Name: an invasive method for the activation of the mouse dentate gyrus by high-frequency stimulation
Uploaded: 2018-06-02T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Invasive Method for the Activation of the Mouse Dentate Gyrus by High-frequency Stimulation at JoVE.com

وبدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية لمنح الصين 31522029 و 31770929 و 31371149 (إلى وو هايتاو)، برنامج 973 (2014CB542203) من برنامج الدولة الإنمائية الرئيسية للبحوث الأساسية للصين (إلى هايتاو وو)، ومنحة Z161100000216154 من بكين البلدية لجنة العلم والتكنولوجيا (إلى هايتاو وو). يشكر المؤلفون جميع أعضاء المختبر هايتاو وو لتشجيعهم والمناقشات. الكتاب ممتنون جداً جينوي ليو لمساعدته مع التصحيح على جهاز.

الإجراءات التجريبية الحيوانية المبادئ التوجيهية المؤسسية في "بكين معهد للعلوم الطبية الأساسية" (بيجين، الصين) واللوائح الحكومية الصينية لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية. الفئران (26 من الذكور، الكبار ~ 30 جرام) تم إيواء وتحفظ في درجة حرارة ثابتة من 23 درجة مئوية، مع الماء والغذاء إعلان?...

<ol>
	<li>Perlmutter, J. S., Mink, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation.">Deep brain stimulation.</a> Annual Review of Neuroscience. 29, 229-257 (2006).</li><li>Lozano, A. M., Lipsman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+and+regulating+dysfunctional+circuits+using+deep+brain+stimulation.">Probing and regulating dysfunctional circuits using deep brain stimulation.</a> Neuron. 77 (3), 406-424 (2013).</li><li>Kohl, S., 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=Deep+brain+stimulation+for+treatment-refractory+obsessive+compulsive+disorder:+a+systematic+review.">Deep brain stimulation for treatment-refractory obsessive compulsive disorder: a systematic review.</a> BMC Psychiatry. 14, 214 (2014).</li><li>Schlaepfer, T. E., Bewernick, B. H., Kayser, S., Madler, B., Coenen, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+effects+of+deep+brain+stimulation+for+treatment-resistant+major+depression.">Rapid effects of deep brain stimulation for treatment-resistant major depression.</a> Biological Psychiatry. 73 (12), 1204-1212 (2013).</li><li>Fisher, R., 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=Electrical+stimulation+of+the+anterior+nucleus+of+thalamus+for+treatment+of+refractory+epilepsy.">Electrical stimulation of the anterior nucleus of thalamus for treatment of refractory epilepsy.</a> Epilepsia. 51 (5), 899-908 (2010).</li><li>Greenberg, B. D., 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=Deep+brain+stimulation+of+the+ventral+internal+capsule/ventral+striatum+for+obsessive-compulsive+disorder:+worldwide+experience.">Deep brain stimulation of the ventral internal capsule/ventral striatum for obsessive-compulsive disorder: worldwide experience.</a> Molecular Psychiatry. 15 (1), 64-79 (2010).</li><li>Kalia, S. K., Sankar, T., Lozano, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+for+Parkinson's+disease+and+other+movement+disorders.">Deep brain stimulation for Parkinson's disease and other movement disorders.</a> Current Opinion in Neurology. 26 (4), 374-380 (2013).</li><li>Garcia, L., D'Alessandro, G., Bioulac, B., Hammond, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+stimulation+in+Parkinson's+disease:+more+or+less.">High-frequency stimulation in Parkinson's disease: more or less.</a> Trends in Neurosciences. 28 (4), 209-216 (2005).</li><li>Guercio, L. A., Schmidt, H. D., Pierce, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+of+the+nucleus+accumbens+shell+attenuates+cue-induced+reinstatement+of+both+cocaine+and+sucrose+seeking+in+rats.">Deep brain stimulation of the nucleus accumbens shell attenuates cue-induced reinstatement of both cocaine and sucrose seeking in rats.</a> Behavioural Brain Research. 281, 125-130 (2015).</li><li>Bossert, J. M., Marchant, N. J., Calu, D. J., Shaham, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+reinstatement+model+of+drug+relapse:+recent+neurobiological+findings,+emerging+research+topics,+and+translational+research.">The reinstatement model of drug relapse: recent neurobiological findings, emerging research topics, and translational research.</a> Psychopharmacology (Berlin). 229 (3), 453-476 (2013).</li><li>Grubert, C., 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=Neuropsychological+safety+of+nucleus+accumbens+deep+brain+stimulation+for+major+depression:+effects+of+12-month+stimulation.">Neuropsychological safety of nucleus accumbens deep brain stimulation for major depression: effects of 12-month stimulation.