המחברים מבקשים להודות הבא: ד&quot;ר יוסף ברונזינו, ד&quot;ר חמיס אבו Hassaballah, מר RJ אוסטין-LaFrance, והגב &#39;ג&#39;סיקה Koranda.

פרוטוקול זה הוא מתאים לעכברים של 3 וגיל 18 חודשים ומשקל גוף משוער של 30-50 גר &#39;). ניתן להשיג עכברים מהמעבדה ג&#39;קסון (בר הרבור, ME). כל הפרוטוקולים כירורגית וניסוי אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים ושימוש בטריניטי קולג&#39; והיו בהתאם למדריך NIH לטיפול ושימוש בחי מעבדה. 1. הכנת בעלי החיים ופרוצדורות כירורגיות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן קוקטייל הרדמה המכיל קטמין (25 מ&quot;ג / מיליליטר), xylazine (2.5 מ&quot;ג / מיליליטר) וacepromazine (0.5 מ&quot;ג / מיליליטר). הזרק 1 מיליליטר / קילוגרם משקל גוף ברבע הימני התחתון של הבטן בתוספת 0.2 זריקות מיליליטר / קילוגרם מדי דקות 45 לאחר מכן כדי לשמור על עומק יציב של הרדמה באמצעות רפלקס נסיגת דוושה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן עכבר הרדים לניתוח על ידי גילוח הפרווה על הגולגולת שלה באמצעות מכונת גילוח חשמלית. האזור המגולח צריך לכלול אמצע העיניים עד אמצע האוזניים. ודא שלא לגלח את whiskers כפי שהם חלק מהמערכת החושית חבית עכבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בצמר גפן כדי להחיל איזופרופיל אלכוהול ואחריו פולידין לאזור המגולח על הראש. ואז, גם בעזרת צמר גפן, למרוח כמות קטנה של שמן מינרלים על העיניים כדי למנוע את העיניים מהתייבשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באזיקי אוזן החולדה תינוק במקום ברים אוזן רגילים לעלות בראשו של בעל החיים על מנגנון מסגרת stereotaxic. כדי לעשות זאת, הר ראשון אוזן השמאל בשרוול אוזן השמאל. ואז בעדינות להקל על אוזן ימין על השרוול הימני בעדינות על ידי תמיכה בראשו של בעל החיים ביד אחת ולקדם את שרוול האוזן ביד השנייה. בשלב הבא, הנח כרית חימום מתחת לגופו של בעל החיים ולהגדיר אותו 86 ° F כדי לשמור על טמפרטורת גוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, בדוק לנוקשות דו צדדיות על ידי ניסיון להזיז את צד הראש לצד. בעלי החיים הוא רכוב כראוי במסגרת stereotaxic כאשר הראש הוא נוקשה ולא ניתן להעביר מצד לצד, אבל בקלות יכול לסובב למעלה ולמטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות לנוחחוטמו של העכבר על סרגל האף / שיני הרכבה כדי לוודא שהשיניים החותכות נחים בעדינות אך בצורה מאובטחת בתוך צמצם השן של הבר האף / שיניים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות אזמל סטרילי, לעשות חתך קו האמצע החל מאמצע העיניים עד אמצע האוזניים. ודא האזמל הוא יתקיים בזווית של ° 45 ולהחיל לחץ מספיק כדי לחתוך את fascia הבסיסי, אך לא דרך הגולגולת כמו שיגרמו לדימום יתר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בצמר גפן כדי להפריד את fascia ולחשוף את הגולגולת. גולגולת ציוני דרך גבחת ומבדה צריכה להיות לעין (איור 1 א). להבטיח כי בעלי החיים נמצאים