Name: investigating long-term synaptic plasticity in interlamellar hippocampus ca1 by electrophysiological field recording
Uploaded: 2019-08-11T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af Incheon National University (International Cooperative) forskningstilskud. Vi vil gerne takke MS gona Choi for at hjælpe med nogle dataindsamling.

Alle dyr blev behandlet i overensstemmelse med de retningslinjer og forordninger fra dyrepasning og anvendelse af laboratoriet i National Institute of Health. Alle metoder, der er beskrevet her, er blevet godkendt af det institutionelle udvalg for dyrepasning og-brug (IACUC) fra City University of Hong Kong og Incheon National University.
1. in vivo felt optagelse
<ol><li>Tilberedning af dyr<ol>
<li>Injicer urethan (0,06 g pr. 25 g vægt) intraperitonealt for at anæstetisere musen. Suppleme...

<ol>
	<li>Levy, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sequence+predicting+CA3+is+a+flexible+associator+that+learns+and+uses+context+to+solve+hippocampal-like+tasks.">A sequence predicting CA3 is a flexible associator that learns and uses context to solve hippocampal-like tasks.</a> Hippocampus. 6 (6), 579-590 (1996).</li><li>Eldridge, L. L., Knowlton, B. J., Furmanski, C. S., Bookheimer, S. Y., Engel, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remembering+episodes:+A+selective+role+for+the+hippocampus+during+retrieval.">Remembering episodes: A selective role for the hippocampus during retrieval.</a> Nature Neuroscience. 3 (11), 1149-1152 (2000).</li><li>Sullivan Giovanello, K., Schnyer, D. M., Verfaellie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+critical+role+for+the+anterior+hippocampus+in+relational+memory:+evidence+from+an+fMRI+study+comparing+associative+and+item+recognition.">A critical role for the anterior hippocampus in relational memory: evidence from an fMRI study comparing associative and item recognition.</a> Hippocampus. 14 (1), 5-8 (2004).</li><li>Andersen, P., Bland, B., Dudar, 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=Organization+of+the+hippocampal+output.">Organization of the hippocampal output.</a> Experimental Brain Research. 17 (2), 152-168 (1973).</li><li>Andersen, P., Bliss, T. V. P., Skrede, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lamellar+organization+of+hippocampal+excitatory+pathways.">Lamellar organization of hippocampal excitatory pathways.</a> Experimental Brain Research. 13 (2), 222-238 (1971).</li><li>Sloviter, R., L&#248;mo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Updating+the+Lamellar+Hypothesis+of+Hippocampal+Organization.">Updating the Lamellar Hypothesis of Hippocampal Organization.</a> Frontiers in Neural Circuits. 6 (102), (2012).</li><li>Ishizuka, N., Weber, J., Amaral, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organization+of+intrahippocampal+projections+originating+from+CA3+pyramidal+cells+in+the+rat.">Organization of intrahippocampal projections originating from CA3 pyramidal cells in the rat.</a> Journal of Comparative Neurology. 295 (4), 580-623 (1990).</li><li>Tamamaki, N., Nojyo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crossing+fiber+arrays+in+the+rat+hippocampus+as+demonstrated+by+three-dimensional+reconstruction.">Crossing fiber arrays in the rat hippocampus as demonstrated by three-dimensional reconstruction.</a> Journal of Comparative Neurology. 303 (3), 435-442 (1991).</li><li>Swanson, L., Wyss, J., Cowan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+autoradiographic+study+of+the+organization+of+intrahippocampal+association+pathways+in+the+rat.">An autoradiographic study of the organization of intrahippocampal association pathways in the rat.</a> Journal of Comparative Neurology. 181 (4), 681-715 (1978).</li><li>Rebola, N., Carta, M., Mulle, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operation+and+plasticity+of+hippocampal+CA3+circuits:+implications+for+memory+encoding.">Operation and plasticity of hippocampal CA3 circuits: implications for memory encoding.</a> Nature Reviews Neuroscience. 18 (4), 208 (2017).</li><li>Papaleonidopoulos, V., Trompoukis, G., Koutsoumpa, A., Papatheodoropoulos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+gradient+of+frequency-dependent+synaptic+properties+along+the+longitudinal+hippocampal+axis.">A gradient of frequency-dependent synaptic properties along the longitudinal hippocampal axis.