</a> The World Journal of Biological Psychiatry. 12 (7), 516-527 (2011).</li><li>Lyons, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation:+current+and+future+clinical+applications.">Deep brain stimulation: current and future clinical applications.</a> Mayo Clinic Proceedings. 86 (7), 662-672 (2011).</li><li>McIntyre, C. C., Hahn, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+perspectives+on+the+mechanisms+of+deep+brain+stimulation.">Network perspectives on the mechanisms of deep brain stimulation.</a> Neurobiology of Disease. 38 (3), 329-337 (2010).</li><li>Kringelbach, M. L., Green, A. L., Owen, S. L., Schweder, P. M., Aziz, T. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sing+the+mind+electric+-+principles+of+deep+brain+stimulation.">Sing the mind electric - principles of deep brain stimulation.</a> European Journal of Neuroscience. 32 (7), 1070-1079 (2010).</li><li>Toda, H., Hamani, C., Fawcett, A. P., Hutchison, W. D., Lozano, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+regulation+of+adult+rodent+hippocampal+neurogenesis+by+deep+brain+stimulation.">The regulation of adult rodent hippocampal neurogenesis by deep brain stimulation.</a> Journal of Neurosurgery. 108 (1), 132-138 (2008).</li><li>Selvakumar, T., Alavian, K. N., Tierney, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+gene+expression+changes+in+the+rat+hippocampus+after+deep+brain+stimulation+of+the+anterior+thalamic+nucleus.">Analysis of gene expression changes in the rat hippocampus after deep brain stimulation of the anterior thalamic nucleus.</a> Journal of Visualized Experiments. (97), e52457 (2015).</li><li>Hattiangady, B., Shetty, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implications+of+decreased+hippocampal+neurogenesis+in+chronic+temporal+lobe+epilepsy.">Implications of decreased hippocampal neurogenesis in chronic temporal lobe epilepsy.</a> Epilepsia. 49, 26-41 (2008).</li><li>Hattiangady, B., Rao, M. S., Shetty, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+temporal+lobe+epilepsy+is+associated+with+severely+declined+dentate+neurogenesis+in+the+adult+hippocampus.">Chronic temporal lobe epilepsy is associated with severely declined dentate neurogenesis in the adult hippocampus.</a> Neurobiology of Disease. 17 (3), 473-490 (2004).</li><li>Madsen, T. 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=Increased+neurogenesis+in+a+model+of+electroconvulsive+therapy.">Increased neurogenesis in a model of electroconvulsive therapy.</a> Biological Psychiatry. 47 (12), 1043-1049 (2000).</li><li>Feldman, L. A., Shapiro, M. L., Nalbantoglu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel,+rapidly+acquired+and+persistent+spatial+memory+task+that+induces+immediate+early+gene+expression.">A novel, rapidly acquired and persistent spatial memory task that induces immediate early gene expression.</a> Behavioral and Brain Functions. 6, 35 (2010).</li><li>Feng, S., 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=Notch1+deficiency+in+postnatal+neural+progenitor+cells+in+the+dentate+gyrus+leads+to+emotional+and+cognitive+impairment.">Notch1 deficiency in postnatal neural progenitor cells in the dentate gyrus leads to emotional and cognitive impairment.</a> The FASEB Journal. 31 (10), 4347-4358 (2017).</li><li>Alberi, L., 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=Activity-induced+Notch+signaling+in+neurons+requires+Arc/Arg3.1+and+is+essential+for+synaptic+plasticity+in+hippocampal+networks.">Activity-induced Notch signaling in neurons requires Arc/Arg3.1 and is essential for synaptic plasticity in hippocampal networks.</a> Neuron. 69 (3), 437-444 (2011).</li><li>Halpern, C. H., Attiah, M. A., Tekriwal, A., Baltuch, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+step-wise+approach+to+deep+brain+stimulation+in+mice.">A step-wise approach to deep brain stimulation in mice.</a> Acta Neurochirurgica.(Wien). 156 (8), 1515-1521 (2014).</li><li>Batra, V., Guerin, G. F., Goeders, N. E., Wilden, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+General+method+for+evaluating+deep+brain+stimulation+effects+on+intravenous+methamphetamine+self-administration.">A General method for evaluating deep brain stimulation effects on intravenous methamphetamine self-administration.</a> Journal of Visualized Experiments. (107), e53266 (2016).</li><li>Fluri, F., Bieber, M., Volkmann, J., Kleinschnitz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microelectrode+guided+implantation+of+electrodes+into+the+subthalamic+nucleus+of+rats+for+long-term+deep+brain+stimulation.">Microelectrode guided implantation of electrodes into the subthalamic nucleus of rats for long-term deep brain stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (104), e53066 (2015).</li><li>Resendez, S. L., 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=Visualization+of+cortical,+subcortical+and+deep+brain+neural+circuit+dynamics+during+naturalistic+mammalian+behavior+with+head-mounted+microscopes+and+chronically+implanted+lenses.">Visualization of cortical, subcortical and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses.</a> Nature Protocols. 11 (3), 566-597 (2016).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse+brain+in+stereotaxic+coordinates.">The mouse brain in stereotaxic coordinates.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates, 3rd edition. 28 (03), 6 (2007).</li><li>McHugh, T. J., 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=Dentate+gyrus+NMDA+receptors+mediate+rapid+pattern+separation+in+the+hippocampal+network.">Dentate gyrus NMDA receptors mediate rapid pattern separation in the hippocampal network.</a> Science. 317 (5834), 94-99 (2007).</li><li>Gonzalez, C., 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=Medial+prefrontal+cortex+is+a+crucial+node+of+a+rapid+learning+system+that+retrieves+recent+and+remote+memories.">Medial prefrontal cortex is a crucial node of a rapid learning system that retrieves recent and remote memories.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 103, 19-25 (2013).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).</li><li>Tse, N., 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=The+neuromuscular+junction:+measuring+synapse+size,+fragmentation+and+changes+in+synaptic+protein+density+using+confocal+fluorescence+microscopy.">The neuromuscular junction: measuring synapse size, fragmentation and changes in synaptic protein density using confocal fluorescence microscopy.</a> Journal of Visualized Experiments. (94), e52220 (2014).</li><li>Pizzolato, G., Mandat, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+brain+stimulation+for+movement+disorders.">Deep brain stimulation for movement disorders.</a> Frontiers in Integrative Neuroscience. 6, 2 (2012).</li><li>Tierney, T. S., Sankar, T., Lozano, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+recent+trends+and+further+promising+directions+in+functional+neurosurgery.">Some recent trends and further promising directions in functional neurosurgery.</a> Acta Neurochirurgica Supplement. 117 (117), 87-92 (2013).</li><li>Laxton, A. W., 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=A+phase+I+trial+of+deep+brain+stimulation+of+memory+circuits+in+Alzheimer's+disease.">A phase I trial of deep brain stimulation of memory circuits in Alzheimer's disease.</a> Annals of Neurology. 68 (4), 521-534 (2010).</li><li>Min, H. K., 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=Deep+brain+stimulation+induces+BOLD+activation+in+motor+and+non-motor+networks:+an+fMRI+comparison+study+of+STN+and+EN/GPi+DBS+in+large+animals.">Deep brain stimulation induces BOLD activation in motor and non-motor networks: an fMRI comparison study of STN and EN/GPi DBS in large animals.</a> NeuroImage. 63 (3), 1408-1420 (2012).</li><li>Kukurba, K. R., Montgomery, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> RNA sequencing and analysis. 2015 (11), 951-969 (2015).</li><li>Kawashima, T., Okuno, H., Bito, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+era+for+functional+labeling+of+neurons:+activity-dependent+promoters+have+come+of+age.">A new era for functional labeling of neurons: activity-dependent promoters have come of age.</a> Frontiers in Neural Circuits. 8, 37 (2014).</li><li>Liu, J., Solway, K., Messing, R. O., Sharp, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+neurogenesis+in+the+dentate+gyrus+after+transient+global+ischemia+in+gerbils.">Increased neurogenesis in the dentate gyrus after transient global ischemia in gerbils.</a> Journal of Neuroscience. 18 (19), 7768-7778 (1998).</li><li>Kuhn, H. G., Dickinson-Anson, H., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurogenesis+in+the+dentate+gyrus+of+the+adult+rat:+age-related+decrease+of+neuronal+progenitor+proliferation.">Neurogenesis in the dentate gyrus of the adult rat: age-related decrease of neuronal progenitor proliferation.</a> Journal of Neuroscience. 16 (6), 2027-2033 (1996).</li></ol>

قد استخدمت تقنية DBS التردد على نطاق واسع كأداة قوية لعلاج العديد من الاضطرابات العصبية منذ التسعينات. حتى الآن، عمل تاريخي DBS التردد لعلاج مرض باركنسون والهزة الأساسية، التي جذبت الكثير من الاهتمام والمصلحة في العيادة والمجتمع العلمي على حد سواء. وهناك أنواع مختلفة من الدراسات الجارية با?...

DBS التردد هو تقنية الجراحة العصبية للتحفيز الكهربائي في الدماغ، والتي وضعت منذ 1870s1. في أواخر الثمانينات، أولاً كأسر تدخل علاجي محتمل لمرض باركنسون واضطرابات الحركة الأخرى2. في العقود القليلة الماضية، استخدمت HF DBS أكثر وأكثر على نطاق واسع في علاج اضطرابات الدماغ التي حاليا غير قابل للعلاج باستراتيجية علاجية تقليدية. خاصة، نظراً لتحسين دقة مسرى أسر ونتائج فعالة للغاية، والحد الأدنى من الآثار الجانبية، اضطرابات الدماغ يعالجها DBS التردد إلى حد كبير زاد العدد على مدى عقود3،4، 5. على سبيل المثال، وافقت DBS التردد "لنا الغذاء" والدواء (FDA) لعلاج مرض باركنسون (PD) ونوع الخرف مرض الزهايمر والهزة الأساسية وأنواع أخرى من حركة اضطرابات2،6، 7. في المرضى PD، يخفض الدواء تتميز تصل إلى 50% خلال DBS التردد8. بالإضافة إلى نجاح العلاج من اضطرابات الحركة، أثبت DBS التردد أيضا لها آثار قوية في علاج الأمراض النفسية في العيادة، والتعزيز المعرفي ك9جيدا2،، 10 , 11-تجدر الإشارة إلى أن البحوث المتعلقة بأمن الأسرة المعيشية الغذائي لعلاج الاضطرابات النفسية الأخرى في مراحل مختلفة، تقدم الكثير من الوعود للمرضى12.
على الرغم من أن العديد من الدراسات أظهرت أن أسر المحورية قد الآثار البعيدة والمحلية في جميع أنحاء الدماغ13، تظل الآليات العصبية والجزيئية للآثار بعيدة المنال2،14. تطبق DBS HF العلاجية في العيادة، عادة بطريقة طويلة الأجل للعلاج مرض باركنسون، والألم المزمن، إلخ وتطرح العديد من الآراء لشرح تحسين تولدها معاملة DBS التردد، بين فيه إمكانية واحدة أن أمن الأسرة المعيشية الغذائي الحالي ينظم نشاط شبكة الخلايا العصبية، ربما قبل ديبولاريزيشن متكررة من محاور عصبية محيط القطب أسر مزروع. أو DBS التردد قد يتغير معدل أداء الخلايا العصبية النواتج والأهداف المتوقعة. أيضا، قد يؤدي التردد DBS التغييرات متشابك طويلة الأجل، بما في ذلك التقوية الطويلة الأجل (الكمونية) والاكتئاب الطويل الأجل (المحدودة)، والتي قد تسهم في حدوث تحسن أعراض. وحتى الآن، أنها مازال من غير الواضح ما إذا كانت عمليات أسر inﬂuences الأحداث الرئيسية الجزيئية التي تنظم الخلوية مثل كالكبار الخلايا في الجسم الحي. وقد أظهرت عدة أسطر من الدراسات أن أسر في القوارض يمكن أن تحاكي مماثلة الاستجابات العصبية سريرياً التطبيقية DBS15،16. لفهم الآليات الخلوية الكامنة من التردد-DBS، في هذه الدراسة، نحن أولاً إعداد في فيفو أسر المنهجية في الفئران في الحادة (يوم واحد) أو طريقة المزمن (خمسة أيام). ثانيا، نحن إعداد منهجية تحليل التنشيط لتحديد تغيير نشاط الخلايا العصبية والخلايا بعد تسليم DBS التردد.
نظراً لأن إنتاج الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية العصبية وفيرة أثناء التطور الجنيني ولكن يستمر طوال حياة الكبار، منطقة سوبجرانولار هيبوكامبال هي واحدة من المجالات الرئيسية التي تحدث فيها الخلايا. عملية الخلايا يتأثر بالعديد من العوامل الفسيولوجية والمرضية. وفي بعض الحالات الصرع، هو الخلايا هيبوكامبال انخفاض كبير17،18. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن علاج اليكتروكونفولسيفي واحد إلى زيادة كبيرة في إنتاج الخلايا العصبية في المغزلي المسنن19. هذه الملاحظات تشير إلى أن النشاط الكهربية يلعب دوراً حاسما في تنظيم الخلايا الكبار واللدونه متشابك في الخلايا العصبية هيبوكامبال. ولذلك، زيادة توضيح آثار DBS التردد على نشاط الخلايا العصبية والخلايا، أولاً نقوم بتنفيذ مقايسة immunostaining من فوري مطلع الجينات (IEG) ج-المنحدر الذي علامة معروفة لنشاط الخلايا العصبية القصيرة الأجل الناجمة عن تجربة20. أيضا يتم الكشف عن الإشارات Notch1 لمراقبة تفعيل إشارات بعد21،التسليم أسر22. وعلاوة على ذلك، نحن أيضا الكشف عن إنتاج الخلايا العصبية قبل بردو وسم التحليل بعد التعريفي DBS التردد بطرق مختلفة، على الرغم من تلطيخ بردو يمكن أن يكون أيضا علامة على جليوجينيسيس.
في هذه الدراسة، منهجيتين أسر يتم تكييفها لاستهداف تفعيل هيبوكامبال المدير العام مباشرة وغير مباشرة. مسرى مزروع إلى المدير العام مباشرة أو مزروع في المسار بيرفورانت الآنسي (PP) الذي يرسل إسقاطات لتنشيط الخلايا العصبية المديرية العامة. لتحريض DBS التردد، يرد مشجعا لبرمجة لتحفيز مستمر عبر مسرى الثابتة إلى رأس الماوس. لتحديد آثار أسر على تنشيط الخلايا العصبية، والخلايا، يمكننا الكشف عن التعبير عن ج-المنحدر و Notch1 بصبغة إيمونوفلوريسسينت وعدد بردو إدراج الخلايا العصبية الإيجابية في منطقة المديرية العامة هيبوكامبال، على التوالي، بعد علاج أسر. خاصة، هي مقارنة آثار التردد-DBS على الخلايا في المدير العام بين الحادة وطريقة تحفيز مزمنة، أو بين مباشر وطريقة تحفيز غير مباشر، على التوالي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:975px;" width="975">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:255px;">Brain stereotaxic instrument</td>
			<td style="width:215px;">Stoelting</td>
			<td style="width:199px;">51730D</td>
			<td style="width:307px;">Stereotactic intracranial implantation for mouse</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:255px;">Stimulator</td>
			<td style="width:215px;">A-M systems</td>
			<td style="width:199px;">Model 3800</td>
			<td>MultiStim 8-Channel programmable stimulator</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:255px;">Dental driller</td>
			<td style="width:215px;">Saeshin Precision Co., Ltd</td>
			<td style="width:199px;">STRONG 90</td>
			<td>For drilling and crainiotomy&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:255px;">Burr</td>
			<td style="width:215px;">Meisinger</td>
			<td style="width:199px;">HM1 005#</td>
			<td>For drilling and crainiotomy&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:255px;">Digidata 1550 Digitizer</td>
			<td style="width:215px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:199px;">AXON 1550</td>
			<td>High-resolution data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:255px;">Cryotome</td>
			<td style="width:215px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:199px;">Thermo Cryotome FSE</td>
			<td>Cutting frozen sections of specimens</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Confocal microscope</td>
			<td style="width:215px;">Olympus</td>
			<td style="width:199px;">FV-1200</td>
			<td>Japan, with 20x Objective (NA 0.45)</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:255px;">Mouse surgery tools</td>
			<td style="width:215px;">F.S.T.</td>
			<td style="width:199px;">14084-08,11254-20,16109-14</td>
			<td style="width:307px;">Scissors, forceps, bone cutter, holders etc.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Pentobarbital sodium</td>
			<td style="width:215px;">R&#38;D systems</td>
			<td style="width:199px;">4579</td>
			<td>20-50mg/kg for i.p. injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Penicillin G&#160;</td>
			<td style="width:215px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:199px;">P3032</td>
			<td>75,000 U for i.m. injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Carprofen</td>
			<td style="width:215px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:199px;">SML1713</td>
			<td>5-10mg/kg, for s.c. injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">4% Paraformaldehyde (PFA)</td>
			<td style="width:215px;">Beijing Solarbio Sci-Tech Co.&#160;</td>
			<td style="width:199px;">P1110</td>
			<td>stocking solution for tissue fixation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Phosphate buffer (PBS)</td>
			<td style="width:215px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:199px;">10010023</td>
			<td>pH7.4, 500ml in stocking</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Tissue-Tek O.C.T. compound</td>
			<td style="width:215px;">Sakura</td>
			<td style="width:199px;">4583</td>
			<td>Formulation of water-soluble glycols and resins</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">anti-BrdU antibody</td>
			<td style="width:215px;">Abcam</td>
			<td style="width:199px;">ab6326</td>
			<td>Dilutions:1/800</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">anti-c-fos antibody</td>
			<td style="width:215px;">Abcam</td>
			<td style="width:199px;">ab209794</td>
			<td>Dilutions:1/500</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:255px;">Goat Anti-Rabbit IgG (Alexa Fluor 568)</td>
			<td style="width:215px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:199px;">A11036</td>
			<td>Dilutions:1/500</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:255px;">Donkey Anti-Rat IgG (Alexa Fluor 488)</td>
			<td style="width:215px;">Jackson ImmunoResearch</td>
			<td style="width:199px;">712-546-150</td>
			<td>Dilutions:1/500</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:255px;">Antifade mounting medium with DAPI</td>
			<td style="width:215px;">Vector Laboratories</td>
			<td style="width:199px;">H-1200</td>
			<td>Counterstaining with DAPI</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">anti-Notch1 antibody (C-20)</td>
			<td style="width:215px;">Santa Cruz Biotech</td>
			<td style="width:199px;">sc-6014</td>
			<td>Dilutions:1/50</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:255px;">Donkey Anti-Goat IgG (Alexa Fluor 488)</td>
			<td style="width:215px;">Abcam</td>
			<td style="width:199px;">ab150073</td>
			<td>Dilutions:1/1000</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an invasive method for the activation of the mouse dentate gyrus by high-frequency stimulation