במצב הגולגולת שטוחה ידי התאמת סרגל האף / שן כך שציוני דרך גבחת ומבדה נמצאים באותה עמדת dorsoventral (DV) (+ 0.1 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למרוח כמות קטנה של תמיסת מלח סטרילית לאזור החשוף ולהשתמש בצמר גפן כדי לנקות את הגולגולת בעדינות. אז חכה 2-3 דקות לגולגולת לאוויר יבש לחלוטיןלפני שתמשיך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר מחט על זרוע stereotaxic עזבה כדי למדוד את עמדת DV של גבחת ולמבדה. מיצוב DV של שני ציוני הדרך האלה צריך להיות בתוך 0.1 מ&quot;מ זה מזה. אם לא, בר האף של מסגרת stereotaxic יכול להיות מותאם למעלה ולמטה כדי להשיג זאת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את המחט על גבחת להקליט קדמי, האחורי שלו (AP), רוחב (LAT) ומדידות dorsoventral (DV). הקפד המחט רק נוגעת בגולגולת ולא לחדור אותו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באטלס מוח עכבר, כגון &quot;מוח העכבר בStereotaxic קואורדינטות&quot; 1, כדי לקבוע את הקואורדינטות של מבני היעד: מסלול המדיאלי perforant (MPP) בצרור זוויתי וgyrus משוננת (DG) של ההיפוקמפוס, יחסית למבדה וגבחת, בהתאמה (ראה גם טבלה 1). לאחר מכן, השתמש בעט עדין נקודה או עיפרון כדי לסמן את הנקודות הללו בגולגולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כמו כן, תציין שתי נקודות יותר בצד הנגדי של הגולגולת. נקודות אלה wיהיה hich לשמש כקרקע (GND) והפניה (REF) צריך להיות כ 3 מ&quot;מ מקו האמצע ואת מיקומו אורכים יחסית זה לזה (איור 1 א, גם טבלת 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את סמן המחט מזרוע stereotaxic עזבה ולהחליף אותו עם מקדח שיניים חשמלי מצויד בהר stereotaxic. מקם את התרגיל על כל נקודה משמעותית ולעשות חורים בר קטנים של כ 0.5 מ&quot;מ קוטר. כאשר קידוח, ישתמש בתנועה למעלה ולמטה חוזר על עצמו ולבדוק בתדירות גבוהה אם התרגיל חדר את הגולגולת כדי לחשוף את משטח המוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות אך בתקיפות לנהוג באלקטרודה בורג (# 0-80 1/8 בברגים במכונת נירוסטה, מחוררת fillister הראש) בכל אחד מהחורים נגדי (GND וREF) כך שהם רק נוגעים במשטח קליפת המוח מבלי לחדור אותו (איור 1 א ). שתי אלקטרודות בורג אלו משמשות כקרקע והתייחסות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אלקטרודות מגרה והקלטת הר באלקטרומחזיקי דה על זרועות stereotaxic ימין ועל שמאל, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את מסופי אלקטרודה מגרה לממריץ אלקטרו עם בידוד הנוכחי ומסוף האלקטרודה הקלטה למגבר אלקטרו ההפרש (רווח = 1,000, מסנן bandpass = 1 הרץ-3 קילוהרץ) ולאחר מכן לאוסצילוסקופ דיגיטלי לבדיקה ויזואלית של עוררו תגובות. כמו כן, חיבור הארקה ומסופי האלקטרודה REF למגבר ההפרש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות ולאט לאט נמוך גם מגרה ואלקטרודות הקלטה ב0.5 מרווחי מ&quot;מ תוך ניטור התגובה העוררת לזעזוע גירוי של 600-800 UA מבחינה ויזואלית. להמשיך ולהפחית כל אלקטרודה עד שהם מגיעים עמדתם DV בהתאמה היעד ואות סטריאוטיפית הוא ציין על אוסצילוסקופ (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, השתמש במלט אקריליק שיניים כדי להפוך את כובע כדי להחזיק את מסופי האלקטרודה במקום; כל מלט שיניים שנוגע בעור צריך להימחק מבאופן מיידי. ברגע שמלט השיניים הוא נרפא לגמרי להעביר את בעלי החיים מהמסגרת stereotaxic לכלוב מכרסם נקי. השתמש במנורת חימום או כרית כדי לשמור על טמפרטורת ליבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח על בעלי החיים בכל שעה עד שהוא חוזר להכרה. הזרקה של flunixin יכולה להינתן כמשכך כאבים. </li></ol> 2. LTP אינדוקציה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר לבעלי החיים 5-7 הימים כדי להתאושש מניתוח. מניחים את החיה בסביבת ההקלטה בהיקף של כלוב פאראדיי (122 סנטימטר x 43 סנטימטר x 43 סנטימטר) לבוש עם חומרי בידוד מרעש ומחלף מסתובב 5 ערוצים המחברים את האלקטרודה מובילה להתקנת מגרה / הקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר לבעלי החיים להסתגל ל1-2 שעות בסביבת ההקלטה לפני החיבור אלקטרודות למכשירים המגרים והקלטה (ראה צעד 1.17). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את בקרות ממריץ לפלט 400 UA ולהקליט את המשרעת של ממוצע של 10 עורר תגובות הופכות ה בטוחבלפחות 10 חלוף שניות בין גירויים. השתמש בשיטה שמוצגת באיור 1C לכמת את התגובה עורר. חזור על תהליך עבור 600, 800, 1,000, 1,200, 1,400 וUA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבנות עקומת קלט / פלט על ידי התוויית המשרעת הממוצעת של התגובה עוררה לעומת עוצמת גירוי. ממגרש זה לקבוע את עוצמת הגירוי אשר תואמת 50% ממשרעת המרבית שנמדדה. השתמש בעוצמת 50% לשארית של הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, באמצעות עוצמת גירוי 50%, להשיג נקודת התחלה על ידי הקלטה את המשרעת הממוצעת של 5 עוררה תגובות מכל רגע במשך 15 דקות. שוב לוודא כי לפחות 10 חלוף שניות בין גירויים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהמשך לכך להעביר את גירוי tetanic בהיקף של 10 פרצי 10 פולסים מועברים ב400 הרץ עם שיעור פרץ של 5 הרץ למסלול perforant המדיאלי. לפקח על בעלי החיים מקרוב אחר סימנים של התקף, כוללים שייקים של כלב רטובים. אם בעל החיים יש תפיסת experiment יש לסיים ואת כל הנתונים מבעלי החיים שצריכים להיות שליליים מתוצאות המחקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, ימשיך להקליט את המשרעת הממוצעת של 5 עוררה תגובות מכל רגע ל30 posttetanization דקות. אחרי זה, להשוות משרעת זה למשרעת הבסיסית שהושגה בשלב 2.5 על ידי חישוב אחוז השינוי מנקודת ההתחלה (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר סיום הניסויים, בעלי החיים הוא מורדמים באמצעות שאיפה של isoflurane-שיטה שבה עולה בקנה אחד עם ההנחיות על המתת חסד של האגודה האמריקנית לרפואת וטרינרית. </li></ol>

