Name: multi-electrode array recordings of neuronal avalanches in organotypic cultures
Uploaded: 2011-08-01T13:00:00
Duration: 16 min 1 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures at JoVE.com

وقد تم تمويل هذه الدراسة من قبل شعبة برنامج بحوث جماعية (DIRP) من المعهد الوطني للصحة العقلية ، المعاهد الوطنية للصحة.

<ol>
	<li>Spitzer, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+activity+in+early+neuronal+development.">Electrical activity in early neuronal development.</a> Nature. 444, 707-712 (2006).</li><li>Beggs, J. M., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+avalanches+in+neocortical+circuits.">Neuronal avalanches in neocortical circuits.</a> J. Neurosci. 23, 11167-11177 (2003).</li><li>Beggs, J. M., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+avalanches+are+diverse+and+precise+activity+patterns+that+are+stable+for+many+hours+in+cortical+slice+cultures.">Neuronal avalanches are diverse and precise activity patterns that are stable for many hours in cortical slice cultures.</a> J Neurosci. 24, 5216-5229 (2004).</li><li>Stewart, C. V., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inverted-U+profile+of+dopamine-NMDA-mediated+spontaneous+avalanche+recurrence+in+superficial+layers+of+rat+prefrontal+cortex.">Inverted-U profile of dopamine-NMDA-mediated spontaneous avalanche recurrence in superficial layers of rat prefrontal cortex.</a> J. Neurosci. 26, 8148-8159 (2006).</li><li>Stewart, C. V., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homeostasis+of+neuronal+avalanches+during+postnatal+cortex+development+in+vitro.">Homeostasis of neuronal avalanches during postnatal cortex development in vitro.</a> J. Neurosci. Meth. 169, 405-416 (2007).</li><li>Gireesh, E. D., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+avalanches+organize+as+nested+theta-+and+beta/gamma-oscillations+during+development+of+cortical+layer+2/3.">Neuronal avalanches organize as nested theta- and beta/gamma-oscillations during development of cortical layer 2/3.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 105, 7576-7581 (2008).</li><li>Petermann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+cortical+activity+in+awake+monkeys+composed+of+neuronal+avalanches.">Spontaneous cortical activity in awake monkeys composed of neuronal avalanches.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 15921-15926 (2009).</li><li>Kinouchi, O., Copelli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+dynamical+range+of+excitable+networks+at+criticality.">Optimal dynamical range of excitable networks at criticality.</a> Nature Physics. 2, 348-351 (2006).</li><li>Shew, W. L., Yang, H., Petermann, T., Roy, R., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+avalanches+imply+maximum+dynamic+range+in+cortical+networks+at+criticality.">Neuronal avalanches imply maximum dynamic range in cortical networks at criticality.</a> J. Neurosci. 29, 15595-15600 (2009).</li><li>Shew, W. L., Yang, H., Yu, S., Roy, R., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Information+capacity+is+maximized+in+balanced+cortical+networks+with+neuronal+avalanches.">Information capacity is maximized in balanced cortical networks with neuronal avalanches.</a> J Neurosci. 5, 55-63 (2011).</li><li>Karpiak, V., Plenz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+maintenance+of+organotypic+cultures+for+multi-electrode+array+recordings.">Preparation and maintenance of organotypic cultures for multi-electrode array recordings.</a> Current Protocols in Neuroscience. 1, 6-6 (2002).</li><li>Hammerle, H., Egert, U., Mohr, A., Nisch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+recording+in+neuronal+networks+with+substrate+integrated+microelectrode+arrays.">Extracellular recording in neuronal networks with substrate integrated microelectrode arrays.</a> Biosens. Bioelectron. 9, 691-696 (1994).</li><li>Nisch, W., Bock, J., Egert, U., Hammerle, H., Mohr, 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+thin+film+microelectrode+array+for+monitoring+extracellular+neuronal+activity+in+vitro.">A thin film microelectrode array for monitoring extracellular neuronal activity in vitro.</a> Biosens. Bioelectron. 9, 737-741 (1994).</li><li>Egert, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+organotypic+long-term+culture+of+the+rat+hippocampus+on+substrate-integrated+multielectrode+arrays.">A novel organotypic long-term culture of the rat hippocampus on substrate-integrated multielectrode arrays.</a> Brain Res. Protoc. 2, 229-242 (1998).</li><li>Altman, J., Bayer, S. 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> Atlas of Prenatal Rat Brain Development. , (1995).</li><li>Clauset, A., Shalizi, C. R., Newman, M. E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power-law+distributions+in+empirical+data.">Power-law distributions in empirical data.</a> arXiv. , (2009).</li><li>Plenz, D., Thiagarajan, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+organizing+principles+of+neuronal+avalanches:+cell+assemblies+in+the+cortex?.">The organizing principles of neuronal avalanches: cell assemblies in the cortex?.</a> Trends Neurosci. 30, 101-110 (2007).</li><li>C&#228;ser, M., Bonhoeffer, T., Bolz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+organization+and+development+of+slice+cultures+from+rat+visual+cortex.">Cellular organization and development of slice cultures from rat visual cortex.</a> Exp. Brain Res. 477, 234-244 (1989).</li><li>C&#228;ser, M., Sch&#252;z, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maturation+of+neurons+in+neocortical+slice+cultures.