Name: induction of an isoelectric brain state to investigate the impact of endogenous synaptic activity on neuronal excitability in vivo
Uploaded: 2016-03-31T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction of an Isoelectric Brain State to Investigate the Impact of Endogenous Synaptic Activity on Neuronal Excitability In Vivo at JoVE.com

وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من مؤسسة فرنسا، والمعهد الوطني للسانتيه إت للبحوث ميديكال، وجامعة بيير وماري كوري وبرنامج &quot;INVESTISSEMENTS دي AVENIR&quot; وكالة الاستخبارات الوطنية-10-IAIHU-06.

تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا للمبادئ التوجيهية للاتحاد الأوروبي (التوجيه 2010/63 / الاتحاد الأوروبي) والتي وافقت عليها اللجنة الأخلاقية تشارلز داروين في التجارب على الحيوانات. نحن هنا وصف الإجراء نستخدمها بشكل روتيني في مختبرنا، ولكن معظم الخطوات التي يمكن تكييفها لتت...

نحن هنا وصف طريقة جديدة لقمع المجراة عفوية النشاط الكهربائي الدماغي في كل شبكة ومستويات الخلايا. هذا الإجراء يؤدي إلى حالة الدماغ المتطرفة، والمعروفة باسم غيبوبة كهرساوي 41. من جهة نظر سريرية، مثل هذا الخمول electrocerebral هو شذوذ الأكثر الشديد الذي يمكن أن ينظر ...

في غياب أي محفزات البيئية أو المهام السلوكية، و &quot;يستريح&quot; الدماغ يولد تيار مستمر من النشاط الكهربائي التي يمكن تسجيلها من فروة الرأس، كما الكهربي (EEG) الأمواج. يتميز المضاهاة بين الخلايا من هذا النشاط الدماغي الذاتية بتقلبات غشاء خلفية الجهد (المعروف أيضا باسم &quot;الضوضاء متشابك&quot;)، التي تتكون من مزيج من إمكانات متشابك مثير والمثبطة التي تعكس النشاط المستمر للشبكات وارد 1،2. يختلف هذا النشاط العفوي في التردد والسعة مع دول مختلفة من اليقظة. توضيح تأثير نشاط الشبكة على استثارة واستجابة الخلايا العصبية واحدة هي واحدة من التحديات الرئيسية في العلوم العصبية 3،4. واستكشفت العديد من الدراسات التجريبية والحسابية تأثير وظيفي من النشاط متشابك المستمر على ممتلكاتهم التكامليالصورة من الخلايا العصبية. ومع ذلك، فإن دور المعلمات العصبية المختلفة التي تأثرت الضوضاء الخلفية متشابك لا يزال بعيد المنال. على سبيل المثال، تم العثور على مستوى متوسط ​​من الاستقطاب غشاء إيجابيا أو سلبيا 5،6 7-9 المترابطة مع القدرة المدخلات الحسية لتحريك إمكانات العمل. وعلاوة على ذلك، في حين تشير بعض التحقيقات التي تقلبات غشاء المحتملة الناتجة عن تيار متفاوتة بشكل مستمر من مدخلات متشابك وارد، تؤثر بقوة على استجابة الخلايا العصبية واحدة عن طريق تحوير كسب العلاقة بين المدخلات والمخرجات الخاصة 3،10-13، والبعض الآخر يشير إلى أن التغييرات في تصرف غشاء المدخلات بوساطة تحويلة تثبيط كافية لتعديل ربح العصبية بغض النظر عن حجم التقلبات غشاء 14،15. وأخيرا، أكدت دراسات حديثة أجريت على الحيوانات المستيقظة كيفية معالجة المعلومات الحسية في الخلايا العصبية واحدة يعتمد بشكل حاسم على حالة من اليقظة لالثانية السلوكي الحالي 16،17 الطلب. استراتيجية واضحة لإلقاء الضوء على الدور الوظيفي للعملية معينة في نظام مترابط للغاية في تحديد كيف غيابها يغير وجه التحديد أداء النظام. وقد استخدمت هذه الطريقة على نطاق واسع في الأبحاث علم الأعصاب، على سبيل المثال باستخدام الآفات التجريبية أو تعطيل للمناطق الدماغ المختلفة 18-21، أو الحصار الدوائي من القنوات الأيونية محددة 22،23. والجدير بالذكر، وقد تم تطبيقه في الجسم الحي لكشف النقاب عن الكيفية التي تؤثر بها وظيفية الاتصال وشبكة ديناميكية خلية واحدة حساب 24-27. ومع ذلك، لتاريخ التلاعب المحلية تهدف إلى منع إطلاق الخلايا العصبية و / أو التشويش على الخصائص الفيزيائية الحيوية الأساسية يمكن أن تكون فعالة جزئيا وتقتصر على كميات الدماغ صغيرة نسبيا (28). للتغلب على هذه القيود، وضعنا الجديد في المنهج التجريبي المجراة فيالفئران على مقارنة الخصائص الكهربية للخلايا العصبية واحدة سجلت في حالة دماغية معينة، أي جزءا لا يتجزأ من شبكة معينة ديناميكية، لتلك التي حصلت بعد القضاء الكامل علي كامل الدماغ النشاط متشابك 29. في الظروف السيطرة، يمكن أن تتولد اثنين ديناميات القشرية متميزة. استميلت أنماط مثل النوم electrocorticographic (ECoG) عن طريق الحقن جرعات معتدلة من بنتوباربيتال الصوديوم. بدلا من ذلك، موجات ECoG سريعة من السعة صغيرة مقارنة بالنشاط القشرية الكامنة وراء حالة اليقظة (مثل الاستيقاظ نمط) يمكن أن تنتج عن طريق الحقن من الفنتانيل. وفي وقت لاحق، مع الحفاظ على نفس ECoG وتسجيل داخل الخلايا، تم الحصول على إسكات كاملة من الذاتية نشاط الدماغ الكهربائي عن طريق الحقن النظامية من جرعة عالية من الصوديوم بنتوباربيتال، وتتميز ECoG كهرساوي والأنشطة داخل الخلايا. لأن تحريض مثل هذه غيبوبة المتطرفة يحتمل أن يكون consequen قاتلةالمجال الاقتصادي الموحد على الوظائف البيولوجية، وكان الرصد الدقيق والمستمر من المتغيرات الفسيولوجية الأساسية. لذلك، تابعنا بدقة وتيرة ضربات القلب، وCO 2 تركيز نهاية المد والجزر (اتكو 2)، تشبع O 2 (مكتب التخطيط الاستراتيجي 2) ودرجة الحرارة الأساسية من الفئران في جميع أنحاء التجارب. نحن تقييم خصائص الخلايا العصبية واحدة خلال هذه الدول مختلفة باستخدام الميكروية حادة، والتي هي مناسبة بشكل خاص للتسجيلات طويلة ومستقرة في الجسم الحي. الإجراء الموضح هنا، يمكن الجمع بين النهج الكهربية والتصوير الأخرى، ويمكن أن تمتد إلى النماذج الحيوانية الأخرى.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium Pentobarbital</td>
			<td>Centravet</td>
			<td>Pentobarbital</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine 500</td>
			<td>Merial</td>
			<td>Imalg&#232;ne 500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl&#160;</td>
			<td>Janssen-Cilag</td>
			<td>Fentanyl</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocaine</td>
			<td>Centravet</td>
			<td>Xylovet</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gallamine triethiodide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G8134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECoG amplifier</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>AC amplifier, Model 1700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intracellular amplifier</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>Axoclamp 900A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition interface</td>
			<td>Cambridge Electronic Design</td>
			<td>CED power 1401-3&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data analysis software</td>
			<td>Cambridge Electronic Design</td>
			<td>Spike2 version 7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micromanipulator</td>
			<td>Scientifica</td>
			<td>IVM-3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capillary Puller</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>PE-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillaries</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>GC150F-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire 0.125mm (intracellular recording)</td>
			<td>WPI</td>
			<td>AGT0525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ag-AgCl reference</td>
			<td>Phymep</td>
			<td>E242</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire 0.25mm (ECoG recording)</td>
			<td>WPI</td>
			<td>AGT1025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artificial respiration system</td>
			<td>Minerve</td>
			<td>Alpha Lab</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Physiological parameters monitoring</td>
			<td>Digicare</td>
			<td>LifeWindow Lite</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Blanket</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>507215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>M80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>15005-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps Dumont #5</td>
			<td>FST</td>
			<td>11295-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps Dumont #5SF</td>
			<td>FST</td>
			<td>11252-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IP Polyurethane catheter - 0.43x0.69mm&#160;&#160;</td>
			<td>Instech</td>
			<td>BTPU-027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon elastomere</td>
			<td>WPI</td>
			<td>KWIK-CAST</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental drill</td>
			<td>NSK</td>
			<td>Y1001151 and P496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical glue</td>
			<td>3M</td>
			<td>vetbond</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction of an isoelectric brain state to investigate the impact of endogenous synaptic activity on neuronal excitability in vivo

تعتمد معالجة المعلومات بطريقة الخلايا العصبية على حد سواء على خصائص الغشاء الجوهرية وعلى ديناميات شبكة متشابك وارد. ولا سيما، نشاط الشبكة ولدت التطور الطبيعي، الذي يختلف بقوة بوصفها وظيفة من حالة اليقظة، ينظم بشكل كبير العصبية حساب. للتحقيق في مدى اختلاف تؤثر ديناميات الدماغية عفوية الخصائص التكاملية الخلايا العصبية واحدة &quot;، وضعنا استراتيجية التجريبية الجديدة في الفئران التي تتكون في قمع المجراة عن النشاط الدماغي عن طريق الحقن النظامية من جرعة عالية من الصوديوم بنتوباربيتال. وتباطأ الأنشطة القشرية، المراقبة المستمرة من قبل مخطط كهربية قشر الدماغ جنبا إلى جنب (ECoG) والتسجيلات داخل الخلايا تدريجيا إلى أسفل، مما أدى إلى الملف الشخصي كهرساوي ثابت. هذه الدولة الدماغ المتطرفة، ووضع الفئران في غيبوبة عميقة، تم رصدها بعناية عن طريق قياس الثوابت الفسيولوجية للحيوان في جميع أنحاء التجارب. ص الخلايايسمح ecordings لنا لتوصيف ومقارنة خصائص متكاملة من نفس الخلايا العصبية جزءا لا يتجزأ في ديناميات القشرية ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية، مثل تلك التي واجهتها في دورة النوم واليقظة، وعندما كان الدماغ صامت تماما.

حمل والحفاظ على حالة الدماغ كهرساوي هو حساسة في الجسم الحي إجراء التجارب. وقد ثبت أن تكون أداة قوية لدراسة مباشرة لتأثير نشاط الشبكة القشرية على استثارة الخلايا العصبية وظيفة نقل 29 الشكل 1 يدل على مراقبة متعددة المعلمة، بما في ذل...

Watch this Scientific Journal Video about Induction of an Isoelectric Brain State to Investigate the Impact of Endogenous Synaptic Activity on Neuronal Excitability In Vivo at JoVE.com

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

هذا الإجراء يؤدي طويلة الأمد في الجسم الحي تسجيلات داخل الخلايا من الخلايا العصبية واحدة خلال الدول الدماغية ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية وبعد الإلغاء التام للأنشطة الكهربائية المستمرة، مما أدى إلى حالة الدماغ كهرساوي. تتم مراقبتها الثوابت الفسيولوجية للحيوان بعناية خلال الانتقال إلى حالة غيبوبة اصطناعية.

تحريض دولة ISOELECTRIC الدماغ المعنية بالتحقيق في أثر الذاتية متشابك آخر على العصبية استثارة<em&gt; في فيفو</em

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Preparation of Oligomeric &beta;-amyloid1-42 and Induction of Synaptic Plasticity Impairment on Hippocampal Slices

Preparation of Oligomeric ÃƒÅ½Ã‚Â²-amyloid1-42 and Induction of Synaptic Plasticity Impairment on Hippocampal Slices

إعداد Oligomeric β اميلويد 1-42 والتعريفي للعاهة اللدونة متشابك على شرائح الحصين

Impairment of synaptic connections is likely to underlie the subtle amnesic changes occurring at the early stages of Alzheimer s Disease (AD). ...

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 ...

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

تسجيلات صفيف متعدد القطب من الانهيارات الجليدية الخلايا العصبية في الثقافات عضوي النمط

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

في الجسم الحي ثنائي الفوتون التصوير من الخبرة التي تعتمد على التغيرات الجزيئية في الخلايا العصبية القشرية

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

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

سريع الصغرى، الرحلان الشاردي من الغلوتامات وGABA: أداة مفيدة لبحث تكامل متشابك

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

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

إجراء لغرس صالحة المنظمة من Microwires للتسجيلات واحدة وحدة في استيقظ، تتصرف الحيوانات

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

التلاعب الجيني للمخيخي الحبيبة الخلايا العصبية<em&gt; في المختبر</em&gt; و<em&gt; في فيفو</em&gt; لدراسة مورفولوجيا الخلايا العصبية والهجرة

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow ...

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

في الرحم النهج Electroporation لللدراسة استثارة الخلايا العصبية القطعان والربط وحيدة الخلية

The nervous system is composed of an enormous range of distinct neuronal types. These neuronal subpopulations are characterized by, among other features, ...

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 ...

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

الجمع بين أوبتوجينيتيكس ميكرورناس الاصطناعية لتوصيف "تأثيرات الجينات ضربة قاضية" في وظيفة Presynaptic داخل "الدوائر العصبية سليمة"

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