Name: fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue
Uploaded: 2012-10-29T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fiber-optic Implantation for Chronic Optogenetic Stimulation of Brain Tissue at JoVE.com

ברצוננו להכיר בכך שהטכניקה זו תוארה לראשונה על ידי ספרטה et al., 2012 והותאמה בקלות לשימוש במעבדה שלנו.

* כל החומרים יחד עם יצרנים ו / או ספקים המפורטים להלן הפרוטוקול. 1. הרכבה של שתל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תערובת של אפוקסי סיבים האופטיים חום ניתן לריפוי על ידי הוספת 100 מ&quot;ג של מקשה ל1 גרם של שרף. </li><li style...

<ol>
	<li>Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Millisecond-timescale,+genetically+targeted+optical+control+of+neuronal+activity.">Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neuronal activity.</a> Nat Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).</li><li>Arenkiel, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Light-Induced+Activation+of+Neural+Circuitry+in+Trangenic+Mice+Expressing+Channelrhodopsin-2.">In Vivo Light-Induced Activation of Neural Circuitry in Trangenic Mice Expressing Channelrhodopsin-2.</a> Neuron. 54, 205-218 (2007).</li><li>Gradinaru, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+and+cellular+approaches+for+diversifying+and+extending+optogenetics.">Molecular and cellular approaches for diversifying and extending optogenetics.</a> Cell. 141, 165-16 (2010).</li><li>Luo, L., Callaway, E. 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=Genetic+dissection+of+neural+circuits.">Genetic dissection of neural circuits.</a> Neuron. 57, 634-660 (2008).</li><li>Arenkiel, B. R., Ehlers, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+genetic+and+imaging+technologies+for+circuit+based+neuroanatomy.">Molecular genetic and imaging technologies for circuit based neuroanatomy.</a> Nature. 461, 900-907 (2009).</li><li>Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optogenetic+interrogation+of+neural+circuits:+technology+for+probing+mammalian+brain+structures.">Optogenetic interrogation of neural circuits: technology for probing mammalian brain structures.</a> Nat. Protoc. 5, 439-456 (2010).</li><li>Adamantidis, A. R., Zhang, F., Aravanis, A. M., Deisseroth, K., de Lecea, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+substrates+of+awakening+probed+with+optogenetic+control+of+hypocretin+neurons.">Neural substrates of awakening probed with optogenetic control of hypocretin neurons.</a> Nature. 450, 420-424 (2007).</li><li>Sparta, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+implantable+optical+fibers+for+long-term+optogenetic+manipulation+of+neural+circuits.">Construction of implantable optical fibers for long-term optogenetic manipulation of neural circuits.</a> Nature Protocols. 7, 12-23 (2012).</li><li>Stuber, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitatory+transmission+from+the+amygdala+to+nucleus+accumbens+facilitates+reward+seeking.">Excitatory transmission from the amygdala to nucleus accumbens facilitates reward seeking.</a> Nature. 475, 377-380 (2011).</li><li>Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optogenetic+stimulation+of+a+hippocampal+engram+activates+fear+memory+recall.">Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall.</a> Nature. 484, 381-385 (2012).</li></ol>

