Name: extracellular recording of neuronal activity combined with microiontophoretic application of neuroactive substances in awake mice
Uploaded: 2016-05-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice at JoVE.com

פרויקט זה מומן על ידי MINECO מעניקה BFU201343608-P ו PSI2013-49348-EXP, ואת SA343U14 מענק JCYL למימון הליבה MSM ו- MRC כדי ARP. YAA קיימה CONACyT (216,106) ו המילגה SEP.

כל הפרוצדורות בוצעו באוניברסיטת סלמנקה באישור, ושימוש בשיטות העומדות בסטנדרטים של, אוניברסיטת ועדת טיפול סלמנקה בעלי חיים כמו גם את הסטנדרטים של האיחוד האירופי (Directive 2010/63 / EU) עבור השימוש בבעלי חיים למחקר מדעי המוח. 1. אלקטרודות טונגסטן <p styl...

Microiontophoresis של חומרי neuroactive בחיות ערות הוא טכניקה רבה עצמה כדי לחקור לנתח את התפקיד של תשומות הסינפטי ספציפיות על פעילות נוירונים בודדים 40,41. יתרה מכך, הליך זה מאפשר קביעת ההשפעה של נוירוטרנסמיטורים neuromodulators על מעגלים עצביים ללא הפרעה האפשרית של הרדמה. הנה, אנחנו ?...

משחק הגומלין של עירור עצבי ועיכוב חיוני עבור עיבוד מידע חושי 1. זה ידוע גם כי יש הרדמת השפעה חזקה על הדינמיקה של הפעלת קליפת מוח ואת התבנית הזמנית של תשומות הסינפטי 2,3. לדוגמה, היא נצפתה כי הרדמה לשנות את משך תגובות חזותית עוררו נוירונים בקליפת המוח 3,4. יתר על כן, היחס בין מעוררים ותשומות הסינפטי מעכבות שונה בבעלי חיים הרדימו ערים 4,5, שינוי הן עורר ושיעורי פעילות ספונטניים 6,7. באמצעות מדידת conductances הסינפטי, היידר ועמיתיו 4 מצאו כי עירור מתאים עיכוב משרעת בהרדמה ואילו בשעות הערות, העיכוב היה חזק יותר עירור. ממצאים אלה מעוררים את הפיתוח של פרוצדורות כדי לחקור את ההשפעה של תשומות הסינפטי ספציפיות על עיבוד חושי בחיות ערות. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; הפליטה המבוקרת של חומרי neuroactive שגובים החלת זריקות נוכחיות קטנות (בסדר גודל של Na) כבר נעשה שימוש נרחב כדי ללמוד את התרומה של תשומות הסינפטי ואת תפקידיו של קולטני תא משוער בעיבוד חושי 8-13 . טכניקה זו, המכונית microiontophoresis, ומאפשרת נקיטת תרופות בקרבת הנוירון המוקלט, אשר תורם השפעה מהירה ומרותקת. הליך זה מתאים יותר ללימוד השפעות מקומיות של חומרי neuroactive, לעומת ההשפעה הנרחבת שהושרה על ידי מניפולציות ניסיוני אחרות כגון זריקות מערכתיות, microdialysis או שימוש בטכניקות optogenetic. בדרך כלל, תצורת האלקטרודה פיגי בחזרה 14,15 משמשת להקלטת הנוירון המטרה השונה בו זמנית ולספק חומרי neuroactive העניין. הוא מורכב אלקטרודה הקלטה מחוברת פיפטה multibarrel שנושאת החומרים neuroactive. שינויים של oהליך riginal שתיאר הייבי ו Caspary 14 יושמו. לדוגמה, אלקטרודה טונגסטן, במקום כוס אחת, שניתן להשתמש בהם כדי להקליט את הפעילות העצבית 16. בעבר שיטות שפורסמו לייצור אלקטרודות טונגסטן 17,18 לערב שלושה שלבים כלליים: תחריט אלקטרוליטי של טיפי תיל טונגסטן, בידוד זכוכית, וכוונון חשיפת העצה כדי לעמוד בדרישות הקלטה. תחום מעניין ו מתהווה במדעי המוח השמיעתי הוא חקר הסתגלות לגירוי ספציפי (SSA 19). SSA הנה קיטון ספציפי התגובה העצבית לצלילים חוזרים שאינו להכליל אחרים, צלילים מוצגים לעתים רחוקות. חשיבותה של SSA מתגוררת התפקיד הפוטנציאלי שלה בתור זיהוי סטייה בסיסית מנגנון עצבי במוח השמיעה, וכן לתאם עצבי אפשרי עבור הרכיב שלילי התאמה המאוחרת של השמיעה עוררת 20,21 פוטנציאליים. SSA occurs מן IC עד קליפת המוח השמיעתית 19,22-24. GABA A עיכוב בתיווך הודגם לפעול כמנגנון בקרת שבח על SSA 7,16,25, אשר גם הוכח להיות מושפעת 26 הרדמה. כאן אנו מציגים פרוטוקול משלבת שיטות שתוארו קודם לכן להקלטת הפעילות-היחידה האחת של נוירונים IC לפני ובמהלך היישום של אנטגוניסט סלקטיבי של -receptors GABA A בעכברים ערים. ראשית, אנו מתארים לייצור אלקטרודות גב פיגי וליד, שיטות כירורגיות הקלטה. כדי לבדוק את היעילות של שחרור תרופה, השווינו את השדה הפתוח כמו גם רמת SSA של נוירונים IC לפני ובמהלך פליטת microiontophoretic של gabazine.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Tungsten wire</td>
			<td>Harvard Apparatus LTD</td>
			<td>33-0099</td>
			<td>0.005 inches x 3 inches</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillary&#160;</td>
			<td>Harvard Apparatus LTD</td>
			<td>30-0053</td>
			<td class="xl66" height="21" style="height:15.75pt;width:494pt" width="658">Borosilicate standard wall without filament, 1.5 mm OD, 0.86 mm ID, 100 mm long</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multibarrel glass capillaries&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>5B120F-4&#160;</td>
			<td>5-barrel capillary, 4 inches long, 1.2 mm OD, with filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaplus</td>
			<td>DiaDent</td>
			<td>2001-2101</td>
			<td>Light-curing adhesive, used to attach the tungsten electrode to the glas multibarrel pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G-Bond</td>
			<td>GC Corporation</td>
			<td>2277</td>
			<td>Light-curing adhesive, used to attach the headpost to the animal&#39;s skull</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Charisma</td>
			<td>Heraeus Kulzer</td>
			<td>66000087</td>
			<td>Light-curing composite, used to reinforce the bond of the headpost with the skull</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Araldit Cristal</td>
			<td>Ceys</td>
			<td></td>
			<td>2-component expoxy, used to further secure the attachment of the tungsten electrode to the glass multibarrel pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating blanket</td>
			<td>Cibertec</td>
			<td>RTC1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic frame</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>SR-6N</td>
			<td>Modified for mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microiontophoretic device</td>
			<td>Harvard Apparatus LTD</td>
			<td>Neurophore BH-2</td>
			<td>Including IP-2 iontophoresis pumps (one for each drug delivery channel) and a balance module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multibarrel glass pipette puller</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>Model PE-21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED lamp</td>
			<td>Technoflux</td>
			<td>CV-215</td>
			<td>5 W, 430-485 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroFil</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>MF34G-5</td>
			<td>Flexible plastic needle, 34 AWG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imalgene</td>
			<td>Merial</td>
			<td></td>
			<td>Ketamine, 100 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rompun</td>
			<td>Bayer</td>
			<td></td>
			<td>Xylazine, 20 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gabazine / SR-95531</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S106</td>
			<td>Prepare ~ 1000&#181;l of 20 mM gabazine in distilled water and adjust the pH to 4</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extracellular recording of neuronal activity combined with microiontophoretic application of neuroactive substances in awake mice

הבדלים בפעילות של נוירוטרנסמיטורים neuromodulators, וכתוצאה מכך תגובות עצביות שונות, ניתן למצוא בין בעלי חיים הרדימו ו ​​ערים. לכן, שיטות המאפשרות המניפולציה של מערכות הסינפטי בחיות ערות נדרשות על מנת לקבוע את התרומה של תשומות הסינפטי עיבוד עצבי מושפע הרדמה. כאן, אנו מציגים מתודולוגיה לבניית אלקטרודות להקליט פעילות עצבית תאית זמנית ולשחרר חומרי neuroactive מרובים בבת בקרבת אתרי ההקלטה בעכברים ערים. על ידי שילוב של נהלים אלה, ביצענו זריקות microiontophoretic של gabazine לחסום קולטני גאבא סלקטיבי בנוירונים של colliculus הנחות של עכברים-מרוסנת הראש. Gabazine בהצלחה שונה מאפייני תגובה עצביים כמו אזור תגובת התדר והתאמת גירוי ספציפי. לפיכך, אנו מראים כי השיטות שלנו מתאימות recording פעילות יחידה אחת ועבור לנתח את התפקיד של קולטנים ספציפיים הנוירוטרנסמיטר עיבוד שמיעתי. המגבלה העיקרית של ההליך המתואר הוא זמן ההקלטה קצר יחסית (~ 3 שעות), אשר נקבע על ידי רמת הרגלה של החיה כדי ההקלטות. מצד השני, הקלטות מרובות יכולות להתבצע באותו החיה. היתרון של שיטה זו על פני פרוצדורות אחרות להשתמש כדי לתפעל את הרמה עצבית או neuromodulation (כגון זריקות מערכתיות או שימוש במודלי optogenetic), הוא כי השפעת התרופה מוגבלת לכניסות הסינפטי המקומיות הנוירון היעד. בנוסף, את הייצור וההרכבה של האלקטרודות מאפשר התאמה של פרמטרים ספציפיים בהתאם למבנה העצבי וסוג נוירון עניין (כגון ההתנגדות טיפ לשיפור יחס אות לרעש של ההקלטות).

