Name: wide-field single-photon optical recording in brain slices using voltage-sensitive dye
Uploaded: 2019-06-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Wide-field Single-photon Optical Recording in Brain Slices Using Voltage-sensitive Dye at JoVE.com

TT, MEXT 'den JSPS KAKENHI Grant (JP16H06532, JP16K21743, JP16H06524, JP16K0038 ve JP15K00413) ve sağlık, çalışma ve refah Bakanlığından (MHLW-Kagaku-ıppan-H27 [15570760] ve H30 [18062156]) alınan hibe aldı. Biz Ingilizce dil düzenleme için Editage (www.editage.jp) teşekkür etmek istiyorum.

Tüm hayvan deneyleri, Tokushima Bunri Üniversitesi hayvan bakımı ve kullanım Komitesi tarafından onaylanmış protokollere göre yapılmıştır. Dilim hazırlama için aşağıdaki protokol neredeyse standart bir prosedür27 , ancak değişiklikler VSD ile boyama ve kayıt protokolleri olmuştur.
1. deneme gününden önce hazırlık
<ol><li>A (Tablo 1), hisse senedi B (Tablo 2) ve hisse senedi C (Tablo 3) çö...

<ol>
	<li>Tominaga, Y., Taketoshi, M., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overall+Assay+of+Neuronal+Signal+Propagation+Pattern+With+Long-Term+Potentiation+(LTP)+in+Hippocampal+Slices+From+the+CA1+Area+With+Fast+Voltage-Sensitive+Dye+Imaging.">Overall Assay of Neuronal Signal Propagation Pattern With Long-Term Potentiation (LTP) in Hippocampal Slices From the CA1 Area With Fast Voltage-Sensitive Dye Imaging.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 12, 389 (2018).</li><li>Tominaga, T., Kajiwara, R., Tominaga, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VSD+Imaging+Method+of+Ex+Vivo+Brain+Preparation.">VSD Imaging Method of Ex Vivo Brain Preparation.</a> Journal of Neuroscience and Neuroengineering. 2 (3), 211-219 (2013).</li><li>Homma, R., 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=Wide-field+and+two-photon+imaging+of+brain+activity+with+voltage-+and+calcium-sensitive+dyes.">Wide-field and two-photon imaging of brain activity with voltage- and calcium-sensitive dyes.</a> Methods Mol Biol. 364 (1529), 2453-2467 (2009).</li><li>Grinvald, A., Hildesheim, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VSDI:+a+new+era+in+functional+imaging+of+cortical+dynamics.">VSDI: a new era in functional imaging of cortical dynamics.</a> Nature Reviews Neuroscience. 5 (11), 874-885 (2004).</li><li>Tasaki, I., Watanabe, A., Sandlin, R., Carnay, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+fluorescence,+turbidity,+and+birefringence+associated+with+nerve+excitation.">Changes in fluorescence, turbidity, and birefringence associated with nerve excitation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 61 (3), 883-888 (1968).</li><li>Cohen, L., Keynes, R., Hille, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Scattering+and+Birefringence+Changes+during+Nerve+Activity.">Light Scattering and Birefringence Changes during Nerve Activity.</a> Nature. 218 (5140), 438-441 (1968).</li><li>Hill, D., Keynes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Opacity+changes+in+stimulated+nerve.">Opacity changes in stimulated nerve.</a> The Journal of Physiology. 108 (3), 278-281 (1949).</li><li>Waggoner, A., Salzberg, B., Davila, H., Cohen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Large+Change+in+Axon+Fluorescence+that+Provides+a+Promising+Method+for+Measuring+Membrane+Potential.">A Large Change in Axon Fluorescence that Provides a Promising Method for Measuring Membrane Potential.</a> Nature New Biology. 241 (109), 159 (1973).</li><li>Salzberg, B., Davila, H., Cohen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Recording+of+Impulses+in+Individual+Neurones+of+an+Invertebrate+Central+Nervous+System.">Optical Recording of Impulses in Individual Neurones of an Invertebrate Central Nervous System.</a> Nature. 246 (5434), (1973).</li><li>Cohen, L., lzberg, B., Grinvald, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Methods+for+Monitoring+Neuron+Activity.">Optical Methods for Monitoring Neuron Activity.</a> Annual Review of Neuroscience. 1 (1), 171-182 (1978).</li><li>Ross, W. N., Salzberg, B. M., Cohen, L. B., Davila, H. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+large+change+in+dye+absorption+during+the+action+potential.">A large change in dye absorption during the action potential.</a> Biophysical Journal. 14 (12), 983-986 (1974).</li><li>Loew, L. M., Cohen, L. B., Salzberg, B. M., Obaid, A. L., Bezanilla, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge-shift+probes+of+membrane+potential.+Characterization+of+aminostyrylpyridinium+dyes+on+the+squid+giant+axon.">Charge-shift probes of membrane potential. Characterization of aminostyrylpyridinium dyes on the squid giant axon.</a> Biophysical Journal. 47 (1), 71-77 (1985).</li><li>Loew, L. M., 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=A+naphthyl+analog+of+the+aminostyryl+pyridinium+class+of+potentiometric+membrane+dyes+shows+consistent+sensitivity+in+a+variety+of+tissue,+cell,+and+model+membrane+preparations.">A naphthyl analog of the aminostyryl pyridinium class of potentiometric membrane dyes shows consistent sensitivity in a variety of tissue, cell, and model membrane preparations.</a> The Journal of Membrane Biology. 130 (1), 1-10 (1992).</li><li>Mullah, S., 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=Evaluation+of+Voltage-Sensitive+Fluorescence+Dyes+for+Monitoring+Neuronal+Activity+in+the+Embryonic+Central+Nervous+System.">Evaluation of Voltage-Sensitive Fluorescence Dyes for Monitoring Neuronal Activity in the Embryonic Central Nervous System.</a> The Journal of Membrane Biology. 246 (9), 679-688 (2013).</li><li>Momose-Sato, Y., Sato, K., Arai, Y., Yazawa, I., Mochida, H., Kamino, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Voltage-Sensitive+Dyes+for+Long-Term+Recording+of+Neural+Activity+in+the+Hippocampus.">Evaluation of Voltage-Sensitive Dyes for Long-Term Recording of Neural Activity in the Hippocampus.</a> Journal of Membrane Biology. 172 (2), 145-157 (1999).</li><li>Tominaga, T., Tominaga, Y., Yamada, H., Matsumoto, G., Ichikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+optical+signals+with+electrophysiological+signals+in+neural+activities+of+Di-4-ANEPPS+stained+rat+hippocampal+slices.">Quantification of optical signals with electrophysiological signals in neural activities of Di-4-ANEPPS stained rat hippocampal slices.</a> Journal of Neuroscience Methods. 102 (1), 11-23 (2000).</li><li>Tominaga, T., Ichikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+apparatus+for+sliced+specimen+of+biological+tissue+and+specimen+holder.">Experimental apparatus for sliced specimen of biological tissue and specimen holder.</a> US Patent. , (2002).</li><li>Buskila, Y., Breen, P. P., Tapson, J., van Schaik, A., Barton, M., Morley, 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=Extending+the+viability+of+acute+brain+slices.">Extending the viability of acute brain slices.</a> Scientific Reports. 4 (1), srep05309 (2015).</li><li>Tanemura, 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=Neurodegeneration+with+Tau+Accumulation+in+a+Transgenic+Mouse+Expressing+V337M+Human+Tau.">Neurodegeneration with Tau Accumulation in a Transgenic Mouse Expressing V337M Human Tau.</a> Journal of Neuroscience. 22 (1), 133-141 (2002).</li><li>Tominaga, Y., Ichikawa, M., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+potential+response+profiles+of+CA1+pyramidal+cells+probed+with+voltage-sensitive+dye+optical+imaging+in+rat+hippocampal+slices+reveal+the+impact+of+GABAA-mediated+feed-forward+inhibition+in+signal+propagation.">Membrane potential response profiles of CA1 pyramidal cells probed with voltage-sensitive dye optical imaging in rat hippocampal slices reveal the impact of GABAA-mediated feed-forward inhibition in signal propagation.</a> Neuroscience Research. 64 (2), 152-161 (2009).</li><li>Suh, J., Rivest, A. J., Nakashiba, T., Tominaga, T., Tonegawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entorhinal+Cortex+Layer+III+Input+to+the+Hippocampus+Is+Crucial+for+Temporal+Association+Memory.">Entorhinal Cortex Layer III Input to the Hippocampus Is Crucial for Temporal Association Memory.</a> Science. 334 (6061), 1415-1420 (2011).</li><li>Juliandi, B., 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=Reduced+Adult+Hippocampal+Neurogenesis+and+Cognitive+Impairments+following+Prenatal+Treatment+of+the+Antiepileptic+Drug+Valproic+Acid.">Reduced Adult Hippocampal Neurogenesis and Cognitive Impairments following Prenatal Treatment of the Antiepileptic Drug Valproic Acid.</a> Stem cell reports. 5 (6), 1-14 (2016).