Bu çalışma, Wellcome Trust tarafından finanse edildi.

Bebeklerin etik kurul onayı herhangi bir çalışmaları yürütülecek ve yazılı bilgilendirilmiş önce ebeveyn izni aranmalıdır. University College Hastanesi Etik Kurulu bu çalışma etik kurul onayı alındı ​​ve ebeveyn izni yazılı bilgilendirilmiş her işlem öncesi elde edildi. Bu çalışma Helsinki Bildirgesi ve İyi Klinik Uygulamaları kurallarına tarafından belirlenen standartlara nitelikteydi. 1. Veri toplama - Kurulum <ol><li> Cilt 10-20 elektrot yerleştirme sistemi (Şekil 1A) göre prepping sonra bebeğin başının en az 16 bireysel tek EEG Ag / AgCl fincan elektrotlar yerleştirin. Daha kapsamlı bir kapsama gömülü elektrotlar ile EEG kapağı kullanılarak elde edilebilir. EEG kap kullanımı, sürecin daha hızlı ve daha az yıkıcı, elektrotlar kafa kap koymadan önce özellikle endüktif jel ile hazırlanan hale getirir. Tek EEG elektrotları uygulama gerektirirdaha fazla zaman ve beceri, daha iyi bir kayıt ancak genellikle sonuç. Bebek erişim sınırlı ise elektrot sayısının azaltılması düşünün, ama her zaman (Taşlı, CPZ ve FCz) orta hat elektrotlar. FCz kayıt için referans elektrot olarak kullanın. </li><li> Elektrot / deri elektrikli kaplin optimize etmek için EEG iletken macun kullanın. </li><li> Bir yerde tutmak için, elektrotlar üzerinde elastik bir net yerleştirin. </li><li> Kravat elektrot elektrik paraziti en aza indirmek için birlikte yol açar. </li><li> Bir toprak elektrot, göğüs ya da baş üzerine yerleştirin. </li><li> Deri (Şekil 1B) prepping sonra her iki bacakta biseps femoris EMG elektrotları yerleştirin. </li><li> Gövde üzerine deri (göğsün sol tarafında bir elektrot, bir sağ ve EEG gibi aynı toprak elektrot kullanmak) prepping sonra, EKG etkinliğin yer kurşun 1 EKG elektrotları kayıt için. </li><li> Karın solunumu ölçmek için bir hareket dönüştürücü yerleştirin. </li><li> Ayağın bir pulse oksimetre probu yerleştirin.oksijen satürasyonu ve kalp hızı ölçmek için. Prob yerde ve sürekli bir sinyal terkinde olmadan kaydedilir güvenli olduğundan emin olun. Teşvik etmek niyetinde ayak kontralateral ayak oksimetre probu yerleştirilmesi gerekiyor. </li><li> Yüz ifadesi bu değişiklikler kaydedildi böylece bebeğin yüzü çerçevelemek için bir tripod monte kamera ayarlayın. </li><li> Kamera çerçeve içinde bir ışık yayan diyot (LED) yerleştirin. Stimülasyon, EEG, EMG ve video kayıt senkronize sunulan olduğunda yanıp söner, böylece LED zamanlama devresine bağlıdır. </li></ol> 2. Veri toplama - Kayıt <ol><li> Video kaydı başlatın. </li><li> Pulse oksimetre kaydetmeye başlayın. </li><li> EEG / EMG kayıt başlayın. </li><li> Bebek yerine gelene kadar bekleyin. </li><li> Gibi bir topuk mızrak ve elle olay işareti EEG ve EMG kayıtları performans ayak tutun. Bu dönem EEG kontrol arka plan bir bölümü tanımlamak için kullanılır.ve EMG. </li><li> Tendon çekiç topuk yüzeye karşı bir koluna bağlı bir lastik tıpalar hafifçe dokunarak dokunmatik stimülasyon uygulayın. Pulse oksimetre bağlı olmayan ayak uyarır. Bebek uyarılır EEG / EMG ve video kayıt stimülasyon yapıldığında kayıt zamanı belirlemek amacıyla olay işaretlenmiş olmalıdır. Dokunmatik stimülasyonu olabilir elektronik kayıt ekipmanları stimülatörü bağlantılar tendon çekiç bir empedans kafa takarak olay işaretlenmiş. Video kayıt, LED flaş olay işaretlenir. Tekrarlanan dokunuşlar uygulanabilir ve uyaran, vücudun farklı bölgelerine uygulanabilir, yani omuz </li><li> Yaylı bıçak bırakıldığında cilde temas etmez ve böylece neşter 90 derece döndürme ve ayak karşı yerleştirerek olmayan bir zararlı kontrolü stimülasyon uygulayın. Bu olay t üst yüzeye bağlı bir ivme ile zaman kilitlio mızrağı. Ivmeölçer bıçak bırakıldığında oluşan titreşimi algılar. </li><li> , Yenidoğan ünitesi, klinik uygulama ile uygun klinik olarak gerekli topuk mızrak gerçekleştirin. EEG aktivitesi topuk mızrak yapmadan önce yerleşmiş olduğu kadar bekleyin. Topuk mızrak Zaman kilitleme kontrol uyarılması için aynı şekilde yapılabilir. Topuk