A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
* These authors contributed equally
Первичные сенсорные области в неокортексе демонстрируют уникальную спонтанную активность во время развития. В этой статье описывается, как визуализировать активность отдельных нейронов и первичных сенсорных областей для анализа синхронной активности, специфичной для конкретных областей, у неонатальных мышей in vivo.
Мозг млекопитающих претерпевает динамические изменения в развитии как на клеточном, так и на сетевом уровнях на протяжении пренатального и постнатального периодов. После открытия многочисленных генов, способствующих этим изменениям в развитии, теперь известно, что нейронная активность также существенно модулирует эти процессы. В развивающейся коре головного мозга нейроны демонстрируют синхронизированные паттерны активности, которые специализированы для каждой первичной сенсорной области. Эти паттерны заметно отличаются от тех, которые наблюдаются в зрелой коре, подчеркивая их роль в регуляции процессов развития, специфичных для данной области. Дефицит нейронной активности во время развития может привести к различным заболеваниям головного мозга. Эти результаты подчеркивают необходимость изучения регуляторных механизмов, лежащих в основе паттернов активности в развитии нейронов. В этой статье обобщен ряд протоколов для визуализации первичных сенсорных областей и нейронной активности у неонатальных мышей, для визуализации активности отдельных нейронов в корковых подполях с помощью двухфотонной микроскопии in vivo, а также для анализа корреляций активности, связанных с подполем. Мы демонстрируем репрезентативные результаты лоскутной синхронной активности в отдельных бочках соматосенсорной коры. Мы также обсудим различные потенциальные применения и некоторые ограничения этого протокола.
Кора головного мозга содержит несколько сенсорных областей с различными функциями. Эти области получают входные сигналы, поступающие от соответствующих органов чувств, в основном передаваемые через спинной мозг или ствол головного мозга и ретранслируемые через таламус 1,2. Примечательно, что нейроны в каждой первичной сенсорной области демонстрируют уникально синхронизированную активность на ранних стадиях развития, которая также исходит от органов чувств или нижних нервных центров, но существенно отличается от активности, наблюдаемой в зрелой коре головногом....
Все эксперименты проводились в соответствии с руководящими принципами экспериментов на животных Университета Кумамото и Национального института генетики и были одобрены комитетами по экспериментам на животных.
1. Внутриутробная электропора?.......
На рисунке 1 представлены репрезентативные результаты активности нейронов 4-го слоя в коре головного мозга щенка P6, визуализированные с использованием настоящего протокола. Двухфотонные изображения зеленого канала (GCaMP) и красного канала (TCA-RFP) были ус.......
Учитывая, что спонтанные действия исходят из органа чувств или низшей нервной системы и перемещаются в первичную сенсорную область попути, эквивалентному пути зрелой нервной системы, крайне важно определить первичную сенсорную область и расположение в?.......
Эта работа была поддержана Японским обществом содействия научным грантам в помощь для трансформационных областей исследований (B) (22H05092, 22H05094) и грантами на научные исследования 20K06876, AMED под номером гранта 21wm0525015, Научным фондом Такеда, Фондом Найто, Мемориальным фондом бионауки Като, Фондом науки о жизни Кова, NIG-JOINT (24A2021) (Х.М.); и Японское общество содействия научным грантам на научные исследования 19K06887 и 22K06446, Мемориальный фонд медицинских исследований Кодама, Мемориальный фонд Уэхара, Мемориальный фонд бионауки Като и Научный фонд Такэда (N.N-T.). Мы благодарим доктора Такудзи Ивасато за мышей TC....
Name | Company | Catalog Number | Comments |
20× objective lens (water immersion) | |||
250 mL Vacuum Filter/Storage Bottle System | Corning | 431096 | |
4%-paraformaldehyde phosphate buffer solution (4% PFA) | Nacalai | 09154-85 | |
Acrylic resin (UNIFAST II) | GC | N/A | |
Agarose | Sigma | A9793 | |
Aspirator tube assembly | Drummond | 2-040-000 | |
CaCl2•2H2O | Nacalai | 06731-05 | |
Electroporator | BEX | GEB14 | |
Eye drop (Scopisol) | Senju Pharmaceutical | N/A | |
Fluorescence stereo microscope | Leica | M165FC | |
Glucose | Nacalai | 16806-25 | |
Heating pad | Muromachi Kikai | FHC-HPS | |
HEPES | Gibco | 15630-080 | |
Isoflurane | Pfizer | N/A | |
KCl | Nacalai | 28514-75 | |
MgSO4•7H2O | Wako | 131-00405 | |
Micropipette puller | Narishige | PC-100 | |
Multiphoton laser | Spectra-Physics | Mai Tai eHP DeepSee | |
Multiphoton microscope | Zeiss | LSM 7MP | |
NaCl | Nacalai | 31320-05 | |
Non-woven fabric (Kimwipe) | Kimberly Clark | S-200 | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Nacalai | 27575-31 | |
Plasmid: CAG-loxP-STOP-loxP-GCaMP6s-ires-tTA-WPRE | Addgene | pK175 | |
Plasmid: TRE-nCre | Addgene | pK031 | |
Precision calibrated micropipets | Drummond | 2-000-050 | |
Razor blade | Feather | FA-10 | |
Rimadyl (50 mg/mL Carprofen) | Zoetis JP | N/A | |
Round cover glass, 3-mm-diameter | Matsunami | CS01078 | |
Saline | Otsuka | 035175315 | |
Sodium pentobarbital | Nacalai | 26427-72 | |
Stage for imaging living pup (two single-axis translation stage for XY positioning, two-axis goniometer, base plate, adjustable pillar for z positioning) | ThorLabs | LT1/M, GN2/M, BM2060/M, MLP01/M | |
TCA-RFP mouse | N/A | N/A | Mizuno et al., 2018a |
Tissue adhesive (Vetbond) | 3M | 1469SB | |
Titanium bar | Endo Scientific Instrument | N/A | Custom made (Mizuno et al., 2018b) |
Titanium bar fixing plate | N/A | Custom made (Mizuno et al., 2018b) | |
Trypan blue | Sigma | T8154 | |
Tweezers with platinum plate electrode, 5 mm diameter | BEX | CUY650P5 | |
Wild-type ICR mouse | Nihon SLC | Slc:ICR |
Explore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved