Name: electrophysiological investigations of retinogeniculate and corticogeniculate synapse function
Uploaded: 2019-08-07T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Investigations of Retinogeniculate and Corticogeniculate Synapse Function at JoVE.com

وقد تم تمويل هذا العمل من قبل مؤسسة البحوث الألمانية (DFG) في مركز البحوث التعاونية (SFB) 1134 "الفرق الوظيفية" (J.v.E. و X.C.) ومنحة البحوث EN948/1-2 (J.v.E.).

وقد وافق الفريق الإشرافي الحكومي المعني بالتجارب الحيوانية في راينلاند بالاتينات على جميع التجارب.
1- الحلول
<ol><li>حل التشريح<ol>
<li>للحد من السمية المنفعلة، وإعداد حل يستند إلى الكولين لاستخدامها أثناء تشريح كما هو معروض هنا (في MM): 87 كلوريد كلوريدكلوريد الضوضة، 2.5 كيلو ...

<ol>
	<li>Guido, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development,+form,+and+function+of+the+mouse+visual+thalamus.">Development, form, and function of the mouse visual thalamus.</a> Journal of Neurophysiology. 120, 211-225 (2018).</li><li>Guillery, R. W., Feig, S. L., Lozsadi, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paying+attention+to+the+thalamic+reticular+nucleus.">Paying attention to the thalamic reticular nucleus.</a> Trends in Neurosciences. 21, 28-32 (1998).</li><li>Turner, J. P., Salt, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+sensory+and+corticothalamic+excitatory+inputs+to+rat+thalamocortical+neurones+in+vitro.">Characterization of sensory and corticothalamic excitatory inputs to rat thalamocortical neurones in vitro.</a> The Journal of Physiology. 510 (3), 829-843 (1998).</li><li>Lindstrom, S., Wrobel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+dependent+corticofugal+excitation+of+principal+cells+in+the+cat's+dorsal+lateral+geniculate+nucleus.">Frequency dependent corticofugal excitation of principal cells in the cat's dorsal lateral geniculate nucleus.</a> Experimental Brain Research. 79, 313-318 (1990).</li><li>Granseth, B., Ahlstrand, E., Lindstrom, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paired+pulse+facilitation+of+corticogeniculate+EPSCs+in+the+dorsal+lateral+geniculate+nucleus+of+the+rat+investigated+in+vitro.">Paired pulse facilitation of corticogeniculate EPSCs in the dorsal lateral geniculate nucleus of the rat investigated in vitro.</a> The Journal of Physiology. 544, 477-486 (2002).</li><li>Hamos, J. E., Van Horn, S. C., Raczkowski, D., Uhlrich, D. J., Sherman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+connectivity+of+a+local+circuit+neurone+in+lateral+geniculate+nucleus+of+the+cat.">Synaptic connectivity of a local circuit neurone in lateral geniculate nucleus of the cat.</a> Nature. 317, 618-621 (1985).</li><li>Kielland, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+patterns+govern+synapse-specific+AMPA+receptor+trafficking+between+deliverable+and+synaptic+pools.">Activity patterns govern synapse-specific AMPA receptor trafficking between deliverable and synaptic pools.</a> Neuron. 62, 84-101 (2009).</li><li>Chen, C., Regehr, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+remodeling+of+the+retinogeniculate+synapse.">Developmental remodeling of the retinogeniculate synapse.</a> Neuron. 28, 955-966 (2000).</li><li>Budisantoso, T., Matsui, K., Kamasawa, N., Fukazawa, Y., Shigemoto, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+underlying+signal+filtering+at+a+multisynapse+contact.">Mechanisms underlying signal filtering at a multisynapse contact.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 32, 2357-2376 (2012).</li><li>Morgan, J. L., Berger, D. R., Wetzel, A. W., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Fuzzy+Logic+of+Network+Connectivity+in+Mouse+Visual+Thalamus.">The Fuzzy Logic of Network Connectivity in Mouse Visual Thalamus.</a> Cell. 165, 192-206 (2016).</li><li>Usrey, W. M., Reppas, J. B., Reid, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paired-spike+interactions+and+synaptic+efficacy+of+retinal+inputs+to+the+thalamus.">Paired-spike interactions and synaptic efficacy of retinal inputs to the thalamus.</a> Nature. 395, 384-387 (1998).</li><li>Steriade, M., Jones, E. G., McCormick, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Thalamus. , (1997).</li><li>Wang, W., Jones, H. E., Andolina, I. M., Salt, T. E., Sillito, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+alignment+of+feedback+effects+from+visual+cortex+to+thalamus.">Functional alignment of feedback effects from visual cortex to thalamus.</a> Nature Neuroscience. 9, 1330-1336 (2006).</li><li>Zucker, R. S., Regehr, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-term+synaptic+plasticity.">Short-term synaptic plasticity.</a> Annual Review of Physiology. 64, 355-405 (2002).</li><li>Chen, C., Blitz, D. M., Regehr, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+receptor+desensitization+and+saturation+to+plasticity+at+the+retinogeniculate+synapse.">Contributions of receptor desensitization and saturation to plasticity at the retinogeniculate synapse.</a> Neuron. 33, 779-788 (2002).</li><li>Chen, X., Aslam, M., Gollisch, T., Allen, K., von Engelhardt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CKAMP44+modulates+integration+of+visual+inputs+in+the+lateral+geniculate+nucleus.">CKAMP44 modulates integration of visual inputs in the lateral geniculate nucleus.</a> Nature Communications. 9, 261 (2018).