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

При поддержке Фонда национальной естественных наук Китая грантов, 31522029, 31770929 и 31371149 (для Haitao Wu), программа 973 (2014CB542203) из программы государственного развития фундаментальных исследований Китая (чтобы Haitao Ву), и Грант Z161100000216154 от Пекин муниципального науки и технологии Комиссии (для Haitao Wu). Авторы благодарят всех членов Haitao Wu лаборатории за их поддержку и дискуссий. Авторы благодарны чрезвычайно уникальную Лю за его помощь в отладке аппарат.

Животных экспериментальной процедуры организационных руководящих принципов Пекина Института основных медицинских наук (Пекин, Китай) и китайских правительственным правил для ухода и использования лабораторных животных. Мышей (взрослый мужчина, 26 ~ 30 g) были размещены и хранится при по...

<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>

ВЧ-DBS техника широко используется как мощный инструмент для лечения многих неврологических расстройств с 1990 года. Пока ориентир работы HF-DBS является для лечения болезни Паркинсона и основных тремор, которая привлекла большое внимание и интерес как в клинике и научное сообщество. Сущест...

ВЧ-DBS является нейрохирургические технологии для электростимуляции в мозге, который был разработан с 1870-х1. В конце 80-х HFS был впервые использован как потенциал терапевтического вмешательства для болезни Паркинсона и расстройств, другие движения2. В последние несколько десятилетий ВЧ-DBS более широко используется в лечении расстройств мозга, которые в настоящее время неизлечимыми традиционная терапевтические стратегии. В частности, за счет повышения точности HFS электрода, весьма эффективные результаты, и минимальные побочные эффекты, расстройств головного мозга лечение HF-DBS значительно участились в последние десятилетия3,4, 5. К примеру ВЧ-DBS был одобрен США продуктов питания и медикаментов (FDA) для лечения болезни Паркинсона (PD), тип деменцией Альцгеймера, необходимо тремор и другие виды движения расстройства2,6, 7. в PD больных, уменьшается дофаминергической лекарства до 50% в течение8HF-DBS. Кроме успешного лечения двигательных расстройств ВЧ-DBS также продемонстрировал свои мощные эффекты в лечении психических заболеваний в клинике и когнитивных увеличения как хорошо2,9, 10 , 11. следует отметить, что исследования HFS для лечения других психиатрических расстройств находятся на различных стадиях, предлагая много обещание пациентов12.
Хотя многие исследования показали, что фокуса HFS имеет как местных, так и удаленных эффекты во всем мозг13, неврологические и молекулярных механизмов воздействия остаются недостижимой2,14. В клинике терапевтические ВЧ-DBS обычно применяется в долгосрочной манере для лечения болезни Паркинсона и хронической боли и т.д. возникновения многих мнений объяснить порожденных ВЧ-DBS лечения, среди которых одна возможность улучшения что текущий HFS модулирует нейрональных сетевой активности, вероятно, повторяющихся деполяризации аксоны вблизи электродов имплантированных HFS. Или, ВЧ-DBS могут изменить разряда выходных нейронов и прогнозируемых показателей. Кроме того, ВЧ-DBS могут привести долгосрочные синаптических изменений, включая долгосрочные потенцирование (LTP) и долгосрочные депрессии (LTD), которая может способствовать симптоматическое улучшение. Пока, до сих пор неясно ли HFS оказывает основные молекулярные события, которые регулируют сотовых процессов, таких как взрослый нейрогенез в естественных условиях. Несколько линий исследования показали, что HFS грызунов могут подражать аналогичный нейронных ответов клинически прикладной DBS15,16. Чтобы понять основных клеточных механизмов ВЧ-DBS, в этом исследовании, мы сначала настроить в естественных условиях HFS методологии мышей в острый (один день) или хроническим (пять дней) образом. Во-вторых мы создали активационного анализа методологии для определения изменения активности нейронов и нейрогенез после доставки ВЧ-DBS.
Учитывая, что нейрональных производство от нервных стволовых клеток обильные во время эмбрионального развития, но продолжается и во взрослой жизни, гиппокампа Субгранулярная зоны является одной из основных областей, где происходит нейрогенез. Процесс нейрогенез находится под влиянием многих физиологических и патологических факторов. В некоторых случаях эпилептические гиппокампа нейрогенез, резко снизилась в17,18. Кроме того один электросудорожной терапии может значительно увеличить производство нейронов в зубчатой извилине19. Эти наблюдения предполагают, что электрофизиологических деятельность играет важную роль в регуляции взрослых Нейрогенез и синаптической пластичности в Нейроны гиппокампа. Таким образом чтобы далее продемонстрировать воздействие ВЧ-DBS на активность нейронов и нейрогенез, сначала осуществляем иммуноокрашивания assay немедленного раннего гена (IEG) c-fos который является известным маркером краткосрочных нейронной активности, в результате опыт работы20. Notch1 сигнализации также обнаружен для мониторинга сигналов активации после доставки HFS,21,,22. Кроме того мы также обнаружить нейрональных производства BrdU маркировки анализ после индукции HF-DBS в различных формах, хотя BrdU пятнать может также быть маркера для глиогенез.
В настоящем исследовании две методологии HFS приспособлены для активации гиппокампа DG прямо и косвенно. Электрод имплантируется в ГД напрямую или имплантируется в медиальной перфорантных пути (PP), который отправляет прогнозы для активации нейронов ГД. Для ВЧ-DBS индукции программируемые стимулятором представлен непрерывное стимулирование через фиксированного электрода на голову мыши. Чтобы определить последствия HFS для активации нейронов и нейрогенез, мы обнаруживаем выражение c-fos и Notch1 immunofluorescent окрашивание и количество BrdU включены позитивные нейронов в регионе гиппокампа ГД, соответственно, после HFS лечение. В частности воздействие ВЧ-DBS на нейрогенез в ГД сравниваются между острой и хронической стимуляции манере, или между прямым и косвенным стимуляции образом, соответственно.

