Name: evaluation of hemisphere lateralization with bilateral local field potential recording in secondary motor cortex of mice
Uploaded: 2019-07-31T12:30:00
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Ces travaux ont été soutenus par des subventions de la National Natural Science Foundation of China (31771219, 31871170), de la Division des sciences et de la technologie du Guangdong (2013KJCX0054) et de la Natural Science Foundation of Guangdong Province (2014A030313418, 2014A030313440).

Tous les animaux ont été jumelés dans des conditions standard (12 h de lumière/obscurité, environnement à température constante, libre accès à la nourriture et à l'eau) selon les lignes directrices et les expériences du ministère chinois des Sciences et de la Technologie sur les animaux de laboratoire. par le comité d'éthique local de l'Université de Guangzhou. Il s'agit d'une procédure de non-survie.
REMARQUE : Pour les données présentées dans les résultats représentatifs...

Nous rapportons ici la procédure pour l'enregistrement extracellulaire bilatéral in vivo, avec l'analyse de la synchronisation des signaux lFP de double région, qui est flexible et facile à conduire pour estimer la latéralisation de l'hémisphère cérébral, aussi bien que le la connectivité, la directionnalité ou le couplage entre les activités neuronales de deux zones du cerveau. Cela peut être largement utilisé pour révéler non seulement les activités de groupe-neuronal, mais aussi certaines pro...

La maladie d'Alzheimer (MA) est la forme la plus courante de démence1,2. Le dépôt de dépôt de la protéine bêta-amyloïde extracellulaire (protéine amyloïde, A) et les enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires (TNT) sont les principales caractéristiques pathologiques de l'AD3,4,5, mais les mécanismes sous-jacents à l'AD la pathogénie reste largement peu claire. Le cortex cérébral, une structure clé dans la cognition et la mémoire, est altéré dans AD6, et les déficits moteurs tels que la marche lente, difficulté à naviguer dans l'environnement et les perturbations de la démarche se produisent avec l'âge avancé7. Des enchevêtrements de dépôt et de neurofibrillaire ont également été observés dans le cortex prémoteur (PMC) et la zone motrice supplémentaire (SMA) chez les patients atteints de la MAA8 et chez les personnes âgées ayant un impact cognitif9, ce qui indique la participation d'un moteur altéré. dans la pathogénie de la MA.
Le cerveau est formé par deux hémisphères cérébraux distincts qui sont divisés par une fissure longitudinale. Un cerveau sain présente des asymétries structurelles et fonctionnelles10, ce qu'on appelle la « latéralisation », permettant au cerveau de faire face efficacement à de multiples tâches et activités. Le vieillissement entraîne une détérioration de la cognition et de la locomotion, ainsi qu'une réduction de la latéralité cérébrale11,12. Les capacités motrices de l'hémisphère gauche sont facilement apparentes dans le cerveau sain13, mais dans la latéralité aberrante de cerveau d'AD se produit en conséquence de l'échec de la dominance gauche d'hémisphère liée à l'atrophie corticale gauche14, 15,16. Par conséquent, une compréhension d'une altération possible de la latéralisation du cerveau dans la pathogénie de la MA et les mécanismes sous-jacents peut fournir de nouvelles connaissances sur la pathogénie de la MA et conduire à l'identification de biomarqueurs potentiels pour le traitement.
La mesure électrophysiologique est une méthode sensible et efficace d'évaluation des changements dans les activités neuronales des animaux. La réduction de l'asymétrie hémisphérique chez les aînés (HAROLD)17 a été documentée par la recherche électrophysiologique avec le temps interhémisphérique synchronisé de transfert, qui montre l'affaiblissement ou l'absence de l'asymétrie hémisphérique à monaurally présenté stimuli de la parole chez les personnes âgées18. Utilisant APP/PS1, l'un des modèles de souris AD les plus couramment utilisés19,20,21,22, en combinaison avec l'enregistrement extracellulaire bilatéral in vivo de LFP à gauche et à droite M2, nous a évalué les déficits possibles de latéralité dans AD. En outre, avec des paramètres simples, la fonction intégrée du logiciel d'analyse de données (voir le Tableau des matériaux) fournit un moyen plus rapide et plus simple d'analyser la synchronisation des signaux électriques que mathématiquement langage de programmation complexe, qui est convivial pour les débutants avec l'électrophysiologie in vivo.

