NIH tarafından desteklenen / NIDCD R01 DC 011582. Görüntüleme deneyleri Colorado Anschutz Tıp Kampüsü Gelişmiş Işık Mikroskopi Çekirdek Üniversitesi yapılmıştır NIH / NCRR Colorado CTSI Hibe Numarası UL1 RR025780 ve Rocky Mountain Neurlogical Bozuklukları Çekirdek Merkezi Grant NIH P30NS048154 kısmen desteklenmiştir. Salk Enstitüsü&#39;nden Dr. Sascha du Lac GlyT2-GFP farelerde ile sağladı.

1. Optik Genotiplemesi Fare Pups 1. Optik Genotiplemesi <ol><li> Uygun uyarım dalga boyunda bir lazer işaretleyici kullanılarak ilgili floresan markör ekspresyon için kontrol (burada tarif edilen deneylerde 405 nm) ve dalgaboyu bloke filtre gözlük karşılık gelen, ancak emisyon dalga boyu geçen (450 - Burada tarif edilen deneylerde 700 nm) . Baş ya da fare yavru omurilik arka lazer imlecini (bakınız Şekil 1). Gözleri ve lazer ışığına cildin uzun pozlama içine lazer parlayan kaçının. </li></ol> Yaşlı Hayvanları 2. Optik Genotiplemesi <ol><li> Derin bir intraperitoneal enjeksiyon (120 mg / kg vücut ağırlığı) ile yüksek dozda pentobarbital (burada tarif edilen deneylerde p138 yaş arasındaki p14) fare anestezi. Hayvanın refleksleri kontrol ederek uygun anestezi onaylayın (kısaca th ucu çimdike kulak veya arka ayakları bir kulak veya bacak) geri çekilme refleksi ortaya çıkarmak için. </li><li> Not: Hayvan hala ideal (yani onun kalbi hala atıyor) hayatta olduğu için pentobarbital (120 mg / kg vücut ağırlığı) aşırı dozda kullanılmasına rağmen biz, yerine ötenazi &quot;derin anestezi&quot; olarak enjeksiyon prosedürü bakın ne zaman cerrahi ve perfüzyon başlar. Bu beyin de dahil olmak üzere, iç organlar, daha etkili bir perfüzyon sağlamaktadır. </li><li> Hayvan herhangi refleksleri görünmüyor kez dikkatlice başın arkasını kaplayan deride bir kesi yapmak ve kafatasının Midsection keserek kafatası (Şekil 2A) örten cilt kaldırmak. Lazer ışığına çıkarılan kafatası maruz ve yukarıda açıklandığı gibi filtre gözlüğü ile floresan gözlemleyin. Olumlu bir GFP sinyali görülürse, aşağıdaki ötenazi formu sağlanması / kesilerek yoluyla hayvan kurban değilse ikinci (2. adıma geçin bizimIACUC düzenlemeler). </li></ol> Not: floresan hayvan gözüyle görülebilir (&gt; 1 ay) hatta eski Farelerde. 2. Transcardial Perfüzyon ve Beyin Hazırlık <ol><li> Buz soğukluğunda fosfat tamponlu tuzlu su ile transkardiyal serpmek, büyük ölçüde kan ayrılması için bir 30 G iğne kullanılarak şırınga (PBS NaCl: 10 mM 137 mM, KCl: 2.7 mM, KH 2 PO 4: 1,76 mM, Na 2 HPO 4) hayvan. <ol><li> İlk olarak, dikkatli bir şekilde keskin bir makas ile göğüs kafesi açmak ve ardından kalbin sol ventrikül içine iğne itin. Kalp ve aort içine PBS pompalama ve hemen bu adımı vücudu çıkmak için kan izin makas ile kalbin sağ atrium açmak için aşağıdaki başlayın. Not: Perfüzyon 5 sürüyor - hayvanın büyüklüğüne bağlı olarak 10 dk. </li></ol></li><li> Perfüzyon yoluyla kan kaybından sonra, hayvan başını kesmek pin n başını sabitlemekeedles (veya 30 G şırınga iğneleri) hazırlık tabağına göz çukurları aracılığıyla piercing ve kafatası beyin kaldırmak tarafından. <ol><li> İlk olarak, kafatası kaplanacağı cilt kesmek için keskin bir makas kullanın: Başın arka tarafında küçük bir kesi yapmak, o zaman sadece kaudal hayvanın gözlerinin kenarlarına kesilmiş, kafa sırt tarafında orta hat boyunca kesilir ve kaudal yönde son olarak kesim tamamen başın arka kısmında derinin kapaklarını kaldırın. </li><li> Bu anlamlı sonunda beyin sapının kaldırılmasını kolaylaştırmak çünkü Ardından, kafatası kendisi için aynı kesme desen tekrarlamak, süreç içinde hem cochleas kaldırmak için emin olun. Bu işlemden sonra beyindeki kaudal yarısı tamamen açığa yalan gerekir. </li><li> Bir sonraki adımda, beyincik ila yaklaşık 45 ° ve yaklaşık 2 mm rostral bir açıyla bütün ön beyin kesmek için keskin bir tıraş bıçağı veya neşter kullanmak. Ab ile beynin ayrılmış ön yarısını oymakent spatula. </li><li> Onun rostral sonunda beynin kuyruk yarısını yükseltmek ve daha sonra hala ventral tarafta beyin sapına bağlı kranial sinirlerin kesmek için spatula kullanın. Bir sonuç olarak, beyin sapı da dahil olmak üzere beynin kaudal yarısı hayvanlar için hazırlanmış kafasının geri kalanı kapalı özgürce düşmek gerekir. </li><li> Ventral tarafı ortaya çıkarmak için beynin kaldırıldı kuyruk yarısını çevirin ve yamuk gövdesini içeren ventral bulunan &quot;ampuller&quot; nin (anterograd enjeksiyon için) sadece rostral koronal düzlem boyunca kesme veya (retrograd enjeksiyon için) sadece kaudal (bkz adım 2.3). <ol><li> Daima doku üzerinde aşırı mekanik strese bağlı hücre ölümü en aza indirmek için kesme işlemi için keskin bir jilet veya neşter kullanın. Bir uç Sonuç olarak, uzunluk olarak yaklaşık 1 cm kapsayan ve diğer beyin bölgeleri boyunca tam bir üstün bir bağlantı nipeli kompleksi içeren bir beyin eksplant elde edilmiş olmalıdır. </li></ol></li></ol> &lt;/ li&gt; </ol> Not: Bu protokol işitsel beyin sapı bulunan yamuk vücuda bir izleyici enjeksiyon için prosedürü gösterir. Gerektiği gibi kesme düzlemleri ve enjeksiyon siteleri yerini ve yönünü uyarlayın. Onlar tespit ve beyin kesmeden enjekte edilebilir ve böylece beyin yüzeyine yakın ilgi yalan, bir floresan beyin bölgelerinin (Şekil 2B bakınız), daha sonra koronal kesim aşaması atlanabilir. <ol start="3"><li> Yamuk gövdesinin (VNTB) ventral çekirdeğini içeren iki ventral tanınmış &quot;ampuller&quot; olarak yamuk gövdesini tanımlayın. </li></ol> Not: Bu kesim uçakların yaklaşık stereotaktik konumu ile ilgili ayrıntılı anatomik başvuru için mm Tz &quot;olarak etiketlenmiş yamuk vücudun (= MNTB) medial çekirdeğini gösterir Bregma ~ -5,7 atlas Franklin &amp; Paxinos, 2008. Panel 78 bkz &quot;. Panel 69 Yamuk bo ventral çekirdeğini göstermektedir&quot;MVPO&quot; (medioventral periolivary çekirdek) 19 olarak adlandırılan dy (VNTB). 