עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) המענק DA030396. תודה לחברים במעבדת Drenan לדיון וביקורת של כתב היד מסייע. תודה מיוחדת למי ראן קים לסיוע טכני וג&#39;ונתן תומס טינג לייעוץ לגבי פרוסות מוח עכבר בוגרות.

1. הכנה של פתרונות להכנת Slice מוח ואלקטרופיזיולוגיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרונות להכנת פרוסות מוח תוארו בעבר 3, 4. הכן N-methyl-D glucamine (NMDG)-מבוסס פתרון התאוששות וחיתוך של הרכב הבא (במ&quot;מ): 93 N-methyl D-glucamine, 2.5 KCl, 1.2 nah 2 PO 4, 30 3 NaHCO, 20 HEPES, 25 גלוקוז, 5 Na + ascorbate, 2 Thiourea, 3 Na + פירובט, 10 MgSO 4 • 7H 2 O, 0.5 CaCl 2 • 2H 2 O. התאם ל300-310 mOsm עם NMDG. התאם לחומציות 7.3-7.4 עם 10 N HCl. <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממס MgSO 4 • 7H 2 O וCaCl 2 • 2H 2 O במי Millipore לעשות 2 פתרוני מניות M של כל אחד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשקול את הרכיבים אחרים בהסדר המפורט ולהוסיף לבקבוק נפחית מלאה חלקית במי Millipore תוך ערבוב להמסה. פעם הכל הוא הוסיף, למלאבקבוק מים עם הנפח Millipore. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את ה-pH ולהתאים עם 10 N HCl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את אוסמולריות ולהתאים עם NMDG במידת צורך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן HEPES מחזיק נוזל השדרתי מלאכותי (aCSF) של הרכב הבא (במ&quot;מ): 92 NaCl, KCl 2.5, 1.2 nah 2 PO 4, 30 3 NaHCO, 20, 25 HEPES גלוקוז, 5 Na + ascorbate, 2, 3 Thiourea Na + פירובט, 2 4 MgSO • 7H 2 O, 2 CaCl 2 • 2H 2 O. התאם ל300-310 mOsm עם סוכרוז. התאם לחומציות 7.3-7.4 עם N HCl 1 או NaOH. <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשקול את המרכיבים לפי הסדר הרשום ולהוסיף לבקבוק נפחית מלאה חלקית במי Millipore תוך ערבוב להמסה. פעם הכל הוא הוסיף, למלא בקבוק במי נפחית Millipore. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את ה-pH ולהתאים עם NaOH או HCl במידת צורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את אוסמולריות ולהתאים עם סוכרוז במידת צורך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את הפתרון הסטנדרטי aCSF הקלטה של הרכב הבא (במ&quot;מ): 124 NaCl, KCl 2.5, 1.2 nah 2 PO 4, 24 NaHCO 3, 12.5 גלוקוז, 2 MgSO 4 • 7H 2 O, 2 CaCl 2 • 2H 2 O. התאם ל300-310 mOsm עם סוכרוז. התאם לחומציות 7.3-7.4 עם N HCl 1 או NaOH. </li></ol> 2. הכנה של פרוסות מוח החריפות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חיתוך והתאוששות פרוסת מוח נעשים כמתוארים 3, 4 בעבר. שתי מנות קריסטל בועות מלאות בNMDG פתרון התאוששות עם חמצן 95% / 5% 2 גז CO (carbogen), צלחת אחת על קרח, השני על 33 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנת גביש בועה אחד מלא עם HEPES מחזיק aCSF עם carbogen בטמפרטורת חדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדם עכבר בוגר (גילי 2 עד 12 חודשים) עם Na + פנטוברביטל (200 מ&quot;ג / ק&quot;ג, ip). להמשיך בהליך כאשר בעלי החיים אין לה מענה לבוהן קמצוץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במידת צורך, לחתוך דגימת רקמת זנב למועד מאוחר יותר genotyping של בעלי החיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את חלל החזה, לחשוף את הלב, ומהדק את אב העורקים היורד. פצע את העלייה הימנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Transcardially ינקב את החיה עם 5-10 מ&quot;ל של 0-4 ° C NMDG פתרון התאוששות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לערוף חיה, הסר את המוח ולמקם אותו בפתרון 4 ° C-NMDG התאוששות עבור 1 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על לוחית מתכת קרח צוננת, חתוך את המוח בכיוון הרצוי (עטרה, parasagittal, אופקי, וכו &#39;) כך שאכלול את השטח של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להדביק בלוק המוח בדבק מגע למשטח השלב היבש של מבצעה רוטט (DSK-Zero 1; Dosaka), להטביע את הבלוק במוח 4 מעלות צלזיוס פתרון NMDG התאוששות, והרף בועת הפתרון עם carbogen. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך פרוסות של האזור במוח של עניין. עובי פרוסה הוא 200-400 מיקרומטר, בהתאם לאזור הספציפי במוח של עניין, גיל חיה, והניסוי שבצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר חיתוך, פרוסות רצויות אינקובטורים בcarbogenated, 33 ° C-NMDG התאוששות solutiבבדיוק 12 דקות, ולאחר מכן להעביר ל, HEPES טמפרטורת החדר carbogenated מחזיק פתרון לתקופה ראשונית של 60 דקות. לאחר הדגרת 60 דקות זה, פרוסות יכולות לשמש להקלטה. פרוסות נשמרות בHEPES מחזיק פתרון כל היום, עד שהם משמשים להקלטה. </li></ol> 3. הקלטת קלאמפ תיקון מנוירונים בפרוסות מוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוך micropipette תיקון סטנדרטי עם תכנות Flaming-בראון חולץ (סאטר P-97 או חולץ אנכי מקביל). Pipettes שהם אופטימליים להיווצרות חותם גיגה אוהם בדרך כלל יש התנגדות של 4-6 MΩ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת פרוסה אחת לתא ההקלטה (RC-27L; מכשירי Warner) על הבמה של מיקרוסקופ זקוף (ניקון FN-1). רציפות superfuse (1.5-2.0 מ&quot;ל / דקה) עם פרוסת carbogenated, ההקלטה aCSF הסטנדרטי מחוממת ומתוחזק על 32 ° C. לחלופין, פרוסות יכולות להישמר בטמפרטורת חדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אתר ומרכז האזור במוח של ריבית באמצעותמטרת אוויר 10X (ניקון התכנית פלואוריד 10X; NA 0.3; WD: 16 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיינו נוירונים בודדים באמצעות אובייקטיבי 40X קרוב אינפרא אדום (IR) מי טבילה (ניקון APO 40XW; NA: 0.80; WD: 3.5 מ&quot;מ) מחוברים לניגוד IR-הפרש התערבות (DIC) אופטיקה ומהירות גבוהה ליד אינפרא אדום טעון מכשיר יחד (CCD) מצלמת וידאו (Hamamatsu C-7500). תחת תצפית IR-DIC, נוירונים בריאים מפגינים קרום פלזמה חלקה, בצבע אפור בהיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא micropipette עם פתרון הקלטה תאי מתאים. עבור רוב היישומים, אנו משתמשים בפתרון הבא (במ&quot;מ): 135 גלוקונאט האשלגן, 5 EGTA, 0.5 CaCl 2, 2 MgCl 2, 10 HEPES, 2 Mg-ATP, ו -0.1 GTP (חומציות מותאמת ל7.25 עם טריס בסיס, אוסמולריות מותאם ל290 mOsm עם סוכרוז). להקים הקלטה כל תא מתאי עצב באופן חזותי. </li></ol> 4. יישום מקומי של תרופות לנוירונים בפרוסות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוך micropipette מהדק תיקון סטנדרטי כפי שתואר לעיל. שימושחולץ פיפטה כגון סאטר P-97 שמייצר שני טיפים זהים &quot;אחותי&quot; מאותה חתיכת הזכוכית הוא יתרון כאשר פתרונות תרופתיים רבים יש לעשות שימוש באותו התא. עצת גדלים שיש להם התנגדות של ~ 5 MΩ אם הם היו מלאים בפתרון התאי שתואר לעיל הם אופטימליים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המילוי החוזר micropipette עם תמיסה של תרופה בדילול aCSF ההקלטה carbogenated, הסטנדרטי. כוון את הקצה כלפי מטה, ומעיפי micropipette תרופה המלא כדי להסיר כל בועות אוויר שנלכדו בעמודה של פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר micropipette תרופה המלאה בבעל פיפטה מחובר עם צינורות למערכת מתאימה לחץ פליטה, כגון Picospritzer III (כללי Valve ושות). בעל פיפטה צריך להיות מותקן על גבי micromanipulator עם אותה הרזולוציה של מניפולטורים נפוצים להקלטת מהדק תיקון (לדוגמה, סאטר MP-285). בנוסף, מניפולטור צריך לאפשר תנועה אלכסונית לתוך ומחוץ לפרוסה. גברually להוציא לחץ 3 עד 4 פעמים בmicropipette כדי לבנות את הלחץ מתאים מאחורי עמוד הנוזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות פקדי micromanipulator, להנמיך פיפטה התרופה לפרוסה תוך לדמיין את הקצה מתחת אופטיקה IR-DIC. אופן אידיאלי, צריך לזהות ויזואלית והמרכז נוירון שיירשם מ, ואחרי המיצוב של פיפטה הסמים ליד התא לפני הפחתת micropipette ההקלטה לפרוסה. מיצוב פיפטה התרופה יכולה לגרום לתנועה של רקמות באזור התא המוקלט שעלולות לשבש את ההקלטה אם פיפטה התרופה עברה לתפקיד לאחר הקמת חותם gigaohm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות וידאו IR, למקם micropipette הסמים במשטח העליון של פרוסת הרקמה. Execute פליטה 1 לחץ וצג 1) הסביבה של הקצה לתנועה של פסולת קשורה לפליטה, ו 2) בקצה micropipette עבור כל סימנים שהעצה היא סתומה או חסומים. אם הקצה חסום / סתום, לחזור בי pipettדואר ולהחליפו באחד חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתקרב לתא המוקלט אלכסון מהחלק העליון של הפרוסה כך שכאשר במצב סופי, קצה פיפטה תרופה המלאה הוא 1) באותו המישור מוקד (או מעט מתחתיו) כתא מוקלט וקצה החוט הרושם , ו 2) 10-40 מיקרומטר מהתא המוקלט. אם קצה פיפטה תרופה מלאה הוא מעל לתא המוקלט, הכח מפליטת הלחץ עלול לשבש את חותם gigaohm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את התגובה התאית הרצויה תוך כדי החזקה הסלולרית במצב מהדק מתח או במצב הנוכחי מהדק. אנחנו באופן שגרתי להקליט אצטילכולין ו / או ניקוטין שהושר זרמים סלולריים תוך החזקת נוירונים במצב מהדק מתח. למרות שיכולה להיות מופעלת על פליטת לחץ ידני בעת שימוש Picospritzer שלישי, לתוצאות יותר לשעתק מומלץ להפעיל לחץ הפליטה באמצעות מערכת הרכישה (אקסון Digidata 1440 וpClamp 10.3) עם דיגיטלי TTL דופק. </li></ol> 5. שליטהmicropipette תרופות המלאה עם מתורגמן פיזואלקטריים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אפשר, הר בעל פיפטה תרופה המלאה למתרגם-ממד אחד פיזואלקטריים (למשל Piezojena רשות-100 או Burleigh PZM-150), כי הוא מסוגל לקבל קלט אנלוגי מתח (שוב, ממערכת הרכישה), אשר לאחר מכן רכוב על micromanipulator הדיוק גבוה (סאטר MP-285). מתורגמן פיזואלקטריים שימושי כי התנועה של פיפטה תרופה המלאה לתוך ומחוץ לפרוסה, כולל תזמון והמהירות של כניסה / יציאה, ניתן לשלוט בקלות רבה יותר ולשכפל מניסוי לניסוי. כאשר לומדים nAChRs, השפעות להקהות רגישויות של דליפה מניקוטין פיפטה תרופה המלאה, צריכים פעם הם מתרחשים, הם מזעריים כאשר פיפטה מועברת רק בסמוך לתא עם מתרגם פיזואלקטריים לרגע של פליטת לחץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בפוטנציומטר ידני המבוקר על מגבר בקרת המתח פיזואלקטריים, חייג מתחלערכו המקסימאלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש micromanipulator, עמדת פיפטה תרופה המלאה בפרוסה בי פיפטה תהיה להוציא את תכולתו על התא המוקלט, ולחזור בו באופן ידני על ידי הפחתת פיפטה המתח לאפס על מגבר בקרת המתח פיזואלקטריים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש באות פלט אנלוגית מרכישת מערכת ההקלטה, להזיז את פיפטה תרופה המלאה לפרוסה על פני תקופה של 250 אלפיות שניים מתחילים 300 אלפיות שניים לפני שלחץ פליטת TTL הדופק מתרחש. לחזור בי פיפטה על פני תקופה של 250 אלפיות שני, החל 50 אלפית שני לאחר TTL הדופק מסתיים. </li></ol>

