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

Este trabalho foi apoiado pela Universidade Nacional de Incheon (cooperativa internacional) Research Grant. Gostaríamos de agradecer a Sra. gona Choi por ajudar com alguma coleta de dados.

Todos os animais foram tratados de acordo com as diretrizes e regulamentos do cuidado animal e uso do laboratório do Instituto Nacional de saúde. Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê institucional de cuidados e uso de animais (IACUC) da Universidade da cidade de Hong Kong e da Universidade Nacional de Incheon.
1. gravação de campo in vivo
<ol><li>Preparação animal<ol>
<li>Injetar uretano (0, 6 g por 25 g de peso) via intraperitoneal para anestesiizar o rato. Su...

<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>

O protocolo demonstra o método para induzir a plasticidade sináptica a longo prazo in vivo, bem como de fatias cerebrais no eixo CA1-CA1 longitudinal do hipocampo in vitro. As etapas esboçadas dão bastante detalhes para que um experimentador investigue LTP e LTD em uma conexão de CA1-CA1 hippocampal longitudinal. A prática é necessária para aprimorar as habilidades necessárias para registrar com sucesso os potenciais excitatórios de campo.
Além da necessidade de prática, existem v?...

O hipocampo tem sido amplamente utilizado em estudos cognitivos1,2,3. A rede lamelar do hipocampal na linha central transversal dá forma ao circuito Tri-Synaptic que é compo do giro dentate, do, do i, e das regiões CA1. A rede lamelar é considerada uma unidade paralela e independente4,5. Este ponto de vista lamelar influenciou o uso de orientação transversal e de fatias transversais para Estudos eletrofisiológicos in vivo e in vitro do hipocampo. À luz da pesquisa emergente, a hipótese lamelar está sendo reavaliada6 e a atenção também está sendo dada à rede interlamelar do hipocampo. No que diz respeito à rede interlamelar hipocampal, a região do "o" foi investigada há muitotempo7,8,9,10, porém a região do hipocampal longitudinal CA1 recebeu relativamente pouca atenção até recentemente. Com relação à rede interlamelar CA1, as propriedades sinápticas de curto prazo ao longo do eixo de CA1 hipocampal longitudinal dorsoventral de ratos foram mostradas para variar11. Além disso, aglomerados de células hipocampais respondendo à fase e ao local foram encontrados para serem organizados sistematicamente ao longo do eixo longitudinal do hipocampo em ratos, passando por uma tarefa de memória de curto prazo12. Também, as atividades epilépticas da apreensão foram encontradas para ser sincronizadas ao longo do hipocampo inteiro ao longo do eixo longitudinal13.
A maioria dos estudos da região do hipocampal de CA1 longitudinal no entanto, têm utilizado a entrada das regiões de "o" de CA1 para as áreas11,14,15. Usando um protocolo único para fazer cortes longitudinais do cérebro, nosso trabalho precedente demonstrou a conectividade associacional de neurônios piramidal CA1 ao longo do eixo longitudinal e implicou sua habilidade de processar eficazmente a sinalização neuronal16. Entretanto, há uma necessidade de determinar se os neurônios piramidal CA1 ao longo da linha central longitudinal sem entrada transversal podem suportar a plasticidade sináptica a longo prazo. Este achado pode adicionar outro ângulo em investigações de problemas neurológicos pertencentes ao hipocampo.
A capacidade dos neurônios para adaptar a eficácia da transferência de informação é conhecida como plasticidade sináptica. A plasticidade sináptica é implicada como o mecanismo subjacente para processos cognitivos como aprendizado e memória17,18,19,20. A plasticidade sináptica a longo prazo é demonstrada como a potenciação a longo prazo (LTP), que representa o fortalecimento da resposta neuronal, ou a depressão a longo prazo (Ltd), que representa o enfraquecimento da resposta neuronal. A plasticidade sináptica de longo prazo tem sido estudada no eixo transversal do hipocampo. Entretanto, este é o primeiro estudo para demonstrar a plasticidade sináptica a longo prazo no eixo longitudinal hippocampal de CA1 neurônios piramidal.
Construindo a partir de um protocolo usado por Yang et al.16, projetamos o protocolo para demonstrar LTP e Ltd no eixo longitudinal hipocampal dos neurônios piramidais CA1. Foram utilizados camundongos machos C57BL6 com idades variando entre 5-9 semanas de idade para experimentos in vitro e 6-12 semanas de idade para experimentos in vivo. Este artigo detalhado mostra como as fatias longitudinais do cérebro do hippocampal dos ratos foram obtidas para gravações in vitro e como gravações in vivo foram gravadas no eixo longitudinal. Para as gravações in vitro, investigamos a especificidade direcional da plasticidade sináptica de CA1 longitudinal, visando a extremidade septal e temporal do hipocampo. Nós igualmente investigamos a especificidade da camada da plasticidade sináptica CA1 longitudinal gravando dos Oriens do estrato e do radiatum do estrato do hipocampo. Para gravações in vivo, investigamos os ângulos que melhor correspondem à direção longitudinal do hipocampo.
Usando ambas as gravações in vivo e in vitro do campo extracelular, nós observamos que os neurônios piramidal longitudinalmente conectados de CA1 apresentados com LTP, não Ltd. A orientação transversal envolvendo ambos os neurônios de i. e CA1, no entanto, suporta ambos LTP e LTD. A distinção nas capacidades sinápticas entre a orientação transversal e longitudinal do hipocampo poderia significar especulativamente diferenças em sua conectividade funcional. Mais experimentos são necessários para decifrar as diferenças em suas capacidades sinápticas.

