Name: application of a nmda receptor conductance in rat midbrain dopaminergic neurons using the dynamic clamp technique
Uploaded: 2010-12-21T15:30:00
Duration: 6 min 42 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Application of a NMDA Receptor Conductance in Rat Midbrain Dopaminergic Neurons Using the Dynamic Clamp Technique at JoVE.com

وأيد هذا العمل من قبل MH084494 (CJL) ، وMH079276 وNS060658 (CAP).

1. إعداد شريحة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع شرائح الدماغ باستخدام مشراح تهتز. نحن مستعدون 240 ميكرومتر شرائح الدماغ المتوسط ​​الأفقي من الفئران سبراغ داولي isoflurane - anethetized (تشارلز ريفر مختبرات) باستخدام مشراح تهتز (Microm جلالة 650V) وفقا لجامعة تكساس في سان انطونيو رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية الاستخدام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على شرائح في غرفة الحضانة حتى تكون مستعدا لتسجيل. نحن نستخدم وعاء الحضانة تسخينها إلى 32 درجة مئوية ومليئة السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF ؛ مم) : 126 كلوريد الصوديوم ، 2.5 بوكل ، 1.25 ناه 2 ص 4 و 4 MgCl 2 ، 2 CaCl 2 ، 10 الدكستروز ، 25 NaHCO 3 حمض الاسكوربيك 1.3 ، 2.4 البيروفات الصوديوم والجلوتاثيون 0.05. </li></ol> 2. تسجيل الكهربية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الشريحة إلى جهاز الحفر تسجيل الخلايا التي يكون فيها السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF) في 35 درجة مئوية ويجري perfused. نحن نستخدم نفس aCSF 1.2 في ما عدا تلك المستخدمة 2mm وكان MgCl (2) وحذفت الجلوتاثيون. أعدت لشرائح أفقيا ، ونحن عادة تقسم شريحة على طول خط الوسط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصور الخلايا العصبية المستهدفة. تصور أننا الفردية substantia أسود الخلايا العصبية الدوبامين مع نظام التصوير التدرج على النقيض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحب كهربائي باستخدام مجتذب القطب الالكترونية. نحن مع انسحاب أقطاب المقاومة غيض من 40-10 باستخدام MΩ a Micropipette P97 مجتذب (سوتر شركة الصك). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء إلكترود مع الحل الداخلي المطلوب. نستخدم محلول يحتوي على (مم) : 138 K - غلوكونات ، 10 HEPES ، 2 MgCl 2 ، 0.2 EGTA ، 0.0001 CaCl 2 ، 4 - ATP نا ، 0.4 - GTP نا. تم تعديل الحل الداخلي إلى درجة الحموضة من 7.3 باستخدام 1M KOH والأسمولية من mOsms 270-275. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل ختم gigaohm على الخلايا العصبية المطلوب. تمزق الختم مع الشفط. هذا يشكل تسجيل الخلية بأكملها. تم استخدام مكبر للصوت 700B Multiclamp في التكوين لدينا. وينبغي بعد ذلك مكبر للصوت يمكن وضعها في صيغة &quot;أنا = 0&#39; المشبك الحالي. </li></ol> 3. التطبيق تصرف مع المشبك الحيوي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أعدم RTXI (www.rtxi.org) على الكمبيوتر المشبك الحيوية. تم تحميل نموذج مخصص مكتوبة تحتوي على مستقبلات النمداوية في الذاكرة. ويتم احتساب الحالي ليتم حقنه في الخلية في الوقت الحقيقي من خلال المعادلة التالية : أنا = النمداوية NMDA - G * [1 / (1 ​​+ ([مغ] / 3.57) * ه ​​(- V 0.062 م *))] * (V م -- E NMDA) حيث ز NMDA هو تصرف المطلوب (في NS ؛ افتراضيا تعيين إلى 0 NS) ، [مغ] هو تركيز المغنسيوم (مجموعة الى 1.5 ملم في مثالنا أدناه) ، E NMDA هو احتمال انعكاس لمستقبلات NMDA (مجموعة إلى 0 فولت) ، والخامس م هو غشاء المحتملة من الخلية تقاس من مكبر للصوت (في بالميليفولت). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ارتبط الإخراج من الكمبيوتر المشبك دينامي لإدخال الأوامر من مكبر للصوت عن طريق تحويل التناظرية إلى الرقمية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكبر للصوت وضعت في صيغة &quot;IC&quot; المشبك الحالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ادخل المطلوب تصرف مستقبلات النمداوية في RTXI (مثل 40nS). يجب أن تشاهد انفجار طوري من إمكانات العمل. بدلا من ذلك ، يمكن أن يعطى لRTXI تصرف عن طريق الانتاج التناظرية (الشكل 1A ، &#39;ز (ر)&#39;). يجب استخدام عامل التحجيم المناسب داخل RTXI لتحويل الإشارة من فولت لشركة سيمنس. </li></ol> 4. ممثل النتائج ويرد الإعداد ناجحة لتطبيق تصرف باستخدام المشبك دينامية في الشكل 1A. باستخدام هذا الإعداد ، بذلنا كل خلية جسدية من تسجيل إحدى الخلايا العصبية الدوبامين في المكتنزة substantia بارس أسود. خلايا الدوبامين النار عفويا عادة بمعدلات منخفضة مع وجود نمط منظم ضربات القلب مثل. يمكن أثار موجة عارمة من إمكانات العمل من خلال تطبيق طوري من تصرف مستقبلات NMDA مع المشبك الحيوي (1B الشكل). <img src="/files/ftp_upload/2275/2275fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1 : تطبيق لتصرف مستقبلات NMDA باستخدام تقنية المشبك الحيوية. A. الإعداد الأجهزة التي توضح اتصالات بين الخلايا وتلاعب في تسجيل دينامية الكمبيوتر المشبك. وأثارت موجة من باء إمكانات العمل من خلال تطبيق لتصرف مستقبلات NMDA 40nS في تسجيل خلية كاملة من المادة السوداء الجزء الدوبامين العصبية المكتنزة.

<ol>
	<li>Robinson, H. P., Kawai, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injection+of+digitally+synthesized+synaptic+conductance+transients+to+measure+the+integrative+properties+of+neurons.">Injection of digitally synthesized synaptic conductance transients to measure the integrative properties of neurons.</a> J Neurosci Methods. 49, 157-165 (1993).</li><li>Sharp, A. A., O'Neil, M. B., Abbott, L. F., Marder, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamic+clamp:+artificial+conductances+in+biological+neurons.">The dynamic clamp: artificial conductances in biological neurons.</a> Trends Neurosci. 16, 389-394 (1993).</li><li>Sharp, A. A., O'Neil, M. B., Abbott, L. F., Marder, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+clamp:+computer-generated+conductances+in+real+neurons.">Dynamic clamp: computer-generated conductances in real neurons.</a> J Neurophysiol. 69, 992-995 (1993).</li><li>Prinz, A. A., Abbott, L. F., Marder, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamic+clamp+comes+of+age.">The dynamic clamp comes of age.</a> Trends Neurosci. 27, 218-224 (2004).</li><li>Deister, C. A., Teagarden, M. A., Wilson, C. J., Paladini, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+intrinsic+neuronal+oscillator+underlies+dopaminergic+neuron+bursting.">An intrinsic neuronal oscillator underlies dopaminergic neuron bursting.</a> J Neurosci. 29, 15888-15897 (2009).</li><li>Lobb, C. J., Wilson, C. J., Paladini, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dynamic+role+for+GABA+receptors+on+the+firing+pattern+of+midbrain+dopaminergic+neurons.">A dynamic role for GABA receptors on the firing pattern of midbrain dopaminergic neurons.</a> J Neurophysiol. 104, 403-413 (2010).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

تقنية ديناميكية المشبك أظهرت يحسن هنا على تقنية الحقن التقليدية الحالية المباشرة عن طريق السماح للالمجرب لمحاكاة تأثيرات الكهربائية للتنشيط مستقبلات. في هذا الفيديو ، لقد أظهرنا أنه يمكن إضافة تأثيرات التنشيط لمستقبلات NMDA إلى النشاط العفوي من الخلايا العصبية الدوبامين ، أي موجة من إمكانات العمل وأثار. نظرا لمرونة لتنفيذ الأجهزة / البرمجيات ، ويمكن استخدام مجموعة متنوعة من الملحقات. يمكن أن تنتقل علامة الحالي حقن من السلبية إلى الإيجابية ، وهو ما يمثل السيناريو حيث يتم إزالة آثار تنشيط مستقبلات من الخلايا العصبية. ويمكن أيضا نموذج الخلايا العصبية ، ممثلة في شكل سلسلة من المعادلات التفاضلية ، ويمكن حلها من الناحية العددية ، والسماح للالمجرب للتحقيق في شبكات صغيرة.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>K-gluconate anhydrous</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>HEPES</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>CaCl2 X 2H2O</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ethylene glycol-bis(B-aminoethyl ether)-N,N,N&#x2019;,N&#x2019;-tetraacetic acid</td>
<td>Reagent</td>
<td>EGTA; Sigma-Aldrich</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MgATP</td>
<td>Reagent</td>
<td>MP Biomedicals</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaGTP</td>
<td>Reagent</td>
<td>MP Biomedicals</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MgCl2</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaHCO3</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>KCl</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaH2PO4, Anhydrous</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Glucose</td>
<td>Reagent</td>
<td>Acros Organics</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaCl</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>CholCl</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sodium Pyruvate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ascorbic Acid</td>
<td>Reagent</td>
<td>Acros Organics</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Glutathione</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Olympus BX51WI Microscope (with 40x objective)</td>
<td>Microscope</td>
<td>Olympus</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>2 A/D converters</td>
<td>Equipment</td>
<td>e.g. Heka Instruments Inc. ITC-18, National Instruments BNC-2090A</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Multiclamp 700B with CV-7B headstage</td>
<td>Equipment</td>
<td>Molecular Devices</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>P-97 Flaming/Brown Micropipette Puller</td>
<td>Equipment</td>
<td>Sutter Instrument Company</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Microfil syringe needles</td>
<td>Equipment</td>
<td>World Precision Instruments</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micromanipulator</td>
<td>Equipment</td>
<td>Siskiyou, Inc.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Monitor</td>
<td>Equipment</td>
<td>Triview</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