وقد ثبت التحفيز عالية التردد الكهربائي (أسر)، استخدام أقطاب مزروع استهداف مناطق مختلفة في الدماغ، كعلاج فعال للاضطرابات العصبية والنفسية المختلفة. أسر في المنطقة العميقة من الدماغ، وتسمى أيضا تحفيز الدماغ العميق (DBS)، تزداد أهمية في التجارب السريرية. وقد بدأ التقدم الذي أحرز مؤخرا في مجال عالية التردد (HF-DBS) DBS الجراحة انتشار إمكانية الاستفادة من هذا الأسلوب الغازية في حالات أخرى، مثل العلاج لاضطراب الاكتئاب الكبرى (MDD)، الوسواس القهري (OCD)، وما إلى ذلك في.
وعلى الرغم من هذه المؤشرات الآخذة في التوسع، تظل الآليات الكامنة من الآثار المفيدة للتردد DBS ملغز. ولمعالجة هذه المسألة، هو نهج واحد استخدام أقطاب مزروع بتنشيط الفئات السكانية الفرعية الموزعة من الخلايا العصبية من أسر قليلة. وأفيد أن أسر في نواة المهاد الأمامي يمكن أن تستخدم لعلاج الصرع المقاوم للحرارة في العيادة. قد تكون مرتبطة بالخلايا زيادة الآليات الكامنة وتغيير نشاط الخلايا العصبية. ولذلك، نحن مهتمون باستكشاف التغيرات الفسيولوجية بالكشف عن نشاط الخلايا العصبية، فضلا عن الخلايا في الماوس المغزلي المسنن (DG) قبل وبعد العلاج أسر.
في هذه المخطوطة، يصف لنا منهجيات لأسر لاستهداف التنشيط للمدير العام في الفئران، مباشرة أو غير مباشرة وعلى نحو حاد أو مزمن. وبالإضافة إلى ذلك، يمكننا وصف بروتوكول مفصلة لإعداد شرائح المخ ج-المنحدر و Notch1 إيممونوفلوريسسينت تلطيخ لمراقبة نشاط الخلايا العصبية والإشارات التنشيط وبروموديوكسيوريديني (بردو) وضع العلامات لتحديد الخلايا بعد التعريفي DBS التردد. تفعيل نشاط الخلايا العصبية والخلايا بعد العلاج HF DBS توفر دليل مباشر على العصبية الحيوية والفوائد العلاجية. وخاصة هذه المنهجية يمكن تعديلها وتطبيقها لاستهداف المناطق الدماغ المهتمة الأخرى مثل ganglia القاعدية والمناطق سوبثالاميك لاضطرابات الدماغ محددة في العيادة.

بعد تنشيط DBS التردد إلى منطقة هيبوكامبال المديرية العامة مباشرة أو PP المنطقة دون الإقليمية تفعيل المديرية العامة شكل غير مباشر عن طريق إدراج أقطاب استخدام التعديلات المناظير باستخدام الأشعة، القوارض تم تخديره مع بينتوباربيتال وأخذت منها عينات ح 3 بعد تنشيط DBS الترد...

Watch this Scientific Journal Video about An Invasive Method for the Activation of the Mouse Dentate Gyrus by High-frequency Stimulation at JoVE.com

An Invasive Method for the Activation of the Mouse Dentate Gyrus by High-frequency Stimulation

هذا البروتوكول يوضح كيفية إعداد طريقة أسر موثوقة في الفئران. يتم تحفيز الخلايا العصبية في جميع أنحاء المغزلي المسنن هيبوكامبال كهربائياً بأسر مباشرة وغير مباشرة في فيفو. نشاط الخلايا العصبية والإشارات الجزيئية هي دراسة ج-المنحدر وتلطيخ إيمونوفلوريسسينت Notch1، على التوالي؛ هو كمية الخلايا من بروموديوكسيوريديني وسم المقايسة.

أسلوب الغازية لتفعيل المغزلي المسنن الماوس بتحفيز عالية التردد

Electrical high-frequency stimulation (HFS), using implanted electrodes targeting various brain regions, has been proven as an effective treatment for ...

The overall goal of this experiment is to observe the effect of high-frequency stimulation on neuronal activity in neurogenesis. This method can help answer key questions in an aligned cellular and molecular mechanisms of high-frequency deep brain stimulation, such as the induction of neuron activity and the neurogenesis in hippocampus. The advantage of this technique is that it demonstrates the powerful effect of high-frequency TBS on neuron activity and the neurogenesis in the adult brain.Though this method can provide insight into the effects of high-frequency TBS on the mouse dentate gyrus, it can also be applied to other systems such as the basal ganglia and the subthalamic regions for the brain disorders in the clinic. To begin this procedure, place an anesthetized mouse onto the stereotactic frame. Align the ear bands with its head, and gently tighten them to support the centered head.Grasp the skin anterior to its ears and remove about one square centimeter of it over the skull. Then remove the muscle and other attachment overlying the skull with a cotton swab to expose the skull surface. Next, apply hydrogen peroxide solution to dry the skull in order to identify the sagittal and lambda suture lines.Then, identify the bregma and lambda. The bregma point will be used as the original point to set the nucleus position. After that, level the skull on the horizontal plane using these two points.Make sure that the heights of these two points are almost the same in the dorsal ventral plane. In addition, make sure that the skull is leveled in the medial lateral plane. Next, mount a homemade two channel copper micro wire electrode into the rotating electrode holder on the stereotactic surgical frame.Place the electrode directly above the bregma and set it as original site. Then, move the electrode gently to the correct position above the skull, without touching it. Use the digital display on the stereotactic surgical frame to indicate the anterior posterior, medial lateral, and dorsoventral positions.When the desired site is identified for the electrode insertion mark the position with a black marker. Afterward, use the dorsoventral stereotactic adjustments to raise the electrode holder. Then, sterilize the drill bit with 70%ethanol.Use a handheld micromanipulator assisted drill, make a burr hole precisely at the marked position. Use a sterile cotton swab to stop any bleeding during the operation. Keep drilling until dura is exposed.Use a bent needle to remove any bone scraps that are generated during the drilling, and make a pinhole on the dura without damaging the underlying soft brain tissue. To confirm that the burr hole is made properly at the desired position, lower the electrode to make sure that it inserts through the burr hole smoothly without touching any obstacle. If no resistance is detected, slowly insert the electrode to the target depth from the surface of the skull.Then, apply dental cement using a small spatula to hold the electrode in place. As the cement thickens, mold it around the inserted electrode and other bone screws to form a nice, smooth cap. Next, disengage the electrode from the electrode holder.Remove the mouse from the stereotactic frame, and return it to a warm cage. Let the mouse move freely and allow it to recover for two days in the cage. To deliver stimulation, connect the implanted electrode to a programmable stimulator via leads.Set up the software interface. Then, set the HFS parameters as six series of six trains of six pulses at 400 Hertz, and the stimulation intensity of 200 milliamps. Deliver HFS for the desired period of time as set up.For the control group, implant electrodes in the mice without delivering any stimulation. For CFAS staining, stimulate the experimental mice two times for one day. For BrdU labeling, apply appropriate stimulations to both the acute stimulation group and the chronic stimulation group.During the course of the stimulation, make sure the mouse is awake. Remember to insure the leads are not twisted. When the stimulation is done, carefully disconnect the electrode pin from the electrode holder in the connector of the recording system.For the CFAS and notch one staining, about three hours after the last HFDBS, anesthetize the mice by injecting pentobarbital to achieve a surgical plane of anesthesia. For BrdU labeling, about 12 hours after the last HFDBS stimulation, give six injects of BrdU to the control and the stimulated mice at two hour intervals. 36 hours after the last injection, deeply anesthetize the mice with pentobarbital and transcardially profuse it with 50 milliliters of cold PBS followed by 50 milliliters of cold 4%paraformaldehyde.Remove its head and make an incision on the skin to expose the skill. Using forceps, chip off the skull slightly and carefully remove the whole brain. Then, post fix the brain is 4%paraformaldehyde for an additional two days, and transfer it to 30%sucrose solution at four degrees Celsius overnight.Using a cryostat, slice the brain into 20 micron coronal sections. Transfer and mount the sections to the glass slide with a brush, and store them a minus 20 degrees Celsius. Afterward, transfer the slides into normal PBS containing no fixative.Wash the sections with PBS three to four times for five minutes each to remove any excess fixative. For the BrdU labeled group, incubate the sections in two molar HCL for 30 minutes at 37 degree Celsius, and rinse them in a 0.1 molar borate buffer. After 10 minutes, wash the sections two times in PBS for five minutes each time.Subsequently, incubate the sections in blocking solution for one hour at room temperature. Then, incubate the sections with anti-CFAS polyclonal antibody, anti-notch one antibody, or anti-BrdU antibody in a blocking solution at four degrees Celsius overnight. Was the sections three times in PBS for 10 minutes each time, then incubate them with Alexa Fluor 568 conjugated anti-rabid, Alexa Fluor 488 conjugated anti-goat, or Alexa Fluor 488 conjugated anti-rat secondary antibody for one hour at room temperature.Was the sections three times in PBS for 10 minutes each time. Subsequently, cover the immuno labeled brain sections using an antifade reagent mounting medium containing DAPI. Let the sections air dry, and store them protected from light at four degrees Celsius.Shown here is an experimental paradigm for the HFS treatment in the generation of BrdU labeled proliferating neurons in the DG.The animals were divided into an acute and a chronic group to receive different patterns of stimulations. Afterward, the animals in both groups were injected with BrdU on day six. On day eight, the animals were anesthetized and profused for the preparation of cryostat sections.Here are the images of the BrdU immunofluorescent staining post-HFDBS in the DG.A quantitative analysis of the neuronal production indicated that the acute stimulation in the DG could not enhance neurogenesis. While the chronic stimulation in the DG significantly up regulated the neurogenesis. Compared to the control group, the number of BrdU labeling cells increased significantly in the chronic group, both in the ipsilateral and contralateral hemisphere.These are the images of the BrdU immunofluorescent staining post-HFDBS in the PP sub-region. A quantitative analysis of the neuronal production indicated that either the acute or chronic stimulation in the PP could not enhance the neurogenesis significantly. The number of BrdU labeling cells was relatively stable with or without the HFS treatment.While attempting this procedure, it's important to remember to locate the electrode properly, and to deliver the stimulation successfully. After it's development, this technique paved the way for researchers in the field neuroscience high-frequency stimulation enrolled in the models. After watching this video, you should have a good understanding of how to deliver high-frequency stimulation to deep brain nucleus.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