</li><li>Krahe, T. E., El-Danaf, R. N., Dilger, E. K., Henderson, S. C., Guido, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphologically+distinct+classes+of+relay+cells+exhibit+regional+preferences+in+the+dorsal+lateral+geniculate+nucleus+of+the+mouse.">Morphologically distinct classes of relay cells exhibit regional preferences in the dorsal lateral geniculate nucleus of the mouse.</a> The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience. 31, 17437-17448 (2011).</li><li>von Engelhardt, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CKAMP44:+a+brain-specific+protein+attenuating+short-term+synaptic+plasticity+in+the+dentate+gyrus.">CKAMP44: a brain-specific protein attenuating short-term synaptic plasticity in the dentate gyrus.</a> Science. 327, 1518-1522 (2010).</li><li>Khodosevich, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coexpressed+auxiliary+subunits+exhibit+distinct+modulatory+profiles+on+AMPA+receptor+function.">Coexpressed auxiliary subunits exhibit distinct modulatory profiles on AMPA receptor function.</a> Neuron. 83, 601-615 (2014).</li><li>Farrow, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auxiliary+subunits+of+the+CKAMP+family+differentially+modulate+AMPA+receptor+properties.">Auxiliary subunits of the CKAMP family differentially modulate AMPA receptor properties.</a> eLife. 4, e09693 (2015).</li><li>Rafols, J. A., Valverde, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+dorsal+lateral+geniculate+nucleus+in+the+mouse.+A+Golgi+and+electron+microscopic+study.">The structure of the dorsal lateral geniculate nucleus in the mouse. A Golgi and electron microscopic study.</a> The Journal of Comparative Neurology. 150, 303-332 (1973).</li><li>Hauser, J. L., Liu, X., Litvina, E. Y., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prolonged+synaptic+currents+increase+relay+neuron+firing+at+the+developing+retinogeniculate+synapse.">Prolonged synaptic currents increase relay neuron firing at the developing retinogeniculate synapse.</a> Journal of Neurophysiology. 112, 1714-1728 (2014).</li><li>Hooks, B. M., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+roles+for+spontaneous+and+visual+activity+in+remodeling+of+the+retinogeniculate+synapse.">Distinct roles for spontaneous and visual activity in remodeling of the retinogeniculate synapse.</a> Neuron. 52, 281-291 (2006).</li><li>Liu, X., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+roles+for+AMPA+and+NMDA+receptors+in+transmission+at+the+immature+retinogeniculate+synapse.">Different roles for AMPA and NMDA receptors in transmission at the immature retinogeniculate synapse.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 629-643 (2008).</li><li>Govindaiah, G., Cox, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabotropic+glutamate+receptors+differentially+regulate+GABAergic+inhibition+in+thalamus.">Metabotropic glutamate receptors differentially regulate GABAergic inhibition in thalamus.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 26, 13443-13453 (2006).</li><li>Fogerson, P. M., Huguenard, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tapping+the+Brakes:+Cellular+and+Synaptic+Mechanisms+that+Regulate+Thalamic+Oscillations.">Tapping the Brakes: Cellular and Synaptic Mechanisms that Regulate Thalamic Oscillations.</a> Neuron. 92, 687-704 (2016).</li><li>Jacobsen, R. B., Ulrich, D., Huguenard, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GABA(B)+and+NMDA+receptors+contribute+to+spindle-like+oscillations+in+rat+thalamus+in+vitro.">GABA(B) and NMDA receptors contribute to spindle-like oscillations in rat thalamus in vitro.</a> Journal of Neurophysiology. 86, 1365-1375 (2001).</li><li>Kulik, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+localization+of+GABA(B)+receptors+relative+to+synaptic+sites+in+the+rat+cerebellum+and+ventrobasal+thalamus.">Distinct localization of GABA(B) receptors relative to synaptic sites in the rat cerebellum and ventrobasal thalamus.</a> The European Journal of Neuroscience. 15, 291-307 (2002).</li><li>Gutierrez, C., Cox, C. L., Rinzel, J., Sherman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+low-threshold+spike+activation+in+relay+neurons+of+the+cat+lateral+geniculate+nucleus.">Dynamics of low-threshold spike activation in relay neurons of the cat lateral geniculate nucleus.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 21, 1022-1032 (2001).</li><li>Armstrong, C. M., Gilly, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Access+resistance+and+space+clamp+problems+associated+with+whole-cell+patch+clamping.">Access resistance and space clamp problems associated with whole-cell patch clamping.</a> Methods in Enzymology. 207, 100-122 (1992).</li><li>White, J. A., Sekar, N. S., Kay, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Errors+in+persistent+inward+currents+generated+by+space-clamp+errors:+a+modeling+study.">Errors in persistent inward currents generated by space-clamp errors: a modeling study.</a> Journal of Neurophysiology. 73, 2369-2377 (1995).</li><li>Clay, J. R., Shlesinger, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+effects+of+cesium+ions+on+potassium+channel+currents+in+biological+membranes.">Analysis of the effects of cesium ions on potassium channel currents in biological membranes.</a> Journal of Theoretical Biology. 107, 189-201 (1984).</li></ol>