Optogenetics היא טכניקה חדשה ורבת עצמה המאפשרת שליטה חסרת תקדים על תת עצבי ספציפיים. זו יכולה להיות מנוצלת כדי להשפיע על מסלולים עצביים עם דיוק האנטומי וזמני, תוך הימנעות מתא מהסוג חסר הבחנה ואפקטים פולשניים של גירוי חשמלי באמצעות אלקטרודה. השרשה של סיבים אופטיים מאפשרת ל?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב או הציוד </td><td> חברה </td><td> קטלוג # </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> שרוול LC כובעון מתכת </td><td> מוצרי סיבי דיוק (PFP) </td><td> SM-CS125S </td><td> מזהה מ&quot;מ 1.25 </td></tr><tr><td> FC MM מחבר מראש התאסף </td><td> PFP </td><td> MM-CON2004-2300 </td><td> 230 מיקרומטר כפת מתכת </td></tr><tr><td> מילר FOPD-LC דיסק </td><td> PFP </td><td> M1-80754 </td><td> לLC ferrules </td></tr><tr><td> צינורות מזלוג </td><td> PFP </td><td> FF9-250 </td><td> 900 מיקרומטר od, שם מיקרומטר 250 </td></tr><tr><td> MM LC סטיק כפת מתכת 1.25 מ&quot;מ </td><td> PFP </td><td> MM-FER2007C-1270 </td><td> זיהוי מיקרומטר 127 Bore </td></tr><tr><td> MM LC סטיק כפת מתכת 1.25 מ&quot;מ </td><td> PFP </td><td> MM-FER2007C-2300 </td><td> 230 מיקרומטרזיהוי Bore </td></tr><tr><td> אפוקסי חום לריפוי, מקשה ושרף </td><td> PFP </td><td> ET-353ND-16OZ </td><td></td></tr><tr><td> FC / PC וSC / מחשב דיסק ליטוש מחבר </td><td> ThorLabs </td><td> D50-FC </td><td> לFC ferrules </td></tr><tr><td> כוח אופטי דיגיטלי ומד אנרגיה </td><td> ThorLabs </td><td> PM100D </td><td> ספקטרופוטומטר </td></tr><tr><td> הפוליש Pad </td><td> ThorLabs </td><td> NRS913 </td><td> 9 &quot;x 13&quot; 50 מד קשיות </td></tr><tr><td> תחמוצת אלומיניום מלחך פחים (פוליש): 0.3, 1, 3, 5 גריסי מיקרומטר </td><td> ThorLabs </td><td> LFG03P, LFG1P, LFG3P, LFG5P </td><td></td></tr><tr><td> סיבי Multimode חיפוי קשיחים סטנדרטיים </td><td> ThorLabs </td><td> BFL37-200 </td><td> OH נמוך, Core מיקרומטר 200, 0.37 NA </td></tr><tr><td> כלי עקירת סיבים </td><td> ThorLabs </td><td> T10S13 </td><td> לבוש / Coב: מיקרומטר 200/300 מיקרומטר </td></tr><tr><td> סיבי סיליקה / אופטיים סיליקה </td><td> טכנולוגיות Polymicro </td><td> FVP100110125 </td><td> הגבוה OH, UV משופר, 0.22 NA </td></tr><tr><td> 1x1 משותף רוטרי fiberoptic </td><td> עדשות דוריים </td><td> FRJ_FC-FC </td><td></td></tr><tr><td> מונה fiberoptic Patchcord </td><td> עדשות דוריים </td><td> MFP_200/230/900-0.37_2m_FC-FC </td><td></td></tr><tr><td> מחמם לכווץ צינורות, סנטימטר 1/8 </td><td> בעלות הברית אלקטרוניקה </td><td> 689-0267 </td><td></td></tr><tr><td> אקדח חום </td><td> בעלות הברית אלקטרוניקה </td><td> 972-6966 </td><td> 250 ואט; 750-800 ° F </td></tr><tr><td> הכותנה הטתה applicators </td><td> הפוריטנית רפואית מוצרי חברה </td><td> 806-ב&quot;ש </td><td></td></tr><tr><td> דבק רקמות VetBond </td><td> הפישר סיינטיפיק </td><td> 19-027136 </td><td></td></tr><tr><td> אקריליק בסיס התותב פלאש </td><td> ייטס Motloid </td><td> ColdPourPowder + liq </td><td></td></tr><tr><td> בון מיניאטורות מספרי איריס </td><td> Miltex Integra </td><td> 18-1392 </td><td> 3-1/2 &quot;(8.9cm), ישר, להבי 15 מ&quot;מ </td></tr><tr><td> ג&#39;ונס הופקינס בולדוג קלאמפ </td><td> Miltex Integra </td><td> 7-290 </td><td> 1-1/2 &quot;(3.8 סנטימטרים), התעקל </td></tr><tr><td> MEGA-מומנט חשמלי מעבדת מוטור </td><td> וקטור </td><td> EL-S </td><td></td></tr><tr><td> פנתר burs-Ball # 1 </td><td> קלרקסון מעבדה </td><td> 77.1006 </td><td></td></tr><tr><td> ויולט בלו ליזר מערכת </td><td> CrystaLaser </td><td> CK473-050-O </td><td> אורך גל: 473 ננומטר </td></tr><tr><td> ספק כוח הליזר </td><td> CrystaLaser </td><td> CL-2005 </td><td></td></tr><tr><td> דומון # 2 מלקחי Laminectomy </td><td> Fהגדרות משיווק מדעים </td><td> 11223-20 </td><td></td></tr><tr><td> בדיקה </td><td> כלי מדע פיין </td><td> 10140-02 </td><td></td></tr><tr><td> 5 &quot;מלקחי סטרייט </td><td> Excelta </td><td> 35-PH </td><td></td></tr><tr><td> מלחציים עם בסיס משוקלל </td><td> Altex אלקטרוניקה </td><td> PAN381 </td><td></td></tr></tbody></table>

fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue

דפוסי הבהרה של קישוריות עצבית כבר אתגר למדעי המוח קליניים ובסיסיים. אלקטרופיזיולוגיה כבר את תקן הזהב לניתוח דפוסים של קישוריות הסינפטית, אבל הקלטות אלקטרו לזווג יכולות להיות גם מסורבלות וניסוי מגביל. הפיתוח של optogenetics הציג שיטה אלגנטית כדי לעורר נוירונים ומעגלים, הוא ב1 מבחנת in vivo 2,3. על ידי ניצול פעילות תא ספציפית אמרגן סוג לנהוג ביטוי אופסין באוכלוסיות עצביות נפרדות, ניתן לעורר דווקא תת עצבי מוגדר גנטי במעגלים שונים 4-6. שיטות שתוארו היטב כדי לעורר נוירונים, כולל גירוי חשמלי ו / או מניפולציות תרופתיות, לעתים קרובות ללא הבחנת תאי סוג, פולשני, ויכולות להזיק לרקמות מסביב. מגבלות אלה עלולות לשנות את התפקוד נורמלי הסינפטי ו / או התנהגות מעגל. בנוסף, בשללאופי של המניפולציה, השיטות קיימות הן לעתים קרובות חריפות וסופנים. Optogenetics מקנה את היכולת לעורר נוירונים בצורה יחסית לא מזיקה, ובנוירונים ממוקדים מבחינה גנטית. רוב המחקרים שכלל בoptogenetics vivo כרגע להשתמש סיב אופטי מודרך דרך צינורית 6,7 מושתל, אולם מגבלות של שיטה זו כוללות רקמות פגועות מוח עם כניסה חוזרת של סיב אופטי, ושבירת פוטנציאל של הסיבים בתוך הצינורית. בהתחשב בתחום המתפתח של optogenetics, שיטה אמינה יותר לגירוי כרוני יש צורך להקל על מחקרים ארוכי טווח עם ניזק לרקמות ביטחונות מינימאליים. כאן אנו מספקים הפרוטוקול השונה שלנו כמאמר וידאו כדי להשלים את השיטה המתוארת ביעילות ובאלגנטיות בספרטה et al. 8 עבור הייצור של שתל סיבים אופטיים וקיבועו הקבוע על הגולגולת של עכברים מורדמים, כמו גם את ההרכבה של סיבמצמד אופטי חיבור השתל למקור אור. השתל, מחובר עם סיבים אופטיים לליזר מצב מוצק, מאפשר שיטה יעילה כרוני לphotostimulate מעגלים עצביים פונקציונליים עם ניזק לרקמות פחות 9 באמצעות חבלים, קטנים, נתיקים. קיבוע קבוע של שתלי הסיבים האופטיים מספק עקבי, לטווח ארוך במחקרי vivo optogenetic של מעגלים עצביים בעכברים, ערים מתנהגים 10 עם ניזק לרקמות מינימאלי.

Watch this Scientific Journal Video about Fiber-optic Implantation for Chronic Optogenetic Stimulation of Brain Tissue at JoVE.com

Fiber-optic Implantation for Chronic Optogenetic Stimulation of Brain Tissue

הפיתוח של optogenetics מספק כעת את האמצעים בדיוק כדי לעורר נוירונים ומעגלים מוגדרים גנטי, שני<em&gt; במבחנה</em&gt; ו<em&gt; In vivo</em&gt;. כאן אנו מתארים את ההרכבה וההשתלה של סיבים אופטיים לphotostimulation הכרוני של רקמת מוח.

השרשה של סיבים אופטיות לגירוי Optogenetic כרוני של רקמת המוח

Elucidating patterns of neuronal connectivity has been a challenge for both clinical and basic neuroscience. Electrophysiology has been the gold standard ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS: שימוש בפרוטוקול תטא-Burst לחקור Mechasnism של פלסטיות של אנשים עם תסמונת X שביר אוטיזם ו

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

המדינה תלות השפעות על TMS: מבט על התנהגות Phosphene מניע

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

התקן TMS NeuroStar: ניהול ה-FDA פרוטוקול מאושר לטיפול דיכאון

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

התמרה ויראלי סלקטיבי של נוירונים בוגרים יליד חוש הריח של כרוני In vivo Optogenetic גירוי

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells ...

Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster

Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster

גירוי Optogenetic של התנהגות בריחה ב<em&gt; דרוזופילה melanogaster</em

A  growing number of genetically encoded tools are becoming available that allow non-invasive  manipulation of the neural activity of specific neurons in ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

בoptogenetic גירוי vivo של מערכת העצבים המרכזית מכרסם

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Optogenetic Stimulation of the Auditory Nerve

גירוי optogenetic של עצב השמיעה

Direct electrical stimulation of spiral ganglion neurons (SGNs) by cochlear implants (CIs) enables open speech comprehension in the majority of implanted ...

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

Microelectrode מודרך השרשה של אלקטרודות לתוך גרעין Subthalamic של חולדות לטווח ארוך עמוק גירוי המוח

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...

Ex Vivo Optogenetic Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Ex Vivo Optogenetic Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Ex Vivo optogenetic Dissection של מעגלי פחד פרוסות המוח

Optogenetic approaches are now widely used to study the function of neural populations and circuits by combining targeted expression of light-activated ...