application of a nmda receptor conductance in rat midbrain dopaminergic neurons using the dynamic clamp technique

علماء الأعصاب دراسة وظيفة الدماغ عن طريق التحقيق في كيفية الخلايا العصبية في الدماغ على التواصل. كثير من المحققين نظرة على التغيرات في النشاط الكهربائي واحد أو أكثر من الخلايا العصبية في استجابة لمدخلات التجربة التي تسيطر عليها. يمكن تسجيل النشاط الكهربائي للخلايا العصبية في الدماغ شرائح معزولة باستخدام تقنيات التصحيح مع المشبك micropipettes الزجاج. تقليديا ، يمكن إدخال المجربون تحاكي الخلايا العصبية عن طريق الحقن المباشر الحالي من خلال التحفيز ، ماصة الكهربائية للخلايا أخرى أو اتصالات محواري المتبقية في شريحة ، أو تلاعب من قبل الدوائية المستقبلات الموجودة على غشاء الخلية العصبية من تسجيلها. الحقن المباشر الحالي لديه مزايا من تمرير الموجي الحالي سلفا بدقة عالية الزمنية في موقع التسجيل (عادة سوما). ومع ذلك ، فإنه لا يغير من المقاومة للغشاء الخلايا العصبية كما يتم فتح أي قنوات ايون جسديا. الحقن الحالية توظف عادة البقول مستطيلة ، وبالتالي لا نموذج حركية القنوات الأيونية. أخيرا ، يمكن حقن الحالية لا تحاكي التغيرات الكيميائية في الخلايا التي تحدث مع فتح قنوات أيون. ويمكن تنشيط مستقبلات الجسدي من قبل التحفيز الكهربائي أو الدوائية. المجرب والدقة الزمنية جيدة لتنشيط مستقبلات مع التحفيز الكهربائي للشريحة. الدقة المكانية ومع ذلك ، هناك محدودية تفعيل مستقبلات وطبيعة بالضبط ما هو التحفيز على تنشيط غير معروف. ويمكن التخفيف من حدة هذه المشكلة الأخيرة جزئيا من قبل وكلاء الدوائية محددة. للأسف ، أثناء وقت التنشيط من وكلاء الدوائية بطيئة عادة والدقة المكانية المدخلات على الخلية تسجيل غير معروف. تقنية المشبك دينامية يسمح للمجرب لتغيير الحالية مرت مباشرة في الخلية على أساس الوقت الحقيقي وردود الفعل المحتملة من غشاء الخلية (روبنسون وكاواي 1993 ، وشارب وآخرون ، 1993a ، ب ؛ للمراجعة ، انظر برينز وآخرون بن ، 2004). هذا يسمح للمجرب لمحاكاة التغيرات الكهربائية التي تحدث في موقع التسجيل في استجابة لتنشيط مستقبلات. ويتم تحديد التغييرات في الوقت الحقيقي الحالي الذي تطبقه في معادلة رياضية تنفذ في الأجهزة. لقد اعتدنا في الآونة الأخيرة تقنية المشبك دينامية للتحقيق في الجيل رشقات نارية من إمكانات العمل من خلال تفعيل طوري من المستقبلات في الخلايا العصبية الدوبامين NMDA من المكتنزة substantia بارس أسود (Deister وآخرون ، 2009 ؛ لوب وآخرون ، 2010). في هذا الفيديو ، ونحن لشرح الإجراءات اللازمة لتطبيق تصرف NMDA مستقبلات الدوبامين في الخلايا العصبية.

Watch this Scientific Journal Video about Application of a NMDA Receptor Conductance in Rat Midbrain Dopaminergic Neurons Using the Dynamic Clamp Technique at JoVE.com

Application of a NMDA Receptor Conductance in Rat Midbrain Dopaminergic Neurons Using the Dynamic Clamp Technique

في هذا الفيديو ، ونحن لشرح كيفية تطبيق تصرف في الخلايا العصبية الدوبامين سجلت في تكوين خلية كاملة في دماغ الفئران شرائح. وتسمى هذه التقنية المشبك الحيوية.

