Name: recording synaptic plasticity in acute hippocampal slices maintained in a small-volume recycling-, perfusion-, and submersion-type chamber system
Uploaded: 2018-01-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 51 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System at JoVE.com

트 면 실시, 분석, 실험을 설계 하 고 원고를 썼다. D.X. 및 C.P. 그림 준비에서 원조 하 고 실험을 실시. 이 작품은 NSFC (31320103906)에 의해 지원 되었다 결핵을 111 프로젝트 (B16013)

동물 동물 보호의 설립된 기준 및 뇌 과학 연구소 및 상태 키 실험실의 의학 신경 생물학의 복 단 대학, 상해, 중국의 절차에 따라 유지 되었다.
1. 솔루션 준비
주: 자료의 테이블을 참조 하십시오.
<ol>
	<li>조각화 버퍼 (수정된 Gey 솔루션) 준비: 92 m m NaCl, 2.5 m m KCl, 1.25 m m NaH2포4, 30 mM NaHCO3, 25 mM 포도 당, 20 mM HEPES, 3mm 나+-pyruvate, 10mm MgSO4및 0.5 m m CaCl2.</li>
	<li>Carbogenation 없이 1 M NaOH를 사용 하 여 7.6에 pH를 조정 합니다.</li>
	<li>4 ° c.에 버퍼 저장 참고: 적정 흐린 액체를 명확히. osmolality 305-310 mOsm입니다. Carbogen21 5% 이산화탄소와 95% 산소를 포함합니다.</li>
	<li>실제의 최종 조성 주는 중 탄산염과 포도 당을 포함 하지 않는 실제의 재고 솔루션 x 10를 diluting 하 여 준비: 124 mM NaCl, 2.5 m m KCl, 2.5 m m CaCl2, 2 mM MgCl2및 1.25 m m KH2포4.</li>
	<li>중 탄산염 및 10 mM 포도 당 및 26 m m NaHCO3에 도달 하는 포도 추가 합니다.</li>
	<li>Carbogenate NaHCO3를 추가한 후 즉시 차단 엔드와 천공된 실리콘 튜브를 통해 실제.</li>
	<li>Carbogenating (pH 7.3-7.4) 동안 pH를 측정 합니다. 참고: 버퍼 용량 NaHCO3의 금액을 변경 하 여 약간 조정할 수 있습니다. 결과 pH 온도 의존 하는 때문에, 그것은 작동 온도 (예, 30 ° C)에서 carbogenating 동안 결과 pH를 확인 하는 데 필요한.</li>
</ol>
2입니다. 급성 Hippocampal 조각의 준비
주: 자료의 테이블을 참조 하십시오.
<ol>
	<li>급성 뇌 조각에 대 한 보육 챔버를 슬라이스 잡고 메쉬 장소, 실제, 및 carbogenate (4-6 L/h) 적어도 30 분22 28-30 ° c.에 대 한 챔버를 채우기</li>
	<li>2-4 ° c.까지 수술 도구 쿨</li>
	<li>감기와 carbogenated 버퍼 (2-4 ° C), 유지 하는 vibratome 근처 얼음/물 혼합물을 깔 끔 히 가득 유리 비 커를 놓습니다.</li>
	<li>각 막 반사 (30-50 s) 사라질 때까지 쥐 또는 쥐를 anesthetize 2 L 유리 용기 또는 50 mL 튜브에 12.5 µ L에 500 µ L를 취하여 isoflurane를 사용 하 여.</li>
	<li>설명 및 매 티 스 외 의 간행물에 자세히 시각화 방법을 사용 하 여 뇌를 분리 (2011 년) 23 , Yuanxiang 외. (2014) 24.</li>
	<li>2-4 ° c 뇌 소 뇌를 해 부하 고 반구를 분리 하기 전에 (적어도 2 분)에 대 한 차가운 조각화 버퍼에 멋진.</li>
	<li>차가운 수술 블레이드를 사용 하 여 그림 1C 는 복 부와 해 마의 중간 부분에서 가로 분할 영역을 각 반구25 의 등 쪽 가장자리를 따라 70 ° 각도로 지 피 조각 해 부 그리고 E.</li>
	<li>감기 치과 시멘트 주걱으로 짧게 만든된 표면 (1-2 s) 건조 필터 종이의 조각에 반구를 전송.</li>
	<li>갓 잘라 표면 두 반구 빠른 연기 접착제 접착제;를 사용 하 여 차가운 조각화 플랫폼에 탑재 반구 면 면도날 (그림 1D)의 꼬리 끝을 있다.</li>
	<li>vibratome의 냉각 챔버도 조각화 플랫폼을 놓고 조각화 버퍼 (2-4 ° C)와 그 챔버를 입력 합니다. Carbogenate 구멍된 실리콘 튜브를 사용 하 여입니다.</li>
	<li>적절 한 vibratome 설정을 사용 하 여 350 µ m 조각 잘라 (예를 들어, 블레이드 앞으로 속도: 1.2 m m/s, 블레이드 진폭: 1mm).</li>
	<li>분리는 subiculum를 사용 하 여 두 개의 주입 뉼 entorhinal 외피가 hippocampal 형성 (&#62; 28 G)가 위로.</li>
	<li>파스퇴르 피 펫을 사용 하 여 이전 준비 보육 상공의 슬라이스 잡고 메쉬에서 거품을 제거 합니다.</li>
	<li>인큐베이션 챔버의 메쉬에 조각화 플랫폼에서 지층 pyramidale에서 몇 가지 투명도 있는 분할 영역을 전송 합니다. 모든 폴딩, 스트레칭, 중복, 및 큰 입 파스퇴르 피 펫으로 실제와 슬라이스를 발음에 의해 부동 하지 마십시오. 참고: 모든 절차 (단계 2.5-2.14) 5-10 분; 걸릴 수 있습니다. 따라서, 그것은 4 ° c.에 그것을 유지 하는 시간이 지남에 따라 버퍼 솔루션의 온도 확인 하는 것이 중요</li>
	<li>보육 실에서 적어도 1.5-2 h 30 ° C에서 슬라이스를 품 어 고 carbogen 4-6 L/h에서 제공 합니다. 참고: 버퍼는 인큐베이터에 순환 하지만 부동에서 슬라이스를 방지 carbogen의 유량을 조정 합니다.</li>
</ol>
3. 수정은 실제에 대 한 Carbogenation의 작은 저수지의 재활용
<ol>
	<li>재활용 시스템 (그림 2B)의 유출에 3 방향 튜브 커넥터를 추가 합니다.</li>
	<li>Carbogen 공급 튜브 3 방향 튜브 커넥터의 가운데 팔을 연결 하 고 공기 흐름 미터 (3-4 L/h,D 그림 2및 그림 4C) 유량을 조절.</li>
	<li>재활용 시스템의 유입에 두 번째 3-방향 튜브 커넥터를 추가 합니다. 중간 팔 (로우-패스 필터; 저수지에서 유입 튜브를 인라인 히터, 얇은 실리콘 튜브 (10 ㎝ 길이), 상 완 및 더 낮은 팔을 직면 하는 튜브를 연결 그림 4 C)입니다.</li>