<ol>
	<li>Tapper, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotine+activation+of+?4*+receptors:+sufficient+for+reward,+tolerance,+and+sensitization.">Nicotine activation of ?4* receptors: sufficient for reward, tolerance, and sensitization.</a> Science. 306, 1029-1032 (2004).</li><li>Drenan, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+activation+of+midbrain+dopamine+neurons+via+sensitized,+high-affinity+?6*+nicotinic+acetylcholine+receptors.">In vivo activation of midbrain dopamine neurons via sensitized, high-affinity ?6* nicotinic acetylcholine receptors.</a> Neuron. 60, 123-136 (2008).</li><li>Zhao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+type-specific+channelrhodopsin-2+transgenic+mice+for+optogenetic+dissection+of+neural+circuitry+function.">Cell type-specific channelrhodopsin-2 transgenic mice for optogenetic dissection of neural circuitry function.</a> Nat. Methods. 8, 745-7452 (2011).</li><li>Peca, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shank3+mutant+mice+display+autistic-like+behaviours+and+striatal+dysfunction.">Shank3 mutant mice display autistic-like behaviours and striatal dysfunction.</a> Nature. 472, 437-442 (2011).</li><li>Zhou, F. M., Wilson, C. J., Dani, 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=Cholinergic+interneuron+characteristics+and+nicotinic+properties+in+the+striatum.">Cholinergic interneuron characteristics and nicotinic properties in the striatum.</a> J. Neurobiol. 53, 590-605 (2002).</li><li>Pidoplichko, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotine+activates+and+desensitizes+midbrain+dopamine+neurons.">Nicotine activates and desensitizes midbrain dopamine neurons.</a> Nature. 390, 401-404 (1997).</li><li>Nashmi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+nicotine+cell+specifically+upregulates+functional+?4*+nicotinic+receptors:+basis+for+both+tolerance+in+midbrain+and+enhanced+long-term+potentiation+in+perforant+path.">Chronic nicotine cell specifically upregulates functional ?4* nicotinic receptors: basis for both tolerance in midbrain and enhanced long-term potentiation in perforant path.</a> J. Neurosci. 27, 8202-8218 (2007).</li><li>Xiao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+nicotine+selectively+enhances+?4?2*+nicotinic+acetylcholine+receptors+in+the+nigrostriatal+dopamine+pathway.">Chronic nicotine selectively enhances ?4?2* nicotinic acetylcholine receptors in the nigrostriatal dopamine pathway.</a> J. Neurosci. 29, 12428-12439 (2009).</li><li>Cohen, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotinic+cholinergic+mechanisms+causing+elevated+dopamine+release+and+abnormal+locomotor+behavior.">Nicotinic cholinergic mechanisms causing elevated dopamine release and abnormal locomotor behavior.</a> Neuroscience. 200, 31-41 (2012).</li><li>Drenan, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholinergic+modulation+of+locomotion+and+striatal+dopamine+release+is+mediated+by+&#945;6&#946;4*+nicotinic+acetylcholine+receptors.">Cholinergic modulation of locomotion and striatal dopamine release is mediated by &#945;6&#946;4* nicotinic acetylcholine receptors.</a> J. Neurosci. 30, 9877-9889 (2010).</li><li>Grady, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+differences+determine+the+relative+selectivity+of+nicotinic+compounds+for+native+&#945;4&#946;2*-,+&#945;6&#946;2*-,+&#945;3&#946;4*-+and+&#945;7-nicotine+acetylcholine+receptors.">Structural differences determine the relative selectivity of nicotinic compounds for native &#945;4&#946;2*-, &#945;6&#946;2*-, &#945;3&#946;4*- and &#945;7-nicotine acetylcholine receptors.</a> Neuropharmacology. 58, 1054-1066 (2010).</li><li>Drenan, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+trafficking,+pentameric+assembly,+and+subunit+stoichiometry+of+neuronal+nicotinic+acetylcholine+receptors+containing+fluorescently+labeled+&#945;6+and+&#946;3+subunits.">Subcellular trafficking, pentameric assembly, and subunit stoichiometry of neuronal nicotinic acetylcholine receptors containing fluorescently labeled &#945;6 and &#946;3 subunits.</a> Mol. Pharmacol. 73, 27-41 (2008).</li><li>Keath, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+modulation+by+nicotine+of+substantia+nigra+versus+ventral+tegmental+area+dopamine+neurons.">Differential modulation by nicotine of substantia nigra versus ventral tegmental area dopamine neurons.</a> J. Neurophysiol. 98, 3388-3396 (2007).</li><li>Mansvelder, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bupropion+inhibits+the+cellular+effects+of+nicotine+in+the+ventral+tegmental+area.">Bupropion inhibits the cellular effects of nicotine in the ventral tegmental area.</a> Biochem. Pharmacol. 74, 1283-1291 (2007).</li><li>Lee, 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+largest+group+of+superficial+neocortical+GABAergic+interneurons+expresses+ionotropic+serotonin+receptors.">The largest group of superficial neocortical GABAergic interneurons expresses ionotropic serotonin receptors.</a> J. Neurosci. 30, 16796-16808 (2010).</li><li>Margolis, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+in+the+identification+of+midbrain+dopamine+neurons.">Reliability in the identification of midbrain dopamine neurons.</a> PLoS One. 5, e15222 (2010).</li><li>Margolis, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ventral+tegmental+area+revisited:+is+there+an+electrophysiological+marker+for+dopaminergic+neurons.">The ventral tegmental area revisited: is there an electrophysiological marker for dopaminergic neurons.</a> J. Physiol. 577 (Pt 3), 907-924 (2006).</li><li>Couey, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distributed+network+actions+by+nicotine+increase+the+threshold+for+spike-timing-dependent+plasticity+in+prefrontal+cortex.">Distributed network actions by nicotine increase the threshold for spike-timing-dependent plasticity in prefrontal cortex.</a> Neuron. 54, 73-87 (2007).</li><li>Yang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinctive+nicotinic+acetylcholine+receptor+functional+phenotypes+of+rat+ventral+tegmental+area+dopaminergic+neurons.">Distinctive nicotinic acetylcholine receptor functional phenotypes of rat ventral tegmental area dopaminergic neurons.</a> J. Physiol. 587, 345-361 (2009).</li><li>Endo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotinic+acetylcholine+receptor+subtypes+involved+in+facilitation+of+GABAergic+inhibition+in+mouse+superficial+superior+colliculus.">Nicotinic acetylcholine receptor subtypes involved in facilitation of GABAergic inhibition in mouse superficial superior colliculus.</a> J. Neurophysiol. 94, 3893-3902 (2005).</li><li>Bouzat, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+the+structural+bases+of+activation+of+Cys-loop+receptors.">New insights into the structural bases of activation of Cys-loop receptors.</a> J. Physiol. Paris. , (2011).</li></ol>