הקלטנו את הפעילות היחידה אחת של 4 נוירונים היטב מבודדים של IC. יחסי אות לרעש אופייניים שהושגו במהלך הקלטות תאיות בעכברים ערים מוצגים באיור 3 ב. איור 4 א מציג את אזור תגובת תדר (FRA) של כל נוירון לפני ובמהלך המצור של GABA A -receptors עם gabazi...

Watch this Scientific Journal Video about Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice at JoVE.com

Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice

We present methods for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. This technique allows the detailed analysis of putative local synaptic inputs to the neuron of interest.

הקלטה תאית של העצבית פעילות משולבת עם Microiontophoretic יישום של חומרי Neuroactive עכברי Awake

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

הקלטה בקנה מידה גדול הרכבים העצבית עם בדיקות הסיליקון ב עכברוש הרדים

Large scale electrophysiological recordings from neuronal ensembles offer the opportunity to investigate how the brain orchestrates the wide variety of ...

Preparation of an Awake Mouse for Recording Neural Responses and Injecting Tracers

הכנת עכבר ער להקלטת תגובות עצביות והזרקת קליעים נותבים

It is well known that anesthesia alters neural response properties in various regions of the brain.13.  In the auditory system, fundamental response ...

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

תיוג של פלורסנט מדרדר מאפשר להקלטה ממוקדת חד תאית מיחידת נוירונים שזוהו<em&gt; בvivo</em

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

הקלטה וניתוח של מקצבי יממה בריצת גלגל פעילות במכרסמים

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

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

הליך השתלת מערכים מאורגנים של Microwires להקלטות יחידה אחת בAwake, מתנהגת בעלי חיים

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

Detection of the Genome and Transcripts of a Persistent DNA Virus in Neuronal Tissues by Fluorescent In situ Hybridization Combined with Immunostaining

Detection of the Genome and Transcripts of a Persistent DNA Virus in Neuronal Tissues by Fluorescent In situ Hybridization Combined with Immunostaining

איתור של הגנום והתמלילים של וירוס ה-DNA מתמיד ברקמות עצבית על ידי פלורסנט באתרו הכלאת שילוב עם Immunostaining

Single cell codetection of a gene, its RNA product and cellular regulatory proteins is critical to study gene expression regulation. This is a challenge ...

Utilizing Combined Methodologies to Define the Role of Plasma Membrane Delivery During Axon Branching and Neuronal Morphogenesis

ניצול מתודולוגיות משולב להגדיר את התפקיד של משלוח ממברנה פלזמה במהלך אקסון מסעף ו העצבית המורפוגנזה

During neural development, growing axons extend to multiple synaptic partners by elaborating axonal branches. Axon branching is promoted by extracellular ...

Recording Temperature-induced Neuronal Activity through Monitoring Calcium Changes in the Olfactory Bulb of Xenopus laevis

Recording Temperature-induced Neuronal Activity through Monitoring Calcium Changes in the Olfactory Bulb of Xenopus laevis

הקלטת פעילות עצבית הנגרמת טמפרטורה באמצעות ניטור שינויי סידן נורה חוש הריח של<em&gt; Laevis Xenopus</em

The olfactory system, specialized in the detection, integration and processing of chemical molecules is likely the most thoroughly studied sensory system. ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

גירוי חשמלי טראנס כרונית והקלטה Intracortical בחולדות

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Optogenetics Identification of a Neuronal Type with a Glass Optrode in Awake Mice

Optogenetics זיהוי של סוג עצביים עם Optrode זכוכית בעכברים ער

It is a major concern in neuroscience how different types of neurons work in neural circuits. Recent advances in optogenetics have enabled the ...