Supported by APA to RJH, NHMRC program grant 400121 to SP, and NMHRC fellowship 1005050 to SP. CAR acknowledges the support of the ARC (FT0990628) and the DOWD fellowship scheme. The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health is supported by Victorian State Government infrastructure funds.

כל הניסויים על עכברים שאושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי החיים Florey המכון. 1. הגדרה לחיתוך פרוסות המוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון חיתוך המורכב מ( מ&quot;מ) 125 כולין-Cl, 2.5 KCl, 0.4 CaCl 2, 6 MgCl 2, 1.25 לאא 2 PO 4, 26 NaHCO 3, 20 D-גלוקוז רווי בגז carbogen (95% O 2 -5 (פתרון הקלטת aCSF)% CO 2) ונוזל השדרתי מלאכותי מורכב מ( מ&quot;מ) 125 NaCl, 2.5 KCl, 2 CaCl 2, 2 MgCl 2, 1.25 לאא 2 PO 4, 26 NaHCO 3, 10 D-גלוקוז, רווי ב carbogen. מניחים את פתרון החיתוך על קרח כדי לשמור אותו קר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקפיא כ 400 מיליליטר של פתרון החיתוך ומתמזג עם פתרון של חיתוך יצאה מן ההקפאה 100 מיליליטר ליצור slurry קרח. בועה עם carbogen (95% CO 2 -5% O 2) בזרימה של כ 0.5 ליטר / דקה דרך ג הקטןצינורות aliber או זכוכית sintered לייצר זרם קבוע אך עדין של בועות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן כוס 250 מיליליטר עם הוספת רשת הניילון העלתה על שפרוסות המוח תוצבנה. מלא עם aCSF כדי לכסות את הרשת בכ 2 סנטימטר ובועה עם carbogen, להבטיח כי הבועות לא ישירות לשבש את אזור הפרוסה מחזיקה. כמו כן, חשוב שאין בועות אוויר ברשת הניילון, כך שאם כל נוכחים להסיר אותם. זה יהיה התא מחזיק ונשמר ב RT (20 - 25 מעלות צלזיוס). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פריסת המכשירים לנתח כולל זוג מספריים גדול, מספריים קטנים, מריות מיקרו קטנות וגדולות, וזוגות גדולים והקטנים של מלקחיים ולצנן אותם על קרח. מניחים את גוש חיתוך רקמת vibratome על קרח בריבוע של רדיד אלומיניום. להשיג 2 חתיכות של 6 סנטימטר נייר מסנן, סכין גילוח קצה אחד, וכוס 25 מיליליטר מלא בתרחיף פתרון החיתוך גם כן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא מיכל שני עם קרח, ולהניח פיסת הרקמה פאפאה על הקרח ומניח את צלחת תרבות 12 סנטימטר על גבי. מלא את צלחת התרבות עם חיתוך קרח slurry פתרון ובועה עם carbogen. זה הוא המכל שבו נתיחת המוח עם להתבצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את vibratome. הסר סכין גילוח טרי פיפיות (להשתמש להב טרי בכל פעם) מהעטיפה ולרסס במים ולאחר מכן deionized 80% אתנול. חותך פיפטה העברה פלסטיק 3 מיליליטר בנקודה שבה מתחילה להתחדד. זה ישמש להעברת פרוסות מוח. בנד מחט G 27 בבסיס בכ -45 מעלות ולצרף למזרק 1 מיליליטר. זה ישמש כדי לתפעל פרוסות במהלך חיתוך. </li></ol> 2. חיתוך פרוסות המוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי עכבר (P16 - P18) עם 2% isoflurane או שיטה שאושרה באופן מקומי. בעקבות אינדוקציה, לערוף את החיה עם זוג מספריים גדול ושחרר את הראש לתוך צלחת תרבות 12 סנטימטרים המכילה תרחיף פתרון חיתוך בועות. התרחיף חייב לחלוטין לטבול את הראש לקירור מהיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזק את החזית של הראש עם יד אחת קילוף העור ורקמות חיבור קדימה לכיוון האף. בעזרת המספריים הקטנים לחתוך את רקמת החיבור לחשוף את הגולגולת הבסיסית. ואז להסיר את השרירים שמעל היבט גב של הגולגולת והצוואר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המוח מהגולגולת על ידי הבטחת הראשונה מול הגולגולת עם המלקחיים הגדולים ולאחר מכן לבצע שני חתכים לרוחב דרך העצם משני צדי הנקב הגדול באמצעות המספריים הקטנים (איור 1, קיצוצי שכותרת A1 ו- A2). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך קיצוץ נוסף בין העיניים (רק קדמית של גבחת) (איור 1, B שכותרתו לחתוך) אז לחתוך בזהירות לאורך תפר sagittal anteriorly ומשקפים את חלקי גולגולת חתך כדי לחשוף את המוח (איור 1, חתך C שכותרתו). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במרית הקטנה כדי לגרוף את המוח ומקום על צלחת תרבות. להיות מודע לקראןעצבי ial בהיבט הנחות של המוח שצריכים לקטוע, זה יכול להיעשות באמצעות מרית מיקרו בגודל קטנה יותר. מרית גדולה יותר באמצעות העברת המוח לכוס 25 מיליליטר מלא בתרחיף פתרון חיתוך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת האונה המוח לחיתוך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים פיסת נייר מסנן 6 סנטימטר אחד בתחתית צלחת תרבות טרי אז למלא עם slurry פתרון חיתוך הטרי ובועה. השתמש במרית הגדולה יותר למצב את המוח, צד הגחון למטה, על נייר הסינון. קח סכין גילוח קצה סינגל חדש וניקה וחתך את המוח כדי להסיר את המוח הקטן, ואז לעשות חתך לאורך קו אמצע כדי להפריד את המוח לשתי אונות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת בלוק רקמת vibratome. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח גוש רקמת vibratome המצונן, לייבש את פני השטח, ואת מקום טיפה של דבק cyanoacrylate באמצע ולהתפשט באופן שווה לגודל המשוער של המוח. השתמש במרית הקטנה כדי לתפעל אחדאונות מוח על מרית מיקרו הגדולה כל כך בצד המדיאלי של המוח הוא למטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגעת בקצה של המרית בממשק של המוח על פיסת נייר הסינון השנייה כדי להסיר כמה שיותר מהפתרון אפשרי. חלק את המוח מהמרית הגדולה יותר באמצעות המרית קטנה כדי להנחות אותו על הדבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את לחסום חיתוך לתוך תא vibratome ולמלא את החדר עם slurry פתרון חיתוך ובועה, הבטחת המוח הוא שקוע לחלוטין. סובב את בלוק החיתוך כך הצד הגחוני של המוח מול הלהב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך את המוח. הערה: כל vibratome הוא ייחודי כל כך לעקוב אחר הוראות היצרן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את העובי הפרוסה עד 450 מיקרומטר, ולהבטיח את הלהב רוטט כמו שהוא עובר דרך המוח במהירות של כ 0.3 מ&quot;מ / s. לחתוך לחלוטין דרך המוח מהצד הגחון אל פני השטח בקליפת המוח, זה יהיה לייצר פרוסות מוח כל sagittal שיכולים בדואר משמש לקלטות אלקטרו. פרוסות יופקו רוחבית למדיאלית ובדרך כלל 3 - ניתן לחתוך 4 פרוסות מכל חצי הכדור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הבסיס של מעליות הפרוסה להשתמש במחט G הכפופה 27 לעיתונות עדינה הפרוסה בחזרה למטה. ככל פרוסה היא לחתוך, להשתמש בפיפטה ההעברה כדי להעביר אותה אל הרציף בתא שבו הם מחזיק קיימא לעד 8 שעות. </li></ol></li></ol> 3. הקלטות אלקטרופיזיולוגיה תאית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכבה הפרוסה בחדר ההקלטה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות פיפטה ההעברה, למקם את פרוסת מוח לתא הקלטה שקועה perfused עם aCSF זורם 1 - 2 מיליליטר / דקה ומחומם ל- C ° 32. ACSF משמש להקלטות שונים מזו בתא מחזיק כריכוז Mg 2 + הוא עלה מ 2 מ&quot;מ עד 4 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את הפרוסה עם &quot;נבל&quot; (פלדת אל-חלד חצי עגולה עם גדילי ניילון נמתחו על פני 2 - מרווח של 3 מ&quot;מ). מקוםהנבל, כך שהגדילים במקביל לCA1. להגדיל את המהירות של זלוף ל8 - 10 מיליליטר / דקה ב 32 מעלות צלזיוס. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת מיקרוסקופ לנתח מקום האלקטרודה מגרה והאלקטרודה הקלטה (אלקטרודת זכוכית מלאה בפתרון הקלטת aCSF) על פני השטח של radiatum השכבה של CA1 (איור 2 א). מניחים את האלקטרודה מגרה ראשון ואז למקם את האלקטרודה ההקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעורר את שפר טחונות עם 120 - 150 מיקרו-אמפר משרעת ודופק 0.1 בדיקת משך msec ולבחון את צורת גל וכתוצאה משדה פוסט מעורר הסינפטי פוטנציאלי (fEPSP) כדי לקבוע בריאות פרוסה (איור 2). אלקטרודות המגרה והקלטה ייתכן שתהיינה הצורך עברו לפרוסה כ 50-100 מיקרומטר מפני השטח הפרוסה כדי לקבל fEPSP הקלטה עם מטח סיבים קטן ומשרעת גדולים. בטחונות שפר עוררו fEPSPs הן סטריאוטיפיים ולספק אינדיקציה טובה של בריאות פרוסה. Hפרוסות ealthy בדרך כלל להראות מטח סיבים לfEPSP יחס המשרעת של פחות מ -0.3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למקם מחדש את האלקטרודות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מיקרוסקופ לנתח, להעביר את האלקטרודה מגרה לאמצע אוריין השכבה ולהעביר את האלקטרודה ההקלטה לשכבת תאי הפירמידה הקרובה לאלקטרודה ההקלטה ככל האפשר כפי שמוצג באיור 3 א. אלקטרודות המגרה והקלטה ייתכן שתהיינה הצורך דחפו לתוך הפרוסה כ 50-100 מיקרומטר כך שמשרעת תגובת fEPSP ל120 - דופק בדיקת מיקרו-אמפר 150 היא כ 1 mV. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת תנודות γ. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי ליצור תנודות γ לעורר את הרקמה עם רכבת של 20 x 0.1 פולסים msec נמסרו ב 200 הרץ. גירוי tetanic זה יכול להניב תגובות לשחזור כאשר נמסרו כל 5 דקות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בפרמטרים הבאים ההקלטה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קנה מידה של הרווח של אות הפלט כדי להתאים את טווח מתח כניסה שלאנלוגי ממיר דיגיטלי ל. ודא שטיול אות מקסימאלי צפוי משתמש מינימום של 30% מטווח מתח כניסה. היזהר בעת קביעת רווחים גבוהים כאותות עשויים קליפ. רוחב הפס הטיפוסי הנדרש להקלטות שטח הוא הרץ 500 עם צימוד AC 0.1 הרץ להסיר להיסחף בסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבר דיגיטציה לפחות 4-5 פעמים מהר יותר מאשר תדירות פינת מסנן המעביר הנמוך, כדי למנוע aliasing אות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח נתונים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתונים לעבור סינון גבוה ב 5 הרץ כדי להסיר כל משמרות בסיס. לזהות קוצים באמצעות סף נגזר, עם מרחק מינימאלי של 10 אלפיות שנייה אירוע, זמן אירוע אופייני לשיא ומרווח נסיגה של 7 אלפיות, סף ~ 100 mV / msec, ועמק מפריד של 100%. לחשב השהיה כזמן שלוקח לספייק זוהה לראשונה להתרחש לאחר תום חפץ הגירוי. ניתוח זה מאפשר לאפיון של מספר הקוצים, חביון, מרווח בין אירוע, ומשך מחושב ככדלקמן: </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את מספר הקוצים כמספר הכולל של קוצים לתנודה עבור כל לטאטא נקבע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את זמן אחזור התנודה. לכל תנודה, להפחית את הזמן של ספייק זוהה לראשונה מסוף חפץ הגירוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את הרווח הממוצע בין האירוע (ISI). לקבוע את פרק הזמן בין קוצים מזוהים מרובים וממוצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את משך התנודה. מדוד את הזמן בין ספייק זוהה הראשון והאחרון בכל תנודה. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theta+rhythm+of+navigation:+link+between+path+integration+and+landmark+navigation,+episodic+and+semantic+memory.">Theta rhythm of navigation: link between path integration and landmark navigation, episodic and semantic memory.</a> Hippocampus. 15 (7), 827-840 (2005).</li><li>Vanderwolf, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+electrical+activity+and+voluntary+movement+in+the+rat.">Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 26 (4), 407-418 (1969).</li><li>Bartos, M., Vida, I., Jonas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+mechanisms+of+synchronized+gamma+oscillations+in+inhibitory+interneuron+networks.">Synaptic mechanisms of synchronized gamma oscillations in inhibitory interneuron networks.</a> Nat. Rev. Neurosci. 8 (1), 45-56 (2007).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Wang, X. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+gamma+oscillations.">Mechanisms of gamma oscillations.</a> Annu. Rev. Neurosci. 35, 203-225 (2012).</li><li>Kobayashi, K., 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=Cortical+contribution+to+scalp+EEG+gamma+rhythms+associated+with+epileptic+spasms.">Cortical contribution to scalp EEG gamma rhythms associated with epileptic spasms.</a> Brain Dev. 35 (8), 762-770 (2013).</li><li>Andreou, C., 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=Increased+Resting-State+Gamma-Band+Connectivity+in+First-Episode+Schizophrenia.">Increased Resting-State Gamma-Band Connectivity in First-Episode Schizophrenia.</a> Schizophr Bull. , (2014).</li><li>Alarcon, G., Binnie, C. D., Elwes, R. D., Polkey, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+spectrum+and+intracranial+EEG+patterns+at+seizure+onset+in+partial+epilepsy.">Power spectrum and intracranial EEG patterns at seizure onset in partial epilepsy.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 94 (5), 326-337 (1995).</li><li>Fisher, R. S., Webber, W. R., Lesser, R. P., Arroyo, S., Uematsu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+EEG+activity+at+the+start+of+seizures.">High-frequency EEG activity at the start of seizures.</a> J. Clin. Neurophysiol. 9 (3), 441-448 (1992).</li><li>Kwan, P., Brodie, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+identification+of+refractory+epilepsy.">Early identification of refractory epilepsy.</a> N. Engl. J. Med. 342 (5), 314-319 (2000).</li><li>Traub, R. D., Kopell, N., Bibbig, A., Buhl, E. H., LeBeau, F. E., Whittington, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+junctions+between+interneuron+dendrites+can+enhance+synchrony+of+gamma+oscillations+in+distributed+networks.">Gap junctions between interneuron dendrites can enhance synchrony of gamma oscillations in distributed networks.</a> J. Neurosci. 21 (23), 9478-9486 (2001).</li><li>Traub, R. D., Whittington, M. A., Buhl, E. H., Jefferys, J. G., Faulkner, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+mechanism+of+the+gamma+--&gt;+beta+frequency+shift+in+neuronal+oscillations+induced+in+rat+hippocampal+slices+by+tetanic+stimulation.">On the mechanism of the gamma --&gt; beta frequency shift in neuronal oscillations induced in rat hippocampal slices by tetanic stimulation.</a> J. Neurosci. 19 (3), 1088-1105 (1999).</li><li>Whittington, M. A., Stanford, I. M., Colling, S. B., Jefferys, J. G., Traub, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+patterns+of+gamma+frequency+oscillations+tetanically+induced+in+the+rat+hippocampal+slice.">Spatiotemporal patterns of gamma frequency oscillations tetanically induced in the rat hippocampal slice.</a> J. Physiol. 502 (3), 591-607 (1997).</li><li>Avoli, M., Panuccio, G., Herrington, R., D&#8217;Antuono, M., de Guzman, P., L&#233;vesque, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+different+interictal+spike+patterns+anticipate+ictal+activity+in+vitro.">Two different interictal spike patterns anticipate ictal activity in vitro.</a> Neurobiol. Dis. 52, 168-176 (2013).</li><li>Boido, D., Jesuthasan, N., de Curtis, M., Uva, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+Dynamics+During+the+Progression+of+Seizure-Like+Events+in+the+Hippocampal-Parahippocampal+Regions.">Network Dynamics During the Progression of Seizure-Like Events in the Hippocampal-Parahippocampal Regions.</a> Cereb Cortex. 24 (1), 162-173 (2014).</li><li>Gloveli, T., Albrecht, D., Heinemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+low+Mg2++induced+epileptiform+activity+in+rat+hippocampal+and+entorhinal+cortex+slices+during+adolescence.">Properties of low Mg2+ induced epileptiform activity in rat hippocampal and entorhinal cortex slices during adolescence.