השיטה שהוצגה במאמר זה היא רחב שימושית לחקר תפקוד ערוץ היון יגנד מגודר בהכנות פרוסות מוח. עם זאת, יש מספר גורמים שישפיעו באופן משמעותי את האיכות והשחזור של נתונים ניסיוניים הנובעים מניצול שיטה זו. לדוגמה, זרמים מעוררים רגישים מאוד לקוטר של קצה פיפטה תרופה המלאה. טיפים ...

<table border="1"&gt;<tbody&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; שם המגיב</strong</td&gt;<td<strong&gt; חברה</strong</td&gt;<td<strong&gt; מספר קטלוג</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; N-מתיל D-glucamine</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; M2004</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; KCl</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; P3911</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Nah<sub&gt; 2</sub&gt; PO<sub&gt; 4</sub</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; S9638</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; NaHCO<sub&gt; 3</sub</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; S6014</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; HEPES</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; H3375</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; גלוקוז</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; G5767</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Na<sup&gt; +</sup&gt; Ascorbate</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; A4034</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Thiourea</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; T8656</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Na<sup&gt; +</sup&gt; פירובט</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; P2256</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; MgSO<sub&gt; 4</sub&gt; • 7H<sub&gt; 2</sub&gt; O</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; 230391</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; CaCl<sub&gt; 2</sub&gt; • 2H<sub&gt; 2</sub&gt; 0</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; 223506</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; NaCl</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; S9625</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Na<sup&gt; +</sup&gt; פנטוברביטל</td&gt;<td&gt; פרמצבטיקה Vortech</td&gt;<td&gt; 76351315</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; גלוקונאט האשלגן</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; G4500</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; EGTA</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; E3889</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Mg-ATP</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; A9187</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; GTP</td&gt;<td&gt; סיגמא</td&gt;<td&gt; G8877</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; DSK-Zero 1 רטט פורס</td&gt;<td&gt; טד פלה, Inc</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; P-97 Flaming / בראון micropipette חולץ</td&gt;<td&gt; סאטר</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; קאמרי RC-27 הקלטה</td&gt;<td&gt; וורנר</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; בקר דוד זלוף TC-344B</td&gt;<td&gt; וורנר</td&gt;<td&gt; 640101</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<tdדוד פתרון&gt; SH-27B</td&gt;<td&gt; וורנר</td&gt;<td&gt; 640102</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; ניקון FN-1</td&gt;<td&gt; ניקון</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; C-7500 מצלמת וידאו CCD</td&gt;<td&gt; Hamamatsu</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Picospritzer III</td&gt;<td&gt; כללי Valve ושות</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; MP-285 micromanipulator</td&gt;<td&gt; סאטר</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; רשות-100 מתורגמן פיזואלקטריים</td&gt;<td&gt; Piezosystem Jena, Inc</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 12V40 piezo מגבר</td&gt;<td&gt; Piezosystem Jena, Inc</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Axopatch 200B</td&gt;<td&gt; התקנים המולקולרי קורפ</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Digidata 1440A</td&gt;<td&gt; התקנים המולקולרי קורפ</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;</tbody&gt;</table

local application of drugs to study nicotinic acetylcholine receptor function in mouse brain slices

שימוש בטבק מוביל לבעיות בריאותיות רבות, כולל סרטן, מחלות לב, אמפיזמה, ושבץ. התמכרות לעישון סיגריות היא הפרעה נפוצה נוירופסיכיאטריות שנובעת מפעולות biophysical והסלולריות של ניקוטין על קולטני אצטילכולין ניאציניות (nAChRs) ברחבי מערכת העצבים המרכזית. ההבנה תת nAChR השונה שקיימת באזורי המוח רלוונטיים להתמכרות לניקוטין היא בעדיפות עליונה. ניסויים המשתמשים בשיטות electrophysiology כגון מהדק תיקון כל תאים או הקלטות מהדק מתח 2 ואלקטרודות שימושיים לאפיון תרופתי של nAChRs של עניין. תאים המבטא nAChRs, כגון תאי יונקי רקמות תרבות או ביציות Xenopus laevis, מבודד מבחינה פיזית ולכן הם למדו בקלות להשתמש בכלים של פרמקולוגיה המודרנית. התקדמות הרבה כבר נעשתה שימוש בטכניקות אלה, במיוחד כאשר הקולטן היעד כבר היה ידועביטוי אקטופי nd הושג בקלות. אולם לעתים קרובות, יש צורך ללמוד nAChRs בסביבה הטבעית שלהם: בתאי עצב בתוך פרוסות מוח חריף נקטפו מעכברים או חולדות מעבדה. לדוגמה, עכברים להביע יחידות משנה &quot;רגישות יתר&quot; nAChR כגון α4 עכברי L9&#39;A 1 ועכברי α6&#39;S L9 2, מאפשר זיהוי חד משמעי של נוירונים המבוססים על ביטוים התפקודי של מקטע nAChR ספציפי. למרות שהקלטות מהדקות תיקון כל תא מתאי עצב בפרוסות מוח נעשות באופן שגרתי על ידי electrophysiologist המיומן, הוא מאתגר מקומי כדי להחיל תרופות כגון אצטילכולין או ניקוטין לתא נרשם בתוך פרוסת מוח. הדילול של תרופות לתוך superfusate (יישום אמבטיה) הוא לא מהירות הפיך, ומערכות U-צינור אינן מותאמות בקלות לעבודה עם פרוסות מוח. במאמר זה, אנו מתארים שיטה ליישום במהירות תרופות nAChR-מפעילות לנוירונים שנרשמו במבוגרים מ &#39;ouse פרוסות מוח. קלטות סטנדרטיות כל תאים עשויות מנוירונים בפרוסות, וmicropipette שני, מלאי סמים של הריבית תמרן לעמדה ליד התא המוקלט. הזרקה של אוויר דחוס או חנקן אינרטי לתוך פיפטה תרופה המלאה גורמת לכמות קטנה של פתרון תרופה להיפלט פיפטה אל התא המוקלט. באמצעות שיטה זו, זרמי nAChR בתיווך יכולים להיפתר ברמת דיוק של האלפית שני. זמני יישום תרופה בקלות יכולים להיות מגוונים, ופיפטה תרופה המלאה ניתן חזרה בו והחליפה עם פיפטה חדשה, המאפשרת לעקומות ריכוז בתגובה לתיוצרנה לנוירון בודד. למרות שתאר בהקשר של nAChR נוירוביולוגיה, טכניקה זו צריכה להיות שימושית ללימוד סוגים רבים של ערוצי יגנד מגודרי יון או קולטנים בתאי עצב מפרוסות מוח.