</a> BMC Neuroscience. 18 (1), 79 (2017).</li><li>Hampson, R. E., Simeral, J. D., Deadwyler, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+spatial+and+nonspatial+information+in+dorsal+hippocampus.">Distribution of spatial and nonspatial information in dorsal hippocampus.</a> Nature. 402, 610 (1999).</li><li>Umeoka, S. C., L&#252;ders, H. O., Turnbull, J. P., Koubeissi, M. Z., Maciunas, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Requirement+of+longitudinal+synchrony+of+epileptiform+discharges+in+the+hippocampus+for+seizure+generation:+a+pilot+study.">Requirement of longitudinal synchrony of epileptiform discharges in the hippocampus for seizure generation: a pilot study.</a> Journal of Neurosurgery. 116 (3), 513-524 (2012).</li><li>Fanselow, M. S., Dong, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+the+dorsal+and+ventral+hippocampus+functionally+distinct+structures.">Are the dorsal and ventral hippocampus functionally distinct structures.</a> Neuron. 65, (2010).</li><li>Milior, G., 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=Electrophysiological+properties+of+CA1+pyramidal+neurons+along+the+longitudinal+axis+of+the+mouse+hippocampus.">Electrophysiological properties of CA1 pyramidal neurons along the longitudinal axis of the mouse hippocampus.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li><li>Yang, 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=Interlamellar+CA1+network+in+the+hippocampus.">Interlamellar CA1 network in the hippocampus.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (35), 12919-12924 (2014).</li><li>Tsien, J. Z., Huerta, P. 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=The+Essential+Role+of+Hippocampal+CA1+NMDA+Receptor&#8211;Dependent+Synaptic+Plasticity+in+Spatial+Memory.">The Essential Role of Hippocampal CA1 NMDA Receptor&#8211;Dependent Synaptic Plasticity in Spatial Memory.</a> Cell. 87 (7), 1327-1338 (1996).</li><li>Bliss, T., Collingridge, 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+synaptic+model+of+memory:+long-term+potentiation+in+the+hippocampus.">A synaptic model of memory: long-term potentiation in the hippocampus.</a> Nature. 361, 31-39 (1993).</li><li>Roman, F., Staubli, U., Lynch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+synaptic+potentiation+in+a+cortical+network+during+learning.">Evidence for synaptic potentiation in a cortical network during learning.</a> Brain Research. 418 (2), 221-226 (1987).</li><li>McNaughton, B., Barnes, C., Rao, G., Baldwin, J., Rasmussen, 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+enhancement+of+hippocampal+synaptic+transmission+and+the+acquisition+of+spatial+information.">Long-term enhancement of hippocampal synaptic transmission and the acquisition of spatial information.</a> Journal of Neuroscience. 6 (2), 563-571 (1986).</li><li>Sun, D. -. g., 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=Long+term+potentiation,+but+not+depression,+in+interlamellar+hippocampus+CA1.">Long term potentiation, but not depression, in interlamellar hippocampus CA1.</a> Scientific Reports. 8 (1), 5187 (2018).</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>Milner, A. J., Cummings, D. M., Spencer, J. P., Murphy, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bi-directional+plasticity+and+age-dependent+long-term+depression+at+mouse+CA3-CA1+hippocampal+synapses.">Bi-directional plasticity and age-dependent long-term depression at mouse CA3-CA1 hippocampal synapses.</a> Neuroscience Letters. 367 (1), 1-5 (2004).</li><li>Bogerts, 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=Hippocampal+CA1+deformity+is+related+to+symptom+severity+and+antipsychotic+dosage+in+schizophrenia.">Hippocampal CA1 deformity is related to symptom severity and antipsychotic dosage in schizophrenia.</a> Brain. 136 (3), 804-814 (2013).</li><li>Ho, N. F., 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=Progressive+Decline+in+Hippocampal+CA1+Volume+in+Individuals+at+Ultra-High-Risk+for+Psychosis+Who+Do+Not+Remit:+Findings+from+the+Longitudinal+Youth+at+Risk+Study.">Progressive Decline in Hippocampal CA1 Volume in Individuals at Ultra-High-Risk for Psychosis Who Do Not Remit: Findings from the Longitudinal Youth at Risk Study.</a> Neuropsychopharmacology. 42, 1361 (2017).</li></ol>