<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

O estudo da plasticidade sináptica no hipocampo concentrou-se no uso da rede lamelar de i-CA1. Menos atenção foi dada à rede interlamelar longitudinal CA1-CA1. Recentemente entretanto, uma conexão associacional entre os neurônios piramidal CA1-CA1 foi mostrada. Portanto, há a necessidade de investigar se a rede de CA1-CA1 interlamelar longitudinal do hipocampo suporta a plasticidade sináptica.
Nós projetamos um protocolo para investigar a presença ou a ausência de plasticidade sináptica a longo prazo na rede de CA1 hippocampal interlamelar usando gravações eletrofisiológicas do campo ambos in vivo e in vitro. Para as gravações de campo extracelular in vivo, os eletrodos de gravação e estimulação foram colocados em um eixo septal-temporal do hipocampo dorsal em um ângulo longitudinal, para evocar potenciais pós-sinápticos excitatórios. Para as gravações in vitro do campo extracelular, as fatias longitudinais hippocampal foram cortadas paralelas ao plano septal-temporal. Os eletrodos de gravação e estimulação foram colocados no estrato Oriens (S. O) e no estrato radiatum (S. R) do hipocampo ao longo do eixo longitudinal. Isto permitiu-nos investigar a especificidade direcional e da camada de potenciais pós-sináptica excitatórios evocados. Protocolos já estabelecidos foram utilizados para induzir potenciação a longo prazo (LTP) e depressão a longo prazo (LTD) tanto in vivo como in vitro. Nossos resultados demonstraram que a rede de CA1 interlamelar longitudinal suporta a potenciação de longo prazo dependente do receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA) (LTP) sem especificidade direcional ou de camada. A rede interlamelar, entretanto, em contraste com a rede lamelar transversal, não apresentou com nenhuma depressão a longo prazo significativa (LTD).

Nós exploramos a plasticidade sináptica a longo prazo de neurônios piramidal do CA1 longitudinal do hipocampo usando gravações extracelular do campo ambos in vivo e in vitro. LTP e LTD são facetas da plasticidade sináptica de longo prazo que foram demonstradas no eixo transversal do hipocampo para ser unidirecional.
Nós mostramos aqui que usando fatias hippocampal longitudinais do cérebro, há LTP no eixo longitudinal CA1 do Hippocampus. Foram preparadas fatias longitudinais do hipoca...

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

Utilizamos eletrodos de gravação e estimulação em fatias de cérebro hipocampal longitudinal e eletrodos de gravação e estimulação longitudinalmente posicionados no hipocampo dorsal in vivo para evocar potenciais pós-sinápticos extracelulares e demonstrar plasticidade sináptica de longo prazo ao longo do CA1 interlamelar longitudinal.

Investigando a plasticidade sináptica de longo prazo no hipocampo interlamelar CA1 por gravação de campo eletrofisiológico

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 ...

A plasticidade sináptica de longo prazo, especificamente, a potencialização a longo prazo e a depressão a longo prazo têm sido amplamente investigadas ao longo da orientação transversal do hipocampo. Também foi examinado ao longo da orientação longitudinal. No entanto, quando se trata da orientação longitudinal, muito pouca atenção tem sido dada ao eixo LONGITUDINAL CA1 do hipocampo no que diz respeito à plasticidade sináptica.Uma publicação anterior do nosso laboratório mostrou que os neurônios piramimais CA1 do hipocampo formam conexões associacionais que poderiam suportar a plasticidade sináptica. Para maior compreensão deste protocolo, recomenda-se que você se refira à publicação anterior com a referência abaixo. Injete uretano para anestesiar o rato.Coloque o mouse totalmente anestesiado em uma almofada de aquecimento definida a 37 graus Celsius. Aplique gel ocular para umedecer os olhos. Fixar o crânio do mouse firmemente usando o grampo ocular.O grampo ocular dá a liberdade de mobilidade para o experimentador durante os procedimentos cirúrgicos. E pode ser particularmente útil para experimentos envolvendo o córtex auditivo, também. No entanto, muito cuidado deve ser tomado para obter as coordenadas estereotaxas exatas.Separe o tecido e os músculos subcutâneos no final do osso interparietal e occipital do camundongo com o bisturi. Borrite a matéria dura seca com cotonete. Então você perfura a cisterna magna para drenar o fluido cefalorraquidiano.Conecte um cotonete para continuar drenando o fluido cefalorraquidiano. Corte e remova a pele do couro cabeludo e mantenha a região exposta seca. Marque os pontos correspondentes à região hipocampal usando a ajuda de uma pinça veniyar.Faça uma incisão no crânio acima da região dorsal do hipocampo ao longo dos pontos marcados usando um bisturi ou broca de alta velocidade enquanto observa sob um microscópio. Mantenha o tecido cerebral exposto úmido aplicando soro fisiológico ou um óleo inerte. Corrija e posicione os eletrodos de estimulação e gravação firmemente no suporte estereotaxista.Ajuste a estimulação e gravação de eletrodos acima do hipocampo dorsal CA1. Use o cérebro do rato na coordenada estereotaxic como guia na localização da coordenada para a região hipocampal longitudinal dorsal ca1. Para gravações usando eletrodos multicanais, primeiro localize suas coordenadas estereoxigráficas para a região hipocampal ca1 usando o primeiro canal.Posicione os eletrodos restantes de tal forma que o ângulo de estimulação e registro de eletrodos esteja na faixa de 30 graus a 60 graus em relação à linha média do ponto bregma. Este ângulo corresponde à orientação longitudinal da região hipocampal ca1. Ligue o sistema de gravação.Abra o software neural para gravação e aquisição de dados. Abaixe os eletrodos de gravação e estimulação lentamente usando o micromanipulador até que ele apenas toque a superfície do cérebro. Observe um aumento na impedância justo quando o eletrodo toca a superfície cerebral.Isso pode ser observado no canal vermelho mostrado na tela. Abaixe lentamente os eletrodos para a profundidade aproximada correspondente às coordenadas estereotaxas escolhidas para o hipocampo CA1. Dê estimulação até que seja observado um potencial pós-sinápático repleto de evocação estável.Realize uma curva de saída de entrada para detectar a intensidade máxima de estímulo. Use a curva de saída de entrada para definir a intensidade da linha de base e para definir a intensidade de estímulo para evocar estimulação de alta frequência ou estimulação de baixa frequência. Regisso potencial local por uma hora após estimulação de alta frequência ou estimulação de baixa frequência.Exporte dados e analise usando software de escolha. Pobres 400 ml de solução de corte já preparada em um frasco separado e oxigenar por aproximadamente 20 minutos. Pobres 200 ml da solução de corte oxigenado.Cubra no para filme e transfira para um freezer de 80 graus por aproximadamente 20 minutos para fazer uma lama. Pre coiule os 200 ml restantes de solução de corte em uma câmara de segurando fatias cerebrais e mantenha em bot de água de 32 graus Celsius com borbulhamento contínuo. Traga a solução de corte refrigerado e pobre aproximadamente 50 ml em um béquer.Decapitar o rato anestesiado. Corte a pele cobrindo o crânio do rato e corte o pedaço do crânio ao longo da linha média até o osso occipital. Abra o crânio com fórceps sem cortes.Retire suavemente o cérebro com uma espátula e coloque na solução de corte refrigerado no béquer. Separe os dois hemisférios cerebrais ao longo da linha média com uma lâmina de bisturi. Isole o hipocampo, desprendendo-o suavemente do córtex com uma espátula.Corte a extremidade septal e temporal do hipocampo isolado. Aplique uma pequena quantidade de cola na placa de corte. Para a fatia hipocampal longitudinal CA1, conecte a região ca3 do hipocampo à placa de corte com a cola.Para fatia transversal, que servirá de controle, conecte a extremidade ventral do hipocampo à placa de corte do vibratome. Coloque-o na câmara de corte. Ajuste os parâmetros do vibratome.Corte o hipocampo ligado com o vibratome. Uma boa fatia cerebral hipocampal ca1 longitudinal terá uma camada de CA1, e duas camadas de giro dento. Além disso, os oriens estrato e o radiador estrato da região do CA1 estarão presentes.Alternativamente, uma fatia cerebral hipocampal transversa terá as regiões desnúrada ca3 e CA1 em tato. Transfira as fatias cerebrais para a câmara de corte cerebral no robô de água. Incubar por 20 minutos a uma temperatura de 32 graus Celsius e levar à temperatura ambiente para recuperação.Sobrevoe continuamente o servo ACS na câmara de gravação à velocidade de 2 ml por minuto. Transfira a fatia cerebral para a câmara de gravação, ajuste a posição da fatia cerebral com fórceps sem cortes e segure-a no lugar com um hap. Ligue o software para aquisição de dados.Corte cerebral longitudinal. Para fatias longitudinais, posicione a estimulação e a gravação do eletrodo nos oriens estrato. Coloque o eletrodo de estimulação no lado septal ou temporal da fatia cerebral com gravação da mesma camada.Alternativamente, posicione a estimulação e o eletrodo de gravação no radiador do estrato, coloque o eletrodo de estimulação no lado septo ou temporal da fatia cerebral. Para fatias transversais como controle, posicione o eletrodo de estimulação na região da via colateral CA3 Schaffer e o eletrodo de gravação na região do CA1. Ligue o gerador de estímulo isolador e dê estimulação.Ajuste a profundidade do eletrodo de gravação até que seja observado um potencial pós-sináptico excitante e excitante. Realize uma curva de saída de entrada para detectar a intensidade máxima de estímulo. Use a curva de saída de entrada para definir a intensidade de estímulo para gravação de linha de base evocando estimulação de alta frequência ou estimulação de baixa frequência.Consulte o PDF anexado para parâmetros que induzem a potencialização a termo solitário ou depressão a longo prazo. Evocou potencial pós-sináptico evocado aumentado em resposta à estimulação de alta frequência in vivo. Isso mostra que o HIPOcampal longitudinal CA1 suporta a potencialização a longo prazo.Para as fatias cerebrais longitudinal de CA1 hipocampal, o aumento em resposta à estimulação de alta frequência foi observado tanto no lado septo quanto no temporal de oriens estrato e radiador de estrato. Isso mostra que a plasticidade sináptica induzida ao longo da região do hipocampo longitudinal CA1 não é linear ou específica de direção. Usando protocolos já estabelecidos para depressão a longo prazo, nenhuma depressão a longo prazo foi induzida tanto in vivo quanto in vitro.Como conclusão, mostramos como investigar a plasticidade sináptica de longo prazo na região longitudinal hipocampal CA1, tanto in vivo quanto in vitro. Mais detalhes do protocolo podem ser encontrados no PDF que acompanha este vídeo para ajudá-lo a investigar a plasticidade sináptica de longo prazo ao longo da região longitudinal hipocampal CA1 em seus próprios laboratórios.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Difusão lateral e Exocitose de proteínas de membrana em neurônios cultivados avaliada através da recuperação de fluorescência e fluorescência perda de fotobranqueamento

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

Neurociência

Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish

Prosencéfalo gravação eletrofisiológico em larval Zebrafish

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

Simultânea de pré e pós-sináptica gravação eletrofisiológico de<em&gt; Xenopus</em&gt; Nervo músculo-Co-culturas

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

Gravação eletrofisiológica no cérebro de Intacta Zebrafish Adulto

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

Gravação de plasticidade sináptica em fatias Hippocampal agudas, mantidas em um pequeno volume reciclagem - perfusão- e sistema de câmara de submersão-tipo

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

Inflamação induzida pela mielinização Mouse modelo

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

Gravação espacialmente restrita oscilações no hipocampo de ratos de comportar-se

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

A longo prazo conflito sensorial em livremente, comportando-se ratos

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 Optical cálcio Imaging de aprendizagem induzida por plasticidade sináptica em 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

Gravação eletrofisiológica sem fio dos neurônios por tetrodes móveis em peixes livremente da natação

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