	<li>얇은 실리콘 튜브 튜브 압착 기 장소 (OD: 2mm) 튜브 연동 펌프에 의해 생성 된 조각 챔버에 실제의 맥의 최소한은 한 위치에서. 참고: 유출-carbogenation (유출-수화물.) 수정 실제 저수지, 재활용 율, 실제의 볼륨을 carbogenation 레벨의 감도 감소 시키고 상대 튜브 작은 실제 저수지 내 위치 (&#60; 50 mL; 그림 3)입니다. 로우-패스 필터에 관한 얇은 실리콘 튜브에 공기의 일정 금액의 실제 흐름; 맥 동 감소 따라서, 튜브 공기도 주로 가득 한다.</li>
</ol>
4입니다.침수 슬라이스 챔버에 시 냅 스의 응답을 기록
주: 자료의 테이블을 참조 하십시오.
<ol>
	<li>미리 따뜻한 물 목욕 약 28-30 ° c (이것은 녹음 실에서 거품 형성 방지)에서 실제 솔루션.</li>
	<li>재활용 시스템 (4-5 mL/min)를 시작 하 고 적어도 1 시간을 위한 시스템을 equilibrate 하 인라인 히터를 활성화.</li>
	<li>렌즈 종이 나일론 메쉬 (그림 4) 몇 분 동안 침수 슬라이스 챔버에 U 자 모양의 백 금 철사에 고정을 청소의 작은 조각을 presoak합니다</li>
	<li>U 자 모양의 백 금 철사를 제거 합니다.</li>
	<li>재활용 전환 하 고 종이 청소 하는 렌즈에 슬라이스를 놓습니다.</li>
	<li>즉시 조각 위에 슬라이스 잡고 메쉬, 스위치는 펌프를 놓고 슬라이스는 실제 목적은 찍기에 없이 30 분 동안 equilibrate 하자.</li>
	<li>실제와 붕 micropipette (즉, 녹음 전극)를 작성 (저항 팁: 1-2 m ω, 1/3 실제 가득) 피 펫 홀더에 탑재.</li>
	<li>NaHCO3 솔루션으로 그것을 배치 하 여 금속 자극 전극의 절연 제를 확인 (&#62; 40 mM). DC 전압 발생기의 부정 극 전극 연결 (1-2 V, 긍정 극: 은색 또는 백 금 선), 해 부 현미경 아래 끝에 거품의 형성을 관찰 하 고 (&#62; 60 배 확대).</li>
	<li>조작 홀더에서 테스트 에폭시 절연 텅스텐 자극 전극을 놓고 슬라이스 챔버에 전선 참조.</li>
	<li>두 번째 참조 전극 챔버를 추가 하 고 기록 전극(그림 4)의 headstage의 참조 소켓에 연결.</li>
	<li>앰프 제어 소프트웨어에서 "제로 클램프 모드" 상자에서 클릭 하 고 "출력 이득 목록" 상자를 두 번 클릭 하 여 진행 합니다. 이득 선택 "100 년"의 "높은 통과 필터 목록 상자 (베셀)"를 두 번 클릭 "0.1 Hz,"를 선택 하 고 "3로"를 선택 하는 "낮은 패스 필터 목록 상자 (AC)"를 두 번 클릭</li>
	<li>클릭 기록 소프트웨어에는에 "취득 | 프로토콜을 엽니다. " 설정이 자동으로 에피소드 stimulations 고 50-100 ms에 대 한 10-20 kHz에서 증폭 된 잠재력의 디지털화에 대 한 허용 하는 프로토콜의 에피소드 녹화 시작 후 10 ms 자극 아이 솔 레이 터를 트리거를 선택 합니다.</li>
	<li>자극 및 기록 전극 선과 평행한 지층 pyramidale의 예 (그림 4B 및 그림 5)에 배치 합니다.</li>
	<li>클릭 "취득 | "프로토콜 편집 하 고 (팝업 창)에서"트리거"탭을 선택 합니다. 트리거 소스 "트리거 소스" 상자 및 선택 "스페이스 바" 클릭 합니다. "확인" 버튼을 클릭 합니다. 인수를 시작 하 고 트리거 버튼으로 팝업 창에 "기록" 버튼을 클릭 합니다.</li>
	<li>자극 아이 솔 레이 터 소프트웨어에서 "전압 제어" 상자를 클릭 하 고 "0" 입력 "다운로드" 버튼을 클릭 합니다. "소프트웨어"를 녹음 창에 클릭 하 고 스페이스바를 누릅니다. 입력 하 여 순차적으로 값 1에서 8, 예를 들어 "전압 제어" 상자에서 1 mV 단계에이 주기를 반복 합니다.</li>
	<li>FEPSP 경사 값 자극 강도 연관 하 고 최대 fEPSP 슬로프의 40%를 얻을 하는 데 필요한 자극 강도 결정 합니다. "전압 제어 상자"를 클릭 하 고 결정된 된 값을 입력 합니다. "다운로드" 버튼을 클릭 합니다. 참고: 자극 아이 솔 레이 터는 뇌 조직에 간단한 전압 또는 전류 펄스를 적용 하는 데 사용 됩니다. 복 형 펄스 위상 당 100 µs를 가질 수 있습니다.</li>
	<li>레코딩 소프트웨어에서 정지 버튼을 누른 다음 "취득" 메뉴를 클릭 합니다. "편집 프로토콜"에 클릭 하 고 팝업 창에서 "트리거" 탭을 선택 하십시오. 트리거 소스 트리거 소스 상자 및 선택 "내부 타이머" 클릭 합니다. "확인" 버튼을 클릭 합니다. 모든 30 필드 전위의 자동 녹음 시작 기록 단추를 클릭 예를 들면 s. 30-60 분 후 "정지" 버튼을 클릭 합니다.</li>
	<li>"취득" 메뉴에서 클릭, "개방형 프로토콜," 클릭 시 냅 스가 소성의 원하는 유도 프로토콜을 선택 하 고 "확인" 버튼을 클릭 합니다. 자동으로 활성화-고주파 자극 및 기록에 "기록" 버튼을 클릭 합니다. "정지" 버튼을 클릭 합니다. 참고: 경우 시 냅 스가 소성에 관한 연구, 적용 장기 potentiation 또는 장기간된 초기 녹음 후 장기 불황에 대 한 표준 유도 패러다임 중 하나. 시 냅 시스 전송의 결과 변조의 대표적인 예는 그림 7 과 그림 8에 묘사 된다.</li>
	<li>레코딩 소프트웨어에서 클릭 "취득 | 프로토콜 "열고 단계 4.12는 동일한 프로토콜을 선택 합니다. "확인" 버튼을 클릭 한 다음 "기록 합니다."를 클릭 자동으로 예를 들면 2-4 h에 대 한 필드 잠재적인 녹음을 실행 하십시오. 녹음을 종료 하려면 "stop" 버튼을 클릭 합니다.</li>
	<li>제약 연구 시 적용 화합물 직접는 실제 저수지 영구 복합 관리 경우 원하는 (그림 6).</li>
</ol>
5. 청소 설치 및 힌트
참고: 일반 팁에 대 한 아래 참조.
<ol>
	<li>더 이상 20 분, 이온 H2o. 세척 하 여 다음에 대 한 10% H2O2 를 재활용 하 여 매주 시스템 청소 참고: 에탄올 청소에 대 한 권장 하지 않습니다. 그것은 마찬가지로 바람직하지 몰입할 참조 전선 및 H2O2에 목표.</li>
	<li>렌즈 또는 0.1 N HCl와 다음 물 약 실 주변의 표면에 침전 된 소금을 제거 합니다.</li>
	<li>Carbogen bubbler 증류수 또는 0.1 N HCl을 씻어.</li>
	<li>담가 5 분 동안 10% H2O2 에 슬라이스 인큐베이션 챔버 일주일에 한 번 그리고 후 철저 하 게 린스 이온 H2o. 보육 실</li>
	<li>금속 자극 전극의 경우 각 실험 후 이온된 수로 자극 전극 팁을 린스 하 고 잔여 조직을 제거 하는 에탄올과 젖은 면봉으로 자극 전극 팁을 부드럽게 닦아 내십시오.</li>
	<li>샌드 페이퍼로 조심 슬쩍 통해 끝 단을 제거 하 여 상용 금속 자극 전극의 저항을 줄일 수 있습니다.</li>
	<li>소계 튜브 실리콘 튜브를 대체 하 여 튜브를 통해 재활용 하는 동안은 실제에서 carbogen 손실을 줄일.</li>
	<li>양식에 AgCl 와이어 표면에 표 백제 몇 일 동안 기록 전극 및 참조 전극은 전선 유지.</li>
</ol>