<ol>
	<li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The mouse brain in stereotaxic coordinates. , (2004).</li><li>Bliss, T. V. P., Lomo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-lasting+potentiation+of+synaptic+transmission+in+the+dentate+area+of+the+anesthetized+rabbit+following+stimulation+of+the+perforant+path.">Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anesthetized rabbit following stimulation of the perforant path.</a> J. Physiol. 232, 331-356 (1973).</li><li>Blaise, J. H., Bronzino, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+stimulus+frequency+and+age+on+bidirectional+synaptic+plasticity+in+the+dentate+gyrus+of+freely+moving+rats.">Effects of stimulus frequency and age on bidirectional synaptic plasticity in the dentate gyrus of freely moving rats.</a> Exp. Neurol. 182, 497-506 (2003).</li><li>Blaise, J. H., Koranda, J. L., Chow, U., Haines, K. E., Dorward, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+isolation+stress+alters+bidirectional+long-term+synaptic+plasticity+in+amygdalo-hippocampal+synapses+in+freely+behaving+adult+rats.">Neonatal isolation stress alters bidirectional long-term synaptic plasticity in amygdalo-hippocampal synapses in freely behaving adult rats.</a> Brain Res. 1193, 25-33 (2008).</li><li>Koranda, J. L., Masino, S. A., Blaise, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bidirectional+synaptic+plasticity+in+the+dentate+gyrus+of+the+awake+freely+behaving+mouse.">Bidirectional synaptic plasticity in the dentate gyrus of the awake freely behaving mouse.</a> J. Neurosci. Methods. 167, 160-166 (2008).</li><li>Cooke, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autophosphorylation+of+alphaCaMKII+is+not+a+general+requirement+for+NMDA+receptor-dependent+LTP+in+the+adult+mouse.">Autophosphorylation of alphaCaMKII is not a general requirement for NMDA receptor-dependent LTP in the adult mouse.</a> J. Physiol. 574, 805-818 (2006).</li><li>Davis, S., Bliss, T. V., Dutrieux, G., Laroche, S., Errington, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+and+duration+of+long-term+potentiation+in+the+hippocampus+of+the+freely+moving+mouse.">Induction and duration of long-term potentiation in the hippocampus of the freely moving mouse.</a> J. Neurosci. Methods. 75, 75-80 (1997).</li><li>Jones, M. W., Peckham, H. M., Errington, M. L., Bliss, T. V., Routtenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+plasticity+in+the+hippocampus+of+awake+C57BL/6+and+DBA/2+mice:+interstrain+differences+and+parallels+with+behavior.">Synaptic plasticity in the hippocampus of awake C57BL/6 and DBA/2 mice: interstrain differences and parallels with behavior.</a> Hippocampus. 11, 391-396 (2001).</li><li>Zhang, T. A., Tang, J., Pidoplichko, V. I., 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=Addictive+nicotine+alters+local+circuit+inhibition+during+the+induction+of+in+vivo+hippocampal+synaptic+potentiation.">Addictive nicotine alters local circuit inhibition during the induction of in vivo hippocampal synaptic potentiation.</a> J. Neurosci. 30, 6443-6453 (2010).</li><li>Tang, 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=Dopamine+enables+in+vivo+synaptic+plasticity+associated+with+the+addictive+drug+nicotine.">Dopamine enables in vivo synaptic plasticity associated with the addictive drug nicotine.</a> Neuron. 63, 673-682 (2009).</li></ol>

