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

Detta arbete stöddes av bidrag från National Natural Science Foundation i Kina (31771219, 31871170), vetenskap och teknik Division i Guangdong (2013KJCX0054), och Natural Science Foundation i Guangdongprovinsen (2014A030313418, 2014A030313440).

Alla djur var ihopkopplade-inrymt under standardförhållanden (12 h ljus/mörker, konstant temperatur miljö, fri tillgång till mat och vatten) enligt den kinesiska ministeriet för vetenskap och teknik laboratoriedjur riktlinjer och experiment godkändes av den lokala etiska kommittén vid Guangzhous universitet. Detta är en icke-överlevnad förfarande.
Anmärkning: för data som visas i representativa resultat, APP/PS1 (B6C3-TG (APPswe, PSEN1dE9) 85Dbo/J) dubbel-transgena möss och litte...

Vi rapporterar här förfarandet för in vivo bilaterala extracellulära inspelning, tillsammans med att analysera synkroniseringen av Dual-region LFP signaler, som är både flexibel och lätt att genomföra för att uppskatta hjärnhalva halvklotet lateralization, samt anslutning, riktningen eller koppling mellan neurala aktiviteter av två hjärnområden. Detta kan ofta användas för att avslöja inte bara grupp-neuronala aktiviteter, men också några grundläggande egenskaper interregionala elektrofysiolog...

Alzheimers sjukdom (AD) är den vanligaste formen av demens1,2. Extracellulärt beta-amyloid-protein (β-amyloid protein, Aβ) deposition och intracellulära neurofibrillära trassel (NFTS) är de viktigaste patologiska drageni AD3,4,5, men mekanismerna bakom AD patogenesen är fortfarande i stort sett oklar. Hjärnbarken, en nyckel struktur i kognition och minne, är nedsatt i AD6, och motoriska underskott såsom långsamma promenader, svårigheter att navigera i miljön och gång störningar uppstår med stigande ålder7. Aβ deposition och neurofibrillära trassel har också observerats i premotoriska Cortex (PMC) och kompletterande motoriska område (SMA) i AD patienter8 och kognitivt påverkade äldre vuxna9, vilket tyder på inblandning av en nedsatt motorisk systemet i AD-patogenesen.
Hjärnan bildas av två distinkta hjärn halvklot som delas av en längsgående spricka. En hälsosam hjärna uppvisar både strukturella och funktionella asymmetrier10, som kallas "lateralization", gör det möjligt för hjärnan att effektivt hantera flera uppgifter och aktiviteter. Åldrande resulterar i en försämring av kognition och förflyttning, tillsammans med en minskning av hjärnans lateralitet11,12. Den motoriska förmågor av vänster hjärnhalva är tydligt i den friska hjärnan13, men i annonsen hjärnan avvikande lateralitet sker som en följd av misslyckandet med vänster hjärnhalva dominans i samband med vänster kortikal atrofi14, 15,16. Därför kan en förståelse för en eventuell förändring av hjärnans lateralisering i AD-patogenesen och de bakomliggande mekanismerna ge nya insikter i AD-patogenesen och leda till identifiering av potentiella biomarkörer för behandling.
Elektrofysiologiska mätningar är en känslig och effektiv metod för att utvärdera förändringar i neuronala aktiviteter av djur. Minskningen av hemisfärisk asymmetri i äldster (HAROLD)17 har dokumenterats genom Elektrofysiologisk forskning med synkroniserad interhemisfärisk överföringstid, vilket visar en försvagning eller avsaknad av hemisfärisk asymmetri till monaurally presenterad tal stimuli hos äldre18. Använda app/ps1, en av de vanligaste annons mus modellerna19,20,21,22, i kombination med in vivo bilateral extracellulär inspelning av lfps i både vänster och höger m2, vi utvärderade möjliga lateralitet underskott i AD. Dessutom, med enkla parameterinställningar, den inbyggda funktionen av dataanalysprogram (se tabellen av material) ger ett snabbare och mer enkelt sätt att analysera synkroniseringen av elektriska signaler än matematiskt komplext programmeringsspråk, som är vänligt för nybörjare 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

