(하이 타오 우), 중국과 그랜트 Z161100000216154에서의 기초 연구에 대 한 국가 주요 개발 프로그램에서 973 (2014CB542203) 프로그램 31522029, 31770929 및 31371149 (하이 타오 우) 중국의 국가 자연과학 기초에 의해 지원 되는 베이징 시 과학 및 기술 위원회 (하이 타오 우). 저자는 그들의 격려와 토론에 대 한이 타오 우 연구소의 모든 구성원을 감사합니다. 저자는 그의 도움 장치 디버깅에 대 한 Zhenwei 류를 매우 감사.

동물 실험 절차는 베이징의 기본적인 의료 과학 연구소 (베이징, 중국) 관리 및 실험 동물의 사용에 대 한 중국 정부 규정의 기관 지침에 따 랐 다. 쥐 (성인 남성, 26 ~ 30 g) 지 내게 되었고 12 h 빛/12-h 어두운 주기 (오전 7 시에 조명) 아래 물과 음식 광고 libitum, 23 ° C의 일정 한 온도에서 보관. 모든 실험 절차는 가벼운 주기 동안 수행 했다.
1. 수술 준비
참고: 사용자 지정 전극은 Halpern의 보고서23에서 수정 하는 방법을 사용 하 여 만든.
<ol><li>2 구리 마이크로-전선 (200 µ m의 외부 직경)를 사용 하 여 병렬 양극 전극으로. 자극에 대 한 원통형 전극 형성에 서로 주위 전극 랩. 참고: 여기, PP 또는 DG 내 전극 길이 핵의 해부학 적 깊이 따라 다양 했다.</li>
	<li>에틸렌 산화물 소독 캐비닛을 사용 하 여 전극 소독. 처리 하 고 제 2 채널 마이크로 와이어 전극 어떤 오염 없이 저장 합니다. 전극 엄격 하 게 어떤 수술 주입 하기 전에 살 균 되어야 한다.</li>
	<li>압력솥 수술 도구.</li>
	<li>수술 하기 전에 주사 마우스 pentobarbital (20-50 mg/kg)와 intraperitoneally, 마 취의 수술 비행기를 달성 하기 위해.</li>
	<li>살 균 페니실린 G procaine 정지 (75000 U, 인스턴트 메신저)와 각각24통증과 감염의 위험을 줄이는 진통 에이전트 (carprofen, 0.05-1 mg/kg, 사우스 캐롤라이나) 마우스를 주사.</li>
	<li>동물 마 취 후 눈 건조를 방지 하기 위해 두 눈을 눈 윤 활 유를 적용 합니다. 동물의 반사 응답 곤란 발가락 응답이 발생 하는 경우에 작업을 진행 하 여는 진정의 유도 및 마 취의 깊이 확인 합니다. 참고: 수 의사 연 고 눈 건조를 방지 하기 위해 또 다른 옵션입니다.</li>
	<li>마우스 머리 위에 모피의 대부분 전기 머리 또는 면도날 면도, 면도 영역 70% 알코올과 betadine 솔루션의 세 가지 번갈아 스크럽을 소독 하 고는 betadine 피부에 건조 후 작업 진행.</li>
</ol>2. 고주파 자극 수술25,26
참고:이 단계에서 전극이 아니다 일방적으로 심은 지 DG 또는 중간 PP 영역, 에피소드 학습과 기억에 중요 한 역할을 해 마의 한 부분으로.
<ol><li>정위 적 프레임에 마 취 마우스를 놓습니다. 마우스의 머리를 움직이기 힘 드는 유지 하 귀 바 제대로 정렬 하 고 신속 하 게 그들을 설치 합니다. 중심으로 머리를 지원 하 고 약간 마우스를 보안 부드럽게 귀 바 조입니다.</li>
	<li>37 ±에 동물의 체온을 유지 하기 위해 온도 조절 패드를 사용 하 여 0.5 ° c.</li>
	<li>집게를 사용 하 여 마우스 귀 앞쪽 피부를 파악 하 여 마우스의 두개골의 정상 피부 1 c m2 지역에 대 한 제거 하는 소독가 위로 잘라. 참고: 적은 양의 출혈 컷된 피부의 가장자리를 따라 관찰 될 수 있었다.</li>
	<li>근육 및 두개골 표면 노출 면봉으로 두개골을 overlying 다른 첨부 파일을 제거 합니다. 모든과, 힘 줄 및 두개골의 완전히는 화살을 식별 하는 표면 및 람다 봉합 라인에서 결합 조직 청소는 면봉와 해를 사용 합니다.</li>
	<li>Bregma와 람다 포인트를 식별 합니다. 혀끝 봉합 교차는 calvaria의 우수한 중간 부분에 화살 봉합은 bregma이 있는 곳입니다. 화살 봉합에 의해 lambdoid 봉합의 교집합 람다는 표시입니다. 원래 지점으로는 bregma를 사용 하 여 다른 핵 위치를 설정.</li>
	<li>두개골에 bregma 람다 위치 식별 후 수평에이 두 지점을 조정 합니다. 이러한 두 지점의 높이 (모든 오류 < 0.05 m m 이어야 한다) 등 쪽 복 부 방향으로 거의 동일 다는 것을 확인 하십시오. 또한, 두개골 수준 같은 방법26의 중간 측면 방향에 있는지 확인 합니다.</li>
	<li>일방적인 수술에 대 한 정위 적 수술 프레임에 만든 2-채널 구리 마이크로 와이어 전극 회전 전극 홀더에 탑재 합니다.</li>
	<li>처음에, bregma 지점 위에 수직으로 전극을 놓고 원래 사이트로 설정 합니다. 사용 디지털 표시를 나타내는 앞쪽-뒷부분 (AP), 중간 옆 (ML), 정위 적 수술 프레임을 dorso-복 부 (DV) 합니다. 참고: 전극 휘어 지 고 되지 않도록 만지지 마십시오 두개골에 전극 팁 작업 중.</li>