</a> Brain Res. Dev. Brain Res. 87 (2), 145-152 (1995).</li><li>McLeod, F., Ganley, R., Williams, L., Selfridge, J., Bird, A., Cobb, 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=Reduced+seizure+threshold+and+altered+network+oscillatory+properties+in+a+mouse+model+of+Rett+syndrome.">Reduced seizure threshold and altered network oscillatory properties in a mouse model of Rett syndrome.</a> Neuroscience. 231, 195-205 (2013).</li><li>Bracci, E., Vreugdenhil, M., Hack, S. P., Jefferys, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+synchronizing+mechanisms+of+tetanically+induced+hippocampal+oscillations.">On the synchronizing mechanisms of tetanically induced hippocampal oscillations.</a> J. Neurosci. 19 (18), 8104-8113 (1999).</li><li>Main, M. J., Cryan, J. E., Dupere, J. R., Cox, B., Clare, J. J., Burbidge, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+KCNQ2/3+potassium+channels+by+the+novel+anticonvulsant+retigabine.">Modulation of KCNQ2/3 potassium channels by the novel anticonvulsant retigabine.</a> Mol. Pharmacol. 58 (2), 253-262 (2000).</li><li>Wickenden, A. D., Yu, W., Zou, A., Jegla, T., Wagoner, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retigabine,+a+novel+anti-convulsant,+enhances+activation+of+KCNQ2/Q3+potassium+channels.">Retigabine, a novel anti-convulsant, enhances activation of KCNQ2/Q3 potassium channels.</a> Mol. Pharmacol. 58 (3), 591-600 (2000).</li><li>Otto, J. F., Kimball, M. M., Wilcox, K. S. <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+the+anticonvulsant+retigabine+on+cultured+cortical+neurons:+changes+in+electroresponsive+properties+and+synaptic+transmission.">Effects of the anticonvulsant retigabine on cultured cortical neurons: changes in electroresponsive properties and synaptic transmission.</a> Mol. Pharmacol. 61 (4), 921-927 (2002).</li><li>Pomper, J. K., Graulich, J., Kovacs, R., Hoffmann, U., Gabriel, S., Heinemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+oxygen+tension+leads+to+acute+cell+death+in+organotypic+hippocampal+slice+cultures.">High oxygen tension leads to acute cell death in organotypic hippocampal slice cultures.</a> Brain Res. Dev. Brain Res. 126 (1), 109-116 (2001).</li><li>Hatch, R. J., Reid, C. A., Petrou, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+in+vitro+CA1+network+activity+in+a+sodium+channel+&#946;1(C121W)+subunit+model+of+genetic+epilepsy.">Enhanced in vitro CA1 network activity in a sodium channel &#946;1(C121W) subunit model of genetic epilepsy.</a> Epilepsia. 55 (4), 601-608 (2014).</li><li>Lord, L. -. D., Expert, P., Huckins, J. F., Turkheimer, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+energy+metabolism+and+the+brain/'s+functional+network+architecture:+an+integrative+review.">Cerebral energy metabolism and the brain/'s functional network architecture: an integrative review.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 33 (9), 1347-1354 (2013).</li><li>H&#225;jos, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintaining+network+activity+in+submerged+hippocampal+slices:+importance+of+oxygen+supply.">Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply.</a> Eur. J. Neurosci. 29 (2), 319-327 (2009).</li><li>H&#225;jos, N., Mody, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+a+physiological+environment+for+visualized+in+vitro+brain+slice+recordings+by+increasing+oxygen+supply+and+modifying+aCSF+content.">Establishing a physiological environment for visualized in vitro brain slice recordings by increasing oxygen supply and modifying aCSF content.</a> J. Neurosci. Methods. 183 (2), 107-113 (2009).</li><li>Boido, D., Jesuthasan, N., de Curtis, M., Uva, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+Dynamics+During+the+Progression+of+Seizure-Like+Events+in+the+Hippocampal-Parahippocampal+Regions.">Network Dynamics During the Progression of Seizure-Like Events in the Hippocampal-Parahippocampal Regions.</a> Cereb Cortex. 24 (1), 163-173 (2012).</li><li>Antuono, M., K&#246;hling, R., Ricalzone, S., Gotman, J., Biagini, G., Avoli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antiepileptic+drugs+abolish+ictal+but+not+interictal+epileptiform+discharges+in+vitro.">Antiepileptic drugs abolish ictal but not interictal epileptiform discharges in vitro.</a> Epilepsia. 51 (3), 423-431 (2010).</li><li>Stenkamp, K., 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=Enhanced+temporal+stability+of+cholinergic+hippocampal+gamma+oscillations+following+respiratory+alkalosis+in+vitro.">Enhanced temporal stability of cholinergic hippocampal gamma oscillations following respiratory alkalosis in vitro.</a> J. Neurophysiol. 85 (5), 2063-2069 (2001).</li></ol>