יש מחברים אין לחשוף.

בפרוטוקול זה, יש לנו הפגין שיטה אמינה ופשוטה ללימוד LTP בDG בעכברים מתנהגים בחופשיות. בעוד שמחקרים רבים של LTP בחולדות ערה בוצעו 3,4, מעט מאוד שנערכו בעכברים ער בעיקר בשל המורכבות הטכנית שמציבה הנדל&quot;ן המוגבל גולגולת בעכברים ובמשקל של headstages האלקטרודה ביחס למשקל המ?...

הפיתוח של טכנולוגיה כדי לתפעל את הגנים ייצר מודלים עכבר מהונדסים ונוקאאוט של כמעט כל מחלות ניווניות ונוירולוגיות. זו חייבה תרגום של טכניקות מחקר אלקטרו השתמשו בעבר במינים מכרסמים גדולים יותר למודל החיה בעכבר. טכניקת חקירה נוירופיזיולוגיות אחת כזו היא השימוש בהגברה לטווח ארוך (LTP) על מנת לבחון את יעילותם של קשרים סינפטיים בתוך הרשתות עצביות מעורבות בהפרעות נוירו שונות. פרוטוקול זה מתאר טכניקות לחקירת אלקטרו אמינה של LTP במתנהגים עכברים באופן חופשי. היתרון של פרוטוקול זה על פני אחרים הוא שהוא פשוט וקל ליישום, אלא הוא גם לא פחות יקר כפי שהוא אינו דורש לא את השימוש במערכות יקרות מבוקר מחשב דיסק קשיח זעירות ולא headstages טרנזיסטור אפקט שדה וכן, למיטב ידיעתנו, הוא וידאו הפרוטוקול הראשון של t קלטות אלקטרו הכרוניo ללמוד LTP במתנהג עכברים באופן חופשי. לשם כך, אנו מתארים במאמר זה מתודולוגיות פשוטות ללימוד הגברה לטווח ארוך בעכברים מתנהגים בחופשיות. בקלות ניתן לתרגם מתודולוגיות אלה למודלי עכבר מהונדסים ונוקאאוט של הפרעות נוירו.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="514">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Ketamine (100 mg/ml)</td>
			<td style="width:104px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:137px;">10177</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Xylazine (20 mg/ml)</td>
			<td style="width:104px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:137px;">33197</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Acepromazine (10 mg/ml)</td>
			<td style="width:104px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:137px;">2177</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:195px;">Dental acrylic powder</td>
			<td style="width:104px;">Lang Dental Manufacturing Co.</td>
			<td style="width:137px;">1330CLR</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:195px;">Dental acrylic liquid</td>
			<td style="width:104px;">Lang Dental Manufacturing Co.</td>
			<td style="width:137px;">1306CLR</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:195px;">Tungsten wire (0.127 mm)</td>
			<td style="width:104px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:137px;">TGW0515</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:195px;">Stainless Steel Hypodermic Tubing (0.286 mm)</td>
			<td style="width:104px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:137px;">832400</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Flunixin (50 mg/ml)</td>
			<td style="width:104px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:137px;">14165</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Epoxilyte</td>
			<td style="width:104px;">Superior Essex</td>
			<td style="width:137px;">EP 6001-M</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:195px;">Stainless steel wire insert (0.2 mm)</td>
			<td style="width:104px;">World Precision Instruments</td>
			<td>792900</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Stereotaxic frame apparatus</td>
			<td style="width:95px;">Kopf Instruments</td>
			<td style="width:137px;">Model 902</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Ear cuffs (ear cups)</td>
			<td style="width:95px;">Kopf Instruments</td>
			<td style="width:137px;">Model 921&#160;</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Electrophysiological stimulator</td>
			<td style="width:95px;">Astro-Med, Inc.</td>
			<td style="width:137px;">S88</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:195px;">Digital oscilloscope</td>
			<td style="width:95px;">B &#38; K Precision Corp.</td>
			<td style="width:137px;">2542</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Current isolation unit</td>
			<td style="width:95px;">Astro-Med, Inc.</td>
			<td style="width:137px;">PSIU-6</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:195px;">Differential amplifier</td>
			<td style="width:95px;">World Precision Instruments, Inc.</td>
			<td style="width:137px;">DAM-50</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Commutator</td>
			<td style="width:95px;">Plastics One</td>
			<td style="width:137px;">SLC6</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:195px;">Dental drill</td>
			<td style="width:95px;">Stoelting</td>
			<td style="width:137px;">58650</td>
			<td style="width:79px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

long-term potentiation of perforant pathway-dentate gyrus synapse in freely behaving mice

מחקרים של הגברה לטווח הארוך של יעילות הסינפטית, תופעה הסינפטי פעילות תלויה שיש תכונות שהופכות אותו לאטרקטיבי לאחסון למידה ומידע פוטנציאלי מנגנון תאי בסיסי, כבר מזמן משמשים על מנת להבהיר את הפיסיולוגיה של מעגלים עצביים השונים בהיפוקמפוס, אמיגדלה , ומבנים הלימבית וקליפת מוח אחרים. עם זאת בחשבון, מודלים עכבר מהונדסים של מחלות נוירולוגיות מייצגים פלטפורמות שימושיות לנהל הגברה לטווח ארוך מחקרים (LTP) כדי לפתח הבנה טובה יותר של התפקיד של גנים בתקשורת הסינפטית נורמלית ולא נורמלית ברשתות עצביות מעורבות בלמידה, רגש ומידע עיבוד. מאמר זה מתאר שיטות לאמינות גרימת LTP בעכבר מתנהג בחופשיות. מתודולוגיות אלה יכולים לשמש במחקרים של מהונדס ונוקאאוט מתנהגים מודלים עכבר של מחלות ניווניות באופן חופשי.

טבלת 1 מציגה את הקואורדינטות לDG וMPP כמו בשימוש בפרוטוקול זה איור 1 א מציג את הסימונים למבני היעד בגולגולת;.. הראה גם הם את מיקומו של אלקטרודות קרקע והתייחסות איור 1 מדגים נציג עורר תגובת עקבות שניהם מראש וposttetanization באותה החיה. שים לב שposttetanization ...

