholen Sie die Schritte von 1,2 bis 1,3, bis der Kopf des Patienten wird eingeebnet. </li><li> Identifizieren ROI von CT-Bild. Berechnen Abstand ROI an der Oberfläche des Schädels unter Verwendung eines 45 °-Winkel zu der horizontalen Ebene, wie in Fig. 3E gezeigt. </li><li> Mit On-Board-Software, nehmen Sie ein X-ray des Maus-Thema von oben wie in 4A gezeigt. Entfernen Sie dann mit der Maus aus der radiologische Plattform, setzen auf Heizkissen und aktiv bis zu überwachen. </li><li> Von den koronalen CT-Bilder, die Berechnung der durchschnittliche ROI anatomischen Tiefe von mindestens drei Mäusen, um die Liefer Dosierung zu bestimmen. Als ein Beispiel einer früheren Studie 2 wurden 10 Gy Bestrahlung wurde der ventrobasalen Hypothalamus verabreicht wird, die Tiefe des ROI aus dem Schädel (von 45 °) beträgt 0,66 cm (siehe Fig. 3E). Wissend, dass die Forscher die Dosis Planungssoftware (DPS) auf ihre radiologische Plattform installiert, um die entsprechende Drehgeschwindigkeit und Dauer der Behandlung zu berechnen, um die gewünschte Dosis auf den ROI zu erzielen. </li><li> Nach der Bestimmung der Behandlungsdauer und der Drehgeschwindigkeit des Roboterstufe mit der Dosisplanungssoftware messen Dosisverteilungen der berechneten Parameter mit GAFCHROMIC strahlungsempfindliche Filme in einer wasseräquivalenten Kunststoff Mock-Mausmodell eingebettet. Um dies zu tun, betten drei GAFCHROMIC strahlungsempfindlichen Filmen, die zwischen vier vertikal gestapelten Wasser-Äquivalent Kunststoffblöcke 29 alsin Fig. 4B gezeigt. </li><li> Zeigen Mock-Maus-Modell enthält GAFCHROMIC Roboter-Filme auf der Bühne, und führen Sie den Brennstrahl Bestrahlung mit den neu berechneten Parameter. Zum Beispiel, um die ventrobasalen Hypothalamus, Eingangs Ziel die Parameter von 0,15 mm Cu-Filter, 225 kVp, 13 mA, 1 mm Durchmesser Strahl Einstellung, 45 ° Gestellwinkel, 1,3 ° / sec Rotation, und 4,6 min, eine ROI erzielen Strahlendosis von 10 Gy. </li><li> Nach der Bestrahlung, überprüfen Filme für Muster und Intensität der Strahlendosis. Für eine 360 ​​°-Winkel Drehung mit den aufgeführten, die ventrobasalen Hypothalamus, einen dunklen Ring in dem Film über das Isozentrum, einem kleinen Ort knackig im Isozentrum Film und einem helleren Ring in dem Film unter dem Isozentrum entsprechend der Kegel-Zielparameter Strahl Verabreichung der Bestrahlung beobachtet werden (Fig. 4B). </li><li> Lagern Isozentrum GAFCHROMIC Film über der X-Strahlen der Maus Fächern, aus denen die Parameter waren calnete. Die bestrahlte Brennpunkt an Isozentrum der gewünschten ROI Region überlappen, wie in Fig. 4C gezeigt. </li></ol> Alternative Methode: Wenn Schwierigkeiten bei der Ausrichtung der ROI Gehirn bestehen, verwenden Jodkontrastmittel intrathekal injiziert, um Visualisierung der Herzkammern unter CT-Bilder zu verbessern. Aus Gründen der Kürze wird dieses Verfahren aus diesem Protokoll verlassen, aber vorher beschriebenen 35, 50. Jod-Kontrast zusätzliche ventrikuläre Sehenswürdigkeiten (5A) zu liefern. 2. Die Genauigkeit der Bestimmung der Bestrahlung Strahl Ferner bestätigen CFIR Strahlgenauigkeit durch direkte Visualisierung des Strahlenbündels in Gewebe 2, 35, 51. Um dies zu tun, führen die Immunhistochemie an γH2AX 51, eine Histon-Protein und ein früher Marker von DNA-Doppelstrangbrüche zu erkennen. Maus Personen müssen transkardial perfundiert und innerhalb einer Stunde nach der Bestrahlung fixiert werden. Nach der Bestrahlungation, DNA-Reparatur schnell Ensues, und die Höhe der ΥH2Ax 35 deutlich sinken. <ol><li> Wiederholen Sie die Schritte 1,1-1,3. </li><li> Nachdem das Ziel auf CT identifiziert, wird die Maus Thema unter Robotersteuerung bewegt, um dieses Ziel mit der Strahlung Lieferung Strahl auszurichten. Eingangs berechneten Parameter (Drehzahl und Dauer der Behandlung, um die gewünschte Dosierung zu erreichen) aus Schritt 1.6 in Dosisplanungssoftware und die Behandlung beginnen. Behandlung geliefert mit der Gantry wies auf 45 ° von der Vertikalen, während die Maus rotiert um eine vertikal ausgerichtete Achse. </li><li> Nach der Bestrahlung durchzuführen transkardialer Perfusion auf Maus Themen. Führen Perfusion innerhalb einer Stunde 52. Nach Perfusion, Tauch fix Gehirne in 4% PFA / PBS und schaukeln über Nacht bei 4 ° C </li><li> Am folgenden Morgen, waschen 5 min in PBS 3x zu Para Fixiermittel zu entfernen. Dann Eintauchen in 30% Saccharose in 1 × PBS auf einem Schüttler bei 4 ° C. </li><li> Vorsichtig bei 4 ° C (us rockenmanuell 12-16 h), bis Gehirn sinkt zum Boden des Röhrchens. Dies dient als Gefrierschutz Schritt. Sobald Gehirn sinken, entfernen Gehirn mit einem Schaumlöffel, um überschüssige 30% sucrose/1x PBS Übertragung zu verhindern. Schnell in Gefriermedium auf Trockeneis einbetten. Swirl Gefriermedium mit Pipettenspitze und richten Gehirn in Plastikform. </li><li> Einmal vollständig gefroren, über Gehirn Blöcke zu -20 ° C Gefrierschrank für die Lagerung. </li><li> Am Tag, als die Immunhistochemie durchgeführt werden, koronalen Abschnitt bei 40 um Dicke, und schweben in einer 24-Well-Platte mit PBS mit einem dünnen Pinsel. Die Schnitte werden in der richtigen Serienauftrag für die Immunfärbung der Bestrahlung Abdeckung der Zielregion zu bestimmen, gehalten werden. </li><li> Vorwärmen 0,01 M Natriumcitrat-Lösung auf 80 ° C im Wasserbad in Vorbereitung für Antigengewinnungsschritt. Gleichzeitig, während die Natrium-Citrat wärmt, führen Sie 5 Minuten wäscht 3x in 0,01 M PBS. </li><li> Sobald Natriumcitrat Lösung ist bei 80 ° C, tauchen Gehirnschnitte in die Natriumcitrat-Pufferlösung. Verlassen in einem Wasserbad bei 80 ° C für 1 Stunde. </li><li> Abschnitt entfernen und lassen Natrium-Citrat-Lösung auf Raumtemperatur zu erreichen, führen drei 5-minütigen Waschschritten in 0,01 M PBS. </li><li> Blockieren Gehirnschnitte für 1 Stunde in PBS-Triton mit 5% normalem Ziegenserum. </li><li> Inkubieren über Nacht Hirnschnitte in PBS-Triton enthaltend 5% normales Ziegenserum 1:700 Konzentration von Maus-Anti-phospho-H2AX primären Antikörper bei 4 ° C. </li><li> Am nächsten Tag durchführen 15 Minuten wäscht 3x in 0,01 M PBS-Triton. </li><li> Inkubieren Gehirnschnitte PBS-Triton enthaltend 5% normales Ziegenserum Ziegen-Anti-Maus-sekundären Antikörper bei 488 nm Fluorophor konjugiert 2 h bei 1:500 Konzentration. </li><li> Führen Sie 15 Minuten wäscht 3x in 0,01 M PBS-Triton. </li><li> Führen 4 &#39;,6-Diamidino-2-Phenylindol (DAPI)-Färbung (1:5000 in PBS) für 10 min auf Kern visualisieren. Dann waschen Hirnschnitte für 5 min mit PBS. </li><li> Montieren Sie an elektrostatisch charged Objektträger durch schwimmende Abschnitt in PBS. Wischen Sie überschüssiges PBS und Folien erlauben, um zu trocknen. Deckglas der Objektträger mit Montagemedium und lassen Sie die Folien im Dunkeln bei Raumtemperatur über Nacht trocknen. </li><li> Machen Sie Fotos von Serien koronalen Abschnitte mit Fluoreszenzmikroskop. ΥH2Ax Immunfärbung (grün) zeigt Ort der Bestrahlung. DAPI (blau) ist eine Kernfärbung (Abbildung 5B). </li></ol> 3. Herstellung von Maus-Themen für Focal Bestrahlung Untersuchen ΥH2Ax Immunfärbung Ergebnisse. Einmal mit der Kalibrierung zufrieden und Targeting des Bestrahlungsstrahl, fahren Sie mit dem Experiment. An diesem Punkt wird die Gesamtzeit, erforderlich, um eine Maus (aus tierischen Einrichtung zur Vervollständigung des Strahlabgabe) zu behandeln, ist etwa 10-15 Minuten für eine 10-Gy-Behandlung mit einer 1-mm-Strahl. <ol><li> Bestellen vier Wochen alten C57BL6 / J weibliche Mäuse von Jackson Maus Labors. Haus vier Mäuse pro Käfig, und schalten Sie Lebensmittel aus normalen Futterauf eine fettreiche Diät an fünf Wochen alt. Ohrstanzmäuse, sie zu eindeutigen Identifizierungszeichen zu geben. Überwachung der Gesundheit der Mäuse täglich. Hinweis: metallische Marker können nicht verwendet werden, wie sie in Streifenartefakte auf dem CT-führt. </li><li> Wiegen Mäuse am Tag vor der Strahlung oder Scheinbehandlung. Split Mäuse in zwei Kohorten für Strahlung oder Scheinbehandlung und sicherzustellen, dass es keinen signifikanten Unterschied im Gewicht zwischen Kohorten. Am Tag der Behandlung, wenn die Mäuse sechs Wochen alt, nochmals wiegen alle Mäuse und erfassen ihre Masse. Beide Kohorten vorsichtig transportieren, um die radiologische Plattform. Achten Sie darauf, Stress zu minimieren. </li><li> Bereiten Isofluran-Gasnarkose Kammer. Anesthetize zwei Mäuse, eine in der vorgegebenen Bestrahlungsgruppe, und ein anderer in der Schein-Kontrollgruppe. Bereiten Heizkissen in der niedrigen Einstellung für die postoperative Behandlung eingestellt. </li><li> Folgen Sie den Schritten von 1,2 bis 1,4 für die Maus auf die Bestrahlung zu erhalten. Für die Schein-Maus, halten Sie die Maus in der Anästhesie während der Behandlung Kammer vor sich geht. Machen sure, dass Anästhesie Kammer ist in der Nähe der Plattform, so CFIR alle Auswirkungen auf die Umgebungsstrahlung sind eingepreist Nachdem das Ziel auf CT identifiziert, bewegen Sie die Maus Thema unter Robotersteuerung, um dieses Ziel mit der Bestrahlungsstrahl auszurichten. Eingangs berechneten Parameter (Drehzahl und Dauer der Behandlung) in Dosisplanungssoftware. </li><li> Nach Bestrahlung Behandlung abgeschlossen ist, kehren beide Schein und bestrahlten Mäusen zu Heizkissen und überwachen, bis sie aufwachen. </li><li> Zurück sowohl Schein und bestrahlten Mäusen zu Tieranlage. Überwachung jeden Tag. Wiegen Sie die Mäuse jede halbe Woche. Um gezielte Bestrahlung von Hypothalamus proliferative Zone bestätigen, verwalten intraperitoneale Injektion von BrdU (50 mg / kg) 3 Tage nach der Behandlung und untersuchen die Neurogenese zwischen Gruppen von colabeling Immunhistochemie für BrdU und einem neuronalen Marker einen Monat nach Anfangs BrdU-Exposition (Abbildung 6) 2. </li></ol>

