Name: functional calcium imaging in developing cortical networks
Uploaded: 2011-10-22T14:00:00
Duration: 16 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Calcium Imaging in Developing Cortical Networks at JoVE.com

ويدعم العمل في المختبر بواسطة Organisatie Nederlandse Onderzoek Wetenschappelijk voor (NWO) (917.10.372) إلى RMM. ويتبع دينار لبرنامج الاتحاد الاوروبي FP7 BrainTrain ( <a href="http://www.brain-train.nl">www.brain - train.nl</a> ). نشكر بيتر لورنس ، وسابين Baljon شميتز (سواء CNCR ، VU جامعة أمستردام) للصور من مجموعة multielectrode FP الطول الموجي والثقافات العصبية المستخدمة في تسلسل الفيديو.

<ol>
	<li>Katz, L. C., Shatz, 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=Synaptic+activity+and+the+construction+of+cortical+circuits.">Synaptic activity and the construction of cortical circuits.</a> Science. 274, 1133-1138 (1996).</li><li>Khazipov, R., Luhmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+patterns+of+electrical+activity+in+the+developing+cerebral+cortex+of+humans+and+rodents.">Early patterns of electrical activity in the developing cerebral cortex of humans and rodents.</a> Trends in Neurosciences. 29, 414-418 (2006).</li><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>Adelsberger, H., Garaschuk, O., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+calcium+waves+in+resting+newborn+mice.">Cortical calcium waves in resting newborn mice.</a> Nat. Neurosci. 8, 988-990 (2005).</li><li>Garaschuk, O., Linn, J., Eilers, J., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+oscillatory+calcium+waves+in+the+immature+cortex.">Large-scale oscillatory calcium waves in the immature cortex.</a> Nat. Neurosci. 3, 452-459 (2000).</li><li>Lamblin, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroencephalography+of+the+premature+and+term+newborn.+Maturational+aspects+and+glossary.">Electroencephalography of the premature and term newborn. Maturational aspects and glossary.</a> Neurophysiol. Clin. 29, 123-219 (1999).</li><li>Rakic, P., Komuro, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+receptor/channel+activity+in+neuronal+cell+migration.">The role of receptor/channel activity in neuronal cell migration.</a> J. Neurobiol. 26, 299-315 (1995).</li><li>Spitzer, N. C., Root, C. M., Borodinsky, L. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orchestrating+neuronal+differentiation:+patterns+of+Ca2++spikes+specify+transmitter+choice.">Orchestrating neuronal differentiation: patterns of Ca2+ spikes specify transmitter choice.</a> Trends. Neurosci. 27, 415-421 (2004).</li><li>Canto, C. B., Wouterlood, F. G., Witter, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+does+the+anatomical+organization+of+the+entorhinal+cortex+tell+us.">What does the anatomical organization of the entorhinal cortex tell us.</a> Neural. Plast. , 381243-381243 (2008).</li><li>Bureau, I., Shepherd, G. M., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precise+development+of+functional+and+anatomical+columns+in+the+neocortex.">Precise development of functional and anatomical columns in the neocortex.</a> Neuron. 42, 789-801 (2004).</li><li>Ikegaya, Y., Le Bon-Jego, M., Yuste, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+imaging+of+cortical+network+activity+with+calcium+indicators.">Large-scale imaging of cortical network activity with calcium indicators.</a> Neuroscience research. 52, 132-138 (2005).</li></ol>

برعاية LaVision بيوتيك GMBH (بيليفيلد الالماني) ورسوم تقديم هذه المادة المخطوطة.

الأساليب نظهر هنا تظهر بروتوكولات مناسبة لتصوير الكالسيوم ديناميات شبكة من خلايا محددة ضمن تطوير شبكات القشرية وقرن آمون في الماوس ، وكذلك في الدماغ الفئران. هذه الأساليب تقديم القرار المكاني الأمثل لتصور شبكة محلية في وقت واحد من الخلية somas لقياس النشاط suprathreshold. ويمكن تغيير القرار الزمني للنشاط الشبكة ، اعتمادا على الإطار إعدادات اقتناء كاميرا CCD ، لتحسين إشارة : قياسات الضوضاء لفترة طويلة أحداث suprathreshold المدة ، والتي توجد عادة في الجهاز العصبي النامي. لا تقتصر هذه البروتوكولات للشبكات قرن آمون ولكن أيضا الخلايا القشرية التسمية في جميع أنحاء النظام العصبي النامي. الحد من هذه الطريقة هي التي يمكن تسجيلها فقط suprathreshold النشاط.

