Um método integrado para criar otérios eletrofisiológicos flexíveis e convenientes para gravação in vivo em várias regiões

Resumo

Desenvolvemos uma abordagem simplificada e econômica para a fabricação de eletrodos e realizamos gravações de sinais em várias regiões em camundongos em movimento livre. A utilização da optogenética, juntamente com a eletrofisiologia multirregional e o registro do sinal de cálcio, permitiu a revelação de atividades neuronais em todas as regiões do modelo de acendimento de convulsões.

Resumo

A epilepsia é um distúrbio neurológico caracterizado por descargas anormais sincronizadas envolvendo várias regiões do cérebro. As lesões focais facilitam a propagação de sinais epilépticos através de circuitos neurais associados. Portanto, o registro in vivo do potencial de campo local (LFP) das regiões críticas do cérebro é essencial para decifrar os circuitos envolvidos na propagação das convulsões. No entanto, os métodos atuais para fabricação e implantação de eletrodos carecem de flexibilidade. Aqui, apresentamos um dispositivo útil projetado para registros eletrofisiológicos (LFPs e eletroencefalografia [EEG]) em várias regiões. Além disso, integramos perfeitamente a manipulação optogenética e o registro de sinalização de cálcio com o registro LFP. Pós-descargas robustas foram observadas em várias regiões separadas durante crises epilépticas, acompanhadas por aumento da sinalização de cálcio. A abordagem usada neste estudo oferece uma estratégia conveniente e flexível para gravações neurais síncronas em diversas regiões do cérebro. Ele tem o potencial de avançar na pesquisa sobre distúrbios neurológicos, fornecendo insights sobre os perfis neurais de várias regiões envolvidas nesses distúrbios.

Introdução

A epilepsia é uma condição neurológica comum caracterizada por convulsões recorrentes, que se manifestam como convulsões, distúrbios sensoriais e perda de consciência¹. Os mecanismos fisiopatológicos subjacentes à epilepsia são complexos e envolvem múltiplas regiões cerebrais interconectadas ^2,3. Avanços recentes em neuroimagem lançaram luz sobre as redes de grande escala envolvidas na epilepsia ^4,5. No entanto, a compreensão dos intrincados circuitos e mecanismos de rede subjacentes à geração e....

Protocolo

Este protocolo recebeu aprovação do Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade de Fudan e foi conduzido seguindo as diretrizes e regulamentos elaborados pelo Guia de Cuidados e Uso de Animais de Laboratório dos Institutos Nacionais de Saúde. Todas as medidas possíveis foram implementadas para minimizar o número de animais utilizados neste estudo. O tempo necessário para executar cada etapa está incluído nas respectivas etapas.

1. Preparação dos eletrodos (Figura 1)

1. Corte um comprimento apropriado de fio de tungstênio (~ 20 mm....

Discussão

Aqui, empregamos um dispositivo optrode feito por nós mesmos para gravação de sinais neurais in vivo em várias regiões. A viabilidade deste sistema para estimulação optogenética simultânea, registro de sinal de cálcio e registro eletrofisiológico foi validada. O método de preparação do eletrodo aqui descrito é eficiente e econômico. De acordo com o projeto experimental, poderíamos registrar sinais de regiões cerebrais relevantes. O arranjo estratégico de optro.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
8-32 adapter	Plexon	Custom ordered	Connect the female connector and headstage
AAV-CaMKIIα-ChrimsonR-mcherry	Taitool Bioscience	S0371-9	4 x 1012 VG/mL
AAV-hsyn-Gcamp6m	Taitool Bioscience	S0471-9	4 x 1012 VG/mL
DAPI	Sigma	236276	Titered 1:500
Dental Cement	New Century Dental	430205
Electrophysiological recordings system	Plexon	Omniplex
Enameled wire	N/A	Custom ordered	Diameter = 0.2 mm
Female connector	N/A	Custom ordered	1.25 mm pitch
Glue	Loctite	45282
Laser	Changchun New Industries	BH81563	635 nm
MATLAB	MathWorks	R2021b
Microdrill	RWD	78001
Multichannel fiber photometry	ThinkerTech	FPS-SS-MC-LED
Optical fiber	Xi'an Bogao	L-200UM	Select the appropriate fiber length based on the depth of the targeted brain regions.
PFA-Coated Tungsten wire	A-M System	795500	Bare 0.002"; Coated 0.0040"
Power meter	Thorlabs	PM100D
Stereotaxic Fxrame	RWD	68807
Tissue adhesive	3M	1469SB