3. İleriye / Retrograd Takip Not: RT (25 ° C) aşağıdaki prosedürleri uygulayın. <ol><li> 125 mM, KCI: 2.5 mM, MgCI2: 1 mM, CaCl2 0.1 mM, glukoz kesilmesinden sonra, (% 95 O2,% 5 CO2) kesme çözeltisi (NaCl oksijenli içeren bir preparat çanak beyin sapı eksplant yer : 25 mM NaH 2 PO 4: 1,25 mM, NaHCO 3: 25 mM, askorbik asit; 0,4 mM, miyo-inositol: 3 mM, piruvik asit: 2 mM), 30 G şırınga iğneleri ile güvence altına alınmıştır. Enjeksiyon alanı yukarı baktığından emin olun. </li><li> Borosilikat cam enjeksiyon pipetler çekin ve aşağıdaki üç çözümlerden biri onları doldurmak: choleratoxin altbirim-b PBS 12-13 bir Alexa florofora 555 konjuge (özellikle retrograd taşınması için kullanılan), b a) 1.0 mg / ml solüsyon ) bir% 1 -d10,000 MA dekstran-TRITC 555% 0.9 tuzlu su içinde dekstran (esas olarak geriye doğru taşınması için kullanılan 3000 MW) tetrametilrodamin 555 ya da c) bir% 1 -dilution% 0.9 tuzlu su içinde ilution (esas olarak) ileriye taşıma için de kullanılır. <ol><li> 4 çekerek döngüsü - 2.5 ila 3.5 MOhm ve onlar 3 üretilmektedir o enjeksiyon pipet dirençleri aralığı olun. Burada tarif edilen deneyler için, pipet çektirmesi üzerine önceden programlanmış çekerek algoritması seçerek bunu başarmak. </li></ol></li><li> Uygun dalga boyunda bir statik monte lazer pointer kullanarak beyin eksplant Aydınlatmak (Şekil 3A öğe No 2, burada açıklanan deneylerde 405 nm dalga boyu). Enjeksiyonlar için bir rehber olarak lazer pointer kullanın ve floresan etiketli beyin çekirdeğinde veya enjekte edilecek faiz hücreleri lazer ışınını hedefliyoruz. </li><li> 70 - uyumlu filtre gözlük (450 giyerek bulun ve binoküler mikroskop aracılığıyla aydınlatılmış hedef alan gözlemlemekBurada tarif edilen deneyler) &#39;de 0 nm bant-geçiş filtresi. Ilgi alanına mikromanipülatör yoluyla enjeksiyon elektrodu yerleştirin. </li><li> Izleyici madde enjekte edilir. Beyin bölümünde faiz (ROI) bölgeye dik yönlendirilmiş bir basınçlı enjeksiyon cihazı kullanarak, 50 milisaniye her 15 psi basınç darbeleri 10 - enjeksiyonları 2 oluşur. Boya yaymak için izin vermek için 15 sn - 10 aralıklarla her basınç darbesi yönetin. </li><li> Tetrametilrodamin (TRITC) enjeksiyonları halinde, ilave olarak (burada tarif edilen deneylerde MNTB ve VNTB) ilgi beyin bölgesine yerleştirilmiş elektrot ile elektroporasyon yoluyla boya alımı arttırmak için elektriksel olarak teşvik eder. <ol><li> Bir stimülasyon yalıtım birimi (Şekil 3B&#39;de ürün No 7 ve 9), 55 V bir uyarıcısı tarafından tahrik edilir ve amplifiye aralıklarla strok arası 50 ms, 50 milisaniye boyunca 8 volt 8 TTL palslarının kullanın. Bu protokol, 20 olan idari tekrarlar - 10 kullanınBirkaç dakika 7,8 üzerinde Gürler. Düzgün elektrot toprağa emin olun - topraklama kablosu banyo solüsyonu bağlı olmalıdır! </li></ol></li><li> Enjeksiyon başarısı için kontrol edin. Uzun bir emisyon dalga boyu floresan izleyici de kısa dalga boylarına sahip lazer uyarma üzerine bir floresan sinyal yayan olduğundan, görsel lazerle bölgeyi aydınlatan ve filtre gözlük aracılığıyla gözlemlerken enjekte hedef alan yayılmış boya alımı / kontrol edin. </li></ol> 4. Kuluçka <ol><li> Enjeksiyondan sonra, oksijenli yapay beyin omurilik sıvısında (ACSF brainstems inkübe; NaCI: 125 mM KCI: 2.5 mM, MgCI2: 1 mM CaCl2: 2 mM, glikoz: 25 mM NaH 2 PO 4: 1,25 mM, NaHCO 3: 25 mM, askorbik asit; 0,4 mM, miyo-inositol: 3 mM, piruvik asit: 2 mM, 95% O 2 ile kabarmış - Oda sıcaklığında,% 5 CO2), 1 (RT, 25 ° C) - 4 saat ikenboya taşınan ediliyor. Kabarcık tüm kuluçka döneminde çözüm. </li><li> Gece boyunca (O / N) sonrası sabitleşmesi için 4 ° C sıcaklıkta tekrar ve inkübe (PFA / PBS karışımı pH 7. Yaklaşık 100 mi) daha sonra, PBS içinde çözülmüş% 4 paraformaldehit (PFA) brainstems aktarın. </li></ol> 5. Doku Dilimleme ve Montaj <ol><li> Ertesi gün, PBS Beyin Sapı (her yıkama basamağı için 5 dakika) üç defa yıkamak,% 4 agar kapsayacak ve daha sonra 50 oyulmuş - bir vibratome üzerinde 80 mikron kalınlığında dilimler. Bir bardak slayt ve lamel bir montaj orta kullanarak Dağı dilimleri. </li><li> İsteğe bağlı olarak, (: AB medyada 100 seyreltme 1 örneğin mavi Nissl) 25 dakika floresan Nissl ile bölümleri etiket. <ol><li> AB ortamı hazırlamak 0,2 M fosfat tamponu 250 ml karıştırın (PB, 51 mM KH 2 PO 4, 150 mM Na 2 HPO 4), 15 ml 5 M NaCI, 15 ml% 10&#39;luk Triton-X 220 mi GKD 2 O ve 5 g sığır serum albümin. </li><li> Precede PBS içinde 3 yıkama adımlarla Nissl etiketleme adım (10 dakika her) başarılı ve. </li></ol></li></ol> Not: kalın bölümler monte analiz edilmesi gerektiği durumlarda (örneğin dilim Burada tarif edilen deneylerde 100 idi - büyük mesafelerde aksonal bağlantıları korumak için kalınlıkta 500 mikron), doku temizleme tekniği ile kombine edilebilir. Biz ClearT2 12 20 başarılı bulundu. Bir doku temizleme aşaması dahil edildiğinde, bölümleri monte etmeden önce bunu gerçekleştirmek.