Denna artikel visar kompletta, detaljerade förfaranden för både in vivo bilateral inspelning och analys av lokal fältpotential (LFP) i kortikala områden av möss, som är användbara för att utvärdera eventuella lateralitet underskott, samt för bedömning av hjärnans anslutning och koppling av neurala nätverk aktiviteter på gnagare. De patologiska mekanismerna bakom Alzheimers sjukdom (AD), en vanlig neurodegenerativ sjukdom, är i stort sett okända. Förändrad hjärn lateralitet har visats i åldrande människor, men huruvida onormal lateralisering är en av de tidiga tecknen på AD har inte fastställts. För att undersöka detta, vi spelade in bilaterala LFPs i 3-5-månaders gammal annons modell möss, APP/PS1, tillsammans med littermate Wild Type (WT) kontroller. Den LFPs av vänster och höger sekundär motor Cortex (m2), särskilt i gamma-bandet, var mer synkroniserade i APP/PS1 möss än i WT kontroller, vilket tyder på en nekade hemisfäriska asymmetri av bilaterala m2 i denna annons musmodell. Framför allt är inspelnings-och dataanalys processerna flexibla och lätta att utföra, och kan även appliceras på andra hjärn vägar när de genomför experiment som fokuserar på neuronala kretsar.

För att se om tidig AD patologi försämrar kapaciteten av halvklotet lateralization genomförde vi bilaterala extracellulära LFP inspelningar i vänster och höger m2 av APP/PS1 möss och WT kontroller (i åldrarna 3-5 månader), och analyserade tvär korrelation av dessa vänster och höger LFPs. I WT-möss visade resultaten att den genomsnittliga korrelationen mellan vänster och höger LFPs vid positiva tidsfördröjningar skilde sig avsevärt från den vid negativa tidsfördröjningar, vilket innebar att förekoms...

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 presenterar in vivo elektrofysiologiska inspelningen av den lokala potentialen (LFP) i bilaterala sekundära motoriska cortex (m2) av möss, som kan tillämpas för att utvärdera halvklot lateralization. Studien avslöjade förändrade synkroniseringsnivåer mellan vänster och höger m2 i APP/PS1-möss jämfört med WT-kontroller.

Utvärdering av halvklot lateralization med bilateral lokal sätter in potentiell inspelning i sekundär motorisk cortex av möss

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

Denna teknik kan användas för att granska några grundläggande egenskaper interregional elektrofysiologi för halvklot lateralization, liksom anslutning, directionality och koppling. Elektrofysiologisk mätning är en känslig och effektiv metod för att utvärdera hos djuren, neuronala aktiviteter. Detta protokoll ger ett bättre sätt att prop i synkronisering av elektriska signaler.Förståelsen av den underliggande mekanismen för möjliga förändrade hjärnan lateralization i Alzheimers sjukdom patogenes, kan ge nya insikter i potentiella biomarkörer för Alzheimers behandling. Före operationen, bekräfta djupet av anestesi av musen, genom att utföra en svans eller tå nypa med tlyck. Därefter placerar musen i stereotaxic apparaten, och fixa dess huvud.Applicera salva på båda ögonen för att hålla dem fuktiga. Sedan, raka huvudet, och sterilisera området. Gör ett litet snitt på 12 till 15 millimeter, i mitten av det rakade området.Med hjälp av tuttvingar, dra försiktigt hårbotten bort från mittlinjen. Efteråt, separera huden försiktigt, och ta bort restvävnaden. Rengör skallen, med hjälp av väteperoxidbelagd bomullspinnar.Under ett stereomikroskop borra två små hål, av en till 1,5 millimeter radier, på både vänster och höger sida av skallen, för att möjliggöra insättning av inspelningen mikroelektroder i M2 regionerna. Ta försiktigt bort dura mater med en volfram nål. Sätt sedan in två separata inspelningsmikleelektroder, fyllda med 0,5 molar natriumklorid, i hålen, i en vinkel på 60 grader, med hjälp av mekaniska mikromanipulatorer.För LFP-inspelning, sänk långsamt vänster och höger glaselektroder till M2-koordinaterna. För kvalitetskontroll, testa motståndet hos varje elektrod, med hjälp av differentialförstärkaren. Därefter ställer inspelningen på 0,1 hertz hög pass, och 1000 hertz låg pass, med 1000 gånger förstärkning.Samla in de digitaliserade råa LFP-data i stabilt tillstånd, i minst 60 sekunder, med musen andas jämnt vid två andetag per sekund, under anestesi. Efter inspelningen, långsamt höja elektroderna ur hjärnan. Spara data och analysera offline, med analysprogramvaran.För att utföra korskorrelationsanalys, i analysprogramvaran, klicka på analys, sedan vågform korrelation och importera data. Därefter tilldelar du en vågformskanalsignal att vara den första kanalen, och den andra som referens. Ange bredd som två, och offset som en.Därefter anger du varaktigheten för båda LFPs till 100 sekunder, genom att välja starttid och sluttid. Tryck sedan på processknappen för att utföra korskorrelationsanalys. Klicka på fil, exportera som, sedan spara korskorrelationsresultaten som motsvarar det resulterande popup-diagrammet i textformat.Efteråt, ta bort korrelationsvärdena vid tidssläpningar varierade vid noll plus och minus 01 sekund sedan hantera resten av korskorrelationsdata. För att utföra koherensanalys, kör data i analysprogramvaran. Därefter ordna de två LFP-signalerna som första och andra vågformskanaler, ställ sedan in värdet för blockstorlek som 4096.Blockstorlek betyder antalet datapunkter som används i den första för verklig omvandling. Ju större blockstorlek, desto bättre frekvensupplösning. Flytta de streckade linjerna manuellt, för att säkerställa tidsnoggrannheten för signaler i båda kanalerna är inställda som samma period.Tryck på knappen lägg till område för att ladda området och utföra koherensanalys. Efteråt klicka på fil och spara som, för att spara samstämmighet resultat som motsvarar den resulterande popup-diagram i textformat. För att se om tidiga Alzheimers sjukdom patologi försämrar kapaciteten för halvklot lateralization, extracellulära LFPs registrerades i vänster och höger M2 av APP/PS1 möss och vilda kontroller typ, och deras kors korrelation analyserades.Hos vilda typmöss visade resultaten att den genomsnittliga korrelationen mellan vänster och höger LFPs vid positiva tidsförskjutningar skilde sig avsevärt från den vid negativa tidsförskjutningar, vilket innebär att det finns halvklotformade asymmetrier i M2-områdena för kontrollerna av vilda typer. I jämförelse visade vänster och höger LFPs app/PS1 möss högre synkroniserade i tid domän, vilket tyder på en minskning av asymmetri mellan vänster och höger M2. Gamma svängningar filtrerades sedan från LFPs och en koherens analys utfördes för att mäta likheten av elektriska signaler i gamma frekvensområdet. Resultatet visade att gamma koherens mellan vänster och höger M2 i APP/PS1 möss var betydligt högre än i vild typ möss, vilket tyder på en högre synkronisering, och följaktligen minskat lateralization mellan vänster och höger M2 i APP/PS1 möss.Uretan är giftigt och cancerframkallande, så var alltid försiktig, och följ säkerhetsföreskrifterna när du hanterar den. Det är mycket viktigt att testa djupet av anestesi varje timme, för att säkerställa stabila LFPs registreras. Inspelnings- och analysprocessen kan tillämpas på andra hjärnvägar, särskilt för laboratorier som inte har system för flerkanalsinspelning i fritt rörliga djur.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring Motor Coordination in Mice

Mätning motorisk koordination hos möss

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; Förberedelser för att framkalla och spela in program Feeding Motor med fysiologiska Rörelser 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

Funktionell avbildning av hörselbarken hos vuxna katter med hjälp av hög-fält 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

Mätning Spinal Presynaptiska Hämning i möss genom Rygg-rota Potential inspelning<em&gt; In 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 inspelning av samtidig lokaliserade elektroencefalografi och lokala fältet Potential i gnagare

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

Icke-invasiv modulering och robot kartläggning av motoriska cortex i hjärnans utveckling

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 Kinematic Analys för funktionell utvärdering i Rat Modell av Sciatic Nerve Crush Skada

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

Märkning och avbildning av amyloida plack i hjärnvävnad med hjälp av naturliga polyfenol 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

Laser-inducerad hjärnskada i motor cortex av råttor

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

Elektrokortatisk inspelning av hjärnbarkområden manipulerade med hjälp av ett Adeno-associerat virus som riktar sig mot cofilin hos möss

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