+A+light+and+electron+microscopic+study+on+in+situ+and+in+vitro+material.">Maturation of neurons in neocortical slice cultures. A light and electron microscopic study on in situ and in vitro material.</a> J. Hirnforsch. 33, 429-443 (1992).</li><li>G&#246;tz, M., Bolz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+vasoactive+intestinal+polypeptide+(VIP)-containing+neurons+in+organotypic+slice+cultures+from+rat+visual+cortex.">Development of vasoactive intestinal polypeptide (VIP)-containing neurons in organotypic slice cultures from rat visual cortex.</a> Neurosci. Lett. 107, 6-11 (1989).</li><li>G&#246;tz, M., Bolz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+and+Preservation+of+cortical+layers+in+slice+cultures.">Formation and Preservation of cortical layers in slice cultures.</a> J. Neurobiol. 23, 783-802 (1992).</li><li>Bolz, J., Novak, N., G&#246;tz, M., Bonhoeffer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+target-specific+neuronal+projections+in+organotypic+slice+cultures+from+rat+visual+cortex.">Formation of target-specific neuronal projections in organotypic slice cultures from rat visual cortex.</a> Nature. 346, 359-362 (1990).</li><li>Bolz, J., Novak, N., Staiger, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+specific+afferent+connections+in+organotypic+slice+cultures+from+rat+visual+cortex+cocultured+with+lateral+geniculate+nucleus.">Formation of specific afferent connections in organotypic slice cultures from rat visual cortex cocultured with lateral geniculate nucleus.</a> J. Neurosci. 12, 3054-3070 (1992).</li><li>Novak, N., Bolz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+specific+efferent+connections+in+organotypic+slice+cultures+from+rat+visual+cortex+cocultured+with+lateral+geniculate+nucleus+and+superior+colliculus.">Formation of specific efferent connections in organotypic slice cultures from rat visual cortex cocultured with lateral geniculate nucleus and superior colliculus.</a> Eur. J. Neurosci. 5, 15-24 (1993).</li><li>Plenz, D., Aertsen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+dynamics+in+cortex-striatum+co-cultures.+I.+Anatomy+and+electrophysiology+of+neuronal+cell+types.">Neural dynamics in cortex-striatum co-cultures. I. Anatomy and electrophysiology of neuronal cell types.</a> Neurosci. 70, 861-891 (1996).</li><li>Plenz, D., Aertsen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+dynamics+in+cortex-striatum+co-cultures.+II.+Spatio-temporal+characteristics+of+neuronal+activity.">Neuronal dynamics in cortex-striatum co-cultures. II. Spatio-temporal characteristics of neuronal activity.</a> Neurosci. 70, 893-924 (1996).</li><li>Plenz, D., Kitai, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotypic+cortex-striatum-mesencephalon+cultures:+the+nigro-striatal+pathway.">Organotypic cortex-striatum-mesencephalon cultures: the nigro-striatal pathway.</a> Neurosci. Lett. 209, 177-180 (1996).</li><li>Plenz, D., Kitai, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Up'+and+'down'+states+in+striatal+medium+spiny+neurons+simultaneously+recorded+with+spontaneous+activity+in+fast-spiking+interneurons+studied+in+cortex-striatum-substantia+nigra+organotypic+cultures.">Up' and 'down' states in striatal medium spiny neurons simultaneously recorded with spontaneous activity in fast-spiking interneurons studied in cortex-striatum-substantia nigra organotypic cultures.</a> J. Neurosci. 18, 266-283 (1998).</li><li>Plenz, D., Herrera-Marschitz, M., Kitai, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+organization+of+the+globus+pallidus-subthalamic+nucleus+system+studied+in+organotypic+cultures.">Morphological organization of the globus pallidus-subthalamic nucleus system studied in organotypic cultures.</a> J. Comp. Neurol. 397, 437-457 (1998).</li><li>Plenz, D., Kitai, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+basal+ganglia+pacemaker+formed+by+the+subthalamic+nucleus+and+external+globus+pallidus+[see+comments].">A basal ganglia pacemaker formed by the subthalamic nucleus and external globus pallidus [see comments].</a> Nature. 400, 677-682 (1999).</li><li>Plenz, D., Kitai, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+high-frequency+oscillations+in+local+circuits+of+rat+somatosensory+cortex+cultures.">Generation of high-frequency oscillations in local circuits of rat somatosensory cortex cultures.</a> J Neurophysiol. 76, 4180-4184 (1996).</li><li>Klostermann, O., Wahle, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+spontaneous+activity+and+morphology+of+interneuron+types+in+organotypic+cortex+and+thalamus-cortex+cultures.">Patterns of spontaneous activity and morphology of interneuron types in organotypic cortex and thalamus-cortex cultures.</a> Neurosci. 92, 1243-1259 (1999).</li><li>Cowan, R. L., Wilson, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+firing+patterns+and+axonal+projections+of+single+cortico-striatal+neurons+in+the+rat+medial+agranular+cortex.">Spontaneous firing patterns and axonal projections of single cortico-striatal neurons in the rat medial agranular cortex.</a> J. Neurophysiol. 71, 17-32 (1994).</li><li>Porter, L. L., Rizzo, E., Hornung, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine+affects+parvalbumin+expression+during+cortical+development+in+vitro.">Dopamine affects parvalbumin expression during cortical development in vitro.</a> J Neurosci. 19, 8990-9003 (1999).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