الجمع بين التنشيط المغناطيسي عبر الجمجمة والرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة وضع الشبكة الافتراضية

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 : استخدام بروتوكول ثيتا المتفجر لاستكشاف Mechasnism من المرونة في الأشخاص الذين يعانون من متلازمة X الهشة والتوحد

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 ...

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

وافق إجراء بروتوكول ادارة الاغذية والعقاقير لعلاج الاكتئاب : جهاز TMS NeuroStar

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

Non-invasive Parenchymal, Vascular and Metabolic High-frequency Ultrasound and Photoacoustic Rat Deep Brain Imaging

متني غير الغازية، والأوعية الدموية والتمثيل الغذائي عالية التردد الموجات فوق الصوتية والضوئي الجرذ أعماق الدماغ التصوير

Photoacoustics and high frequency ultrasound stands out as powerful tools for neurobiological applications enabling high-resolution imaging on the central ...

Assessment of Dendritic Arborization in the Dentate Gyrus of the Hippocampal Region in Mice

تقييم شجيري تشجر في التلفيف المسنن من منطقة الحصين في الفئران

Dendritic arborization has been shown to be a reliable marker for examination of structural and functional integrity of neurons. Indeed, the complexity ...

Generation of Local CA1 &#947; Oscillations by Tetanic Stimulation

جيل من التذبذبات CA1 γ المحلية من خلال تحفيز كزازي

Neuronal network oscillations are important features of brain activity in health and disease and can be modulated by a range of clinically used drugs. A ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

الطريقة الكهربية لالردود تسجيل بين الخلايا الجهد ل<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; خلايا مستقبلة للضوء وInterneurons إلى النور المحفزات<em&gt; في فيفو</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

آثار Transcranial التحفيز التيار المتردد في القشرة الحركية الأولية بنهج موحد على الإنترنت مع التحفيز المغناطيسي Transcranial

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Real-time In Vitro Monitoring of Odorant Receptor Activation by an Odorant in the Vapor Phase

في الوقت الحقيقي رصد المختبر لتنشيط مستقبلات الرائحة بالرائحة في مرحلة البخار

Olfactory perception begins with the interaction of odorants with odorant receptors (OR) expressed by olfactory sensory neurons (OSN). Odor recognition ...

Establishment of Acute Pontine Infarction in Rats by Electrical Stimulation

إنشاء احتشاء بونتين الحاد في الفئران عن طريق التحفيز الكهربائي

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided ...