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

Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (31771219, 31871170), Научно-технического отдела Гуандун (2013KJCX0054), и Фонда естественных наук провинции Гуандун (2014A030313418, 2014A030313440).

Все животные были в паре-дом в стандартных условиях (12 ч свет / темный, постоянная температура окружающей среды, свободный доступ к пище и воде) в соответствии с китайским Министерством науки и техники Лаборатория животных Руководящие принципы и эксперименты были утверждены местным ком...

Мы сообщаем здесь о процедуре двусторонней внеклеточной записи in vivo, а также анализируем синхронизацию сигналов двойного региона LFP, которая является одновременно гибкой и легкой для проведения для оценки боковой системы полушария мозга, а также связь, направленность или связь ме...

Болезнь Альцгеймера (Ад) является наиболее распространенной формой деменции1,2. Внеклеточный бета-амилоидный белок (амилоидный белок, АЗ) осаждение и внутриклеточные нейрофибриллярные клубки (NFT) являются основными патологическими особенностями AD3,4,5, но механизмы, лежащие в основе АД патогенеза остаются в значительной степени неясными. Кора головного мозга, ключевая структура в познании и памяти, нарушается в6г. н.эр., и двигательные дефициты, такие как медленная ходьба, трудности навигации окружающей среды и походки нарушения происходят с возрастом7. Осаждение АЗ и нейрофибрилларные связки также наблюдались в премоторной коре (PMC) и дополнительной двигательной области (SMA) у пациентов AD8 и когнитивно влияет на пожилых людей9, что свидетельствует о причастности нарушения двигателя системы в ад патогенеза.
Мозг формируется двумя различными полушариями головного мозга, которые разделены продольной трещиной. Здоровый мозг проявляет как структурные, так и функциональные асимметрии10, которая называется "латерализация", что позволяет мозгу эффективно решать несколько задач и мероприятий. Старение приводит к ухудшению познания и передвижения, а также снижение боковости мозга11,12. Моторные способности левого полушария легко проявляются в здоровом мозге13, но в aD мозг аномальной боковости происходит как следствие отказа левого полушария доминирование, связанное с левой корковой атрофии14, 15,16. Таким образом, понимание возможного изменения боковой системы мозга в патогенеза АД и основных механизмов может дать новое представление о патогенезаАДЫ ад и привести к выявлению потенциальных биомаркеров для лечения.
Электрофизиологическое измерение является чувствительным и эффективным методом оценки изменений в нейрональной деятельности животных. Снижение асимметрии полушария у старейшин (HAROLD)17 было задокументировано электрофизиологическими исследованиями с синхронизированным межгемисферным временем передачи, которое показывает ослабление или отсутствие асимметрии полушария к нонауальному представлению речевые стимулы у пожилыхлюдей 18. Использование APP/PS1, одна из наиболее часто используемых моделей aD-мышей19,20,21,22, в сочетании с in vivo двусторонней внеклеточной записью LFPs как в левом, так и вправом M2, мы оценивалвозможный дефицит боковости в АД. Кроме того, с простыми параметрами, встроенная функция программного обеспечения для анализа данных (см. Таблица материалов) обеспечивает более быстрый и простой способ анализа синхронизации электрических сигналов, чем математически сложный язык программирования, который является дружественным для начинающих с in vivo электрофизиологии.

<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

Данная статья демонстрирует полную, детальную процедуру как для двусторонней регистрации и анализа локального полевого потенциала (LFP) в корковых областях мышей, которые полезны для оценки возможного дефицита боковости, а также для оценка связности мозга и связи деятельности нейронных сетей у грызунов. Патологические механизмы, лежащие в основе болезни Альцгеймера (Ад), распространенного нейродегенеративного заболевания, остаются в значительной степени неизвестными. Измененная латеральность мозга была продемонстрирована у стареющих людей, но является ли аномальная латерализация одним из ранних признаков АД, не определено. Чтобы исследовать это, мы записали двусторонние LFPs в 3-5-месячный модель aD мышей, APP / PS1, вместе с littermate дикого типа (WT) контроля. LFPs левой и правой вторичной моторной коры (M2), в частности, в гамма-диапазоне, были более синхронизированы в аппликации АПП/ПС1 мышей, чем в управления WT, что свидетельствует о снижение асимметрии полушария двусторонней M2 в этой модели мыши AD. Примечательно, что процессы записи и анализа данных являются гибкими и простыми в проведении, а также могут быть применены к другим путям мозга при проведении экспериментов, которые сосредоточены на нейронных цепей.

Чтобы увидеть, ухудшает ли ранняя патология АД способность боковой полушария, мы провели двусторонние внеклеточные записи LFP в левой и правой M2 из системы управления APP/PS1 и WT (в возрасте 3-5 месяцев), и проанализировали перекрестную корреляцию этих левых и правые LFP. В WT мышей, результаты п?...

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

Мы представляем в vivo электрофизиологическую запись локального полевого потенциала (LFP) в двусторонней вторичной моторной коре (М2) мышей, которые могут быть применены для оценки боковой части полушария. Исследование выявило измененные уровни синхронизации между левым и правым M2 у мышей APP/PS1 по сравнению с управлением WT.

