Name: evaluation of hemisphere lateralization with bilateral local field potential recording in secondary motor cortex of mice
Uploaded: 2019-07-31T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice at JoVE.com

Dit werk werd gesteund door subsidies van de National Natural Science Foundation of China (31771219, 31871170), de Science and Technology Division van Guangdong (2013KJCX0054), en de Natural Science Foundation van de provincie Guangdong (2014A030313418, 2014A030313440).

Alle dieren werden gekoppeld-gehuisvest onder standaardomstandigheden (12 uur licht/donker, constante temperatuur omgeving, vrije toegang tot voedsel en water) volgens het Chinese ministerie van wetenschap en technologie laboratoriumdieren richtsnoeren en experimenten werden goedgekeurd door het lokale ethische Comité van de Universiteit van Guangzhou. Dit is een niet-overlevings procedure.
Opmerking: voor gegevens die worden weergegeven in de representatieve resultaten, APP/PS1 (B6C3-TG (APP...

We rapporteren hier de procedure voor in vivo bilaterale extracellulaire opname, samen met het analyseren van de synchronisatie van Dual-Region LFP-signalen, die zowel flexibel als gemakkelijk te voeren is voor het inschatten van de hersen halfrond lateralisatie, evenals de connectiviteit, directionaliteit of koppeling tussen neurale activiteiten van twee hersengebieden. Dit kan op grote schaal worden gebruikt om niet alleen groep-neuronale activiteiten onthullen, maar ook een aantal fundamentele eigenschappen v...

De ziekte van Alzheimer (AD) is de meest voorkomende vorm van dementie1,2. Extracellulair bèta amyloïde eiwit (β-amyloïde proteïne, Aβ) depositie en intracellulaire neurofibrillaire tangles (NFTS) zijn de belangrijkste pathologische kenmerken van AD3,4,5, maar de onderliggende mechanismen van AD pathogenese blijft grotendeels onduidelijk. Cerebrale cortex, een belangrijke structuur in cognitie en geheugen, is aangetast in AD6, en motorische tekorten zoals Slow walking, moeilijkheden bij het navigeren door de omgeving en gang stoornissen treden op bij de voortschrijdende leeftijd7. Aβ-depositie en neurofibrillaire tangles zijn ook waargenomen in de premotorische cortex (PMC) en het aanvullende motor gebied (SMA) bij AD-patiënten8 en cognitief beïnvloede oudere volwassenen9, met vermelding van de betrokkenheid van een verminderde motor systeem in AD-pathogenese.
De hersenen worden gevormd door twee verschillende hersenhelften die worden gedeeld door een longitudinale spleet. Een gezonde hersenen vertoont zowel structurele en functionele asymmetrieën10, die wordt genoemd "lateralisatie", waardoor de hersenen efficiënt omgaan met meerdere taken en activiteiten. Veroudering resulteert in een verslechtering van de cognitie en motoriek, samen met een afname van de hersenen lateraliteit11,12. De motorische capaciteiten van de linker hemisfeer zijn gemakkelijk zichtbaar in de gezonde hersenen13, maar in de AD-hersen afwijking optreedt als gevolg van het falen van de linker halfrond dominantie geassocieerd met links corticale atrofie14, 15,16. Daarom kan een goed begrip van een mogelijke wijziging van de hersens van de hersenen in AD-pathogenese en de onderliggende mechanismen nieuwe inzichten geven in AD-pathogenese en leiden tot identificatie van potentiële biomarkers voor behandeling.
Elektrofysiologische meting is een gevoelige en effectieve methode om veranderingen in de neuronale activiteiten van dieren te evalueren. De vermindering van de hemisferische asymmetrie in ouderlingen (HAROLD)17 is gedocumenteerd door elektrofysiologisch onderzoek met gesynchroniseerde interhemiferische overdrachtstijd, die de verzwakking of afwezigheid van hemisferische asymmetrie vertoont tot monauraal gepresenteerd spraak stimuli bij ouderen18. Met behulp van app/PS1, een van de meest gebruikte advertentie Muismodellen19,20,21,22, in combinatie met in vivo bilaterale extracellulaire opname van lfps in zowel linker-als rechter m2, we mogelijke lateraliteits tekorten in AD geëvalueerd. Bovendien, met eenvoudige parameterinstellingen, biedt de ingebouwde functie van data analysis software (Zie de tabel met materialen) een snellere en meer eenvoudige manier om de synchronisatie van elektrische signalen te analyseren dan wiskundig complexe programmeertaal, die is vriendelijk voor beginners met in vivo elektrofysiologie.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:892px;" width="891">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">AC/DC Differential Amplifier</td>
			<td style="width:261px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:137px;">Model 3000</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Analog Digital converter</td>
			<td style="width:261px;">Cambridge Electronic Design Ltd.</td>
			<td style="width:137px;">Micro1401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:327px;">Glass borosilicate micropipettes</td>
			<td style="width:261px;">Nanjing spring teaching experimental equipment company</td>
			<td style="width:137px;">161230</td>
			<td>Outer diameter: 1.0mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Microelectrode puller</td>
			<td style="width:261px;">Narishige</td>
			<td style="width:137px;">PC-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">NaCl</td>
			<td style="width:261px;">Guangzhou Chemical Reagent Factory</td>
			<td style="width:137px;">7647-14-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Pin microelectrode holder</td>
			<td style="width:261px;">World Precision Instruments, INC.</td>
			<td style="width:137px;">MEH3SW10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Spike2&#160;</td>
			<td style="width:261px;">Cambridge Electronic Design Ltd.</td>
			<td style="width:137px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Stereomicroscope</td>
			<td style="width:261px;">Zeiss</td>
			<td style="width:137px;">435064-9020-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Stereotaxic apparatus&#160;</td>
			<td style="width:261px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:137px;">68045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Urethane</td>
			<td style="width:261px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:137px;">94300</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of hemisphere lateralization with bilateral local field potential recording in secondary motor cortex of mice

