Inducing Long-Term Plasticity of Intrinsic Neuronal Excitability in Neurons of the Dorsal Lateral Geniculate Nucleus

Наше исследование сосредоточено на роли ионных каналов в функциональной пластичности при заболеваниях головного мозга. В частности, здесь мы изучаем, могут ли нейроны зрительного таламуса подвергаться пластичности внутренней возбудимости нейронов. Мы впервые установили, что нейроны из латерального коленчатого ядра действительно проявляют пластичность внутренней нервной возбудимости после монокулярной депривации или после стимуляции региональных входов.

Мы предлагаем простой способ индуцировать длительную пластичность нейрональной возбудимости в зрительных таламических нейронах крысы in vitro. Для этого мы используем электрофизические записи пластыря и фармакологические инструменты на ткани мозга ex vivo. Наши результаты открывают возможность изучения внутренней пластичности других подкорковых зрительных ядер мозга.

Для начала подготовьте инструменты для рассечения и две ледяные платформы. Положите лед во внешний резервуар и заполните камеру нарезки вибратома ледяным раствором для резки. Положите голову усыпленной крысы на первую покрытую льдом платформу, и с помощью маленьких ножниц разрежьте кожу головы в каудальном направлении, а затем череп с обеих сторон.

С помощью тупых щипцов и шпателя вскройте череп, быстро извлеките мозг из черепа и поместите его на вторую ледовую платформу. Сделайте разрез во фронтальной плоскости для удаления передней коры и обонятельных луковиц, а затем сделайте второй разрез на уровне нижнего холмика для удаления задней коры и мозжечка. Прикрепите мозговой блок к пластине вибратома ростральной стороной вверх.

Регулярно поливайте мозг во время процедуры до полного погружения в камеру нарезки. С помощью вибратома нарежьте ломтики размером 350 микрометров, содержащие дорсальное латеральное коленчатое ядро. Затем с помощью карандаша аккуратно удалите кору и гиппокамп из среднего мозга.

Для начала возьмите срез мозга крысы, содержащий дорсальное латеральное коленчатое ядро, или dLGN, и поместите его в погруженную камеру на вертикальном микроскопе. Поместите на ломтик U-образную платиновую проволоку. С помощью дифференциальной интерференционно-контрастной инфракрасной видеомикроскопии можно определить здоровый нейрон в dLGN для записи патч-клэмпа.

С помощью микроманипулятора расположите патч-пипетку на выбранном нейроне с постоянным положительным давлением. Установите усилитель в режим VC и введите шаг напряжения 10 милливольт. Установите напряжение на значение минус 65 милливольт.

Далее установите усилитель в режим CC, отбалансируйте мост, чтобы компенсировать сопротивление доступа, и удерживайте нейрон на уровне минус 65 милливольт. Для сбора данных установите период управления около 10 минут с положительным импульсом тока на частоте 0,1 герц и контролируйте возбудимость нейронов. Затем наблюдайте за входным сопротивлением нейрона на всем протяжении с помощью кратковременного отрицательного импульса тока.

После контрольного периода выведите последовательности из 15 спайков, вызванных 15 короткими шагами от двух до пяти миллисекунд деполяризующего тока, подаваемого с частотой 40 герц в течение 10 минут. Выберите амплитуду импульса тока, чтобы каждый раз вызывать один потенциал действия. Наконец, проверьте возбудимость нейронов после протокола индукции.

Нейроны dLGN регистрировались во всей клеточной конфигурации, а LTP-IE индуцировался воздействием потенциала действия на частоте 40 Гц в течение 10 минут в присутствии ионотропного глутамата и антагонистов рецепторов ГАМК. Трехкратное увеличение числа потенциалов действия наблюдалось через 20-30 минут после индукции LTP-IE без изменения входного сопротивления.