Name: fast micro-iontophoresis of glutamate and gaba: a useful tool to investigate synaptic integration
Uploaded: 2013-07-31T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration at JoVE.com

אנו מודים לאנס ריינר פולדר, מרטין פורמן ווקר ג&#39;קסון לזהירות לקרוא את כתב היד. החוקרים קיבל מימון שהועמד על ידי משרד המחקר MIWF של מדינת Northrhine-Westfalia (SR), שיתוף הפעולה BMBF-Projekträger DLR ארה&quot;ב לגרמניה במדעי המוח חישובית (CRCNS; SR), מרכזי התמחות במחלות ניווניות (כהן; SR), ואת האוניברסיטה של ​​תכנית מימון בין חומות בון (BONFOR; SR).

1. דרישות מערכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערכת מיקרוסקופ: ראיה טובה של דנדריט היא קריטית. אם זמין, להשתמש במערכת מיקרוסקופ שני פוטונים סריקת לייזר. בניסויים שלנו השתמשנו בהיקף TRIM השני, LaVision BIOTEC, בילפלד, גרמניה או רביעי מערכת אולטימה, ערבה טכנול?...

<ol>
	<li>Megias, M., Emri, Z., Freund, T. F., Gulyas, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+number+and+distribution+of+inhibitory+and+excitatory+synapses+on+hippocampal+CA1+pyramidal+cells.">Total number and distribution of inhibitory and excitatory synapses on hippocampal CA1 pyramidal cells.</a> Neuroscience. 102, 527-540 (2001).</li><li>Gasparini, S., Migliore, M., Magee, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+initiation+and+propagation+of+dendritic+spikes+in+CA1+pyramidal+neurons.">On the initiation and propagation of dendritic spikes in CA1 pyramidal neurons.</a> J. Neurosci. 24, 11046-11056 (2004).</li><li>Losonczy, A., Magee, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrative+properties+of+radial+oblique+dendrites+in+hippocampal+CA1+pyramidal+neurons.">Integrative properties of radial oblique dendrites in hippocampal CA1 pyramidal neurons.</a> Neuron. 50, 291-307 (2006).</li><li>Remy, S., Csicsvari, J., Beck, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-dependent+control+of+neuronal+output+by+local+and+global+dendritic+spike+attenuation.">Activity-dependent control of neuronal output by local and global dendritic spike attenuation.</a> Neuron. 61, 906-916 (2009).</li><li>Stuart, G., Schiller, J., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Action+potential+initiation+and+propagation+in+rat+neocortical+pyramidal+neurons.">Action potential initiation and propagation in rat neocortical pyramidal neurons.</a> J. Physiol. 505 (Pt. 3), 617-632 (1997).</li><li>Magee, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+integration+of+excitatory+synaptic+input.">Dendritic integration of excitatory synaptic input.</a> Nat. Rev. Neurosci. 1, 181-190 (2000).</li><li>Amaral, D. 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=The+three-dimensional+organization+of+the+hippocampal+formation:+a+review+of+anatomical+data.">The three-dimensional organization of the hippocampal formation: a review of anatomical data.</a> Neuroscience. 31, 571-591 (1989).</li><li>Miles, R., Toth, K., Gulyas, A. I., Hajos, N., Freund, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+between+somatic+and+dendritic+inhibition+in+the+hippocampus.">Differences between somatic and dendritic inhibition in the hippocampus.</a> Neuron. 16, 815-823 (1996).</li><li>Muller, C., Beck, H., Coulter, D., Remy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+control+of+linear+and+supralinear+dendritic+excitation+in+CA1+pyramidal+neurons.">Inhibitory control of linear and supralinear dendritic excitation in CA1 pyramidal neurons.</a> Neuron. 75, 851-864 (2012).</li><li>Murnick, J. G., Dube, G., Krupa, B., Liu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+iontophoresis+for+single-synapse+stimulation.">High-resolution iontophoresis for single-synapse stimulation.</a> J. Neurosci. Methods. 116, 65-75 (2002).</li><li>Liu, G., Choi, S., Tsien, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variability+of+neurotransmitter+concentration+and+nonsaturation+of+postsynaptic+AMPA+receptors+at+synapses+in+hippocampal+cultures+and+slices.">Variability of neurotransmitter concentration and nonsaturation of postsynaptic AMPA receptors at synapses in hippocampal cultures and slices.</a> Neuron. 22, 395-409 (1999).</li><li>Renger, J. J., Egles, C., Liu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+developmental+switch+in+neurotransmitter+flux+enhances+synaptic+efficacy+by+affecting+AMPA+receptor+activation.">A developmental switch in neurotransmitter flux enhances synaptic efficacy by affecting AMPA receptor activation.</a> Neuron. 29, (2001).