Watch this Scientific Journal Video about Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice at JoVE.com

Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

מודלים עכבר מהונדסים ונוקאאוט של מחלות נוירולוגיות שימושיים לחקר התפקיד של גנים בנוירופיזיולוגיה נורמלית ולא נורמלית. מאמר זה מתאר שיטות שיכולים לשמש כדי לחקור הגברה לטווח ארוך, מנגנון תאי שעשוי בבסיס למידה וזיכרון, במהונדס ומפסיד יוצא, באופן חופשי מתנהג מודלים עכבר של neuropathology.

הגברה לטווח ארוך של Perforant מסלול-משוננת gyrus סינפסה בחופשיות מתנהג עכברים

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential ...

long-term-potentiation-perforant-pathway-dentate-gyrus-synapse-freely

Research

JoVE Journal

Behavior

14.0K Views.  Trinity College.  מודלים עכבר מהונדסים ונוקאאוט של מחלות נוירולוגיות שימושיים לחקר התפקיד של גנים בנוירופיזיולוגיה נורמלית ולא נורמלית. מאמר זה מתאר שיטות שיכולים לשמש כדי לחקור הגברה לטווח ארוך, מנגנון תאי שעשוי בבסיס למידה וזיכרון, במהונדס ומפסיד יוצא, ?...

Video: Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Locomotor activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice and other rodents. Improvements in video tracking software (VTS) have allowed it to be coupled to LMA testing, dramatically improving specificity and sensitivity when compared to the line crossings method with manual scoring. In addition, VTS enables high-throughput experimentation. While similar to automated video tracking used for the open field test (OFT), LMA testing is unique in that it allows mice to remain in their home cage and does not utilize the anxiogenic stimulus of bright lighting during the active phase of the light-dark cycle. Traditionally, LMA has been used for short periods of time (mins), while longer movement studies (hrs-days) have often used implanted transmitters and biotelemetry. With the option of real-time tracking, long-, like short-term LMA testing, can now be conducted using videography. Long-term LMA testing requires a specialized, but easily constructed, cage so that food and water (which is usually positioned on the cage top) does not obstruct videography. Importantly, videography and VTS allows for the quantification of parameters, such as path of mouse movement, that are difficult or unfeasible to measure with line crossing and/or biotelemetry. In sum, LMA testing coupled to VTS affords a more complete description of mouse movement and the ability to examine locomotion over an extended period of time.

Locomotor activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice. Coupling of video tracking software (VTS) and LMA allows for the improvement of specificity and sensitivity, especially when compared with the manual, line crossing method of LMA analysis. Additionally VTS allows long-term tracking of mouse LMA.

לטווח ארוך והקצרה של תנועה פעילות עכבר נותחה על ידי תוכנה למעקב וידאו

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field potentials (LFPs) from populations of neurons and action potentials from individual cells, as the animal engages in experimentally relevant tasks. Chronically implanted microdrives allow for brain recordings to last over periods of several weeks. Miniaturized drives and lightweight components allow for these long-term recordings to occur in small mammals, such as mice. By using tetrodes, which consist of tightly braided bundles of four electrodes in which each wire has a diameter of 12.5 &mu;m, it is possible to isolate physiologically active neurons in superficial brain regions such as the cerebral cortex, dorsal hippocampus, and subiculum, as well as deeper regions such as the striatum and the amygdala. Moreover, this technique insures stable, high-fidelity neural recordings as the animal is challenged with a variety of behavioral tasks. This manuscript describes several techniques that have been optimized to record from the mouse brain. First, we show how to fabricate tetrodes, load them into driveable tubes, and gold-plate their tips in order to reduce their impedance from M&Omega; to K&Omega; range. Second, we show how to construct a custom microdrive assembly for carrying and moving the tetrodes vertically, with the use of inexpensive materials. Third, we show the steps for assembling a commercially available microdrive (Neuralynx VersaDrive) that is designed to carry independently movable tetrodes. Finally, we present representative results of local field potentials and single-unit signals obtained in the dorsal subiculum of mice. These techniques can be easily modified to accommodate different types of electrode arrays and recording schemes in the mouse brain.