בניסויים שלנו, אנחנו באופן שגרתי להקליט מדופמין (DA)-ייצור תאי עצב באזור גחון tegmental (VTA) וsubstantia nigra החלקי compacta (SNC). במצב מתח מהדק, יישום לחץ של אצטילכולין או ניקוטין לתאים אלה בדרך כלל תוצאה נוכחית מהירה, פנימה קטיון שמגיע לשיא תוך 100-200 אלפיות (איור 1 א, ב). דעיכתו של...

Watch this Scientific Journal Video about Local Application of Drugs to Study Nicotinic Acetylcholine Receptor Function in Mouse Brain Slices at JoVE.com

Local Application of Drugs to Study Nicotinic Acetylcholine Receptor Function in Mouse Brain Slices

במאמר זה, אנו מתארים שיטה יעילה ללמוד לתפקד ערוץ יון יגנד מגודר בנוירונים של פרוסות מוח מבודד בחריפות. שיטה זו כרוכה בשימוש בתרופה micropipette מלא ליישום מקומי של תרופות לתאי עצב שנרשמו באמצעות טכניקות מהדקות תיקון סטנדרטיות.

יישום מקומי של תרופות לללמוד לתפקד קולטן אצטילכולין ניקוטינית בפרוסות מוח עכבר

Tobacco use leads to numerous health problems, including cancer, heart disease, emphysema, and stroke. Addiction to cigarette smoking is a prevalent ...

local-application-drugs-to-study-nicotinic-acetylcholine-receptor

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Neuroscience

Unit 1

Drugs Acting on Autonomic Nervous System: Cholinergic Agonists and Antagonists Agents

SCIENTISTS IN ACTION

18.9K Views.  Purdue University. במאמר זה, אנו מתארים שיטה יעילה ללמוד לתפקד ערוץ יון יגנד מגודר בנוירונים של פרוסות מוח מבודד בחריפות. שיטה זו כרוכה בשימוש בתרופה micropipette מלא ליישום מקומי של תרופות לתאי עצב שנרשמו באמצעות טכניקות מהדקות תיקון סטנדרטיות.

Video: Local Application of Drugs to Study Nicotinic Acetylcholine Receptor Function in Mouse Brain Slices

Vibrodissociation of Neurons from Rodent Brain Slices to Study Synaptic Transmission and Image Presynaptic Terminals

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of interest. This allows for examination of synaptic transmission under conditions where the extracellular and postsynaptic intracellular environments can be well controlled. A vibration-based technique without the use of proteases, known as vibrodissociation, is the most popular technique for mechanical isolation. A micropipette, with the tip fire-polished to the shape of a small ball, is placed into a brain slice made from a P1-P21 rodent. The micropipette is vibrated parallel to the slice surface and lowered through the slice thickness resulting in the liberation of isolated neurons. The isolated neurons are ready for study within a few minutes of vibrodissociation. This technique has advantages over the use of primary neuronal cultures, brain slices and enzymatically isolated neurons including: rapid production of viable, relatively mature neurons suitable for electrophysiological and imaging studies; superior control of the extracellular environment free from the influence of neighboring cells; suitability for well-controlled pharmacological experiments using rapid drug application and total cell superfusion; and improved space-clamp in whole-cell recordings relative to neurons in slice or cell culture preparations. This preparation can be used to examine synaptic physiology, pharmacology, modulation and plasticity. Real-time imaging of both pre- and postsynaptic elements in the living cells and boutons is also possible using vibrodissociated neurons. Characterization of the molecular constituents of pre- and postsynaptic elements can also be achieved with immunological and imaging-based approaches.

This report demonstrates a technique for mechanical isolation of individual viable neurons retaining attached presynaptic boutons. Vibrodissociated neurons have the advantages of rapid production, excellent pharmacological control and improved space-clamp without influence from neighboring cells. This method can be used for imaging of synaptic elements and patch-clamp recording.

Vibrodissociation של נוירונים בין פרוסות המוח מכרסמים לחקר הילוכים Synaptic ותמונה מסופי Presynaptic

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of ...

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.

תגובות סידן הדמיה בנוירונים GFP-tagged של פרוסות מוח עכבר ההיפותלמוס

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

Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal cord of the majority of these fiber systems have not been thoroughly investigated in any species. Serotonergic fibers, which project to the spinal cord, have been studied in rats and opossums on histological sections and their functional significance has been deduced based on their fiber termination pattern in the spinal cord. With the development of CLARITY and CUBIC techniques, it is possible to investigate this fiber system and its distribution in the spinal cord, which is likely to reveal previously unknown features of serotonergic supraspinal pathways. Here, we provide a detailed protocol for imaging the serotonergic fibers in the mouse spinal cord using the combined CLARITY and CUBIC techniques. The method involves perfusion of a mouse with a hydrogel solution and clarification of the tissue with a combination of clearing reagents. Spinal cord tissue was cleared in just under two weeks, and the subsequent immunofluorescent staining against serotonin was completed in less than ten days. With a multi-photon fluorescent microscope, the tissue was scanned and a 3D image was reconstructed using Osirix software.

Supraspinal projections are important for pain perception and other behaviors, and serotonergic fibers are one of these fiber systems. The present study focused on the application of the combined CLARITY/CUBIC protocol to the mouse spinal cord in order to investigate the termination of these serotonergic fibers.

הדמית סיבי serotonergic בחוט שדרת עכבר שימוש CLARITY / טכניקה מעוקבת

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal ...

HSV-Mediated Transgene Expression of Chimeric Constructs to Study Behavioral Function of GPCR Heteromers in Mice

The heteromeric receptor complex between 5-HT2A and mGlu2 has been implicated in some of the behavioral phenotypes in mouse models of psychosis1,2. Consequently, investigation of structural details of the interaction between 5-HT2A and mGlu2 affecting schizophrenia-related behaviors represents a powerful translational tool. As previously shown, the head-twitch response (HTR) in mice is elicited by hallucinogenic drugs and this behavioral response is absent in 5-HT2A knockout (KO) mice3,4. Additionally, by conditionally expressing the 5-HT2A receptor only in cortex, it was demonstrated that 5-HT2A receptor-dependent signaling pathways on cortical pyramidal neurons are sufficient to elicit head-twitch behavior in response to hallucinogenic drugs3. Finally, it has been shown that the head-twitch behavioral response induced by the hallucinogens DOI and lysergic acid diethylamide (LSD) is significantly decreased in mGlu2-KO mice5. These findings suggest that mGlu2 is at least in part necessary for the 5-HT2A receptor-dependent psychosis-like behavioral effects induced by LSD-like drugs. However, this does not provide evidence as to whether the 5-HT2A-mGlu2 receptor complex is necessary for this behavioral phenotype. To address this question, herpes simplex virus (HSV) constructs to express either mGlu2 or mGlu2&#916;TM4N (mGlu2/mGlu3 chimeric construct that does not form the 5-HT2A-mGlu2 receptor complex) in the frontal cortex of mGlu2-KO mice were used to examine whether this GPCR heteromeric complex is needed for the behavioral effects induced by LSD-like drugs6.

This article describes how to inject viral vectors into the mouse frontal cortex to test behavioral assays that require GPCR heteromeric formation.

HSV בתיווך ביטוי transgene של מבנים Chimeric ללמוד לתפקד ההתנהגות של Heteromers GPCR עכברים

The heteromeric receptor complex between 5-HT2A and mGlu2 has been implicated in some of the behavioral phenotypes in mouse models of psychosis1,2.  ...

Application of Automated Image-guided Patch Clamp for the Study of Neurons in Brain Slices

Whole-cell patch clamp is the gold-standard method to measure the electrical properties of single cells. However, the in vitro patch clamp remains a challenging and low-throughput technique due to its complexity and high reliance on user operation and control. This manuscript demonstrates an image-guided automatic patch clamp system for in vitro whole-cell patch clamp experiments in acute brain slices. Our system implements a computer vision-based algorithm to detect fluorescently labeled cells and to target them for fully automatic patching using a micromanipulator and internal pipette pressure control. The entire process is highly automated, with minimal requirements for human intervention. Real-time experimental information, including electrical resistance and internal pipette pressure, are documented electronically for future analysis and for optimization to different cell types. Although our system is described in the context of acute brain slice recordings, it can also be applied to the automated image-guided patch clamp of dissociated neurons, organotypic slice cultures, and other non-neuronal cell types.

This protocol describes how to conduct automatic image-guided patch-clamp experiments using a system recently developed for standard in vitro electrophysiology equipment.

יישום אוטומטי של תמונה מודרך תיקון מהדק לחקר נוירונים של פרוסות המוח

Whole-cell patch clamp is the gold-standard method to measure the electrical properties of single cells. However, the in vitro patch clamp remains a ...

Whole-cell Currents Induced by Puff Application of GABA in Brain Slices

Pharmacological administration is commonly used when conducting whole-cell patch-clamp recording in brain slices. One of the best methods of drug application during electrophysiological recording is the puff technique, which can be used to study the effect of pharmacological reagents on neuronal activities in brain slices. The greatest advantage of puff application is that the drug concentration around the recording site increases rapidly, thus preventing desensitization of membrane receptors. Successful use of puff application involves careful attention to the following elements: the concentration of the drug, the parameters of the puff micropipette, the distance between the tip of a puff micropipette and the neuron recorded, and the duration and pressure driving the puff (pounds per square inch, psi). This article describes a step-by-step procedure for recording whole-cell currents induced by puffing gamma-aminobutyric acid (GABA) onto a neuron of a prefrontal cortical slice. Notably, the same procedure can be applied with minor modifications to other brain areas such as the hippocampus and the striatum, and to different preparations, such as cell cultures.

We describe the puff technique, by which pharmacological reagents can be administered during whole-cell patch-clamp recording, and highlight various aspects of the features that are crucial for its success.

זרמים שלמים-תא המושרה על ידי יישום עלים של GABA במוח פרוסות

Pharmacological administration is commonly used when conducting whole-cell patch-clamp recording in brain slices. One of the best methods of drug ...

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, very few have been widely accepted. Here, we propose&#160;a new procedure&#160;adapted from the well-known ex vivo brain slice technique, which offers a closer in vivo-like scenario than in vitro preparations, for investigating the early events triggering cell degeneration, as observed in Alzheimer&#39;s disease (AD). This variation consists of simple and easily reproducible steps, which enable preservation of the anatomical cytoarchitecture of the selected brain region and its local functionality in a physiological milieu. Different anatomical areas can be obtained from the same brain, providing the opportunity to perform multiple experiments with the treatments in question in a site-, dose-, and time-dependent manner. Potential limitations&#160;which could affect the outcomes related to this methodology are related to the conservation of the tissue, i.e., the maintenance of its anatomical integrity during the slicing and incubation steps and the section thickness, which can influence the biochemical and immunohistochemical analysis. This approach can be employed for different purposes, such as exploring molecular mechanisms involved in physiological or pathological conditions, drug screening, or dose-response assays. Finally, this protocol could also reduce the number of animals employed in behavioral studies. The application reported here has been recently described and tested for the first time on ex vivo rat brain slices containing the basal forebrain (BF), which is one of the cerebral regions primarily affected in AD. Specifically, it has been demonstrated that the administration of a toxic peptide derived from the C-terminus of acetylcholinesterase (AChE) could prompt an AD-like profile, triggering, along the antero-posterior axis of the BF, a differential expression of proteins altered in AD, such as the alpha7 nicotinic receptor (&#945;7-nAChR), phosphorylated Tau (p-Tau), and amyloid beta (A&#946;).

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

We present a method which can&#160;provide further insights into the early events underlying neurodegeneration and based on the established ex-vivo brain technique, combining the advantages of in vivo and in vitro experiments. Moreover, it represents a unique opportunity for direct comparison of treated and untreated group in the same anatomical plane.

גישה חלופית ללמוד העיקרי אירועים הקשורים ניוון מוחיים לשעבר Vivo עכברוש המוח בפרוסות

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, ...

Probing Nicotinic Acetylcholine Receptor Function in Mouse Brain Slices via Laser Flash Photolysis of Photoactivatable Nicotine

Acetylcholine (ACh) acts through receptors to modulate a variety of neuronal processes, but it has been challenging to link ACh receptor function with subcellular location within cells where this function is carried out. To study the subcellular location of nicotinic ACh receptors (nAChRs) in native brain tissue, an optical method was developed for precise release of nicotine at discrete locations near neuronal membranes during electrophysiological recordings. Patch-clamped neurons in brain slices are filled with dye to visualize their morphology during 2-photon laser scanning microscopy, and nicotine uncaging is executed with a light flash by focusing a 405 nm laser beam near one or more cellular membranes. Cellular current deflections are measured, and a high-resolution three-dimensional (3D) image of the recorded neuron is made to allow reconciliation of nAChR responses with cellular morphology. This method allows for detailed analysis of nAChR functional distribution in complex tissue preparations, promising to enhance the understanding of cholinergic neurotransmission.

This article presents a method for studying nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) in mouse brain slices by nicotine uncaging. When coupled with simultaneous patch clamp recording and 2-photon laser scanning microscopy, nicotine uncaging connects nicotinic receptor function with cellular morphology, providing a deeper understanding of cholinergic neurobiology.

חקירת פונקציה קולטן אצטילכולין Nicotinic פרוסות המוח העכבר באמצעות לייזר פלאש פוטוליזה של ניקוטין Photoactivatable

Acetylcholine (ACh) acts through receptors to modulate a variety of neuronal processes, but it has been challenging to link ACh receptor function with ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent development of thin, flexible ECoG electrodes has enabled conduction of stable recordings of large-scale cortical activity. We have developed a whole-cortical ECoG array for the common marmoset. The array continuously covers almost the entire lateral surface of cortical hemisphere, from the occipital pole to the temporal and frontal poles, and it captures whole-cortical neural activity in one shot. This protocol describes a chronic implantation procedure of the array in the epidural space of the marmoset brain. Marmosets have two advantages regarding ECoG recordings, one being the homologous organization of anatomical structures in humans and macaques, including frontal, parietal, and temporal complexes. The other advantage is that the marmoset brain is lissencephalic and contains a large number of complexes, which are more difficult to access in macaques with ECoG, that are exposed to the brain surface.These features allow direct access to most cortical areas beneath the surface of the brain. This system provides an opportunity to investigate global cortical information processing with high resolutions at a sub-millisecond order in time and millimeter order in space.

We have developed a whole-cortical electrocorticographic array for the common marmoset that continuously covers almost the entire lateral surface of cortex, from the occipital pole to the temporal and frontal poles. This protocol describes a chronic implantation procedure of the array in the epidural space of the marmoset brain.

השרשה כרונית של מערך שלם-קורטיקליים Electrocorticographic ב המרמוסט נפוצות

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from parallel fibers (PF) to Purkinje cells (PC) is considered the basis for motor learning, and deficiencies of both LTD and motor learning are observed in various gene-manipulated animals. Common motor learning sets, such as adaptation of the optokinetic reflex (OKR), the vestibular-ocular reflex (VOR), and rotarod test were used for evaluation of motor learning ability. However, results obtained from the GluA2-carboxy terminus modified knock-in mice demonstrated normal adaptation of the VOR and the OKR, despite lacking PF-LTD. In that report, induction of LTD was only attempted using one type of stimulation protocol at room temperature. Thus, conditions to induce cerebellar LTD were explored in the same knock-in mutants using various protocols at near physiological temperature. Finally, we found stimulation protocols, by which LTD could be induced in these gene-manipulated mice. In this study, a set of protocols are proposed to evaluate LTD-induction, which will more accurately allow examination of the causal relationship between LTD and motor learning. In conclusion, experimental conditions are crucial when evaluating LTD in gene-manipulated mice.

In some gene-manipulated animals, using a single protocol may fail to induce LTD in cerebellar Purkinje cells, and there may be a discrepancy between LTD and motor learning. Multiple protocols are necessary to assess LTD-induction in gene-manipulated animals. Standard protocols are shown.

הערכה של האינדוקציה לטווח ארוך של דיכאון פרוסות למבוגרים בלבד

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...