<ol>
	<li>McIlwain, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+response+in+vitro+to+electrical+stimulation+of+sections+of+mammalian+brain.">Metabolic response in vitro to electrical stimulation of sections of mammalian brain.</a> Biochem J. 48 (4), (1951).</li><li>McIlwain, H., Richards, C. D., Somerville, 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=Responses+in+vitro+from+the+piriform+cortex+of+the+rat,+and+their+susceptibility+to+centrally-acting+drugs.">Responses in vitro from the piriform cortex of the rat, and their susceptibility to centrally-acting drugs.</a> J Neurochem. 14 (9), 937-938 (1967).</li><li>Yamamoto, C., McIlwain, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+activities+in+thin+sections+from+the+mammalian+brain+maintained+in+chemically-defined+media+in+vitro.">Electrical activities in thin sections from the mammalian brain maintained in chemically-defined media in vitro.</a> J Neurochem. 13 (12), 1333-1343 (1966).</li><li>Andersen, P., Bliss, T. V., Lomo, T., Olsen, L. I., Skrede, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lamellar+organization+of+hippocampal+excitatory+pathways.">Lamellar organization of hippocampal excitatory pathways.</a> Acta Physiol Scand. 76 (1), 4-5 (1969).</li><li>Skrede, K. K., Westgaard, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+transverse+hippocampal+slice:+a+well-defined+cortical+structure+maintained+in+vitro.">The transverse hippocampal slice: a well-defined cortical structure maintained in vitro.</a> Brain Res. 35 (2), 589-593 (1971).</li><li>Kirov, S. A., Sorra, K. E., Harris, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slices+have+more+synapses+than+perfusion-fixed+hippocampus+from+both+young+and+mature+rats.">Slices have more synapses than perfusion-fixed hippocampus from both young and mature rats.</a> J Neurosci. 19 (8), 2876-2886 (1999).</li><li>Schwartzkroin, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+CA1+neurons+recorded+intracellularly+in+the+hippocampal+in+vitro+slice+preparation.">Characteristics of CA1 neurons recorded intracellularly in the hippocampal in vitro slice preparation.</a> Brain Res. 85 (3), 423-436 (1975).</li><li>Schwartzkroin, P. A., Wester, K. <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+facilitation+of+a+synaptic+potential+following+tetanization+in+the+in+vitro+hippocampal+slice.">Long-lasting facilitation of a synaptic potential following tetanization in the in vitro hippocampal slice.</a> Brain Res. 89 (1), 107-119 (1975).</li><li>Reymann, K. G., Frey, J. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+late+maintenance+of+hippocampal+LTP:+requirements,+phases,+'synaptic+tagging',+'late-associativity'+and+implications.">The late maintenance of hippocampal LTP: requirements, phases, 'synaptic tagging', 'late-associativity' and implications.</a> Neuropharm. 52 (1), 24-40 (2007).</li><li>Bliss, T. V., Collingridge, G. L., Morris, R. G. <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+health+and+disease:+introduction+and+overview.">Synaptic plasticity in health and disease: introduction and overview.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 369 (1633), 20130129 (2014).</li><li>Bliss, T. V., Gardner-Medwin, 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=Long-lasting+potentiation+of+synaptic+transmission+in+the+dentate+area+of+the+unanaestetized+rabbit+following+stimulation+of+the+perforant+path.">Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the unanaestetized rabbit following stimulation of the perforant path.</a> J Physiol. 232 (2), 357-374 (1973).</li><li>Reid, K. H., Edmonds, H. L., Schurr, A., Tseng, M. T., West, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pitfalls+in+the+Use+of+Brain-Slices.">Pitfalls in the Use of Brain-Slices.</a> Prog Neurobiol. 31 (1), 1-18 (1988).</li><li>Rambani, K., Vukasinovic, J., Glezer, A., Potter, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culturing+thick+brain+slices:+an+interstitial+3D+microperfusion+system+for+enhanced+viability.">Culturing thick brain slices: an interstitial 3D microperfusion system for enhanced viability.</a> J Neurosci Methods. 180 (2), 243-254 (2009).</li><li>Hajos, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintaining+network+activity+in+submerged+hippocampal+slices:+importance+of+oxygen+supply.">Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply.</a> Eur J Neurosci. 29 (2), 319-327 (2009).</li><li>Redondo, R. L., 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=Synaptic+tagging+and+capture:+differential+role+of+distinct+calcium/calmodulin+kinases+in+protein+synthesis-dependent+long-term+potentiation.">Synaptic tagging and capture: differential role of distinct calcium/calmodulin kinases in protein synthesis-dependent long-term potentiation.</a> J Neurosci. 30 (14), 4981-4989 (2010).</li><li>Stopps, M., 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=Design+and+application+of+a+novel+brain+slice+system+that+permits+independent+electrophysiological+recordings+from+multiple+slices.">Design and application of a novel brain slice system that permits independent electrophysiological recordings from multiple slices.</a> J Neurosci Methods. 132 (2), 137-148 (2004).</li><li>Behnisch, T., Matsushita, S., Knopfel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+gene+expression+during+long-term+potentiation.">Imaging of gene expression during long-term potentiation.</a> Neuroreport. 15 (13), 2039-2043 (2004).</li><li>Karpova, A., 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=Encoding+and+transducing+the+synaptic+or+extrasynaptic+origin+of+NMDA+receptor+signals+to+the+nucleus.">Encoding and transducing the synaptic or extrasynaptic origin of NMDA receptor signals to the nucleus.</a> Cell. 152 (5), 1119-1133 (2013).</li><li>Karpova, A., Mikhaylova, M., Thomas, U., Knopfel, T., Behnisch, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+protein+synthesis+and+degradation+in+long-term+potentiation+of+Schaffer+collateral+CA1+synapses.">Involvement of protein synthesis and degradation in long-term potentiation of Schaffer collateral CA1 synapses.</a> J Neurosci. 26 (18), 4949-4955 (2006).</li><li>Weng, W., Chen, Y., Wang, M., Zhuang, Y., Behnisch, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potentiation+of+Schaffer-Collateral+CA1+Synaptic+Transmission+by+eEF2K+and+p38+MAPK+Mediated+Mechanisms.">Potentiation of Schaffer-Collateral CA1 Synaptic Transmission by eEF2K and p38 MAPK Mediated Mechanisms.</a> Front Cell Neurosci. 10 (247), (2016).</li><li>Meduna, L. J., Jackman, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+inhalation+therapy.">Carbon dioxide inhalation therapy.</a> Res Publ Assoc Res Nerv Ment Dis. 31, 280-286 (1953).</li><li>Edwards, F. A., Konnerth, A., Sakmann, B., Takahashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+thin+slice+preparation+for+patch+clamp+recordings+from+neurones+of+the+mammalian+central+nervous+system.">A thin slice preparation for patch clamp recordings from neurones of the mammalian central nervous system.</a> Pflugers Arch. 414 (5), 600-612 (1989).</li><li>Mathis, D. M., Furman, J. L., Norris, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+acute+hippocampal+slices+from+rats+and+transgenic+mice+for+the+study+of+synaptic+alterations+during+aging+and+amyloid+pathology.">Preparation of acute hippocampal slices from rats and transgenic mice for the study of synaptic alterations during aging and amyloid pathology.</a> J Vis Exp. (49), (2011).</li><li>Yuanxiang, P., Bera, S., Karpova, A., Kreutz, M. R., Mikhaylova, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+CA1+nuclear+enriched+fractions+from+hippocampal+slices+to+study+activity-dependent+nuclear+import+of+synapto-nuclear+messenger+proteins.">Isolation of CA1 nuclear enriched fractions from hippocampal slices to study activity-dependent nuclear import of synapto-nuclear messenger proteins.</a> J Vis Exp. (90), e51310 (2014).</li><li>Leutgeb, J. K., Frey, J. U., Behnisch, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LTP+in+cultured+hippocampal-entorhinal+cortex+slices+from+young+adult+(P25-30)+rats.">LTP in cultured hippocampal-entorhinal cortex slices from young adult (P25-30) rats.</a> J Neurosci Meth. 130 (1), 19-32 (2003).</li><li>Kloosterman, F., Peloquin, P., Leung, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apical+and+basal+orthodromic+population+spikes+in+hippocampal+CA1+in+vivo+show+different+origins+and+patterns+of+propagation.">Apical and basal orthodromic population spikes in hippocampal CA1 in vivo show different origins and patterns of propagation.</a> J Neurophysiol. 86 (5), 2435-2444 (2001).</li><li>Thiemann, W., Malisch, R., Reymann, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+microcirculation+chamber+for+inexpensive+long-term+investigations+of+nervous+tissue+in+vitro.">A new microcirculation chamber for inexpensive long-term investigations of nervous tissue in vitro.</a> Brain Res Bull. 17 (1), 1-4 (1986).</li><li>Shetty, M. S., 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=Investigation+of+Synaptic+Tagging/Capture+and+Cross-capture+using+Acute+Hippocampal+Slices+from+Rodents.">Investigation of Synaptic Tagging/Capture and Cross-capture using Acute Hippocampal Slices from Rodents.</a> J Vis Exp. (103), (2015).</li><li>Du, H., Lin, J., Zuercher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Higher+efficiency+of+CO2+injection+into+seawater+by+a+venturi+than+a+conventional+diffuser+system.">Higher efficiency of CO2 injection into seawater by a venturi than a conventional diffuser system.</a> Bioresour Technol. 107, 131-134 (2012).</li><li>Weinman, J., Mahler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Analysis+of+Electrical+Properties+of+Metal+Electrodes.">An Analysis of Electrical Properties of Metal Electrodes.</a> Med Electron Biol Eng. 2, 299-310 (1964).</li><li>Fanselow, M. S., Dong, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+the+dorsal+and+ventral+hippocampus+functionally+distinct+structures.">Are the dorsal and ventral hippocampus functionally distinct structures.</a> Neuron. 65 (1), 7-19 (2010).</li><li>Wang, M., 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=Translation+of+BDNF-gene+transcripts+with+short+3'+UTR+in+hippocampal+CA1+neurons+improves+memory+formation+and+enhances+synaptic+plasticity-relevant+signaling+pathways.">Translation of BDNF-gene transcripts with short 3' UTR in hippocampal CA1 neurons improves memory formation and enhances synaptic plasticity-relevant signaling pathways.</a> Neurobiol Learn Mem. , (2016).</li></ol>

