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

עבודה זו הייתה נתמכת על ידי מענקים מן הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (31771219, 31871170), חטיבת המדע והטכנולוגיה של גואנג-דונג (2013KJCX0054), ואת הקרן המדע הטבעי של פרובינצית גואנג-דונג (2014A030313418, 2014A030313440).

כל בעלי החיים היו משויכים בתנאים סטנדרטיים (12 h אור/כהה, טמפרטורה קבועה, גישה חופשית למזון ולמים) על פי משרד המדע הסינית למדעי הטכנולוגיה בעלי חיים הנחיות וניסויים אושרו על ידי הוועדה האתית המקומית של אוניברסיטת גואנגג'ואו. . זהו נוהל שאינו הישרדות
הערה: עבור נתונים המוצגים ב?...

אנו מדווחים כאן על ההליך בהקלטה vivo דו-צדדיים דו צדדית, יחד עם ניתוח הסנכרון של אותות lfp באזור כפול, שהוא גמיש וקל לנהל להערכת המוח האונה הסופי, כמו גם ה קישוריות, כיוון או צימוד בין פעילות עצבית של שני אזורי מוח. זה יכול לשמש רבות כדי לחשוף לא רק פעילויות נוירואליות, אלא גם כמה מאפיינים בס...

מחלת אלצהיימר (AD) היא הצורה השכיחה ביותר של דמנציה1,2. ביתא עמילואיד בחלבון (β-עמילואיד בחלבון, Aβ) התצהיר ו neurofibrillary סבך (בתרי) הם המאפיינים הפתולוגיים העיקריים של המודעה3,4,5, אבל המנגנונים הבסיסיים לספירה פתוגנזה נשארת בלתי ברורה. קליפת המוח, מבנה המפתח בקוגניציה ובזיכרון, לקויה ב-6לספירה, וליקויים מוטוריים כגון הליכה איטית, הקושי מנווט את הסביבה ואת הפרעות הליכה להתרחש עם ההתקדמות גיל7. Aβ ההצהרה ואת נוירופיבריליאן סבך יש גם נצפתה בקליפת premotor (PMC) ובאזור מנוע המשלים (SMA) ב לספירה חולים8 ו מבוגרים השפיעו באופן בלתי מבוגר9, המציין את מעורבות של מנוע לקויי מערכת בפתוגנזה לספירה.
המוח נוצר על ידי שתי אונות מוחית נפרדות המחולקים באמצעות סדק אורכי. מוח בריא מציג הן אסימטריות מבניים והן פונקציונלי10, אשר נקרא "הקשר", המאפשר למוח להתמודד ביעילות עם משימות ופעילויות מרובות. הזדקנות התוצאות בהתדרדרות בקוגניציה ובתנועה, יחד עם הפחתה במוח החוצה11,12. היכולות המוטוריים של האונה השמאלית ברור במוח בריא13, אבל במוח המודעה הקשר החריג מתרחשת כתוצאה של כישלון של שליטה האונה השמאלית הקשורה ניוון שמאל של קליפת המוח14, 15,16. לכן, הבנה של שינוי אפשרי של מחדש המוח בפתוגנזה לספירה ואת המנגנונים הבסיסיים עשויים לספק תובנות חדשות לתוך פתוגנזה לספירה ולהוביל זיהוי של סמנים פוטנציאליים לטיפול.
מדידה אלקטרופיסיולוגית היא שיטה רגישה ואפקטיבית להערכת שינויים בפעילויות הנוירואליות של בעלי חיים. הפחתה של המירה א-סימטריה בזקני (הרולד)17 תועדה על ידי מחקר אלקטרולוגי עם זמן העברה מסונכרן בין-ממדי, המראה היחלשות או היעדרות של המירה-סימטריה להצגה מונאורית גירוי דיבור בקשישים18. ניצול APP/PS1, אחד הדגמים הנפוצים ביותר בשימוש בעכבר19,20,21,22, בשילוב עם vivo הקלטה דו צדדית של lfps בשתי שמאל וימין M2, אנחנו ערך הערכה של למידת הספירה האפשרית ב-AD. בנוסף, עם הגדרות פרמטרים פשוטות, הפונקציה המובנית של תוכנת ניתוח נתונים (ראה טבלת החומרים) מספקת דרך מהירה וישירה יותר לנתח את הסנכרון של אותות חשמליים מבחינה מתמטית שפת תכנות מורכבת, הידידותית למתחילים עם vivo electrophysiology.

<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

מאמר זה מדגים הליכים שלמים ומפורטים הן בהקלטה ובניתוח vivo דו-צדדיים של פוטנציאל השדה המקומי (lfp) באזורים הקורטיקליים של העכברים, השימושיים להערכת שימוש אפשרי בחסרונות, כמו גם עבור הערכת קישוריות המוח צימוד של פעילויות הרשת העצבית במכרסמים. המנגנונים הפתולוגיים שבבסיס מחלת האלצהיימר (AD), מחלה ניווניות נפוצה, נשארים לא ידועים ברובו. שונה המוח משני הוכח הפגינו אנשים הזדקנות, אבל אם הפרט החריג הוא אחד הסימנים המוקדמים של AD לא נקבע. כדי לחקור את זה, הקלטנו את הדו LFPs ב 3-5-החודש-הישן לספירה עכברים מודל, APP/PS1, יחד עם מסוג פראי להזדווג (WT) פקדים. LFPs של קליפת מנוע שמאל וימין משני (M2), במיוחד בלהקת גמא, היו מסונכרנים יותר ב-APP/PS1 עכברים מאשר בפקדים WT, מציע האונה המיורה סימטרי של M2 דו צדדי במודל זה לעכבר לספירה. בעיקר, תהליכי ההקלטה וניתוח הנתונים הם גמישים וקלים לביצוע, ויכולים להיות גם מיושמים על מסלולים אחרים במוח כאשר עורכים ניסויים המתמקדים במעגלים עצביים.

כדי לראות אם מוקדם לפתולוגיה של AD פוגע בקיבולת של החצי הכדור המחצית, ערכנו הקלטות lfp דו צדדיות בשמאל ובימין M2 של APP/PS1 עכברים ו-WT שולטת (בגילאי 3-5 חודשים), וניתח את הקורלציה הצולבת של אלה שמאל ו ימין LFPs. בעכברים WT, התוצאות הראו כי הקורלציה מתכוון בין שמאל לימין LFPs בזמן חיובי lfps שונה באופן משמעות?...

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

אנו מציגים הקלטה vivo electroפיסיולוגית של פוטנציאל השדה המקומי (lfp) בקליפת המנוע הדו המשני (M2) של עכברים, אשר ניתן להחיל על הערכת האונה הצדדית. המחקר חשף רמות ששונו של סנכרון בין M2 שמאל וימין ב-APP/PS1 עכברים לעומת שולטת WT.

הערכה של החצי הכדור השני עם הקלטה הפוטנציאלי השדה המקומי בקליפת המנוע המשני של עכברים

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

טכניקה זו יכולה לשמש כדי לסקור כמה מאפיינים בסיסיים של אלקטרופיזיולוגיה בין-רגולציה עבור חצי הכדור לאורך, כמו גם את הקישוריות, כיווניות, צימוד. מדידה אלקטרופיזיולוגית היא שיטה רגישה ויעילה להערכת בעלי החיים, פעילויות עצביות. פרוטוקול זה מספק דרך טובה יותר לתמוך בסנכרון של אותות חשמליים.ההבנה של המנגנון הבסיסי של שינוי אפשרי של המוח lateralization במחלת אלצהיימר פתוגנזה, עשוי לספק תובנות חדשות לתוך סמנים ביולוגיים פוטנציאליים לטיפול באלצהיימר. לפני הניתוח, לאשר את עומק ההרדמה של העכבר, על ידי ביצוע זנב או קמצוץ בוהן עם מדפים. לאחר מכן, מקם את העכבר במנה הסטריאוטוקסית ותקן את ראשו.החל משחה על שתי העיניים כדי לשמור אותם לחים. לאחר מכן, לגלח את הראש, ולעקר את האזור. בצע חתך קטן של 12 עד 15 מילימטרים, באמצע האזור המגולח.באמצעות מדפים, בעדינות למשוך את הקרקפת הרחק קו האמצע. לאחר מכן, להפריד את העור בעדינות, ולהסיר את הרקמה שיורית. לנקות את הגולגולת, באמצעות ניצני כותנה מצופים מי חמצן.תחת מיקרוסקופ סטריאו, לקדוח שני חורים קטנים, של אחד עד 1.5 מילימטרים radii, משני הצדדים השמאליים והימין של הגולגולת, כדי לאפשר החדרה של microelectrodes הקלטה לתוך אזורי M2. בזהירות להסיר את הדורא מאטר עם מחט טונגסטן. לאחר מכן, הכנס שני מיקרואלקטרודות הקלטה נפרדות, מלאות בנתרן כלוריד 0.5 טוחן, לתוך החורים, בזווית של 60 מעלות, באמצעות מיקרומניפולטורים מכניים.עבור הקלטת LFP, הנמיך באיטיות את אלקטרודות הזכוכית השמאלית והימין אל קואורדינטות M2. לבקרת איכות, בחן את ההתנגדות של כל אלקטרודה, באמצעות מגבר דיפרנציאלי. לאחר מכן, להגדיר את תהליך ההקלטה על 0.1 הרץ גבוה לעבור, ו 1000 הרץ נמוך לעבור, עם 1000 פעמים הגברה.לאסוף את הנתונים LFP גלם דיגיטציה במצב יציב, לפחות 60 שניות, עם העכבר נושם באופן שווה בשתי נשימות לשנייה, תחת הרדמה. לאחר ההקלטה, הרם באיטיות את האלקטרודות אל מחוץ למוח. שמור את הנתונים ותנתח במצב לא מקוון, באמצעות תוכנת הניתוח.כדי לבצע ניתוח חוצה מתאם, בתוכנת הניתוח, לחץ על ניתוח ולאחר מכן על מתאם צורת גל וייבא את הנתונים. לאחר מכן, הקצה אות ערוץ צורת גל אחד לערוץ הראשון והשני כהפניה. הגדר רוחב כשתיים והיסט כאחד.לאחר מכן, הגדר את משך הזמן של שני LFPs ל- 100 שניות, על-ידי בחירת זמן ההתחלה ושעות הסיום. לאחר מכן, לחץ על לחצן התהליך כדי לבצע ניתוח מתאם צולב. לחץ על קובץ, יצא כ ולאחר מכן שמור את תוצאות המתאם הצולב המתאימות לתרשים המוקפץ שנוצר בתבנית טקסט.לאחר מכן, הסר את ערכי המתאם בזמן בפיגורים בטווח אפס פלוס ומינוס 01 שניות ולאחר מכן טפל בשאר הנתונים חוצי המתאם. כדי לבצע ניתוח קוהרנטיות, הפעל את הנתונים בתוכנת הניתוח. לאחר מכן, סדר את שני אותות ה- LFP כערוצי צורת הגל הראשונה והשניה ולאחר מכן הגדר את ערך גודל הבלוק כ- 4096.גודל בלוק פירושו מספר נקודות הנתונים המשמשות בראשון עבור המרה אמיתית. ככל שגודל הבלוק גדול יותר, כך רזולוציית התדר טובה יותר. הזז את הקווים המנוקדים באופן ידני, כדי להבטיח את דיוק הזמן עבור אותות בשני הערוצים מוגדרים כאותה תקופה.לחץ על לחצן הוסף אזור כדי לטעון את האזור ולבצע ניתוח קוהרנטיות. לאחר מכן לחץ על קובץ ושמור בשם, כדי לשמור את תוצאות הקוהרנטיות המתאימות לתרשים המוקפץ שנוצר בתבנית טקסט. כדי לראות אם פתולוגיה מוקדמת של מחלת אלצהיימר פוגעת ביכולת של חצי הכדור לצד השני, LFPs חוץ תאיים נרשמו M2 שמאלה וימינה של עכברי APP / PS1 ובקרות סוג פראי, ואת המתאם הצולב שלהם נותח.בעכברים מסוג פראי, התוצאות הראו כי המתאם הממוצע בין LFPs שמאלה וי הימנית בפיגור זמן חיובי היה שונה באופן משמעותי מזה בזמן שלילי מפגר, מה שמסבך את קיומם של בלתי סימטריות hemispheric באזורי M2 של פקדי סוג הבר. לשם השוואה, LFPs שמאלה וי הימנית של עכברי APP/PS1 הראו מסונכרן גבוה יותר בתחום הזמן, מה שמרמז על הפחתה של א-סימטריה בין M2 שמאלה וי הימנית. תנודות גמא מסוננים לאחר מכן מ- LFPs וניתוח קוהרנטיות בוצע כדי למדוד את הדמיון של אותות חשמליים בטווח תדר הגמא. התוצאה הראתה כי קוהרנטיות הגמא בין M2 שמאלה וימית בעכברים APP/PS1 היה גבוה משמעותית מזה בעכברים מסוג פראי, המציין סנכרון גבוה יותר, וכתוצאה מכך מופחתת רב-שנתיזציה בין M2 שמאלה ויטן בעכברים APP/PS1.אורתאן רעיל ומסרטן, אז בבקשה תמיד להיות זהיר, ופעל בהתאם לתקנות הבטיחות בעת הטיפול בו. חשוב מאוד לבדוק את עומק ההרדמה מדי שעה, על מנת להבטיח LFPs יציב להיות מוקלט. תהליך ההקלטה והניתוח יכול להיות מיושם על מסלולי מוח אחרים, במיוחד עבור מעבדות אשר אין מערכות הקלטה רב ערוצית בבעלי חיים נעים בחופשיות.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring Motor Coordination in Mice

מדידת קואורדינציה מוטורית בעכברים

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

<em&gt; במבחנה</em&gt; הכנה להפקה והקלטה של ​​תוכניות רכב האכלה עם תנועות פיסיולוגיות<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

הדמיה תפקודית של השמיעתי Cortex בחתולים בוגרים באמצעות גבוהה שדה 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

מדידת השדרה Presynaptic עיכוב בעכברים על ידי הקלטה פוטנציאלית הגבי רוט<em&gt; בVivo</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

הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם ופוטנציאל שדה מקומי במכרסם

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

אפנון לא פולשני ומיפוי רובוטי של קליפת מנוע במוח המתפתח

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 ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה

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

תיוג והדמיה של שלטי עמילואיד ברקמת המוח באמצעות פוליפנול טבעי כורכומין

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

פגיעה מוחית כתוצאה בלייזר בקליפת המוח המוטורית של חולדות

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

הקלטה אלקטרוקורטיקוגרפית של אזורי קליפת המוח מניפולציה באמצעות וירוס הקשור אדנו מיקוד Cofilin בעכברים

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