Оценка латерализации полушария с двусторонней локальной полевой потенциальной записью во вторичном моторном кортексе мышей

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

Этот метод может быть использован для рассмотрения некоторых основных свойств межрегиональной электрофизиологии для боковой боковой полушария, а также связи, направленности и связи. Электрофизиологическое измерение является чувствительным и эффективным методом оценки у животных нейронной деятельности. Этот протокол обеспечивает лучший способ опоры в синхронизации электрических сигналов.Понимание основного механизма возможного изменения боковой мозг в болезни Альцгеймера патогенеза, может обеспечить новые идеи в потенциальных биомаркеров для лечения Альцгеймера. Перед операцией подтвердите глубину анестезии мыши, выполняя щепотку хвоста или ноша щипами. Далее располагаем мышью в стереотаксисном аппарате и зафиксим ее голову.Нанесите мазь на оба глаза, чтобы держать их влажными. Затем побрить голову и стерилизовать область. Сделайте небольшой разрез от 12 до 15 миллиметров, в середине бритой области.Используя миппы, осторожно оттяните кожу головы от средней линии. После этого, отделить кожу осторожно, и удалить остаточные ткани. Очистите череп, используя перекись водорода покрытые ватными палочками.Под стерео микроскопом просверлите два небольших отверстия, радиус от одного до 1,5 миллиметра, как на левой, так и на правой сторонах черепа, чтобы обеспечить вставку записывающих микроэлектродов в области М2. Аккуратно удалите dura mater с помощью вольфрамовой иглы. Затем вставьте в отверстия два отдельных записывающих микроэлектрода, наполненных хлоридом натрия 0,5 моляра, под углом 60 градусов с использованием механических микроманипуляторов.Для записи LFP медленно опустите левые и правые стеклянные электроды к координатам M2. Для контроля качества проверьте устойчивость каждого электрода с помощью дифференциального усилителя. Далее, установить процесс записи на 0,1 герц высокий проход, и 1000 герц низкий проход, с 1000 раз усиления.Соберите оцифрованные необработанные данные LFP в стабильном состоянии, по крайней мере 60 секунд, с мышью дыхание равномерно на два вдоха в секунду, под наркозом. После записи медленно поднимите электроды из мозга. Сохранить данные и анализировать в автономном режиме, с анализом программного обеспечения.Для выполнения кросс-корреляционного анализа, в программном обеспечении анализа, нажмите анализ, затем волновой корреляции, и импортировать данные. Далее, назначить один сигнал канала волновой формы, чтобы быть первым каналом, а другой в качестве ссылки. Установите ширину как два, и компенсируется как один.Впоследствии установите продолжительность обоих LFPs до 100 секунд, выбрав время начала и время окончания. Затем нажмите кнопку процесса для выполнения кросс-корреляционного анализа. Нажмите файл, экспорт как, а затем сохранить кросс-корреляции результаты, соответствующие результирующей всплывающей диаграммы в текстовом формате.После этого удалите значения корреляции во времени, колебались на нулевом плюсе и минус 01 секунде, а затем разберись с остальными данными о перекрестной корреляции. Для выполнения анализа согласованности запустите данные в программном обеспечении для анализа. Затем организуйте два сигнала LFP в качестве первого и второго волновых каналов, а затем установите значение размера блока как 4096.Размер блока означает количество точек данных, используемых в первом для реальной трансформации. Чем больше размер блока, тем лучше разрешение частоты. Переместим пунктирные линии вручную, чтобы обеспечить точность времени для сигналов в обоих каналах, устанавливаемых как один и тот же период.Нажмите кнопку добавить область для загрузки области и выполнить анализ согласованности. После этого нажмите файл и сохранить, как, чтобы сохранить результаты согласованности, соответствующие полученной всплывающей диаграммы в текстовом формате. Чтобы увидеть, является ли ранняя патология болезни Альцгеймера ухудшает способность боковой полости полушария, внеклеточные ЛФП были зарегистрированы в левой и правой M2 мышей APP/PS1 и диких элементов управления типа, и их перекрестная корреляция была проанализирована.У диких мышей типа, результаты показали, что средняя корреляция между левым и правым LFPs при положительных лагах времени значительно отличается от этого при отрицательных лагах времени, подразумевая существование асимметрии полушария в областях M2 элементов управления диким типом. Для сравнения, левые и правые ЛФП мышей APP/PS1 показали более высокую синхронизацию во времени домена, что свидетельствует о снижении асимметрии между левой и правой M2. Затем гамма-колебания были отфильтрованы из ЛФП, и был проведен анализ согласованности для измерения сходства электрических сигналов в гамма-диапазоне частот. Результат показал, что гамма-согласованность между левым и правым M2 у мышей APP/PS1 была значительно выше, чем у диких мышей типа, что указывает на более высокую синхронизацию, и, следовательно, снижение боковой между левым и правым M2 у мышей APP/PS1.Уретан является токсичным и канцерогенным, поэтому, пожалуйста, всегда будьте осторожны, и следуйте правилам безопасности при обращении с ним. Очень важно, чтобы проверить глубину анестезии ехай, для того, чтобы обеспечить стабильную LFPs записывается. Процесс записи и анализа может быть применен к другим путям мозга, особенно для лабораторий, которые не имеют систем для многокана канала записи в свободно движущихся животных.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring Motor Coordination in Mice

Измерение моторной координации у мышей

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; In Vitro</em&gt; Подготовка к Выявление и записи программ кормления двигателя с Физиологические движения в<em&gt; Aplysia саЩогтса</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

Функциональной визуализации из слуховой коры у взрослых кошек с использованием высокого поля МРТ

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

Измерение спинного пресинаптического торможения у мышей, спинных потенциального записи<em&gt; В 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

Параллельная запись совместно локализованных электроэнцефалография и потенциал местных полевых грызунов

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

Неинвазивная модуляция и роботизированное картирование моторного коры в развивающемся мозге

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 кинематический анализ для функциональной оценки в Крыса Модель Сиатический нерв Давка травмы

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

Маркировка и изображение амилоидных пластин в мозговой ткани с использованием природного полифенола куркумина

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

Лазерная травма головного мозга в моторном кортексе крыс

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

Электрокортикографическая запись областей коры головного мозга, манипулируемых с использованием аденоассоциированного вируса, нацеленного на кофилин у мышей

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