Protokollen demonstrerer metoden til at inducere langsigtet synaptisk plasticitet in vivo såvel som fra hjerne skiver i den langsgående a-carpakse i hippocampus in vitro. De beskrevne trin giver nok detaljer til en eksperimententer til at undersøge LTP og LTD i en langsgående hippocampus-carnetforbindelse. Praksis er nødvendig for at skærpe de færdigheder, der kræves for at kunne registrere felt excitatoriske potentialer.
Ud over at behøve praksis, der er flere kritiske trin, der er a...

Hippocampus har været meget udbredt i kognitive undersøgelser1,2,3. Hippocampus lamel-netværket i den tværgående akse danner det Tri-synaptiske kredsløb, der består af de dentate gyrus-, carnet-og La-regioner. Lamel-netværket anses for at være en parallel og uafhængig enhed4,5. Dette lamel synspunkt har påvirket brugen af tværgående orientering og tværgående skiver for både in vivo og in vitro elektrofysiologiske studier af hippocampus. I lyset af den nye forskning, den lamel hypotese er ved at blive revurderet6 og opmærksomhed er også givet til interlamellar netværk af hippocampus. Med hensyn til hippocampus interlamellar-netværket har Carnot-regionen længe været undersøgt7,8,9,10, men den langsgående relativt lidt opmærksomhed indtil for nylig. Med hensyn til CARNET'S interlamellar-netværk har de kortsigtede synaptiske egenskaber langs den dorsoventrale langsgående hippocampus-akse af rotter vist sig at variere11. Også klynger af hippocampus celler reagerer på den fase og stedet blev fundet at være arrangeret systematisk langs den langsgående akse af hippocampen i rotter, undergår en kort sigt hukommelse opgave12. Også, epileptiske beslaglæggelse aktiviteter blev fundet at være synkroniseret langs hele hippocampus langs langsgående akse13.
De fleste undersøgelser af den langsgående Carnot-hippocampus-region har imidlertid udnyttet input fra Carnot-regionen til de11,14,15. Ved hjælp af en unik protokol til at gøre langsgående hjerne skiver, vores tidligere arbejde demonstreret associationelle konnektivitet af CAROS pyramideformede neuroner langs den langsgående akse og impliceret sin evne til at behandle neuronal signalering effektivt16. Men, der er behov for at afgøre, om de CARPPYRAMIDALE neuroner langs den langsgående akse uden tværgående input kan understøtte langsigtet synaptisk plasticitet. Denne konstatering kan tilføje en anden vinkel i undersøgelser af neurologiske problemer vedrørende hippocampus.
Neuronerne evne til at tilpasse effekten af informationsoverførsel er kendt som synaptisk plasticitet. Synaptisk plasticitet er impliceret som den underliggende mekanisme for kognitive processer såsom læring og hukommelse17,18,19,20. Langsigtet synaptisk plasticitet er demonstreret som enten langsigtede potensering (LTP), som repræsenterer en styrkelse af neuronal respons, eller langvarig depression (LTD), som repræsenterer svækkelsen af neuronal respons. Langsigtet synaptisk plasticitet er blevet undersøgt i den tværgående akse af hippocampus. Men, dette er den første undersøgelse for at demonstrere langsigtede synaptisk plasticitet i hippocampus langsgående akse af CARLOPYRAMIDALE neuroner.
Bygge fra en protokol, der anvendes af Yang et al.16, vi designede protokollen til at demonstrere LTP og Ltd i hippocampus langsgående akse af Carnot pyramidale neuroner. Vi brugte C57BL6 mandlige mus med aldre spænder mellem 5-9 uger gamle for in vitro eksperimenter og 6-12 uger gamle for in vivo eksperimenter. Denne detaljerede artikel viser, hvordan langsgående hippocampus hjerne skiver fra mus blev opnået for in vitro-optagelser, og hvordan in vivo optagelser blev registreret i langsgående akse. For in vitro-optagelser, vi undersøgte retningsbestemt specificitet af langsgående i den synaptiske plasticitet ved at målrette septal og temporale ende af hippocampus. Vi undersøgte også lagspecificiteten af den langsgående, den synaptiske plasticitet i længderetningen, ved at optage fra stratum Oriens og stratum radiatum på Hippocampus. For in vivo-optagelser undersøgte vi de vinkler, der bedst svarer til hippocampus ' længderetningen.
Ved hjælp af både in vivo og in vitro ekstracellulære felt optagelser, bemærkede vi, at de langerinalt tilsluttede CARANPYRAMIDÆRE neuroner præsenteret med LTP, ikke LTD. Den tværgående orientering, der involverer både Carnot og a-neuroner, understøtter imidlertid både LTP og LTD. Sondringen i den synaptiske kapaciteter mellem tværgående og langsgående orientering af hippocampus kunne spekulativt tilkendegiver forskelle i deres funktionelle tilslutningsmuligheder. Yderligere eksperimenter er nødvendige for at dechifrere forskellene i deres synaptisk kapaciteter.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:388px;" width="386">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Atropine Sulphate salt monohydrate, &#8805;97% (TLC), crystalline</td>
			<td style="width:63px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:100px;">5908-99-6</td>
			<td style="width:63px;">Stored in Dessicator</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Axon Digidata 1550B</td>
			<td></td>
			<td style="width:100px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Calcium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10035-04-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Clampex 10.7</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">D-(+)-Glucose &#8805; 99.5% (GC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>50-99-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eyegel</td>
			<td>Dechra</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:163px;">Isoflurane</td>
			<td>RWD Life Sciences</td>
			<td style="width:100px;">R510-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Magnesium chloride hexahydrate, BioXtra, &#8805;99.0%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>7791-18-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:163px;">Matrix electrodes, Tungsten</td>
			<td>FHC</td>
			<td align="right">18305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:163px;">Multiclamp 700B Amplifier</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium chloride, BioXtra, &#8805;99.0%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>7447-40-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium phosphate monobasic anhydrous &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>7778-77-0</td>
			<td>Stored in Dessicator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:163px;">Pump</td>
			<td>Longer precision pump Co., Ltd</td>
			<td>T-S113&#38;JY10-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silicone oil</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>63148-62-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:163px;">Sodium Bicarbonate, BioXtra, 99.5-100.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:100px;">144-55-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:163px;">Sodium Chloride, BioXtra, &#8805;99.5% (AT)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:100px;">7647-14-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:163px;">Sodium phosphate monobasic, powder</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:100px;">7558-80-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Sucrose, &#8805; 99.5% (GC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:100px;">57-50-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Temperature controller</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td style="width:100px;">TC-324C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:163px;">Tungsten microelectrodes</td>
			<td>FHC</td>
			<td align="right">20843</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Urethane, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:100px;">51-79-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Vibratome</td>
			<td>Leica</td>
			<td style="width:100px;">VT-1200S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:163px;">Water bath</td>
			<td>Grant Instruments</td>
			<td>SAP12</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating long-term synaptic plasticity in interlamellar hippocampus ca1 by electrophysiological field recording

