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

Bu çalışma MH084494 (CJL) ve MH079276 ve NS060658 (CAP) tarafından desteklenmiştir.

1. Dilim Hazırlık <ol><li> Titreşen bir mikrotom kullanarak beyin dilim kesin. University of Texas at San Antonio Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu uygun bir titreşimli mikrotom (Microm HM 650V) kullanarak bir izofluran anethetized Sprague-Dawley sıçan (Charles River Laboratuvarları) 240 mm yatay orta beyin dilimleri hazırladı. </li><li> Kaydetmek için hazır olana kadar bir kuluçka odasında dilim tutun. (ACSF; mM) 32 ° C&#39;ye kadar ısıtılır ve yapay beyin omurilik sıvısı ile dolu bir inkübasyon kabı kullanın: 126 NaCl, 2.5 KCl, 1.25 NaH 2 PO 4, 4 MgCl 2, 2, CaCl 2, 10 dekstroz, 25 NaHCO 3 , 1.3 askorbik asit, 2.4 sodyum piruvat ve 0.05 glutatyon. </li></ol> 2. Elektrofizyolojik Kayıt <ol><li> 35 bir yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) ° C perfüze olduğu hücre içi kayıt donatmak için dilim aktarın. Biz bu 2mm MgCl 2 ve glutatyon atlandı hariç, 1.2 &#39;de aynı aCSF kullanabilirsiniz . Yatay hazırlanan dilim için, genellikle orta hat boyunca dilim iki eşit parçaya böler. </li><li> Hedef nöron gözünüzde canlandırın. Biz bir degrade kontrast görüntüleme sistemi ile bireysel substantia nigra dopaminerjik nöronların görüntülendi. </li><li> Elektronik bir elektrot çektirmenin kullanarak bir elektrot çekin. Biz 4-10 M P97 Mikropipet çektirmesi (Sutter Instrument Company) kullanarak bir ucu direnci ile elektrotlar çekin. </li><li> İstenen iç çözümü ile bir elektrot doldurun. 138 K-glukonat, 10 Hepes, 2 MgCl 2, 0.2 EGTA, 0.0001 CaCl 2, 4, Na-ATP, 0.4 Na-GTP: Biz içeren bir çözüm (mM) kullanın. Iç çözüm 1M KOH ve 270-275 mOsms bir ozmolarite 7.3 pH ayarlandı. </li><li> Istenilen nöron üzerine gigaohm mühür olun. Rüptürü ile mühür emme. Bu, bir bütün hücre kayıt teşkil eder. Multiclamp 700B amplifikatör yapılandırma kullanılmıştır. Amplifikatör sonra &#39;I = 0&#39; kelepçe modunda konulmalıdır. </li></ol> 3. Dinamik Kelepçe İletkenlik Uygulama <ol><li> RTXI (www.rtxi.org) dinamik kelepçe bilgisayarda idam edildi. NMDA reseptör içeren özel bir yazılı modeli belleğe yüklenir. Gerçek zamanlı olarak hücre içine enjekte edilecek akım aşağıdaki denklemle hesaplanır: Ben NMDA =-g NMDA * [1 / (1 ​​+ (Mg / 3,57) * e (-V m * 0.062))] * (V m - E NMDA) g NMDA istenilen iletkenlik (NS; varsayılan) 0 nS, [Mg] E NMDA, NMDA reseptör (0 mV) ters potansiyel magnezyum konsantrasyonu (aşağıdaki örnekte 1.5 mM), ve V m membran potansiyeli amplifikatör (milivolt) ölçülen hücre. </li><li> Dinamik kelepçe bilgisayardan çıkış, analog-dijital dönüştürücü ile amplifikatör Komutanlığı girişine bağlanmış oldu. </li><li> Amplifikatör, &#39;BM&#39; kelepçe modunda yerleştirildi. </li><li> İstediğiniz NMDA reseptör iletkenlik RTXI (örneğin 40nS) içine girin. Aksiyon potansiyelleri fazik patlaması göreceksiniz. Alternatif olarak, analog bir çıkış (Şekil 1A, &#39;g (t)&#39;) ile bir iletkenlik RTXI için verilebilir. Volt Siemens sinyal dönüştürmek için uygun bir ölçekleme faktörü RTXI içinde kullanılması gerekir. </li></ol> 4. Temsilcisi Sonuçlar Şekil 1A, iletkenlik, dinamik kelepçe kullanarak bir uygulama için başarılı bir kurulum gösterilmiştir. Bu kurulum kullanarak, substantia nigra pars compacta dopaminerjik nöron bir bütün hücre somatik kayıt yaptı. Dopaminerjik hücreler tipik olarak bir kalp pili gibi deseni ile düşük fiyatla kendiliğinden ateş. Aksiyon potansiyelleri bir patlama dinamik kelepçe (Şekil 1B) ile NMDA reseptör iletkenlik fazik uygulama tarafından uyarılmış olabilir. <img src="/files/ftp_upload/2275/2275fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1: Uygulama, dinamik klemp tekniği kullanarak bir NMDA reseptör iletkenlik . A. Donanım ayarları, hücre içi kayıt teçhizat ve dinamik kelepçe bilgisayar arasındaki bağlantıları gösteren. Aksiyon potansiyelleri B. patlama substantia nigra pars compacta dopaminerjik nöron bir bütün hücre kayıt 40nS NMDA reseptör iletkenlik uygulama tarafından uyarılmış.