<ol>
	<li>Waller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+on+the+sections+of+glossopharyngeal+and+hypoglossal+nerves+of+the+frog+and+observations+of+the+alterations+produced+thereby+in+the+structure+of+their+primitive+fibers.">Experiments on the sections of glossopharyngeal and hypoglossal nerves of the frog and observations of the alterations produced thereby in the structure of their primitive fibers.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. 140, 423-429 (1850).</li><li>Fink, R. P., Heimer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+methods+for+selective+silver+impregnation+of+degenerating+axons+and+their+synaptic+endings+in+the+central+nervous+system.">Two methods for selective silver impregnation of degenerating axons and their synaptic endings in the central nervous system.</a> Brain Res. 4, 369-374 (1967).</li><li>Nauta, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+silver+impregnation+of+degenerating+axons+in+the+central+nervous+system.">Selective silver impregnation of degenerating axons in the central nervous system.</a> Stain Technol. 27, 175-179 (1952).</li><li>Ram&#243;n y Cajal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histologie+du+syst&#232;me+nerveux+de+l'Homme+et+des+vert&#233;br&#233;s.">Histologie du syst&#232;me nerveux de l'Homme et des vert&#233;br&#233;s.</a> , (1911).</li><li>Kristensson, K., Olsson, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uptake+and+retrograde+transport+of+peroxidase+in+hypoglossal+neurons.+Electron+microscopical+localization+in+the+neuronal+perikaryon.">Uptake and retrograde transport of peroxidase in hypoglossal neurons. Electron microscopical localization in the neuronal perikaryon.</a> Acta Neuropathol. 19, 1-9 (1971).</li><li>Kristensson, K., Olsson, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrograde+axonal+transport+of+protein.">Retrograde axonal transport of protein.</a> Brain Res. 29, 363-365 (1971).</li><li>Burger, R. M., Cramer, K. S., Pfeiffer, J. D., Rubel, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Avian+superior+olivary+nucleus+provides+divergent+inhibitory+input+to+parallel+auditory+pathways.">Avian superior olivary nucleus provides divergent inhibitory input to parallel auditory pathways.</a> J. Comp. Neurol. 481, 6-18 (2005).</li><li>Ford, M. C., Grothe, B., Klug, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fenestration+of+the+calyx+of+Held+occurs+sequentially+along+the+tonotopic+axis,+is+influenced+by+afferent+activity,+and+facilitates+glutamate+clearance.">Fenestration of the calyx of Held occurs sequentially along the tonotopic axis, is influenced by afferent activity, and facilitates glutamate clearance.</a> J. Comp. Neurol. 514, 92-106 (2009).</li><li>Glover, J. C., Petursdottir, G., Jansen, J. K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+dextran+amines+used+as+axonal+tracers+in+the+nervous+system+of+chicken+embryo.">Fluorescent dextran amines used as axonal tracers in the nervous system of chicken embryo.</a> J. Neurosci. Methods. 18, 243-254 (1986).</li><li>Trojanowski, J. Q., Gonatas, J. O., Gonatas, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conjugates+of+horseradish+peroxidase+(HRP)+with+cholera+toxin+and+wheat+germ+agglutinin+are+superior+to+free+HRP+as+orthograde+transported+markers.">Conjugates of horseradish peroxidase (HRP) with cholera toxin and wheat germ agglutinin are superior to free HRP as orthograde transported markers.</a> Brain Res. 223, 381-385 (1981).</li><li>Trojanowski, J. Q., Gonatas, J. O., Steiber, A., Gonatas, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horseradish+peroxsidase+(HRP)+conjugates+of+cholera+toxin+and+lectins+are+more+sensitive+retrograde+transported+markers+than+free+HRP.">Horseradish peroxsidase (HRP) conjugates of cholera toxin and lectins are more sensitive retrograde transported markers than free HRP.</a> Brain Res. 231, 33-50 (1982).</li><li>Conte, W. L., Kamishina, H., Corvin, J. V., Reep, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topography+in+the+projections+of+lateral+posterior+thalamus+with+cingulate+and+medial+agranular+cortex+in+relation+to+circuitry+for+directed+attention+and+neglect.">Topography in the projections of lateral posterior thalamus with cingulate and medial agranular cortex in relation to circuitry for directed attention and neglect.</a> Brain Res. 1240, 87-95 (2008).</li><li>Conte, W. L., Kamishina, H., Reep, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+neuroanatomical+tract-tracing+using+fluorescent+Alexa+Fluor+conjugates+of+cholera+toxin+subunit+B+in+rats.">Multiple neuroanatomical tract-tracing using fluorescent Alexa Fluor conjugates of cholera toxin subunit B in rats.</a> Nat. Protoc. 4, 1157-1166 (2009).</li><li>Haas, K., Jensen, K., Sin, W. C., Foa, L., Cline, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+electroporation+in+Xenopus+tadpoles+in+vivo-+from+single+cells+to+the+entire+brain.">Targeted electroporation in Xenopus tadpoles in vivo- from single cells to the entire brain.</a> Differentiation. 70, 148-154 (2002).</li><li>Zeilhofer, H. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycinergic+neurons+expressing+enhanced+green+fluorescent+protein+in+bacterial+artificial+chromosome+transgenic+mice.">Glycinergic neurons expressing enhanced green fluorescent protein in bacterial artificial chromosome transgenic mice.