mızrak ardından, kaydedilen tepkiler sadece mızrak nedeniyle olduğundan emin olmak için en az 30 saniye süreyle ayak sıkmak yok. </li><li> Gerekli miktarda kan toplanmış olduğundan emin olun ve klinik analiz için numunelerin hazırlanması. </li><li> Verileri kaydetmek ve kayıtları durdurmak. </li><li> Bebeğin demografik bilgileri ve deneysel bilgi ve giriş onları güvenli bir şekilde depolanması ve ileride başvurmak için bir veritabanı içine kaydedin. </li><li> Bebeklerin gerekli örnek bu yordamı yineleyin. Bu örnekte çocuk sayısı = 23. </li></ol> 3. EEG verilerini analiz <ol><li> Her dokunuş, kontrol ve lance uyarılması ve arka plan EEG karşılık 1.7 saniye EEG dönemini oluşturun. Dönemleri 0.6 saniye her etkinlikten önce başlamalıdır. Her modalite karşılık çağ sayısı aynı olmalıdır. </li><li> Temel ortalama temel sinyal ve high-pass, 0.1 Hz&#39;de filtre çıkarılarak dönemini düzeltin. </li><li> CPZ ya da daha fazla analiz için Taşlı kaydedildi dönemini düşünün ve hareket artefakt ile kontamine dönemini hariç. Hareket artefact 50μV daha büyük genlik 50ms daha az bir değişim olarak tanımlanır. </li><li> Izlerini dokunma potansiyeli belirlemek için (yani, EEG aktivitesi dokunsal stimülasyon ile ilgili), 50 ve 300 ms post uyarılması ve davranış Temel Bileşen Analizi (PCA) arasında bu süreyi jitter gecikme düzeltmek için hizalayın. Değişkenlerin dönemini düşünün ve gözlemler puan. PCA temel dalga şekilleri içine EEG dönemini parçalanır, temel bileşenleri (adlandırdığıVe PC&#39;ler) zaman noktaları arasında sinyal genliği sistematik bir değişimi temsil etmektedir. </li><li> Dokunma potansiyeli temsil eden PC belirlemek için ilk 2 bilgisayarların her ağırlıkları tek yönlü varyans analizi (ANOVA) çalıştırın. Bu kiloları anlamlı derecede daha büyük aşağıdaki dokunsal uyarı EEG arka göre PC olacak. </li><li> Izleri, 300 ve 700 ms post uyarılması ve bu zaman aralığı PCA yürütmek arasında gecikme jitter düzeltmek için hizalayın. </li><li> Ilk 2 bilgisayarların her ağırlıkları nosiseptif özgü bir potansiyeli temsil ettiği PC belirlemek için tek yönlü ANOVA çalıştırın. Bu kiloları anlamlı derecede daha büyük aşağıdaki zararlı stimülasyon dokunsal uyarılması ve arka plan EEG göre PC olacak. </li></ol> 4. EMG veri analizi <ol><li> Hesaplayın kök ortalama kare, kontrolü ve lance uyaranlara için ilk 1000 ms yazılan stimülasyon EMG sinyali (RMS). </li><li> Bir t-testi yapınRMS nosiseptif spesifik spinal refleks çekilme belirlemek için değerleri. </li></ol> 5. Temsilcisi Sonuçlar <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig1.jpg" /> <stRong&gt; Şekil 1 (A) (i) Diyagram ve (ii) EEG kayıtları (uluslararası 10/20 elektrot yerleştirme sistemi değiştirilmiş) elektrot yerleşimleri fotoğraf; biseps femoris (B) EMG kayıtları için elektrot yerleşimleri Diyagramı . <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig2.jpg" /> Şekil 2 (A) Taşlı duyusal potansiyelini örnekleri 3 bebeklerde dokunmatik tarafından uyarılmış, (B) Taşlı nosiseptif spesifik potansiyeli örnekleri 3 bebeklerde zehirli bir mızrak tarafından uyarılmış . <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig3.jpg" /> Şekil 3 Taşlı uyaran yöntemidir PC ağırlıkları (ortalama ± SEM) Bağlılığı. PC teşvik başladıktan sonra 50-300 ms arasında elde dokunsal bir potansiyeli temsil ediyor ve teşvik başladıktan sonra 300-700 ms arasında elde edilen PC nosiseptif spesifik bir potansiyeli temsil ediyor. PC&#39;ler (kalın çizgiler) grand ortalamalara göre üst üstebireysel izleri belirtilen zaman aralığında uyumlu hale getirilmiştir sonra tüm stimülasyon türleri (arka plan EEG, dokunma, zehirli bir mızrak) karşısında elde etti. <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig4.jpg" /> Şekil 4. sonra bir bebek EMG aktivitesi (A) Örnek: (i) zararlı topuk mızrak ve topuk (ii) dokunmatik. (B) Ortalama (± SE) EMG, zehirli topuk ve zararlı olmayan dokunmatik uyaranlara sonra bebeklerin kök ortalama kare EMG aktivitesi.

<ol>
	<li>Fitzgerald, M., Walker, 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=Infant+pain+management:+a+developmental+neurobiological+approach.">Infant pain management: a developmental neurobiological approach.</a> Nat. Clin. Pract. Neurol. 5 (1), 35-35 (2009).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oral+sucrose+as+an+analgesic+drug+for+procedural+pain+in+newborn+infants:+a+randomised+controlled+trial.">Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial.</a> Lancet. 376 (9748), 1225-1225 (2010).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked+potentials+generated+by+noxious+stimulation+in+the+human+infant+brain.">Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain.</a> Eur. J. Pain. 14 (3), 321-321 (2010).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Premature+infants+display+increased+noxious-evoked+neuronal+activity+in+the+brain+compared+to+healthy+age-matched+term-born+infants.">Premature infants display increased noxious-evoked neuronal activity in the brain compared to healthy age-matched term-born infants.</a> Neuroimage. 52 (2), 583-583 (2010).</li></ol>

Yazarlar ifşa etmek için hiçbir şey olduğunu beyan ederim.

Bu video, dokunsal ve zararlı stimülasyon tarafından uyarılmış elektrofizyolojik yanıtları, EEG ve EMG kayıtları kullanılarak insan yavrusunun nasıl karakterize edilebilir gösterir. Bu tür çalışmalar, insan ağrı işleme geliştirilmesi ve plastisite anlamak için yardımcı olabilir ve bebek ağrı 1, 2, geliştirilmiş klinik değerlendirme ve tedavi için yol açacaktır . Bu deneylerin başarı, multidisipliner bir ekip yakın işbirliği gerektirir. Uzmanlık neonatoloji, klinik nörofizyoloji, biyomühendislik ve gelişimsel sinirbilim alanında gereklidir. Bu deneyler yapılmaktadır bebek bakımı, en yüksek öncelik alması esastır. Topuk mızrak gerçekleştirir araştırma hemşire veya doktor, bebeğin esenliği için sorumluluğa sahiptir ve deney klinik pratikte uygun olduğundan emin olmak gerekir. , Hastane etik kurul ve writte onayın ebeveyn izni, bu çalışmaların gerçekleştirilmesi için gerekli. Topuk mızrak, klinik olarak gerekli bir olaydır ve çalışmanın amacı için tekrar edilemez. Bu kayıt, klinik uygulama, 3, 4 ile karışmaz güvenilir ve sağlam bir şekilde toplanan olduğunu elzemdir. Özellikle, zaman kilitlemek için kullanılan yöntem stimülasyon güvenilir ve klinik kan toplama engel olmadığı çok önemlidir. Bebek ağrı tüm tedbirler, mutlaka dolaylı kaydedilen faaliyet zararlı olay ve bebek bakımı 2 diğer yönlerini özellikle uyarılmış olduğundan emin olmak önemlidir gibi. Bu verilerin dikkatli teknik tasarım ve post-processing ile elde edilebilir.