	<li>올바른 위치로 전극을 부드럽게 이동 하는 방법 (그림 1A, AP-2.1/ML ± 1.0 DG와 AP-3.8/ML ± 3.0 PP, 각각) 어떤 터치 하지 않고 두개골 위에27 . 원하는 사이트 전극 삽입을 위해 확인 되었다 때 높은 dorsoventral 정위 적 조정을 사용 하 여 전극 홀더, 고 검은색 표시와 함께 위치를 표시 합니다. 참고: stereotaxic 좌표에 관하여 정확한 위치는 마우스 스트레인, 무게, 그리고 섹스에 의해 달라질 수 있습니다. 성인 생쥐 같은 섹스의 위치에 어떤 변화를 최소화 하기 위해 사용 되어야 한다. 가능 하면 개별 주제 기초27에 위치를 식별 하 작전 해 부 검사를 사용 해야 합니다.</li>
	<li>휴대용 micromanipulator 도움 드릴을 사용 하 여 (크기 규 석 = 0.5 m m) 정확 하 게 표시 된 위치에서 버는 구멍을. 드릴링 하기 전에 70% 에탄올과 버의 끝을 소독. Z 축 0.8-1.0 m m의 X-Y 위치를 변경 하지 않고 따라 두개골을 통해 미니 드릴 비트를 이동 합니다. 메 마른 목화를 사용 하 여 작업 하는 동안 어떤 출혈을 멈추게. 참고: 시추 하는 동안-드릴링과 과도 한 열 발생을 피하기 위해, 드릴링 속도 15000-18000 분당 회전 (RPM), 그리고 자주 드릴 비트 마다 8-10의 버 구멍에서 인출 확인 합니다.</li>
	<li>계속 두 라 노출까지 드릴링. 구부러진된 바늘을 사용 하 여 훈련 하는 동안 생성 되 고 기본 부드러운 뇌 조직 손상 없이 경질에는 작은 구멍을 만들어 모든 뼈 스크랩 제거. 참고: 뇌 조직 손상 되지 않도록, 구부러진된 무딘 바늘 수 또한 대체 잘 무뚝뚝한 겸 자.</li>
	<li>확인 하려면 그 버 구멍 만들어진 제대로 원하는 위치에 정위 적 수술 프레임의 조정에 의해 전극 높이 줄일 고 전극은 전파 장애물을 건드리지 않고의 버는 구멍을 통해 원활 하 게 삽입할 수 있습니다. 그렇다면, 천천히 삽입 전극 1.8 m m는 DG (또는 PP에 대 한 3.0 m m)의 깊이 (PP-DG) dg 중간 PP에 있는 두개골의 표면에서. 참고: 닦아 모든 중추 신 경계 또는 메 마른 목화와 함께 버 구멍에서 혈액 유출 전극 이식의 과정.</li>
	<li>삽입 후 두개골 구멍에 마이크로 와이어 전극 잡고 자리에 작은 주걱을 사용 하 여 적절 한 치과 시멘트로. 시멘트가 복잡로 삽입 된 전극과 좋은 부드러운 모자를 나사 주위 금형. Debride 하 고 상처 가장자리를 소독.</li>
	<li>전극 홀더에서 전극을 분리 합니다. 정위 적 프레임에서 마우스를 제거 하 고 따뜻한 케이지를 반환 합니다. 참고: 수술 후, 그들은 완전히 충분 한 의식으로 마 취에서 회복 될 때까지 그들의 감 금 소에는 동물을 반환을 기다립니다.</li>
	<li>마우스를 자유롭게 이동 하 고 감 금 소에 있는 2 일 동안 복구할 수 그것을 허용 하자. 그런 다음, 연결 하는 전극 이식 마우스에는 프로그래밍 가능한 자극을 통해 뇌 지도. 그림 2에 제시 된으로 소프트웨어 인터페이스를 설정 합니다. 400 Hz에서 6 펄스의 6 열차의 6 시리즈 HFS 매개 변수 설정 (그림 1B, 열차, 20 사이 100 ms 계열 간의 s)28. 200 µ a 자극 강도 설정 합니다.</li>
	<li>시간 설정으로 원하는 기간 동안 한 HFS를 제공 합니다. 자극 2 x 하루 오전 8 시와 오후 8 시에 제공</li>
	<li>컨트롤 그룹에 대 한 생쥐에 전극을 이식 하 고는 자극을 수행 하지 마십시오.</li>
	<li>C-fos 얼룩에 대 한 심하게 자극 실험 쥐 (2 x 하루). BrdU 라벨에 대 한 급성 자극 그룹으로 실험 쥐 분할 (일 당 2 배 적용) 및 만성 자극 그룹 (10 x 5 일에, 일 당 2 배 적용). 자극의 과정, 마우스 깨어 있는지 확인 합니다. 리드는 트위스트 하지 수 있도록 기억 하십시오. 참고: 프로시저의 마지막 날에 급성 자극 그룹에 마우스 했다 자극 동시에.</li>
	<li>자극을 할 때 신중 하 게 전극 홀더 및 녹화 시스템의 커넥터에서 전극 핀을 분리 합니다.</li>
</ol>3. 면역 형광 염색 및29 라벨 Bromodeoxyuridine
<ol><li>C-fos 와 Notch1 얼룩이, 마지막 HF DBS 자극 후 약 3 h pentobarbital (20-50 mg/kg, I.P.) 마 취의 수술 비행기를 달성 하기 위해 주입 하 여 쥐를 anesthetize.</li>
	<li>BrdU 라벨에 대 한 마지막 HF DBS 자극 후 약 12 h 2-h 간격 (50 mg/kg 0.9% 식 염 수, I.P.) 컨트롤 및 자극된 쥐에 6 주사 BrdU의을 제공 합니다. 마지막 주입 후 36 h 외과 비행기를 달성 하기 위해 pentobarbital (20-50 mg/kg, I.P.)를 주입 하 여 쥐를 anesthetize.</li>
