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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Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (31771219, 31871170), della Divisione Scienza e Tecnologia del Guangdong (2013KJCX0054) e della Fondazione di Scienze Naturali della Provincia di Guangdong (2014A030313418, 2014A030313440).

Tutti gli animali sono stati alloggiati in condizioni standard (12 h ambiente chiaro/scuro, a temperatura costante, libero accesso al cibo e all'acqua) secondo il Laboratorio cinese del Ministero della Scienza e della Tecnologia dal comitato etico locale dell'Università di Guangzhou. Questa è una procedura di non sopravvivenza.
NOTA: per i dati riportati nei risultati rappresentativi, per i dati APP/PS1 (B6C3-Tg (APPswe, PSEN1dE9) 85Dbo/J) sono stati utilizzati per le registrazioni (n - 10, ...

Riportiamo qui la procedura per la registrazione extracellulare bilaterale in vivo, insieme all'analisi della sincronizzazione dei segnali LFP a doppia area, che è flessibile e facile da condurre per stimare la lateralizzazione dell'emisfero cerebrale, così come connettività, direzionalità o accoppiamento tra attività neurali di due aree cerebrali. Questo può essere ampiamente utilizzato per rivelare non solo attività neuronali di gruppo, ma anche alcune proprietà di base dell'elettrofisiologia interregi...

Il morbo di Alzheimer (AD) è la forma più comune di demenza1,2. La deposizione extracellulare di beta amiloide (proteina amiloide, amiloide, az) deposizione e i grovigli neurofibrillari intracellulari (NFT) sono le principali caratteristiche patologiche di AD3,4,5, ma i meccanismi alla base di AD patogenesi rimangono in gran parte poco chiare. La corteccia cerebrale, una struttura chiave nella cognizione e nella memoria, è compromessa nel6adD e i deficit motori come la camminata lenta, la difficoltà di navigazione nell'ambiente e i disturbi dell'andatura si verificano con l'avanzare dell'etàdi 7anni. La deposizione di aecuzazione e i grovigli neurofibrillari sono stati osservati anche nella corteccia premotoria (PMC) e nell'area motoria supplementare (SMA) nei pazienti affetti da AD8 e negli adulti anziani con impatto cognitivo9, indicando il coinvolgimento di un nella patogenesi AD.
Il cervello è formato da due distinti emisferi cerebrali che sono divisi da una fessura longitudinale. Un cervello sano presenta asimmetrie strutturali e funzionali10, che si chiama "lateralizzazione", permettendo al cervello di affrontare in modo efficiente più attività e attività. L'invecchiamento si traduce in un deterioramento della cognizione e della locomozione, insieme a una riduzione della lateralità cerebrale11,12. Le capacità motorie dell'emisfero sinistro sono immediatamente evidenti nel cervello sano13, ma nel cervello AD lalateralità aberrone si verifica come conseguenza del fallimento del dominio dell'emisfero sinistro associato all'atrofia corticale sinistra14, 15,16. Pertanto, la comprensione di una possibile alterazione della lateralizzazione cerebrale nella patogenesi delle AD e dei meccanismi sottostanti può fornire nuove informazioni sulla patogenesi dell'AD e portare all'identificazione di potenziali biomarcatori per il trattamento.
La misurazione elettrofisiologica è un metodo sensibile ed efficace per valutare i cambiamenti nelle attività neuronali degli animali. La riduzione dell'asimmetria emisferica negli anziani (HAROLD)17 è stata documentata dalla ricerca elettrofisiologica con il tempo di trasferimento interhemispheric sincronizzato, che mostra l'indebolimento o l'assenza di asimmetria emisferica a presentata mostaucolorata stimoli vocali negli anziani18. Utilizzando APP/PS1, uno dei modelli murini AD più comunemente utilizzati19,20,21,22, in combinazione con la registrazione extracellulare bilaterale in vivo di LFP in entrambi i M2 sinistro e destro, abbiamo ha valutato i possibili deficit di lateralità in AD. Inoltre, con semplici impostazioni dei parametri, la funzione integrata del software di analisi dei dati (vedi Tabella dei materiali) fornisce un modo più veloce e più semplice per analizzare la sincronizzazione dei segnali elettrici rispetto matematicamente complesso linguaggio di programmazione, che è amichevole per i principianti con elettrofisiologia 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

