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

Dette arbeidet ble støttet av tilskudd fra National Natural Science Foundation i Kina (31771219, 31871170), Science and Technology Division of Guangdong (2013KJCX0054), og Natural Science Foundation of Guangdong-provinsen (2014A030313418, 2014A030313440).

Alle dyrene ble sammenkoblet-plassert under standard forhold (12 h lys/mørke, konstant temperatur miljø, fri tilgang til mat og vann) i henhold til det kinesiske vitenskaps-og teknologilaboratorium Animals retningslinjer og eksperimenter ble godkjent av den lokale etiske komiteen av Guangzhou University. Dette er en ikke-overlevelse prosedyre.
Merk: for data vist i representative resultater, ble APP/PS1 (B6C3-TG (APPswe, PSEN1dE9) 85Dbo/J) dobbel-transgene mus og littermate Wild-type (WT) ko...

Vi rapporterer her prosedyren for in vivo bilaterale ekstracellulære innspillingen, sammen med analysere synkronisering av dual-regionen LFP signaler, som er både fleksibel og enkel å gjennomføre for å estimere hjernen halvkule lateralization, samt tilkobling, retning eller kopling mellom nevrale aktiviteter av to hjerneområder. Dette kan bli mye brukt til å avdekke ikke bare gruppe-neuronal aktiviteter, men også noen grunnleggende egenskaper interregionale elektrofysiologi, spesielt for laboratorier som...

Alzheimers sykdom (AD) er den vanligste formen for demens1,2. Ekstracellulære beta amyloid protein (β-amyloid protein, Aβ) deponering og intracellulære neurofibrillary floker (NFTs) er de viktigste patologiske funksjonene i AD3,4,5, men mekanismene underliggende annonse patogenesen forblir i stor grad uklart. Cerebral cortex, en viktig struktur i kognisjon og hukommelse, er svekket i AD6, og motor underskudd som langsom gange, vanskeligheter med å navigere i miljøet og gang forstyrrelser oppstår med fremmarsj7år. Aβ deponering og neurofibrillary floker har også blitt observert i premotor cortex (PMC) og supplerende motor området (SMA) i AD pasienter8 og kognitivt påvirket eldre voksne9, som indikerer involvering av en nedsatt motor systemet i AD-patogenesen.
Hjernen er dannet av to distinkte cerebral halvkuler som er delt av en langsgående sprekken. En sunn hjerne utstillinger både strukturelle og funksjonelle asymmetrier10, som kalles "lateralization", slik at hjernen til å effektivt håndtere flere oppgaver og aktiviteter. Aldring resulterer i en forverring i kognisjon og bevegelse, sammen med en reduksjon i hjernen laterality11,12. Motoren evnene til venstre halvkule er lett synlig i den sunne hjernen13, men i annonsen hjernen avvikende laterality oppstår som en konsekvens av svikt i venstre halvkule dominans forbundet med venstre kortikale atrofi14, 15,16. Derfor kan en forståelse av en mulig endring av hjernens lateralization i AD-patogenesen og de underliggende mekanismene gi ny innsikt i AD-patogenesen og føre til identifisering av potensielle biomarkører for behandling.
Elektrofysiologisk måling er en følsom og effektiv metode for å evaluere endringer i neuronal aktiviteter av dyr. Reduksjonen av hemispheric asymmetri i eldste (HAROLD)17 er dokumentert av elektrofysiologisk forskning med synkronisert interhemispheric overføringstid, som viser svekkelse eller fravær av hemispheric asymmetri til monaurally presentert tale stimuli i eldre18. Bruker app/ps1, en av de mest brukte ad Mouse-modellene19,20,21,22, i kombinasjon med in vivo bilaterale ekstracellulære innspilling av LFPs i både venstre og høyre m2, vi evaluert mulige laterality underskudd i AD. I tillegg, med enkle parameterinnstillinger, den innebygde funksjonen av dataanalyse programvare (se tabellen av materialer) gir en raskere og mer grei måte å analysere synkronisering av elektriske signaler enn matematisk komplekst programmeringsspråk, som er vennlig mot nybegynnere med in vivo elektrofysiologi.

