Name: voltage-sensitive dye recording from axons, dendrites and dendritic spines of individual neurons in brain slices
Uploaded: 2012-11-29T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Voltage-sensitive Dye Recording from Axons, Dendrites and Dendritic Spines of Individual Neurons in Brain Slices at JoVE.com

ونحن ممتنون لدينا المتعاونين كنوت Holthoff، Konnerth آرثر وCanepari ماركو الذين شاركوا في التطوير الأولي لهذه التقنية وكذلك للوف M. ليزلي لتقديم التكرم الأصباغ. بدعم من المعاهد الوطنية للصحة منح منحة NSF-0817969 IOS، وNS068407 M136043 معهد كافلي وعلم الأعصاب في جامعة ييل.

1. معدات الإعداد الخطوة 1.1. التصوير الإعداد المفتاح لتسجيل إشارات الجهد صبغة حساسة من المناسب تصميم الإعداد. نستخدم المجهر تستقيم (BX51WI أوليمبوس أو AxioExaminer زايس) مجهزة ثلاث كاميرات. تم تصميم الإعدا...

<ol>
	<li>Bischofberger, J., Engel, D., Li, L., Geiger, J. R., Jonas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patch-clamp+recording+from+mossy+fiber+terminals+in+hippocampal+slices.">Patch-clamp recording from mossy fiber terminals in hippocampal slices.</a> Nature Protocols. 1, 2075-2081 (2006).</li><li>Cohen, L. B., Salzberg, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+measurement+of+membrane+potential.">Optical measurement of membrane potential.</a> Ann. Rev. Neurosci. 1, 171-182 (1978).</li><li>Cohen, L. B., Canepari, M., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+overview+and+general+methods+of+membrane+potential+imaging.">Historical overview and general methods of membrane potential imaging.</a> Membrane Potential Imaging in the Nervous System. , (2010).</li><li>Canepari, M., Djurisic, M., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+signals+from+rat+hippocampal+CA1+pyramidal+neurons+during+coincident+pre-+and+post-synaptic+activity:+a+combined+voltage-+and+calcium+imaging+study.">Dendritic signals from rat hippocampal CA1 pyramidal neurons during coincident pre- and post-synaptic activity: a combined voltage- and calcium imaging study.</a> J. Physiol. 580, 463-484 (2007).</li><li>Canepari, M., Popovic, M., Vogt, K., Holthoff, K., Konnerth, A., Salzberg, B. M., Grinvald, A., Antic, S. D., Zecevic, D., Canepari, M., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+submillisecond+membrane+potential+changes+from+individual+regions+of+single+axons,+dendrites+and+spines.">Imaging submillisecond membrane potential changes from individual regions of single axons, dendrites and spines.</a> Membrane Potential Imaging in the Nervous System. , (2010).</li><li>Djurisic, M., Antic, S., Chen, W. R., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltage+imaging+from+dendrites+of+mitral+cells:+EPSP+attenuation+and+spike+trigger+zones.">Voltage imaging from dendrites of mitral cells: EPSP attenuation and spike trigger zones.</a> J. Neurosci. 24, 6703-6714 (2004).</li><li>Holthoff, K., Zecevic, D., 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=Rapid+time-course+of+action+potentials+in+spines+and+remote+dendrites+of+mouse+visual+cortical+neurons.">Rapid time-course of action potentials in spines and remote dendrites of mouse visual cortical neurons.</a> J. Physiol. 588, 1085-1096 (2010).</li><li>Kole, M. H. P., Letzkus, J. J., Stuart, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axon+initial+segment+Kv1+channels+control+axonal+action+potential+waveform+and+synaptic+efficacy.">Axon initial segment Kv1 channels control axonal action potential waveform and synaptic efficacy.</a> Neuron. 55, 633-647 (2007).</li><li>Kuhn, B., Fromherz, P., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+sensitivity+of+Stark-shift+voltage-sensing+dyes+by+one-+or+two-photon+excitation+near+the+red+spectral+edge.">High sensitivity of Stark-shift voltage-sensing dyes by one- or two-photon excitation near the red spectral edge.</a> Biophysical J. 87, 631-639 (2004).</li><li>Loew, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+characterization+of+electrochromic+membrane+probes.">Design and characterization of electrochromic membrane probes.</a> J. Biochem. Biophys. Method. 6, 243-260 (1982).</li><li>Loew, L., Canepari, M., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+use+of+organic+voltage+sensitive+dyes.">Design and use of organic voltage sensitive dyes.</a> Membrane Potential Imaging in the Nervous System. , (2010).</li><li>Palmer, L. M., Stuart, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Site+of+action+potential+initiation+in+layer+5+pyramidal+neurons.">Site of action potential initiation in layer 5 pyramidal neurons.</a> J. Neurosci. 26, 1854-1863 (2006).</li><li>Popovic, M. A., Foust, A. J., McCormick, D. A., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spatio-temporal+characteristics+of+action+potential+initiation+in+layer+5+pyramidal+neurons:+a+voltage+imaging+study.">The spatio-temporal characteristics of action potential initiation in layer 5 pyramidal neurons: a voltage imaging study.</a> J. Physiol. 589, 4167-4187 (2011).</li><li>Ross, W. N., Salzberg, B. M., Cohen, L. B., Grinvald, A., Davila, H. V., Waggoner, A. S., Wang, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+absorption,+fluorescence,+dichroism,+and+birefringence+in+stained+giant+axons:+optical+measurement+of+membrane+potential.">Changes in absorption, fluorescence, dichroism, and birefringence in stained giant axons: optical measurement of membrane potential.</a> J. Membr. Biol. 33, 141-183 (1977).</li><li>Shu, Y., Duque, A., Yu, Y., Haider, B., McCormick, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+action+potential+initiation+in+neocortical+pyramidal+cells:+evidence+from+whole+cell+axon+recordings.">Properties of action potential initiation in neocortical pyramidal cells: evidence from whole cell axon recordings.</a> J Neurophysiol. 97, 746-760 (2007).</li><li>Wu, J. -. Y., Cohen, L. B., Mason, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+multisite+optical+measurement+of+membrane+potential.">Fast multisite optical measurement of membrane potential.</a> A practical guide to technology for quantitative real-time analysis. , 389-404 (1993).</li><li>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=.">.</a> Dendritic Spines. , (2010).</li></ol>