</a> J. Comp. Neurol. 482, 123-141 (2005).</li><li>Poyatos, I., Ponce, J., Arag&#246;n, C., Gim&#233;nez, C., Zafra, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+glycine+transporter+GLYT2+is+a+reliable+marker+for+glycine-immunoreactive+neurons.">The glycine transporter GLYT2 is a reliable marker for glycine-immunoreactive neurons.</a> Brain. Res. Mol. Brain Res. 49, 63-67 (1997).</li><li>Gong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+gene+expression+atlas+of+the+central+nervous+system+based+on+bacterial+artificial+chromosomes.">A gene expression atlas of the central nervous system based on bacterial artificial chromosomes.</a> Nature. 425, 917-925 (2003).</li><li>Heintz, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bac+to+the+future:+the+use+of+BAC+transgenic+mice+for+neuroscience+research.">Bac to the future: the use of BAC transgenic mice for neuroscience research.</a> Nat. Rev. Neurosci. 2, 861-870 (2001).</li><li>Franklin, K. B. J., Paxinos, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2008).</li><li>Kuwajima, T., Sitko, A. A., Bhansali, P., Jurgens, C., Guido, W., Mason, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ClearT:+a+detergent-+and+solvent-free+clearing+method+for+neuronal+and+non-neuronal+tissue.">ClearT: a detergent- and solvent-free clearing method for neuronal and non-neuronal tissue.</a> Development. 140, 1364-1368 (2013).</li><li>Wouterlood, F. G., Jorritsma-Byham, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+anterograde+neuroanatomical+tracer+biotinylated+dextran+amine:+comparison+with+the+tracer+PHA-L+in+preparations+for+electron+microscopy.">The anterograde neuroanatomical tracer biotinylated dextran amine: comparison with the tracer PHA-L in preparations for electron microscopy.</a> J. Neurosci. Methods. 48, 75-87 (1993).</li><li>Lanciego, J. L., Wouterlood, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+half+century+of+experimental+neuroanatomical+tracing.">A half century of experimental neuroanatomical tracing.</a> J. Chem. Neuroanat. 42, 157-183 (2011).</li><li>Rodriguez-Contreras, A., Silvio, J., van Hoeve, S., Habets, L. P., Locher, H., Borst, J. G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+development+of+the+calyx+of+Held+synapse.">Dynamic development of the calyx of Held synapse.</a> PNAS. 105 (14), 5603-5608 (2008).</li><li>Albrecht, O., Dondzillo, A., Mayer, F., Thompson, J. A., Klug, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+projections+from+the+ventral+nucleus+of+the+trapezoid+body+to+the+medial+nucleus+of+the+trapezoid+body+in+the+mouse.">Inhibitory projections from the ventral nucleus of the trapezoid body to the medial nucleus of the trapezoid body in the mouse.</a> Front. Neural Circuits. 8, 83 (2014).</li><li>Benson, D. A., Teas, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+unit+of+binaural+interaction+in+the+auditory+cortex+of+the+chinchilla.">Single unit of binaural interaction in the auditory cortex of the chinchilla.</a> Brain Res. 103, 313-338 (1976).</li><li>Koka, K., Jones, H. G., Thornton, J. L., Lupo, J. E., Tollin, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sound+pressure+transformations+by+the+head+and+pinnae+of+the+adult+Chinchilla+(Chinchilla+lanigera).">Sound pressure transformations by the head and pinnae of the adult Chinchilla (Chinchilla lanigera).</a> Hear Res. 272 (1-2), 135-147 (2011).</li><li>Ryan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hearing+sensitivity+of+the+mongolian+gerbil,+Meriones+unguiculatus.">Hearing sensitivity of the mongolian gerbil, Meriones unguiculatus.</a> J. Acoust. Soc. Am. 59 (5), 1222-1226 (1976).</li><li>Zwicker, E., Fastl, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Psychoacoustics Facts and Models. , (1990).</li><li>Chu, G., Hayakawa, H., Berg, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroporation+for+the+efficient+transfection+of+mammalian+cells+with+DNA.">Electroporation for the efficient transfection of mammalian cells with DNA.</a> Nucleic Acids Res. 15 (3), 1311-1326 (1987).</li><li>Klenchin, V. A., Sukharev, S. I., Serov, S. M., Chernomordik, L. V., Chizmadzhev, Y. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrically+induced+DNA+uptake+by+cells+is+a+fast+process+involving+DNA+electrophoresis.">Electrically induced DNA uptake by cells is a fast process involving DNA electrophoresis.</a> Biophys J. 60 (4), 804-811 (1991).</li><li>Elias, L., Kriegstein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotypic+Slice+Culture+of+E18+Rat+Brains.">Organotypic Slice Culture of E18 Rat Brains.</a> J. Vis. Exp. (6), e235 (2007).</li><li>G&#228;hwiler, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotypic+monolayer+cultures+of+nervous+tissue.">Organotypic monolayer cultures of nervous tissue.</a> J. Neurosci. Methods. 4 (4), 329-342 (1981).</li><li>Tallini, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BAC+transgenic+mice+express+enhanced+green+fluorescent+protein+in+central+and+peripheral+cholinergic+neurons.">BAC transgenic mice express enhanced green fluorescent protein in central and peripheral cholinergic neurons.</a> Physiol Genomics. 27 (3), 391-397 (2006).</li></ol>