Studiet af synaptisk plasticitet i hippocampus har fokuseret på brugen af det carnetet lamel-netværk. Mindre opmærksomhed er blevet givet til det langsgående interlamellar Carnot-carnetnet. For nylig er der dog blevet vist en associationel forbindelse mellem carloon-carnetneuroner. Derfor er der behov for at undersøge, om det langsgående interlamellar--carnetnet, som hippocampus understøtter synaptisk plasticitet.
Vi har designet en protokol til at undersøge tilstedeværelsen eller fraværet af langvarig synaptisk plasticitet i interlamellar hippocampus carnetnettet ved hjælp af elektrofysiologiske felt optagelser både in vivo og in vitro. For in vivo ekstracellulære felt optagelser blev optagelses-og stimulerings elektroderne anbragt i en septalt-temporær akse i rygnings-hippocampus i en langsgående vinkel for at fremmane felt excitatoriske postsynaptiske potentialer. Til in vitro-ekstracellulære felt optagelser blev hippocampus-langsgående skiver skåret parallelt med det septiske-temporale plan. Optagelses-og stimulerings elektroder blev anbragt i Stratum Oriens (S. O) og stratum radiatum (S. R) i hippocampus langs langsgående akse. Dette gjorde det muligt for os at undersøge retningsbestemte og lag specificitet af fremkaldte excitatoriske postsynaptiske potentialer. Allerede etablerede protokoller blev anvendt til at inducere langsigtede potensering (LTP) og langvarig depression (LTD) både in vivo og in vitro. Vores resultater viste, at det langsgående interlamellar CARNETNET understøtter N-methyl-D-aspartat (NMDA) receptor-afhængig langsigtet potensering (LTP) uden retningsbestemt eller lagspecificitet. Interlamellar netværket, dog i modsætning til det tværgående lamel netværk, ikke til stede med nogen signifikant langsigtet depression (Ltd).

