Name: assessment of long-term depression induction in adult cerebellar slices
Uploaded: 2019-10-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices at JoVE.com

Мы благодарим А. Оба за ее техническую помощь. Это исследование было частично поддержано Грант-в-помощь для научных исследований (C) 17K01982 в K.Y.

Все экспериментальные процедуры были одобрены комитетом RIKEN по уходу и использованию животных в экспериментах. Мыши содержались на животном объекте Центра наук и мозга RIKEN при хорошо контролируемой температуре (23-25 градусов по Цельсию) и влажности (45%-65%) Условия. Были использованы как м?...

<ol>
	<li>Eccles, J. C., Ito, M., Szentagothai, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Cerebellum as a Neuronal Machine. , (1967).</li><li>Marr, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+theory+of+cerebellar+cortex.">A theory of cerebellar cortex.</a> Journal of Physiology. 202 (2), 437-470 (1969).</li><li>Albus, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+cerebellar+function.">Theory of cerebellar function.</a> Mathematical Biosciences. 10 (1), 25-61 (1971).</li><li>Maekawa, K., Simpson, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Climbing+fiber+responses+evoked+in+vestibulocerebellum+of+rabbit+from+visual+system.">Climbing fiber responses evoked in vestibulocerebellum of rabbit from visual system.</a> Journal of Neurophysiology. 36 (4), 649-666 (1973).</li><li>Ito, M., Shiida, T., Yagi, N., Yamamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+influence+on+rabbit+horizontal+vestibulo-ocular+reflex+presumably+effected+via+the+cerebellar+flocculus.">Visual influence on rabbit horizontal vestibulo-ocular reflex presumably effected via the cerebellar flocculus.</a> Brain Research. 65 (1), 170-174 (1974).</li><li>Ghelarducci, B., Ito, M., Yagi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impulse+discharge+from+flocculus+Purkinje+cells+of+alert+rabbits+during+visual+stimulation+combined+with+horizontal+head+rotation.">Impulse discharge from flocculus Purkinje cells of alert rabbits during visual stimulation combined with horizontal head rotation.</a> Brain Research. 87 (1), 66-72 (1975).</li><li>Robinson, 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=Adaptive+gain+control+of+vestibulo-ocular+reflex+by+the+cerebellum.">Adaptive gain control of vestibulo-ocular reflex by the cerebellum.</a> Journal of Neurophysiology. 39 (5), 954-969 (1976).</li><li>Gilbert, P. F. C., Thach, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purkinje+cell+activity+during+motor+learning.">Purkinje cell activity during motor learning.</a> Brain Research. 128 (2), 309-328 (1977).</li><li>Ito, M., Sakurai, M., Tongroach, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Climbing+fibre+induced+depression+of+both+mossy+fibre+responsiveness+and+glutamate+sensitivity+of+cerebellar+Purkinje+cells.">Climbing fibre induced depression of both mossy fibre responsiveness and glutamate sensitivity of cerebellar Purkinje cells.</a> Journal of Physiology. 324, 113-134 (1982).</li><li>Ito, M., Kano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-lasting+depression+of+parallel+fiber-Purkinje+cell+transmission+induced+by+conjunctive+stimulation+of+parallel+fibers+and+climbing+fibers+in+the+cerebellar+cortex.">Long-lasting depression of parallel fiber-Purkinje cell transmission induced by conjunctive stimulation of parallel fibers and climbing fibers in the cerebellar cortex.</a> Neuroscience Letters. 33 (3), 253-258 (1982).</li><li>Ekerot, C. F., Kano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+depression+of+parallel+fibre+synapses+following+stimulation+of+climbing+fibres.">Long-term depression of parallel fibre synapses following stimulation of climbing fibres.</a> Brain Research. 342 (2), 357-360 (1985).</li><li>Sakurai, 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+modification+of+parallel+fibre-Purkinje+cell+transmission+in+in+vitro+guinea-pig+cerebellar+slices.">Synaptic modification of parallel fibre-Purkinje cell transmission in in vitro guinea-pig cerebellar slices.</a> Journal of Physiology. 394, 462-480 (1987).</li><li>Hirano, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depression+and+potentiation+of+the+synaptic+transmission+between+a+granule+cell+and+a+Purkinje+cell+in+rat+cerebellar+culture.">Depression and potentiation of the synaptic transmission between a granule cell and a Purkinje cell in rat cerebellar culture.</a> Neuroscience Letters. 119 (2), 141-144 (1990).</li><li>Linden, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+long-term+depression+of+AMPA+currents+in+cultured+cerebellar+purkinje+neurons.">A long-term depression of AMPA currents in cultured cerebellar purkinje neurons.</a> Neuron. 