יש המחברים אין לחשוף.

שיטה חזקה כדי ליצור תנודות γ CA1 בפרוסות מוח חריפות מתוארת. התנודות שנוצרו נובעות ממעגל מקומי מאפשר הזדמנות טובה יותר לשליטה והבנת בסיס neurophysiological של תנודות רשת 12. כל ערוצי 2 + קולטני AMPA, קולטני GABA, אני שעות ו- T-הסוג Ca נדרשים לתנודות γ במודל זה. בעוד תנודו...

תנודות רשת המוח מתרחשות בתוך תחומי תדרים שונים שתואמים למדינות התנהגותיות. במכרסמים, תנודות בהיפוקמפוס θ (5 - 10 הרץ) הם נצפו בהתנהגויות גישוש 1,2, תוך תנודות γ - עמית (20 80 הרץ) עם תהליכים קוגניטיביים שונים, כוללים תפיסה ותשומת לב 3,4. פעילות רשת γ סינכרוני גם מעורבת בפתולוגיה של הפרעות כגון 5,6 אפילפסיה וסכיזופרניה. לדוגמא, תנודות γ הם חשבו מתאימות לאזורים של מוקדי אפילפסיה קליפת המוח 5,7,8 ויכולות לשמש כסמנים של pharmacosensitivity או התנגדות, שני תחומים חשובים של חקירה באפילפסיה מחקר 9. פרוסת המוח בהיפוקמפוס היא מודל שכבר בשימוש נרחב כדי לחקור את פעילות רשת 10-12. פרוטוקולים שונים פותחו כדי ליצור תנודות γ בפרוסות מוח, כי בדרך כלל אניאפנון תרופתי nvolve כגון Mg 2 + הנמוך, 4-aminopyridine (4AP), bicuculline, וחומצת kainic 12-17. חסרונות של תנודות מופעלות פרמקולוגית הם שהם מתרחשים באופן אקראי לאחר יישום סמים ולא אמין שנוצרו או יציב לאורך זמן. חשמלי מופעל תנודות γ להתגבר רבות של בעיות אלה וגם יש את היתרון של להיות נעול באופן זמני לאירוע המעורר המאפשר הקלטה וניתוח אפיזודי. הנה פרוטוקול מתואר ליצירת תנודות γ CA1 ידי מתן גירוי tetanic לאוריין השכבה בפרוסה בהיפוקמפוס.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4-(N-Ethyl-N-phenylamino)-1,2- dimethyl-6-(methylamino) pyrimidinium chloride (ZD7288)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z3777</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biuculline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>14340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-cyano-7-nitroquinoxa- line-2,3-dione (CNQX)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>266965</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbamazepine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C4024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(2R)-amino-5-phosphonopentano-ate (APV)</td>
			<td>Tocris Bioscience</td>
			<td>0105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retigabine</td>
			<td>ChemPacific</td>
			<td>150812-12-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Choline-Cl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C1879-5KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P9333-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S9638-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S6297-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S7653-5KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G8270-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2.2H2O</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>223506-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2.6H2O</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M2670-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode glass</td>
			<td>Harvard Apparatus&#160;</td>
			<td>GC150F-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Concentric bipolar stimulating metal electrode&#160;</td>
			<td>FHC</td>
			<td>CBBPF75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Isolator</td>
			<td>Getting Instruments</td>
			<td>Model BJN8-9V1&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Model 1800 amplifier</td>
			<td>A-M systems</td>
			<td>Model 1800 amplifier</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitizer</td>
			<td>National Intruments</td>
			<td>NI USB-6211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibrotome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>VT1200s</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of local ca1 &#947; oscillations by tetanic stimulation