</li><li>Stepan, J., Dine, J., Eder, 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+optical+probing+of+the+hippocampal+trisynaptic+circuit+in+vitro:+network+dynamics,+filter+properties,+and+polysynaptic+induction+of+CA1+LTP.">Functional optical probing of the hippocampal trisynaptic circuit in vitro: network dynamics, filter properties, and polysynaptic induction of CA1 LTP.</a> Frontiers in Neuroscience. 9, 160 (2015).</li><li>Tominaga, Y., Taketoshi, M., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overall+Assay+of+Neuronal+Signal+Propagation+Pattern+With+Long-Term+Potentiation+(LTP)+in+Hippocampal+Slices+From+the+CA1+Area+With+Fast+Voltage-Sensitive+Dye+Imaging.">Overall Assay of Neuronal Signal Propagation Pattern With Long-Term Potentiation (LTP) in Hippocampal Slices From the CA1 Area With Fast Voltage-Sensitive Dye Imaging.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 12, 389 (2018).</li><li>Kajiwara, R., Tominaga, Y., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+Plasticity+Involved+in+the+Spread+of+Neural+Activity+Within+the+Rhinal+Cortices+as+Revealed+by+Voltage-Sensitive+Dye+Imaging+in+Mouse+Brain+Slices.">Network Plasticity Involved in the Spread of Neural Activity Within the Rhinal Cortices as Revealed by Voltage-Sensitive Dye Imaging in Mouse Brain Slices.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 13, 20 (2019).</li><li>Popovic, M., Gao, X., Zecevic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltage-sensitive+dye+recording+from+axons,+dendrites+and+dendritic+spines+of+individual+neurons+in+brain+slices.">Voltage-sensitive dye recording from axons, dendrites and dendritic spines of individual neurons in brain slices.</a> Journal of visualized experiments. , (2012).</li><li>Sakmann, B., Stuart, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Single-Channel Recording. , (1995).</li><li>Tominaga, T., Tominaga, Y., Ichikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+long-lasting+depolarization+on+burst+stimulation+in+area+CA1+of+rat+hippocampal+slices.">Optical imaging of long-lasting depolarization on burst stimulation in area CA1 of rat hippocampal slices.</a> Journal of neurophysiology. 88 (3), 1523-1532 (2002).</li><li>Mennerick, S., 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=Diverse+Voltage-Sensitive+Dyes+Modulate+GABAAReceptor+Function.">Diverse Voltage-Sensitive Dyes Modulate GABAAReceptor Function.</a> The Journal of Neuroscience. 30 (8), 2871-2879 (2010).</li><li>Canitano, R., Pallagrosi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autism+Spectrum+Disorders+and+Schizophrenia+Spectrum+Disorders:+Excitation/Inhibition+Imbalance+and+Developmental+Trajectories.">Autism Spectrum Disorders and Schizophrenia Spectrum Disorders: Excitation/Inhibition Imbalance and Developmental Trajectories.</a> Frontiers in Psychiatry. 8, 69 (2017).</li><li>Anticevic, A., Murray, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rebalancing+Altered+Computations:+Considering+the+Role+of+Neural+Excitation+and+Inhibition+Balance+Across+the+Psychiatric+Spectrum.">Rebalancing Altered Computations: Considering the Role of Neural Excitation and Inhibition Balance Across the Psychiatric Spectrum.</a> Biological Psychiatry. 81 (10), 816-817 (2017).</li><li>Busche, M., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairments+of+neural+circuit+function+in+Alzheimer&#8217;s+disease.">Impairments of neural circuit function in Alzheimer&#8217;s disease.</a> Phil. Trans. R. Soc. B. 371 (1700), 20150429 (2016).</li><li>Kn&#246;pfel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+encoded+optical+indicators+for+the+analysis+of+neuronal+circuits.">Genetically encoded optical indicators for the analysis of neuronal circuits.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (10), 687 (2012).</li><li>Kn&#246;pfel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expanding+the+toolbox+for+remote+control+of+neuronal+circuits.">Expanding the toolbox for remote control of neuronal circuits.</a> Nature Methods. 5 (4), 293 (2008).</li><li>Tominaga, T., Tominaga, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+nonscanning+confocal+microscopy+module+for+functional+voltage-sensitive+dye+and+Ca2++imaging+of+neuronal+circuit+activity.">A new nonscanning confocal microscopy module for functional voltage-sensitive dye and Ca2+ imaging of neuronal circuit activity.</a> Journal of Neurophysiology. 110 (2), 553-561 (2013).</li></ol>

Dilim fizyolojisi doğru sinyali toplamak için hayati önem taşımaktadır. Bu protokolde halka membran filtre sisteminin kullanımı, dilimin sağlıklı kalmasını ve prosedür2,16,17boyunca bozulmasını sağlar. Diğer sistemler kayıt sırasında dilim fizyolojisini korumak için kullanılabilir, ancak görüntüleme, dilimin her parçası sağlıklı olması için gerektiğinde herhangi bir zamanda deforme olmamalıdır...

Geniş alan tek foton voltaj duyarlı boya (VSD) toplu lekeli beyin dilim preparatları görüntüleme nöral devrelerin dinamiklerini değerlendirmek için yararlı bir nicel aracı haline gelmiştir1,2,3,4 . Membran uyarma5,6,7, VSD görüntüleme nedeniyle optik özelliklerdeki değişikliklerin analizinden sonra ilk olarak 1970 ' lerin başında Cohen ve diğerleri tarafından tanımlanmıştır6,8, 9.; boya doğrudan membran potansiyel değişiklikler (yani, nöronların birincil sinyali) problar gibi gerçek zamanlı olarak beyin fonksiyonlarını izlemek için uygun bir yöntemdir.
İlk VSDs beyin sistemi anlamak için arzu edilen özelliklere sahip, gibi hızlı bir zaman sabit nöronal membran potansiyel olayların hızlı kinetiği takip etmek, ve membran potansiyelinin değişikliği ile doğrusallık9, 10 ' dan fazla , 11 ' i , 12 tane , 13 ' ü , 14 , 15. diğer görüntüleme deneylerine benzer şekilde, bu teknik, istenilen sonuçları başarmak için kameralar, optik, yazılım ve dilim fizyolojisi gibi geniş bir yelpazede özel ayarlamalar gerektirir. Bu teknik tuzaklar nedeniyle, ilk çabaları sırasında beklenen faydaları mutlaka bu teknikte uzmanlaşmadı laboratuvarların çoğu için gerçekleştirmez.
Teknik zorluk ilkel nedeni, dilim preparatlarının toplu boyama uygulandığında membran potansiyel değişim doğru VSD düşük duyarlılığı oldu. Optik sinyal büyüklüğü (yani, floresan fraksiyonel değişim) genellikle 10-4-10-3 kontrol (F0) fizyolojik koşullar altında sinyal. Bir nöron membran potansiyel değişim zaman ölçeği yaklaşık milisaniyeye kadar birkaç milisaniye. Neuron membran potansiyelinin değişikliklerini ölçmek için, kayıt için kullanılan kamera yüksek hızda (10 kHz-100 Hz) görüntüleri elde edebilmek gerekir. VSD 'nin düşük duyarlılığı ve sinir sinyalini takip etmek için gereken hız, yüksek bir sinyal-gürültü oranı (S/N)2,16ile yüksek hızda fotoğraf makinesinde toplanan büyük miktarda ışık gerektirir.
Kayıt sisteminin optik yeterli ışık toplama ve S/N geliştirmek için de kritik bir unsurdur. Optik tarafından elde edilen büyütme genellikle aşırı düşük, 1X gibi 10X, yerel fonksiyonel nöral devre görselleştirmek için. Örneğin, hipokampal devresinin dinamiklerini görselleştirmek için yaklaşık 5 ' in büyütme uygun olacaktır. Bu kadar düşük büyütme düşük floresan verimliliğine sahiptir; Bu nedenle, gelişmiş optik bu tür kayıt için yararlı olacaktır.
Buna ek olarak, dilim fizyolojisi de esastır. Görüntüleme analizi dilimlerin bozulmamış olmasını gerektirdiğinden, dikkatli dilim işleme17gereklidir. Ayrıca, daha uzun bir süre için dilim canlılığı korumak için alınan önlemler önemlidir18.
Bu makalede dilimler, VSD boyama ve ölçümler hazırlanması için protokol açıklanmaktadır. Makale Ayrıca VSDs, görüntüleme aygıtı ve optik geliştirmeleri ve diğer ek geliştirmeler için bu yöntemi etkin bir basit, güçlü ve nicel tahlil olarak kullanılmak üzere etkinleştirmiş deneysel sisteme özetliyor beyin fonksiyonlarının değiştirilmesi19,20,21,22,23,24,25. Tekniği de yaygın hipokampal dilimleri CA1 alanında uzun vadeli potansiyasyon için kullanılabilir1. Dahası, bu teknik aynı zamanda tek bir sinir hücresi26membran potansiyelleri optik kayıt yararlıdır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:940px;" width="942">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:221px;">High speed image acquisition system</td>
			<td style="width:195px;">Brainvision co. Ltd.</td>
			<td style="width:353px;">MiCAM - Ultima</td>
			<td style="width:171px;">Imaging system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">High speed image acquisition system</td>
			<td>Brainvision co. Ltd.</td>
			<td>MiCAM 02</td>
			<td>Imaging system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Macroscepe for wide field imaging</td>
			<td>Brainvision co. Ltd.</td>
			<td>THT macroscope</td>
			<td>macroscope</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">High powere LED illumination system with photo-diodode stablilizer</td>
			<td>Brainvision co. Ltd.</td>
			<td style="width:353px;">LEX-2G</td>
			<td style="width:171px;">LED illumination</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Image acquisition software</td>
			<td>Brainvision co. Ltd.</td>
			<td>BV-ana</td>
			<td>image acquisition software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Multifunctional electric stimulator</td>
			<td>Brainvision co. Ltd.</td>
			<td>ESTM-8</td>
			<td>Stimulus isolator+AD/DA converter</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Slicer</td>
			<td>Leica</td>
			<td>VT-1200S</td>
			<td>slicer</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Slicer</td>
			<td>Leica</td>
			<td>VT-1000</td>
			<td>slicer</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Blade for slicer</td>
			<td>Feather Safety Razor Co., Ltd.</td>
			<td>#99027</td>
			<td>carbon steel razor blade</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Membrane filter for slice support</td>
			<td>Merk Millipore Ltd., MA, USA</td>
			<td>Omnipore, JHWP01300, 0.45 &#181;m pores,</td>
			<td>membrane filter/ 0.45 13</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Numerical analysis software</td>
			<td>Wavemetrics Inc., OR, USA</td>
			<td>IgorPro</td>
			<td>analysing software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Stimulation isolator</td>
			<td>WPI Inc.</td>
			<td>A395</td>
			<td>Stimulus isolator</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">AD/DA converter</td>
			<td>Instrutech</td>
			<td>ITC-18</td>
			<td>AD/DA converter</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Voltage sensitive dye Di-4-ANEPPS</td>
			<td>Invitrogen, Thermo-Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>catalog number: D-1199</td>
			<td>VSD: Di-4-ANEPPS</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">poloxamer</td>
			<td>Invitrogen, Thermo-Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>Pluronic F-127 P30000MP</td>
			<td>poloxamer / Pluronic F-127 (20% solution in DMSO)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">polyethoxylated castor oil</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Cremophor EL C5135</td>
			<td>polyethoxylated castor oil</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wide-field single-photon optical recording in brain slices using voltage-sensitive dye

Beyin dilim preparatlarının geniş alan tek foton voltajı duyarlı boya (VSD) görüntülenmesi, nöral devrelerde fonksiyonel bağlantı değerlendirmek için yararlı bir araçtır. Işık sinyalinde fraksiyonel değişiklik nedeniyle, bu yöntemi bir nicel tahlil olarak kullanmak zor olmuştur. Bu makalede, özel optik ve dilim işleme sistemleri, bu tekniği istikrarlı ve güvenilir hale açıklar. Bu makalede, dilim işleme, boyama ve VSD lekeli hipokampal dilimleri ayrıntılı olarak kaydedilmesini gösterir. Sistem uzun süre fizyolojik koşulları korur, iyi boyama ile, ve kayıtlar sırasında dilim mekanik hareketlerini önler. Dahası, küçük bir miktar boya ile dilimlerin boyama sağlar. Optik, 100 piksel x 100-piksel uzamsal çözünürlüğe sahip, 10 kHz maksimum kare hızında VSD sinyalinin kaydedilmesine olanak sağlayan düşük büyütmede yüksek sayısal diyaframı elde edilir. Yüksek kare hızı ve uzamsal çözünürlüğe bağlı olarak, bu teknik, nöral devrelerdeki değişiklikleri değerlendirmek için yeterli sinyal-gürültü oranı sağlayan kayıt sonrası filtrelerin uygulanması sağlar.

Şekil 5 , bir fare hipokampal DILIMININ CA1 bölgesinde Schaffer teminatın elektrik stimülasyon üzerine temsili optik sinyali gösterir. Şekil 5A 'daki ardışık görüntüler, uzamsal ve temporal filtreler uygulanmadan önce optik sinyali gösterirken, Şekil 5B 5 x 5 x 5 Kübik filtre (Gauss çekirdeği konvolüsyonu, 5 x 5 uzamsal-ve 5 ' e kadar) uygulandıktan sonra aynı verileri gösterir...

Watch this Scientific Journal Video about Wide-field Single-photon Optical Recording in Brain Slices Using Voltage-sensitive Dye at JoVE.com

Wide-field Single-photon Optical Recording in Brain Slices Using Voltage-sensitive Dye

Gerilim duyarlı boya kullanarak beyin dilimleri için tekrarlanabilir ve istikrarlı bir optik kayıt yöntemi sunuyoruz. Bu yazıda konvansiyonel hipokampal dilim preparatları kullanılarak voltaj duyarlı boya boyama ve optik sinyallerin kaydedilmesi açıklanmaktadır.

Gerilim duyarlı boya kullanarak beyin dilimleri geniş alan tek foton optik kayıt

Wide-field single photon voltage-sensitive dye (VSD) imaging of brain slice preparations is a useful tool to assess the functional connectivity in neural ...

Voltaj duyarlı boya ile optik kayıt yöntemi beynin nasıl çalıştığını görselleştirmek için ideal bir teknoloji olduğu düşünülmektedir. Bu yöntem bize psişik aktivite hakkında bir görünüm verilen, 12 saat içinde bir nöropsizor dinamikleri stably ve güvenilir kayıt için izin verdi. Biz anneler için değerli asit uygulaması gibi geliştirme nin tüm aşamasında kimyasalların neden olduğu devre değişiklikleri tespit etmek için uygulama genişletmek için çalışıyoruz.Teknik zaten iyi kurulmuştur. Lütfen burada sunulan yöntemi izleyerek çalışmaları yeniden oluşturmaya çalışın. Bu prosedüre başlamak için, kafası kesilmiş başı buz gibi ACSF'ye paslanmaz çelik cerrahi tepsiye batırın.Bir dakika içinde beyin ayıklayın ve beş dakika boyunca soğutulmuş ACSF içeren bir beher yerleştirin. Daha sonra, bir neşter ile orta hatta beyin bölümü bölmek ve% 4 agar blok üzerine her iki yarımkürede yerleştirin. Sonra, her iki yarımküreile beyin bloğu yerleştirin 4% agar blok üzerine.Fazla ACSF'yi bir filtre kağıdıyla bloktan silin. Daha sonra, vibratom platformuna superglue uygulayın. Üzerine agar blok yerleştirin ve bir filtre kağıdı ile aşırı yapıştırıcı silin.Yavaşça fazla superglue katılaşmaya yardımcı olmak ve beyin kapsayan ve dilimleme rahatsız tutkal önlemek için beyin agar blok üstünden buz gibi ACSF az miktarda uygulayın. Daha sonra, vibratom tepsisine platform düzeltmek ve değiştirilmiş ACSF dökün. Vibratomu yavaş bir hıza ayarlayın ve bıçak frekansını maksimum ayarında ayarlayın.O zaman dilimlemeye başla. Dilimlerin sırası kolayca ayırt edilebilmesi için dilimleri sırayla dilim odasının köşesine yerleştirin. Genellikle bir yarımküreden 3-5 dilim elde edilebilir.Sonra, 30 gauge iğne kullanarak beyin sapı kısmını kesti. Küçük uçlu bir boya fırçası kullanarak, dilimi pleksiglas halkaile tutulan membran filtresine yerleştirin. Halkayı nemli bir geri kazanım odasına yerleştirin ve iç basıncı yüksek tutmak için kapağı sabitlayın.Dilimi membran filtresine yerleştirirken, dilimin halka içindeki yönünü ve konumunu iyi ortalandığından ve tutarlı bir yöne sahip olduğundan emin olmak için ayarlayın. Numuneyi 28 derecede 30 dakika, oda sıcaklığında ise en az 10-30 dakika bekletin. Dilimleri boyamak için, boyama çözeltisinin 100 mikrolitresini her dilimin üzerine hafifçe uygulayın ve oda sıcaklığında 20 dakika kuluçkaya yatırın.Ardından, bir kapta 50 ila 100 mililitre ACSF hazırlayın. Boyama çözeltisini durulamak için halkayı numunenin içinde yerleştirin. Daha sonra, durulanan dilimleri başka bir kuluçka odasına aktarın.Denemeden önce iyileşme için bir saatten fazla bekleyin. Bu yordamı başlatmak için amplifikatör, bilgisayar ve kamera sistemini açın ve yazılımı açın. 50 mililitrelik bir tüp acsf dökün ve carbogen ile kabarcık.ACSF'yi sirküle etmek ve akış hızını dakikada yaklaşık bir mililitreye ayarlamak için peristaltik bir pompa kullanın. Daha sonra emme pipetinin yüksekliğini, deney odasının içindeki sıvı seviyesinin her zaman sabit olması için ayarlayın. Zemin elektrot'u odaya yerleştirin.Daha sonra, cam elektrot acsf küçük bir miktar ile doldurun ve elektrot tutucu yerleştirin. Tutucuyu manipülatörün çubuğuna takın. Bir amplifikatör kullanarak, elektrot direnci yaklaşık bir megaohm olduğundan emin olun.Kayıt oturumunda, nemli odadan deneysel bir odaya bir dilim aktarın. Halkanın kenarına silikon o-halkaya sıkıca bastırın. Deney odasının zarını veya altını kırmamaya dikkat edin.Mikroskop altında uyarıcı elektrot ucu ve alan potansiyel kayıt elektrot dilim yerleştirin. Bir uyarıcı sunarak uyarılmış yanıtı kontrol edin. Görüş alanının optik kayıt sistemindeki doğru sinir devresini kapsadığını doğrulayın.Ardından, uyarma ışık yoğunluğunu kameradaki maksimum kapasitenin yaklaşık %70 ila %80'ine ayarlayın. Floresan ışık kaynağını kullanarak, odak satın alma sistemi ile ayarlayın. Ardından, kaydı başlatın ve satın alma dan sonra bir görüntü edinme yazılımındaki verileri analiz edin.Bu rakam bir fare hipokampal dilim alan CA1 Schaffer collaterol elektrikstimülasyon üzerine temsili optik sinyal gösterir. Bu ardışık görüntüler, herhangi bir aralıklı ve zamansal filtre uygulanmadan önce optik sinyali gösterirken, bu görüntüler beşe beş kübik filtreyi iki kez uyguladıktan sonra aynı verileri gösterir. Yüksek kare hızı ve yüksek uzamsal çözünürlük nedeniyle, filtreuygulaması sinyali değiştirmedi, ancak tek bir denemede pikselolarak kaydedilen zaman diliminde de gözlemlenebilen gürültüyü filtreledi.Burada fare ve sıçan arasındaki hipokampal dilimlerin alan CA1 tipik tepkilerin karşılaştırılmasıdır. Fare hipokampal diliminde 24 milisaniye sonra CA1 distal tarafında küçük hiperpolarize yanıt gözlenir, ancak daha büyük hiperpolarize yanıt sıçan hipokampal dilimde depolarize yanıt geçti. Dilimler boyandıktan sonra 12 saatten fazla dayanmalıdır ve üzerlerinde başka elektrofizyolojik kayıtlar yapabilirsiniz.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Optical Imaging of Neurons in the Crab Stomatogastric Ganglion with Voltage-sensitive Dyes

Gerilim duyarlı Boyalar ile Yengeç Stomatogastric Ganglion Nöronlar Optik Görüntüleme

Voltage-sensitive dye imaging of neurons is a key methodology for the understanding of how neuronal networks are organised and how the simultaneous ...

Nörobilim

Voltage-sensitive Dye Recording from Axons, Dendrites and Dendritic Spines of Individual Neurons in Brain Slices

Aksonlar, Dendrit ve Beyin Dilimleri Bireysel Nöron Dendritik Spine kaynaklanan voltaj duyarlı Boya Kaydı

Understanding the biophysical properties and functional organization of single neurons and how they process information is fundamental for understanding ...

Paired Whole Cell Recordings in Organotypic Hippocampal Slices

Organotipik Hipokampal Dilimleri eşleştirilmiş Tüm Hücre Kayıtlar

Pair recordings involve simultaneous whole cell patch clamp recordings from two synaptically connected neurons, enabling not only direct ...

Regioselective Biolistic Targeting in Organotypic Brain Slices Using a Modified Gene Gun

Regioseçici Biolistik Modifiye Gen Tabancası kullanarak Organotipik Beyin Dilimleri Hedefleme

Transfection of DNA has been invaluable for biological sciences and with recent advances to organotypic brain slice preparations, the effect of various ...

A Large Lateral Craniotomy Procedure for Mesoscale Wide-field Optical Imaging of Brain Activity

Beyin Faaliyet Mesoscale Geniş alan Optik Görüntüleme için Büyük Yanal Kraniotomi Prosedürü

The craniotomy is a commonly performed procedure to expose the brain for in vivo experiments. In mouse research, most labs utilize a small craniotomy, ...

Preparation of Acute Brain Slices Using an Optimized N-Methyl-D-glucamine Protective Recovery Method

Preparation of Acute Brain Slices Using an Optimized N-Methyl-D-glucamine Protective Recovery Method

En iyi duruma getirilmiş bir Nkullanarak akut beyin dilimleri hazırlanması-metil-D-glucamine koruyucu kurtarma yöntemi

This protocol is a practical guide to the N-methyl-D-glucamine (NMDG) protective recovery method of brain slice preparation. Numerous recent studies have ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings in Brain Slices

Beyin Dilimleri tüm hücre Patch-kelepçe Kayıtlar

Whole-cell patch-clamp recording is an electrophysiological technique that allows the study of the&#160;electrical properties of a substantial part of the ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Yeni Bir Yöntemi Kullanarak Serbest Dolaşan Yenidoğan Sıçanlarında EEG Kaydı

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System

Sinaptik plastisite akut Hipokampal dilimleri bir küçük hacimli geri dönüşüm-, perfüzyon- ve batma-tipi oda sistemi içinde tutulan kayıt

Even though experiments on brain slices have been in use since 1951, problems remain that reduce the probability of achieving a stable and successful ...

Recording and Modulation of Epileptiform Activity in Rodent Brain Slices Coupled to Microelectrode Arrays

Kayıt ve modülasyon Epileptiform aktivite elektrot dizilerin birleştiğinde kemirgen beyin dilimleri içinde

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) ...