The design and assembly of microdrives for in vivo electrophysiological recordings of brain signals from the mouse is described. By attaching microelectrode bundles to sturdy driveable carriers, these techniques allow for long-term and stable neural recordings. The lightweight design allows for unrestricted behavioral performance by the animal following drive implantation.

בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

Trace Fear Conditioning in Mice

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings between a neutral stimulus and an unconditioned stimulus. There is a 20 sec trace period that separates each conditioning trial. On the following day freezing is measured during presentation of the conditioned stimulus (CS) and trace period. On the third day there is an 8 min test to measure contextual memory. The representative results are from mice that were presented with the aversive unconditioned stimulus (shock) compared to mice that received the tone presentations without the unconditioned stimulus. Trace fear conditioning has been successfully used to detect subtle learning and memory deficits and enhancements in mice that are not found with other fear conditioning methods. This type of fear conditioning is believed to be dependent upon connections between the medial prefrontal cortex and the hippocampus. One current controversy is whether this method is believed to be amygdala-independent. Therefore, other fear conditioning testing is needed to examine amygdala-dependent learning and memory effects, such as through the delay fear conditioning.

In the following experiment we describe a protocol for trace fear conditioning in mice. This type of associative memory includes a trace period that separates the neutral stimulus and the unconditioned stimulus.

עקוב אחר פחד אוויר בעכברים

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

מועצת החור השתנה - מדידת התנהגות, קוגניציה ואינטראקציה חברתית בעכברים וחולדות

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

A Novel Experimental and Analytical Approach to the Multimodal Neural Decoding of Intent During Social Interaction in Freely-behaving Human Infants

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental paradigms and analysis tools have been limited to constrained laboratory tasks and contexts due to technical limitations imposed by the available set of measuring and analysis techniques and the age of the subjects. These limitations severely limit the study of developmental neural dynamics and associated neural networks engaged in cognition, perception and action in infants performing &#8220;in action and in context&#8221;. This protocol presents a novel approach to study infants and young children as they freely organize their own behavior, and its consequences in a complex, partly unpredictable and highly dynamic environment. The proposed methodology integrates synchronized high-density active scalp electroencephalography (EEG), inertial measurement units (IMUs), video recording and behavioral analysis to capture brain activity and movement non-invasively in freely-behaving infants. This setup allows for the study of neural network dynamics in the developing brain, in action and context, as these networks are recruited during goal-oriented, exploration and social interaction tasks.

This protocol presents a novel methodology for the neural decoding of intent from freely-behaving infants during unscripted social interaction with an actor. Neural activity is acquired using non-invasive high-density active scalp electroencephalography (EEG). Kinematic data is collected with inertial measurement units and supplemented with synchronized video recording.

גישה חדשנית ניסויית ואנליטית למולטימודליות עצביות פענוח כוונות במהלך אינטראקציה חברתית באופן חופשי על-מתנהג תינוקות אנושיים

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental ...

A Pressure Injection System for Investigating the Neuropharmacology of Information Processing in Awake Behaving Macaque Monkey Cortex

The top-down modulation of feed-forward cortical information processing is functionally important for many cognitive processes, including the modulation of sensory information processing by attention. However, little is known about which neurotransmitter systems are involved in such modulations. A practical way to address this question is to combine single-cell recording with local and temporary neuropharmacological manipulation in a suitable animal model. Here we demonstrate a technique combining acute single-cell recordings with the injection of neuropharmacological agents in the direct vicinity of the recording electrode. The video shows the preparation of the pressure injection/recording system, including preparation of the substance to be injected. We show a rhesus monkey performing a visual attention task and the procedure of single-unit recording with block-wise pharmacological manipulations.

Here, we show the pressure injection of neuropharmacological substances during single-cell recording in an awake, behaving macaque monkey. This procedure allows pharmacological manipulation in the direct vicinity of a cortical recording site.

מערכת הזרקה בלחץ לחקירת neuropharmacology של עיבוד מידע Awake מתנהג מקוק קוף Cortex

The top-down modulation of feed-forward cortical information processing is functionally important for many cognitive processes, including the modulation ...