<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>

Burada gösterilen dinamik klemp tekniği deneyci bir reseptör aktivasyonu elektrik etkilerini taklit etmek için izin vererek, geleneksel akım enjeksiyon tekniği üzerine geliştirir. Bu video, dopaminerjik nöron spontan aktivite için bir NMDA reseptör aktivasyonu, uyarılmış yani aksiyon potansiyelleri bir patlama efektleri ekleyebilirsiniz göstermiştir. Donanım / yazılım uygulama esnekliği nedeniyle, çeşitli uzantıları kullanılabilir. Enjekte edilen akım işareti, bir nöron aktif reseptör etkileri kaldırılır bir senaryo temsil, pozitif negatif geçirilebilir. Diferansiyel denklemler şeklinde bir dizi temsil Model nöronlar, aynı zamanda sayısal olarak çözüldü ve deneyci küçük ağlar araştırmak için izin olabilir.

<!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

Nörobilimadamları beyin iletişim nöronların nasıl araştıran beyin fonksiyonu çalışma. Birçok araştırmacı, deneysel-kontrollü giriş yanıt olarak bir veya daha fazla nöronların elektriksel aktivite değişiklikleri bekliyoruz. Nöronların elektriksel aktivite cam mikropipetler yama klemp teknikleri kullanılarak izole beyin dilimleri kaydedilebilir. Geleneksel olarak, deneyciler kaydedilen hücre nöronal membran üzerinde bulunan alıcılar tarafından dilim, ya da farmakolojik manipülasyon diğer hücreleri veya aksonal bağlantıları kalan pipet, elektrik stimülasyonu ile akım direkt enjeksiyon nöronal giriş taklit edebilir. Doğru akım enjeksiyon kayıt yerinde (genellikle soma) yüksek temporal hassas önceden belirlenmiş bir akım dalga geçme avantajı vardır. Ancak, fiziksel olarak hiçbir iyon kanalları açılır gibi nöronal membran direnci değişmez. Şu enjeksiyon genellikle dikdörtgen darbeler istihdam ve böylece iyon kanallarının kinetik modeli değildir. Son olarak, mevcut enjeksiyon iyon kanallarının açılması ile oluşan hücre içindeki kimyasal değişimler taklit edilemez. Reseptörler fiziksel, elektriksel veya farmakolojik stimülasyon ile aktif hale getirilebilir. Deneyci dilim elektrik stimülasyonu ile reseptör aktivasyonu iyi temporal hassasiyete sahiptir. Reseptör aktivasyonu ve stimülasyon üzerine aktive ne olduğunu tam bir doğa Ancak, sınırlı uzaysal hassas bilinmemektedir. Bu ikinci sorun, belirli farmakolojik ajanları tarafından kısmen kontrol altına alınabilir. Ne yazık ki, farmakolojik ajanların aktivasyon zaman ders tipik olarak yavaş ve kaydedilen hücre üzerine girişleri mekansal hassasiyet bilinmemektedir. Inceleme için, bkz. Prinz et; dinamik klemp tekniği bir deneyci hücre membran potansiyeli (Robinson ve Kawai 1993, Sharp ve ark, 1993a, b gerçek zamanlı geri bildirim dayalı doğrudan hücre içine geçen akımı değiştirmek için izin verir. diğerleri, 2004). Bu bir deneyci bir reseptör aktivasyonuna yanıt olarak kayıt yerinde meydana gelen elektriksel değişimleri taklit etmek için izin verir. Gerçek zamanlı değişiklikleri uygulanan mevcut donanım uygulanan matematiksel bir denklem tarafından belirlenir. Biz son zamanlarda, substantia nigra pars compacta (; Lobb ve ark, 2010. Deister ve ark, 2009) dopaminerjik nöronlarda NMDA reseptörlerinin fazik aktivasyonu nesil aksiyon potansiyelleri patlamaları araştırmak için dinamik klemp tekniği kullanmıştır . Bu video, dopaminerjik nöron bir NMDA reseptör iletkenlik uygulamak için gerekli prosedürleri göstermektedir.

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

Bu video, sıçan beyin dilim tam hücre yapılandırması kaydedilen bir dopaminerjik nöron içine iletkenliği nasıl uygulanacağını göstermektedir. Bu teknik, dinamik kelepçe denir.

Dinamik Kelepçe Tekniği ile Sıçan orta beyin dopaminerjik nöronlar NMDA Reseptör İletkenlik Uygulama

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

Embriyonik ventral orta beyin Organotipik Dilim Kültürler: dopaminerjik Nöronal Gelişim Eğitim Bir Sistem In vitro</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

Emme Pipet Tekniği kullanılarak Olfaktör Reseptör Nöronlar Kaydedilmiş odorant bağlı Cevapları

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

Dopaminerjik Nöron Geliştirme Gen Fonksiyonunun Çalışılması için Chick orta beyin içinde ovo Elektroporasyon yılında

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

Fare Retina Ganglion Hücreleri Synaptic ve Yapay iletkenlikleri Dinamik Kelepçe Uygulama

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

Fare dopaminerjik nöronlar İlköğretim Kültür

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

Yetişkin Farelerde Orta beyin dopamin Nöronlar Sayısının Çevre Modülleri

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

Bozulmamış neuroepithelium Fare Koku Duyu Nöronlar Delikli Patch-kelepçe Kayıt: Bir Belirlenen Odorant Reseptör ifade Nöronlar Fonksiyonel Analiz

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

Rat Kortikal Nöronlar Filamentli Aktin (F-aktin) puncta Niceleme

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

RNA sıralaması ve TH-organizatörü odaklı eGFP İfade Kullanımı orta beyin Kültürlerde Yaşayan dopaminerjik nöronlar güvenilir Kimlik

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

Serebral Hemodinamiğin ve Işık Saçılımının Eşzamanlı Değerlendirilmesi<em&gt; In Vivo</emÇokspektrumlu yaygın reflektans ımaging&#39;i kullanarak&gt; Sıçan Beyin

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