تطبيق المواصلة NMDA مستقبلات الخلايا العصبية في الدماغ المتوسط ​​الجرذ الدوبامينية باستخدام تقنية المشبك الحيوي

Neuroscientists study the function of the brain by investigating how neurons in the brain communicate. Many investigators look at changes in the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Organotypic Slice Cultures of Embryonic Ventral Midbrain: A System to Study Dopaminergic Neuronal Development in vitro

Organotypic Slice Cultures of Embryonic Ventral Midbrain: A System to Study Dopaminergic Neuronal Development in vitro

الثقافات شريحة عضوي النمط من المخ الأوسط بطني الجنينية : نظام لدراسة التنمية متعلق بالخلايا العصبية الدوبامينية في المختبر</em

The  mouse is an excellent model organism to study mammalian brain development due  to the abundance of molecular and genetic data. However, the ...

Odorant-induced Responses Recorded from Olfactory Receptor Neurons using the Suction Pipette Technique

الرائحة التي يسببها الردود المسجلة من الخلايا العصبية مستقبلات الشم باستخدام تقنية شفط الماصة

Animals sample the odorous environment around them through the chemosensory systems located in the nasal cavity. Chemosensory signals affect complex ...

In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development

In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development

في Electroporation البيضة في الدماغ المتوسط ​​الفرخ لدراسة وظيفة الجينات في الخلية العصبية الدوبامين التنمية

Dopaminergic neurons located in the ventral midbrain control movement, emotional behavior, and reward mechanisms1-3. The dysfunction of ventral midbrain ...

Implementing Dynamic Clamp with Synaptic and Artificial Conductances in Mouse Retinal Ganglion Cells

تنفيذ المشبك الحيوي مع المواصلة متشابك والاصطناعية في خلايا الشبكية العقدة ماوس

Ganglion cells are the output neurons of the  retina and their activity reflects the integration of multiple synaptic inputs  arising from specific neural ...

Primary Culture of Mouse Dopaminergic Neurons

الثقافة الابتدائية من الخلايا العصبية الدوبامين ماوس

Dopaminergic neurons represent less than 1% of the total number of neurons in the brain. This low amount of neurons regulates important brain functions ...

Environmental Modulations of the Number of Midbrain Dopamine Neurons in Adult Mice

التحويرات البيئية لعدد من الدماغ المتوسط ​​الدوبامين العصبية في الفئران الكبار

Long-lasting changes in the brain or &#8216;brain plasticity&#8217; underlie adaptive behavior and brain repair following disease or injury. Furthermore, ...

Perforated Patch-clamp Recording of Mouse Olfactory Sensory Neurons in Intact Neuroepithelium: Functional Analysis of Neurons Expressing an Identified Odorant Receptor

مثقب تسجيل التصحيح، المشبك من الماوس العصبونات الحسية الشمية في الظهارة العصبية السليمة: التحليل الوظيفي من الخلايا العصبية التي تم تحديدها إبداء الرائحة مستقبلات

Analyzing the physiological responses of olfactory sensory neurons (OSN) when stimulated with specific ligands is critical to understand the basis of ...

Quantification of Filamentous Actin (F-actin) Puncta in Rat Cortical Neurons

Quantification of Filamentous Actin F-actin Puncta in Rat Cortical Neurons

الكمي لشعيري أكتين (F-الأكتين) نقاط وفي الجرذ العصبونات القشرية

Filamentous actin protein (F-actin) plays a major role in spinogenesis, synaptic plasticity, and synaptic stability. Changes in dendritic F-actin rich ...

Reliable Identification of Living Dopaminergic Neurons in Midbrain Cultures Using RNA Sequencing and TH-promoter-driven eGFP Expression

تحديد موثوق المعيشة الدوبامين الخلايا العصبية في الدماغ المتوسط ​​الثقافات عن طريق RNA تسلسل وTH يحركها المروج EGFP التعبير

In Parkinson&#39;s Disease (PD) there is widespread neuronal loss throughout the brain with pronounced degeneration of dopaminergic neurons in the SNc, ...

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

تقييم في وقت واحد من الشلل ديناميكا الدم وتشتت الضوء خصائص<em&gt; في فيفو</em&gt; الجرذ الدماغ عن طريق المتعددة الأطياف منتشر الانعكاس التصوير

The simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and the light scattering properties of in vivo rat brain tissue is demonstrated using a conventional ...

تطبيق المواصلة NMDA مستقبلات الخلايا العصبية في الدماغ المتوسط ​​الجرذ الدوبامينية باستخدام تقنية المشبك الحيوي

تطبيق المواصلة NMDA مستقبلات الخلايا العصبية في الدماغ المتوسط الجرذ الدوبامينية باستخدام تقنية المشبك الحيوي