Vi udforskede langsigtet synaptisk plasticitet af langsgående CARPPYRAMIDÆRE neuroner i hippocampus ved hjælp af ekstracellulære felt optagelser både in vivo og in vitro. LTP og LTD er facetter af langsigtet synaptisk plasticitet, der er blevet påvist i den tværgående akse hippocampus at være ensrettede.
Vi viste her, at ved hjælp af langsgående hippocampale hjerne skiver, er der LTP i den langsgående akse af hippocampus. Vi forberedte langsgående skiver af hippocampus langs septo...

Watch this Scientific Journal Video about Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording at JoVE.com

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

Vi brugte optagelses-og stimulerings elektroder i langsgående hippocampus-hjerne skiver og i længde placerede indspilnings-og stimulerings elektroder i dorsaler-hippocampen in vivo til at fremkalde ekstracellulære postsynaptiske potentialer og demonstrere langsigtet synaptisk plasticitet langs langsgående interlamellar.

Undersøgelse af langsigtet synaptisk plasticitet i Interlamellar hippocampus CARDA ved elektrofysiologisk felt optagelse

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the ...

Langsigtet synaptisk plasticitet, specifikt, langsigtet potensering og langvarig depression er blevet undersøgt bredt langs den tværgående orientering af hippocampus. Det er også blevet set på langs langsgående orientering. Men når det kommer til den langsgående orientering, meget lidt opmærksomhed er blevet givet til langsgående CA1 akse hippocampus med hensyn til synaptisk plasticitet.En tidligere publikation fra vores laboratorium har vist, at CA1 pyramideformede neuroner af hippocampus form foreningsforbindelser, der kunne støtte synaptisk plasticitet. For yderligere forståelse af denne protokol, anbefales det, at du henviser til den tidligere publikation med den givne reference nedenfor. Injicer urethan for at bedøve musen.Placer den fuldt bedøvede mus på en varmepude indstillet til 37 grader Celsius. Påfør øjengel for at fugte øjnene. Fix kraniet af musen fast ved hjælp af øjet klemme.Øjenklemmen giver den frie mobilitet for eksperimentatoren under kirurgiske indgreb. Og det kan være særligt nyttigt for eksperimenter, der involverer auditive cortex, samt. Der skal dog være meget omhu for at få de nøjagtige stereotaxiske koordinater.Adskære det subkutane væv og muskler i slutningen af interparietal og occipital knogle af musen med skalpel. Blot dura stof tør med vatpind. Så du punktere cisterna magna at dræne cerebrospinalvæske.Fastgør en vatpind for at blive ved med at dræne cerebrospinalvæsken. Skær og fjern huden på hovedbunden og holde den udsatte region tør. Marker de punkter, der svarer til hippocampal regionen ved hjælp af en veniyar caliper.Lav et snit i kraniet over hippocampus's dorsale region langs de markerede punkter ved hjælp af en skalpel eller høj hastighed boremaskine, mens du observerer under et mikroskop. Hold det eksponerede hjernevæv fugtigt ved at anvende fysiologisk saltvand eller en inert olie. Fastgør og placer stimulerings- og optageelektroderne fast i stereotaxic-holderen.Juster stimulering og optagelse elektroder over CA1 dorsale hippocampus. Brug musen hjernen i stereotaxic koordinere som en guide til at lokalisere koordinaten for dorsal langsgående CA1 hippocampal region. For optagelser, der bruger multikanalelektroder, skal du først finde dine stereotaxiske koordinater for CA1 hippocampal-regionen ved hjælp af den første kanal.Placer de resterende elektroder således, at stimulerings- og optagelseselektroder er inden for intervallet 30 grader til 60 grader i forhold til midterlinjen fra bregmapunktet. Denne vinkel svarer til den langsgående orientering af CA1 hippocampal regionen. Tænd for optagesystemet.Åbn neurale software til optagelse og dataindsamling. Sænk langsomt optagelses- og stimuleringselektroderne ved hjælp af mikromanipulatoren, indtil den bare rører hjernens overflade. Overhold en stigning i impedansen, lige når elektroden rører hjernens overflade.Dette kan observeres i den røde kanal, der vises på skærmen. Sænk langsomt elektroderne til den omtrentlige dybde, der svarer til valgte stereotaxiske koordinater for CA1 hippocampus. Giv stimulation til en stabil fremkalde-fyldt excitatoriske post-synaptic potentiale er observeret.Udfør en input-output kurve for at registrere maksimal stimulus intensitet. Brug input-output kurven til at indstille baseline intensitet og til at indstille stimulus intensitet for fremmane