توضح هذه المقالة تسجيل صبغة حساسة للطريقة الجهد لرصد النشاط الكهربائي للخلايا العصبية الفردية مع ميكرومتر الفرعية والفرعية ميلي ثانية واحدة قرار الزمانية المكانية. تحسين الإثارة الليزر في شبه الأمثل الطول الموجي (بشأن حجم إشارة) حساسية تسجيل بمعامل ~ أكثر من 50 النه?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم العنصر </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td><td> التعليقات (اختياري) </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> إعداد مكونات </td></tr><tr><td> تستقيم مجهر </td><td> OLYMPUS شركة </td><td> BX51WI </td><td> مع منافذ الكاميرا 3 </td></tr><tr><td> آلية المنقول المرحلة </td><td> Siskiyou </td><td> MXOPi.2 </td><td></td></tr><tr><td> برنامج التحصين الموسع، مضان المكثف لBX51 أوليمبوس </td><td> TILL الضوئيات </td><td> 0000-560-11659 </td><td></td></tr><tr><td> تستقيم مجهر </td><td> كارل زايس، LLC </td><td> D1 AxioExaminer </td><td> مع منافذ الكاميرا 3 </td></tr><tr><td> لوحة بمحركات الأعلى </td><td> Scientifica المحدودة </td><td> MMBP </td><td></td> &lt;/ TR&gt; <tr><td> برنامج التحصين الموسع، مضان المكثف لAxioExaminer زايس </td><td> TILL الضوئيات </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الحصول على البيانات الكاميرا </td><td> RedShirtImaging LLC </td><td> NeuroCCD-SM </td><td> عالية السرعة، وانخفاض الضوضاء قراءة </td></tr><tr><td> CCD IR-DIC لل </td><td> Dage-MTI </td><td> IR-1000 </td><td></td></tr><tr><td> الغزل القرص سكانر متحد البؤر </td><td> يوكوجاوا </td><td> CSU-10 </td><td></td></tr><tr><td> CCD عالية الدقة المكانية على الماسح متحد البؤر </td><td> PCO AG </td><td> PixelFly </td><td> 1392x1024 بكسل </td></tr><tr><td> DPSS الليزر CW (532 نيوتن متر) </td><td> CNI الإلكترونيات الضوئية للتكنولوجيا. المحدودة </td><td> MLL-III-532 400mW </td><td> الإثارة مصدر الضوء </td></tr><tr><td> الألياف متعددة الأوضاع المشغل </td><td> Siskiyou </td><td> SM-الأموال وتمويل الإرهاب </td><td></td></tr><tr><td> ضوء الدليل </td><td> TILL الصوربطاقات NIC </td><td> 0000-515-11524 </td><td></td></tr><tr><td> مصراع </td><td> فنسنت شركاه </td><td> LS6 </td><td></td></tr><tr><td> عزل الاهتزاز الجدول </td><td> ك ناقص التكنولوجيا </td><td> MK26 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> الكواشف محددة </td></tr><tr><td> دي-2-ANEPEQ (JPW 1114) </td><td> الحياة تكنولوجيز </td><td> D-6923 </td><td> صبغة حساسة الجهد </td></tr><tr><td> Crym-EGFP الماوس الخط </td><td> GENSAT (MMRRC) </td><td> STOCK تيراغرام (Crym-EGFP) GF82Gsat/Mmcd </td><td> معربا عن EGFP قليلة في الخلايا العصبية 5 طبقة قشرية </td></tr></tbody></table>

voltage-sensitive dye recording from axons, dendrites and dendritic spines of individual neurons in brain slices

فهم خصائص الفيزيائية الحيوية والتنظيم الوظيفي للخلايا العصبية، وكيف أنها واحدة من المعلومات العملية الأساسية لفهم كيفية عمل الدماغ. وتتمثل المهمة الرئيسية في أي خلية عصبية هو معالجة الإشارات الكهربائية، وعادة من مصادر متعددة. الخواص الكهربائية للعمليات العصبية معقدة للغاية، ودينامية، وأنه في حالة عامة، مستحيلا في غياب قياسات مفصلة. للحصول على مثل هذا القياس أحد أن، من الناحية المثالية، أن تكون قادرة على رصد، في مواقع متعددة، والأحداث دوين العتبة أثناء سفرهم من المواقع الأصلية على العمليات العصبية وsummate في مواقع معينة للتأثير على بدء العمل المحتملين. لم يتم تحقيق هذا الهدف في أي الخلايا العصبية بسبب القيود التقنية من القياسات التي تستخدم الأقطاب الكهربائية. للتغلب على هذا العيب، فمن المرغوب فيه جدا لاستكمال نهج التصحيح الكهربائي مع تقنيات التصوير التي تسمح recordin موازية واسعةع من جميع أجزاء من الخلايا العصبية. هنا، نحن تصف مثل هذه التقنية - تسجيل البصرية من العابرين غشاء المحتملة مع الأصباغ العضوية الجهد حساسة (V-M التصوير) - تتميز الفرعية ميلي ثانية واحدة والقرار شبه ميكرون. ويستند أسلوبنا في العمل الريادي على الجهد حساسة تحقيقات الجزيئية 2. وقد تم العديد من جوانب التكنولوجيا الأولي مواصلة تحسين على مدى عدة عقود 3، 5، 11. بالإضافة إلى ذلك، وثقت الأعمال السابقة سمتين أساسيتين للV-M التصوير. أولا، إشارات مضان تتناسب خطيا إلى غشاء المحتملة على نطاق والفسيولوجية كامل (-100 بالسيارات إلى بالسيارات +100 و 10 و 14 و 16). ثانيا، الخلايا العصبية التحميل مع صبغة حساسة الجهد المستخدمة هنا (JPW 3028) لا يكون لها آثار الدوائية للكشف. توسيع سجلت من ارتفاع أثناء التحميل هو عكسها تماما صبغ 4 و 7. بالإضافة إلى ذلك، تظهر الأدلة التجريبية أنه من الممكن الحصول علىعدد كبير (إلى مئات) من التسجيلات قبل أي تأثيرات السمية الضوئية للكشف 4 و 6 و 12 و 13. في الوقت الحاضر، ونحن الاستفادة من سطوع رائع والاستقرار ليزر مصدر الضوء في شبه الأمثل لتحقيق أقصى قدر الطول الموجي حساسية تقنية M-V التصوير. حساسية الحالي يسمح التسجيلات البصرية متعددة من موقع العابرين م V من جميع أجزاء من الخلايا العصبية، بما في ذلك محاور عصبية والضمانات محوار، شجيري الفروع الطرفية، والعمود الفقري شجيري الفردية. ويمكن تحليل المعلومات المكتسبة على التفاعلات إشارة كميا وكذلك تصور مباشرة في شكل فيلم.

يجب المجهري متحد البؤر ناجحة تسمح تحديد واضح لعمليات الخلايا العصبية سليمة والتي هي قريبة من سطح شريحة ويقع في طائرة واحدة من التركيز. تحديد الخلايا العصبية التي تكون مناسبة للتصوير الجهد قبل التحميل صبغة حساسة الجهد أمر بالغ الأهمية. ويرد مثال على الصور مبائر من ال?...