Questo articolo illustra procedure complete e dettagliate sia per la registrazione bilaterale in vivo che l'analisi del potenziale sul campo locale (LFP) nelle aree corticali dei topi, utili per valutare possibili deficit di lateralità, nonché per la valutazione della connettività cerebrale e l'accoppiamento delle attività di rete neurale nei roditori. I meccanismi patologici alla base del morbo di Alzheimer (AD), una malattia neurodegenerativa comune, rimangono in gran parte sconosciuti. Alterato lateralità cerebrale è stato dimostrato in persone di invecchiamento, ma se la lateralizzazione anormale è uno dei primi segni di AD non è stato determinato. Per indagare su questo, abbiamo registrato l'LFP bilaterale in topi modello AD di 3-5 mesi, APP/PS1, insieme acontrolli di tipo selvaggio (WT) di littermate. Gli LFP della corteccia motoria secondaria sinistra e destra (M2), in particolare nella banda gamma, erano più sincronizzati nei topi APP/PS1 che nei controlli WT, suggerendo una declineta asimmetria emisferica dell'M2 bilaterale in questo modello murino AD. In particolare, i processi di registrazione e analisi dei dati sono flessibili e facili da eseguire, e possono anche essere applicati ad altri percorsi cerebrali quando conducono esperimenti che si concentrano sui circuiti neuronali.

Per vedere se la patologia precoce dell'AD compromette la capacità della lateralizzazione dell'emisfero, abbiamo condotto registrazioni LFP extracellulari bilaterali nel M2 sinistro e destro dei topi APP/PS1 e controlli WT (di età compresa tra 3-5 mesi) e analizzato la correlazione incrociata di questi controlli sinistro e sinistro LFP destro. Nei topi WT, i risultati hanno dimostrato che la correlazione media tra LFP sinistro e destro in tempi positivi ritardi differiva in modo significativo da quello in tempi negativ...

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

Presentiamo la registrazione elettrofisiologica in vivo del potenziale di campo locale (LFP) nella corteccia motoria secondaria bilaterale (M2) dei topi, che può essere applicata per valutare la lateralizzazione dell'emisfero. Lo studio ha rivelato livelli alterati di sincronizzazione tra l'M2 sinistro e destro nei topi APP/PS1 rispetto ai controlli WT.

Valutazione della lateralizzazione dell'emisfero con la registrazione del potenziale sul campo locale bilaterale nella corteccia motoria secondaria dei topi

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

Questa tecnica può essere utilizzata per rivedere alcune proprietà di base dell'elettrofisiologia interregionale per la lateralizzazione dell'emisfero, così come la connettività, la direzionalità e l'accoppiamento. La misurazione elettrofisiologia è un metodo sensibile ed efficace di valutazione negli animali, attività neuronali. Questo protocollo fornisce un modo migliore per prop nella sincronizzazione dei segnali elettrici.La comprensione del meccanismo sottostante di possibile lateralizzazione cerebrale alterata nella patogenesi del morbo di Alzheimer, può fornire nuove informazioni sui potenziali biomarcatori per il trattamento dell'Alzheimer. Prima dell'intervento chirurgico, confermare la profondità dell'anestesia del topo, eseguendo una coda o un dito del piedino con le forcep. Quindi, posizionare il mouse nell'apparato stereotassico e fissarne la testa.Applicare un unguento su entrambi gli occhi per mantenerli umidi. Quindi, radere la testa e sterilizzare l'area. Fai una piccola incisione da 12 a 15 millimetri, nel mezzo dell'area rasata.Usando le forcep, allontanare delicatamente il cuoio capelluto dalla linea mediana. Successivamente, separare delicatamente la pelle e rimuovere il tessuto residuo. Pulire il cranio, utilizzando cotton fioc rivestiti di perossido di idrogeno.Al microscopio stereo, praticare due piccoli fori, da uno a 1,5 millimetri di raggi, sia sul lato sinistro che su quello destro del cranio, per consentire l'inserimento dei microelettrodi di registrazione nelle regioni M2. Rimuovere con cura il dura mater con un ago di tungsteno. Quindi, inserire due microelettrodi di registrazione separati, riempiti con cloruro di sodio molare 0,5, nei fori, con un angolo di 60 gradi, utilizzando micromanipolatori meccanici.Per la registrazione LFP, abbassare lentamente gli elettrodi di vetro sinistro e destro alle coordinate M2. Per il controllo qualità, testare la resistenza di ogni elettrodo, utilizzando l'amplificatore differenziale. Successivamente, imposta il processo di registrazione a 0,1 hertz high pass e 1000 hertz low pass, con amplificazione 1000 volte.Raccogli i dati LFP grezzi digitalizzati in stato stabile, per almeno 60 secondi, con il mouse che respira uniformemente a due respiri al secondo, in anestesia. Dopo la registrazione, sollevare lentamente gli elettrodi dal cervello. Salva i dati e analizza offline, con il software di analisi.Per eseguire analisi di correlazione incrociata, nel software di analisi fare clic su analisi, quindi correlazione delle forme d'onda e importare i dati. Assegnare quindi un segnale del canale della forma d'onda come primo canale e l'altro come riferimento. Impostare la larghezza su due e l'offset come uno.Successivamente, impostare la durata di entrambi gli LFP su 100 secondi, selezionando l'ora di inizio e l'ora di fine. Quindi, premere il pulsante processo per eseguire l'analisi di correlazione incrociata. Fare clic su file, esporta con nome, quindi salvare i risultati della correlazione incrociata corrispondenti al grafico a comparsa risultante in formato testo.Successivamente, rimuovere i valori di correlazione ai ritardi di tempo variavano a zero più e meno 01 secondi, quindi gestire il resto dei dati di correlazione incrociata. Per eseguire l'analisi della coerenza, eseguire i dati nel software di analisi. Quindi, disporre i due segnali LFP come primo e secondo canale della forma d'onda, quindi impostare il valore della dimensione del blocco su 4096.Dimensione blocco indica il numero di punti dati utilizzati nel primo per la trasformazione reale. Maggiore è la dimensione del blocco, migliore è la risoluzione della frequenza. Spostare manualmente le linee tratteggiate, per garantire che l'accuratezza del tempo per i segnali in entrambi i canali venga impostata nello stesso periodo.Premere il pulsante aggiungi area per caricare l'area ed eseguire l'analisi della coerenza. Successivamente fare clic su file e salvare con nome, per salvare i risultati della coerenza corrispondenti al grafico a comparsa risultante in formato testo. Per vedere se la patologia precoce del morbo di Alzheimer compromette la capacità di lateralizzazione dell'emisfero, gli LFP extracellulari sono stati registrati nell'M2 sinistro e destro dei topi APP / PS1 e dei controlli di tipo selvaggio e la loro correlazione incrociata è stata analizzata.Nei topi di tipo selvatico, i risultati hanno dimostrato che la correlazione media tra l'LFP sinistro e destro in tempi positivi differiva significativamente da quella nei ritardi di tempo negativi, implicando l'esistenza di asimmetrie emisferiche nelle aree M2 dei controlli di tipo selvaggio. In confronto, gli LFP sinistro e destro dei mouse APP/PS1 mostravano una maggiore sincronizzazione nel dominio del tempo, suggerendo una riduzione dell'asimmetria tra l'M2 sinistro e quello destro. Le oscillazioni gamma sono state quindi filtrate dagli LFP ed è stata eseguita un'analisi di coerenza per misurare la somiglianza dei segnali elettrici nell'intervallo di frequenza gamma. Il risultato ha mostrato che la coerenza gamma tra l'M2 sinistro e destro nei topi APP/PS1 era significativamente superiore a quella dei topi di tipo selvatico, indicando una maggiore sincronizzazione, e di conseguenza ha ridotto la lateralizzazione tra l'M2 sinistro e destro nei topi APP/PS1.L'uretano è tossico e cancerogeno, quindi si prega di stare sempre attenti e seguire le norme di sicurezza durante la manipolazione. È molto importante testare la profondità dell'anestesia ogni ora, al fine di garantire la registrazione di LSP stabili. Il processo di registrazione e analisi può essere applicato ad altre vie cerebrali, specialmente per i laboratori che non hanno sistemi per la registrazione multicanale in animali che si muovono liberamente.

Research

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