høj frekvens stimulation eller lav frekvens stimulation. Optag det lokale fulde potentiale i en time efter højfrekvent stimulation eller lavfrekvent stimulation.Eksporter data og analysere ved hjælp af software valg. Dårlig 400 ml allerede forberedt udskæringsopløsning i en separat kolbe og oxygenat i ca. 20 minutter. Dårlig 200 ml af den iltede udskæringsopløsning.Cover i para film og overføre til en 80 grader fryser i cirka 20 minutter for at gøre en sjap. Dårlig de resterende 200 ml udskæring opløsning i en hjerne skive bedrift kammer og holde i vand bot af 32 grader Celsius med kontinuerlig boblende. Bring udkølet udskæring opløsning og dårlig ca 50 ml i et bægerglas.Halshugge den bedøvede mus. Skær huden, der dækker kraniet af musen og skær kraniet stykke langs midterlinjen til occipital knoglen. Åbn kraniet med stumpe kraftving.Øse forsigtigt hjernen ud med en spatel og læg den i den kølede udskæringsopløsning i bægeret. Adskl de to hjernehalvdel langs midterlinjen med en skalpelklinge. Isoler hippocampus ved forsigtigt at løsne den fra cortex med en spatel.Skær den septale og tidsmæssige ende af den isolerede hippocampus. Påfør en lille mængde lim på udskæringspladen. For langsgående CA1 hippocampal skive, vedhæfte CA3 regionen hippocampus til udskæring plade med limen.For tværgående skive, som vil tjene som kontrol, vedhæfte ventrale ende af hippocampus til udskæring plade af vibratome. Læg den i skærekammeret. Indstil vibratomeparametrene.Skær den påsatte hippocampus med vibratome. En god langsgående CA1 hippocampal hjerne skive vil have et lag af CA1, og to lag af dentate gyrus. Stratum oriens og stratumradiatum i CA1-regionen vil også være til stede.Alternativt vil en tværgående hippocampal hjerne skive har dentate gyrus CA3 og CA1 regioner i takt. Overfør hjernen skiver til hjernen skive bedrift kammer i vandet bot. Inkuber i 20 minutter ved en temperatur på 32 grader Celsius og bring til stuetemperatur for nyttiggørelse.Kontinuerligt superfuse ACS livegne ind i optagekammeret med en hastighed på 2 ml i minuttet. Overfør hjerneskiven ind i optagekammeret, juster hjerneskivens position med stumpe sceskiver, og hold den på plads med en hap. Slå softwaren til til dataindsamling.Longitudinal hjerne skive. Ved skiver i længderetningen skal stimulations- og optagelseselektroden placeres i stratum oriens. Anvend stimuleringselektroden på enten den septale eller tidsmæssige side af hjerneskiven med optagelse fra samme lag.Alternativt kan stimulation og optagelse elektrode i stratum radiatum, placere stimulation elektrode i enten septal eller tidsmæssige side af hjernen skive. For tværgående skiver som kontrol skal stimulationselektroden placeres på ca3 Schaffer-sikkerhedsstillelsesvejeregionen og optagelseselektroden på CA1-regionen. Tænd for isolator stimulus generator og give stimulation.Juster optageelektroddedbden til et stabilt fremkalde excitatoriske post-synaptisk fyldt potentiale. Udfør en input-output kurve for at registrere maksimal stimulus intensitet. Brug input-output kurven til at indstille stimulus intensitet for baseline optagelse fremmane høj frekvens stimulation eller lav frekvens stimulation.Der henvises til vedlagte PDF for parametre i inducerende enlige sigt potensering eller langvarig depression. Fremkaldt excitatoriske post-synaptiske potentiale øget som reaktion på højfrekvent stimulation in vivo. Dette viser, at langsgående hippocampal CA1 understøtter langsigtet potensering.For langsgående hippocampal CA1 hjerne skiver, stigning i respons på højfrekvent stimulation blev observeret på både septal og tidsmæssige side af stratum oriens og stratum radiatum. Dette viser, at den synaptiske plasticitet induceret langs den langsgående hippocampal CA1 region ikke er lineær eller retningsspecifik. Ved hjælp af allerede etablerede protokoller for langvarig depression, ingen langvarig depression blev induceret både in vivo og in vitro.Som en konklusion, har vi vist dig, hvordan du undersøger langsigtede synaptiske plasticitet i langsgående hippocampal CA1 region både in vivo og in vitro. Flere detaljer om protokollen kan findes i PDF ledsager denne video til at hjælpe dig med at undersøge langsigtede synaptisk plasticitet langs langsgående hippocampal CA1 region i dine egne laboratorier.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Lateral Diffusion and Exocytosis of Membrane Proteins in Cultured Neurons Assessed using Fluorescence Recovery and Fluorescence-loss Photobleaching

