Name: functional calcium imaging in developing cortical networks
Uploaded: 2011-10-22T14:00:00
Duration: 16 min 33 s
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실험실에서 작업이 RMM에 Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoe​​k (NWO) (917.10.372)에 의해 지원됩니다. JD는 EU FP7 BrainTrain 프로그램 (에 연관되어있다 <a href="http://www.brain-train.nl">www.brain - train.nl</a> ). 우리는 FP multielectrode 배열 파형 및 비디오 시퀀스의 연결에 사용되는 문화의 이미지에 대한 피터 Laurens - Baljon와 사빈 Schmitz을 (모두 CNCR, VU 대학 암스테르담) 감사합니다.

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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>

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우리가 마우스에서 또한 쥐의 두뇌의 대뇌 피질과 hippocampal 네트워크를 개발 내에서 식별 세포의 네트워크 역학의 칼슘 이미징에 적합한 프로토콜을 보여주 여기 입증 방법. 이러한 방법은 suprathreshold 활동을 측정하는 동시에 세포 somas의 로컬 네트워크를 시각화하는 최적의 공간 해상도를 제공합니다. 일반적으로 개발 신경계에서 발견 긴 기간 suprathreshold 이벤트에 대한 소음 측정 : 네트워크 활동의 시간적 해상도는 신호를 최적화하기위한 프레임 수집 CCD 카메라 설정에 따라 다양한 수 있습니다. 이러한 프로토콜은 개발 신경계 전반에 걸쳐 hippocampal와 대뇌 피질의 네트워크뿐만 아니라 레이블 세포에 국한되지 않습니다. 이 방법의 한계는 오직 suprathreshold 활동가 기록될 수 있습니다.

functional calcium imaging in developing cortical networks

신경 시스템을 개발 활동의 특징 패턴은 자발적인 동기 네트워크 활동입니다. 동기 활동은 그대로 척수, brainstem, 망막, 피질과 dissociated의 연결을 문화 준비에​​서 관찰되었습니다. 자발적인 활동 기간 동안, 뉴런은 많은 이온 채널을 활성화, 단일 또는 행동 잠재력의 파열 화재 depolarize. 탈분극는 칼슘 유입을 중재 dendrites하고 쪽이에서 전압 - 문이 칼슘 채널을 활성화한다. 높은 동기 전기적 활동은 현장 전극을 사용하여 로컬의 연결을 네트워크에서 측정되었습니다. 이 기술은 하나의 전극에 의한 읽기 밖으로 여러 뉴런의 통합으로 높은 시간적 샘플링 속도지만, 낮은 공간 해상도를 수 있습니다. 의 연결 활동의 단세포 해상도는 활동을 발사 측정하는 하나의 뉴런에 패치 - 클램프 전기 생리학을 사용 할 수 있습니다. 그러나 네트워크에서 측정하는 능력 뉴런 패치의 수를 제한됩니다imultaneously, 그리고 일반적으로 하나 또는 두 개의 뉴런이다. 칼슘 의존 형광 표시기 염료의 사용은 세포의 네트워크를 통해 동기화된 활동의 측정을 활성화하고 있습니다. 이 기술 개발 네트워크의 자발적인 활동을 기록하는 높은 공간 해상도와 충분한 시간적 샘플링을 모두 제공합니다. 사전 및 초기 출생 후의 개발 기간 동안 새로 형성 피질과 hippocampal 네트워크의 주요 기능은 (; Khaziphov &amp; Luhmann, 2006 카츠 &amp; Shatz, 1996)의 연결 작업을 동기화, 자연입니다. 이 상관 네트워크 활동은 개발 신경계의 기능 회로의 세대 (Spitzer, 2006)에 필수적인 것으로 생각됩니다. 영장류와 설치류의 뇌 모두에서 초기 전기 및 칼슘 네트워크 파도가 관찰 사전 및 postnatally 생체내 및 시험 관내 (Adelsberger 외, 2005.; Garaschuk 외, 2000;.. Lamblin 외, 1999) 인치 몇 가지를 제어하는​​ 것으로 알려져 있습니다 이러한 초기 활동 패턴,의 연결을 분화, synaptogenesis 및 소성 (. Rakic​​ &amp; Komuro, 1995; Spitzer 외, 2004)를 포함한 개발 프로세스는 대뇌 피질 회로의 올바른 발전과 성숙을 위해 매우 중요 있습니다. 이 주피터 비디오에서 우리는 대뇌 피질의 네트워크를 개발 이미지 자발적인 활동을하는 데 사용되는 방법을 보여줍니다. 세포 esterase 활동이 앞을 세포막에 걸쳐 같은 Fura로 칼슘에 민감한 지표, 2 AM의 에스테르 확산 표시기 색소의 세포 impermeant 양식을 떠나 에스테르입니다. 표시기의 impermeant 형태는 다음 검색 및 intracellularly 칼슘 이온을 바인딩 수 있습니다 카르복실산 그룹을 가지고 ... 칼슘에 민감한 염료의 형광은 transiently 칼슘에 구속력에 따라 변경됩니다. 단일 또는 다중 광자 이미징 기술은 염료에서 방출되는 광자의 변화를 측정하는 데 사용하고, 따라서 세포 내 칼슘의 변경을 나타냅니다 있습니다. 또한, 이러한 칼슘 - Dependent 지표는 활성화된 네트워크 내에서 셀 유형을 조사하기 위해 다른 형광 마커와 결합 수 있습니다.

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

의 연결을 네트워크를 개발 자발적인 활동은 칼슘에 민감한 지표 염료의 AM - 에스테르 양식을 사용하여 측정할 수 있습니다. 의 연결을 활성화를 나타내는 세포 내 칼슘의 변화는 하나 또는 두 개의 광자 이미징과 형광 표시기에 일시적 변화로 감지됩니다. 이 프로토콜은 발달 종속의 연결 네트워크의 범위에 대해 적용할 수 있습니다<em&gt; 체외에서</em&gt;.

두피 네트워크 개발에 기능성 칼슘 이미징

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

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

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

동시 MEG와 EEG와 기능 매핑

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

연구

신경과학

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

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

개발 Zebrafish Forebrain에 Clonally 관련 신경 전구 세포의 시간 경과 라이브 영상

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 (Video) | JoVE

C.의 생체 Neuronal 칼슘 이미징에서 elegans

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

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration (Video) | JoVE

글루타민산 염과 GABA의 빠른 마이크로 이온 도입 : 시냅틱 통합을 조사하는 유용한 도구

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

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

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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 (Video) | JoVE

발광 생물 칼슘 표시 GFP - 쿼린을 기반으로 생체 기능성 뇌 영상의 접근 방식

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

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

대뇌 피 질의 로컬 필드 전위, 심전도, 치십시오, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 리듬 호흡의 동시 녹음

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

Vivo에서 신생아 쥐에 있는 대뇌 피 질의 뉴런의 두 광자 영상

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 (Video) | JoVE

생체 내 마우스 열등올리브의 칼슘 이미징

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

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

동시 뇌전도 및 기능 MRI 중 뇌전도 데이터의 신뢰할 수 있는 획득

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