JW hat eine Forschungsförderung und Beratung Abkommen mit Xstrahl, Inc.

CT-gesteuerte Brenn Bestrahlung (CFIR) ist eine neue und vollständige Systemansatz der Lage ist, Strahlungsfelder, Ziele in kleinen Tiere unter Robotersteuerung mit CT-Führung 32. Die Fähigkeit CFIR hoch fokussierten Strahlen auf kleine Tiermodellen liefern stellt neue Forschungsmöglichkeiten für Laborforschung und klinische Übersetzung brücken. Dieses Papier beschreibt die CFIR Ansatz für die präzise Bestrahlung Lieferung, gezielt eine Hypothalamus neuralen Vorläufer Bevölkerung. Wir zeigen hier, ...

Jüngste Entdeckungen haben gezeigt, dass das Gehirn erwachsener Säuger kann einen bemerkenswerten Grad an Plastizität zu unterziehen. Adult-geboren Neuronen im Erwachsenenalter in spezialisierten Nischen des Säugetiergehirns 1 erzeugt. Was ist die Funktion dieser Erwachsenen-Neuronen geboren? Und mehr noch, sie eine Rolle in der Physiologie und Verhalten zu spielen? Studien zu diesem Thema haben traditionell am Subventrikularzone der lateralen Ventrikel und der Subgranularzone des Hippocampus konzentriert, jedoch haben neuere Studien der Neurogenese in anderen Hirnregionen wie den Hypothalamus Säugetier 2 gekennzeichnet. Neurogenese in der postnatalen und adulten Hypothalamus 2-10 berichtet worden, und die Funktion dieser Neugeborenen hypothalamischer Neurone bleibt ein aktives Forschungsgebiet. Die funktionelle Charakterisierung der Erwachsenen geborene Neuronen bleibt eine große Herausforderung für die Neurowissenschaften im Allgemeinen. Die selektive Hemmung der Spezifikationific neuralen Vorläuferpopulationen bleibt durch den Mangel an verfügbaren molekularen Marker, die spezifisch für einzelne neuronale Vorläuferpopulationen 11 begrenzt sind. So bleibt selektive Löschung von Erwachsenen geboren Neuronen aus diesen neuralen Vorläuferzellen über genetische Targeting schwierig. Ebenso virale Lieferung an Erwachsene geboren Neuronen gezielt leidet Potenzial Störvariablen wie die Einführung von Verletzungen und Entzündungen in die Umwelt 12. Neue radiologischen Werkzeuge entstehen jedoch, dass man diese verwechselt zu umgehen und untersuchen diese Fragen durch genaue und präzise anatomische Ausrichtung in kleine Tiere zu ermöglichen. Ionisierende Strahlung hemmt die Entstehung und Differenzierung von neuen Nervenzellen und ermöglicht eine nicht-invasive Methode, um neurale Vorläuferpopulationen gezielt 13-15. Vor kurzem hat eine Keim Region des Hypothalamus Säugetier Eminentia mediana (ME), dass wir die Hypothalamus proliferative Zone (HPZ) 2 genannt haben wir beschrieben, </sup&gt;. Wir haben festgestellt, dass bei jungen Erwachsenen weiblichen Mäusen eine fettreiche Diät (HFD) gegeben, Ebenen der Neurogenese im HFD-gefütterten Mäuse waren deutlich höher als ihre normalen Futter (NC) zugeführt Kontrollen in diesem Bereich 2 ME. Um zu testen, ob adulte Neurogenese im Hypothalamus ME reguliert den Stoffwechsel und Gewicht, haben wir versucht, diesen Prozess zu stören. Die Eminentia mediana ist eine kleine einseitige Struktur an der Basis des dritten Ventrikels, von dem regulatorischen Hormone freigesetzt. Zur Vermehrung und anschließende Neurogenese, ohne die anderen physiologischen Funktionen dieses Hirnregion zu verhindern, entwickelten wir eine nicht-invasive Brennbestrahlungstechnik, um die Geburt des neugeborenen erwachsenen Neuronen im Hypothalamus Median Eminenz 2 selektiv hemmen. Eine Reihe von Gruppen Strahlung auf die Neurogenese im kanonischen Regionen 14-28 unterdrücken beschäftigt. Allerdings haben frühere radiologische Ansätze in der Regel gezielt große Flächen, oder often unbeabsichtigt auch gezielt mehreren Hirnregionen, wo die Neurogenese wurde berichtet, so dass es schwierig ist, eindeutig alle mit Defekten in spezifischen neuralen Vorläuferpopulationen beobachteten Verhaltensdefekte zu assoziieren. Die Möglichkeit für weitere gezielte Bestrahlung durch radiologische Plattformen, c omputer-Tomographie-geführte Bildgebung kombiniert mit f ocal Strahl IR-Strahlung (CFIR) Lieferung, genaue anatomische 29-36 Targeting ermöglichen. Strahlungsstrahlen so klein wie 0,5 mm im Durchmesser sind, um spezifische neurale Vorläuferpopulationen 35 zielen. Diese Methode erlaubt uns, den Hypothalamus ME Ziel und verhaften Proliferation und blockieren die Neurogenese in kleinen Tiere. Nach radiologischen Behandlung auf diesen Vorläuferpopulationen, können physiologische und Verhaltenstests durchgeführt werden, um das Potenzial in Abhängigkeit von Erwachsenen geboren Zellen zu beleuchten. Focal-Targeting ist besonders wichtig für unsere Anwendung, da dieHirnanhangdrüse liegt in der Nähe der Hypothalamus Eminentia mediana; Bestrahlung der Hypophyse können Hormonfunktion beeinflussen und anschließend verwechseln Ergebnisse. Die biologische Grundlage für die Unterdrückung der Neurogenese nach der Bestrahlung noch unklar. Vorherige Studien Strahlung auf großflächigen Strahlen verlassen, und haben festgestellt, daß die Unterdrückung der Neurogenese durch eine entzündliche Reaktion 14, 37 vermittelt. Als solches ist es unklar, ob hochBrenn Bestrahlung konnte die Neurogenese unterdrücken, da es nicht zu einem wesentlichen Entzündungsreaktion hervorzurufen. Die jüngsten Studien von unserer Gruppe der klassischen neurogenen Region im Hippocampus haben gezeigt, dass hochBrenn Bestrahlung mit einer Dosis von 10 Gy kann die Neurogenese für mindestens 4 Wochen nach der Bestrahlung 35 zu unterdrücken. Um die Funktion der Erwachsenen-geboren Neuronen im Hypothalamus Median Eminenz abzufragen, verwenden wir ein Präzisionsbestrahlung device der Lage ist, CT-Bildgebung in Verbindung mit kleinem Durchmesser Strahlen ME Genese hemmen. Verwendung einer Röntgenröhre an einem Portal, das über einen Bereich von 360 ° dreht, befestigt ist, liefern wir bogenMikroStrahlBestrahlungsStrahl unter Verwendung eines robotergesteuerten Probentisch, der die Drehung eines tierischen Patienten während der Bestrahlung (Fig. 1) ermöglicht . Ein hochauflösender Röntgendetektor wird verwendet, um Bilder zu erfassen, wenn die Gantry in der horizontalen Position 33. Für diese Studie wurden die CT-Bilder mit einer isotropen Voxel-Größe von 0,20 mm rekonstruiert. Bord CT erlaubte die Identifizierung eines Ziel während sich das Tier in der Behandlungsposition. Das Ziel wurde mit der CT-Navigation Dosis-Planungs-Software, die mit unserem Handel erhältlich radiologische Plattform aufgenommen wurde lokalisiert. Nach der Lokalisierung unserer ROI durch CT-Bildgebung wurde das Tier in die entsprechende Behandlungsposition durch die Roboter-Probenbühne, die vier Grad bewegt hatRees Freiheits (X, Y, Z, θ). Durch eine Kombination von Portalroboter und Stufe Winkel können Strahlen aus nahezu jeder Richtung relativ zu dem Tier geliefert werden, und stereobogenartige Behandlungen möglich sind 29. Für diese und alle anderen bildgebenden Untersuchungen wurden die Mäuse in einer Feststellvorrichtung, die die Lieferung von Narkosegas Isofluran ermöglicht, während die Bewegungsfreiheit einzuschränken positioniert. Die Immobilisierung Bett CT-kompatibel, und eine Verbindung mit dem Roboter-Probentisch 34. Wir erwarten, dass CFIR werden konzeptionelle Fortschritte in einer Reihe von Forschungsbereichen zu schaffen. Obwohl wir radiologische Ausrichtung der Hypothalamus Medianstellung als Beweis für das Prinzip dieser Technik kann CFIR verwendet, um jede Region des Körpers eines jeden kleinen Modellorganismus im Prinzip gezielt werden. In den Neurowissenschaften, zum Beispiel stellen wir uns diese Technik verwendet, um die Funktion aktiv proliferativen Vorläuferpopulationen, die Existenz vorgeschlagen worden sind, zu bewertent in zirkumventrikulären anderen Organen wie der Area postrema 38, 39, Subfornikalorgans 40 und 41 der Hypophyse. Langjährige Streitigkeiten über die funktionelle Rolle der adulten Neurogenese und die Identifizierung eine kausale Rolle im Verhalten können nun besser angesprochen werden. In Singvogel, kann diese Technik mit der Rolle von adulten Neurogenese bei der Aufrechterhaltung der robusten und saisonale Verhalten der Vogelgesang 42, die durch die Fähigkeit zur selektiven Hemmung der Neurogenese in spezifischen Hirnregionen beeinträchtigt wurde. Das Verständnis dieser robusten Verhaltensmodell könnte neue Einblicke in die Rolle der Neurogenese bei der Regulierung anderer sexuell dimorphen Verhaltensweisen zu vergießen. Alternativ kann in der Stoffwechselfeld CFIR könnte verwendet werden, um Aspekte der Rolle von Hepatozyten-Proliferation und ihre Rolle im Stoffwechsel und Energiebilanz zu erkunden. Die Möglichkeit für die konzeptionelle Voraus in mehreren Forschungsrichtungen wird durch die Einführung dieser Technik verbessert. <p class= &quot;Jove_content&quot;&gt; In diesem Beitrag zeigen wir die Möglichkeiten von CFIR für präzise anatomische Ausrichtung der Bestrahlung einer Brennstrahl. Obwohl wir zunächst dieses kleine Tier Strahlung Forschungsplattform (SARRP) für unsere Studien entwickelt, sind nun andere ähnliche Geräte im Handel erhältlich, die ähnliche CT-gesteuerte Brenn Bestrahlung 43, 44 erreichen kann. Daher verallgemeinern wir dieses Protokoll mit CFIR Schritte für alle Forschungsplattformen eher als diejenigen, die spezifisch für SARRP erforderlich. Die Vorteile gegenüber bisherigen CFIR radiologischen Ansätze Genese hemmen, dass diese Technik ermöglicht dreidimensionale volumetrische Bildführung für die Lokalisierung und Ausrichtung der Dosis, konforme Dosis minimiert Einwirkung nontargeted Hirnregionen und hoher Präzision Strahlgeometrie ermöglicht konforme Dosisverteilung mit scharfen Strahl Grenzen. Wir beschreiben, wie CT-gesteuerte Bildgebung zu verwenden, um die Dosis zu einer bestimmten anatomischen Region ansprechen und auf diese Weise, wie man die Strahlung visualisierenDosisverteilung direkt im Gewebe unter Verwendung von immunhistochemischen Färbung für γ-H2AX, einem Marker der DNA-Doppelstrangbrüche 35, 45-48. Die Verwendung dieses Ansatzes für die selektive Bestrahlung der neurogenen Nischen kann erhebliche Auswirkungen in enthüllt die funktionelle Rolle der neuen Erwachsenen-geboren Neuronen auf Physiologie und Krankheit.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of the reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARRP research platform</td>
			<td>Xstrahl</td>
			<td>RS225A</td>
			<td><a href="http://www.xstrahl.com/xstrahlrs225.htm" target="_blank">http://www.xstrahl.com/xstrahlrs225.htm</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARRP irradiation bunker</td>
			<td>Xstrahl</td>
			<td></td>
			<td>Optional, but radiation exposure should be contained with alternative lead shielding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GAF chromic film</td>
			<td>IPS</td>
			<td>GAFchromic ETB2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse phantom</td>
			<td>Gammex</td>
			<td>457</td>
			<td>Purchase 0.5 cm x 30 cm x 30 cm solid water slabs from Gammex and cut to desired size.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-phospho-histone H2AX Ser139 antibody</td>
			<td>Millipore, Inc.</td>
			<td>05-636</td>
			<td>clone JBW301</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-fat rodent diet</td>
			<td>Research Diets</td>
			<td>D12492i</td>
			<td>60% of the calories as fat, food should be irradiated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Baxter Healthcare Corporation</td>
			<td>10019-360-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.01 M Sodium citrate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>1.471 g of sodium citrate dissolved in 500 ml deionized water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost Plus slides</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-550-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>nuclear counterstain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Vectashield or Gelvatol is preferred</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional interrogation of adult hypothalamic neurogenesis with focal radiological inhibition

Die funktionelle Charakterisierung der Erwachsenen geborene Neuronen vor eine große Herausforderung. Ansätze über invasive virale Lieferung oder transgenen Tieren zu adulten Neurogenese hemmen, haben das Potenzial, die verwechselt Interpretation der Ergebnisse aus diesen Studien erschweren. Neue radiologischen Werkzeuge entstehen jedoch, dass ein nicht-invasiv zu untersuchen, die Funktion von ausgewählten Gruppen von Erwachsenen geboren Neuronen durch genaue und präzise anatomische Ausrichtung in kleine Tiere zu ermöglichen. Brenn ionisierende Strahlung hemmt die Entstehung und Differenzierung von neuen Nervenzellen und ermöglicht Targeting von spezifischen neuronalen Vorläufer Regionen. Um das Potenzial funktionelle Rolle, dass erwachsene Neurogenese Hypothalamus spielt bei der Regulierung der physiologischen Prozesse zu beleuchten, haben wir eine nicht-invasive Brennbestrahlungstechnik, um die Geburt von Erwachsenen geboren Neuronen im Hypothalamus Median Eminenz selektiv hemmen. Wir beschreiben ein Verfahren zur C omputer-Tomographie-geführtenf ocal ir-Strahlung (CFIR) Lieferung an präzise und genaue anatomische Targeting in kleine Tiere zu ermöglichen. CFIR verwendet dreidimensionale Volumenbildführung für die Lokalisierung und die Ausrichtung der Strahlendosis, minimiert die Strahlenbelastung für nontargeted Hirnregionen und ermöglicht konforme Dosisverteilung mit scharfen Strahl Grenzen. Dieses Protokoll ermöglicht es, Fragen in Bezug auf die Funktion der Erwachsenen-Neuronen geboren fragen, sondern eröffnet auch Bereiche, Fragen in den Bereichen Strahlenbiologie, Tumorbiologie und Immunologie. Diese Werkzeuge werden radiologische Übersetzung von Entdeckungen an der Bank auf dem Bett zu erleichtern.

Beurteilung der CT-gesteuerten Targeting und Genauigkeit Die mechanische Kalibrierung des Systems ist für die Gewährleistung, dass Strahlen, die von verschiedenen Winkeln schneiden sich alle in einem einzigen Punkt. Die Kalibrierung erfolgte mit einem halbautomatischen bildgestützte Verfahren, bei dem die Ausrichtungsgenauigkeit Ende-zu-Ende wurde gemessen zu 0,2 mm 29 bewerkstelligt sein. Diese Genauigkeit ist sehr kritisch, da das Volumen des Hypothalamus Median Eminenz Struktur...

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Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition

Die Funktion der Erwachsenen-geboren Säugetierneuronen bleibt ein aktives Forschungsgebiet. Ionisierende Strahlung hemmt die Entstehung neuer Nervenzellen. Mit Hilfe von Computer-Tomographie-geführte Brenn Bestrahlung (CFIR) können dreidimensionale anatomische Ausrichtung auf bestimmte neuronale Vorläuferpopulationen nun verwendet, um die funktionelle Rolle der adulten Neurogenese zu beurteilen.

Funktionelle Abfrage der Erotik Hypothalamus Neurogenese mit Brennradiologische Hemmung

The functional characterization of adult-born neurons remains a significant challenge. Approaches to inhibit adult neurogenesis via invasive viral ...

functional-interrogation-adult-hypothalamic-neurogenesis-with-focal

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.1K Aufrufe.  California Institute of Technology.  Die Funktion der Erwachsenen-geboren Säugetierneuronen bleibt ein aktives Forschungsgebiet. Ionisierende Strahlung hemmt die Entstehung neuer Nervenzellen. Mit Hilfe von Computer-Tomographie-geführte Brenn Bestrahlung (CFIR) können dreidimensionale anatomische Ausrichtung auf bestimmte neuronale Vorläuferpopulationen nun verwendet, um die funktionelle Rolle der adulten Neurogenese zu beurteilen. 

Serie: Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the processing of simple sensory stimuli. We will use somatosensory stimuli to locate the hand somatosensory areas, auditory stimuli to locate the auditory cortices, visual stimuli in four quadrants of the visual field to locate the early visual areas. These type of experiments are used for functional mapping in epileptic and brain tumor patients to locate eloquent cortices. In basic neuroscience similar experimental protocols are used to study the orchestration of cortical activity. The acquisition protocol includes quality assurance procedures, subject preparation for the combined MEG/EEG study, and acquisition of evoked-response data with somatosensory, auditory, and visual stimuli. We also demonstrate analysis of the data using the equivalent current dipole model and cortically-constrained minimum-norm estimates. Anatomical MRI data are employed in the analysis for visualization and for deriving boundaries of tissue boundaries for forward modeling and cortical location and orientation constraints for the minimum-norm estimates.

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to map brain areas involved in the processing of simple sensory stimuli.

Functional Mapping mit Simultaneous MEG und EEG

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

Forschung

Neurowissenschaften

Imaging Calcium Responses in GFP-tagged Neurons of Hypothalamic Mouse Brain Slices

Despite an enormous increase in our knowledge about the mechanisms underlying the encoding of information in the brain, a central question concerning the precise molecular steps as well as the activity of specific neurons in multi-functional nuclei of brain areas such as the hypothalamus remain. This problem includes identification of the molecular components involved in the regulation of various neurohormone signal transduction cascades. Elevations of intracellular Ca2+ play an important role in regulating the sensitivity of neurons, both at the level of signal transduction and at synaptic sites.
New tools have emerged to help identify neurons in the myriad of brain neurons by expressing green fluorescent protein (GFP) under the control of a particular promoter. To monitor both spatially and temporally stimulus-induced Ca2+ responses in GFP-tagged neurons, a non-green fluorescent Ca2+ indicator dye needs to be used. In addition, confocal microscopy is a favorite method of imaging individual neurons in tissue slices due to its ability to visualize neurons in distinct planes of depth within the tissue and to limit out-of-focus fluorescence. The ratiometric Ca2+ indicator fura-2 has been used in combination with GFP-tagged neurons1. However, the dye is excited by ultraviolet (UV) light. The cost of the laser and the limited optical penetration depth of UV light hindered its use in many laboratories. Moreover, GFP fluorescence may interfere with the fura-2 signals2. Therefore, we decided to use a red fluorescent Ca2+ indicator dye. The huge Stokes shift of fura-red permits multicolor analysis of the red fluorescence in combination with GFP using a single excitation wavelength. We had previously good results using fura-red in combination with GFP-tagged olfactory neurons3. The protocols for olfactory tissue slices seemed to work equally well in hypothalamic neurons4. Fura-red based Ca2+ imaging was also successfully combined with GFP-tagged pancreatic &beta;-cells and GFP-tagged receptors expressed in HEK cells5,6. A little quirk of fura-red is that its fluorescence intensity at 650 nm decreases once the indicator binds calcium7. Therefore, the fluorescence of resting neurons with low Ca2+ concentration has relatively high intensity. It should be noted, that other red Ca2+-indicator dyes exist or are currently being developed, that might give better or improved results in different neurons and brain areas.

In this protocol, we update recent progress in imaging Ca2+ signals of GFP-tagged neurons in brain tissue slices using a red fluorescent Ca2+ indicator dye.

Imaging Calcium Antworten in GFP-markierten Neuronen des Hypothalamus Maus Hirnschnitten

Despite an enormous increase in our knowledge about the mechanisms underlying the encoding of information in the brain, a central question concerning the ...

Heat-Induced Antigen Retrieval: An Effective Method to Detect and Identify Progenitor Cell Types during Adult Hippocampal Neurogenesis

Traditional methods of immunohistochemistry (IHC) following tissue fixation allow visualization of various cell types. These typically proceed with the application of antibodies to bind antigens and identify cells with characteristics that are a function of the inherent biology and development. Adult hippocampal neurogenesis is a sequential process wherein a quiescent neural stem cell can become activated and proceed through stages of proliferation, differentiation, maturation and functional integration. Each phase is distinct with a characteristic morphology and upregulation of genes. Identification of these phases is important to understand the regulatory mechanisms at play and any alterations in this process that underlie the pathophysiology of debilitating disorders. Our heat-induced antigen retrieval approach improves the intensity of the signal that is detected and allows correct identification of the progenitor cell type. As discussed in this paper, it especially allows us to circumvent current problems in detection of certain progenitor cell types.

During adult hippocampal neurogenesis, a distinct set of genetic markers are expressed when a quiescent neural stem cell sequentially progresses and develops into a functionally integrated neuron in the circuit. Using heat-induced antigen retrieval, progenitor cell types that are otherwise difficult to detect are identified with improved effectiveness.

Traditional  methods of immunohistochemistry (IHC) following tissue fixation allow visualization  of various cell types. These typically proceed with the ...

