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

ラボでの作業はRMMにNederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoe​​k（NWO）（917.10.372）によってサポートされています。 JDは、EUのFP7 BrainTrainプログラム（に提携しています<a href="http://www.brain-train.nl">www.brain - train.nl</a> ）。我々は、FP多電極アレイの波形とビデオシーケンスで使用されているニューロン培養のイメージのためにピーターローレンス- Baljonとザビーネシュミッツ（CNCR、VU大学アムステルダムの両方を）感謝。

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	<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>

LaVisionバイオテク社（ビーレフェルト、ドイツ）は、この原稿の記事の投稿料を後援した。

我々はマウスでもラットの脳で皮質と海馬のネットワークの開発の中に識別の細胞からネットワークダイナミクスのカルシウムイメージングに適したプロトコルを表示するここに示す方法。これらのメソッドは、閾値上の活性を測定するため、同時に細胞についてSOMAのローカルネットワークを可視化するために最適な空間分解能を提供しています。通常、発展途上の神経系に見られる長い期間の閾値上のイベントのための騒音測定：ネットワークアクティビティの時間分解能は、信号を最適化するために、フレーム取り込みCCDカメラの設定に応じて、変化させることができる。これらのプロトコルは、発展途上の神経系全体に海馬と皮質のネットワークだけでなく、ラベルの細胞に限定されていません。このメソッドの制限は、その唯一の閾値上のアクティビティが記録できることです。

functional calcium imaging in developing cortical networks

神経系の開発における活動の特徴パターンが自発的、同期ネットワークアクティビティが発生しています。同期活動はそのまま脊髄、脳幹、網膜、大脳皮質および解離神経培養の準備で観察されている。自発活動の期間中、ニューロンは、多くのイオンチャネルを活性化し、単一または活動電位のバースト発火への脱分極。脱分極は、カルシウム流入を仲介する樹状​​突起と棘上電位依存性カルシウムチャネルを活性化する。高度に同期電気的活動は、フィールド電極を使用してローカル神経回路網から測定されています。この技法は、一方の電極に起因する読出し複数のニューロンの統合に高い時間サンプリングレートが低い空間分解能を可能にします。神経活動の単一細胞の解像度では、アクティビティを発射測定するために、単一のニューロンにパッチクランプ電気生理学を使用することが可能です。しかし、ネットワークから測定する能力は、ニューロンパッチを適用したsの数に制限されていますimultaneously、通常は唯一の1つまたは2つのニューロンです。カルシウム依存性蛍光指示薬染料の使用は、細胞のネットワークを介して同期して活性の測定を可能にしました。この手法は、高い空間分解能と開発ネットワークの自発的活動を記録するのに十分な時間的サンプリングの両方を与える。 前と出生後早期開発中に新たに形成皮質と海馬ネットワークの重要な特徴は、自発的、同期神経活動（; Khaziphov＆ルーマン、2006カッツ＆シャッツ、1996）である。この相関ネットワークの活動は、発展途上の神経系における機能的な回路の世代（スピッツァー、2006）のために不可欠であると考えられている。霊長類と齧歯類の​​脳の両方で、初期の電気とカルシウムネットワークの波が前と出産後、in vivoおよびin vitroで観察される（Adelsbergerら、2005;。Garaschukら、2000;。。Lamblinら、1999）。いくつかを制御することが知られているこれらの初期の活動パターン、神経分化、シナプス形成と可塑性（。ラキッチ＆小室、1995;スピッツァーら、2004）を含む発達過程は皮質回路の正しい発展と成熟のための非常に重要です。 このJoveのビデオでは、皮質ネットワークの開発における画像自発活動するた​​めに使用されるメソッドを示しています。細胞内のエステラーゼ活性は、切断、細胞膜を通過するようなフラなどのカルシウム感受性の指標、2 - AMエステルのびまん性指示薬の細胞非透過性フォームのままにエステル思います。インジケータの透過性の形態は、細胞内カルシウムイオンを検出して結合することができるカルボン酸基を持っています..カルシウム感受性色素の蛍光が一過性にカルシウムと結合する際に変更されます。シングルまたはマルチフォトンイメージング技術は、色素から放射される光子の変化を測定するため、細胞内カルシウムの変化を示すために使用されます。さらに、これらのカルシウム- Dependent指標は、アクティブなネットワーク内での細胞型を調査するために他の蛍光マーカーと組み合わせることができます。

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Functional Calcium Imaging in Developing Cortical Networks (Video) | JoVE

神経回路網の開発の自発的な活動は、カルシウム感受性インジケータ染料のAM -エステルフォームを使用して測定することができます。神経細胞活性化を示す細胞内カルシウムの変化は、、1つまたは2つの光子イメージングとインジケーターの蛍光の過渡変化として検出されます。このプロトコルは分化依存的神経回路網の範囲に適合させることができる<em&gt; in vitroで</em&gt;。

皮質ネットワークの開発で機能的カルシウムイメージング

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 Calcium Imaging in Developing Cortical Networks

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Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG (Video) | JoVE

同時MEGおよびEEGとの機能的マッピング

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

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Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain (Video) | JoVE

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In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans (Video) | JoVE

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Live Imaging of Mitosis in the Developing Mouse Embryonic Cortex (Video) | JoVE

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In Vivo Functional Brain Imaging Approach Based on Bioluminescent Calcium Indicator GFP-aequorin (Video) | JoVE

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Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat (Video) | JoVE

皮質局所電界電位、心電図、筋電図、呼吸リズム自由行動ラットからの同時録音

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 (Video) | JoVE

生体内で新生仔マウスの大脳皮質ニューロンの 2 光子イメージング

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In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive (Video) | JoVE

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Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI (Video) | JoVE

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