1. المسائل التقنية : <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقنية معقمة ويتم تنفيذ كافة وإعداد الاتفاقات وإعداد ثقافة داخل غطاء تدفق الصفحي تحت ظروف معقمة. لا يتم استخدام المضادات الحيوية ، والتي تؤثر على نشاط الخلايا العصبية ، في أي وقت أثناء عملية إعداد والثقافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البلازما / ثرومبين التخثر والتقيد الأنسجة على بقاء الشرق الأوسط وأفريقيا. الأنسجة على شركة طيران الشرق الأوسط يتطلب توازنا دقيقا بين الوقت اللازم للبلازما / ثرومبين تجلط الدم والأنسجة وقت التعرض إلى الغلاف الجوي. زمن التخثر قصيرة المخاطر مفرزة من السابق لأوانه المقاطع من الشرق الأوسط وأفريقيا ، في حين أن التعرض لفترات طويلة في الغلاف الجوي يؤدي تدهور الأنسجة. لأن قوة الحل ثرومبين يحدد سرعة عملية تخثر الدم ، وهو معيار مهم لربط بنجاح والثقافات صحية على سطح الشرق الأوسط وأفريقيا. نحصل على أفضل النتائج باستخدام 1000 وحدة (1KU ؛ 1 = 0،324 وحدة NIH ± 0.073 ملغ). الأهم من ذلك ، غير مكتملة من نتائج الاختلاط حل البلازما / ثرومبين في تجلط الدم غير متجانسة مكانيا تعزيز البلازما تصدعات خلال زراعة. &quot;الثقوب&quot; هذه البلازما تؤثر بشدة على صحة الثقافة وفصل الثقافة عن microelectrodes ، مما يهدد بالتالي نوعية تسجيل الكهربية. العمل مع لوحات التبريد خلال MEA / الأنسجة تجميع يبطئ من التخثر ، ويسمح لخلط متجانسة من الحل البلازما / ثرومبين وتحديد المواقع المناسبة للأقسام الأنسجة. وبالمثل ، وذلك بإضافة قطرات المتوسطة في غرفة واحدة في ثقافة لغمر الثقافة بعد 5 دقائق فقط من حالات تخثر الدم ، ويقلل كثيرا من خطر انفصال الأنسجة بسبب التوترات السطح. إن ثقافة ناجحة تتسطح على شركة طيران الشرق الأوسط وتوسيع قليلا تظهر نمو صحي لمدة أسابيع ، من دون أي علامات كبرى للاتصال الأنسجة MEA ناقصة أو تنكس النسيج (مثل الشكل 1D). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد تحسنت تشريح الأنسجة. سكاكين مايكرو كثيرا عمليتنا تشريح. نحن الاستعمال المزدوج شفرات الحلاقة حافة (أدوات العلوم الجميلة -- كسر شفرات المشرط -- 100050-00) ، والتي من ننقسم ~ 2 ملم واسعة &#39;ريش&#39; باستخدام كماشة ، وتحميلهم مع حامل المشرط. تشريح عينات الأنسجة من شريحة الاكليلية به على نحو سلس ، والحركة شركة العمودي للشفرة بالتالي خفض كبير للإجهاد بسبب الانسحاب من النسيج العام وتحسين الصحة الثقافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نسيج التبريد. التبريد المناسب للشرائح وقطاعات الأنسجة أثناء إعداد أمر ضروري لنجاح الثقافة. نستخدمها لوحات مصنوعة خصيصا الباردة مبنية من العناصر المرفقة تحت بلتيير إلى قرص معدني. تتم إزالة الحرارة التي تنتجها من خلال العنصر بلتيير نضح الماء البارد. هذا يقلل بدرجة كبيرة من الوقت اللازم لإعداد ويوحد التبريد خلال كل مرحلة من مراحل التحضير (Dold مختبرات الهندسة و 131 مزرعة الدكتور سيغان ، TX 78155 ، (830) 560-1471)). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد حاضنة الشرط. وحاضنة مصنوعة خصيصا مع دقة الظروف الداخلية هزاز حاسم لنجاحنا في زراعة شرائح على الاتفاقات. على أساس الأصلي في منزل التصميم Multichannelsystems (غير متوفر حاليا تجاريا) ، وجهاز هزاز الداخلية تتكون من الصواني التي تعلق على عجلتين الجانب كبيرة. محركات التنقل والضوابط المحوسبة تسمح لمسار دقيق هزاز (هزاز الزاوية ، هزاز السرعة ، وتوقف متقطع). في نهاية المطاف ، والثقافات شريحة بحاجة إلى أن يتعرض إلى متوسطة الغلاف الجوي والثقافة في تداول بطيئة. النهج التقليدي لوضع شريحة الثقافات في أنابيب ضيقة التي تدور ببطء على طول محور أطول هناك. هنا ، وبطء دوران لا ينتج إجهاد نتيجة لدوران نفسه ، وسرعة دوران عالية بما فيه الكفاية للحصول على الأمثل &quot;التغذية / التنفس&#39; دورة من حوالي 5-10 مدة دقيقة. الداخلية أكثر إحكاما للغرفة MEA ، حجمه الكلي من سم 2 ~ والمتوسطة الصغيرة الحجم الثقافة المطلوبة لتكييف المتوسطة من الأنسجة نفسها ، ويشكل تحديا كبيرا. التي تعصف بين شركة طيران الشرق الأوسط زاوية ° ± ~ 70 (دورة الزمن : ~ 200 ق) ، وتباطؤ سرعة هزاز والتحولات الثقافية بين المرحلة السائلة والغلاف الجوي ، ووقف هزاز في الزوايا المتطرفة لمدد التعرض للجو و كانت ضرورية للبقاء الثقافة. </li></ol> 2. العمر النمائي للثقافات لدراسة القشرة الثلجية العصبية وتؤخذ عادة من شرائح القشرة الحادة في الفئران PND 0-1 والمثقف لعدة أسابيع في الشرق الأوسط وأفريقيا. وقد أظهرت الدراسات المبكرة بوضوح أن شريحة واحدة الثقافات القشرة ، وبعد عدة أسابيع في المختبر ، والحفاظ على بنية الطبقات مع أنواع الخلايا التي يمكن تحديدها ويمكن مقارنة بسهولة إلى الخلية الحية في الطبقات 18،18-21. وقد تم تنظيم الطبقات في هذا النظام في المختبر تستخدم بشكل ملائم لدراسة مهاديتعصيب من القشرة خلال التنمية 22-24 ، فضلا عن هياكل القيادة تحت القشرية مثل المخطط 25،26. في الواقع ، والدقة في تشكيل الوصلات العصبية داخل وعبر مناطق الدماغ تسمح لبناء مجمع في المختبر الذي نظم استعادة العديد من نظم الإسقاط تفصيلا ، على سبيل المثال أن من العقد القاعدية ، قشرة الدوائر 27-30. بعد 4 -- 6 أسابيع في المختبر ، واحد شرائح القشرة 31 و شرائح قشرة شارك في تربيتها مع المخطط 26 أو 32 المهاد عفوية تظهر أعلى ولأسفل الدول التي توجد عادة في الجسم الحي في الفئران يوريتان تخدير 33. التنظيم الزمني للغرامة تصل هذه الدول تحمل السمة المميزة لθ متداخلة وγ - التذبذبات الإرشادية لشبكة من الخلايا العصبية الناضجة electrophysiologically الهرمية وسريع التشويك interneurons GABAergic 31. الأهم من ذلك ، في غياب التحفيز D2 مستقبلات الدوبامين ، تأخر نضج parvalbumin إيجابية interneurons القشرية اسابيع حوالي 2 في الثقافات شريحة قشرة 34. تمشيا مع هذه النتائج ، ودوام التنموية للθ متداخلة ، وβ γ - يتم مطابقة لتلك التذبذبات في الجسم الحي عند شرائح القشرة التعاون مع مثقف المنطقة الجوفية السقيفية (VTA) ، الذي يحتوي على الخلايا العصبية الدوبامين إلى إسقاط 6 القشرة. هذه الدراسات تشير إلى أن الخلايا العصبية عند دراسة الانهيارات الثلجية ، والتي تعتمد بشكل حاسم على تثبيط ناضجة GABAergic سريع وتقع في الطبقات السطحية للقشرة 2،4 ، والرعاية العظيمة التي يجب اتخاذها لضمان النضج السليم للأنسجة القشرية. بينما الانهيارات العصبية تنشأ في الثقافات قشرة واحدة على مدار الساعة من 2 -- 4 5 أسابيع ، وعندما تتطلب دوام التنموية التي يتم مطابقة للتنمية في الجسم الحي ، وشرائح القشرة في حاجة الى تحفيز مستقبلات الدوبامين المناسبة ، على سبيل المثال من قبل شرائح القشرة شارك في زراعة مع VTA 6.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم كاشف </th><th> شركة </th><th> فهرس العدد </th><th> تعليقات (اختياري) </th></tr><tr><td> مجموعة متكاملة multielectrode مستو </td><td> نظم متعددة ( <a href="http://www.multichannelsystems.com">www.multichannelsystems.com</a> ) ALA الآلات العلمية (www.alascience.com) </td><td> <a href="http://www.multichannelsystems.com/products-mea/product-details/products/158/20030ir-ito-wo.html">200/30iR-ITO-w/o</a> </td><td> التيتانيوم النترات (القصدير) أقطاب (30 مم) ذات سطح كبير مما أدى إلى انخفاض مقاومة (~ 1،5 أوم في 1 كيلو هرتز) وممتازة واسعة النطاق تسجيلات (ث / س -- من دون الدائري) </td></tr><tr><td> الغرفة الزجاجية </td><td> www.aceglass.com </td><td> 7620-32 </td><td> الخيوط الزجاجية اسطوانة </td></tr><tr><td> سقف الغرفة </td><td> www.aceglass.com </td><td> 7622-114 </td><td> غطاء من البلاستيك مع إدراج تفلون </td></tr><tr><td> Sylgard 184 </td><td> www.wpiinc.com </td><td> SYLG184 </td><td> جزئين سيليكون الاستومر </td></tr><tr><td> بولي - D - يسين </td><td> سيغما الدريخ </td><td> P6407 - 5mg </td><td> γ - المشع ، مجفف بالتجميد مسحوق ، مثقف الخلايا التي تم اختبارها. أعيد بالماء 5 مل deionised قبل الاستخدام. </td></tr><tr><td> محلول ملح Gey المتوازن </td><td> سيغما الدريخ </td><td> G9779 - 500mL </td><td> العقيمة التي تمت تصفيتها والمثقف اختبار </td></tr><tr><td> الدجاج البلازما </td><td> سيغما الدريخ </td><td> P3266 - 5mL </td><td> مجفف بالتجميد ، إعادة المياه مع 5 مل منزوع الأيونات قبل الاستخدام. </td></tr><tr><td> ثرومبين </td><td> سيغما الدريخ </td><td> T6634 - 1KU </td><td> من البلازما البقري ، شكل مسحوق مجفف بالتجميد. </td></tr><tr><td> حصان المصل </td><td> سيغما الدريخ </td><td> H1138 - 100ML </td><td> قطيع من الجهات المانحة ، واختبارها الحرارة المعطل ، والثقافة الخلية </td></tr><tr><td> القاعدية متوسطة النسر </td><td> Invitrogen </td><td> 21010-046 </td><td> 1X ، 500 مل -- (+) أملاح ايرل و(--) L - الجلوتامين) ، </td></tr><tr><td> هانك في محلول ملحي التخزين المؤقت </td><td> Invitrogen </td><td> 24020-117 </td><td> 500 مل -- (+) المغنيسيوم ، (+) الكالسيوم ، ث / أحمر الفينول) </td></tr><tr><td> غرفة الشرائح </td><td> مختبر تيك - غرفة الشرائح ث / الغطاء (نونك) ، معقمة </td><td> 177429 </td><td></td></tr><tr><td> يوريدين </td><td> سيغما الدريخ </td><td> U3003 </td><td></td></tr><tr><td> ARA - C - السيتوزين β - D - arabinofuranoside </td><td> سيغما الدريخ </td><td> C6645 </td><td></td></tr><tr><td> 5 - الفلورية 2&#39; - deoxyuridine </td><td> سيغما الدريخ </td><td> F0503 </td><td></td></tr></tbody></table>

