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

इस काम Fondation डी फ्रांस, संस्थान में राष्ट्रीय डी ला Santé एट डी ला Recherche MEDICALE, पियरे और मैरी क्यूरी विश्वविद्यालय और कार्यक्रम &#39;डी&#39; INVESTISSEMENTS Avenir &#39;ANR-10-IAIHU-06 से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया।

सभी प्रक्रियाओं यूरोपीय संघ के दिशा निर्देशों के अनुसार किया गया था (यह निर्देश 2010/63 / ईयू) और पशु प्रयोग पर चार्ल्स डार्विन नैतिक समिति ने मंजूरी दे दी। हम यहाँ प्रक्रिया हम नियमित रूप से हमारी प्रयोगशा?...

हम यहाँ दोनों नेटवर्क और सेलुलर स्तर पर विवो सहज मस्तिष्क बिजली की गतिविधि में दबाने के लिए एक नई विधि का वर्णन है। यह प्रक्रिया एक चरम मस्तिष्क राज्य, समविद्युतविभव कोमा 41 के रूप में जाना हो...

किसी भी पर्यावरण उत्तेजनाओं या व्यवहार कार्यों के अभाव में, &quot;आराम&quot; मस्तिष्क बिजली की गतिविधि खोपड़ी से दर्ज किया जा सकता है की एक सतत स्ट्रीम, electroencephalographic (ईईजी) तरंगों के रूप में उत्पन्न करता है। इस अंतर्जात मस्तिष्क गतिविधि के intracellular सहसंबंधी पृष्ठभूमि झिल्ली वोल्टेज के उतार चढ़ाव (भी &quot;synaptic शोर&quot; के रूप में जाना जाता है), जो उत्तेजक और निरोधात्मक synaptic क्षमता है कि अभिवाही नेटवर्क 1,2 की चल रही गतिविधि प्रतिबिंबित का एक संयोजन से बना रहे हैं की विशेषता है। यह सहज गतिविधि आवृत्ति और सतर्कता के विभिन्न राज्यों के साथ आयाम में बदलता है। Excitability और एकल न्यूरॉन्स की जवाबदेही पर नेटवर्क गतिविधि के प्रभाव elucidating न्यूरो 3,4 की प्रमुख चुनौतियों में से एक है। कई प्रयोगात्मक और कम्प्यूटेशनल अध्ययनों एकीकृत प्रॉपर्टीज पर चल रहे synaptic गतिविधि के कार्यात्मक प्रभाव का पता लगाया हैन्यूरॉन्स के एस। हालांकि, पृष्ठभूमि synaptic शोर से प्रभावित विभिन्न न्यूरोनल मापदंडों की भूमिका मायावी बनी हुई है। उदाहरण के लिए, झिल्ली विध्रुवण का मतलब स्तर पर सकारात्मक या नकारात्मक 5,6 7-9 संवेदी आदानों की क्षमता कार्रवाई क्षमता को गति प्रदान करने के साथ सहसंबद्ध पाया गया है। इसके अलावा, जबकि कुछ की जांच का सुझाव है कि झिल्ली क्षमता के उतार चढ़ाव, अभिवाही अन्तर्ग्रथनी आदानों की एक लगातार बदलती धारा से उत्पन्न, दृढ़ता से अपने इनपुट-आउटपुट संबंध 3,10-13 का लाभ नियमन द्वारा एकल न्यूरॉन्स की जवाबदेही को प्रभावित, दूसरों से संकेत मिलता है कि झिल्ली इनपुट चालकता में परिवर्तन निषेध shunting द्वारा मध्यस्थता झिल्ली में उतार-चढ़ाव 14,15 की भयावहता की परवाह किए बिना न्यूरोनल लाभ मिलाना के लिए पर्याप्त हैं। अंत में, हाल ही में जाग जानवरों पर प्रदर्शन अध्ययन पर जोर दिया है कि कैसे एक न्यूरॉन में संवेदी जानकारी के प्रसंस्करण के गंभीर रूप से सतर्कता एक के राज्य पर निर्भर करता हैएन डी वर्तमान व्यवहार मांग 16,17। एक सरल रणनीति के लिए एक अत्यधिक परस्पर प्रणाली में एक भी प्रक्रिया के कार्यात्मक भूमिका स्पष्ट करने के लिए निर्धारित करने के लिए कैसे अपनी अनुपस्थिति विशेष प्रणाली के कामकाज बदल रहा है। इस विधि को बड़े पैमाने पर प्रयोगात्मक घावों या अलग मस्तिष्क क्षेत्रों 18-21 की निष्क्रियता, या विशिष्ट आयन चैनल 22,23 के औषधीय नाकाबंदी का उपयोग कर, तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के क्षेत्र में इस्तेमाल किया गया है, उदाहरण के लिए। विशेष रूप से, यह अनावरण करने के लिए कैसे कार्यात्मक कनेक्टिविटी और नेटवर्क गतिशीलता एकल कोशिका गणना 24-27 को प्रभावित विवो में लागू किया गया है। हालांकि, तारीख को स्थानीय जोड़तोड़ न्यूरॉन्स की फायरिंग ब्लॉक और / या उनके बुनियादी biophysical गुणों उपद्रव आंशिक रूप से प्रभावी हो सकता करने का इरादा है और अपेक्षाकृत छोटे मस्तिष्क की मात्रा 28 तक सीमित हैं। इन सीमाओं को पार करने के लिए, हम इन विवो प्रयोगात्मक दृष्टिकोण में एक नई विकसितचूहे दिया मस्तिष्क राज्य में दर्ज की गई एकल न्यूरॉन्स, यानी, पूरे दिमाग synaptic गतिविधि 29 की पूरी दमन के बाद प्राप्त उन लोगों के लिए एक विशेष नेटवर्क गतिशील में एम्बेडेड के electrophysiological गुणों की तुलना करने के लिए। नियंत्रण की स्थिति में, दो अलग cortical गतिशीलता उत्पन्न किया जा सकता है। नींद की तरह electrocorticographic (ECoG) पैटर्न सोडियम pentobarbital की उदार खुराक के इंजेक्शन से प्रेरित थे। वैकल्पिक रूप से, cortical गतिविधि जाग्रत (जागने की तरह पैटर्न) अंतर्निहित करने के लिए तुलनीय छोटे आयाम की तेज लहरों ECoG Fentanyl के इंजेक्शन द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। बाद में, जबकि एक ही ECoG और intracellular रिकॉर्डिंग को बनाए रखने, अंतर्जात मस्तिष्क विद्युत गतिविधि का एक पूरा मुंह बंद सोडियम pentobarbital के एक उच्च खुराक, समविद्युतविभव ECoG और intracellular गतिविधियों की विशेषता के प्रणालीगत इंजेक्शन द्वारा प्राप्त किया गया था। क्योंकि इस तरह के एक चरम कोमा की प्रेरण घातक हो सकता था consequenजैविक कार्यों पर सीईएस, शारीरिक चर का एक सावधान और सतत निगरानी जरूरी था। इसलिए, हम सावधानी से दिल की धड़कन आवृत्ति, अंत ज्वार सीओ 2 एकाग्रता (ETCO 2), हे 2 संतृप्ति (एसपीओ 2) और चूहे की कोर तापमान प्रयोगों के दौरान पालन किया। हम तेज microelectrodes, जो विशेष रूप से विवो में लंबी और स्थिर रिकॉर्डिंग के लिए उपयुक्त हैं का उपयोग कर इन अलग-अलग राज्यों के दौरान एकल न्यूरॉन्स गुणों का मूल्यांकन। प्रक्रिया यहाँ वर्णित है, अन्य electrophysiological और इमेजिंग दृष्टिकोण के साथ जोड़ा जा सकता है और अन्य पशु मॉडल के लिए बढ़ाया जा सकता है।

<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

जिस तरह से न्यूरॉन्स प्रक्रिया की जानकारी अपने आंतरिक झिल्ली संपत्तियों पर और अभिवाही synaptic नेटवर्क की गतिशीलता पर दोनों निर्भर करता है। विशेष रूप से, endogenously जनित नेटवर्क गतिविधि है, जो दृढ़ता से सतर्कता के राज्य के एक समारोह के रूप में बदलता है, काफी न्यूरोनल गणना modulates। जांच करने के लिए कैसे अलग सहज मस्तिष्क की गतिशीलता एकल न्यूरॉन्स &#39;एकीकृत गुण को प्रभावित है, हम सोडियम pentobarbital के एक उच्च खुराक की एक प्रणालीगत इंजेक्शन के माध्यम से सभी मस्तिष्क गतिविधि विवो में दबाने में मिलकर चूहे में एक नया प्रयोगात्मक रणनीति विकसित की है। Cortical गतिविधियों, लगातार संयुक्त electrocorticogram (ECoG) और intracellular रिकॉर्डिंग द्वारा निगरानी की उत्तरोत्तर धीमा कर रहे हैं, एक स्थिर समविद्युतविभव प्रोफ़ाइल के लिए अग्रणी। यह चरम मस्तिष्क राज्य, एक गहरी कोमा में चूहे डाल, ध्यान प्रयोगों के दौरान पशु की शारीरिक स्थिरांक को मापने के द्वारा नजर रखी थी। intracellular recordings हमें विशेषताएँ और एक ही न्यूरॉन ऐसी नींद जगा चक्र में आई उन लोगों के रूप में physiologically प्रासंगिक cortical गतिशीलता, में एम्बेडेड के एकीकृत गुणों की तुलना करने की अनुमति दी है, और जब मस्तिष्क पूरी तरह से चुप था।

उत्प्रेरण और एक समविद्युतविभव मस्तिष्क स्थिति बनाए रखने के विवो प्रयोगात्मक प्रक्रिया में एक नाजुक है। यह सीधे न्यूरोनल excitability और हस्तांतरण समारोह 29 पर cortical नेटवर्क गतिविधि के प?...

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

यह प्रक्रिया एक समविद्युतविभव मस्तिष्क राज्य में जिसके परिणामस्वरूप, physiologically प्रासंगिक मस्तिष्क राज्यों के दौरान चल रही है और बिजली की गतिविधियों के पूर्ण उन्मूलन के बाद एकल न्यूरॉन्स से लंबे समय से स्थायी विवो intracellular रिकॉर्डिंग प्रदर्शन करती है। पशु की शारीरिक स्थिरांक ध्यान से कृत्रिम कोमा की हालत के लिए संक्रमण के दौरान निगरानी कर रहे हैं।

एक समविद्युतविभव मस्तिष्क राज्य की प्रेरण neuronal excitability पर अंतर्जात synaptic गतिविधि के प्रभाव की जांच करने के लिए<em&gt; Vivo</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

Oligomeric β-amyloid की तैयारी<sub1-42> Hippocampal स्लाइसें और synaptic plasticity हानि की प्रेरण

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

कृंतक मस्तिष्क स्लाइसें से न्यूरॉन्स की Vibrodissociation Synaptic पारेषण और छवि presynaptic टर्मिनल अध्ययन करने के लिए

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

बहु इलेक्ट्रोड Neuronal हिमस्खलन के Organotypic संस्कृतियों में ऐरे रिकॉर्डिंग

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

Vivo में दो photon इमेजिंग cortical न्यूरॉन्स में अनुभव पर निर्भर आणविक परिवर्तन

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

ग्लूटामेट और गाबा की फास्ट माइक्रो योणोगिनेसिस: Synaptic एकता की जांच के लिए एक उपयोगी उपकरण

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

पशु व्यवहार जाग में एकल इकाई रिकॉर्डिंग के लिए microwires की सरणियों का आयोजन दाखिल के लिए एक प्रक्रिया

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

अनुमस्तिष्क ग्रेन्युल न्यूरॉन्स की आनुवंशिक हेरफेर<em&gt; इन विट्रो</em&gt; और<em&gt; में Vivo</em&gt; Neuronal आकृति विज्ञान और प्रवास का अध्ययन करने के लिए

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

गर्भाशय में Electroporation Neuronal उप-जनसंख्या के excitability और एकल कोशिका कनेक्टिविटी अध्ययन के लिए दृष्टिकोण

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

एक छोटी मात्रा रीसाइक्लिंग में बनाए रखा तीव्र हिप्पोकैम्पस स्लाइस में Synaptic प्लास्टिक रिकॉर्डिंग-, छिड़काव-, और डुबकी-प्रकार चैंबर प्रणाली

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

कृत्रिम microRNAs के साथ Optogenetics का मेल करने के लिए बरकरार न्यूरॉन सर्किट के भीतर Presynaptic समारोह पर जीन पछाड़ना के प्रभाव की विशेषता

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