저자는 연구 잠재적인 상충으로 해석 될 수 있는 어떤 상업적 또는 금융 관계의 부재에서 실시 되었다 선언 합니다.

인터페이스 슬라이스 챔버 더 강력한 시 냅 스 응답25,26,,2728전시, 침수 챔버 패치 클램프 기록 및 형광에 대 한 추가 편의 제공 이미지입니다. 따라서, 우리 신경17,18, 형광 프로브의 이미지를 쉽게 확장할 수 있는 상업 잠수 슬라이스 챔버를 사용 하 여 ?...

1951 년에 처음 보고 급성 뇌 조각 실험 실시1했다. Piriform 피2,3 , hippocampal 신경 해 마4, 중 septotemporal 축 transversely 상호는 발견에서 성공적인 생체 외에서 녹음 후 1971 년에는 첫 체 외에 녹음 hippocampal 신경 활동의 달성된5이었다. Vivo에서 그리고 생체 외에서 조건 하에서 뉴런의 신경 생리학 또는 neurostructural 매개 변수의 유사성은 여전히6의 일부 토론 주제 하지만 1975 년에, Schwartzkroin7 표시는 기저 뉴런의 속성은 체 외에서 고 hippocampal 형성에 afferents의 그 높은-주파수 자극 (즉, tetanization)의 시 냅 스 전위8오랫동안 촉진 유도. 신경 활동의 기록 electrophysiological 생체 외에서 크게 확장 활동-종속 시 냅 스가 소성9,10, 블 리스에 의해 1973 년에 발견 했다 세포 메커니즘의 연구 외. 11 vivo에서 토끼로 실험.
신호 경로 뇌 조각, 그리고 급성 hippocampal 조각, 특히 신경 활동의 연구는 이제 표준 도구입니다. 그러나, 의외로, 실험 체 외에 는 아직 표준화 될 준비 및 급성 hippocampal 조각의 유지 보수에 대 한 여전히 존재 하는 여러 방법에 의해 입증. 리드 외. (1988) 12 조각 챔버의 다른 유형과 매체, pH, 온도 및 산소 레벨 목욕의 선택에 급성 뇌 조각의 유지 보수에 대 한 방법론 문제 검토. 이러한 매개 변수는 여전히 조각-녹음 설정 생체 외에서 의 맞춤 요소 때문 녹음 실에서 제어 하기 어렵다. 게시는 설명할 수 있습니다. 극복 하는 데 도움이 방법론 도전과 그의 일부 침수 슬라이스 챔버, 중간 3D microperfusion 시스템13, 향상 된 층 류 및 산소 챔버의 새로운 유형을 찾을 수 있습니다. 14, 컴퓨터 온도 제어15, 시스템 및 다중 챔버 녹음 시스템16공급 한다. 이러한 챔버 구축 하기 쉬운 이므로, 대부분의 과학자 들은 상업적으로 사용 가능한 슬라이스 챔버에 의존 합니다. 이 챔버는 전기 생리학 및 형광 이미징17,,1819의 조합에 대 한 되므로 현미경 시스템에 장착할 수 있습니다. 이 약 실은 뇌 조각 인공 척수 (실제)에 빠져들 계속, 버퍼 솔루션의 높은 유량 필요 유지, 약물 응용 프로그램의 비용을 증가 합니다. 이 위해, 우리는 유출-carbogenation 침수 슬라이스 챔버는 상대적으로 작은 실제 볼륨을 사용 하 여 필드 전위의 장기 기록에 대 한 충분 한 안정성을 제공 하는 재활용 관류 시스템을 통합 했습니다. 또한, 우리는이 실험 carbogenation/관류 시스템의 사용 활동-종속 시 냅 스가 소성10 의 결과 미치는 영향 및 진 핵 신장 요인 2 키 니 아 제 (eEF2K)의 억제 시 냅 스 변조 방법 요약 전송20.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Reagents required&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10019318</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10016318</td><td></td></tr><tr><td>KH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10017618</td><td></td></tr><tr><td>MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&amp;middot;6H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10012818</td><td></td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10005861</td><td></td></tr><tr><td>NaHCO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10018960</td><td></td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10010518</td><td></td></tr><tr><td>NaH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>20040718</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pyruvate</td><td>Sigma</td><td>A4043</td><td></td></tr><tr><td>MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>20025118</td><td></td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sinopharm Chemical Reagent, China</td><td>10019718</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Tools and materials for dissection&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Decapitators</td><td>Harvard apparatus</td><td>55-0012</td><td>for rat decapitation</td></tr><tr><td>Bandage Scissors</td><td>SCHREIBER</td><td>12-4227</td><td>for mouse decapitation</td></tr><tr><td>double-edge blade</td><td>Flying Eagle, China</td><td>74-C</td><td></td></tr><tr><td>IRIS Scissors</td><td>RWD, China</td><td>S12003-09</td><td></td></tr><tr><td>Bone Rongeurs</td><td>RWD, China</td><td>S22002-14</td><td></td></tr><tr><td>Spoon</td><td>Hammacher&amp;nbsp;</td><td>HSN 152-13</td><td></td></tr><tr><td>dental cement spatula</td><td>Hammacher&amp;nbsp;</td><td>HSN 016-15</td><td></td></tr><tr><td>dental double end excavator</td><td>Blacksmith Surgical, USA</td><td>BS-415-017</td><td></td></tr><tr><td>Vibrating Microtome</td><td>Leica, Germany</td><td>VT1200S</td><td></td></tr><tr><td>surgical blade&amp;nbsp;</td><td>RWD, China</td><td>S31023-02</td><td></td></tr><tr><td>surgical holder</td><td>RWD, China</td><td>S32007-14</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Electrophysiology equipment and materials&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vertical Pipette Puller</td><td>Narishige, Japan</td><td>PC-10</td><td></td></tr><tr><td>Vibration isolation table</td><td>Meirits, Japan</td><td>ADZ-A0806</td><td></td></tr><tr><td>submerged type recording chamber</td><td>Warner Instruments</td><td>RC-26GLP</td><td></td></tr><tr><td>4 Axis Micromanipulator</td><td>Sutter, USA</td><td>MP-285, MP-225</td><td></td></tr><tr><td>Platinum Wire</td><td>World Precision Instruments</td><td>PTP406</td><td></td></tr><tr><td>Amplifier</td><td>Molecular Devices, USA</td><td>Multiclamp 700B</td><td></td></tr><tr><td>Data Acquisition System</td><td>Molecular Devices, USA</td><td>Digidata 1440A</td><td></td></tr><tr><td>Anaysis software</td><td>Molecular Devices, USA</td><td>Clampex 10.2</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescence Microscope</td><td>Nikon, Japan</td><td>FN1</td><td></td></tr><tr><td>LED light source</td><td>Lumen Dynamics Group, Canada</td><td>X-cite 120LED</td><td></td></tr><tr><td>micropipettes</td><td>Harvard apparatus</td><td>GC150TF</td><td>extracelluar recording</td></tr><tr><td>borosilicate micropipettes</td><td>Sutter, USA</td><td>BF150-86</td><td>patch clamp</td></tr><tr><td>tungsten electrode</td><td>A-M Systems, USA</td><td>575500</td><td></td></tr><tr><td>peristaltic pump</td><td>Longer, China</td><td>BT00-300T</td><td></td></tr><tr><td>tubes for peristaltic pump</td><td>ISMATEC, Wertheim, Germany</td><td>SC0309</td><td>1x inflow, ID: 1.02 mm</td></tr><tr><td>tubes for peristaltic pump</td><td>ISMATEC, Wertheim, Germany</td><td>SC0319</td><td>2x tubes for outflow, ID: 2.79 mm</td></tr><tr><td>CCD camera</td><td>PCO, Germany</td><td>pco.edge sCMOS</td><td></td></tr><tr><td>lens cleaning paper</td><td>Kodak</td><td></td><td></td></tr><tr><td>50 mL conical centrifuge tube</td><td>Thermo scientific</td><td>339652</td><td></td></tr><tr><td>Prechamber</td><td>Warner Instruments</td><td>BSC-PC</td><td></td></tr><tr><td>Inline heater</td><td>Warner Instruments</td><td>SF-28</td><td></td></tr><tr><td>Temperature Controller</td><td>Warner Instruments</td><td>TC-324B</td><td></td></tr></tbody></table>

recording synaptic plasticity in acute hippocampal slices maintained in a small-volume recycling-, perfusion-, and submersion-type chamber system

비록 뇌 조각에 실험 1951 년부터 사용 되었습니다, 문제는 필드 잠재적인 또는 세포내 녹음을 수행할 때 시 냅 시스 전송의 조음의 안정적이 고 성공적인 분석을 달성의 가능성을 감소 시키는 남아 있다. 이 원고는 상용 침수 챔버에 필드 흥분 성의 postsynaptic 잠재력 기록에 대 한 급성 뇌 조각의 유지 보수에 대 한 실험 조건 개선에 도움이 될 수 있는 방법론 기능을 설명 합니다. 와 유출 carbogenation 단위. 유출 carbogenation 약물 실험의 비용 효율성을 향상 시키기 위해 작은 버퍼 저수지의 재활용에 의존 하는 실험에서 산소 수준 안정화에 도움이 됩니다. 또한, 원고는 시 냅 시스 전송의 활동-종속 시 냅 스가 소성에 다른 carbogenation 모드와 자극 패러다임의 효과 검사 하는 대표적인 실험을 선물 한다.

프로토콜 섹션에서 우리는 조각의 급성 hippocampal hippocampal 형성 (그림 1)의 복 부와 중간 부분에서 남성 C57BL/6 마우스 및 남성 Wistar 쥐 (5-8 주)의 준비를 설명. 슬라이서 플랫폼에 반구의 위치 그들을 안정적으로 유지 하는 데 도움이 하 고 안정화 한 천 또는 agarose의 필요를 제거 합니다. 관류 시스템 자체 운영 하는 액체의 필요한 유량을 주고 높은 회?...

Watch this Scientific Journal Video about Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System at JoVE.com

Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System

급성 Hippocampal 조각에 작은 볼륨 재활용-, 관류-침수 형 챔버 시스템 유지에 시 냅 스가 소성을 기록

이 프로토콜 산소 수준 재활용된 버퍼의 작은 볼륨과 침수 급성 hippocampal 조각 활동 종속 시 냅 스가 소성 녹음의 방법 론 적 측면에서의 안정화를 설명 합니다.

Even though experiments on brain slices have been in use since 1951, problems remain that reduce the probability of achieving a stable and successful ...

recording-synaptic-plasticity-acute-hippocampal-slices-maintained

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.5K 조회수.  Fudan University. 이 프로토콜 산소 수준 재활용된 버퍼의 작은 볼륨과 침수 급성 hippocampal 조각 활동 종속 시 냅 스가 소성 녹음의 방법 론 적 측면에서의 안정화를 설명 합니다.

비디오: Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System

Preparation of Acute Hippocampal Slices from Rats and Transgenic Mice for the Study of Synaptic Alterations during Aging and Amyloid Pathology

The rodent hippocampal slice preparation is perhaps the most broadly used tool for investigating mammalian synaptic function and plasticity. The hippocampus can be extracted quickly and easily from rats and mice and slices remain viable for hours in oxygenated artificial cerebrospinal fluid. Moreover, basic electrophysisologic techniques are easily applied to the investigation of synaptic function in hippocampal slices and have provided some of the best biomarkers for cognitive impairments. The hippocampal slice is especially popular for the study of synaptic plasticity mechanisms involved in learning and memory. Changes in the induction of long-term potentiation and depression (LTP and LTD) of synaptic efficacy in hippocampal slices (or lack thereof) are frequently used to describe the neurologic phenotype of cognitively-impaired animals and/or to evaluate the mechanism of action of nootropic compounds. This article outlines the procedures we use for preparing hippocampal slices from rats and transgenic mice for the study of synaptic alterations associated with brain aging and Alzheimer's disease (AD)1-3. Use of aged rats and AD model mice can present a unique set of challenges to researchers accustomed to using younger rats and/or mice in their research. Aged rats have thicker skulls and tougher connective tissue than younger rats and mice, which can delay brain extraction and/or dissection and consequently negate or exaggerate real age-differences in synaptic function and plasticity. Aging and amyloid pathology may also exacerbate hippocampal damage sustained during the dissection procedure, again complicating any inferences drawn from physiologic assessment. Here, we discuss the steps taken during the dissection procedure to minimize these problems. Examples of synaptic responses acquired in "healthy" and "unhealthy" slices from rats and mice are provided, as well as representative synaptic plasticity experiments. The possible impact of other methodological factors on synaptic function in these animal models (e.g. recording solution components, stimulation parameters) are also discussed. While the focus of this article is on the use of aged rats and transgenic mice, novices to slice physiology should find enough detail here to get started on their own studies, using a variety of rodent models.

This article outlines procedures for preparing hippocampal slices from rats and transgenic mice for the study of synaptic alterations associated with brain aging and age-related neurodegenerative diseases, such as Alzheimer&#x2019;s disease.

노화와 아밀로이드 병리 동안 시냅틱 얼터 레이션의 연구에 대한 고양이와 트렌스 제닉 마우스의 급성 Hippocampal 조각의 준비

The rodent hippocampal slice preparation is perhaps the most broadly used tool for investigating mammalian synaptic function and plasticity. The ...

연구

신경과학

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs through activation of their ion channels and neurotransmitter receptors, and process information in part through activity-dependent release of gliotransmitters. Furthermore, astrocytes constitute the main uptake system for glutamate, contribute to potassium spatial buffering, as well as to GABA clearance. These cells therefore constantly monitor synaptic activity, and are thereby sensitive indicators for alterations in synaptically-released glutamate, GABA and extracellular potassium levels. Additionally, alterations in astroglial uptake activity or buffering capacity can have severe effects on neuronal functions, and might be overlooked when characterizing physiopathological situations or knockout mice. Dual recording of neuronal and astroglial activities is therefore an important method to study alterations in synaptic strength associated to concomitant changes in astroglial uptake and buffering capacities. Here we describe how to prepare hippocampal slices, how to identify stratum radiatum astrocytes, and how to record simultaneously neuronal and astroglial electrophysiological responses. Furthermore, we describe how to isolate pharmacologically the synaptically-evoked astroglial currents.

The preparation of acute brain slices from isolated hippocampi, as well as the simultaneous electrophysiological recordings of astrocytes and neurons in stratum radiatum during stimulation of schaffer collaterals is described. The pharmacological isolation of astroglial potassium and glutamate transporter currents is demonstrated.

급성 Hippocampal 슬라이스에 Synaptically-evoked Astroglial와 Neuronal 응답의 듀얼 Electrophysiological 레코딩

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Improved Preparation and Preservation of Hippocampal Mouse Slices for a Very Stable and Reproducible Recording of Long-term Potentiation

Long-term potentiation (LTP) is a type of synaptic plasticity characterized by an increase in synaptic strength and believed to be involved in memory encoding. LTP elicited in the CA1 region of acute hippocampal slices has been extensively studied. However the molecular mechanisms underlying the maintenance phase of this phenomenon are still poorly understood. This could be partly due to the various experimental conditions used by different laboratories. Indeed, the maintenance phase of LTP is strongly dependent on external parameters like oxygenation, temperature and humidity. It is also dependent on internal parameters like orientation of the slicing plane and slice viability after dissection.
The optimization of all these parameters enables the induction of a very reproducible and very stable long-term potentiation. This methodology offers the possibility to further explore the molecular mechanisms involved in the stable increase in synaptic strength in hippocampal slices. It also highlights the importance of experimental conditions in in vitro investigation of neurophysiological phenomena.

This paper presents a complete methodology to prepare and preserve in vitro acute hippocampal slices from adult mice. This protocol allows the recording of very stable long-lasting long-term potentiation (LTP) for more than 8 hours with a success rate of 95%.

장기 상승 작용으로 매우 안정하고 재현성 기록을위한 향상된 준비 및 해마 마우스 조각의 보존

Long-term potentiation (LTP) is a type of synaptic plasticity characterized by an increase in synaptic strength and believed to be involved in memory ...

Investigation of Synaptic Tagging/Capture and Cross-capture using Acute Hippocampal Slices from Rodents

Synaptic tagging and capture (STC) and cross-tagging are two important mechanisms at cellular level that explain how synapse-specificity and associativity is achieved in neurons within a specific time frame. These long-term plasticity-related processes are the leading candidate models to study the basis of memory formation and persistence at the cellular level. Both STC and cross-tagging involve two serial processes: (1) setting of the synaptic tag as triggered by a specific pattern of stimulation, and (2) synaptic capture, whereby the synaptic tag interacts with newly synthesized plasticity-related proteins (PRPs). Much of the understanding about the concepts of STC and cross-tagging arises from the studies done in CA1 region of the hippocampus and because of the technical complexity many of the laboratories are still unable to study these processes. Experimental conditions for the preparation of hippocampal slices and the recording of stable late-LTP/LTD are extremely important to study synaptic tagging/cross-tagging. This video article describes the experimental procedures to study long-term plasticity processes such as STC and cross-tagging in the CA1 pyramidal neurons using stable, long-term field-potential recordings from acute hippocampal slices of rats.

This video article describes experimental procedures to study long-term plasticity and its associative processes such as synaptic tagging, capture and cross-tagging in the CA1 pyramidal neurons using acute hippocampal slices from rodents.

설치류에서 급성 해마 조각을 사용하여 시냅스 태그 / 캡처 및 크로스 캡처 조사

Synaptic tagging and capture (STC) and cross-tagging are two important mechanisms at cellular level that explain how synapse-specificity and associativity ...