	<li>절 개 흉 곽 통해 메스를 사용 하 여 마음을 노출 한 다음 22 게이지 무딘 관류 바늘 왼쪽된 심 실에 전달 하 게. 오른쪽 아 트리 움에 작은 절 개를 확인 합니다. Transcardially 찬 인산 염 버퍼 식 염 수 (PBS) 뒤에 1 x PBS (pH 7.4)에 찬 4 %paraformaldehyde (PFA)의 50 mL 50 mL와 함께 그것을 perfuse. 참고: 전환 PBS는 PFA에는 마우스 피에서 vivo에서 교체 되 고 액체 실행 취소 됩니다. 좋은 관류 간 개간 하 여 재판 될 수 있다. 관류 고정 떨림을 관찰 되었습니다30일단 중지 되어야 합니다.</li>
	<li>안과 위 마우스를 목을 벨, 피부에 절 개를 확인 하 고 두개골을 노출. 집게를 사용 하 여 두개골에서 약간 칩 하 고 신중 하 게 전체 쥐의 뇌를 해 부. 포스트-ﬁx 4 %paraformaldehyde 추가 2 일에 뇌와 하룻밤 4 ° C에서 30% 자당 해결책에 그것을 전송.</li>
	<li>20 µ m 코로나 섹션으로 머리를 잘라 cryostat를 사용 하 여. 전송 및 브러시와 유리 슬라이드에 섹션을 탑재 하 고-20 ° c.에서 그들을 저장합니다 참고: 전극 misplacements 또는 과도 한 기계적 손상 동물 이후 분석에서 제외 됩니다.</li>
	<li>일반 PBS (0.1 m M, pH 7.4)에 슬라이드를 전송 없음 정착 액을 포함 하. 씻어 각 어떤 초과 정착 액을 제거 하 5 분에 대 한 3-4 x PBS 가진 조각. BrdU 표시 그룹에 대 한 37 ° C에서 30 분 동안 2 N HCl에 섹션을 품 어 하 고 0.1 M borate 버퍼에 그들을 씻어 (pH 8.4; 10 분). 다음 씻어 슬라이스 2 x PBS에서 5 분. 참고: Immunostaining 다음 수행 합니다.</li>
	<li>보육 실 온 (RT)에서 1 시간에 대 한 솔루션 (1% 정상 염소 혈 청, 3% 소 혈 청 알 부 민 < BSA > 0.5% 트라이 톤 X-100 그리고 0.02% 나트륨 아 지 드 1 x PBS에서) 차단에 의해 분할 영역을 취급 합니다.</li>
	<li>안티-c-fos polyclonal 항 체 (1: 500, 토끼), 안티-Notch1 항 체 (1시 50분; 염소), 또는 안티-BrdU 항 체 (1:800; 쥐) 4 ° C에서 차단 솔루션에서 슬라이스를 밤새 품 어.</li>
	<li>씻어 3 조각에 PBS, x 다음 알 렉 사 Fluor 568 활용 반 토끼 (1: 500), 알 렉 사 Fluor 488 활용 된 항 염소 (1:1, 000), 그들을 품 어 또는 실시간에 1 시간에 대 한 알 렉 사 Fluor 488 활용 된 반대로 쥐 (1: 500) 이차 항 체</li>
	<li>워시 샘플 3 PBS (10 분 마다)에 x. DAPI를 포함 하는 안티-페이드 시 약 장착 매체를 사용 하 여 면역 표시 된 뇌 섹션 커버. 조각 건조 및 4 ° c.에 빛 으로부터 보호 저장 하자</li>
	<li>고해상도 멀티 채널 (순차적) confocal 현미경 검사와 뇌의 자극 및 unstimulated 측면에서 hippocampal 분야의 이미지를 취득 합니다. 제어 및 실험 그룹 사이 일관 되 게 이미지 매개 변수를 설정 합니다.</li>
	<li>모자이크 영상 연속 3 차원 (XYZ) 이미지 전동된 스테이지를 사용 하 여 인접 한 필드의 보기의 큰 합성 수 있도록 함께 그들을 꿰 매 적절 한 소프트웨어를 활용 하 고 확대 목표 (20 X 어 목표, 나 0.45)를 사용 하 여 수행 이미지입니다. 참고: 진정한 바느질과 향상 된 완벽 한 이미지에 대 한 옵션을 매끄럽게 타일링 기능 포함 됩니다. 합성 이미지는 신속 하 고 쉽게 준비 넓은 지역 이미지를 바느질 함수를 사용 하 여.</li>
	<li>C-fos 와 Notch1 얼룩, 맞춘된 이미지의 immunofluorescent 밀도21 의 긍정적인 핵 정량 분석을 수행 합니다. 임의로 rostral와 등, 복 부 hippocampal DG 오는 아구에 3 개의 영역을 선택 하 고 이미지 J 소프트웨어 (http://rsb.info.nih.gov/ij/)31를 사용 하 여 눈 멀게 하는 이중 방식에서 immunofluorescent 밀도 측정.</li>
	<li>BrdU 라벨, 눈 멀게 하는 이중 방식에서 등 해 마는 bregma 상대적인-2.7 mm (-1.7 mm)을 통해 드릴링 지점 슬라이스를 분석 합니다.</li>
	<li>DG에 BrdU 양성 신경만을 계산 합니다. 2 셀 개수에과 립 세포의 직경 안에 누워 셀을 포함 합니다. 참고: 여기, 계산 수행 되었다 공기 목표 X 40을 사용 하 여. 임의로, 동물 당 3-5 섹션 계산 했다, 그리고 카운트 평균 DG19당 수단으로 표현 했다.</li>
</ol>