نحن نصف بروتوكول محسن ة استنادا ً إلى الطريقة3المنشورة سابقاً ، والذي يسمح بالتحقيق في احتمال كبير لإطلاق نقاط الاشتباك العصبي retinogeniculate وانخفاض احتمال إطلاق نقاط الاشتباك العصبي corticogeniculate من نفس الشريحة. هذا هو ذو أهمية كبيرة لأن هذه المدخلات اثنين تتفاعل مع بعضها البعض لتعد...

الخلايا العصبية ترحيل من النواة جينيولات الجانبية دمج ونقل المعلومات البصرية إلى القشرة البصرية. تتلقى هذه الخلايا العصبية مدخلات محفزة من الخلايا العقدية عن طريق نقاط الاشتباك العصبي retinogeniculate، والتي توفر محرك الأقراص المحفزالرئيسي للخلايا العصبية التتابع. وبالإضافة إلى ذلك، تتلقى الخلايا العصبية التتابع المدخلات المحفزة من الخلايا العصبية القشرية عن طريق نقاط الاشتباك العصبي corticogeniculate. وعلاوة على ذلك، تتلقى الخلايا العصبية التتابع المدخلات المثبطة من الخلايا العصبية المحلية والخلايا العصبية GABAergic من النواة reticularis thalami1. النواة reticularis الثالامي موجود ة مثل درع بين المهاد والقشرة بحيث الألياف إسقاط من القشرة إلى المهاد وفي الاتجاه المعاكس يجب أن تذهب من خلال نواة reticularis الثالامي2.
المدخلات retinogeniculate والمدخلات corticogeniculate عرض خصائصمتشابك متميزة 3،4،5،6،7،8. المدخلات Retinogeniculate تشكل محطات كبيرة مع مواقع إطلاق متعددة9،10. وعلى النقيض من ذلك، تعرض المدخلات corticogeniculate محطات صغيرة مع مواقع إطلاق واحدة7. وبالإضافة إلى ذلك، فإن نقاط الاشتباك العصبي retinogeniculate تدفع بكفاءة إمكانات العمل من الخلايا العصبية التتابع على الرغم من أنها تشكل فقط 5-10٪ من جميع نقاط الاشتباك العصبي على الخلايا العصبية التتابع3،8،11. من ناحية أخرى، تعمل نقاط الاشتباك العصبي Corticogeniculate، كمغير لانتقالات retinogeniculate من خلال التحكم في إمكانات الغشاء من الخلايا العصبية التتابع12،13.
هذه المدخلات المحفزة الرئيسية اثنين لترحيل الخلايا العصبية هي أيضا مختلفة وظيفيا. أحد الاختلافات البارزة هو الاكتئاب على المدى القصير من نقاط الاشتباك العصبي retinogeniculate وتسهيل قصيرة الأجل من نقاط الاشتباك العصبي corticogeniculate3،5،8. اللدونة على المدى القصير يشير إلى ظاهرة التي تتغير قوة متشابك عندما يكون متشابك نشطة مرارا وتكرارا في غضون فترة زمنية من بضعة مللي ثانية إلى عدة ثوان. احتمال إطلاق متشابك هو عامل مهم الكامنة وراء اللدونة على المدى القصير. وتبدي نقاط الاشتباك العصبي، مع احتمال إطلاق أولي منخفض، تيسيراً قصير الأجل بسبب تراكم Ca2+ في الpresynapse، وبالتالي لوحظ حدوث زيادة في احتمال الإطلاق عند تكرار النشاط. وعلى النقيض من ذلك، فإن نقاط الاشتباك العصبي ذات الاحتمال العالي للإطلاق عادة ما تظهر الاكتئاب على المدى القصير بسبب استنفاد الحويصلات الجاهزة14. وبالإضافة إلى ذلك، فإن إزالة الحساسية من مستقبلات المشاركات يساهم في اللدونة على المدى القصير في بعض نقاط الاشتباك العصبي احتمال الإفراج العالي8،15. ارتفاع احتمال الإطلاق وإزالة الحساسية من α-أمينو-3-هيدروكسي-5-ميثيل-4-إيسوكسازولبروبيونيك حمض (AMPA) مستقبلات تسهم في الاكتئاب على المدى القصير بارزة من نقاط الاشتباك العصبي retinogeniculate. وعلى النقيض من ذلك، فإن احتمال الإطلاق المنخفض يكمن وراء التيسير القصير الأجل لنقاط الاشتباك العصبي الكورتيكولوكية.
في الفئران، يدخل الجهاز البصري النواة الجينوليت الجانبية الظهرية (dLGN) من الموقع الكاودولتري، في حين تدخل الألياف الكورتيكوجينيكولات إلى الـ dLGN rostroventrally. وتسمح المسافة بين المدخلات بالتحقيق في الخصائص الفردية لمدخلات مختلفة جدا ً تُشدِّي على نفس الزنزانة. هنا، ونحن نبني على وتحسين طريقة تشريح وصفها سابقا التي يتم الحفاظ على ألياف retinogeniculate وcorticogeniculate في شرائح الدماغ الحاد3. نحن، إذن، نصف التحقيق الكهربائي الفسيولوجي للخلايا العصبية التتابعية وتحفيز ألياف الرطنة والألياف الكورتيكولوكية مع أقطاب التحفيز خارج الخلية. وأخيرا، نحن نقدم بروتوكول لملء الخلايا العصبية التتابع مع biocytin والتحليل التشريحي اللاحقة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:615px;" width="614">
	<tbody>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:223px;">Amplifier&#160;</td>
			<td style="width:98px;">HEKA Elektronik</td>
			<td style="width:123px;">EPC 10 USB Double patch clamp amplifier</td>
			<td style="width:172px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Biocytin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">B4261-250MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">CaCl2</td>
			<td style="width:98px;">EMSURE</td>
			<td style="width:123px;">1.02382.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">choline chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">C1879-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;">Confocal Laser Scanning Microscope</td>
			<td style="width:98px;">Leica Microsystems</td>
			<td style="width:123px;">TCS SP5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CsCl</td>
			<td style="width:98px;">EMSURE</td>
			<td style="width:123px;">1.02038.0100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Cs-gluconate</td>
			<td style="width:98px;">Self-prepared</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>Since there was no commercial Cs-gluconate, we prepared it by ourselves&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">D-600&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">M5644-50MG</td>
			<td>methoxyverapamil hydrochloride</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">D-APV&#160;</td>
			<td style="width:98px;">Biotrend&#160;</td>
			<td style="width:123px;">BN0085-100</td>
			<td style="width:172px;">NMDA-receptor antagonist</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Digital camera for microscope</td>
			<td style="width:98px;">Olympus</td>
			<td style="width:123px;">XM10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EGTA</td>
			<td style="width:98px;">SERVA</td>
			<td style="width:123px;">11290.02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Forene</td>
			<td style="width:98px;">Abbvie</td>
			<td style="width:123px;">2594.00.00</td>
			<td style="width:172px;">isoflurane</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">49159-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HEPES</td>
			<td style="width:98px;">ROTH</td>
			<td style="width:123px;">9105.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:223px;">High Current Stimulus Isolator</td>
			<td style="width:98px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:123px;">A385</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">KCl</td>
			<td style="width:98px;">EMSURE</td>
			<td style="width:123px;">1.04936.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">MgCl2</td>
			<td style="width:98px;">EMSURE</td>
			<td style="width:123px;">1.05833.0250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Micromanipulators</td>
			<td style="width:98px;">Luigs &#38; Neumann</td>
			<td style="width:123px;">SM7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Miroscope</td>
			<td style="width:98px;">Olympus</td>
			<td style="width:123px;">BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">mounting medium&#160;</td>
			<td style="width:98px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td>P36930</td>
			<td>Prolong Gold Invitrogen</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NaCl</td>
			<td style="width:98px;">ROTH</td>
			<td align="right" style="width:123px;">3957.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">NaH2PO4</td>
			<td style="width:98px;">EMSURE</td>
			<td style="width:123px;">1.06346.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:98px;">EMSURE</td>
			<td style="width:123px;">1.06329.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pipette</td>
			<td style="width:98px;">Hilgenberg</td>
			<td style="width:123px;">1807502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Puller</td>
			<td style="width:98px;">Sutter&#160;</td>
			<td style="width:123px;">P-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">razor blade&#160;</td>
			<td style="width:98px;">Personna&#160;</td>
			<td>60-0138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Semiautomatic Vibratome</td>
			<td style="width:98px;">Leica&#160; Biosystems</td>
			<td style="width:123px;">VT1200S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">SR 95531 hydrobromide&#160;</td>
			<td style="width:98px;">Biotrend&#160;</td>
			<td style="width:123px;">AOB5680-10</td>
			<td style="width:172px;">GABAA-receptor antagonist&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophysiological investigations of retinogeniculate and corticogeniculate synapse function

النواة الجانبية هي أول محطة ترحيل للمعلومات البصرية. الخلايا العصبية ترحيل هذه النواة الثلاميك دمج المدخلات من خلايا العقدة الشبكية والمشروع إلى القشرة البصرية. وبالإضافة إلى ذلك، تتلقى الخلايا العصبية التتابع الإثارة من أعلى إلى أسفل من القشرة. يختلف المدخلات المحفزة الرئيسية اثنين إلى الخلايا العصبية التتابع في عدة جوانب. تتلقى كل خلية عصبية ترحيل المدخلات من عدد قليل فقط من نقاط الاشتباك العصبي retinogeniculate، والتي هي محطات كبيرة مع العديد من مواقع الافراج. وينعكس هذا من الإثارة قوية نسبيا، والخلايا العصبية التتابع تلقي، من خلايا العقدة الشبكية. وعلى النقيض من ذلك، فإن نقاط الاشتباك العصبي الكورسية المثلى هي أبسط مع عدد قليل من مواقع الإطلاق وقوة متشابكة أضعف. كما يختلف الاشتباك ان اثنين من المشابك في اللدونة على المدى القصير متشابك. المشابك retinogeniculate لديها احتمال الإفراج عالية وبالتالي عرض الاكتئاب على المدى القصير. وعلى النقيض من ذلك، فإن نقاط الاشتباك العصبي الكورتيكولوكية لها احتمال إطلاق منخفض. تجتاز الألياف الكورتيكجينية الشبكية النوى الثالية الشبكية قبل دخول النواة الميكنولية الجانبية. تسمح المواقع المختلفة لنواة الثالاني الشبكية (الرترالي من النواة الجينوسيلات الجانبية) والمسالك البصرية (فينترو-أفقياً من النواة الميكنيوليت الجانبية) بتحفيز نقاط الاشتباك العصبي الكورتيكانوجينية أو الشبكية على حدة مع أقطاب التحفيز خارج الخلية. وهذا يجعل النواة الجينية الجانبية منطقة الدماغ مثالية حيث اثنين من نقاط الاشتباك العصبي المحفزة مع خصائص مختلفة جدا ً التي تُسطّل على نفس نوع الخلية، يمكن دراستها في وقت واحد. هنا، ونحن نصف طريقة للتحقيق في تسجيل من الخلايا العصبية التتابع وإجراء تحليل مفصل لوظيفة متشابك retinogeniculate وcorticogeniculate في شرائح الدماغ الحادة. تحتوي هذه المقالة على بروتوكول خطوة بخطوة لتوليد شرائح الدماغ الحادة من النواة جينيولات الجانبية وخطوات لتسجيل النشاط من الخلايا العصبية التتابع عن طريق تحفيز الجهاز البصري والألياف corticogeniculate بشكل منفصل.

يظهر إعداد شريحة dLGN التي تحتوي على مسارات retinogeniculate وcorticogeniculateتحت هدف 4X (الشكل 2). Axons من خلايا العقدة الشبكية حزمةمعا في الجهاز البصري (الشكل 2). تم وضع الماصة المحفزة على الجهاز البصري للحث على إعادة المشبك بوساطة التيار (الشكل2A)</...

Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Investigations of Retinogeniculate and Corticogeniculate Synapse Function at JoVE.com

Electrophysiological Investigations of Retinogeniculate and Corticogeniculate Synapse Function

هنا، نقدم بروتوكولات لإعداد شرائح الدماغ الحادة التي تحتوي على النواة الجينوسيلات الجانبية والتحقيق الكهرولوجيولوجي لوظيفة نقاط الاشتباك العصبي وcortinogeniculate. يوفر هذا البروتوكول طريقة فعالة لدراسة نقاط الاشتباك العصبي مع احتمال الإفراج العالي والإفراج المنخفض في نفس شرائح الدماغ الحادة.

التحقيقات الكهرولوجية من وظائف المشبك وCorticogeniculate

The lateral geniculate nucleus is the first relay station for the visual information. Relay neurons of this thalamic nucleus integrate input from retinal ...

هنا نقدم بروتوكولات لإعداد شرائح الدماغ الحادة التي تحتوي على نواة جينيكولات الجانبية والتحقيق الكهربائي فيزيولوجيا من الشبكية ودالة المشبك العصبي القشرية. تدخل محاور خلية العقدة الشبكية نواة جينيكال الجانبية البعيدة عن المدخلات القشرية. وهذا يسمح التحفيز منفصلة من الشبكية المصبك العصبي والقشرية، والتي لها خصائص وظيفية مختلفة جدا.لبدء هذا الإجراء، وإعداد غرفتين شريحة، واحدة مليئة 100 ملليلتر من حل تشريح والآخر مع 100 ملليلتر من حل التسجيل. ضع القارضين في حمام مائي عند درجة حرارة 37 درجة مئوية، واحضر الحلول باستخدام الكاربونجن لمدة 15 دقيقة على الأقل قبل التشريح. المقبل ملءقار من البلاستيك مع 250 ملليلتر من محلول تشريح الجليد الباردة القريبة، وفقاعات مع كاربوجين لمدة 15 دقيقة على الأقل قبل الاستخدام.ثم ملء طبق بيتري البلاستيك مع حل تشريح الباردة لتشريح الدماغ. ضع قطعة من ورق التصفية في غطاء طبق بيتري، وملأها بكمية صغيرة من محلول التشريح. في وقت لاحق يبرد غرفة تشريح من الهزاز.قطع جلد الرأس من الcaudal إلى الأنف، والحفاظ على فتحها مع الأصابع لفضح الجمجمة. للحصول على forebrain، قطع أولا الجمجمة على طول خط الوسط الخلفي / الأمامي. ثم قطع مرتين من خلال خياطة الإكلال وخياطة لامدويد.إزالة الجمجمة بين خياطة الإكلال وخياطة لامدويد لفضح المخ. قطع لمبة الشم، وفصل forebrain من منتصف النهر مع شفرة غرامة. إزالة الدماغ من الجمجمة مع ملعقة رقيقة، ووضعها على ورقة تصفية في غطاء طبق بيتري.للحفاظ على سلامة المدخلات الحسية والقشرية إلى نواة الجينية الجانبية الظهرية في شريحة الدماغ ، افصل نصفي الكرة الأرضية مع قطع باساتجيتال بزاوية من ثلاث إلى خمس درجات. بعد ذلك تجفيف الطائرات الجانبي الوسيط من نصفي الكرة الأرضية من خلال وضعها على ورقة مرشح. ثم الغراء لهم على مرحلة القطع مع زاوية من 10 إلى 25 درجة من الطائرة الأفقية.ضع المسرح في وسط علبة العازلة المعدنية، وصب بلطف بقية محلول تشريح الجليد البارد في صينية العازلة. تنفيذ هذه الخطوة بعناية، منذ صب من الصعب جدا قد إزالة الدماغ لصقها. حافظ بعد ذلك على علبة العازلة في الدرج المليء بالجليد للحفاظ على درجة الحرارة المنخفضة أثناء التشريح.المقطع 250 ميكرومتر شرائح مع شفرة حلاقة بسرعة 0.1 ملليمتر في الثانية الواحدة وlitslit من ملليمتر واحد. نقل شرائح إلى غرفة عقد مليئة حل التشريح المؤكسج في 34 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة تقريبا، ومن ثم السماح لشرائح لاسترداد في حل تسجيل في 34 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة أخرى. بعد الانتعاش، وإزالة غرفة الشريحة عقد من حمام الماء، والحفاظ على شرائح في درجة حرارة الغرفة حتى تستخدم في التجارب.في هذا الإجراء، سحب ماصات تسجيل باستخدام الشعيرات الدموية الزجاج بوروسيليكات ومجرعة خيوط. سحب المقبل الماصات تحفيز باستخدام نفس البروتوكول، ولكن كسر طرف قليلا بعد سحب لزيادة القطر. في وقت لاحق ملء ماصات التسجيل مع محلول داخل الخلايا والcytin الحيوية، وملء الماصات تحفيز مع حل تسجيل.ثم ضع الشرائح في غرفة التسجيل، و perfuse باستمرار لهم مع حل تسجيل المؤكسج في درجة حرارة الغرفة. تصور شرائح مع مجهر تستقيم مجهزة الأشعة تحت الحمراء 1 ديو التصوير المجهري الفيديو. تحقق من جميع الشرائح، وحدد تلك التي تعرض مساحات بصرية سليمة.ضع ماصة التحفيز على الشريحة قبل ترقيع الخلية مع ماصة تسجيل. للتحقيق في نقاط الاشتباك العصبي الشبكية، ضع الماصات المحفزة مباشرة على الجهاز البصري حيث يتم تجميع ألياف محور عصبي من خلايا العقدة الشبكية. لتحليل نقاط الاشتباك العصبي الجيني القشرية، ضع القطب المحفز على النواة reticularis thalami، وهي rostroventrally المجاورة للنواة الجانبية الظهرية.بمجرد أن تكون ماصة التسجيل مغمورة في حل التسجيل، قم بتطبيق خطوة من خمسة ميليفولت لمراقبة مقاومة الماصات. تعيين احتمال عقد إلى ميليفولت صفر، وإلغاء احتمال الإزاحة بحيث يكون التيار عقد هو picoampere صفر. الاقتراب من الخلية مع ماصة تسجيل في حين تطبيق الضغط الإيجابي.عندما تكون الماصة على اتصال مباشر مع غشاء الخلية، والإفراج عن الضغط الإيجابي، وتعيين احتمال عقد إلى ناقص 70 ملليفولت. ثم تطبيق ضغط سلبي طفيف للسماح لغشاء الخلية إلى إرفاق ماصة الزجاج بحيث أشكال ختم gigaohm. تعويض السعة ماصة، وفتح الخلية عن طريق تطبيق نبضات الضغط السلبي.للتحقيق في وظيفة متشابك، وتطبيق 0.1 مللي ثانية نبضات الحالية عن طريق ماصة التحفيز. مراقبة مقاومة السلسلة بشكل مستمر من خلال تطبيق خطوة من خمسة ميليفولت. ويمكن تقدير مقاومة سلسلة من قبل تقسيم خمسة ملليفولت على اتساع ذروة التيار أثار.استخدم الخلايا التي تحتوي على مقاومة سلسلة أصغر من 20 ميجا أوهه لتحليلها. لوضع العلامات الحيوية، والحفاظ على تكوين الخلية الكاملة لمدة خمس دقائق على الأقل للسماح بانتشار biocytin في dendrites القاصي. بعد التسجيل، قم بإزالة الماصات بلطف من الخلية بحيث لا يتم تدمير سوما.إعداد لوحة ثقافة 24 خلية جيدا. ملء كل بئر مع 300 ميكرولترات من 4٪ PFA. الحرص على عدم تلويث أي شيء مع PFA التي ستكون على اتصال مع شرائح ليتم تسجيلها.نقل شرائح من غرفة التسجيل إلى لوحة PFA التي تحتوي على ماصة مطاطية، وإصلاحها بين عشية وضحاها. في اليوم التالي، استبدل PFA مع برنامج تلفزيوني. الحفاظ على شرائح في برنامج تلفزيوني في أربع درجات مئوية للمعالجة في المستقبل.لطخة الخلايا، وغسل شرائح مع برنامج تلفزيوني جديد ثلاث مرات. حظر مواقع الربط غير المحددة عن طريق احتضان الشرائح في محلول الحجب لمدة ساعتين في درجة حرارة الغرفة على شاكر مداري. ثم تجاهل حل الحجب ، واحتضان الشرائح مع streptavidin اليكسا 568 المخفف في حل الحجب في أربع درجات مئوية بين عشية وضحاها على شاكر المدارية.في اليوم التالي، تخلص من محلول الأجسام المضادة، واغسل الشرائح ثلاث مرات مع PBS لمدة 10 دقائق لكل منها في درجة حرارة الغرفة على شاكر مداري. ثم يغسل شرائح مع ماء الصنبور قبل تصاعد. ضع الشرائح من ماوس واحد على شريحة زجاجية واحدة.تأكد من وجود الخلايا الملطخة على السطح العلوي من الشرائح. تمتص الماء حول شرائح مع الأنسجة، ثم ترك شرائح لتجف لمدة 15 دقيقة تقريبا. تطبيق بعد ذلك على نقطتين من المتوسط تصاعد على كل شريحة، وجبل زلة غطاء على الشريحة دون إنتاج فقاعات الهواء.تخزين الشرائح المسمى في أربع درجات مئوية بعد مشاهدتها مع المجهر confocal. تُظهر هذه الصورة IR-DIC سوما العصبون العصبية العصبية الجانبية النوكلية العصبية النيجية الجانبية الظهرية مع طرف من ماصة التصحيح. Biocytin تلطيخ تمكننا من الحصول على وجهة نظر من الخلايا العصبية المسجلة.مختلفة عن interneurons، التي لديها مورفولوجيا القطبين، والخلايا العصبية التتابع والحنجرة الزجرية متعددة الأقطاب تحتوي على أكثر من ثلاثة التشعبات الأولية. ثم تم إنشاء إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لخليوين تتابع المسمى بالcytin الحيوي ، مما يدل على بنية تشعيرية متناظرة. الحفاظ على مدخلات الشبكية geniculate ومدخلات اللوكيكولات القشرية في نفس شرائح الدماغ هي الأكثر أهمية في هذا البروتوكول.بعد هذا الإجراء، يمكننا، على سبيل المثال، أيضا التحقيق في مدخلات مثبطات من نواة reticularis thalami على الخلايا العصبية النواة الجانبية الظهرية. تذكر أن ارتداء قفازات عند تحديد شرائح الدماغ مع PFA، كما PFA هو خطر.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Studying Synaptic Vesicle Pools using Photoconversion of Styryl Dyes

دراسة تجمعات الحويصلة متشابك من الأصباغ باستخدام Photoconversion Styryl

The fusion of synaptic vesicles with the plasma membrane (exocytosis) is a required step in neurotransmitter release and neuronal communication. The ...

Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster

Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster

تسجيلات الكهربية من الألياف المسار عملاق د. melanogaster</em

When startled adult D. melanogaster react by jumping into the air and flying away. In many invertebrate species, including D. melanogaster, the "escape" ...

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

القياسات الكهربية وتحليل Nociception الإنسان في الرضع

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

تحقيقات بشأن التعديلات من وظيفة الدائرة الحصين عقب معتدل إصابات في الدماغ

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish

الدماغ الأمامي تسجيل الكهربية في الزرد اليرقات

Epilepsy affects nearly 3 million people in the United States and up to 50 million people worldwide. Defined as the occurrence of spontaneous unprovoked ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

تسجيل الكهربية في الدماغ سليمة من اسماك الزرد الكبار

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

التصوير ألياف هرمون السيروتونين في الحبل الشوكي الماوس عن طريق وضوح / تقنية مكعب

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal ...

Evaluation of Synapse Density in Hippocampal Rodent Brain Slices

تقييم كثافة المشبك في الدماغ القوارض هيبوكامبال شرائح

In the brain, synapses are specialized junctions between neurons, determining the strength and spread of neuronal signaling. The number of synapses is ...

Visualization of Thalamocortical Axon Branching and Synapse Formation in Organotypic Cocultures

التصور إكسون ثالاموكورتيكال المتفرعة والمشبك تشكيل في كوكولتوريس أورجانوتيبيك

Axon branching and synapse formation are crucial processes for establishing precise neuronal circuits. During development, sensory thalamocortical (TC) ...