Methods for the Modulation and Analysis of NF-&#954;B-dependent Adult Neurogenesis

The hippocampus plays a pivotal role in the formation and consolidation of episodic memories, and in spatial orientation. Historically, the adult hippocampus has been viewed as a very static anatomical region of the mammalian brain. However, recent findings have demonstrated that the dentate gyrus of the hippocampus is an area of tremendous plasticity in adults, involving not only modifications of existing neuronal circuits, but also adult neurogenesis. This plasticity is regulated by complex transcriptional networks, in which the transcription factor NF-&#954;B plays a prominent role. To study and manipulate adult neurogenesis, a transgenic mouse model for forebrain-specific neuronal inhibition of NF-&#954;B activity can be used.
In this study, methods are described for the analysis of NF-&#954;B-dependent neurogenesis, including its structural aspects, neuronal apoptosis and progenitor proliferation, and cognitive significance, which was specifically assessed via a dentate gyrus (DG)-dependent behavioral test, the spatial pattern separation-Barnes maze (SPS-BM). The SPS-BM protocol could be simply adapted for use with other transgenic animal models designed to assess the influence of particular genes on adult hippocampal neurogenesis. Furthermore, SPS-BM could be used in other experimental settings aimed at investigating and manipulating DG-dependent learning, for example, using pharmacological agents.

Methods for the Modulation and Analysis of NF-&amp;#954;B-dependent Adult Neurogenesis

Methods for the manipulation and analysis of NF-&#954;B-dependent adult hippocampal neurogenesis are described. A detailed protocol is presented for a dentate gyrus-dependent behavioral test (termed the spatial pattern separation-Barnes maze) for the investigation of cognitive outcome in mice. This technique should also help enable investigations in other experimental settings.

Methoden zur Analyse und Modulation von NF-kappaB-abhängigen adulte Neurogenese

The hippocampus plays a pivotal role in the formation and consolidation of episodic memories, and in spatial orientation. Historically, the adult ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal models, including monkeys, ferrets, bats, rodents, and cats. In order to draw suitable parallels between human and animal models of auditory function, it is important to establish a bridge between human functional imaging studies and animal electrophysiological studies. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is an established, minimally invasive method of measuring broad patterns of hemodynamic activity across different regions of the cerebral cortex. This technique is widely used to probe sensory function in the human brain, is a useful tool in linking studies of auditory processing in both humans and animals and has been successfully used to investigate auditory function in monkeys and rodents. The following protocol describes an experimental procedure for investigating auditory function in anesthetized adult cats by measuring stimulus-evoked hemodynamic changes in auditory cortex using fMRI. This method facilitates comparison of the hemodynamic responses across different models of auditory function thus leading to a better understanding of species-independent features of the mammalian auditory cortex.

Functional studies of the auditory system in mammals have traditionally been conducted using spatially-focused techniques such as electrophysiological recordings. The following protocol describes a method of visualizing large-scale patterns of evoked hemodynamic activity in the cat auditory cortex using functional magnetic resonance imaging.

Funktionelle Bildgebung Auditory Cortex bei erwachsenen Katzen mit Hochfeld-fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Stab Wound Injury of the Zebrafish Adult Telencephalon: A Method to Investigate Vertebrate Brain Neurogenesis and Regeneration

Adult zebrafish have an amazing capacity to regenerate their central nervous system after injury. To investigate the cellular response and the molecular mechanisms involved in zebrafish adult central nervous system (CNS) regeneration and repair, we developed a zebrafish model of adult telencephalic injury.
In this approach, we manually generate an injury by pushing an insulin syringe needle into the zebrafish adult telencephalon. At different post injury days, fish are sacrificed, their brains are dissected out and stained by immunohistochemistry and/or in situ hybridization (ISH) with appropriate markers to observe cell proliferation, gliogenesis, and neurogenesis. The contralateral unlesioned hemisphere serves as an internal control. This method combined for example with RNA deep sequencing can help to screen for new genes with a role in zebrafish adult telencephalon neurogenesis, regeneration, and repair.

To shed light on the cellular and molecular mechanisms of zebrafish adult neurogenesis and regeneration, we developed a protocol for invasive surgery causing mechanical injuries in the zebrafish adult telencephalon and subsequent monitoring of changes in the stabbed hemisphere by immunohistochemistry or in situ hybridization.

Stichwunde Verletzung des Zebrafisch Erwachsene Telen: eine Methode, um Wirbel Gehirn Neurogenese und Regeneration Untersuchen

Adult zebrafish have an amazing capacity to regenerate their central nervous system after injury. To investigate the cellular response and the molecular ...

Multi-photon Intracellular Sodium Imaging Combined with UV-mediated Focal Uncaging of Glutamate in CA1 Pyramidal Neurons

Multi-photon fluorescence microscopy has enabled the analysis of morphological and physiological parameters of brain cells in the intact tissue with high spatial and temporal resolution. Combined with electrophysiology, it is widely used to study activity-related calcium signals in small subcellular compartments such as dendrites and dendritic spines. In addition to calcium transients, synaptic activity also induces postsynaptic sodium signals, the properties of which are only marginally understood. Here, we describe a method for combined whole-cell patch-clamp and multi-photon sodium imaging in cellular micro domains of central neurons. Furthermore, we introduce a modified procedure for ultra-violet (UV)-light-induced uncaging of glutamate, which allows reliable and focal activation of glutamate receptors in the tissue. To this end, whole-cell recordings were performed on Cornu Ammonis subdivision 1 (CA1) pyramidal neurons in acute tissue slices of the mouse hippocampus. Neurons were filled with the sodium-sensitive fluorescent dye SBFI through the patch-pipette, and multi-photon excitation of SBFI enabled the visualization of dendrites and adjacent spines. To establish UV-induced focal uncaging, several parameters including light intensity, volume affected by the UV uncaging beam, positioning of the beam as well as concentration of the caged compound were tested and optimized. Our results show that local perfusion with caged glutamate (MNI-Glutamate) and its focal UV-uncaging result in inward currents and sodium transients in dendrites and spines. Time course and amplitude of both inward currents and sodium signals correlate with the duration of the uncaging pulse. Furthermore, our results show that intracellular sodium signals are blocked in the presence of blockers for ionotropic glutamate receptors, demonstrating that they are mediated by sodium influx though this pathway. In summary, our method provides a reliable tool for the investigation of intracellular sodium signals induced by focal receptor activation in intact brain tissue.

We describe the combination of focal UV-induced photo-activation of neuro-active compounds with whole-cell patch-clamp and multi-photon imaging of intracellular sodium transients in dendrites and spines of hippocampal neurons in acute tissue slices of the mouse brain.

Multi-Photonen-Intrazelluläre Sodium Imaging Kombination mit UV-vermittelten Brenn Uncaging von Glutamat in CA1 Pyramidenzellen

Multi-photon fluorescence microscopy has enabled the analysis of morphological and physiological parameters of brain cells in the intact tissue with high ...

Immunohistochemistry and Multiple Labeling with Antibodies from the Same Host Species to Study Adult Hippocampal Neurogenesis

Adult neurogenesis is a highly regulated, multi-stage process in which new neurons are generated from an activated neural stem cell via increasingly committed intermediate progenitor subtypes. Each of these subtypes expresses a set of specific molecular markers that, together with specific morphological criteria, can be used for their identification. Typically, immunofluorescent techniques are applied involving subtype-specific antibodies in combination with exo- or endogenous proliferation markers. We herein describe immunolabeling methods for the detection and quantification of all stages of adult hippocampal neurogenesis. These comprise the application of thymidine analogs, transcardial perfusion, tissue processing, heat-induced epitope retrieval, ABC immunohistochemistry, multiple indirect immunofluorescence, confocal microscopy and cell quantification. Furthermore we present&#160;a sequential multiple immunofluorescence protocol which circumvents problems usually arising from the need of using primary antibodies raised in the same host species. It allows an accurate identification of all hippocampal progenitor subtypes together with a proliferation marker within a single section. These techniques are a powerful tool to study the regulation of different progenitor subtypes in parallel, their involvement in brain pathologies and their role in specific brain functions.

This video article illustrates a comprehensive protocol to detect and quantify all stages of adult hippocampal neurogenesis within the same tissue section. We elaborated a method to overcome the limitations of indirect multiple immunofluorescence that arise when suitable antibodies from different host species are unavailable.

Immunhistochemie und Multiple Markierung mit Antikörper aus dem gleichen Host Arten, die Adult Neurogenese Studieren

Adult neurogenesis is a highly regulated, multi-stage process in which new neurons are generated from an activated neural stem cell via increasingly ...

Assessing Primary Neurogenesis in Xenopus Embryos Using Immunostaining

Primary neurogenesis is a dynamic and complex process during embryonic development that sets up the initial layout of the central nervous system. During this process, a portion of neural stem cells undergo differentiation and give rise to the first populations of differentiated primary neurons within the nascent central nervous system. Several vertebrate model organisms have been used to explore the mechanisms of neural cell fate specification, patterning, and differentiation. Among these is the African clawed frog, Xenopus, which provides a powerful system for investigating the molecular and cellular mechanisms responsible for primary neurogenesis due to its rapid and accessible development and ease of embryological and molecular manipulations. Here, we present a convenient and rapid method to observe the different populations of neuronal cells within Xenopus central nervous system. Using antibody staining and immunofluorescence on sections of Xenopus embryos, we are able to observe the locations of neural stem cells and differentiated primary neurons during primary neurogenesis.

Assessing Primary Neurogenesis in Xenopus Embryos Using Immunostaining

This article presents a convenient and rapid method for visualizing different neuronal cell populations in the central nervous system of Xenopus embryos using immunofluorescent staining on sections.

Die Beurteilung Primäre Neurogenese in<em&gt; Xenopus</em&gt; Embryonen Immunostaining

Primary neurogenesis is a dynamic and complex process during embryonic development that sets up the initial layout of the central nervous system. During ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) characterization of primary motor cortex (M1) excitability and inhibition. Motor response inhibition prevents unwanted actions and is abnormal in several neuropsychiatric conditions. TMS is a non-invasive technology that can quantify M1 excitability and inhibition using single- and paired-pulse protocols and can be precisely timed to study cortical physiology with high temporal resolution. We modified the original Slater-Hammel (S-H) stop signal task to create a &#34;racecar&#34; version with TMS pulses time-locked to intra-trial events. This task is self-paced, with each trial initiating after a button push to move the racecar towards the 800 ms target. GO trials require a finger-lift to stop the racecar just before this target. Interspersed randomly are STOP trials (25%) during which the dynamically adjusted stop signal prompts subjects to prevent finger-lift. For GO trials, TMS pulses were delivered at 650 ms after trial onset; whereas, for STOP trials, the TMS pulses occurred 150 ms after the stop signal. The timings of the TMS pulses were decided based on electroencephalography (EEG) studies showing event-related changes in these time ranges during stop signal tasks. This task was studied in 3 blocks at two study sites (n=38) and we recorded behavioral performance and event-related motor-evoked potentials (MEP). Regression modelling was used to analyze MEP amplitudes using age as a covariate with multiple independent variables (sex, study site, block, TMS pulse condition [single- vs. paired-pulse], trial condition [GO, successful STOP, failed STOP]). The analysis showed that TMS pulse condition (p&#60;0.0001) and its interaction with trial condition (p=0.009) were significant. Future applications for this online S-H/TMS paradigm include the addition of simultaneous EEG acquisition to measure TMS-evoked EEG potentials. A potential limitation is that in children, the TMS pulse sound could&#160;affect behavioral task performance.

We describe an experimental procedure to quantify excitability and inhibition of primary motor cortex during a motor response inhibition task by using Transcranial Magnetic Stimulation throughout the course of a Stop Signal Task.

Online-transkranielle Magnetstimulation Protokoll zur Messung der kortikalen Physiologie Reaktion Hemmung zugeordnet

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...