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R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+neurogenesis+in+the+dentate+gyrus+after+transient+global+ischemia+in+gerbils.">Increased neurogenesis in the dentate gyrus after transient global ischemia in gerbils.</a> Journal of Neuroscience. 18 (19), 7768-7778 (1998).</li><li>Kuhn, H. G., Dickinson-Anson, H., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurogenesis+in+the+dentate+gyrus+of+the+adult+rat:+age-related+decrease+of+neuronal+progenitor+proliferation.">Neurogenesis in the dentate gyrus of the adult rat: age-related decrease of neuronal progenitor proliferation.</a> Journal of Neuroscience. 16 (6), 2027-2033 (1996).</li></ol>

저자는 선언할 수 없다.

HF DBS 기술 널리 사용 되었습니다 강력한 도구로 1990 년대 이후 많은 신경 성 질환의 치료에 대 한. 지금까지, HF DBS의 랜드마크 일 많은 관심과 모두 클리닉 및 사회 과학에 관심을 끌고있다 진전, 파 킨 슨 병의 치료입니다. 특정 신경 및 정신 장애32,33에서 HF-DBS의 치료 응용 프로그램에 대 한 많은 그룹에 의해 지속적인 HF DBS 연구의 다양 한 유형이 있다. ...

HF DBS 18701이후 개발 된 두뇌에 전기 자극에 대 한 신경외과 기술 이다. 1980 년대 후반에, HFS 처음 파 킨 슨 병에 대 한 잠재적인 치료 적 개입으로 사용 하 고 다른 운동 장애2. 지난 몇 십년에서 HF-DBS 점점 더 널리 사용 되었습니다 현재 치료 되지 않은 뇌 질환의 치료에는 전통적인 치료 전략에 의해. 특히, 때문에 HFS 전극, 매우 효과적인 결과, 최소한의 부작용의 정확도 향상, 뇌 장애 HF DBS에 의해 처리 수 크게 증가 지난 수십 년간3,4, 5. 예를 들어 HF-DBS 승인 되었습니다 미국 식품의 약 청 (FDA)에 의해 파 킨 슨 병 (PD), Alzheimer 유형 치 매, 진전, 운동 장애2,6, 의 다른 종류의 치료에 대 한 7. PD 환자에서 dopaminergic 약물 감소 HF DBS8동안 최대 50%. 또한 운동 장애의 성공적인 치료, HF-DBS 또한 보여주었다 정신 질환 클리닉, 그리고 잘2,9, 로 인식 확대의 치료에는 강력한 효과 10 , 11. 환자12많은 약속을 제공 하는 다양 한 단계에서 다른 정신 장애의 치료에 대 한 HFS의 연구는 주목 해야 한다.
많은 학문은 초점 HFS 뇌13를 통해 로컬 및 원격 효과 설명 했다, 비록 효과의 신경 및 분자 메커니즘 애매2,14남아 있습니다. 일반적으로 클리닉, 치료 HF-DBS는 파 킨 슨 병 및 만성 통증, 등 많은 의견 설명 어떤 하나의 가능성 중 HF DBS 치료에 의해 생성 된 개선 발생의 치료에 대 한 장기적인 방식으로 적용 HFS 전류 조절 한다 신경 네트워크 활동을 아마 이식된 HFS 전극 주변 축 삭의 반복적인 도발은 여. 또는, HF-DBS 출력 뉴런 및 예상된 대상의 방전 율 변경 될 수 있습니다. 또한, HF-DBS 이어질 수 있습니다 장기 potentiation (LTP) 장기 불경기 (주식 회사), 등 장기 시 냅 스 변화는 증상 개선에 기여할 수 있습니다. 지금까지, 그것은 아직 불분명 HFS inﬂuences 휴대 규제 키 분자 이벤트 등을 처리 하는 여부 성체 비보로. 여러 줄 연구의 HFS 설치류에 임상 적용된 DBS15,16의 유사한 신경 응답을 모방 수 설명 했다. 이 연구에서 HF-DBS의 기본 셀룰러 메커니즘을 이해 하기 우리 먼저 설정는 vivo에서 HFS 방법론 쥐에서에 급성 (1 일) 또는 만성 (5 일) 방식으로. 둘째, 우리는 HF DBS 납품 후 신경 활동과 성체의 변경 확인 하려면 활성화 분석 방법론을 설정 합니다.
신경 줄기 세포에서 신경 생산 배아 개발 하는 동안 풍부한 이지만 성인 생활 내내 계속, hippocampal subgranular 영역은 신생 발생 하는 주요 지역 중 하나입니다. 성체의 과정은 많은 생리 적 및 병 적인 요인에 의해 영향을 받습니다. 경우에 따라 간 질 hippocampal 신생 극적으로 감소17,18이다. 또한, 단일 electroconvulsive 치료 크게가 이랑19신경 생산을 증가할 수 있었다. 이러한 관측 제안 electrophysiological 활동 성체와 hippocampal 신경에 시 냅 스가 소성의 규칙에 있는 중요 한 역할을 한다. 따라서, 더 신경 활동 및 신생에 HF DBS의 효과 보여, 우리가 처음 실시는 즉시 이른 유전자 (IEG) c-fos 단기 신경 활동에서 결과의 잘 알려진 마커는의 immunostaining 분석 결과 경험20. HFS 배달21,22후 신호 활성화를 모니터링 하 Notch1 신호 감지 됩니다. 또한, 우리 또한 감지 BrdU 다양 한 매너에 HF DBS 유도 후 분석을 라벨에 의해 신경 생산 BrdU 얼룩은 또한 gliogenesis에 대 한 마커 수 있지만.