תנודות רשת עצביות הן תכונות חשובות של פעילות מוח בבריאות ובמחלה ויכולות להיות מווסתת על ידי מגוון רחב של תרופות בשימוש קלינית. פרוטוקול מסופק ליצור מודל לחקר תנודות γ CA1 (20 - 80 הרץ). תנודות γ אלה הן יציבים לפחות 30 דק &#39;ותלויים בפעילות הסינפטית מעוררת ומעכבת בנוסף להפעלה של זרמי קוצב לב. יש תנודות מגורה Tetanically מספר המאפיינים לשחזור בקלות ובכימות כוללים ספירת ספייק, משך תנודה, חביון ותדירות שתדווחנה על מצב הרשת. היתרונות של תנודות גירוי חשמלי כוללים יציבות, שחזור ורכישת אפיזודי המאפשרים אפיון חזק של פונקצית רשת. מודל זה של תנודות γ CA1 יכול לשמש כדי לחקור מנגנונים תאיים ולחקור באופן שיטתי כיצד עצבי רשת פעילות משתנה במחלה ועל ידי תרופות.פרמקולוגיה מדינת מחלה ניתן לשלב בקלות על ידי השימוש בפרוסות מוח ממודלים של בעלי חיים מהונדסים גנטי או התערבותית כדי לאפשר בחירה של תרופות שמתמקדות מנגנוני מחלה.

גירוי Tetanic של אוריין השכבה שנוצר תנודות γ חזקות ושחזור (35.4 ± 2.2 הרץ), ראה איור 3. על מנת להוכיח כי התנודות נוצרו בתוך רשת CA1 המקומית התשומות מCA3 נותקו על ידי החיתוך הפרוסה באזור Ca 2 באמצעות מחט G 32 כפופה. מאפייני התנודה בפרוסות לחתוך לא היו שונים מהפרוסות חתוכות (p = ...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of Local CA1 Î³ Oscillations by Tetanic Stimulation at JoVE.com

Generation of Local CA1 &amp;#947; Oscillations by Tetanic Stimulation

תנודות הן מאפייני רשת בסיסיים והם מווסתים על ידי מחלה ותרופות. לומד תנודות המוח פרוסה מאפשר אפיון של רשתות מבודדות בתנאים מבוקרים. פרוטוקולים ניתנים להכנת פרוסות מוח חריפות ללעורר תנודות γ CA1.

דור של תנודות γ CA1 מקומיות על ידי גירוי Tetanic

Neuronal network oscillations are important features of brain activity in health and disease and can be modulated by a range of clinically used drugs. A ...

generation-of-local-ca1-oscillations-by-tetanic-stimulation

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Generation of Local CA1 &#947; Oscillations by Tetanic Stimulation

9.0K Views.  University of Melbourne.  תנודות הן מאפייני רשת בסיסיים והם מווסתים על ידי מחלה ותרופות. לומד תנודות המוח פרוסה מאפשר אפיון של רשתות מבודדות בתנאים מבוקרים. פרוטוקולים ניתנים להכנת פרוסות מוח חריפות ללעורר תנודות γ CA1. 

Video: Generation of Local CA1 &#947; Oscillations by Tetanic Stimulation

A Novel Approach for Documenting Phosphenes Induced by Transcranial Magnetic Stimulation

Stimulation of the human visual cortex produces a transient perception of light, known as a phosphene. Phosphenes are induced by invasive electrical stimulation of the occipital cortex, but also by non-invasive Transcranial Magnetic Stimulation (TMS)1 of the same cortical regions. The intensity at which a phosphene is induced (phosphene threshold) is a well established measure of visual cortical excitability and is used to study cortico-cortical interactions, functional organization 2, susceptibility to pathology 3,4 and visual processing 5-7. Phosphenes are typically defined by three characteristics: they are observed in the visual hemifield contralateral to stimulation; they are induced when the subject s eyes are open or closed, and their spatial location changes with the direction of gaze 2. Various methods have been used to document phosphenes, but a standardized methodology is lacking. We demonstrate a reliable procedure to obtain phosphene threshold values and introduce a novel system for the documentation and analysis of phosphenes. We developed the Laser Tracking and Painting system (LTaP), a low cost, easily built and operated system that records the location and size of perceived phosphenes in real-time. The LTaP system provides a stable and customizable environment for quantification and analysis of phosphenes.

Phosphenes are transient percepts of light that can be induced by applying Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to visually sensitive regions of cortex. We demonstrate a standard protocol for determining the phosphene threshold value and introduce a novel method for quantifying and analyzing perceived phosphenes.

גישה חדשנית עבור תיעוד Phosphenes מושרה על ידי גירוי מגנטי Transcranial

Stimulation of the human visual cortex produces a transient perception of light, known as a phosphene. Phosphenes are induced by invasive electrical ...

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS display abnormalities in the expression of FMR1 - a protein required for typical, healthy neural development.3 Recent data has suggested that the loss of this protein can cause the cortex to be hyperexcitable thereby affecting overall patterns of neural plasticity.4,5
In addition, Fragile X shows a strong comorbidity with autism: in fact, 30% of children with FXS are diagnosed with autism, and 2 - 5% of autistic children suffer from FXS.6
Transcranial Magnetic Stimulation (a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses 7,8) represents a unique method of exploring plasticity and the manifestations of FXS within affected individuals. More specifically, Theta-Burst Stimulation (TBS), a specific stimulatory protocol shown to modulate cortical plasticity for a duration up to 30 minutes after stimulation cessation in healthy populations, has already proven an efficacious tool in the exploration of abnormal plasticity.9,10 
Recent studies have shown the effects of TBS last considerably longer in individuals on the autistic spectrum - up to 90 minutes.11 This extended effect-duration suggests an underlying abnormality in the brain's natural plasticity state in autistic individuals - similar to the hyperexcitability induced by Fragile X Syndrome.
In this experiment, utilizing single-pulse motor-evoked potentials (MEPs) as our benchmark, we will explore the effects of both intermittent and continuous TBS on cortical plasticity in individuals suffering from FXS and individuals on the Autistic Spectrum.

In this article, we examine the effects of Theta-Burst TMS stimulation on cortical plasticity in individuals suffering from Fragile X syndrome and individuals on the autistic spectrum.

TMS: שימוש בפרוטוקול תטא-Burst לחקור Mechasnism של פלסטיות של אנשים עם תסמונת X שביר אוטיזם ו

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

התקן TMS NeuroStar: ניהול ה-FDA פרוטוקול מאושר לטיפול דיכאון

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific frequency and in turn modulate ongoing cortical oscillatory activity. This neurotool allows the establishment of a causal link between endogenous oscillatory activity and behavior. Most of the tACS studies have shown online effects of tACS. However, little is known about the underlying action mechanisms of this technique because of the AC-induced artifacts on Electroencephalography (EEG) signals. Here we show a unique approach to investigate online physiological frequency-specific effects of tACS of the primary motor cortex (M1) by using single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to probe cortical excitability changes. In our setup, the TMS coil is placed over the tACS electrode while Motor Evoked Potentials (MEPs) are collected to test the effects of the ongoing M1-tACS. So far, this approach has mainly been used to study the visual and motor systems. However, the current tACS-TMS setup can pave the way for future investigations of cognitive functions. Therefore, we provide a step-by-step manual and video guidelines for the procedure.

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) allows the modulation of cortical excitability in a frequency-specific fashion. Here we show a unique approach which combines online tACS with single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) in order to "probe" cortical excitability by means of Motor Evoked Potentials.

ההשפעות של גירוי זרם חילופין טראנס על קליפת המוח המוטורית הראשי על-ידי גישה משולבת מקוון עם גירוי מגנטי טראנס

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Ocular Kinematics Measured by In Vitro Stimulation of the Cranial Nerves in the Turtle

After animals are euthanized, their tissues begin to die. Turtles offer an advantage because of a longer survival time of their tissues, especially when compared to warm-blooded vertebrates. Because of this, in vitro experiments in turtles can be performed for extended periods of time to investigate the neural signals and control of their target actions. Using an isolated head preparation, we measured the kinematics of eye movements in turtles, and their modulation by electrical signals carried by cranial nerves. After the brain was removed from the skull, leaving the cranial nerves intact, the dissected head was placed in a gimbal to calibrate eye movements. Glass electrodes were attached to cranial nerves (oculomotor, trochlear, and abducens) and stimulated with currents to evoke eye movements. We monitored eye movements with an infrared video tracking system and quantified rotations of the eyes. Current pulses with a range of amplitudes, frequencies, and train durations were used to observe effects on responses. Because the preparation is separated from the brain, the efferent pathway going to muscle targets can be examined in isolation to investigate neural signaling in the absence of centrally processed sensory information.

Ocular Kinematics Measured by In Vitro Stimulation of the Cranial Nerves in the Turtle

This protocol describes how to use an in vitro isolated turtle head preparation to measure the kinematics of their eye movements. After removal of the brain from the cranium, cranial nerves can be stimulated with currents to quantify rotations of the eye and changes in pupil sizes.

קינמטיקה עינית נמדדת במבחנה גירוי עצבי של הצב

After animals are euthanized, their tissues begin to die. Turtles offer an advantage because of a longer survival time of their tissues, especially when ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

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

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

Optogenetic Entrainment התנודות תטא בהיפוקמפוס ב מתנהג עכברים

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

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

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

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

הקלטה במרחב מוגבל תנודות בהיפוקמפוס מתנהגים באופן עכברים

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

Dissection of Local Ca2+ Signals in Cultured Cells by Membrane-targeted Ca2+ Indicators

Calcium ion (Ca2+) is a universal intracellular messenger molecule that drives multiple signaling pathways, leading to diverse biological outputs. The coordination of two Ca2+ signal sources&#8212;&#8220;Ca2+ influx&#8221; from outside the cell and &#8220;Ca2+ release&#8221; from the intracellular Ca2+ store endoplasmic reticulum (ER)&#8212;is considered to underlie the diverse spatio-temporal patterns of Ca2+ signals that cause multiple biological functions in cells. The purpose of this protocol is to describe a new Ca2+ imaging method that enables monitoring of the very moment of &#8220;Ca2+ influx&#8221; and &#8220;Ca2+ release&#8221;. OER-GCaMP6f is a genetically encoded Ca2+ indicator (GECI) comprising GCaMP6f, which is targeted to the ER outer membrane. OER-GCaMP6f can monitor Ca2+ release at a higher temporal resolution than conventional GCaMP6f. Combined with plasma membrane-targeted GECIs, the spatio-temporal Ca2+ signal pattern can be described at a subcellular resolution. The subcellular-targeted Ca2+ indicators described here are, in principle, available for all cell types, even for the in vivo imaging of Caenorhabditis elegans neurons. In this protocol, we introduce Ca2+ imaging in cells from cell lines, neurons, and glial cells in dissociated primary cultures, and describe the preparation of frozen stock of rat cortical neurons.

Dissection of Local Ca2+ Signals in Cultured Cells by Membrane-targeted Ca2+ Indicators

Here we present a protocol for Ca2+ imaging in neurons and glial cells, which enables the dissection of Ca2+ signals at subcellular resolution. This process is applicable to all cell types that allow the expression of genetically encoded Ca2+ indicators.

דיסקציה של Ca מקומי2 + אותות בתאים בתרבית על ידי קרום, ממוקדות Ca2 + אינדיקטורים

Calcium ion (Ca2+) is a universal intracellular messenger molecule that drives multiple signaling pathways, leading to diverse biological outputs. The ...

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the longitudinal interlamellar CA1-CA1 network. Recently however, an associational connection between CA1-CA1 pyramidal neurons has been shown. Therefore, there is the need to investigate whether the longitudinal interlamellar CA1-CA1 network of the hippocampus supports synaptic plasticity.
We designed a protocol to investigate the presence or absence of long-term synaptic plasticity in the interlamellar hippocampal CA1 network using electrophysiological field recordings both in vivo and in vitro. For in vivo extracellular field recordings, the recording and stimulation electrodes were placed in a septal-temporal axis of the dorsal hippocampus at a longitudinal angle, to evoke field excitatory postsynaptic potentials. For in vitro extracellular field recordings, hippocampal longitudinal slices were cut parallel to the septal-temporal plane. Recording and stimulation electrodes were placed in the stratum oriens (S.O) and the stratum radiatum (S.R) of the hippocampus along the longitudinal axis. This enabled us to investigate the directional and layer specificity of evoked excitatory postsynaptic potentials. Already established protocols were used to induce long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD) both in vivo and in vitro. Our results demonstrated that the longitudinal interlamellar CA1 network supports N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-dependent long-term potentiation (LTP) with no directional or layer specificity. The interlamellar network, however, in contrast to the transverse lamellar network, did not present with any significant long-term depression (LTD).

We used recording and stimulation electrodes in longitudinal hippocampal brain slices and longitudinally positioned recording and stimulation electrodes in the dorsal hippocampus in vivo to evoke extracellular postsynaptic potentials and demonstrate long-term synaptic plasticity along the longitudinal interlamellar CA1.