Lateral Diffusion og exocytose af membranproteiner i dyrkede neuroner vurderes ved hjælp af Fluorescens Recovery og Fluorescens-tab fotoblegning

Membrane proteins such as receptors and ion channels undergo active trafficking in neurons, which are highly polarised and morphologically complex. This ...

Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish

Forhjerne Elektrofysiologiske Optagelse i Larvernes zebrafisk

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

Simultaneous Pre- and Post-synaptic Electrophysiological Recording from Xenopus Nerve-muscle Co-cultures

Simultaneous Pre- and Post-synaptic Electrophysiological Recording from Xenopus Nerve-muscle Co-cultures

Samtidig Pre-og Post-synaptiske Elektrofysiologiske Optagelse fra<em&gt; Xenopus</em&gt; Nerve-muskel Co-kulturer

Much information about the coupling of  presynaptic ionic currents with the release of neurotransmitter has been obtained  from invertebrate preparations, ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

Elektrofysiologiske optagelse i hjernen af ​​intakte Voksen Zebrafisk

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

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

Optagelse synaptisk plasticitet i akut hippocampus skiver vedligeholdes i en lille-volumen genanvendelse - Perfusion- og neddykning-type kammer System

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

Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model

Pentylenetetrazole-induceret Kindling musemodel

Pentylenetetrazole (PTZ) is a GABA-A receptor antagonist. An intraperitoneal injection of PTZ into an animal induces an acute, severe seizure at a high ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

Indspilning rumligt begrænset svingninger i Hippocampus adfærd mus

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

Langsigtet sensoriske konflikt i frit opfører mus

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

In Vivo Optical Calcium Imaging of Learning-Induced Synaptic Plasticity in Drosophila melanogaster

In Vivo Optical Calcium Imaging of Learning-Induced Synaptic Plasticity in Drosophila melanogaster

In vivo optisk calcium billeddannelse af indlærings induceret synaptisk plasticitet i Drosophila melanogaster

Decades of research in many model organisms have led to the current concept of synaptic plasticity underlying learning and memory formation. ...

Wireless Electrophysiological Recording of Neurons by Movable Tetrodes in Freely Swimming Fish

Trådløs elektrofysiologisk optagelse af neuroner af bevægelige Tetrodes i frit svømmehal

The neural mechanisms governing fish behavior remain mostly unknown, although fish constitute the majority of all vertebrates. The ability to record brain ...