Biz ifşa hiçbir şey yok.

In vivo izleme çalışmaları aksine in vitro izleyici elektroporasyon genel gücü, pahalı stereotaktik (ve genellikle elektrofizyolojik) ekipmanı içermeyen, bu araştırmacılara dolayısıyla faiz ve beyin alanına daha iyi erişim sağlamasıdır. Dekstran aminler ve diğer izleyiciler kullanımı ile ilgili ayrıntılı bir inceleme (bkz in vivo izleyici enjeksiyonları halinde yerine günler veya haftalar - Buna ek olarak, beyin eksplant için gerekli yaşam süresi sadece birkaç sa...

Belirli bir nöronal (mikro) devreyi tanımlamak için, dedi biri devre ve bunların bağlantı desen çeşitli katılımcıları bularak başlamalıdır. Hiç hasarının 1 ile nöroanatomik izleme tekniklerinin büyük bir çeşitlilik izleme neurofiber hakkında Waller&#39;ın yayın kurulduktan bu yana. 1971 5-6 keşfedilen Bu tekniklerden bazıları, sabit bir doku otopsi 2-4 uygulanabilir, diğerleri, canlı nöronlar boyanın aktif taşıma dayanır. İkincisi daha (belirli bir projeksiyon kaynağına, yani enjekte alandan. Alan bahsedilen çıkıntılı olan nöronların somata) Aktif retrograd yararlanarak yöntemleri arasındaki ayrım iki gruba ayrılabilir ve aktif anterograde (enjekte itibaren Belirli bir projeksiyon hedefinin, yani. akson projeksiyonları ve etiketli nöronlar) ulaşım aksonal terminallerine alanı. Ayrıca, bazı durumlarda, tracer malzemesi daha sonra, diğer durumlarda eksplante beyinleri enjekte edilir ise, (in vivo tracer enjeksiyonları) birçok gün veya hafta enjeksiyon hayatta kalmak ve yapay serebrospinal akışkan içinde enjeksiyondan sonra birkaç saat süreyle inkübe canlı hayvan içine enjekte edilir (in vitro iz enjeksiyonları) . Bu protokolde vitro elektroporasyon tekniği 7-8 mevcut bir izleme maddeler olarak choleratoxin alt birimi-b ve tetrametilrodamin dekstran kullanarak anterograd ve retrograd izleme deneylerinde nöronal somata ve süreçleri etiketlemek için güncellenmiştir. Bu protokolün genel amacı izli enjeksiyonlar sırasında hedefleme hassasiyetini artırmak amacıyla mevcut transgenik fare hatları ve temel optik cihazlar yararlanarak, farklı beyin çekirdekleri arasındaki nöronal bağlantı desenleri iz etkin bir araç ile sinirbilimcileri sağlamaktır. Anterograd ve retrograd izleme yöntemi kullanılarak rağmencholeratoxin dekstran amin ve ilgili floresan etiketli eşlenikler 9-13 yeni değildir (örneğin. Haas ve arkadaşları elektroporasyon gibi bir yöntem olduğu için. 14), beyin dokusu bloklarını ihtiva eden bir in vitro hazırlama elektroporasyon tracer enjeksiyonu kombinasyonunun Daha yeni bir gelişme 7&#39;dir. Canlı hayvanların tracer boyalar aynı tip kullanılarak nöronal izleme teknikleri esas avantajı, çünkü elektropore boya nöronlar tarafından alınır olarak hangi daha yüksek verimlilik, artmış etiketleme yoğunluğudur. Deneyci enjeksiyon ilgili hedef alanı üzerinde bir görsel kontrol, çünkü ek bir avantajı, izleyici enjeksiyon sırasında (boya nakil için gerekli) kısaltılmış inkübasyon süresi ve artan hedef doğruluğudur. İkincisi de pahalı stereotaktik ekipman ilgi çekirdeği veya beyin alanı bulmak için gerekli olduğu anlamına gelir. Addin içinduğunda biz 405 nm dalga boyu ve eşleştirme band geçiren filtre gözlük bir el lazer pointer (450 oluşan nöronlar 15 ve temel optik donanımın glycinergic alt popülasyonunda GFP ifade transgenik fare hattı, yararlandı, doğruluk hedefleme artış - 700 nm). Böylece, onun floresan sinyali ile enjeksiyon alanını belirleyerek doğruluğu hedef ve yerli GFP sinyal ve izleyici arasındaki etkileşimin gözlem yoluyla enjeksiyon alanı içinde boya yayılması kontrol etmek için daha ince bir yol sağlayarak önemli bir başka artış elde ışık vermiştir. Bizim teknik aynı zamanda izleyici ile doldurulmuştur (diğer fare hatları ya da eksitatör) onun GFP pozitif inhibitör nöronları belirleyerek bağlantısı ile birlikte devrenin işlevselliğini ortaya çıkarmak için izin verir. Özetle, biz daha omurgalı beynin connectome incelemek ve değerlendirmek için t güçlü nörobilimsel araç gelişmişO belirli bir neurocircuit farklı nöroanatomik özellikleri. Ucuz ve yaygın olarak kullanılan optik cihazlar ile birlikte transgenik fareler kullanarak önemli ölçüde bizim enjeksiyonları hedef doğruluğunu artırmak için başardık. Ayrıca, transgenik fareler işitsel beyinsapı bir inhibitör mikrodevre işlevselliğini ortaya çıkarılması yardımcı takip bağlantıları, tipini belirlemek için bize izin verdi.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td>All chemicals are from Sigma-Aldrich, unless noted otherwise.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride&#160;</td>
			<td></td>
			<td>P9333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium phosphate monobasic</td>
			<td></td>
			<td>P5655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate di-basic</td>
			<td></td>
			<td>S907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride</td>
			<td></td>
			<td>M2670</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride</td>
			<td></td>
			<td>C5080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td></td>
			<td>G7528</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td></td>
			<td>S6297</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ascorbic acid</td>
			<td></td>
			<td>A4544</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myo-inositol</td>
			<td></td>
			<td>I5125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium pyruvate</td>
			<td></td>
			<td>P2256</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumine</td>
			<td></td>
			<td>A2153</td>
			<td>optional, for additional (immuno)histochemistry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X-100</td>
			<td></td>
			<td>X100</td>
			<td>optional, for additional (immuno)histochemistry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene glycol), 8000 MW</td>
			<td></td>
			<td>P2139</td>
			<td>optional, for brain clearing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formamide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>F84</td>
			<td>optional, for brain clearing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Choleratoxin subunit-b</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>C-34776 (Alexa 555)&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrane tetramethyl-rhodamine</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>D-7162 (Alexa 555)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent Nissl</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>N-21479 (blue)</td>
			<td>optional</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SF93</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>16520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoromount-G</td>
			<td>Southern Biotech</td>
			<td>0100-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbi-tal</td>
			<td>Vortech Pharmaceuticals</td>
			<td>Fatal-Plus&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass filaments</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>G150F-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette puller</td>
			<td>Zeitz Instruments, Germany</td>
			<td>DMZ Universal Puller</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perfusion setup</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser pointer&#160;</td>
			<td>laserpointerpro.com, Hong Kong</td>
			<td>HK-88007294 (405 nm)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter/safety goggles</td>
			<td>Dragon Lasers, China</td>
			<td>LSG09 (band-pass 450-700 nm)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bionocular microscope&#160;</td>
			<td>Wild Heerbrugg, Switzerland</td>
			<td>Wild M3</td>
			<td>Equipped with high-intensity illuminator (MI-150; Dolan-Jenner Inc.)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picospritzer</td>
			<td>Parker Instruments</td>
			<td>Picospritzer III</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC with installed MC Stimulus software</td>
			<td>Multi Channel Sys-tems, Germany (software)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-channel stimulator</td>
			<td>Multi Channel Sys-tems, Germany</td>
			<td>STG-1002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulation isolation unit</td>
			<td>A.M.P.I., Israel</td>
			<td>Iso-Flex</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td>Narishige, Japan</td>
			<td>YOU-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibratome</td>
			<td>Leica, Germany</td>
			<td>VT1000S</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laser-guided neuronal tracing in brain explants