<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

Cet article démontre des procédures complètes et détaillées pour l'enregistrement et l'analyse bilatérales in vivo du potentiel local de champ (LFP) dans les secteurs corticaux des souris, qui sont utiles pour évaluer les déficits possibles de la tardalité, aussi bien que pour l'évaluation de la connectivité cérébrale et de l'accouplement des activités du réseau neuronal chez les rongeurs. Les mécanismes pathologiques sous-jacents à la maladie d'Alzheimer (MA), une maladie neurodégénérative commune, restent largement inconnus. Une latéralité cérébrale altérée a été démontrée chez les personnes vieillissantes, mais si oui ou non la latéralisation anormale est l'un des premiers signes de la MA n'a pas été déterminée. Pour étudier ceci, nous avons enregistré des LFP bilatéraux dans les souris de modèle d'AD de 3-5 mois, APP/PS1, avec des contrôles sauvages de type de littermate (WT). Les LPF du cortex moteur secondaire gauche et droit (M2), spécifiquement dans la bande gamma, étaient plus synchronisés chez les souris APP/PS1 que chez les témoins WT, suggérant une asymétrie hémisphérique diminuée de M2 bilatéral dans ce modèle de souris AD. Notamment, les processus d'enregistrement et d'analyse des données sont flexibles et faciles à réaliser, et peuvent également être appliqués à d'autres voies cérébrales lors de la conduite d'expériences qui se concentrent sur les circuits neuronaux.

Pour voir si la pathologie précoce de la MA altère la capacité de la latéralisation de l'hémisphère, nous avons effectué des enregistrements bilatéraux de LFP extracellulaires dans le M2 gauche et droit des souris APP/PS1 et des contrôles de WT (âgés 3-5 mois), et avons analysé la corrélation croisée de ces gauches et lFP de droite. Chez les souris WT, les résultats ont démontré que la corrélation moyenne entre les LPF gauche s'agità droite à des décalages positifs différait considérablement de cel...

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Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice (Video) | JoVE

Nous présentons l'enregistrement électrophysiologique in vivo du potentiel local de champ (LFP) dans le cortex moteur secondaire bilatéral (M2) des souris, qui peut être appliqué pour évaluer la latéralisation d'hémisphère. L'étude a révélé des niveaux modifiés de synchronisation entre le M2 gauche et droit chez les souris APP/PS1 par rapport aux témoins WT.

Évaluation de la latéralisation de l'hémisphère avec enregistrement potentiel de terrain local bilatéral dans le cortex moteur secondaire des souris

