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

Ces travaux ont été financés par la Fondation allemande de recherche (DFG) au sein du Collaborative Research Center (SFB) 1134 "Ensembles fonctionnels" (J.v.E. et X.C.) et la Subvention de recherche EN948/1-2 (J.v.E.).

Toutes les expériences ont été approuvées par le Groupe de surveillance gouvernemental sur les expériences animales de Rhénanie-Palatinat.
1. Solutions
<ol><li>Solution de dissection<ol>
<li>Pour réduire l'excitotoxicité, préparez une solution à base de choline à utiliser lors de la dissection telle qu'elle est présentée ici (en mM): 87 NaCl, 2,5 KCl, 37,5 chlorure de choline, 25 NaHCO3, 1,25 NaH2PO4, 0,5 CaCl2, 7 MgCl2, et<...

<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>

Nous décrivons un protocole amélioré basé sur une méthode précédemment éditée3, qui permet l'étude de la probabilité élevée des synapses de rétinogeniculate de dégagement et de la faible probabilité des synapses de corticogeniculate de libération de la même tranche. Ceci est d'une grande importance puisque ces deux entrées interagissent les unes avec les autres pour moduler la transmission du signal visuel : les entrées rétinogéniques sont le principal moteur excitateur des n...

Les neurones relais du noyau génuulé latéral intègrent et transmettent l'information visuelle au cortex visuel. Ces neurones reçoivent l'entrée excitatrice des cellules de ganglion par l'intermédiaire des synapses de rétinogeniculate, qui fournissent le disque excitateur principal pour des neurones de relais. En outre, les neurones de relais reçoivent des entrées excitatrices des neurones corticaux par l'intermédiaire des synapses corticogeniculate. En outre, les neurones relais reçoivent des entrées inhibitrices des interneurones locaux et des neurones GABAergic du noyau reticularis thalami1. Le noyau reticularis thalami est présent comme un bouclier entre le thalamus et le cortex de telle sorte que les fibres se projetant du cortex au thalamus et dans la direction opposée doivent passer par le noyau reticularis thalami2.
Les entrées de rétinogeniculate et les entrées de corticogeniculate affichent des propriétés synaptiques distinctes3,4,5,6,7,8. Les entrées de rétinogénomié forment de grands terminaux avec des sites de libération multiples9,10. En revanche, les entrées de corticogeniculate affichent de petits terminaux avec des sites de libération unique7. En outre, les synapses rétinogéniques conduisent efficacement les potentiels d'action des neurones relais, bien qu'ils ne constituent que 5 à 10 % de toutes les synapses sur les neurones relais3,8,11. Les synapses corticogeniculate, d'autre part, servent de modulateur des transmissions rétinogeniculate en contrôlant le potentiel de membrane des neurones de relais12,13.
Ces deux entrées excitatrices principales pour relayer les neurones sont également fonctionnellement différentes. Une différence importante est la dépression à court terme des synapses rétinogeniculate et la facilitation à court terme des synapses de corticogeniculate3,5,8. La plasticité à court terme se réfère à un phénomène dans lequel la force synaptique change lorsque la synapse est active à plusieurs reprises dans un délai de quelques millisecondes à plusieurs secondes. La probabilité de libération synaptique est un facteur important sous-jacent à la plasticité à court terme. Les synapses, avec une faible probabilité initiale de libération, présentent une facilitation à court terme en raison de l'accumulation de Ca2 dans la presynapse et, par conséquent, une augmentation de la probabilité de libération est observée lors d'activités répétées. En revanche, les synapses avec la probabilité élevée de libération montrent habituellement la dépression à court terme due à l'épuisement des vésicules prêtes-releasable14. En outre, la désensibilisation des récepteurs postsynaptiques contribue à la plasticité à court terme dans certaines synapses de probabilité à libération élevée8,15. La probabilité et la désensibilisation élevées de dégagement des récepteurs d'acide et de dégagement élevés de 'amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic d'acide (AMPA) contribuent à la dépression à court terme en avant des synapses de rétinogeniculate. En revanche, la probabilité de faible libération sous-tend la facilitation à court terme des synapses de corticogeniculate.
Chez la souris, le tractus optique pénètre dans le noyau de geniculate latéral dorsal (dLGN) du site caudolatéral, tandis que les fibres corticogeniculate pénètrent dans le rostroventrally dLGN. La distance entre les deux entrées permet d'enquêter sur les propriétés individuelles de deux entrées excitatrices très différentes empiéchant sur la même cellule. Ici, nous construisons et améliorons une méthode précédemment décrite de dissection dans laquelle les fibres derétinogeniculate et de corticogeniculate sont préservées dans les tranches aigues de cerveau 3. Nous décrivons alors l'investigation électrophysiologique des neurones de relais et la stimulation des fibres de rétinogeniculate et de corticogenicuulate avec des électrodes de stimulation extracellulaires. Enfin, nous fournissons un protocole pour le remplissage des neurones relais avec la biocytine et l'analyse anatomique ultérieure.

<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

Le noyau génuulé latéral est la première station de relais pour l'information visuelle. Les neurones relais de ce noyau thalamique intègrent l'entrée des cellules ganglionnaires rétiniennes et la projettent vers le cortex visuel. En outre, les neurones relais reçoivent l'excitation descendante du cortex. Les deux entrées excitatrices principales des neurones relais diffèrent à plusieurs égards. Chaque neurone de relais reçoit l'entrée de seulement quelques synapses de rétinogégénique, qui sont de grands terminaux avec beaucoup de sites de dégagement. Ceci est reflété par l'excitation relativement forte, les neurones de relais reçoivent, des cellules de ganglion rétinien. Les synapses corticogeniculate, en revanche, sont plus simples avec peu de sites de libération et une force synaptique plus faible. Les deux synapses diffèrent également dans leur plasticité synaptique à court terme. Les synapses rétinogeniculate ont une probabilité de libération élevée et par conséquent affichent une dépression à court terme. En revanche, les synapses corticogeniculate ont une faible probabilité de libération. Les fibres corticogeniculate traversent les noyaux thalamic réticulaires avant d'entrer dans le noyau génuulé latéral. Les différents emplacements du noyau thalamique réticulaire (rostoral du noyau génuulé latéral) et du tractus optique (ventro-lancé du noyau génuulé latéral) permettent de stimuler séparément les synapses de corticogeniculate ou de rétinogeniculate avec des électrodes de stimulation extracellulaires. Cela fait du noyau génique latéral une zone idéale du cerveau où deux synapses excitatrices avec des propriétés très différentes empiéchant sur le même type de cellule, peuvent être étudiées simultanément. Ici, nous décrivons une méthode pour étudier l'enregistrement des neurones de relais et pour effectuer l'analyse détaillée de la fonction de synapse de retinogeniculate et de corticogeniculate dans les tranches aigues de cerveau. L'article contient un protocole étape par étape pour la génération de tranches de cerveau aigus du noyau latéral de géonulate et des étapes pour enregistrer l'activité des neurones de relais en stimulant le tractus optique et les fibres corticogeniculate séparément.

La préparation de tranches de dLGN contenant les voies de rétinogénine et de corticogenicuulate est montrée sous un objectif 4x (figure 2). Les axones des cellules ganglionnaires rétiniennes se regroupent dans le tractus optique (Figure 2). La pipette stimulante a été placée sur le tractus optique pour induire le courant rétinogeniculate synapse-mediated (Figure 2A) et sur le noyau reticular...

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Electrophysiological Investigations of Retinogeniculate and Corticogeniculate Synapse Function

Ici, nous présentons des protocoles pour la préparation des tranches aigues de cerveau contenant le noyau génuulé latéral et l'investigation électrophysiologique de la fonction de synapses de rétinogeniculate et de corticogeniculate. Ce protocole fournit un moyen efficace d'étudier les synapses avec la probabilité de libération élevée et faible dans les mêmes tranches de cerveau aigus.

Investigations électrophysiologiques de la fonction de synapse de rétinogeniculate et de Corticogeniculate

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

Ici nous présentons les protocoles pour la préparation des tranches aiguës de cerveau contenant le noyau latéral de geniculate et l’investigation électrophysiologique du geniculate rétinien et de la fonction corticale de synapse de geniculate. Les axones rétiniens de cellules de ganglion entrent dans le noyau latéral de geniculate loin des entrées corticales. Cela permet les stimulations séparées du geniculate rétinien et des synapses corticales de geniculate, qui ont des propriétés fonctionnelles très différentes.Pour commencer cette procédure, préparer deux chambres de tranche, l’une remplie de 100 millilitres de la solution de dissection et l’autre avec 100 millilitres de solution d’enregistrement. Placez les deux beakers dans un bain d’eau à 37 degrés Celsius, et bullez les solutions avec du carbogen pendant au moins 15 minutes avant la dissection. Remplissez ensuite un bécher en plastique de 250 millilitres de solution de dissection presque glacée et bouillonnez-le de carbogen pendant au moins 15 minutes avant l’utilisation.Remplissez ensuite une boîte de Pétri en plastique avec la solution de dissection froide pour la dissection du cerveau. Placez un morceau de papier filtre dans le couvercle de la boîte de Pétri et remplissez-le d’une petite quantité de solution de dissection. Refroidissez ensuite la chambre de dissection du vibratome.Couper la peau de la tête de caudale à nasale, et le garder ouvert avec les doigts pour exposer le crâne. Pour obtenir le cerveau antérieur, coupez d’abord le crâne le long de la ligne médiane postérieure/antérieure. Ensuite, couper deux fois de plus à travers la suture coronale et suture lambdoid.Retirez le crâne entre la suture coronale et la suture lambdoid pour exposer le cerveau. Couper l’ampoule olfactive et séparer le cerveau antérieur du cerveau moyen à l’aide d’une fine lame. Retirez le cerveau du crâne à l’aide d’une fine spatule et placez-le sur un papier filtre dans le couvercle de la boîte de Pétri.Pour préserver l’intégrité des apports sensoriels et corticals du noyau latéral dorsale de geniculate dans la tranche de cerveau, séparez les deux hémisphères avec une coupe parasagittale à un angle de trois à cinq degrés. Ensuite, séchez les plans latéraux médiaux des deux hémisphères en les plaçant sur un papier filtre. Collez-les ensuite sur la scène de coupe avec un angle de 10 à 25 degrés du plan horizontal.Placez la scène au centre du plateau tampon métallique et versez doucement le reste de la solution de dissection glacée dans le bac tampon. Effectuez cette étape avec soin, car verser trop fort pourrait enlever le cerveau passé. Ensuite, gardez le plateau tampon dans le plateau rempli de glace pour maintenir la basse température pendant la dissection.Tranches de la section 250 micromètres avec une lame de rasoir à une vitesse de 0,1 millimètre par seconde et une amplitude d’un millimètre. Transférer les tranches dans la chambre de détention remplies de solution de dissection oxygénée à 34 degrés Celsius pendant environ 30 minutes, puis laisser les tranches récupérer dans la solution d’enregistrement à 34 degrés Celsius pendant encore 30 minutes. Après la récupération, retirer la chambre de fixation des tranches du bain d’eau et conserver les tranches à température ambiante jusqu’à ce qu’elles soient utilisées dans des expériences.Dans cette procédure, tirez les pipettes d’enregistrement à l’aide de capillaires en verre borosilicate et d’un puller filament. Tirez ensuite les pipettes stimulantes en utilisant le même protocole, mais casser légèrement la pointe après avoir tiré pour augmenter le diamètre. Remplissez ensuite les pipettes d’enregistrement avec la solution intracellulaire et la biocytine, et remplissez les pipettes stimulantes avec la solution d’enregistrement.Placez ensuite les tranches dans la chambre d’enregistrement et imprènuez-les continuellement avec une solution d’enregistrement oxygénée à température ambiante. Visualisez les tranches à l’aide d’un microscope droit équipé d’une microscopie vidéo IR-DIC. Vérifiez toutes les tranches et sélectionnez ceux qui affichent des tractus optiques intacts.Placez la pipette de stimulation sur la tranche avant de patcher la cellule avec une pipette d’enregistrement. Pour étudier les synapses geniculate rétiniennes, placez la pipette stimulante directement sur le tractus optique où les fibres d’axon des cellules rétiniennes de ganglion sont empaquetées. Pour analyser les synapses corticales de geniculate, placez l’électrode stimulante sur le noyau reticularis thalami, qui est rostroventrally adjacent au noyau latéral dorsale de geniculate.Une fois que la pipette d’enregistrement est immergée dans la solution d’enregistrement, appliquez une étape de cinq millivolts pour surveiller la résistance de pipette. Réglez le potentiel de détention à zéro millivolt, et annuler le potentiel de compensation de sorte que le courant de détention est zéro picoampere. Approchez la cellule avec une pipette d’enregistrement tout en appliquant une pression positive.Lorsque la pipette est en contact direct avec la membrane cellulaire, relâchez la pression positive et réglez le potentiel de détention à moins 70 millivolts. Appliquez ensuite une légère pression négative pour permettre à la membrane cellulaire de se fixer à la pipette en verre de telle sorte qu’un joint gigaohm se forme. Compensez la capacitance pipette et ouvrez la cellule en appliquant des impulsions de pression négatives.Pour étudier la fonction synaptique, appliquez des impulsions de courant de 0,1 milliseconde par l’intermédiaire de la pipette de stimulation. Surveillez la résistance de la série en continu en appliquant une étape de cinq millivolts. La résistance en série peut être estimée en divisant cinq millivolts par l’amplitude maximale du courant évoqué.N’utilisez que les cellules avec une résistance de série inférieure à 20 mégaohms pour l’analyse. Pour l’étiquetage de la biocytine, maintenez la configuration des cellules entières pendant au moins cinq minutes pour permettre la diffusion de la biocytine dans les dendrites distals. Après l’enregistrement, retirez doucement la pipette de la cellule afin que le soma ne soit pas détruit.Préparer une plaque de culture cellulaire de 24 puits. Remplissez chaque puits de 300 microlitres de 4 % de PFA. Prenez soin de ne pas contaminer quoi que ce soit avec pfa qui sera en contact avec les tranches à enregistrer.Transférez les tranches de la chambre d’enregistrement à la plaque contenant de la PFA à l’aide d’une pipette en caoutchouc et fixez-les pendant la nuit. Le lendemain, remplacez le PFA par PBS. Gardez les tranches dans PBS à quatre degrés Celsius pour le traitement futur.Pour tacher les cellules, lavez les tranches avec du PBS frais trois fois. Bloquez les sites de liaison non spécifiques en incubant les tranches de la solution de blocage pendant deux heures à température ambiante sur un shaker orbital. Puis jeter la solution de blocage, et incuber les tranches avec de la streptavidine Alexa 568 dilué dans la solution de blocage à quatre degrés Celsius pendant la nuit sur un shaker orbital.Le lendemain, jetez la solution d’anticorps et lavez les tranches trois fois avec du PBS pendant 10 minutes chacune à température ambiante sur un shaker orbital. Lavez ensuite les tranches avec de l’eau du robinet avant de monter. Déposer les tranches d’une souris sur une glissière en verre.Assurez-vous que les cellules tachées sont présentes sur la surface supérieure des tranches. Absorber l’eau autour des tranches avec des tissus, puis laisser sécher les tranches pendant environ 15 minutes. Appliquez ensuite deux gouttes de milieu de montage sur chaque tranche, et montez un glissement de couverture sur la glissière sans produire de bulles d’air.Conservez les tranches étiquetées à quatre degrés Celsius après les avoir visionnées au microscope confocal. Cette image IR-DIC montre le soma d’un noyau geniculate latéral dorsal relayant le neurone avec une pointe de la pipette de correction. La coloration biocytine nous permet d’avoir une vue du neurone enregistré.Différents des interneurones, qui ont une morphologie bipolaire, les neurones relais ont des tonnelles dendritiques multipolaires contenant plus de trois dendrites primaires. La reconstruction tridimensionnelle d’un neurone relais biocytine-étiqueté a été alors produite, qui montre une architecture dendritique radialement symétrique. Préserver les entrées rétiniennes de geniculate et les entrées corticales de geniculate dans les mêmes tranches de cerveau sont les plus importantes dans ce protocole.Après cette procédure, nous pouvons, par exemple, également étudier les entrées d’inhibiteur du noyau reticularis thalami sur les neurones du noyau geniculate latéral dorsal. N’oubliez pas de porter des gants lors de la fixation des tranches de cerveau avec PFA, comme PFA est dangereux.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Studying Synaptic Vesicle Pools using Photoconversion of Styryl Dyes

Etudier Piscines vésicules synaptiques utilisant des colorants styryle photoconversion

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

Recherche

Neurosciences

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Mesures électrophysiologiques et d&#39;analyse de la nociception chez les nourrissons humains

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

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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 ...

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 ...

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Enregistrement électrophysiologique dans le cerveau d&#39;Intact poisson zèbre adulte

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

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Une méthode pour électrochimique systématique et l&#39;évaluation électrophysiologique des neurones électrodes d&#39;enregistrement

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

Imagerie fibres sérotoninergiques dans la moelle épinière de souris Utilisation du CLARITY / Technique CUBIC

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Visualization of Thalamocortical Axon Branching and Synapse Formation in Organotypic Cocultures

Visualisation de Thalamocortical Axon Branching et Synapse Formation chez organotypique Cocultures

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