Dit artikel toont volledige, gedetailleerde procedures voor zowel in vivo bilaterale registratie en analyse van lokaal veld potentieel (LFP) in de corticale gebieden van muizen, die nuttig zijn voor het evalueren van mogelijke lateraal heden, evenals voor beoordeling van de hersen connectiviteit en koppeling van neurale netwerkactiviteiten bij knaagdieren. De pathologische mechanismen aan de basis van de ziekte van Alzheimer (AD), een gemeenschappelijke neurodegeneratieve ziekte, blijven grotendeels onbekend. Veranderde hersenen lateraliteit is aangetoond bij veroudering van mensen, maar of abnormale lateralisatie is een van de vroege tekenen van AD is niet vastgesteld. Om dit te onderzoeken, hebben we bilaterale LFPs opgenomen in 3-5-maand-oude advertentie model muizen, APP/PS1, samen met littermate wild type (WT)-besturingselementen. De LFPs van de linker-en rechter secundaire motor cortex (m2), met name in de gamma-band, waren meer gesynchroniseerd in APP/PS1-muizen dan in WT-besturingselementen, wat duidt op een geweigerde hemisferische asymmetrie van bilaterale m2 in dit advertentie muismodel. Met name de opname-en data-analyseprocessen zijn flexibel en gemakkelijk uit te voeren, en kunnen ook worden toegepast op andere hersen trajecten bij het uitvoeren van experimenten die zich richten op neuronale circuits.

Om te zien of vroege advertentie pathologie de capaciteit van de halfrond lateralisatie schaadt, voerden we bilaterale extracellulaire LFP-opnames uit in de linker-en rechter m2 van APP/PS1-muizen en WT-besturingselementen (leeftijd 3-5 maanden) en analyseerden de kruiscorrelatie van deze links en rechter LFPs. In WT muizen, de resultaten toonden aan dat de gemiddelde correlatie tussen links en rechts LFPs op positieve tijdvertragingen significant verschalen van dat op negatieve tijdvertragingen, implicerend voor het bes...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice at JoVE.com

Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice

We presenteren in vivo elektrofysiologische opname van het lokale veld potentieel (LFP) in bilaterale secundaire motor cortex (m2) van muizen, die kan worden toegepast om de halfrond lateralisatie te evalueren. De studie onthulde veranderde niveaus van synchronisatie tussen de linker en rechter m2 in APP/PS1 muizen in vergelijking met WT besturingselementen.