<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

Denne artikkelen viser komplette, detaljerte prosedyrer for både in vivo bilaterale opptak og analyse av lokalt felt potensial (LFP) i kortikale områder av mus, som er nyttige for å evaluere mulige laterality underskudd, samt for vurdere hjernen tilkobling og kopling av nevrale nettverk aktiviteter i gnagere. Den patologiske mekanismer underliggende Alzheimers sykdom (AD), en felles nevrodegenerative sykdom, forblir i stor grad ukjent. Endrede hjernen laterality har blitt demonstrert i aldrende mennesker, men om unormale lateralization er en av de tidlige tegn på AD har ikke blitt bestemt. For å undersøke dette, registrerte vi bilaterale LFPs i 3-5-måneder gamle AD-modellen mus, APP/PS1, sammen med littermate Wild type (WT) kontroller. Den LFPs av venstre og høyre sekundære motor cortex (M2), spesielt i gamma-båndet, var mer synkronisert i APP/PS1 mus enn i WT kontroller, antyder en avslått hemispheric asymmetri av bilaterale m2 i denne AD muse modellen. Spesielt er opptaks-og dataanalyse prosessene fleksible og enkle å utføre, og kan også brukes på andre hjerne veier når du gjennomfører eksperimenter som fokuserer på neuronal kretser.

For å se om tidlig AD patologi svekker kapasiteten på halvkule lateralization, gjennomførte vi bilaterale ekstracellulære LFP innspillinger i venstre og høyre m2 av APP/PS1 mus og WT kontroller (i alderen 3-5 måneder), og analysert kryss-korrelasjon av disse venstre og høyre LFPs. I WT-mus viste resultatene at gjennomsnittlig korrelasjon mellom venstre og høyre LFPs på positivt tidspunkt etterslep skilte seg betydelig fra det på negative tidsforsinkelser, implicating eksistensen av hemispheric asymmetrier i m2-...

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

Vi presenterer in vivo elektrofysiologisk innspilling av det lokale feltet potensial (LFP) i bilaterale sekundære motor cortex (M2) av mus, som kan brukes til å evaluere halvkule lateralization. Studien avslørte endrede nivåer av synkronisering mellom venstre og høyre m2 i APP/PS1 mus sammenlignet med WT kontroller.

Evaluering av halvkule Lateralization med bilaterale lokale felt potensial Recording i sekundær motor cortex av mus

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

Denne teknikken kan brukes til å gjennomgå noen grunnleggende egenskaper interregional elektrofysiologi for halvkule lateralisering, samt tilkobling, retningsalitet, og kobling. Elektrofysiologisk måling er en følsom og effektiv metode for å evaluere hos dyrene, nevronale aktiviteter. Denne protokollen gir en bedre måte å støtte til synkronisering av elektriske signaler.Forståelsen av den underliggende mekanismen for mulig endret hjerne lateralisering i Alzheimers sykdom patogenese, kan gi ny innsikt i potensielle biomarkører for Alzheimers behandling. Før operasjonen, bekreft dybden av anestesi av musen, ved å utføre en hale eller tå klemme med tang. Deretter plasserer du musen i det stereotoksiske apparatet, og fikser hodet.Påfør salve på begge øynene for å holde dem fuktige. Deretter barberer du hodet og steriliserer området. Lag et lite snitt på 12 til 15 millimeter, midt i det barberte området.Bruk tang, trekk forsiktig hodebunnen bort fra midtlinjen. Etterpå skiller du huden forsiktig, og fjerner restvevet. Rengjør skallen ved hjelp av hydrogenperoksidbelagte bomullsknopper.Under et stereomikroskop borer du to små hull, av en til 1,5 millimeter radii, både på venstre og høyre side av skallen, for å tillate innsetting av opptaksmikroelektrodene i M2-regionene. Fjern forsiktig duramateren med en wolframnål. Deretter setter du inn to separate opptaksmikroelektroder, fylt med 0,5 molarnatriumklorid, inn i hullene, i en vinkel på 60 grader, ved hjelp av mekaniske mikromanipulatorer.For LFP-opptak senker du sakte venstre og høyre glasselektroder til M2-koordinatene. For kvalitetskontroll, test motstanden til hver elektrode, ved hjelp av differensialforsterkeren. Deretter setter du opptaksprosessen på 0,1 hertz high pass, og 1000 hertz lav pass, med 1000 ganger forsterkning.Samle de digitaliserte rå LFP-dataene i stabil tilstand, i minst 60 sekunder, med musen puste jevnt ved to åndedrag per sekund, under anestesi. Etter opptak, sakte heve elektrodene ut av hjernen. Lagre dataene og analyser frakoblet, med analyseprogramvaren.Hvis du vil utføre krysskorrelasjonsanalyse, klikker du analyse i analyseprogramvaren, deretter bølgeformkorrelasjon og importerer dataene. Deretter tilordner du ett bølgeformkanalsignal til den første kanalen, og den andre som referanse. Angi bredde som to, og forskyvning som én.Deretter angir du varigheten for begge AKU-ene til 100 sekunder ved å velge starttidspunkt og slutttidspunkt. Trykk deretter på prosessknappen for å utføre krysskorrelasjonsanalyse. Klikk fil, eksporter som, og lagre deretter resultatene for krysskorrelasjon som tilsvarer det resulterende popup-diagrammet i tekstformat.Etterpå fjerner du korrelasjonsverdiene etter tidsforsinkelser som er variert på null pluss, og minus 01 sekunder håndterer deretter resten av krysskorrelasjonsdataene. Hvis du vil utføre sammenhengsanalyse, kjører du dataene i analyseprogramvaren. Deretter ordner du de to LFP-signalene som første og andre bølgeformkanaler, og deretter angir du blokkstørrelsesverdien som 4096.Blokkstørrelse betyr antall datapunkter som brukes i den første for ekte transformasjon. Jo større blokkstørrelse, desto bedre er frekvensoppløsningen. Flytt de stiplede linjene manuelt for å sikre at tidsnøyaktigheten for signaler i begge kanalene angis som samme periode.Trykk på knappen legg til område for å laste inn området og utføre sammenhengsanalyse. Etterpå klikker du fil og lagre som, for å lagre sammenhengsresultatene som tilsvarer det resulterende popup-diagrammet i tekstformat. For å se om tidlig Alzheimers sykdomspatologi svekker kapasiteten til halvkule lateralisering, ble ekstracellulære AKU-er registrert i venstre og høyre M2 av APP / PS1-mus og villtypekontroller, og deres krysskorrelasjon ble analysert.I villtypemus viste resultatene at den gjennomsnittlige korrelasjonen mellom venstre og høyre LFPs ved positiv tidsforsinkelser skilte seg betydelig fra det ved negativt tidsforsinkelser, noe som impliserer eksistensen av hemisfæriske asymmetrier i M2-områdene av villtypekontrollene. Til sammenligning viste venstre og høyre LFPs av APP / PS1 mus høyere synkronisert i tidsdomenet, noe som tyder på en reduksjon av asymmetri mellom venstre og høyre M2. Gammasvingninger ble deretter filtrert fra AKU-ene, og det ble utført en sammenhengsanalyse for å måle likheten mellom elektriske signaler i gammafrekvensområdet. Resultatet viste at gammasammenhengen mellom venstre og høyre M2 i APP/PS1-mus var betydelig høyere enn hos de ville musene, noe som indikerer en høyere synkronisering, og dermed redusert lateralisering mellom venstre og høyre M2 i APP/PS1-mus.Uretan er giftig og kreftfremkallende, så vær alltid forsiktig, og følg sikkerhetsforskriftene når du håndterer den. Det er svært viktig å teste dybden av anestesi hver time, for å sikre at stabile AKU-er registreres. Opptaks- og analyseprosessen kan brukes på andre hjerneveier, spesielt for laboratorier som ikke har systemer for flerkanalsopptak hos fritt bevegelige dyr.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring Motor Coordination in Mice

Måle motorisk koordinasjon i Mus

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

En<em&gt; In Vitro</em&gt; Forberedelse til å få fram og ta Feeding Motor programmer med Fysiologiske Bevegelser i<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

Funksjonell Imaging av auditive cortex hos voksne katter ved hjelp av høy-feltet 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

Måling Spinal presynaptiske Hemming i mus ved Dorsal Root Potential Recording<em&gt; I 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

Samtidig opptak av samlokalisert Elektroencefalogram og lokale feltet potensialet i gnagere

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

Ikke-invasiv modulering og Robotic kartlegging av motor cortex i utviklingsland Brain

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 kinematisk analyse for funksjonell evaluering i rottemodellen av siattisk nerveknuseskade

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

Merking og Imaging av amyloid plaketter i Brain tissue bruke Natural polyphenol curcumin

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

Laserindusert hjerneskade i motorcortex av rotter

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

Elektrokortikografisk opptak av hjernebarkområder manipulert ved hjelp av et adeno-assosiert virus rettet mot cofilin hos mus

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