Watch this Scientific Journal Video about Voltage-sensitive Dye Recording from Axons, Dendrites and Dendritic Spines of Individual Neurons in Brain Slices at JoVE.com

Voltage-sensitive Dye Recording from Axons, Dendrites and Dendritic Spines of Individual Neurons in Brain Slices

يوصف أسلوب التصوير لرصد التغيرات المحتملة للقرار غشاء شبه ميكرومتر المكانية وشبه ميلي ثانية واحدة والزمانية. هذه التقنية، على أساس الإثارة الليزر من الجهد حساسة الأصباغ، يسمح للإشارات القياسات في محاور عصبية والضمانات محوار والفروع الطرفية الجذعية، والعمود الفقري شجيري الفردية.

الجهد حساسة من تسجيل صبغ محاور عصبية، التشعبات والعمود الفقري شجيري الخلايا العصبية الفردية في شرائح الدماغ

Understanding the biophysical properties and functional organization of single neurons and how they process information is fundamental for understanding ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

DiOLISTIC Labeling of Neurons from Rodent and Non-human Primate Brain Slices

DiOLISTIC وصفها من الخلايا العصبية من القوارض والإنسان غير شرائح الدماغ الرئيسيات

DiOLISTIC staining uses the gene gun to introduce fluorescent dyes, such as DiI, into neurons of brain slices (Gan et al., 2009; O'Brien and Lummis, 2007; ...

Optical Imaging of Neurons in the Crab Stomatogastric Ganglion with Voltage-sensitive Dyes

التصوير الضوئي للخلايا العصبية في العقدة كراب فموي معدي مع الجهد حساسة للملونات

Voltage-sensitive dye imaging of neurons is a key methodology for the understanding of how neuronal networks are organised and how the simultaneous ...

Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) of Fluorescence Tagged Proteins in Dendritic Spines of Cultured Hippocampal Neurons

Fluorescence Recovery After Photobleaching FRAP of Fluorescence Tagged Proteins in Dendritic Spines of Cultured Hippocampal Neurons

مضان الانتعاش بعد Photobleaching (FRAP) من البروتينات المرتبطة دلاليا الإسفار في العمود الفقري شجيري الخلايا العصبية الحصين مثقف

FRAP has been used to quantify the mobility of GFP-tagged proteins. Using a strong excitation laser, the fluorescence of a GFP-tagged protein is bleached ...

Vibrodissociation of Neurons from Rodent Brain Slices to Study Synaptic Transmission and Image Presynaptic Terminals

Vibrodissociation من الخلايا العصبية من الدماغ القوارض شرائح لدراسة نقل صورة متشابك ومحطات قبل المشبكي

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of ...

Morphological Analysis of Drosophila Larval Peripheral Sensory Neuron Dendrites and Axons Using Genetic Mosaics

Morphological Analysis of Drosophila Larval Peripheral Sensory Neuron Dendrites and Axons Using Genetic Mosaics

تحليل الصرفي ذبابة الفاكهة اليرقات المحيطية الانشعابيات عصبون حسي والمحاوير استخدام الفسيفساء الوراثية

Nervous system development requires the correct specification of neuron position and identity, followed by accurate neuron class-specific dendritic ...

Recording Electrical Activity from Identified Neurons in the Intact Brain of Transgenic Fish

تسجيل النشاط الكهربائي من الخلايا العصبية التي تم تحديدها في الدماغ سليمة من الأسماك المعدلة وراثيا

Understanding the cell physiology of neural circuits that regulate complex behaviors is greatly enhanced by using model systems in which this work can be ...

Imaging Dendritic Spines of Rat Primary Hippocampal Neurons using Structured Illumination Microscopy

التصوير شجيري العمود الفقري من الفئران الابتدائية الحصين الخلايا العصبية باستخدام منظم الإضاءة المجهر

Dendritic spines are protrusions emerging from the dendrite of a neuron and represent the primary postsynaptic targets of excitatory inputs in the brain. ...

Acute Dissociation of Lamprey Reticulospinal Axons to Enable Recording from the Release Face Membrane of Individual Functional Presynaptic Terminals

التفكك الحاد من الجلكى الشبكي المحاوير لتمكين تسجيل من الإصدار الوجه غشاء من محطات قبل المشبكي الوظيفية الفردية

Synaptic transmission is an extremely rapid process. Action potential driven influx of Ca2+&#160;into the presynaptic terminal, through voltage-gated ...

Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System

تسجيل اللدونة متشابك في شرائح هيبوكامبال الحاد تحتفظ في صغيرة الحجم-إعادة التدوير، ونضح-، وغمر من نوع نظام الدائرة

Even though experiments on brain slices have been in use since 1951, problems remain that reduce the probability of achieving a stable and successful ...