Evaluatie van halfrond lateralisatie met bilaterale lokale veld potentiële opname in de secundaire motorische cortex van muizen

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical ...

Deze techniek kan worden gebruikt om een aantal basiseigenschappen van interregionale elektrofysiologie te beoordelen voor hemisfeer lateralisatie, evenals de connectiviteit, directionaliteit en koppeling. Elektrofysiologische meting is een gevoelige en effectieve methode om te evalueren bij de dieren, neuronale activiteiten. Dit protocol biedt een betere manier om prop in de synchronisatie van elektrische signalen.Het begrip van het onderliggende mechanisme van mogelijke veranderde herseneeneralisatie bij de ziekte van Alzheimer pathogenese, kan nieuwe inzichten bieden in potentiële biomarkers voor de behandeling van Alzheimer. Voorafgaand aan de operatie, bevestig de diepte van de anesthesie van de muis, door het uitvoeren van een staart of teen snuifje met tangen. Plaats vervolgens de muis in het stereotaxic-apparaat en bevestig het hoofd.Breng zalf op beide ogen om ze vochtig te houden. Scheer vervolgens het hoofd en steriliseer het gebied. Maak een kleine incisie van 12 tot 15 millimeter, in het midden van het geschoren gebied.Met behulp van tangen, trek voorzichtig de hoofdhuid uit de buurt van de middellijn. Scheid daarna de huid voorzichtig en verwijder het resterende weefsel. Maak de schedel schoon met behulp van met waterstofperoxide gecoate wattenstaafjes.Boor onder een stereomicroscoop twee kleine gaatjes van één tot 1,5 millimeter radii, zowel aan de linker- als rechterkant van de schedel, zodat de opnamemicro-elektroden in de M2-gebieden kunnen worden geplaatst. Verwijder de dura mater voorzichtig met een wolfraamnaald. Steek vervolgens twee afzonderlijke opnamemicro-elektroden, gevuld met 0,5 molaire natriumchloride, in de gaten, onder een hoek van 60 graden, met behulp van mechanische micromanipulatoren.Voor LFP-opname, langzaam lager de linker en rechter glazen elektroden naar de M2 coördinaten. Voor kwaliteitscontrole test u de weerstand van elke elektrode met behulp van de differentiële versterker. Stel vervolgens het opnameproces in op 0,1 hertz high pass en 1000 hertz low pass, met 1000 keer versterking.Verzamel de gedigitaliseerde ruwe LFP-gegevens in stabiele toestand gedurende ten minste 60 seconden, terwijl de muis gelijkmatig ademt bij twee ademhalingen per seconde, onder narcose. Na het opnemen, langzaam verhogen van de elektroden uit de hersenen. Sla de gegevens op en analyseer offline, met de analysesoftware.Als u crosscorrelatieanalyse wilt uitvoeren, klikt u in de analysesoftware op analyse, vervolgens op een correlatie in golfvorm en importeert u de gegevens. Wijs vervolgens het ene golfvormkanaalsignaal toe als het eerste kanaal en het andere als referentie. Stel de breedte in op twee en verschoven als één.Stel vervolgens de duur van beide NCP's in op 100 seconden, door de begin- en eindtijd te selecteren. Druk vervolgens op de procesknop om crosscorrelatieanalyse uit te voeren. Klik op bestand, exporteer als en sla vervolgens de crosscorrelatieresultaten op die overeenkomen met de resulterende pop-updiagram in tekstnotatie.Verwijder daarna de correlatiewaarden bij vertragingen die op nul plus en min 01 seconde zijn uitgekomen en vervolgens de rest van de cross-correlatiegegevens behandelen. Voer de gegevens uit in de analysesoftware om coherentieanalyse uit te voeren. Schik vervolgens de twee LFP-signalen als de eerste en tweede golfvormkanalen en stel de grootte van het blok in op 4096.Blokgrootte betekent het aantal gegevenspunten dat in de eerste voor echte transformatie wordt gebruikt. Hoe groter de blokgrootte, hoe beter de frequentieresolutie. Verplaats de stippellijnen handmatig, om ervoor te zorgen dat de tijdsauwkeurigheid voor signalen in beide kanalen wordt ingesteld als dezelfde periode.Druk op de knop Gebied toevoegen om het gebied te laden en coherentieanalyse uit te voeren. Klik daarna op bestand en sla als, om de coherentieresultaten op te slaan die overeenkomen met de resulterende pop-updiagram in tekstnotatie. Om te zien of vroege ziekte van Alzheimer pathologie schaadt de capaciteit van halfrond lateralisatie, extracellulaire LFPs werden opgenomen in de linker en rechter M2 van APP / PS1 muizen en wilde type controles, en hun kruis correlatie werd geanalyseerd.Bij wilde typemuizen toonden de resultaten aan dat de gemiddelde correlatie tussen de linker- en rechter-VIP's bij positieve tijdvertragingen aanzienlijk verschilde van die bij negatieve vertragingen, wat het bestaan van hemisferische asymmetrieën in de M2-gebieden van de wildtypecontroles impliceert. In vergelijking, de linker en rechter LFPs van APP / PS1 muizen toonde hoger gesynchroniseerd in het tijddomein, wat wijst op een vermindering van de asymmetrie tussen de linker en rechter M2. Gammaschommelingen werden vervolgens gefilterd uit de LPP's en er werd een coherentieanalyse uitgevoerd om de gelijkenis van elektrische signalen in het gammafrequentiebereik te meten. Het resultaat toonde aan dat de gammacoherentie tussen de linker en rechter M2 in APP/PS1 muizen aanzienlijk hoger was dan die in de wild type muizen, wat duidt op een hogere synchronisatie, en dus verminderde lateralisatie tussen de linker en rechter M2 in APP/PS1 muizen.Urethaan is giftig en kankerverwekkend, dus wees altijd voorzichtig, en volg de veiligheidsvoorschriften bij het hanteren ervan. Het is erg belangrijk om de diepte van anesthesie per uur te testen, om ervoor te zorgen dat stabiele VIP's worden geregistreerd. Het opname- en analyseproces kan worden toegepast op andere hersenbanen, vooral voor laboratoria die geen systemen hebben voor multi-channel opname bij vrij bewegende dieren.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring Motor Coordination in Mice