functional calcium imaging in developing cortical networks

وثمة نمط السمة المميزة لنشاط الجهاز العصبي في وضع غير عفوية ، نشاط الشبكة متزامنة. وقد لوحظ نشاط سليمة متزامنة في الحبل الشوكي ، الدماغ ، اللحاء ، الشبكية وفصلها الاستعدادات ثقافة العصبية. خلال فترات من النشاط العفوي ، يزيل الاستقطاب الخلايا العصبية لاطلاق النار واحد أو رشقات نارية من إمكانات العمل ، وتفعيل قنوات أيونات كثيرة. الاستقطاب تنشيط قنوات الكالسيوم الجهد على بوابات التشعبات والأشواك التي تتوسط تدفق الكالسيوم. وقد تم قياس النشاط الكهربائي المتزامن للغاية من الشبكات العصبية المحلية باستخدام أقطاب الحقل. تمكن هذه التقنية ارتفاع معدلات أخذ العينات الزمانية المكانية ولكن القرار يرجع إلى انخفاض قراءة متكاملة من الخلايا العصبية في واحدة متعددة القطب. قرار وحيد الخلية من نشاط الخلايا العصبية من الممكن استخدام التصحيح ، المشبك على الخلايا العصبية الكهربية واحدة لقياس النشاط اطلاق النار. ومع ذلك ، هو محدود القدرة على قياس من شبكة لعدد الخلايا العصبية ليالي مصححةimultaneously ، وعادة ما يكون احد أو اثنين فقط الخلايا العصبية. وقد مكن استخدام الكالسيوم التي تعتمد على الأصباغ الفلورية مؤشر قياس النشاط متزامنة عبر شبكة من الخلايا. هذا الأسلوب يعطي كلا قرار مكانية عالية وأخذ العينات الزمنية كافية لتسجيل النشاط العفوي للشبكة النامية. ومن السمات الرئيسية لتشكيل شبكات حديثا القشرية والحصين خلال التنمية قبل وبعد الولادة المبكرة هي عفوية ، وتزامن نشاط الخلايا العصبية (كاتس و Shatz ، 1996 ؛ Khaziphov وLuhmann ، 2006). ويعتقد ان هذا النشاط شبكة مترابطة لأنها ضرورية لتوليد الدوائر الوظيفية في الجهاز العصبي النامي (سبيتزر ، 2006). الرئيسيات في كل من الدماغ والقوارض ، ويلاحظ والكهربائية في وقت مبكر وموجات شبكة الكالسيوم قبل وبعد الولادة ، والمجراة في المختبر (Adelsberger وآخرون ، 2005 ؛. Garaschuk وآخرون ، 2000 ؛. Lamblin وآخرون ، 1999). هذه أنماط النشاط في وقت مبكر ، والتي هي معروفة للسيطرة على عدةالعمليات التنموية بما في ذلك الخلايا العصبية synaptogenesis ، والتمايز واللدونة (راكيتش وKomuro ، 1995 ؛. سبيتزر وآخرون ، 2004) هي من الأهمية الحاسمة للتنمية الصحيحة ونضوج الدوائر القشرية. إن الرب في هذا الفيديو ، ونحن لشرح الطرق المستخدمة في النشاط صورة عفوية في تطوير شبكات القشرية. الكالسيوم المؤشرات الحساسة ، مثل Fura استر 02:00 ، منتشر عبر غشاء الخلية داخل الخلايا حيث يشق على النشاط استريز AM استرات لمغادرة شكل خلية impermeant صبغة المؤشر. شكل impermeant مؤشر مجموعات حمض الكربوكسيلية التي هي قادرة على الكشف عن ثم ربط أيونات الكالسيوم intracellularly.. يتم تبديل عابر في مضان من الكالسيوم صبغة حساسة على الربط إلى الكالسيوم. وتستخدم تقنيات التصوير واحد أو متعدد الفوتون لقياس التغيير في الفوتونات المنبعثة من الصبغة ، وتبين بالتالي تغيير في الكالسيوم داخل الخلايا. وعلاوة على ذلك ، فإن هذه الكالسيوم دويمكن الجمع بين المؤشرات ependent مع علامات أخرى للتحقيق الفلورسنت أنواع الخلايا النشطة داخل الشبكة.

Watch this Scientific Journal Video about Functional Calcium Imaging in Developing Cortical Networks at JoVE.com

Functional Calcium Imaging in Developing Cortical Networks

ويمكن قياس النشاط العفوي لتطوير شبكات الخلايا العصبية باستخدام AM - استر أشكال الأصباغ مؤشر الكالسيوم الحساسة. تم الكشف عن التغييرات في الكالسيوم بين الخلايا ، مما يدل تنشيط الخلايا العصبية ، والتغييرات في مضان عابرة مع مؤشر واحد أو اثنين الفوتون التصوير. ويمكن تكييف هذا البروتوكول لمجموعة من الشبكات التي تعتمد على الخلايا العصبية تنمويا<em&gt; في المختبر</em&gt;.

أسلوب التصوير الكالسيوم في تطوير شبكات القشرية

A hallmark pattern of activity in developing nervous systems is spontaneous, synchronized network activity. Synchronized activity has been observed in ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

تعيين وظيفي مع MEG الفورية وEEG

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

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

الوقت الفاصل بين التصوير حية من خلايا ذات صلة Clonally السلف العصبية في الدماغ المقدم اسماك الزرد النامية

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

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

الكالسيوم في الجسم الحي التصوير الخلايا العصبية في C. ايليجانس

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism  for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, ...

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

سريع الصغرى، الرحلان الشاردي من الغلوتامات وGABA: أداة مفيدة لبحث تكامل متشابك

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

Live Imaging of Mitosis in the Developing Mouse Embryonic Cortex

التصوير حية من الانقسام في تطوير الجنينية الماوس اللحاء

Although of short duration, mitosis is a complex and dynamic multi-step process fundamental for development of organs including the brain. In the ...

In Vivo Functional Brain Imaging Approach Based on Bioluminescent Calcium Indicator GFP-aequorin

In Vivo Functional Brain Imaging Approach Based on Bioluminescent Calcium Indicator GFP-aequorin

في فيفو الدماغ أسلوب التصوير النهج القائم على الكالسيوم إضاءة الحيوية المؤشر GFP-aequorin

Functional in vivo imaging has become a powerful approach to study the function and physiology of brain cells and structures of interest. Recently a new ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

التسجيلات المتزامنة الإمكانات الميدانية المحلية القشرية، ورسم القلب، اليكتروميوجرام وإيقاع من الفئران تتحرك بحرية في التنفس

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

في فيفو اثنين-فوتون تصوير الخلايا العصبية القشرية في الفئران حديثي الولادة

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

في الجسم الحي تصوير الكالسيوم في الزيتون السفلي الماوس

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

اكتساب موثوق لبيانات تخطيط كهربية الدماغ أثناء التصوير الكهربائي المتزامن والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG ...