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

Questo lavoro è stato sostenuto da Incheon National University (International Cooperative) Research Grant. Ringraziamo la signora Gona Choi per aver assistito con alcune raccolte di dati.

Tutti gli animali sono stati trattati in conformità con le linee guida e le normative del Laboratorio di cura degli animali e l'uso del Laboratorio dell'Istituto Nazionale di Salute. Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali (IACUC) della City University di Hong Kong e dell'Incheon National University.
1. Registrazione sul campo in vivo
<ol><li>Preparazione degli animali<ol>
<li>Iniettare l'uretano (0,06 g per 25 g di peso...

<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>

Il protocollo dimostra il metodo per indurre plasticità sinaptica a lungo termine in vivo e da fette di cervello nell'asse longitudinale CA1-CA1 dell'ippocampo in vitro. I passaggi descritti forniscono dettagli sufficienti per uno sperimentatore per studiare LTP e LTD in una connessione longitudinale hippocampal CA1-CA1. La pratica è necessaria per affinare le competenze necessarie per registrare con successo i potenziali eccitatori sul campo.
Oltre a dover praticare, ci sono diversi passagg...

L'ippocampo è stato ampiamente utilizzato negli studi cognitivi1,2,3. La rete lamellare ippocampale nell'asse trasversale forma il circuito tri-sinaptico costituito dalle regioni giro dente, CA3 e CA1. La rete zoppa è considerata un'unitàparallela e indipendente 4,5. Questo punto di vista zoppo ha influenzato l'uso dell'orientamento trasversale e delle fette trasversali sia per gli studi elettrofisiologici in vivo che in vitro dell'ippocampo. Alla luce della ricerca emergente, l'ipotesi del lamellare è stata rivalutata6 e si sta atendo attenzione anche alla rete interlamellare dell'ippocampo. Per quanto riguarda la rete interlamellar ippocampale, la regione CA3 è stata a lungo studiata7,8,9,10, tuttavia la regione longitudinale CA1 ippocampale ha ricevuto relativamente poca attenzione fino a poco tempo fa. Per quanto riguarda la rete interlamellar CA1, le proprietà sinaptiche a breve termine lungo l'asse longitudinale longitudinale CA1 dell'ippocampo dorsoventrale dell'asse dei ratti hanno dimostrato di variaredi 11. Inoltre, gruppi di cellule ippocampali che rispondono alla fase e il luogo sono stati trovati per essere organizzato sistematicamente lungo l'asse longitudinale dell'ippocampo nei ratti, subendo un compito di memoria a breve termine12. Inoltre, le attività di crisi epilettiche sono state trovate per essere sincronizzate lungo l'intero ippocampo lungo l'asse longitudinale13.
La maggior parte degli studi della regione longitudinale CA1 ippocampale tuttavia, hanno utilizzato l'input dal CA3 alle regioni CA111,14,15. Utilizzando un protocollo unico per fare fette di cervello longitudinali, il nostro lavoro precedente ha dimostrato la connettività associativa dei neuroni piramidali CA1 lungo l'asse longitudinale e ha implicato la sua capacità di elaborare la segnalazione neuronale in modo efficace16. Tuttavia, è necessario determinare se i neuroni piramidali CA1 lungo l'asse longitudinale senza input trasversale possono supportare la plasticità sinaptica a lungo termine. Questa scoperta può aggiungere un altro angolo nelle indagini sui problemi neurologici relativi all'ippocampo.
La capacità dei neuroni di adattare l'efficacia del trasferimento di informazioni è conosciuta come plasticità sinaptica. Plasticità sinaptica è implicato come il meccanismo sottostante per i processi cognitivi come l'apprendimento e la memoria17,18,19,20. Plasticità sinaptica a lungo termine è dimostrato come sia potenziamento a lungo termine (LTP), che rappresenta il rafforzamento della risposta neuronale, o depressione a lungo termine (LTD), che rappresenta l'indebolimento della risposta neuronale. La plasticità sinaptica a lungo termine è stata studiata nell'asse trasversale dell'ippocampo. Tuttavia, questo è il primo studio a dimostrare la plasticità sinaptica a lungo termine nell'asse longitudinale ippocampale dei neuroni piramidali CA1.
Costruire da un protocollo utilizzato da Yang et al.16, abbiamo progettato il protocollo per dimostrare LTP e LTD nell'asse longitudinale ippocampale dei neuroni piramidali CA1. Abbiamo usato topi maschi C57BL6 con età comprese tra 5-9 settimane per esperimenti in vitro e 6-12 settimane per esperimenti in vivo. Questo articolo dettagliato mostra come sono state ottenute fette di cervello ippocampali longitudinali da topi per le registrazioni in vitro e come le registrazioni in vivo sono state registrate nell'asse longitudinale. Per le registrazioni in vitro, abbiamo studiato la specificità direzionale della plasticità sinaptica longitudinale CA1 prendendo di mira l'estremità settale e temporale dell'ippocampo. Abbiamo anche studiato la specificità dello strato della plasticità sinaptica longitudinale CA1 registrando dallo strato oriens e dal radiato strato dell'ippocampo. Per le registrazioni in vivo, abbiamo studiato gli angoli che meglio corrispondono alla direzione longitudinale dell'ippocampo.
Utilizzando sia le registrazioni extracellulari in vivo che in vitro, abbiamo osservato che i neuroni piramidali CA1 collegati longitudinalmente presentati con LTP, non LTD. L'orientamento trasversale che coinvolge neuroni CA3 e CA1, tuttavia, supporta sia LTP che LTD. La distinzione nelle capacità sinaptiche tra l'orientamento trasversale e l'orientamento longitudinale dell'ippocampo potrebbe significare speculativamente differenze nella loro connettività funzionale. Sono necessari ulteriori esperimenti per decifrare le differenze nelle loro capacità sinaptiche.

<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

Lo studio della plasticità sinaptica nell'ippocampo si è concentrato sull'uso della rete lamelllare CA3-CA1. Meno attenzione è stata data alla rete longitudinale interlamellar CA1-CA1. Recentemente, tuttavia, è stata mostrata una connessione associativa tra i neuroni piramidali CA1-CA1. Pertanto, è necessario verificare se la rete longitudinale interlamellar CA1-CA1 dell'ippocampo supporta la plasticità sinaptica.
Abbiamo progettato un protocollo per studiare la presenza o l'assenza di plasticità sinaptica a lungo termine nella rete interlamelare hippocampal CA1 utilizzando registrazioni elettrofisiologiche sul campo sia in vivo che in vitro. Per le registrazioni extracellulari sul campo in vivo, gli elettrodi di registrazione e stimolazione sono stati collocati in un asse settale-temporale dell'ippocampo dorsale con un angolo longitudinale, per evocare potenziali post-sinaptici eccitatori di campo. Per le registrazioni in vitro extracellulari sul campo, le fette longitudinali ippocampali sono state tagliate parallelamente al piano settale-temporale. Gli elettrodi di registrazione e stimolazione sono stati collocati nello strato oriens (S.O) e nel radiato strato (S.R) dell'ippocampo lungo l'asse longitudinale. Questo ci ha permesso di indagare la specificità direzionale e di strato dei potenziali post-naptici eccitatori evocati. I protocolli già stabiliti sono stati utilizzati per indurre il potenziamento a lungo termine (LTP) e la depressione a lungo termine (LTD) sia in vivo che in vitro. I nostri risultati hanno dimostrato che la rete longitudinale interlamellar CA1 supporta N-methyl-D-aspartate (NMDA) che dipende dal recettore (LTP) senza specificità direzionale o di strato. La rete interlamellar, tuttavia, in contrasto con la rete lamellare trasversale, non presentava alcuna depressione significativa a lungo termine (LTD).

Abbiamo esplorato la plasticità sinaptica a lungo termine dei neuroni piramidali longitudinali CA1 dell'ippocampo utilizzando registrazioni extracellulari sul campo sia in vivo che in vitro. LTP e LTD sono aspetti della plasticità sinaptica a lungo termine che sono stati dimostrati nell'asse trasversale dell'ippocampo come unidirezionale.
Abbiamo mostrato qui che usando le fette di cervello longitudinale dell'ippocampo, c'è LTP nell'asse longitudinale CA1 dell'ippocampo. Abbiamo preparato f...

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

Abbiamo usato elettrodi di registrazione e stimolazione in fette di cervello ippocampali longitudinali e elettrodi di registrazione e stimolazione longitudinalmente posizionati nell'ippocampo dorsale in vivo per evocare potenziali post-ynaptici extracellulari e dimostrare plasticità sinaptica a lungo termine lungo l'interlamellar longitudinale CA1.

Studiare la plasticità sinaptica a lungo termine nell'Ippocampo Interlamellar CA1 di Electrophysiological Field Recording

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 ...

La plasticità sinaptica a lungo termine, in particolare, il potenziamento a lungo termine e la depressione a lungo termine sono stati ampiamente studiati lungo l'orientamento trasversale dell'ippocampo. È stato anche esaminato lungo l'orientamento longitudinale. Tuttavia, quando si tratta dell'orientamento longitudinale, è stata prestata pochissima attenzione all'asse longitudinale CA1 dell'ippocampo rispetto alla plasticità sinaptica.Una precedente pubblicazione del nostro laboratorio ha dimostrato che i neuroni piramidali CA1 dell'ippocampo formano connessioni associazioniali che potrebbero supportare la plasticità sinaptica. Per ulteriori informazioni su questo protocollo, si consiglia di fare riferimento alla pubblicazione precedente con il riferimento riportato di seguito. Iniettare uretano per anestetizzare il mouse.Posizionare il mouse completamente anestetizzato su una pastiglia di riscaldamento impostata su 37 gradi Celsius. Applicare il gel per gli occhi per inumidire gli occhi. Fissare saldamente il cranio del mouse utilizzando il morsetto per gli occhi.Il morsetto per gli occhi offre la libertà di mobilità per lo sperimentatore durante le procedure chirurgiche. E può essere particolarmente utile anche per gli esperimenti che coinvolgono la corteccia uditivo. Tuttavia, occorre fare molta attenzione per ottenere le coordinate stereotassiche esatte.Separare il tessuto sottocutaneo e i muscoli alla fine dell'osso interparietale e occipitale del topo con il bisturi. Asciugare la materia dura con tampone di cotone. Quindi si fora la cisterna magna per drenare il liquido cerebrospinale.Attaccare un batuffolo di cotone per continuare a drenare il liquido cerebrospinale. Tagliare e rimuovere la pelle sul cuoio capelluto e mantenere asciutta la regione esposta. Contrassegnare i punti corrispondenti alla regione ippocampale usando l'aiuto di una pinza veniyar.Fai un'incisione nel cranio sopra la regione dorsale dell'ippocampo lungo i punti contrassegnati usando un bisturi o un trapano ad alta velocità mentre osservi al microscopio. Mantenere il tessuto cerebrale esposto umido applicando fisiologicamente salina o un olio inerte. Fissare e posizionare saldamente gli elettrodi di stimolazione e registrazione nel supporto stereotassico.Regolare gli elettrodi di stimolazione e registrazione sopra l'ippocampo dorsale CA1. Usa il cervello del mouse in coordinata stereotassica come guida per localizzare la coordinata per la regione ippocampale dorsale longitudinale CA1. Per le registrazioni che utilizzano elettrodi multicanale, individuare innanzitutto le coordinate stereotassiche per la regione ippocampale CA1 utilizzando il primo canale.Posizionare gli elettrodi rimanenti in modo che l'angolo di stimolazione e gli elettrodi di registrazione siano nell'intervallo da 30 gradi a 60 gradi rispetto alla linea mediana dal punto bregma. Questo angolo corrisponde all'orientamento longitudinale della regione ippocampale CA1. Accendere il sistema di registrazione.Aprire il software neurale per la registrazione e l'acquisizione dei dati. Abbassare lentamente gli elettrodi di registrazione e stimolazione utilizzando il micromanipolatore fino a quando non tocca solo la superficie del cervello. Osserva un aumento dell'impedenza proprio quando l'elettrodo tocca la superficie cerebrale.Questo può essere osservato nel canale rosso mostrato sullo schermo. Abbassare lentamente gli elettrodi alla profondità approssimativa corrispondente alle coordinate stereotassiche scelte per l'ippocampo CA1. Dare stimolazione fino a quando non si osserva un potenziale eccitatorio post-sinaptico evocato stabile.Eseguire una curva input-output per rilevare la massima intensità di stimolo. Utilizzare la curva input-output per impostare l'intensità della linea di base e impostare l'intensità dello stimolo per evocare la stimolazione ad alta frequenza o la stimolazione a bassa frequenza. Registrare il potenziale locale per un'ora dopo la stimolazione ad alta frequenza o la stimolazione a bassa frequenza.Esportare i dati e analizzare utilizzando il software di scelta. Poveri 400 ml di soluzione di affezione già preparata in un pallone separato e ossigenati per circa 20 minuti. Poveri 200 ml della soluzione di affezione ossigenata.Coprire in pellicola para e trasferire in un congelatore di 80 gradi per circa 20 minuti per fare una granita. Poveri i restanti 200 ml di soluzione di affettare in una camera di tenuta della fetta cerebrale e tenere in acqua bot di 32 gradi Celsius con gorgogliamento continuo. Esegni la soluzione di affezione refrigerata e povera di circa 50 ml in un bicchiere.Decapitare il topo anestetizzato. Tagliare la pelle che copre il cranio del topo e tagliare il pezzo del cranio lungo la linea mediana fino all'osso occipitale. Apri il cranio con le forcep smussate.Raccogliere delicatamente il cervello con una spatola e posizionare nella soluzione di affettamento refrigerata nel becher. Separare i due emisferi cerebrali lungo la linea mediana con una lama bisturi. Isolare l'ippocampo staccandolo delicatamente dalla corteccia con una spatola.Ritaglia l'estremità setto e temporale dell'ippocampo isolato. Applicare una piccola quantità di colla sulla piastra di affettamento. Per una fetta ippocampale CA1 longitudinale, attaccare la regione CA3 dell'ippocampo alla piastra di affettare con la colla.Per la fetta trasversale, che fungerà da controllo, attaccare l'estremità ventrale dell'ippocampo alla piastra di affettare del vibratoma. Mettilo nella camera di affezione. Impostare i parametri del vibratomo.Affettare l'ippocampo attaccato con il vibratoma. Una buona fetta longitudinale del cervello ippocampale CA1 avrà uno strato di CA1 e due strati di giro dentato. Inoltre, saranno presenti gli oriens dello strato e il radiorato di strato della regione CA1.In alternativa, una fetta cerebrale ippocampale trasversale avrà le regioni dentate di giro CA3 e CA1 in tatto. Trasferire le fette cerebrali nella camera di tenuta della fetta cerebrale nel bot dell'acqua. Incubare per 20 minuti a una temperatura di 32 gradi Celsius e portare a temperatura ambiente per il recupero.Sovrasfondere continuamente il servo ACS nella camera di registrazione alla velocità di 2 ml al minuto. Trasferire la fetta cerebrale nella camera di registrazione, regolare la posizione della fetta cerebrale con le forcep smussate e tenerla in posizione con un hap. Attivare il software per l'acquisizione dei dati.Fetta cerebrale longitudinale. Per le fette longitudinali, posizionare l'elettrodo di stimolazione e registrazione nello strato oriens. Posizionare l'elettrodo di stimolazione sul lato setto o temporale della fetta cerebrale con la registrazione dallo stesso strato.In alternativa, posizionare l'elettrodo di stimolazione e registrazione nel radiorato dello strato, posizionare l'elettrodo di stimolazione nel lato setto o temporale della fetta cerebrale. Per le fette trasversali come controllo, posizionare l'elettrodo di stimolazione sulla regione del percorso collaterale CA3 Schaffer e l'elettrodo di registrazione sulla regione CA1. Accendere il generatore di stimolo isolatore e dare stimolazione.Regolare la profondità dell'elettrodo di registrazione fino a quando non si osserva un potenziale eccitatorio post-sinaptico stabile. Eseguire una curva input-output per rilevare la massima intensità di stimolo. Utilizzare la curva input-output per impostare l'intensità di stimolo per la registrazione di base che evoca stimolazione ad alta frequenza o stimolazione a bassa frequenza.Fare riferimento al PDF allegato per i parametri che inducono il potenziamento a lungo termine o la depressione a lungo termine. Il potenziale eccitatorio post-sinaptico evocato è aumentato in risposta alla stimolazione ad alta frequenza in vivo. Ciò dimostra che l'ippocampale longitudinale CA1 supporta il potenziamento a lungo termine.Per le fette cerebrali longitudinali di CA1 ippocampali, è stato osservato un aumento della risposta alla stimolazione ad alta frequenza sia sul lato setto che temporale degli oriens dello strato e del radiato di strato. Ciò dimostra che la plasticità sinaptica indotta lungo la regione longitudinale dell'ippocampo CA1 non è lineare o specifica della direzione. Utilizzando protocolli già stabiliti per la depressione a lungo termine, nessuna depressione a lungo termine è stata indotta sia in vivo che in vitro.Come conclusione, vi abbiamo mostrato come indagare la plasticità sinaptica a lungo termine nella regione longitudinale dell'ippocampo CA1 sia in vivo che in vitro. Maggiori dettagli del protocollo sono disponibili nel PDF che accompagna questo video per aiutarti a indagare la plasticità sinaptica a lungo termine lungo la regione longitudinale dell'ippocampale CA1 nei tuoi laboratori.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Ricerca

Neuroscienze

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