<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

ВЧ-электростимуляции (HFS), с помощью вживленных электродов, ориентации различных областях мозга, была доказана как эффективного лечения различных неврологических и психиатрических заболеваний. HFS в регионе глубокой мозга, также названный стимуляции глубоко мозга (DBS), становится все более важным в клинических испытаниях. Недавний прогресс в области высоких частот DBS (HF-DBS) хирургии начал распространяться возможность использования этой инвазивной техники в других ситуациях, например лечения депрессии расстройства (MDD), обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) и поэтому о.
Несмотря на эти расширения индикаций основных механизмов благотворное воздействие ВЧ-DBS остаются загадочными. Для решения этого вопроса, один из подходов заключается в использовании имплантированных электродов, которые редко активировать распределенных подгруппы нейронов, HFS. Сообщалось, что HFS в передние ядра таламуса может использоваться для лечения огнеупорных эпилепсии в клинике. Основные механизмы могут быть связаны с повышенной Нейрогенез и изменения активности нейронов. Таким образом мы заинтересованы в изучении физиологических изменений при обнаружении активности нейронов, а также нейрогенез в зубчатой извилине мыши (ГД) до и после лечения HFS.
В этой рукописи мы описываем методологий для HFS для активации ГД в мышей, прямо или косвенно и в острой или хронической форме. Кроме того, мы описываем подробный протокол для подготовки срезы мозга для c-fos и Notch1 immunofluorescent окрашивания для мониторинга активности нейронов и сигнализации активации и Бромдезоксиуридин (BrdU) маркировка для определения Нейрогенез после индукции HF-DBS. Активации нейронной активности и нейрогенез после лечения HF-DBS обеспечивает прямой нейробиологических доказательств и потенциальных терапевтических преимуществ. Особенно эта методология может быть модифицировать и применять другие заинтересованные мозга регионы такие как базальных ганглиев и subthalamic регионов для конкретных мозга расстройств в клинике.

После ВЧ-DBS стимуляции гиппокампа DG субрегионе непосредственно или субрегионе PP для того чтобы активировать ГД косвенно через вставлены электроды с помощью стереотаксических корректировок, грызунов были под наркозом с Пентобарбитал и отведать 3 h после последне?...

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

Этот протокол показывает, как создать надежный метод HFS мышей. Нейронов в зубчатой извилине гиппокампа электрически стимулируется HFS прямо и косвенно в естественных условиях. Активность нейронов и молекулярных сигналов, изучаются c-fos и Notch1 immunofluorescent окрашивание, соответственно; Нейрогенез количественно Бромдезоксиуридин маркировки assay.

Инвазивный метод для активации мыши зубчатой извилине, высокой частоты стимуляции

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

Объединение транскраниальной магнитной стимуляции и МРТ по анализу сети Режим по умолчанию

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: Используя тета-съемки протокол к Исследуйте Mechasnism пластичности у лиц с синдромом хрупкой Х и аутизм

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

Устройство NeuroStar TMS: Проведение FDA утвержденного протокола для лечения депрессии

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

Неинвазивная паренхимы, сосудов и метаболических Высокочастотный ультразвук и Фотоакустическая Крыса Deep Brain изображений

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

Оценка ветвления дендритов в зубчатой ​​извилине гиппокампа области у мышей

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

Генерация местных СА1 γ колебаний тетанических стимуляции

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

Электрофизиологические Способ записи ответов внутриклеточный амперных<em&gt; Drosophila</em&gt; Фоторецепторов и Интернейроны к световой раздражитель<em&gt; В Vivo</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

Эффекты переменного тока транскраниальной стимуляции на первичной моторной коры, онлайн комбинированный подход с транскраниальная магнитная стимуляция

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

Режиме реального времени в Vitro мониторинга одоранта рецептор активации одоранта в паровой фазе

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

Создание острого инфаркта понтий в Крысах электрической стимуляцией

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