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical neurons with two-photon microscopy has provided unique insights into cortical structure, function and plasticity. However, these studies are limited to head fixed animals, greatly reducing the behavioral complexity available for study. In this paper, we describe a procedure for performing chronic fluorescence microscopy with cellular-resolution across multiple cortical layers in freely behaving mice. We used an integrated miniaturized fluorescence microscope paired with an implanted prism probe to simultaneously visualize and record the calcium dynamics of hundreds of neurons across multiple layers of the somatosensory cortex as the mouse engaged in a novel object exploration task, over several days. This technique can be adapted to other brain regions in different animal species for other behavioral paradigms.

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

Here, we present a procedure for performing large-scale Ca2+ imaging with cellular-resolution across multiple cortical layers in freely moving mice. Hundreds of active cells can be observed simultaneously using a miniature, head-mounted microscope coupled with an implanted prism probe.

רב שכבתיים Ca קליפת המוח<sup&gt; 2+</sup&gt; הדמיה בחופשיות העברת עכברים עם בדיקות פריזמה מיקרוסקופית פלואורסצנטי מיניאטורי

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

חיבור אלחוטי, ממשק דו-כיווני ההקלטה In Vivo גירוי של פעילות עצבית להתנהג בחופשיות חולדות

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive decline, such as Alzheimer&#39;s disease (AD), have become a promising tool to elucidate the underlying mechanisms and promote the therapeutic advances. An important step is the validation and characterization of expected behavioral abnormality in the models, in the case of AD, cognitive decline. The long-term behavioral investigations of laboratory animals to study the effect of aging demand substantial efforts from researchers. The IntelliCage system is a high-throughput and cost-effective test battery for mice that eliminates the need for daily human handling. Here, we describe how the system is utilized in the long-term phenotyping of a genetic Alzheimer&#39;s disease model, specifically focusing on the cognitive functions. The experiment employs repeated battery of tests that assess spatial learning and executive functions. This cost-effective age-dependent phenotyping allows us to identify the transient and/or permanent effects of genes on various cognitive aspects.

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer&#039;s Disease, Using IntelliCage

This paper describes a protocol for cognitive assessments for genetic models of the Alzheimer&#39;s disease using the IntelliCage system, which is a high throughput automated behavioral monitoring system with operant conditioning.

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and human studies to investigate the cortical processing of nociceptive information. These laser-evoked brain potentials (LEPs) consist of several transient responses that are time-locked to the onset of laser stimuli. However, the functional properties of the LEP responses are still largely unknown, due to the lack of a sampling technique that can simultaneously record neural activities at the surface of the cortex (i.e., electrocorticogram [ECoG] and scalp electroencephalogram [scalp EEG]) and inside the brain (i.e., local field potential [LFP]). To address this issue, we present here an animal protocol using freely moving rats. This protocol is composed of three main procedures: (1) animal preparation and surgical procedures, (2) a simultaneous recording of ECoG and LFP in response to nociceptive laser stimuli, and (3) data analysis and feature extraction. Specifically, with the help of a 3D-printed protective shell, both ECoG and LFP electrodes implanted on the rat&#39;s skull were securely held together. During data collection, laser pulses were delivered on the rat&#39;s forepaws through gaps in the bottom of the chamber when the animal was in spontaneous stillness. Ongoing white noise was played to avoid the activation of the auditory system by the laser-generated ultrasounds. As a consequence, only nociceptive responses were selectively recorded. Using the standard analytical procedures (e.g., band-pass filtering, epoch extraction, and baseline correction) to extract stimulus-related brain responses, we obtained results showing that LEPs with a high signal-to-noise ratio were simultaneously recorded from ECoG and LFP electrodes. This methodology makes the simultaneous recording of ECoG and LFP activities possible, which provides a bridge of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, thereby facilitating the investigation of nociceptive information processing in the brain.

We developed a technique that simultaneously records both electrocorticography and local field potentials in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats. This technique helps establish a direct relationship of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, which facilitates the investigation of nociceptive information processing in the brain.

הקלטות סימולטני של פוטנציאל שדה מקומי קורטיקליים ו- Electrocorticograms בתגובה לגירויים לייזר Nociceptive לנוע בחופשיות חולדות

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...