7 (1), 81-89 (1991).</li><li>Linden, D. J., Connor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Participation+of+postsynaptic+PKC+in+cerebellar+long-term+depression+in+culture.">Participation of postsynaptic PKC in cerebellar long-term depression in culture.</a> Science. 254 (5038), 1656-1659 (1991).</li><li>Ito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebellar+long-term+depression:+characterization,+signal+transduction+and+functional+roles.">Cerebellar long-term depression: characterization, signal transduction and functional roles.</a> Physiological Reviews. 81 (3), 1143-1195 (2001).</li><li>Ito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+organization+of+cerebellar+long-term+depression.">The molecular organization of cerebellar long-term depression.</a> Nature Reviews Neuroscience. 3, 896-902 (2002).</li><li>Ito, M., Jastreboff, P. J., Miyashita, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+effects+of+unilateral+lesions+in+the+flocculus+upon+eye+movements+in+albino+rabbits.">Specific effects of unilateral lesions in the flocculus upon eye movements in albino rabbits.</a> Experimental Brain Research. 45 (1-2), 233-242 (1982).</li><li>Nagao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+vestibulocerebellar+lesion+upon+dynamic+characteristics+and+adaptation+of+vestibulo-ocular+and+optokinetic+responses+in+pigmented+rabbits.">Effects of vestibulocerebellar lesion upon dynamic characteristics and adaptation of vestibulo-ocular and optokinetic responses in pigmented rabbits.</a> Experimental Brain Research. 53 (1), 36-46 (1983).</li><li>Watanabe, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+events+correlated+with+long-term+adaptation+of+the+horizontal+vestibulo-ocular+reflex+in+the+primate+flocculus.">Neuronal events correlated with long-term adaptation of the horizontal vestibulo-ocular reflex in the primate flocculus.</a> Brain Research. 297 (1), 169-174 (1984).</li><li>van Neerven, J., Pompeiano, O., Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+GABAergic+and+noradrenergic+injections+into+the+cerebellar+flocculus+on+vestibulo-ocular+reflexes+in+the+rabbit.">Effects of GABAergic and noradrenergic injections into the cerebellar flocculus on vestibulo-ocular reflexes in the rabbit.</a> Progress in Brain Research. 88, 485-497 (1991).</li><li>Ito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+motor+learning+in+the+cerebellum.">Mechanism of motor learning in the cerebellum.</a> Brain Research. 886, 237-245 (2000).</li><li>De Schutter, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebellar+long-term+depression+might+normalize+excitation+of+Purkinje+cells:+a+hypothesis.">Cerebellar long-term depression might normalize excitation of Purkinje cells: a hypothesis.</a> Trends in Neurosciences. 18 (7), 291-295 (1995).</li><li>Hansel, C., Linden, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+depression+of+the+cerebellar+climbing+fiber-Purkinje+neuron+synapse.">Long-term depression of the cerebellar climbing fiber-Purkinje neuron synapse.</a> Neuron. 26 (2), 473-482 (2000).</li><li>Safo, P., 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=Timing+dependence+of+the+induction+of+cerebellar+LTD.">Timing dependence of the induction of cerebellar LTD.</a> Neuropharmacology. 54 (1), 213-218 (2007).</li><li>Schonewille, 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=Reevaluating+the+role+of+LTD+in+cerebellar+motor+learning.">Reevaluating the role of LTD in cerebellar motor learning.</a> Neuron. 70 (1), 43-500 (2011).</li><li>Karachot, L., Kado, T. R., Ito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulus+parameters+for+induction+of+long-term+depression+in+in+vitro+rat+Purkinje+cells.">Stimulus parameters for induction of long-term depression in in vitro rat Purkinje cells.</a> Neuroscience Research. 21 (2), 161-168 (1994).</li><li>Hartell, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+cerebellar+long-term+depression+requires+activation+of+glutamate+metabotropic+receptors.">Induction of cerebellar long-term depression requires activation of glutamate metabotropic receptors.</a> Neuroreport. 5, 913-916 (1994).</li><li>Aiba, 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=Deficient+cerebellar+long-term+depression+and+impaired+motor+learning+in+mGluR1+mutant+mice.">Deficient cerebellar long-term depression and impaired motor learning in mGluR1 mutant mice.</a> Cell. 79, 377-388 (1994).</li><li>Steinberg, J. 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=Targeted+in+vivo+mutations+of+the+AMPA+receptor+subunit+GluR2+and+its+interacting+protein+PICK1+eliminate+cerebellar+long-term+depression.">Targeted in vivo mutations of the AMPA receptor subunit GluR2 and its interacting protein PICK1 eliminate cerebellar long-term depression.</a> Neuron. 46 (6), 845-860 (2006).</li><li>Koekkoek, S. 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=Deletion+of+FMR1+in+Purkinje+cells+enhances+parallel+fiber+LTD,+enlarges+spines,+and+attenuates+cerebellar+eyelid+conditioning+in+Fragile+X+syndrome.">Deletion of FMR1 in Purkinje cells enhances parallel fiber LTD, enlarges spines, and attenuates cerebellar eyelid conditioning in Fragile X syndrome.</a> Neuron. 47 (3), 339-352 (2005).</li><li>Yamaguchi, K., Itohara, S., Ito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reassessment+of+long-term+depression+in+cerebellar+Purkinje+cells+in+mice+carrying+mutated+GluA2+C+terminus.">Reassessment of long-term depression in cerebellar Purkinje cells in mice carrying mutated GluA2 C terminus.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (36), 10192-10197 (2016).</li><li>De Schutter, E., Bower, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+active+membrane+model+of+the+cerebellar+Purkinje+cell+II.+Simulation+of+synaptic+responses.">An active membrane model of the cerebellar Purkinje cell II. Simulation of synaptic responses.</a> Journal of Neurophysiology. 71 (1), 401-419 (1994).</li><li>Swensen, A. M., Bean, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+mechanisms+of+burst+firing+in+dissociated+Purkinje+neurons.">Ionic mechanisms of burst firing in dissociated Purkinje neurons.</a> Journal of Neuroscience. 23 (29), 9650-9663 (2003).</li><li>Fukuda, J., Kameyama, M., Yamaguchi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breakdown+of+cytoskeletal+filaments+selectively+reduces+Na+and+Ca+spikes+in+cultured+mammal+neurones.">Breakdown of cytoskeletal filaments selectively reduces Na and Ca spikes in cultured mammal neurones.</a> Nature. 294 (5836), 82-85 (1981).</li><li>Arancillo, M., White, J. J., Lin, T., Stay, T. L., Silltoe, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+analysis+of+Purkinje+cell+firing+properties+during+postnatal+mouse+development.">In vivo analysis of Purkinje cell firing properties during postnatal mouse development.</a> Journal of Neurophysiology. 113, 578-591 (2015).</li><li>Ishikawa, T., Shimuta, M., H&#228;usser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal+sensory+integration+in+single+cerebellar+granule+cell+in+vivo.">Multimodal sensory integration in single cerebellar granule cell in vivo.</a> eLife. 4, e12916 (2015).</li><li>Tempia, F., Minlaci, M. C., Anchisi, D., Strata, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postsynaptic+current+mediated+by+metabotropic+glutamate+receptors+in+cerebellar+Purkinje+cells.">Postsynaptic current mediated by metabotropic glutamate receptors in cerebellar Purkinje cells.</a> Journal of Neurophysiology. 80, 520-528 (1998).</li><li>Wang, S. S., Denk, W., H&#228;usser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coincidence+detection+in+single+dendritic+spines+mediated+by+calcium+release.">Coincidence detection in single dendritic spines mediated by calcium release.</a> Nature Neuroscience. 3, 1266-1273 (2000).</li><li>Kuroda, S., Schweighofer, N., Kawato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploration+of+signal+transduction+pathways+in+cerebellar+long-term+depression+by+kinetic+simulation.">Exploration of signal transduction pathways in cerebellar long-term depression by kinetic simulation.</a> Journal of Neuroscience. 21 (15), 5693-5702 (2001).</li><li>Wang, W., 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+cerebellar+engrams+in+short-term+and+long-term+motor+learning.">Distinct cerebellar engrams in short-term and long-term motor learning.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (1), E188-E193 (2014).</li><li>Inoshita, T., Hirano, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occurrence+of+long-term+depression+in+the+cerebellar+flocculus+during+adaptation+of+optokinetic+response.">Occurrence of long-term depression in the cerebellar flocculus during adaptation of optokinetic response.</a> eLife. 27, 36209 (2018).</li><li>Belmeguenai, 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=Intrinsic+plasticity+complements+long-term+potentiation+in+parallel+fiber+input+gain+control+in+cerebellar+Purkinje+cells.">Intrinsic plasticity complements long-term potentiation in parallel fiber input gain control in cerebellar Purkinje cells.</a> Journal of Neuroscience. 30 (41), 13630-13643 (2010).</li><li>Ohtsuki, G., Piochon, C., Adelman, J. P., Hansel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SK2+channel+modulation+contributes+to+compartment+specific+dendritic+plasticity+in+cerebellar+Purkinje+cells.">SK2 channel modulation contributes to compartment specific dendritic plasticity in cerebellar Purkinje cells.</a> Neuron. 75, 108-120 (2012).</li></ol>

Различия между четырьмя протоколами
В ltd-индуцирующих протоколов 1 и 2, Cjs 300 раз на 1 Гц достаточно, чтобы вызвать мозжечковый LTD. Частота стимуляции CF, казалось, в физиологическом диапазоне, потому что сложный всплеск скорости стрельбы в оповещения взрослых мышей (P60) было со?...

Синкаптическая организация разработанных нейрональных сетей мозжечковой коры, состоящей из ПК, молекулярных пластовых интернейронов (корзинных и стеллатных клеток), клеток Голги, PFs из гранулированных клеток, мшистых волокон и альпинистских волокон (CFs), были выяснены с точки зрения возбуждения / ингибирования и расхождения / конвергенции, и хорошо организованной схемы диаграммы предположил, что мозжечок является "нейрональной машины"1, хотя ранее не было ни малейшего представления о цели этой "машины". Позже Марр предложил, чтобы ввод PFs на ПК представлял собой трехслойную ассоциативную сеть обучения2. Он также предположил, что каждый CF передает церебральный инструкции для элементарного движения2. Он предположил, что одновременная активация ПФ и CF повысит активность синапсов PF-PC и вызовет долгосрочную потенцию (ЛТП) синапса PF-PC. С другой стороны, Альбус предположил, что синхронная активация PFs и CF привела к LTD на PF-PC синапсы3. Оба вышеисследования интерпретируют мозжечок как уникальное устройство памяти, включение которого в мозжечковую корковую сеть приводит к формированию модели модели модели Marr-Albus.
Следуя этим теоретическим предсказаниям, две линии доказательств указывают на наличие синаптической пластичности в мозжечке. Первая линия доказательств была предложена анатомической организацией флокуса; здесь Пути MF развития вестибулярного происхождения органов и CF пути происхождения сопредели на ПК4. Этот уникальный шаблон конвергенции предполагает, что синаптической пластичности, происходящих в flocculus вызывает замечательную приспособляемость вестибуло-глазного рефлекса. Во-вторых, запись реакции ПК в flocculus и поражения flocculus также поддержали выше гипотезу5,6,7. Кроме того, модель разряда ПК во время адаптации движения руки обезьяны8 поддерживала гипотезу синаптической пластичности, особенно гипотезу Альбуса LTD-гипотеза3.
Для определения характера синаптической пластичности непосредственно, повторяется конъюнктивная стимуляция (Cjs) из расслоения PFs и CF, что конкретно innervates PC in vivo было показано, чтобы вызвать LTD для передачи эффективности PF-PC синапсы9, 10,11. В последующих исследованиях in vitro с использованием мозжечкового ломтика12 и культивированных ПК, соединение совместной стимуляции гранули и стимуляции оливковых клеток13 или соединение ионтофорексически прикладного глутамата и соматического деполяризации14,15 вызвало LTD. Механизм трансдукции сигнала, лежащий в основе индукции LTD, также интенсивно исследовался с помощью препаратов in vitro16,17.
Адаптация VOR и OKR часто использовалась для количественной оценки генно-манипуляционного воздействия на мозжечковое моторное обучение, потому что вестибюль-мозжечковая кора была доказана как существенное происхождение в адаптивном изучении VOR18 ,19,20 и OKR19,21 Корреляция между отказом ltd-индукции и ухудшениеповеденческого обучения двигателя было принято в качестве доказательства того, что LTD играет важную роль в двигательной механизмы обучения22. Эти взгляды коллективно называются гипотезой LTD о моторном обучении, или гипотезой Марр-Альбус-Ито23,24,25,26.
Адаптивное обучение движения глаз было измерено с помощью аналогичных протоколов, в то время как различные экспериментальные условия были использованы, чтобы вызвать LTD в срез подготовки27,28,29,30,31 . Недавно Schonewille et al.26 сообщили, что некоторые мыши, манипулируемые генами, продемонстрировали нормальное моторное обучение, но мозжечковые ломтики не показали LTD, и тем самым пришли к выводу, что LTD не является необходимым для моторного обучения. Тем не менее, индукция LTD была только попытка использования одного типа протокола при комнатной температуре. Таким образом, мы использовали несколько типов ltd-индуцирующих протоколов в условиях записи при температуре около 30 градусов по Цельсию, и мы подтвердили, что LTD был надежно индуцирован в ген-манипулируемых мышей с помощью этих протоколов при почти физиологических температурах32.
Однако остаются некоторые вопросы относительно основных свойств конъюнктурной стимуляции. Во-первых, это связь между формой сложного шипа и амплитудой LTD. Во-вторых, в сочетании с PF-стимуляцией и соматической деполярализацией, независимо от того, было ли необходимо ею количество используемых стимулов или нет, было неуловимо. В настоящем исследовании, эти вопросы были исследованы с использованием диких мышей типа (WT).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>Molecular Devices-Axon</td>
			<td>Multiclamp 700B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillary</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>BF150-110-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitizer</td>
			<td>Molecular Devices-Axon</td>
			<td>Digidata1322A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode puller</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>Model P-97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical</td>
			<td>26675-46-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolator</td>
			<td>A.M.P.I.</td>
			<td>ISOflex</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear slicer</td>
			<td>Dosaka EM</td>
			<td>PRO7N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>NIKON</td>
			<td>Eclipse E600FN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>MP1 Single Channel Pump</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picrotoxin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P1675</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pure water maker</td>
			<td>Merck-Millipore</td>
			<td>MilliQ 7000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for experiment</td>
			<td>Molecular probe-Axon</td>
			<td>pClamp 10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for statistics</td>
			<td>KyensLab</td>
			<td>KyPlot 5.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulator</td>
			<td>WPI</td>
			<td>DS8000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>Warner</td>
			<td>TC-324B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrodotoxin</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1078</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of long-term depression induction in adult cerebellar slices

Синаптической пластичности обеспечивает механизм для обучения и памяти. Для мозжечкового моторного обучения, долгосрочная депрессия (LTD) синаптической передачи от параллельных волокон (PF) к клеткам Purkinje (PC) считается основой для моторного обучения, и недостатки как LTD, так и моторного обучения наблюдаются в различных генно-манипулируемых животных. Для оценки способности моторного обучения использовались общие наборы моторного обучения, такие как адаптация оптикинетического рефлекса (OKR), вестибулярно-глазного рефлекса (VOR) и тест на ротарод. Тем не менее, результаты, полученные от GluA2-carboxy конечной модифицированных стук в мышей продемонстрировали нормальную адаптацию VOR и OKR, несмотря на отсутствие PF-LTD. В этом докладе индукция LTD была предпринята только с использованием одного типа протокола стимуляции при комнатной температуре. Таким образом, условия, чтобы вызвать мозжечковые LTD были изучены в том же стук-в мутантов с использованием различных протоколов при почти физиологической температуре. Наконец, мы нашли протоколы стимуляции, с помощью которых LTD может быть индуцирована в этих генно-манипулируемых мышей. В этом исследовании предлагается набор протоколов для оценки ltd-индукции, что позволит более точно изучить причинно-следственную связь между LTD и моторного обучения. В заключение, экспериментальные условия имеют решающее значение при оценке LTD в ген-манипулируемых мышей.

Четыре протокола были использованы в этом исследовании, чтобы вызвать мозжечковый LTD. В первых двух протоколах (протокол 1 и 2) соединение PF-стимуляции и CF-стимуляции применялось в условиях текущего зажима. В двух других протоколах (протокол 3 и 4) соматическая деполяризация была заменена ...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices at JoVE.com

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

В некоторых генов манипулировать животных, используя один протокол может не вызвать LTD в мозжечковых клетках Purkinje, и может быть несоответствие между LTD и двигательного обучения. Для оценки ltd-индукции у животных, манипулируемых генами, необходимы несколько протоколов. Отображаются стандартные протоколы.

Оценка долгосрочной депрессии индукции в взрослых церебеллярной ломтики

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...

Когда определенная белковая функция изменяется путем манипуляции с генами, координация раздражающих отказов и нарушения работы двигателя считается необходимым условием причинно-следственной связи между LTD и моторным обучением. Здесь мы демонстрируем использование нескольких протоколов для оценки LTD, которые могут быть индуцированы с помощью компенсационных механизмов в генно-манипулируемых животных. Перед сбором мозга, охладить и оксигенировать два 50 миллилитров стаканов ACSF на льду.Когда температура раствора достигнет ниже четырех градусов по Цельсию, добавьте 50 микролитров одного миллимолярского тетродотоксина в один из ледяных стаканов. Для сбора урожая мозга, держать голову и использовать офтальмологические ножницы, чтобы сократить поверхностную кожу вдоль средней линии. Вручную втягивать кожу широко подвергать поверхности черепа и использовать ножницы, чтобы сократить вдоль черепа горизонтально от основных spinocerebellar отверстие чуть выше глаз и ушей, прежде чем резки черепа вдоль линии над обоими глазами.Используйте скальпель, чтобы вырезать мозг в середине мозжечка и изолировать caudal часть мозга, в том числе мозжечка, от черепа. Погрузите образец в ледяной стакан ACSF и отрегулируйте пузырьковые трубки так, чтобы он не перемешивал мозговой блок в стакане. После по крайней мере семь минут, использовать шпатель, чтобы забрать блок мозга и использовать кусок фильтровальной бумаги, чтобы поглотить любой избыток ACSF.Гора ткани брюшной стороне вниз на два на два сантиметра кусок агара с соответствующим медицинским клеем. Используйте лезвие, чтобы вырезать правое полушарие ткани мозга, как параллельно дендритической плоскости клеток Purkinje насколько это возможно. Вырезать и удалить другую сторону полушария и сократить мозг между начальником и нижней колликули.Отрежьте спинной мозг и приклейте правую сторону подстриженного мозжечка агарным блоком на предварительно охлажденный лоток образца. Затем, наклоняя лоток образца, вылейте ACSF на образец, чтобы исправить ткани и смыть любой избыток клея. Чтобы нарезать образец мозга, сориентировать образец так, что спинная сторона мозжечка находится на фронте и залить достаточно ледяной резки ACSF дополнен тетродотоксин полностью погрузить мозжечок.Поместите газовую трубку в режущие растворы и инициируем восходящее с кислородно-углеродной газовой смесью. Используя тонкие пинцеты и magnifiers, удалить арахноидальный матер и акциз мозжечковый педункул. После удаления ствола мозга и агар-блока поверните лоток на 180 градусов так, чтобы спинная поверхность мозжечка столкнулась с лезвием бритвы вибромы и отрегулируйте первое место резки.Установите амплитуду вибромы до 5,5 и частоту до 85 Герц, скорость до трех-четырех, и толщина ломтика до 300 микрометров. По мере получения мозжечковых ломтиков используйте нейлоновую сетку для переноса секций в акриловый инкубатор в водяной бане по 26 градусов по Цельсию и полностью погружайте образцы в свежий оксигенированный ACSF в течение по крайней мере одного часа. Для всей отчетности патч клетки, растворить один микромолярный пикротоксин в ACSF путем ultasonication в течение трех минут, прежде чем perfusing 30 градусов по Цельсию записи камеры с раствором токсина на два миллилитров в минуту скорости потока.Через несколько минут перенесите мозжечок в камеру записи и зафиксните ткань платиновым весом и нейлоновыми нитями. Затем заполните стимулирующий электрод свежим ACSF. Чтобы стимулировать параллельные волокна, поместите стимулирующий электрод на поверхность молекулярного слоя примерно в 50 микрометрах от слоя клеток Пуркинье.Для стимуляции альпинистских волокон поместите стимулирующий электрод на дно клеточного слоя Пуркинье и используйте микрозагрузчик для заполнения записывающего электрода восемью микролитров 0,45 микрометра фильтрованного калия или внутреннего раствора на основе цезия. Нанесите слабое положительное давление на записывающий электрод перед погружением электрода в ACSF. Сопротивление электродов должно быть от двух до четырех мегаохм, а потенциал жидкого соединения должен быть исправлен.Подойди к здоровому яркому клеточному телу клетки Пуркинье с помощью записывающего электрода и слегка нажмите поверхность клетки Пуркинье. Затем прекратите применять положительное давление и применять отрицательное давление до тех пор, пока не образуется уплотнение гигаома. Затем используйте отрицательное давление, чтобы установить конфигурацию всей клетки, поддерживая мембранный потенциал на уровне минус 70 милливольт и применяя минус два милливольта 100 миллисекундных импульсов на 0,1 герца, непрерывный мониторинг сопротивления входных данных, сопротивления серии и емкости ввода.Для длительной индукции депрессии, стимулировать молекулярный слой с 0,1 миллисекундного импульса и применять двойной импульс стимул для выявления параллельного волокна возбуждающей пост-синаптических токов. Следует наблюдать парное упрощение импульса и постепенное увеличение амплитуды по отношению к увеличению интенсивности стимуляции. Чтобы записать тестовый ответ, применить один 0,1 герц импульса и настроить интенсивность стимула так, что вызвал амплитуду составляет около 200 пикоампер.Стимулировать восхождение волокон в нижней части слоя клеток Purkinje и определить параллельное волокно возбуждающей пост-синаптических течений, вызвано восхождение активации волокна, применять двойной импульс стимул. Парная депрессия пульса должна наблюдаться в целом или нет образом в корреляции с увеличением интенсивности стимуляции. В этом репрезентативном эксперименте для подготовки ломтика использовалось соединение одной параллельной стимуляции волокна и одной стимуляции альпинистского волокна в нынешних условиях зажима.Форма сложного шипа, вызываемого конъюнктурной стимуляцией, была похожа на форму, вызванную стимуляцией альпинистского волокна только с первым крутым шипом, за которым следовали два-три шипа. Аналогичным образом формы сложный всплеск наблюдался, когда одна параллельная стимуляция волокна последовало 50 миллисекунд позже конъюнктивной второй параллельной и альпинистской стимуляции волокна. В этом тесте в условиях зажима напряжения с использованием внутреннего раствора на основе цезия параллельной стимуляции волокна последовало 50 миллисекунд позже сопутствуя применению второй параллельной стимуляции волокна и соматической деполяризации.Внутреннее течение было вызвано соматической деполяризацией от минус 70 до нуля милливольт, и хвостовой ток также был вызван после реполяризации. Наконец, пять параллельных стимулов волокна на 100 герц были даны одновременно с соматической деполяризации в условиях зажима напряжения. Опять же, во время деполяризации было получено повторяющееся поколение внутренних течений, и хвостовой ток был вызван после реполяризации.Для оценки взаимосвязи между мозжечковой LTD и двигательного обучения в генных манипулировать животных, несколько протоколов должны быть использованы для индуцирования LTD в уютных физиологических условиях. Если мозжечок LTD визуализируется у генно-манипулируемых животных после моторного обучения, причинно-следственная связь между ними может быть более непосредственно изучены.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

Молекулярная Считывание Долгосрочные обонятельной адаптации в<em&gt; C. Элеганс</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

Improved Preparation and Preservation of Hippocampal Mouse Slices for a Very Stable and Reproducible Recording of Long-term Potentiation

Улучшенная Подготовка и консервация срезов гиппокампа мышь для очень стабильный и воспроизводимый Запись Долгосрочные Потенцирования

Long-term potentiation (LTP) is a type of synaptic plasticity characterized by an increase in synaptic strength and believed to be involved in memory ...

Long-term Behavioral Tracking of Freely Swimming Weakly Electric Fish

Долгосрочный Поведенческая Отслеживание свободно плавающих слабо электрических рыб

Long-term behavioral tracking can capture and quantify natural animal behaviors, including those occurring infrequently. Behaviors such as exploration and ...

Simultaneous Long-term Recordings at Two Neuronal Processing Stages in Behaving Honeybees

Одновременные Долгосрочные Записи на двух этапах нейронов обработки своем поведении медоносных

In both mammals and insects neuronal information is processed in different higher and lower order brain centers. These centers are coupled via convergent ...

Long-term Time Lapse Imaging of Mouse Cochlear Explants

Долгосрочный длительной Визуализация мыши Cochlear эксплантов

Here we present a method for long-term time-lapse imaging of live embryonic mouse cochlear explants. The developmental program responsible for building ...

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Агарозные микрокамеры для долгосрочного Кальций изображений<em&gt; Caenorhabditis Элеганс</em

Behavior is controlled by the nervous system. Calcium imaging is a straightforward method in the transparent nematode Caenorhabditis elegans to measure ...

Preparation of Horizontal Slices of Adult Mouse Retina for Electrophysiological Studies

Подготовка горизонтальных слоев взрослых мышей Retina для электрофизиологических исследований

Vertical slice preparations are well established to study circuitry and signal transmission in the adult mammalian retina. The plane of sectioning in ...

Generation and Long-term Maintenance of Nerve-free Hydra

Generation and Long-term Maintenance of Nerve-free Hydra

Поколение и долгосрочное содержание без нервов<em&gt; Hydra</em

The interstitial cell lineage of Hydra includes multipotent stem cells, and their derivatives: gland cells, nematocytes, germ cells, and nerve cells. The ...

Modified Roller Tube Method for Precisely Localized and Repetitive Intermittent Imaging During Long-term Culture of Brain Slices in an Enclosed System

Изменение ролик трубки метод для точно локализованы и повторяющиеся прерывистый изображений во время долгосрочного культуры срезы мозга в замкнутой системе

Cultured rodent brain slices are useful for studying the cellular and molecular behavior of neurons and glia in an environment that maintains many of ...

Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

Долгосрочный сенсорные конфликт в свободно себя мышей

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for ...