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

Cette technique peut être utilisée pour examiner certaines propriétés de base de l’électrophysiologie interrégionale pour la latéralisation de l’hémisphère, ainsi que la connectivité, la directionnalité et le couplage. La mesure électrophysiologique est une méthode sensible et efficace d’évaluation chez les animaux, les activités neuronales. Ce protocole offre un meilleur moyen de s’intégrer dans la synchronisation des signaux électriques.La compréhension du mécanisme sous-jacent de la latéralisation altérée possible du cerveau dans la pathogénie de la maladie d’Alzheimer, peut fournir de nouvelles idées sur les biomarqueurs potentiels pour le traitement de la maladie d’Alzheimer. Avant la chirurgie, confirmer la profondeur de l’anesthésie de la souris, en effectuant un pincement de la queue ou de l’orteil avec des forceps. Ensuite, placez la souris dans l’appareil stéréotaxique, et fixez sa tête.Appliquez de l’onguent sur les deux yeux pour les garder humides. Ensuite, rasez la tête et stérilisez la zone. Faire une petite incision de 12 à 15 millimètres, au milieu de la zone rasée.À l’aide de forceps, retirez doucement le cuir chevelu de la ligne médiane. Ensuite, séparez doucement la peau et retirez le tissu résiduel. Nettoyez le crâne à l’aide de bourgeons de coton enduits de peroxyde d’hydrogène.Au microscope stéréo, percer deux petits trous, d’un à 1,5 millimètre radii, sur les côtés gauche et droit du crâne, pour permettre l’insertion des microélecrodes d’enregistrement dans les régions M2. Retirer délicatement le dura mater à l’aide d’une aiguille de tungstène. Ensuite, insérez deux microélecrodes d’enregistrement distinctes, remplies de chlorure de sodium molaire de 0,5 molaire, dans les trous, à un angle de 60 degrés, à l’aide de micromanipulateurs mécaniques.Pour l’enregistrement LFP, abaissez lentement les électrodes de verre gauche et droite aux coordonnées M2. Pour un contrôle de la qualité, testez la résistance de chaque électrode à l’aide de l’amplificateur différentiel. Ensuite, réglez le processus d’enregistrement à 0,1 hertz passe de haut, et 1000 hertz passe basse, avec 1000 fois l’amplification.Recueillir les données brutes numérisées LFP dans un état stable, pendant au moins 60 secondes, avec la souris respirer uniformément à deux respirations par seconde, sous anesthésie. Après l’enregistrement, soulevez lentement les électrodes hors du cerveau. Enregistrez les données et analysez hors ligne, avec le logiciel d’analyse.Pour effectuer l’analyse de corrélation croisée, dans le logiciel d’analyse, cliquez sur l’analyse, puis la corrélation de forme d’onde, et importez les données. Ensuite, assignez un signal de canal de forme d’onde pour être le premier canal, et l’autre comme référence. Réglez la largeur comme deux, et compensez comme un seul.Par la suite, réglez la durée des deux PLF à 100 secondes, en sélectionnant l’heure de départ et l’heure de fin. Ensuite, appuyez sur le bouton processus pour effectuer une analyse de corrélation croisée. Cliquez sur fichier, exportez comme, puis enregistrez les résultats de corrélation croisée correspondant au graphique pop-up résultant en format texte.Par la suite, supprimez les valeurs de corrélation au moment où les décalages se sont échelons à zéro plus et moins 01 seconde, puis traitez le reste des données de corrélation croisée. Pour effectuer l’analyse de cohérence, exécutez les données dans le logiciel d’analyse. Ensuite, disposez les deux signaux LFP comme les premier et deuxième canaux de forme d’onde, puis réglez la valeur de taille du bloc comme 4096.La taille du bloc signifie le nombre de points de données utilisés dans le premier pour une transformation réelle. Plus la taille du bloc est grande, meilleure est la résolution de fréquence. Déplacez les lignes pointillées manuellement, pour vous assurer que la précision du temps pour les signaux dans les deux canaux est définie comme la même période.Appuyez sur le bouton ajouter la zone pour charger la zone et effectuer une analyse de cohérence. Cliquez ensuite sur le fichier et enregistrez comme, pour enregistrer les résultats de cohérence correspondant au graphique pop-up résultant en format texte. Pour voir si la pathologie précoce de la maladie d’Alzheimer nuit à la capacité de latéralisation de l’hémisphère, des LFP extracellulaires ont été enregistrés dans le M2 gauche et droit des souris APP/PS1 et des contrôles de type sauvage, et leur corrélation croisée a été analysée.Chez les souris de type sauvage, les résultats ont démontré que la corrélation moyenne entre les LPF gauche et droite à des décalages positifs différait considérablement de celle des décalages négatifs, impliquant l’existence d’asymétries hémisphériques dans les zones M2 des contrôles de type sauvage. En comparaison, les LFP gauche et droite des souris APP/PS1 ont montré une synchronisation plus élevée dans le domaine du temps, suggérant une réduction de l’asymétrie entre la gauche et la droite M2. Des oscillations gamma ont ensuite été filtrées à partir des PLL et une analyse de cohérence a été effectuée pour mesurer la similitude des signaux électriques dans la plage de fréquence gamma. Le résultat a montré que la cohérence gamma entre la gauche et la droite M2 chez les souris APP/PS1 était significativement plus élevée que chez les souris de type sauvage, ce qui indique une synchronisation plus élevée et, par conséquent, une latéralisation réduite entre la gauche et la droite M2 chez les souris APP/PS1.L’uréthane est toxique et cancérigène, donc s’il vous plaît toujours être prudent, et suivez les règlements de sécurité lors de sa manipulation. Il est très important de tester la profondeur de l’anesthésie toutes les heures, afin d’assurer l’enregistrement stable des PL. Le processus d’enregistrement et d’analyse peut être appliqué à d’autres voies cérébrales, en particulier pour les laboratoires qui n’ont pas de systèmes d’enregistrement multicanal chez les animaux en mouvement libre.

Research

JoVE Journal

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

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Un<em&gt; In Vitro</em&gt; Préparation Susciter et enregistrement des programmes d&#39;alimentation moteur avec les mouvements physiologiques en<em&gt; Aplysia californica</em

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