Biz işlem sırasında hedeflenen lazer aydınlatma ve uygun filtre gözlük ile beyin eksplantlarında elektroporasyon yoluyla boya alımını artırmak için elektrikli ve basınç darbeleri bir dizi kullanan bir in vitro izleyici enjeksiyon protokolü, birleştiren bir teknik sunuyoruz. Kendisi ile in vitro elektroporasyon tarif edilen teknik Beynin belirli bölgeleri, hedefleme için nispeten iyi bir görsel kontrol elde edilir. Lazer floresan genetik belirteçlerin uyarma ve onların okuma-out bant-geçen filtre gözlüğü aracılığıyla, genetik olarak etiketlenmiş hücre / çekirdekler ve floresan izleme boya emisyonlarını pick up hangi bir araştırmacı ölçüde enjeksiyon doğruluğunu artırabilir ile birleştirerek ilgi alanı bulma ve çok daha verimli enjeksiyon alanında boya yayılmış / alımı için kontrol ederek. Buna ek olarak, lazer aydınlatma tekniği ata, belirli bir neurocircuit işlevselliğini çalışma sağlarGFP tanımı, nöron bir alt tarafından ifade edilen verici tipine bağlı olduğu durumlarda, belirli bir alana uzanan nöronların türü hakkında bilgi iding.

Lazer pointer ve lazer gözlüğü hızlı ve ucuz bir çöp GFP pozitif hayvanlar genotiplemesi için nasıl kullanılabileceğini 1 ve 2 gösteri rakamlar. Genç yavrular fare durumlarda, tekniğin invaziv olmayan kafatası ve üstteki derinin (- D Şekil 1A) boyunca hayvanın beyninde GFP etiketi tanımlamak için kullanılabilir. Yayılan floresan en azından yukarı doğum sonrası 3. günde (Şekil 1C) ile deri ve fare yavrular kafatası yoluyla g...

Watch this Scientific Journal Video about Laser-guided Neuronal Tracing In Brain Explants at JoVE.com

Laser-guided Neuronal Tracing In Brain Explants

Biz bir in vitro hazırlık kullanarak beyin çekirdekleri içine anterograd veya retrograd tracer enjeksiyonları yoluyla nöronlar ve süreçlerini etiketlemek için bir teknik açıklar. Biz i n markalama doğruluğunu artırmak amacıyla bir avantaj floresan işaretli fare mutantları ve temel optik donanım alarak izleyici elektroporasyon vitro varolan yöntemi değiştirilebilir.

Lazer güdümlü Nöronal İzleme Beyin Eksplantlarındaki

We present a technique which combines an in vitro tracer injection protocol, which uses a series of electrical and pressure pulses to increase dye uptake ...

laser-guided-neuronal-tracing-in-brain-explants

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.8K Görüntüleme.  University of Colorado School of Medicine.  Biz bir in vitro hazırlık kullanarak beyin çekirdekleri içine anterograd veya retrograd tracer enjeksiyonları yoluyla nöronlar ve süreçlerini etiketlemek için bir teknik açıklar. Biz i n markalama doğruluğunu artırmak amacıyla bir avantaj floresan işaretli fare mutantları ve temel optik donanım alarak izleyici elektroporasyon vitro varolan yöntemi değiştirilebilir. 

Video: Laser-guided Neuronal Tracing In Brain Explants

DiOLISTIC Labeling of Neurons from Rodent and Non-human Primate Brain Slices

DiOLISTIC staining uses the gene gun to introduce fluorescent dyes, such as DiI, into neurons of brain slices (Gan et al., 2009; O'Brien and Lummis, 2007; Gan et al., 2000). Here we provide a detailed description of each step required together with exemplary images of good and bad outcomes that will help when setting up the technique. In our experience, a few steps proved critical for the successful application of DiOLISTICS. These considerations include the quality of the DiI-coated bullets, the extent of fixative exposure, and the concentration of detergent used in the incubation solutions. Tips and solutions for common problems are provided. This is a versatile labeling technique that can be applied to multiple animal species at a wide range of ages. Unlike other fluorescent labeling techniques that are limited to preparations from young animals or restricted to mice because they rely on the expression of a fluorescent transgene, DiOLISTIC labeling can be applied to animals of all ages, species and genotypes and it can be used in combination with immunostaining to identify a specific subpopulation of cells. Here we demonstrate the use of DiOLISTICS to label neurons in brain slices from adult mice and adult non-human primates with the purpose of quantifying dendrite branching and dendritic spine morphology.

We demonstrate the use of the gene gun to introduce fluorescent dyes, such as DiI, into neurons in brain slices from rodents and non-human primates of different ages. In this particular case, we use adult mice (3-6 months old) and adult cynomologus monkeys (9-15 years old). This technique, originally described by the laboratory of Dr. Lichtman (Gan et al., 2000), is well suited for the study of dendritic branching and dendritic spine morphology and can be combined with traditional immunostaining, if detergents are kept at a low concentration.

Kemirgen Nöronlar ve Sigara insan Primate Beyin Slices DiOLISTIC Etiketleme

DiOLISTIC staining uses the gene gun to introduce fluorescent dyes, such as DiI, into neurons of brain slices (Gan et al., 2009; O'Brien and Lummis, 2007; ...

Nörobilim

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output. During development, this activity is important for the migration and differentiation of cortex cell types and the formation of neuronal connections1. In the mature animal, ongoing activity reflects the past and the present state of an animal into which sensory stimuli are seamlessly integrated to compute future actions. Thus, a clear understanding of the organization of ongoing i.e. spontaneous activity is a prerequisite to understand cortex function. 
Numerous recording techniques revealed that ongoing activity in cortex is comprised of many neurons whose individual activities transiently sum to larger events that can be detected in the local field potential (LFP) with extracellular microelectrodes, or in the electroencephalogram (EEG), the magnetoencephalogram (MEG), and the BOLD signal from functional magnetic resonance imaging (fMRI). The LFP is currently the method of choice when studying neuronal population activity with high temporal and spatial resolution at the mesoscopic scale (several thousands of neurons). At the extracellular microelectrode, locally synchronized activities of spatially neighbored neurons result in rapid deflections in the LFP up to several hundreds of microvolts. When using an array of microelectrodes, the organizations of such deflections can be conveniently monitored in space and time. 
Neuronal avalanches describe the scale-invariant spatiotemporal organization of ongoing neuronal activity in the brain2,3. They are specific to the superficial layers of cortex as established in vitro4,5, in vivo in the anesthetized rat 6, and in the awake monkey7. Importantly, both theoretical and empirical studies2,8-10 suggest that neuronal avalanches indicate an exquisitely balanced critical state dynamics of cortex that optimizes information transfer and information processing.
In order to study the mechanisms of neuronal avalanche development, maintenance, and regulation, in vitro preparations are highly beneficial, as they allow for stable recordings of avalanche activity under precisely controlled conditions. The current protocol describes how to study neuronal avalanches in vitro by taking advantage of superficial layer development in organotypic cortex cultures, i.e. slice cultures, grown on planar, integrated microelectrode arrays (MEA; see also 11-14).

A robust way to study neuronal avalanches, i.e. scale-invariant spatio-temporal activity bursts, indicative of critical state dynamics in cortex. Avalanches emerge spontaneously in developing superficial layers of cultured cortex which allows for long-term measurements of the activity with planar integrated multi-electrode arrays (MEA) under precisely controlled conditions.

Organotipik Kültürleri nöronal Çığ Çok elektrot Dizi Kayıtlar

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of the dendritic tree, which eventually leads to neuronal output of action potentials at the axon. The influence of diverse spatial and temporal parameters of specific synaptic input on neuronal output is currently under investigation, e.g. the distance-dependent attenuation of dendritic inputs, the location-dependent interaction of spatially segregated inputs, the influence of GABAergig inhibition on excitatory integration, linear and non-linear integration modes, and many more.
With fast micro-iontophoresis of glutamate and GABA it is possible to precisely investigate the spatial and temporal integration of glutamatergic excitation and GABAergic inhibition. Critical technical requirements are either a triggered fluorescent lamp, light-emitting diode (LED), or a two-photon scanning microscope to visualize dendritic branches without introducing significant photo-damage of the tissue. Furthermore, it is very important to have a micro-iontophoresis amplifier that allows for fast capacitance compensation of high resistance pipettes. Another crucial point is that no transmitter is involuntarily released by the pipette during the experiment.
Once established, this technique will give reliable and reproducible signals with a high neurotransmitter and location specificity. Compared to glutamate and GABA uncaging, fast iontophoresis allows using both transmitters at the same time but at very distant locations without limitation to the field of view. There are also advantages compared to focal electrical stimulation of axons: with micro-iontophoresis the location of the input site is definitely known and it is sure that only the neurotransmitter of interest is released. However it has to be considered that with micro-iontophoresis only the postsynapse is activated and presynaptic aspects of neurotransmitter release are not resolved. In this article we demonstrate how to set up micro-iontophoresis in brain slice experiments.

In this article we introduce fast micro-iontophoresis of neurotransmitters as a technique to investigate integration of postsynaptic signals with high spatial and temporal precision.

Glutamat ve GABA hızlı Micro-iyontoforez: Synaptic Entegrasyon Araştırma yararlı bir araç

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow for an in-depth characterization to identify pathways involved in these events. Cerebellar granule neurons (CGNs) that are derived from the developing cerebellum are an ideal model system that allows for morphological analyses. Here, we describe a method of how to genetically manipulate CGNs and how to study axono- and dendritogenesis of individual neurons. With this method the effects of RNA interference, overexpression or small molecules can be compared to control neurons. In addition, the rodent cerebellar cortex is an easily accessible in vivo system owing to its predominant postnatal development. We also present an in vivo electroporation technique to genetically manipulate the developing cerebella and describe subsequent cerebellar analyses to assess neuronal morphology and migration.

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Neuronal morphogenesis and migration are crucial events underlying proper brain development. Here, we describe methods to genetically manipulate cultured cerebellar granule neurons and the developing cerebellum for the assessment of morphology and migratory characteristics of neurons.

Serebellar Granül Nöronlar Genetik Manipülasyon<em&gt; In Vitro</em&gt; Ve<em&gt; In Vivo</em&gt; Nöronal morfoloji ve Göç Eğitim için

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow ...

Inducing Plasticity of Astrocytic Receptors by Manipulation of Neuronal Firing Rates

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be stimulated by neuronally-released transmitter. However, the ability of astrocytic receptors to exhibit plasticity in response to changes in neuronal activity has received little attention. Here we describe a model system that can be used to globally scale up or down astrocytic group I metabotropic glutamate receptors (mGluRs) in acute brain slices. Included are methods on how to prepare parasagittal hippocampal slices, construct chambers suitable for long-term slice incubation, bidirectionally manipulate neuronal action potential frequency, load astrocytes and astrocyte processes with fluorescent Ca2+ indicator, and measure changes in astrocytic Gq GPCR activity by recording spontaneous and evoked astrocyte Ca2+ events using confocal microscopy. In essence, a &#8220;calcium roadmap&#8221; is provided for how to measure plasticity of astrocytic Gq GPCRs. Applications of the technique for study of astrocytes are discussed. Having an understanding of how astrocytic receptor signaling is affected by changes in neuronal activity has important implications for both normal synaptic function as well as processes underlying neurological disorders and neurodegenerative disease.

Here we describe an adaptation of protocols used to induce homeostatic plasticity in neurons for the study of plasticity of astrocytic G protein-coupled receptors. Recently used to examine changes in astrocytic group I mGluRs in juvenile mice, the method can be applied to measure scaling of various astrocytic GPCRs, in tissue from adult mice in situ and in vivo, and to gain a better appreciation of the sensitivity of astrocytic receptors to changes in neuronal activity.

Nöronal Ateşleme Oranlarının Manipülasyon tarafından Astrositik reseptörleri Plastisite Inducing

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be ...

Intracerebroventricular Viral Injection of the Neonatal Mouse Brain for Persistent and Widespread Neuronal Transduction

With the pace of scientific advancement accelerating rapidly, new methods are needed for experimental neuroscience to quickly and easily manipulate gene expression in the mouse brain. Here we describe a technique first introduced by Passini and Wolfe for direct intracranial delivery of virally-encoded transgenes into the neonatal mouse brain. In its most basic form, the procedure requires only an ice bucket and a microliter syringe. However, the protocol can also be adapted for use with stereotaxic frames to improve consistency for researchers new to the technique. The method relies on the ability of adeno-associated virus (AAV) to move freely from the cerebral ventricles into the brain parenchyma while the ependymal lining is still immature during the first 12-24 hr after birth. Intraventricular injection of AAV at this age results in widespread transduction of neurons throughout the brain. Expression begins within days of injection and persists for the lifetime of the animal. Viral titer can be adjusted to control the density of transduced neurons, while co-expression of a fluorescent protein provides a vital label of transduced cells. With the rising availability of viral core facilities to provide both off-the-shelf, pre-packaged reagents and custom viral preparation, this approach offers a timely method for manipulating gene expression in the mouse brain that is fast, easy, and far less expensive than traditional germline engineering.

Here we demonstrate a technique for widespread neuronal transduction by intraventricular injection of adeno-associated virus into the neonatal mouse brain. This method provides a rapid and easy way to attain lifelong expression of virally-delivered transgenes.