electrophysiological measurements and analysis of nociception in human infants

Ağrı nahoş bir duyusal ve duygusal bir deneyimdir. Bebeklerin sözlü deneyimlerini rapor olamayacağına göre, mevcut ağrı değerlendirme yöntemleri, yüz ifadesi ağlama, vücut hareketleri veya değişiklikleri gibi davranışsal ve fizyolojik vücut tepkileri, dayanır. Bu önlemler, bebeklerin zararlı stimülasyon bir yanıt monte gösteriyor olsa da, sınırlı: bunlar güvenilir bir beyin merkezi duyusal işleme bağlı olmayabilir subkortikal somatik ve otonom motor yolların aktivasyonu dayanmaktadır. Bilgi merkezi sinir sistemi zararlı olaylara nasıl tepki vereceğini nosiseptif bilgi ve ağrı yenidoğanlarda işlenir nasıl bir fikir verebilir. Hastanede yatan bebeklerin kan elde etmek için kullanılmaktadır topuk neşter prosedürü, bebeklik döneminde ağrı incelemek için eşsiz bir fırsat sunmaktadır. Bu video elektroensefalografi (EEG) ve elektromiyografi (EMG), bu yordamı ca zaman kilitli nasıl tarifn beyin ve omurilik nosiseptif aktiviteyi araştırmak için kullanılır. Bu bebek ağrı ölçüm bütünleştirici bir yaklaşım, duyarlı ve etkili bir klinik ölçüm aracı önünü bir potansiyele sahiptir.

Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants at JoVE.com

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Bebekler sözlü deneyimlerini rapor çünkü bebeklerde ağrının değerlendirilmesi ve tedavisi zordur. Bu video kantitatif elektrofizyolojik bebeğin sinir sistemi zararlı olaylara tepki ölçmek için kullanılan yöntem ve analiz teknikleri açıklar.

Elektrofizyolojik Ölçümler ve İnsan Bebeklerde nosisepsiyon Analizi

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

electrophysiological-measurements-analysis-nociception-human

Research

JoVE Journal

Neuroscience

17.1K Görüntüleme.  University College London. Bebekler sözlü deneyimlerini rapor çünkü bebeklerde ağrının değerlendirilmesi ve tedavisi zordur. Bu video kantitatif elektrofizyolojik bebeğin sinir sistemi zararlı olaylara tepki ölçmek için kullanılan yöntem ve analiz teknikleri açıklar.

Video: Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Electrophysiological Measurements from a Moth Olfactory System

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single sensillum recordings (SSR), which are summed responses from all odorant receptor neurons (ORNs) located on the antenna and from those housed in individual sensilla, respectively. These approaches have been exploited for getting a better understanding of insect chemical communication. The identified stimuli can then be used as either attractants or repellents in management strategies for insect pests.

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single sensillum recordings (SSR), which are summed responses from all odorant receptor neurons (ORNs) located on the antenna and from those housed in individual sensilla, respectively.

Güve Koku Sistemi Elektrofizyolojik Ölçümler

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single ...

Nörobilim

Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To understand the behavior of neural progenitor cells in the complex in vivo environment, time-lapse live imaging of neural progenitor cells in an intact brain is critically required. In this video, we exploit the unique features of zebrafish embryos to visualize the development of forebrain neural progenitor cells in vivo. We use electroporation to genetically and sparsely label individual neural progenitor cells. Briefly, DNA constructs coding for fluorescent markers were injected into the forebrain ventricle of 22 hours post fertilization (hpf) zebrafish embryos and electric pulses were delivered immediately. Six hours later, the electroporated zebrafish embryos were mounted with low melting point agarose in glass bottom culture dishes. Fluorescently labeled neural progenitor cells were then imaged for 36hours with fixed intervals under a confocal microscope using water dipping objective lens. The present method provides a way to gain insights into the in vivo development of forebrain neural progenitor cells and can be applied to other parts of the central nervous system of the zebrafish embryo.

The present video demonstrates a method which takes advantage of the combination of electroporation and confocal microscopy to perform live imaging on individual neural progenitor cells in the developing zebrafish forebrain. In vivo analysis of the development of forebrain neural progenitor cells at a clonal level can be achieved in this way.

Gelişmekte olan Zebra balığı önbeyin klonal olarak ilişkilidir Sinir Progenitör Hücreler Zaman atlamalı Canlı Görüntüleme

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To ...

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography (dEEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any other current brain imaging technology1,2, is being used increasingly in the study of social cognitive functioning in infants and adults. While dEEG is enabling researchers to examine brain activity patterns with unprecedented levels of sensitivity, conventional EEG recording systems continue to face certain limitations, including 1) poor spatial resolution and source localization3,4,2) the physical discomfort for test subjects of enduring the individual application of numerous electrodes to the surface of the scalp, and 3) the complexity for researchers of learning to use multiple software packages to collect and process data. Here we present an overview of an established methodology that represents a significant improvement on conventional methodologies for studying EEG in infants and adults. Although several analytical software techniques can be used to establish indirect indices of source localization to improve the spatial resolution of dEEG, the HydroCel Geodesic Sensor Net (HCGSN) by Electrical Geodesics, Inc. (EGI), a dense sensory array that maintains equal distances among adjacent recording electrodes on all surfaces of the scalp, further enhances spatial resolution4,5,6 compared to standard dEEG systems. The sponge-based HCGSN can be applied rapidly and without scalp abrasion, making it ideal for use with adults7,8, children9,10,11, and infants12, in both research and clinical4,5,6,13,14,15 settings. This feature allows for considerable cost and time savings by decreasing the average net application time compared to other dEEG systems. Moreover, the HCGSN includes unified, seamless software applications for all phases of data, greatly simplifying the collection, processing, and analysis of dEEG data.
The HCGSN features a low-profile electrode pedestal, which, when filled with electrolyte solution, creates a sealed microenvironment and an electrode-scalp interface. In all Geodesic dEEG systems, EEG sensors detect changes in voltage originating from the participant's scalp, along with a small amount of electrical noise originating from the room environment. Electrical signals from all sensors of the Geodesic sensor net are received simultaneously by the amplifier, where they are automatically processed, packaged, and sent to the data-acquisition computer (DAC). Once received by the DAC, scalp electrical activity can be isolated from artifacts for analysis using the filtering and artifact detection tools included in the EGI software. Typically, the HCGSN can be used continuously for only up to two hours because the electrolyte solution dries out over time, gradually decreasing the quality of the scalp-electrode interface.
In the Parent-Infant Research Lab at the University of Toronto, we are using dEEG to study social cognitive processes including memory, emotion, goals, intentionality, anticipation, and executive functioning in both adult and infant participants.

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG

Dense array electroencephalography is being used increasingly to study social cognitive functions in infants and adults. Here we present an established methodology that represents a significant improvement on conventional methodologies for studying EEG in infants and adults.

(Bebekler ve Yetişkin Yoğun Dizi Elektroensefalografi kullanarak Sosyal Biliş incelenmesi D EEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any ...

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of thermal nociceptors1,2 while the second involves a wholesale (global) activation of most or all such neurons3. Together, these techniques allow visualization and quantification of the behavioral functions of Drosophila nociceptive sensory neurons.
The Drosophila larva is an established model system to study thermal nociception, a sensory response to potentially harmful temperatures that is evolutionarily conserved across species1,2. The advantages of Drosophila for such studies are the relative simplicity of its nervous system and the sophistication of the genetic techniques that can be used to dissect the molecular basis of the underlying biology4-6 In Drosophila, as in all metazoans, the response to noxious thermal stimuli generally involves a "nocifensive" aversive withdrawal to the presented stimulus7. Such stimuli are detected through free nerve endings or nociceptors and the amplitude of the organismal response depends on the number of nociceptors receiving the noxious stimulus8. In Drosophila, it is the class IV dendritic arborization sensory neurons that detect noxious thermal and mechanical stimuli9 in addition to their recently discovered role as photoreceptors10. These neurons, which have been very well studied at the developmental level, arborize over the barrier epidermal sheet and make contacts with nearly all epidermal cells11,12. The single axon of each class IV neuron projects into the ventral nerve cord of the central nervous system11 where they may connect to second-order neurons that project to the brain.
Under baseline conditions, nociceptive sensory neurons will not fire until a relatively high threshold is reached. The assays described here allow the investigator to quantify baseline behavioral responses or, presumably, the sensitization that ensues following tissue damage. Each assay provokes distinct but related locomotory behavioral responses to noxious thermal stimuli and permits the researcher to visualize and quantify various aspects of thermal nociception in Drosophila larvae. The assays can be applied to larvae of desired genotypes or to larvae raised under different environmental conditions that might impact nociception. Since thermal nociception is conserved across species, the findings gleaned from genetic dissection in Drosophila will likely inform our understanding of thermal nociception in other species, including vertebrates.

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of thermal nociceptors1,2 while the second involves a wholesale (global) activation of most or all such neurons3. Together, these techniques allow visualization and quantification of the behavioral functions of Drosophila nociceptive sensory neurons.

Termal nosisepsiyon değerlendirilmesi Yerel ve Küresel Yöntemleri<em&gt; Drosophila</em&gt; Larva

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

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.

Akut Hipokampal Dilimler içinde Synaptically-uyarılmış astroglial ve Nöronal Cevaplarının İkili Elektrofizyolojik Kayıtlar

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

Stereotaxic Injection of a Viral Vector for Conditional Gene Manipulation in the Mouse Spinal Cord

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central nervous system. We demonstrate a stereotaxic injection technique that allows targeted gene expression or silencing in the dorsal horn of the mouse spinal cord. The surgical procedure is brief. It requires laminectomy of a single vertebra, providing for quick recovery of the animal and unimpaired motility of the spine. Controlled injection of a small vector suspension volume at low speed and use of a microsyringe with beveled glass cannula minimize the tissue lesion. The local immune response to the vector depends on the intrinsic properties of the virus employed; in our experience, it is minor and short-lived when a recombinant adeno-associated virus is used. A reporter gene such as enhanced green fluorescent protein facilitates monitoring spatial distribution of the vector, and the efficacy and cellular specificity of the transfection.

Viral vectors allow for targeted gene manipulation. We demonstrate a method for conditional gene expression or ablation in the mouse spinal cord, using stereotaxic injection of a viral vector into the dorsal horn, a prominent site of synaptic contact between primary somatosensory afferents and neurons of the central nervous system.

Fare Omurilik Koşullu Gen Manipülasyon için bir Viral Vector Stereotaksik Enjeksiyon

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central ...

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

Fare Siyatik Sinir Vivo elektrofizyolojik ölçümlerde

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory machinery, such as in patients experiencing peripheral neuropathy or injury-induced sensitization, are not well characterized. The genetically tractable Drosophila model has been used to study the cells and genes required for noxious heat detection, which has yielded multiple conserved genes of interest. Little is known however about the cells and receptors important for noxious cold sensing. Although, Drosophila does not survive prolonged exposure to cold temperatures (&#8804;10 &#186;C), and will avoid cool, preferring warmer temperatures in behavioral preference assays, how they sense and possibly avoid noxious cold stimuli has only recently been investigated.
Here we describe and characterize the first noxious cold (&#8804;10 &#186;C) behavioral assay in Drosophila. Using this tool and assay, we show an investigator how to qualitatively and quantitatively assess cold nociceptive behaviors. This can be done under normal/healthy culture conditions, or presumably in the context of disease, injury or sensitization. Further, this assay can be applied to larvae selected for desired genotypes, which might impact thermosensation, pain, or nociceptive sensitization. Given that pain is a highly conserved process, using this assay to further study&#160;thermal nociception will likely glean important understanding of pain processes in other species, including vertebrates.

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Here we demonstrate a novel assay to study cold nociception in Drosophila larvae. This assay utilizes a custom-built Peltier probe capable of applying a focal noxious cold stimulus and results in quantifiable cold-specific behaviors. This technique will allow further cellular and molecular dissection of cold nociception.

Soğuk nosisepsiyon için Roman Tahlili<em&gt; Drosophila</em&gt; Larva

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of sciatic nerve injury rodent models. In this protocol, we describe a novel kinematic analysis method that uses a three-dimensional (3D) motion capture apparatus for functional evaluations using a rat sciatic nerve crush injury model. First, the rat is familiarized with treadmill walking. Markers are then attached to the designated bone landmarks and the rat is made to walk on the treadmill at the desired speed. Meanwhile, the posterior limb movements of the rat are recorded using four cameras. Depending on the software used, marker tracings are created using both automatic and manual modes and the desired data are produced after subtle adjustments. This method of kinematic analysis, which uses a 3D motion capture apparatus, offers numerous advantages, including superior precision and accuracy. Many more parameters can be investigated during the comprehensive functional evaluations. This method has several shortcomings that require consideration: The system is expensive, can be complicated to operate, and may produce data deviations due to skin shifting. Nevertheless, kinematic analysis using a 3D motion capture apparatus is useful for performing functional anterior and posterior limb evaluations. In the future, this method may become increasingly useful for generating accurate assessments of various traumas and diseases.

We introduce a kinematic analysis method that uses a three-dimensional motion capture apparatus containing four cameras and data processing software for performing functional evaluations during fundamental research involving rodent models.

Siyatik Sinir Ezilme Hasarının Sıçan Modelinde Fonksiyonel Değerlendirme için 3D Kinematik Analiz

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

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.

Elektrofizyolojik Kayıtlar için Akut İnsan Hipokampal Dilimlerinin Hazırlanması

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 ...