현재 연구에서 두 HFS 방법론 직접 및 간접적으로 hippocampal DG의 활성화를 대상에 맞게 있습니다. 전극은 DG에 직접 이식 또는 DG 뉴런을 활성화 하는 계획을 보내는 중간 perforant 경로 (PP)로 이식. HF DBS 유도 대 한 프로그래밍 가능한 자극 기는 마우스 머리에 고정된 전극에 지속적인 자극을 통해 에 대 한 제공 됩니다. 신경 활성화와 신경 신생에 HFS의 효과 확인 하려면 immunofluorescent 얼룩이 지 고 hippocampal DG 지역에서 긍정적인 뉴런 BrdU 통합의 수에 의해 c-fos 와 Notch1의 식 감지 후 각각, HFS 치료입니다. 특히,는 DG에서 성체에 HF-DBS의 효과 비교는 급성 및 만성 자극 방식으로, 또는 직접 및 간접적인 자극 방법, 각각.

<table><tbody><tr><td>Brain stereotaxic instrument</td><td>Stoelting</td><td>51730D</td><td>Stereotactic intracranial implantation for mouse</td></tr><tr><td>Stimulator</td><td>A-M systems</td><td>Model 3800</td><td>MultiStim 8-Channel programmable stimulator</td></tr><tr><td>Dental driller</td><td>Saeshin Precision Co., Ltd</td><td>STRONG 90</td><td>For drilling and crainiotomy&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Burr</td><td>Meisinger</td><td>HM1 005#</td><td>For drilling and crainiotomy&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Digidata 1550 Digitizer</td><td>Molecular Devices</td><td>AXON 1550</td><td>High-resolution data acquisition</td></tr><tr><td>Cryotome</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Thermo Cryotome FSE</td><td>Cutting frozen sections of specimens</td></tr><tr><td>Confocal microscope</td><td>Olympus</td><td>FV-1200</td><td>Japan, with 20x Objective (NA 0.45)</td></tr><tr><td>Mouse surgery tools</td><td>F.S.T.</td><td>14084-08,11254-20,16109-14</td><td>Scissors, forceps, bone cutter, holders etc.</td></tr><tr><td>Pentobarbital sodium</td><td>R&amp;amp;D systems</td><td>4579</td><td>20-50mg/kg for i.p. injection</td></tr><tr><td>Penicillin G&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3032</td><td>75,000 U for i.m. injection</td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>SML1713</td><td>5-10mg/kg, for s.c. injection</td></tr><tr><td>4% Paraformaldehyde (PFA)</td><td>Beijing Solarbio Sci-Tech Co.&amp;nbsp;</td><td>P1110</td><td>stocking solution for tissue fixation</td></tr><tr><td>Phosphate buffer (PBS)</td><td>Invitrogen</td><td>10010023</td><td>pH7.4, 500ml in stocking</td></tr><tr><td>Tissue-Tek O.C.T. compound</td><td>Sakura</td><td>4583</td><td>Formulation of water-soluble glycols and resins</td></tr><tr><td>anti-BrdU antibody</td><td>Abcam</td><td>ab6326</td><td>Dilutions:1/800</td></tr><tr><td>anti-c-fos antibody</td><td>Abcam</td><td>ab209794</td><td>Dilutions:1/500</td></tr><tr><td>Goat Anti-Rabbit IgG (Alexa Fluor 568)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A11036</td><td>Dilutions:1/500</td></tr><tr><td>Donkey Anti-Rat IgG (Alexa Fluor 488)</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>712-546-150</td><td>Dilutions:1/500</td></tr><tr><td>Antifade mounting medium with DAPI</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-1200</td><td>Counterstaining with DAPI</td></tr><tr><td>anti-Notch1 antibody (C-20)</td><td>Santa Cruz Biotech</td><td>sc-6014</td><td>Dilutions:1/50</td></tr><tr><td>Donkey Anti-Goat IgG (Alexa Fluor 488)</td><td>Abcam</td><td>ab150073</td><td>Dilutions:1/1000</td></tr></tbody></table>

an invasive method for the activation of the mouse dentate gyrus by high-frequency stimulation

전기-고주파 자극 (HFS), 이식된 전극 다양 한 두뇌 지역 타겟팅을 사용 하 여 다양 한 신경 및 정신 질환에 대 한 효과적인 치료로 입증 되었습니다. 또한 라는 깊은 뇌 자극 (DBS), 뇌의 깊은 지역에서 HFS 임상 시험에서 점점 더 중요 해지고 있다. 높은 주파수 (HF-DBS) DBS 수술의 분야에서 최근 진행 주요 우울증 장애 (MDD), 강 박 장애 (강 박 증)에 대 한 치료와 같은 다른 상황에이 침략 적인 기술 활용의 가능성을 확산 하기 시작 했다 그래서 .
이러한 확대 징후에도 불구 하 고 HF-DBS의 유익한 효과의 기본 메커니즘 수수께끼 남아 있습니다. 이 문제를 해결 하려면 한 가지 방법은 사용 하는 이식된 전극 띄엄띄엄 HFS에 의해 뉴런의 분산된 모집단을 활성화 하는. 그것은 알려졌다 시상의 앞쪽 핵에서 HFS 내 화 간 질 클리닉에서의 치료를 위해 사용 될 수 있습니다. 기본 메커니즘 증가 신생 관련이 있을 수도 있습니다 하 고 신경 활동을 변경. 따라서, 우리는 HFS 치료 전후 생리 변경 마우스가 이랑 (DG)에서 성체 신경 활동의 탐지에 의해 탐험에 관심이 있습니다.
이 원고에서 우리가 직접 또는 간접적으로, 급성 또는 만성 방식 마우스에 DG의 활성화를 목표로 HFS에 대 한 방법론을 설명 합니다. 또한, c fos 와 얼룩 신경 활동을 모니터링 하 고 활성화 신호 immunofluorescent Notch1 및 bromodeoxyuridine (BrdU) 결정을 라벨에 대 한 뇌 조각의 준비를 위한 상세한 프로토콜 설명 합니다 HF DBS 유도 후의 신경 신생 HF DBS 치료 후 신경 활동과 성체의 활성화 직접 neurobiological 증거 및 잠재적인 치료 혜택을 제공합니다. 특히,이 방법론 수정 하 고 기초 중추 등 다른 관심된 뇌 영역 및 시상 지역 병원에서 특정 뇌 질환에 대 한 대상에 적용 될 수 있습니다.

Hippocampal DG 하위 직접 또는 PP 하위는 DG를 직접 활성화 하기 위해 HF DBS 자극 통해 삽입 전극을 사용 하 여 정위 적 조정, 설치류 pentobarbital로 취 했다 고 3 h 샘플링 후 c-fos 와 Notch1 immunostaining에 대 한 마지막 HF DBS 자극. BrdU 얼룩, 1 일 또는 HF DBS 자극의 5 일 후 마지막 BrdU 주입 후 36 h에 대 한 설치류 뇌 섹션의 준비에 대 한 pentobarbital로 취 했다. ?...

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An Invasive Method for the Activation of the Mouse Dentate Gyrus by High-frequency Stimulation

이 프로토콜에는 생쥐에서 신뢰할 수 있는 HFS 메서드를 설정 하는 방법을 보여 줍니다. Hippocampal가 뇌 전체 신경 전기 HFS 직접 및 간접적으로 비보에 의해 자극 된다. 신경 활동 및 분자 신호 검사 c-fos 와 Notch1 immunofluorescent 얼룩, 각각; 성체는 bromodeoxyuridine 분석 결과 라벨에 의해 정량 이다.

고주파 자극에 의해 마우스가 뇌의 활성화에 대 한 침략 적 방법

Electrical high-frequency stimulation (HFS), using implanted electrodes targeting various brain regions, has been proven as an effective treatment for ...

an-invasive-method-for-activation-mouse-dentate-gyrus-high-frequency

Research

JoVE Journal

Neuroscience

7.7K 조회수.  Beijing Institute of Basic Medical Sciences. 이 프로토콜에는 생쥐에서 신뢰할 수 있는 HFS 메서드를 설정 하는 방법을 보여 줍니다. Hippocampal가 뇌 전체 신경 전기 HFS 직접 및 간접적으로 비보에 의해 자극 된다. 신경 활동 및 분자 신호 검사 c-fos 와 Notch1 immunofluorescent 얼룩, 각각; 성체는 bromodeoxyuridine 분석 결과 라벨에 의해 정량 이다.

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

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential cellular mechanism underlying learning and information storage, have long been used to elucidate the physiology of various neuronal circuits in the hippocampus, amygdala, and other limbic and cortical structures. With this in mind, transgenic mouse models of neurological diseases represent useful platforms to conduct long-term&#160;potentiation (LTP) studies to develop a greater understanding of the role of genes in normal and abnormal synaptic communication in neuronal networks involved in learning, emotion and information processing. This article describes methodologies for reliably inducing LTP in the freely behaving mouse. These methodologies can be used in studies of transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neurodegenerative diseases.