multi-electrode array recordings of neuronal avalanches in organotypic cultures

القشرة نشطة بشكل عفوي ، حتى في غياب أي إدخال أو إخراج خاص السيارات. خلال التنمية ، وهذا النشاط هو المهم بالنسبة للهجرة ، والتفريق بين أنواع خلايا القشرة وتشكيل الوصلات العصبية 1. في الحيوانات الناضجة والنشاط المستمر يعكس الماضي والوضع الراهن للحيوان فيه ومتكاملة بسلاسة المنبهات الحسية لحساب الأعمال في المستقبل. وبالتالي ، فهم واضح لتنظيم أي نشاط مستمر العفوي هو شرط أساسي لفهم وظيفة القشرة. كشفت تقنيات التسجيل العديدة التي يتألف النشاط الجاري في القشرة العديد من الخلايا العصبية التي أنشطة فردية عابرة إلى مبلغ أكبر الأحداث التي يمكن أن يتم الكشف في الحقل المحتملة المحلي (LFP) مع microelectrodes خارج الخلية ، أو في الكهربائي (EEG) ، وmagnetoencephalogram (MEG ) ، وإشارة جريئة من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). وLFP حاليا طريقة الاختيار عند دراسة الخلايا العصبية مع النشاط السكاني وارتفاع القرار الزماني والمكاني في نطاق جرحشاعثزرحشرتاد (عدة آلاف من الخلايا العصبية). في microelectrode خارج الخلية ، متزامنة محليا أنشطة الخلايا العصبية نتيجة جارا مكانيا في الانحرافات السريع في LFP يصل الى عدة مئات من microvolts. عند استخدام صفيف microelectrodes ، يمكن لمؤسسات مثل هذه الانحرافات رصدها بسهولة في المكان والزمان. الانهيارات العصبية تصف منظمة النطاق ثابتة spatiotemporal من نشاط الخلايا العصبية في الدماغ الجارية 2،3. فهي محددة إلى الطبقات السطحية للقشرة على النحو المنصوص عليه في المختبر 4،5 في الجسم الحي في الفئران تخدير 6 ، وقرد في مستيقظا 7 الأهم ، والدراسات النظرية والتجريبية تشير إلى أن 2،8-10 الانهيارات العصبية تشير إلى وجود متوازن بشكل رائع ديناميات حالة حرجة من القشرة التي يحسن نقل المعلومات ومعالجة المعلومات. من أجل دراسة آليات تطوير الانهيار العصبي ، والصيانة ، والتنظيم ، في التحضيرات المختبر هي مفيدة للغاية ، كما أنها تسمح للتسجيلات مستقر من النشاط في ظل ظروف الانهيار تسيطر على وجه التحديد. البروتوكول الحالي توضح كيفية دراسة الانهيارات العصبية في المختبر عن طريق الاستفادة من التنمية طبقة سطحية في القشرة عضوي النمط الثقافات والثقافات شريحة أي نمت على مستو ، صفائف microelectrode المتكاملة (MEA ، وانظر أيضا 11-14).

Watch this Scientific Journal Video about Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures at JoVE.com

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

وهناك طريقة قوية لدراسة الانهيارات العصبية ، أي الحجم ثابتة رشقات نارية النشاط المكانية والزمانية ، مما يدل على دينامية حالة حرجة في القشرة. الانهيارات الثلجية تظهر تلقائيا في وضع طبقات القشرة السطحية للمثقف الذي يسمح على المدى الطويل قياسات للنشاط متكامل مع المصفوفات مستو متعددة القطب (MEA) في ظل الظروف تسيطر على وجه التحديد.

تسجيلات صفيف متعدد القطب من الانهيارات الجليدية الخلايا العصبية في الثقافات عضوي النمط

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Multielectrode Array Recordings of the Vomeronasal Epithelium

تسجيلات صفيف Multielectrode من الطلائية الميكعي

Understanding neural circuits requires methods to record from many neurons simultaneously. For in vitro studies, one currently available technology is ...

Organotypic Hippocampal Slice Cultures

عضوي النمط الثقافات شريحة الحصين

The hippocampus, a component of the limbic system, plays important roles in long-term memory and spatial navigation 1. Hippocampal neurons can modify the ...

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 ...

The Analysis of Purkinje Cell Dendritic Morphology in Organotypic Slice Cultures

على تحليل من الخليوي بركينيي علم الصرف شجيرى في الثقافات شريحة عضوي النمط

Purkinje cells are an attractive model system for studying dendritic development, because they have an impressive dendritic tree which is strictly ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

تسجيلات الكهربية المزدوجة للSynaptically-استجابات Astroglial والخلايا العصبية في الحصين شرائح الحاد

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

A Computer-assisted Multi-electrode Patch-clamp System

A-متعدد القطب نظام التصحيح، المشبك بمساعدة الحاسوب

The patch-clamp technique is today the most  well-established method for recording electrical activity from individual  neurons or their subcellular ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

إجراء لغرس صالحة المنظمة من Microwires للتسجيلات واحدة وحدة في استيقظ، تتصرف الحيوانات

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice

تصميم وتصنيع وخفيفة الوزن، قابل للتعديل تحقيقات متعددة القطب للتسجيلات الكهربية في الفئران

The number of physiological investigations in the mouse, mus musculus, has experienced a recent surge, paralleling the growth in methods of genetic ...

Paired Whole Cell Recordings in Organotypic Hippocampal Slices

تقرن تسجيلات خلية كاملة في عضوي شرائح الحصين

Pair recordings involve simultaneous whole cell patch clamp recordings from two synaptically connected neurons, enabling not only direct ...

Investigating Functional Regeneration in Organotypic Spinal Cord Co-cultures Grown on Multi-electrode Arrays

التحقيق التجديد الوظيفي في الحبل الشوكي عضوي النمط المشارك الثقافات نمت على صفائف متعدد القطب

Adult higher vertebrates have a limited potential to recover from spinal cord injury. Recently, evidence emerged that propriospinal connections are a ...