Meten Coördinatie Motor in Muizen

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such ...

An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica

An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica

Een<em&gt; In Vitro</em&gt; Voorbereiding voor het uitlokken en opnemen Feeding Motor Programma&#39;s met Fysiologische Mutaties in<em&gt; Aplysia californica</em

Multifunctionality, the ability of one peripheral  structure to generate multiple, distinct behaviors1, allows animals  to rapidly adapt their behaviors ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Functionele Beeldvorming van de auditieve cortex in volwassen katten met behulp van High-field fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Meten Spinal Presynaptische Remming in muizen door dorsale wortel Potentiële Recording<em&gt; In Vivo</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

Gelijktijdige opname van elektro-encefalografie mede gelokaliseerde en lokale veld potentieel in knaagdier

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

Non-Invasive Modulation and Robotic Mapping of Motor Cortex in the Developing Brain

Niet-invasieve modulatie en Robotic mapping van de motorische cortex in de ontwikkelende hersenen

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

3D Kinematic Analyse voor de functionele evaluatie in het Rattenmodel van Sciatische Zenuwbrekerletsel

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin

Etikettering en beeldvorming van amyloïde plaques in hersenweefsel met behulp van de natuurlijke Polyphenol curcumine

Deposition of amyloid beta protein (A&#946;) in extra- and intracellular spaces is one of the hallmark pathologies of Alzheimer&#39;s disease (AD). ...

Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats

Laser-Geïnduceerde hersenletsel in de motorische cortex van ratten

A common technique for inducing stroke in experimental rodent models involves the transient (often denoted as MCAO-t) or permanent (designated as MCAO-p) ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

Elektrocorticografische opname van hersenschorsgebieden gemanipuleerd met behulp van een Adeno-geassocieerd virus gericht op cofilin bij muizen

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...