Transgenic and knockout mouse models of neurological diseases are useful for studying the role of genes in normal and abnormal neurophysiology. This article describes methodologies which can be used to study long-term potentiation, a cellular mechanism which may underlie learning and memory, in transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neuropathology.

자유롭게 마우스를 동작에 문제가있는 Perforant 통로 - 치아 이랑 (dentate gyrus) 시냅스의 장기 강화 작용

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

연구

행동분석학

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the stimulation parameters (e.g., orientation, field strength, and stimulation duration) need to be examined in mice brain slice preparations. Testing and arranging the orientation of the electrode relative to the position of the mice brain slice are feasible. The present method preserves the thalamocingulate pathway to evaluate the effect of DCS on anterior cingulate cortex seizure-like activities. The results of the multichannel array recordings indicated that cathodal DCS significantly decreased the amplitude of the stimulation-evoked responses and duration of 4-aminopyridine and bicuculline-induced seizure-like activity. This study also found that cathodal DCS applications at 15 min caused long-term depression in the thalamocingulate pathway. The present study investigates the effects of DCS on thalamocingulate synaptic plasticity and acute seizure-like activities. The current procedure can test the optimal stimulation parameters including orientation, field strength, and stimulation duration in an in vitro mouse model. Also, the method can evaluate the effects of DCS on cortical seizure-like activities at both the cellular and network levels.

Studies have shown that cathodal transcranial direct-current stimulation can produce suppressive effects on drug-resistant seizures. In this study, an in vitro experimental setup was devised in which the direct-current stimulation and multielectrode array recording of seizure-like activity were evaluated in mice brain slice preparation. The direct-current stimulation parameters were evaluated.

마우스 뇌 조각 준비에서 발작 같은 활동의 직류 자극 및 다중 전극 배열 기록

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

신경과학

Recording and Modulation of Epileptiform Activity in Rodent Brain Slices Coupled to Microelectrode Arrays

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) is a promising approach when pharmacological treatment fails or neurosurgery is not recommended. Acute brain slices coupled to microelectrode arrays (MEAs) represent a valuable tool to study neuronal network interactions and their modulation by electrical stimulation. As compared to conventional extracellular recording techniques, they provide the added advantages of a greater number of observation points and a known inter-electrode distance, which allow studying the propagation path and speed of electrophysiological signals. However, tissue oxygenation may be greatly impaired during MEA recording, requiring a high perfusion rate, which comes at the cost of decreased signal-to-noise ratio and higher oscillations in the experimental temperature. Electrical stimulation further stresses the brain tissue, making it difficult to pursue prolonged recording/stimulation epochs. Moreover, electrical modulation of brain slice activity needs to target specific structures/pathways within the brain slice, requiring that electrode mapping be easily and quickly performed live during the experiment. Here, we illustrate how to perform the recording and electrical modulation of 4-aminopyridine (4AP)-induced epileptiform activity in rodent brain slices using planar MEAs. We show that the brain tissue obtained from mice outperforms rat brain tissue and is thus better suited for MEA experiments. This protocol guarantees the generation and maintenance of a stable epileptiform pattern that faithfully reproduces the electrophysiological features observed with conventional field potential recording, persists for several hours, and outlasts sustained electrical stimulation for prolonged epochs. Tissue viability throughout the experiment is achieved thanks to the use of a small-volume custom recording chamber allowing for laminar flow and quick solution exchange even at low (1 mL/min) perfusion rates. Quick MEA mapping for real-time monitoring and selection of stimulating electrodes is performed by a custom graphic user interface (GUI).

We illustrate how to perform recording and electrical modulation of 4-aminopyridine-induced epileptiform activity in rodent brain slices using microelectrode arrays. A custom recording chamber maintains tissue viability throughout prolonged experimental sessions. Live electrode mapping and selection of stimulating pairs are performed by a custom graphical user interface.

녹음 및 Microelectrode 배열에 결합 하는 설치류 뇌 조각에 Epileptiform 활동의 변조

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for several neuropsychiatric diseases. The biological effects of tDCS are not fully understood, which is in part explained due to the difficulty in obtaining human brain tissue. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode allowing the study of the long-lasting biological effects of tDCS. In this experimental model, tDCS changes the cortical gene expression and offers a prominent contribution to the understanding of the rationale for its therapeutic use.

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a therapeutic technique proposed to treat psychiatric diseases. An animal model is essential for understanding the specific biological alterations evoked by tDCS. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode.

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 마우스

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Assaying Circuit Specific Regulation of Adult Hippocampal Neural Precursor Cells

Adult neurogenesis is a dynamic process by which newly activated neural stem cells (NSCs) in the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus (DG) generate new neurons, which integrate into an existing neural circuit and contribute to specific hippocampal functions. Importantly, adult neurogenesis is highly susceptible to environmental stimuli, which allows for activity-dependent regulation of various cognitive functions. A vast range of neural circuits from various brain regions orchestrates these complex cognitive functions. It is therefore important to understand how specific neural circuits regulate adult neurogenesis. Here, we describe a protocol to manipulate neural circuit activity using designer receptor exclusively activated by designer drugs (DREADDs) technology that regulates NSCs and newborn progeny in rodents. This comprehensive protocol includes stereotaxic injection of viral particles, chemogenetic stimulation of specific neural circuits, thymidine analog administration, tissue processing, immunofluorescence labeling, confocal imaging, and imaging analysis of various stages of neural precursor cells. This protocol provides detailed instructions on antigen retrieval techniques used to visualize NSCs and their progeny and describes a simple, yet effective way to modulate brain circuits using clozapine N-oxide (CNO) or CNO-containing drinking water and DREADDs-expressing viruses. The strength of this protocol lies in its adaptability to study a diverse range of neural circuits that influence adult neurogenesis derived from NSCs.

The goal of this protocol is to describe an approach for analyzing behavior of adult neural stem/progenitor cells in response to chemogenetic manipulation of a specific local neural circuit.

성인 해마 신경 전구세포의 회로 특정 조절 을 시술

Adult neurogenesis is a dynamic process by which newly activated neural stem cells (NSCs) in the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus (DG) generate ...

Non-invasive Strategies for Chronic Manipulation of DREADD-controlled Neuronal Activity

Chemogenetic strategies have emerged as reliable tools for remote control of neuronal activity. Among these, designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) have become the most popular chemogenetic approach used in modern neuroscience. Most studies deliver the ligand clozapine-N-oxide (CNO) using a single intraperitoneal injection, which is suitable for the acute activation/inhibition of the targeted neuronal population. There are, however, only a few examples of strategies for chronic modulation of DREADD-controlled neurons, the majority of which rely on the use of delivery systems that require surgical intervention. Here, we expand on two non-invasive strategies for delivering the ligand CNO to chronically manipulate neural population in mice. CNO was administered either by using repetitive (daily) eye-drops, or chronically through the animal&#39;s drinking water. These non-invasive paradigms result in robust activation of the designer receptors that persisted throughout the CNO treatments. The methods described here offer alternatives for the chronic DREADD-mediated control of neuronal activity and may be useful for experiments designed to evaluate behavior in freely moving animals, focusing on less-invasive CNO delivery methods.

Here we describe two non-invasive methods to chronically control neuronal activity using chemogenetics in mice. Eye-drops were used to deliver clozapine-N-oxide (CNO) daily. We also describe two methods for prolonged administration of CNO in drinking water. These strategies for chronic neuronal control require minimal intervention reducing animals&#8217; stress.

공포 대조 신경 활동의 만성 조작을 위한 비침범성 전략

Chemogenetic strategies have emerged as reliable tools for remote control of neuronal activity. Among these, designer receptors exclusively activated by ...

저비용 EEG와 밀리미터 크기의 코일로 생쥐의 뇌 자극

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, utilizing a millimeter-sized coil. Using conventional screw electrodes combined with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain. In addition, we explain how a millimeter-sized coil is produced using low-cost equipment usually found in laboratories. Practical procedures for fabricating the flexible multielectrode array substrate and the surgical implantation technique for screw electrodes are also presented, which are necessary to produce low-noise EEG signals. Although the methodology is useful for recording from the brain of any small animal, the present report focuses on electrode implementation in an anesthetized mouse skull. Furthermore, this method can be easily extended to an awake small animal that is connected with tethered cables via a common adapter and fixed with a TMS device to the head during recording.The present version of the EEG-TMS system, which can include a maximum of 32 EEG channels (a device with 16 channels is presented as an example with fewer channels) and one TMS channel device, is described. Additionally, typical results obtained by the application of the EEG-TMS system to anesthetized mice are briefly reported.

저자 스포트라이트: 생체 내에서 쥐 뇌를 경두개골로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템  

A low-cost electroencephalographic recording system combined with a millimeter-sized coil is proposed to drive transcranial magnetic stimulation of the mouse brain in vivo. Using conventional screw electrodes with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain in response to transcranial magnetic stimulation.

생체 내에서 마우스 뇌를 경두개로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, ...

Selective Manipulation of Theta Oscillations in a Mouse Model

Source: Bender, F. et al., <a href="https://app.jove.com/v/57349">Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice.</a> J. Vis. Exp (2018)
This video demonstrates a protocol to modulate theta oscillations in a genetically engineered mouse model with light-sensitive ion channels in its GABAergic medial septum neurons. By delivering light pulses to the hippocampus, the protocol aims to synchronize neuronal activity and generate theta oscillations, which are recorded as local field potentials.

마우스 모델에서 Theta Oscillations의 선택적 조작

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
PV-Cre ...

고주파 자극에 의해 마우스가 뇌의 활성화에 대 한 침략 적 방법

요약

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이 비디오의 챕터

자유롭게 마우스를 동작에 문제가있는 Perforant 통로 - 치아 이랑 (dentate gyrus) 시냅스의 장기 강화 작용

마우스 뇌 조각 준비에서 발작 같은 활동의 직류 자극 및 다중 전극 배열 기록

녹음 및 Microelectrode 배열에 결합 하는 설치류 뇌 조각에 Epileptiform 활동의 변조

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 마우스

성인 해마 신경 전구세포의 회로 특정 조절 을 시술

공포 대조 신경 활동의 만성 조작을 위한 비침범성 전략

생체 내에서 마우스 뇌를 경두개로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템

생체 내에서 마우스 뇌를 경두개로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템

생체 내에서 마우스 뇌를 경두개로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템

마우스 모델에서 Theta Oscillations의 선택적 조작