</li><li>Heine, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+mobility+of+postsynaptic+AMPARs+tunes+synaptic+transmission.">Surface mobility of postsynaptic AMPARs tunes synaptic transmission.</a> Science. 320, 201-205 (2008).</li><li>Somogyi, P., Klausberger, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defined+types+of+cortical+interneurone+structure+space+and+spike+timing+in+the+hippocampus.">Defined types of cortical interneurone structure space and spike timing in the hippocampus.</a> J. Physiol. 562, 9-26 (2005).</li><li>Pugh, J. R., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+GABAA+receptors+increase+cerebellar+granule+cell+excitability+and+synaptic+activity.">Axonal GABAA receptors increase cerebellar granule cell excitability and synaptic activity.</a> J. Neurosci. 31, 565-574 (2011).</li><li>Mozrzymas, J. W., Zarnowska, E. D., Pytel, M., Mercik, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+GABA(A)+receptors+by+hydrogen+ions+reveals+synaptic+GABA+transient+and+a+crucial+role+of+the+desensitization+process.">Modulation of GABA(A) receptors by hydrogen ions reveals synaptic GABA transient and a crucial role of the desensitization process.</a> J. Neurosci. 23, 7981-7992 (2003).</li><li>Pasternack, M., Smirnov, S., Kaila, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proton+modulation+of+functionally+distinct+GABAA+receptors+in+acutely+isolated+pyramidal+neurons+of+rat+hippocampus.">Proton modulation of functionally distinct GABAA receptors in acutely isolated pyramidal neurons of rat hippocampus.</a> Neuropharmacology. 35, 1279-1288 (1996).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Single-Channel Recording. , (2009).</li><li>Davie, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+patch-clamp+recording.">Dendritic patch-clamp recording.</a> Nat. Protoc. 1, 1235-1247 (2006).</li><li>Major, G., Polsky, A., Denk, W., Schiller, J., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporally+graded+NMDA+spike/plateau+potentials+in+basal+dendrites+of+neocortical+pyramidal+neurons.">Spatiotemporally graded NMDA spike/plateau potentials in basal dendrites of neocortical pyramidal neurons.</a> J. Neurophysiol. 99, 2584-2601 (2008).</li><li>Rose, 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=Combining+pharmacology+and+whole-cell+patch+recording+from+CNS+neurons,+in+vivo.">Combining pharmacology and whole-cell patch recording from CNS neurons, in vivo.</a> J. Neurosci Methods. , (2012).</li><li>Behrends, J. C., Lambert, J. C., Jensen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repetitive+activation+of+postsynaptic+GABA(A+)receptors+by+rapid,+focal+agonist+application+onto+intact+rat+striatal+neurones+in+vitro.">Repetitive activation of postsynaptic GABA(A )receptors by rapid, focal agonist application onto intact rat striatal neurones in vitro.</a> Pflugers Arch. 443, 707-712 (2002).</li><li>Hahnel, C., Kettenmann, H., Grantyn, 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> Practical Electrophysiological methods. , (1992).</li><li>Wetzel, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specificity+and+sensitivity+of+a+human+olfactory+receptor+functionally+expressed+in+human+embryonic+kidney+293+cells+and+Xenopus+Laevis+oocytes.">Specificity and sensitivity of a human olfactory receptor functionally expressed in human embryonic kidney 293 cells and Xenopus Laevis oocytes.</a> J. Neurosci. 19, 7426-7433 (1999).</li><li>Cash, S., 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=Linear+summation+of+excitatory+inputs+by+CA1+pyramidal+neurons.">Linear summation of excitatory inputs by CA1 pyramidal neurons.</a> Neuron. 22, 383-394 (1999).</li><li>Eccles, J. C., Jaeger, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+the+mode+of+operation+and+the+dimensions+of+the+junctional+regions+at+synapses+and+motor+end-organs.">The relationship between the mode of operation and the dimensions of the junctional regions at synapses and motor end-organs.</a> Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 148, 38-56 (1958).</li><li>Kwon, H. B., Sabatini, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamate+induces+de+novo+growth+of+functional+spines+in+developing+cortex.">Glutamate induces de novo growth of functional spines in developing cortex.</a> Nature. 474, 100-104 (2011).</li><li>Fino, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RuBi-Glutamate:+Two-Photon+and+Visible-Light+Photoactivation+of+Neurons+and+Dendritic+spines.">RuBi-Glutamate: Two-Photon and Visible-Light Photoactivation of Neurons and Dendritic spines.</a> Front Neural Circuits. 3, 2 (2009).</li></ol>

כאן נסביר איך ליישם מייקר Iontophoresis המהיר של נוירוטרנסמיטורים לחקור אינטגרציה הסינפטי בדנדריטים. טכניקה זו שימש בהצלחה לחקור שידור סינפטי glutamatergic וGABAergic באזורים שונים במוח במבחנת in vivo 9,20-22. מיקרו-Iontophoresis שימש במשך יותר מ -60 שנים, אבל בשנים הראשונות זה היה בשימ...

תאי עצב במערכת העצבים המרכזית מקבלים מגוון של תשומות הסינפטי על התהליכים דנדריטים 1 הדקים ומסועפים שלהם. שם, מרבית התשומות דנדריטים המעוררות מתווכים על ידי סינפסות glutamatergic. יכולות להיות מופעלות סינפסות אלה בדרך מופצת מרחבית, וכתוצאה משילוב של פוטנציאל לינארי postsynaptic postsynaptic מעוררים (EPSPs). אם הסינפסות מופעלות בו זמנית ובקרבת מרחבי בדנדריט, ניתן לשלב תשומות מעוררות אלה הנ&quot;ל ליניארי ולייצר 2-5 קוצים הדנדריטים. יתר על כן, האינטגרציה של תשומות מעוררות תלויה במיקום של הקלט על העץ הדנדריטי. אותות המגיעים לאזור ציצה הדיסטלי הם הרבה יותר מוחלש מתשומות הפרוקסימלי בשל כבל סינון 6. בהיפוקמפוס, תשומות רחוקות לדנדריטים ציצת ​​שיער apical נוצרות על ידי אזור במוח שונה מאלה על dendri הפרוקסימליTES 7. שאלה מרגשת היא אפוא, כיצד קלט הסינפטי מעובד על ידי תאי דנדריטים שונים ואם שילוב הדנדריטים מסדיר את ההשפעה של תשומות שכבות אלה על ירי עצבי בדרכים שונות. לא רק את המאפיינים התפקודיים, תכונות מורפולוגיות של דנדריט, המיקום והקיבוץ באשכול של התשומות המשפיעים על האינטגרציה הדנדריטים של תשומות מעוררות, גם את התשומות המעכבות נוספות ממסופי GABAergic מכריע לקבוע את היעילות של סינפסות glutamatergic 8,9. היבטים שונים של אינטגרציה הסינפטי יכולים להיחקר באופן אידיאלי באמצעות מוליך עצבי המייקר Iontophoresis, המאפשר יישום מוגדר מרחבית של נוירוטרנסמיטורים שונים לתחומים דנדריטים. כאן אנו מדגימים כיצד להקים מייקר Iontophoresis של גלוטמט וגאבא הצלחה לחקור אינטגרציה אות בתאי עצב. ליישום זה, קנס שקצהוpipettes עמידות גבוהה מלאים בפתרונות הנוירוטרנסמיטר מרוכזים משמשים. pipettes אלה ממוקמים קרוב לקרום החיצוני של התא, שבו לקולטנים העצביים נמצאים. הדמיה טובה של הענפים הדנדריטים נדרש. זו מושגת הטובה ביותר באמצעות צבעי ניאון, אשר הציגו באמצעות פיפטה את התיקון. לאחר מכן דופק קצר מאוד (&lt;1 אלפיות השנייה) נוכחי (בטווח של 10-100 Na) משמש כדי להוציא את מולקולות מוליך העצבי הטעונות. עם פולסים קצרים אלה ופיצויים קיבול אפקטיביים, יכולים להיות התעוררות פוטנציאלים או זרמי postsynaptic עם דיוק זמן ומרחב גבוה, מה שאומר שהמיקום של הקלט מעורר ידוע במדויק. גלוטמט מייקר Iontophoresis יכול להפעיל סינפסות ברדיוס מוגדר, שהוא קטן מ 6 מיקרומטר כפי שמוצג כאן (איור 1 9), אבל זה אפשרי גם להגיע לרזולוצית סינפסה אחת 10-12. היינה, מ &#39;, ואח&#39; </eמ &#39;&gt; הראה כי הרזולוציה מרחבית של מיקרו-Iontophoresis מהיר יכולה גם להיות מותאמת לאיתור גדלים מתחת ל -0.5 מיקרומטר, שהוא קטן יותר מגודל הנקודה שהושג באופן קבוע עם משחררות רפרוף שני פוטונים של גלוטמט 13. עם מיקרו Iontophoresis מהר זה בקלות ניתן להשתמש בשתיים או יותר pipettes iontophoretic ולמקם אותם במקומות שונים, אפילו מרוחקים על העץ הדנדריטי. בדרך זו, יכולה להיחקר אינטגרציה של אירועים מעוררים, כוללים אלה ממסלולים שונים,. כמו כן ניתן להשתמש גלוטמט ופיפטה iontophoretic מלא GABA באותו הזמן. בדרך זו ניתן ללמוד את ההשפעה של עיכוב GABAergic במקומות שונים ביחס לקלט מעורר (בנתיב, עיכוב מחוץ לנתיב). כמו כן, ההשפעה של עיכוב על ידי interneurons מיקוד תחומים עצביים ספציפיים, כמו דנדריטים דיסטלי, סומה או אקסונים 14, ניתן לחקור באמצעות Iontophoresis GABA. בנוירונים בתרבית, מיקרו Iontophoresis המהיר מציע את ההזדמנות כדי investigate הפצת סינפסה אחת ואת ההיבטים הבסיסיים של תקשורת הסינפטית בתאי עצב בפירוט רב יותר 10,11. במאמר זה אנו מדגימים בפירוט כיצד להקים Iontophoresis גלוטמט וגאבא לשימוש בפרוסות המוח חריף, המאפשר חקירת אינטגרציה הסינפטי של תשומות מעוררות ומעכבות בתלות במיקום קלט, את נקודות החוזק של קלט, ועיתוי, לבד או ביחסי גומלין. אנו להצביע על יתרונות ומגבלות של טכניקה זו וכיצד לפתור בעיות בהצלחה.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-photon laser scanning microscope (TRIM Scope II), and Ultima IV, Prairie Technologies, Middleton, Wisconsin)</td>
			<td>LaVision Biotec, Bielefeld, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-photon laser scanning microscope Ultima IV</td>
			<td>Prairie Technologies, Middleton, Wisconsin, USA</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti:Sapphire ultrafast-pulsed laser</td>
			<td>Chameleon Ultra II, Coherent</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60X Objective, NA 0.9</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zeiss Axioskop 2 FS upright microscope</td>
			<td>TILLPhotonics, Gr&auml;felfing, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monochromator</td>
			<td>TILLPhotonics, Gr&auml;felfing, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-iontophoresis system MVCS-02</td>
			<td>NPI Electronics, Tamm, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutter puller P-97</td>
			<td>Sutter Instrument Company, Novato, CA</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass filaments (150 GB F 8P)</td>
			<td>Science Products, Hofheim, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 hydrazide</td>
			<td>Molecular Probes life technologies</td>
			<td>A-10436</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 594</td>
			<td>Molecular Probes life technologies</td>
			<td>A-10438</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P9333</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S8282</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S6297</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S7903</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C5080</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M2670</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G7528</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K-Gluconate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G4500</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES-acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H4034</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphocreatin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P7936</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E3889</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamic acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G8415</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GABA</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A5835</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.09137.1000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.09108.1000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fast micro-iontophoresis of glutamate and gaba: a useful tool to investigate synaptic integration