Kalıcı ve yaygın Nöronal İletim için Yenidoğan Fare Beyin intraserooroventriküler Viral Enjeksiyon

With the pace of scientific advancement accelerating rapidly, new methods are needed for experimental neuroscience to quickly and easily manipulate gene ...

Closed-loop Neuro-robotic Experiments to Test Computational Properties of Neuronal Networks

Information coding in the Central Nervous System (CNS) remains unexplored. There is mounting evidence that, even at a very low level, the representation of a given stimulus might be dependent on context and history. If this is actually the case, bi-directional interactions between the brain (or if need be a reduced model of it) and sensory-motor system can shed a light on how encoding and decoding of information is performed. Here an experimental system is introduced and described in which the activity of a neuronal element (i.e., a network of neurons extracted from embryonic mammalian hippocampi) is given context and used to control the movement of an artificial agent, while environmental information is fed back to the culture as a sequence of electrical stimuli. This architecture allows a quick selection of diverse encoding, decoding, and learning algorithms to test different hypotheses on the computational properties of neuronal networks.

In this paper, an experimental framework to perform closed-loop experiments is presented, in which information processing (i.e., coding and decoding) and learning of neuronal assemblies are studied during the continuous interaction with a robotic body.

Kapalı döngü Nöro-robotik Deneyler Nöronal Ağları Hesaplamalı Properties Test

Information coding in the Central Nervous System (CNS) remains unexplored. There is mounting evidence that, even at a very low level, the representation ...

Conditional Genetic Transsynaptic Tracing in the Embryonic Mouse Brain

Anatomical path tracing is of pivotal importance to decipher the relationship between brain and behavior. Unraveling the formation of neural circuits during embryonic maturation of the brain however is technically challenging because most transsynaptic tracing methods developed to date depend on stereotaxic tracer injection. To overcome this problem, we developed a binary genetic strategy for conditional genetic transsynaptic tracing in the mouse brain. Towards this end we generated two complementary knock-in mouse strains to selectively express the bidirectional transsynaptic tracer barley lectin (BL) and the retrograde transsynaptic tracer Tetanus Toxin fragment C from the ROSA26 locus after Cre-mediated recombination. Cell-specific tracer production in these mice is genetically encoded and does not depend on mechanical tracer injection. Therefore our experimental approach is suitable to study neural circuit formation in the embryonic murine brain. Furthermore, because tracer transfer across synapses depends on synaptic activity, these mouse strains can be used to analyze the communication between genetically defined neuronal populations during brain development at a single cell resolution. Here we provide a detailed protocol for transsynaptic tracing in mouse embryos using the novel recombinant ROSA26 alleles. We have utilized this experimental technique in order to delineate the neural circuitry underlying maturation of the reproductive axis in the developing female mouse brain.

Capitalizing on a binary genetic strategy we provide a detailed protocol for neural circuit tracing in mice that express complementary transsynaptic tracers after Cre-mediated recombination. Because cell-specific tracer production is genetically encoded, our experimental approach is suitable to study the formation and maturation of neural circuitry during murine embryonic brain development at a single cell resolution.

Embriyonik Fare beyninde İzleme Koşullu Genetik transsinaptik

Anatomical path tracing is of pivotal importance to decipher the relationship between brain and behavior. Unraveling the formation of neural circuits ...

Two-photon Calcium Imaging in Neuronal Dendrites in Brain Slices

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ fluctuations can occur through a variety of membrane and intracellular mechanisms and play a crucial role in the induction of synaptic plasticity and regulation of dendritic excitability. Hence, the ability to record different types of Ca2+ signals in dendritic branches is valuable for groups studying how dendrites integrate information. The advent of two-photon microscopy has made such studies significantly easier by solving the problems inherent to imaging in live tissue, such as light scattering and photodamage. Moreover, through combination of conventional electrophysiological techniques with two-photon Ca2+ imaging, it is possible to investigate local Ca2+ fluctuations in neuronal dendrites in parallel with recordings of synaptic activity in soma. Here, we describe how to use this method to study the dynamics of local Ca2+ transients (CaTs) in dendrites of GABAergic inhibitory interneurons. The method can be also applied to studying dendritic Ca2+ signaling in different neuronal types in acute brain slices.

We present a method combining whole-cell patch-clamp recordings and two-photon imaging to record Ca2+ transients in neuronal dendrites in acute brain slices.

Nöronal Dendrites beyin dilimleri içinde iki fotonlu kalsiyum görüntüleme

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ ...

In Vitro Wedge Slice Preparation for Mimicking In Vivo Neuronal Circuit Connectivity

In vitro slice electrophysiology techniques measure single-cell activity with precise electrical and temporal resolution. Brain slices must be relatively thin to properly visualize and access neurons for patch-clamping or imaging, and in vitro examination of brain circuitry is limited to only what is physically present in the acute slice. To maintain the benefits of in vitro slice experimentation while preserving a larger portion of presynaptic nuclei, we developed a novel slice preparation. This &#8220;wedge slice&#8221; was designed for patch-clamp electrophysiology recordings to characterize the diverse monaural, sound-driven inputs to medial olivocochlear (MOC) neurons in the brainstem. These neurons receive their primary afferent excitatory and inhibitory inputs from neurons activated by stimuli in the contralateral ear and corresponding cochlear nucleus (CN). An asymmetrical brain slice was designed which is thickest in the rostro-caudal domain at the lateral edge of one hemisphere and then thins towards the lateral edge of the opposite hemisphere. This slice contains, on the thick side, the auditory nerve root conveying information about auditory stimuli to the brain, the intrinsic CN circuitry, and both the disynaptic excitatory and trisynaptic inhibitory afferent pathways that converge on contralateral MOC neurons. Recording is performed from MOC neurons on the thin side of the slice, where they are visualized using DIC optics for typical patch-clamp experiments. Direct stimulation of the auditory nerve is performed as it enters the auditory brainstem, allowing for intrinsic CN circuit activity and synaptic plasticity to occur at synapses upstream of MOC neurons. With this technique, one can mimic in vivo circuit activation as closely as possible within the slice. This wedge slice preparation is applicable to other brain circuits where circuit analyses would benefit from preservation of upstream connectivity and long-range inputs, in combination with the technical advantages of in vitro slice physiology.

Integration of diverse synaptic inputs to neurons is best measured in a preparation that preserves all pre-synaptic nuclei for natural timing and circuit plasticity, but brain slices typically sever many connections. We developed a modified brain slice to mimic in vivo circuit activity while maintaining in vitro experimentation capability.

In Vitro Kama Dilimi In Vivo Nöronal Devre Bağlantısı Nın TaklitI Için Hazırlık

In vitro slice electrophysiology techniques measure single-cell activity with precise electrical and temporal resolution. Brain slices must be relatively ...