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

This protocol outlines the procedures for preparing and recording from the isolated whole hippocampus, of WT and transgenic mice, along with recent improvements in methodologies and applications for the study of theta oscillations. A simple characterization of the isolated hippocampal preparation is presented whereby the relationship between internal hippocampal theta oscillators is examined together with the activity of pyramidal cells, and GABAergic interneurons, of the cornu ammonis-1 (CA1) and subiculum (SUB) areas. Overall, we show that the isolated hippocampus is capable of generating intrinsic theta oscillations in vitro and that rhythmicity generated within the hippocampus can be precisely manipulated by optogenetic stimulation of parvalbumin-positive (PV) interneurons. The in vitro isolated hippocampal preparation offers a unique opportunity to use simultaneous field and intracellular patch-clamp recordings from visually-identified neurons to better understand the mechanisms underlying theta rhythm generation.

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

Here, we present a protocol for recording rhythmic neuronal network theta and gamma oscillations from an isolated whole hippocampal preparation. We describe the experimental steps from extraction of the hippocampus to details of field, unitary and whole-cell patch clamp recordings as well as optogenetic pacing of the theta rhythm.

Hippocampal 쎄타 밴드의 튜닝<em&gt; 체외에서</em&gt; : 격리 된 설치류 Septohippocampal Circuit에서 기록하는 방법론

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

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.

전기 생리학 필드 기록에 의하여 인터라멜라 해마 CA1에 있는 장기 시냅스 가소성 조사

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 ...

Preparation of Acute Human Hippocampal Slices for Electrophysiological Recordings

Epilepsy affects about 1% of the world population and leads to a severe decrease in quality of life due to ongoing seizures as well as high risk for sudden death. Despite an abundance of available treatment options, about 30% of patients are drug-resistant. Several novel therapeutics have been developed using animal models, though the rate of drug-resistant patients remains unaltered. One of probable reasons is the lack of translation between rodent models and humans, such as a weak representation of human pharmacoresistance in animal models. Resected human brain tissue as a preclinical evaluation tool has the advantage to bridge this translational gap. Described here is a method for high quality preparation of human hippocampal brain slices and subsequent stable induction of epileptiform activity. The protocol describes the induction of burst activity during application of 8 mM KCl and 4-aminopyridin. This activity is sensitive to established AED lacosamide or novel antiepileptic candidates, such as dimethylethanolamine (DMEA). In addition, the method describes induction of seizure-like events in CA1 of human hippocampal brain slices by reduction of extracellular Mg2+ and application of bicuculline, a GABAA receptor blocker. The experimental set-up can be used to screen potential antiepileptic substances for their effects on epileptiform activity. Furthermore, mechanisms of action postulated for specific compounds can be validated using this approach in human tissue (e.g., using patch-clamp recordings). To conclude, investigation of vital human brain tissue ex vivo (here, resected hippocampus from patients suffering from temporal lobe epilepsy) will improve the current knowledge of physiological and pathological mechanisms in the human brain.

The presented protocol describes the transport and preparation of resected human hippocampal tissue with the ultimate goal to use vital brain slices as a preclinical evaluation tool for potential antiepileptic substances.

전기 생리학적 기록을 위한 급성 인간 해마 슬라이스의 준비

Epilepsy affects about 1% of the world population and leads to a severe decrease in quality of life due to ongoing seizures as well as high risk for ...

Acute Mouse Brain Slicing to Investigate Spontaneous Hippocampal Network Activity

Acute rodent brain slicing offers a tractable experimental approach to gain insight into the organization and function of neural circuits with single-cell resolution using electrophysiology, microscopy, and pharmacology. However, a major consideration in the design of in vitro experiments is the extent to which different slice preparations recapitulate naturalistic patterns of neural activity as observed in vivo. In the intact brain, the hippocampal network generates highly synchronized population activity reflective of the behavioral state of the animal, as exemplified by the sharp-wave ripple complexes (SWRs) that occur during waking consummatory states or non-REM sleep. SWRs and other forms of network activity can emerge spontaneously in isolated hippocampal slices under appropriate conditions. In order to apply the powerful brain slice toolkit to the investigation of hippocampal network activity, it is necessary to utilize an approach that optimizes tissue health and the preservation of functional connectivity within the hippocampal network. Mice are transcardially perfused with cold sucrose-based artificial cerebrospinal fluid. Horizontal slices containing the hippocampus are cut at a thickness of 450 &#956;m to preserve synaptic connectivity. Slices recover in an interface-style chamber and are transferred to a submerged chamber for recordings. The recording chamber is designed for dual surface superfusion of artificial cerebrospinal fluid at a high flow rate to improve oxygenation of the slice. This protocol yields healthy tissue suitable for the investigation of complex and spontaneous network activity in vitro.

This protocol describes the preparation of horizontal hippocampal-entorhinal cortex (HEC) slices from mice exhibiting spontaneous sharp-wave ripple activity. Slices are incubated in a simplified interface holding chamber and recordings are performed under submerged conditions with fast-flowing artificial cerebrospinal fluid to promote tissue oxygenation and the spontaneous emergence of network-level activity.

급성 마우스 뇌 슬라이스 자발적인 해 마 네트워크 활동을 조사

Acute rodent brain slicing offers a tractable experimental approach to gain insight into the organization and function of neural circuits with single-cell ...

Recording Neuronal Field Excitatory Postsynaptic Potentials in Acute Hippocampal Slices

Source: Weng, W., et al. <a href="https://app.jove.com/v/55936">Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System.</a> J. Vis. Exp. (2018).
This video demonstrates the procedure for setting up a brain slice in a submersion chamber to record synaptic activity. The process involves securing the slice on lens paper, maintaining a continuous flow of artificial cerebrospinal fluid (aCSF) to ensure neuronal viability, and accurately positioning the stimulation and recording electrodes relative to a specific brain region of interest. This setup allows for precise monitoring of baseline synaptic activity and the effects of electrical stimulation.

Recording Neuronal Field Excitatory Postsynaptic Potentials in Acute Hippocampal Slices(급성 해마 절편에서 신경 필드 흥분성 시냅스 후 전위)

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

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neurophysiology

Electrophysiology Techniques

In Vitro Recording of Theta Oscillations in the Mouse Hippocampus

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

급성 Hippocampal 조각에 작은 볼륨 재활용-, 관류-침수 형 챔버 시스템 유지에 시 냅 스가 소성을 기록

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터