אחד מהאינטרסים הבסיסיים במדעי המוח הוא להבין את האינטגרציה של תשומות מעוררות ומעכבות לאורך המבנה המורכב מאוד של העץ הדנדריטי, שסופו של דבר מוביל לפלט עצבי של פוטנציאל פעולה באקסון. ההשפעה של פרמטרים מרחב ובזמן שונים של קלט סינפטי ספציפי על פלט עצבי היא כעת תחת חקירה, למשל הנחתה מרחק תלויה בתשומות דנדריטים, האינטראקציה מיקום תלויה של מרחבית כניסות נפרדות, את ההשפעה של עיכוב GABAergig על שילוב מעורר, ליניארי ומצבים שאינם ליניארי אינטגרציה, ועוד רבים. עם מיקרו Iontophoresis המהיר של גלוטמט וגאבא ניתן לחקור את האינטגרציה מרחב ובזמן של עירור ועיכוב glutamatergic GABAergic בדיוק. דרישות טכניות קריטיות הם או מנורת ניאון triggered, דיודה פולטת אור (LED), או SCA שני פוטוניםnning מיקרוסקופ כדי להמחיש סניפים דנדריטים ללא החדרת צילום נזק משמעותי של הרקמה. יתר על כן, זה מאוד חשוב שיהיה מגבר המייקר Iontophoresis המאפשר לפיצוי קיבול מהיר של pipettes עמידות גבוהה. הדבר חשוב נוסף הוא שלא משדר הוא שוחרר אופן לא רצוני על ידי טפטפת במהלך הניסוי. ברגע שהוקם, טכניקה זו תיתן איתות אמינה לשחזור עם הנוירוטרנסמיטר גבוה וסגוליות מיקום. בהשוואה לגלוטמט ומשחררות רפרוף גאבא, Iontophoresis המהיר מאפשר שימוש בשתי המשדרים באותו הזמן, אבל במקומות רחוקים מאוד וללא הגבלה לשדה הראייה. יש גם יתרונות בהשוואה לגירוי חשמלי מוקדי של אקסונים: עם מיקרו Iontophoresis מיקומו של אתר הקלט בהחלט ידוע וזה בטוח שרק מוליך עצבי של עניין הוא שוחרר. עם זאת יש בו כדי להיחשב שעם מיקרו Iontophoresis בלבדpostsynapse מופעל והיבטי presynaptic של שחרור הנוירוטרנסמיטר לא נפתרו. במאמר זה אנו מדגימים כיצד להגדיר את מיקרו Iontophoresis בניסויי פרוסת מוח.

גישה פשוטה כדי לקבוע את ההתפשטות המרחבית של Iontophoresis היא לחזור בי פיפטה iontophoretic השלבים מדנדריט, תוך שמירה על גלוטמט נפלט מתמיד. מצאנו כי ההיקף המרחבי של גירוי מייקר iontophoretic היה בקוטר של כ 12 מיקרומטר (איור 1 מראה רדיוס). כמה עמוק ברקמות יכול לשמש Iontophoresis תלוי בקשי?...

Watch this Scientific Journal Video about Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration at JoVE.com

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

במאמר זה אנו מציגים מייקר Iontophoresis המהיר של נוירוטרנסמיטורים כטכניקה לחקור אינטגרציה של אותות postsynaptic עם דיוק מרחב ובזמן.

מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Using a Comparative Species Approach to Investigate the Neurobiology of Paternal Responses

באמצעות גישה המינים השוואתי לחקירת לנוירוביולוגיה התגובות של אבי האב

A goal of behavioral neuroscience is to identify underlying neurobiological factors that regulate specific behaviors.  Using animal models to accomplish ...

Cut-loading: A Useful Tool for Examining the Extent of Gap Junction Tracer Coupling Between Retinal Neurons

Cut-טעינה: כלי שימושי לבחינת היקף Coupling צומת גאפ נותב בין הנוירונים רשתית

In addition to chemical synaptic transmission, neurons that are connected by gap junctions can also communicate rapidly via electrical synaptic ...

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

MPI Simulator CyberMotion: יישום Simulator תנועה חדשנית לחקר האינטגרציה נתיב רב חושיים בשלושה ממדים

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

כימות אוטומטי של הקרינה סינפטית<em&gt; ג elegans</em

Synapse strength refers to the amplitude of postsynaptic responses to presynaptic neurotransmitter release events, and has a major impact on overall ...

Deriving the Time Course of Glutamate Clearance with a Deconvolution Analysis of Astrocytic Transporter Currents

הנובע את מהלך הזמן של חיסול גלוטמט עם ניתוח Deconvolution של זרמי Transporter astrocytic

The highest density of glutamate transporters in the brain is found in astrocytes. Glutamate transporters couple the movement of glutamate across the ...

Using an &#945;-Bungarotoxin Binding Site Tag to Study GABA A Receptor Membrane Localization and Trafficking

Using an ÃƒÅ½Ã‚Â±-Bungarotoxin Binding Site Tag to Study GABA A Receptor Membrane Localization and Trafficking

שימוש בתג אתר איגוד α-bungarotoxin ללמוד GABA קולטן ממברנה לוקליזציה וסחר

It is increasingly evident that neurotransmitter receptors, including ionotropic GABA A receptors (GABAAR), exhibit highly dynamic trafficking and cell ...

Induction of an Isoelectric Brain State to Investigate the Impact of Endogenous Synaptic Activity on Neuronal Excitability In Vivo

Induction of an Isoelectric Brain State to Investigate the Impact of Endogenous Synaptic Activity on Neuronal Excitability In Vivo

אינדוקציה של מדינת איזואלקטרית מוח כדי לחקור את ההשפעה של פעילות סינפטית אנדוגני על העצבית רגישה<em&gt; In vivo</em

The way neurons process information depends both on their intrinsic membrane properties and on the dynamics of the afferent synaptic network. In ...

Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

באמצעות חיישנים ביולוגיים מבוססי Enzyme למדוד טוניק ו phasic גלוטמט בעכברי מודל אלצהיימר

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

Culturing In Vivo-like Murine Astrocytes Using the Fast, Simple, and Inexpensive AWESAM Protocol

Culturing In Vivo-like Murine Astrocytes Using the Fast, Simple, and Inexpensive AWESAM Protocol

Culturing In Vivo-כמו האסטרוציטים מאתר באמצעות פרוטוקול AWESAM מהירה, פשוטה וזולה

The AWESAM (a low-cost easy stellate astrocyte method) protocol entails a fast, simple, and inexpensive way to generate large quantities of in vivo-like ...

Combining Optogenetics with Artificial microRNAs to Characterize the Effects of Gene Knockdown on Presynaptic Function within Intact Neuronal Circuits

שילוב Optogenetics עם מיקרו Rna מלאכותי כדי לאפיין תופעות נוקאאוט גנטי על פונקציה Presynaptic בתוך מעגלים עצביים ללא פגע

The purpose of this protocol is to characterize the effect of gene knockdown on presynaptic function within intact neuronal circuits. We describe a ...