Name: combined infusion and stimulation with fast-scan cyclic voltammetry (cis-fscv) to assess ventral tegmental area receptor regulation of phasic dopamine
Uploaded: 2020-04-23T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Combined Infusion and Stimulation with Fast-Scan Cyclic Voltammetry CIS-FSCV to Assess Ventral Tegmental Area Receptor Regulation of Phasic Dopamine at JoVE.c

تم دعم العمل من قبل كلية إليزابيث تاون (R.J.W. و M.L.و L.M) ، من قبل زمالة الدراسات العليا NSF (R.J.W.) وكلية ييل للطب (N.A.).

أجريت جميع التجارب وفقا لدليل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) لرعاية واستخدام المختبر ووافقت عليها كل من كلية إليزابيث تاون واللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها في جامعة ييل (IACUC). هذا البروتوكول خاص بإعداد الفئران المخدرة لاستخدام CIS-FSCV.
1. الاستعدادات السابقة للجراحة
<o...

<ol>
	<li>Grace, A. A., Bunney, B. 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+control+of+firing+pattern+in+nigral+dopamine+neurons:+burst+firing.">The control of firing pattern in nigral dopamine neurons: burst firing.</a> Journal of Neuroscience. 4 (11), 2877-2890 (1984).</li><li>Lester, D. 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=Midbrain+acetylcholine+and+glutamate+receptors+modulate+accumbal+dopamine+release.">Midbrain acetylcholine and glutamate receptors modulate accumbal dopamine release.</a> Neuroreport. 19 (9), 991-995 (2008).</li><li>Lodge, D. J., Grace, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+laterodorsal+tegmentum+is+essential+for+burst+firing+of+ventral+tegmental+area+dopamine+neurons.">The laterodorsal tegmentum is essential for burst firing of ventral tegmental area dopamine neurons.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (13), 5167-5172 (2006).</li><li>Li, C., 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=Mu+Opioid+Receptor+Modulation+of+Dopamine+Neurons+in+the+Periaqueductal+Gray/Dorsal+Raphe:+A+Role+in+Regulation+of+Pain.">Mu Opioid Receptor Modulation of Dopamine Neurons in the Periaqueductal Gray/Dorsal Raphe: A Role in Regulation of Pain.</a> Neuropsychopharmacology. 41 (8), 2122-2132 (2016).</li><li>Zhang, H. Y., 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=Expression+of+functional+cannabinoid+CB2+receptor+in+VTA+dopamine+neurons+in+rats.">Expression of functional cannabinoid CB2 receptor in VTA dopamine neurons in rats.</a> Addiction Biology. 22 (3), 752-765 (2017).</li><li>Wickham, R. J., 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=Advances+in+studying+phasic+dopamine+signaling+in+brain+reward+mechanisms.">Advances in studying phasic dopamine signaling in brain reward mechanisms.</a> Frontiers in Bioscience. 5, 982-999 (2013).</li><li>Wightman, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+of+transmitter+metabolites+by+voltammetry+in+cerebrospinal+fluid+following+neural+pathway+stimulation.">Monitoring of transmitter metabolites by voltammetry in cerebrospinal fluid following neural pathway stimulation.</a> Nature. 262 (5564), 145-146 (1976).</li><li>Grace, A. A., Bunney, B. 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+control+of+firing+pattern+in+nigral+dopamine+neurons:+single+spike+firing.">The control of firing pattern in nigral dopamine neurons: single spike firing.</a> Journal of Neuroscience. 4 (11), 2866-2876 (1984).</li><li>Mameli-Engvall, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+control+of+dopamine+neuron-firing+patterns+by+nicotinic+receptors.">Hierarchical control of dopamine neuron-firing patterns by nicotinic receptors.</a> Neuron. 50 (6), 911-921 (2006).</li><li>Wickham, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventral+tegmental+area+alpha6beta2+nicotinic+acetylcholine+receptors+modulate+phasic+dopamine+release+in+the+nucleus+accumbens+core.">Ventral tegmental area alpha6beta2 nicotinic acetylcholine receptors modulate phasic dopamine release in the nucleus accumbens core.</a> Psychopharmacology. 229 (1), 73-82 (2013).</li><li>Solecki, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+role+of+ventral+tegmental+area+acetylcholine+and+N-methyl-D-aspartate+receptors+in+cocaine-seeking.">Differential role of ventral tegmental area acetylcholine and N-methyl-D-aspartate receptors in cocaine-seeking.</a> Neuropharmacology. 75, 9-18 (2013).</li><li>John, C. E., Jones, S. R., Michael, A. C., Borland, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+Scan+Cyclic+Voltammetry+of+Dopamine+and+Serotonin+in+Mouse+Brain+Slices.">Fast Scan Cyclic Voltammetry of Dopamine and Serotonin in Mouse Brain Slices.</a> Electrochemical Methods for Neuroscience. , (2007).</li><li>Rice, M. E., Cragg, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotine+amplifies+reward-related+dopamine+signals+in+striatum.">Nicotine amplifies reward-related dopamine signals in striatum.</a> Nature Neuroscience. 7 (6), 583-584 (2004).</li><li>Espana, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypocretin+1/orexin+A+in+the+ventral+tegmental+area+enhances+dopamine+responses+to+cocaine+and+promotes+cocaine+self-administration.">Hypocretin 1/orexin A in the ventral tegmental area enhances dopamine responses to cocaine and promotes cocaine self-administration.</a> Psychopharmacology. 214 (2), 415-426 (2011).</li><li>Addy, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+L-type+calcium+channel+blocker,+isradipine,+attenuates+cue-induced+cocaine-seeking+by+enhancing+dopaminergic+activity+in+the+ventral+tegmental+area+to+nucleus+accumbens+pathway.">The L-type calcium channel blocker, isradipine, attenuates cue-induced cocaine-seeking by enhancing dopaminergic activity in the ventral tegmental area to nucleus accumbens pathway.</a> Neuropsychopharmacology. 43 (12), 2361-2372 (2018).</li><li>Hermans, A., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conical+tungsten+tips+as+substrates+for+the+preparation+of+ultramicroelectrodes.">Conical tungsten tips as substrates for the preparation of ultramicroelectrodes.</a> Langmuir. 22 (25), 10348-10353 (2006).</li><li>Borland, L. M., Michael, A. C., Borland, L. M., Michael, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Introduction+to+Electrochemical+Methods+in+Neuroscience.">An Introduction to Electrochemical Methods in Neuroscience.</a> Electrochemical Methods for Neuroscience. , (2007).</li><li>Mundroff, M. L., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amperometry+and+cyclic+voltammetry+with+carbon+fiber+microelectrodes+at+single+cells.">Amperometry and cyclic voltammetry with carbon fiber microelectrodes at single cells.</a> Current Protocols in Neuroscience. 6 (6), 14 (2002).</li><li>Rodeberg, N. T., 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=Hitchhiker's+Guide+to+Voltammetry:+Acute+and+Chronic+Electrodes+for+in+vivo+Fast-Scan+Cyclic+Voltammetry.">Hitchhiker's Guide to Voltammetry: Acute and Chronic Electrodes for in vivo Fast-Scan Cyclic Voltammetry.</a> ACS Chemical Neuroscience. 8 (2), 221-234 (2017).</li><li>Sabeti, J., Gerhardt, G. A., Zahniser, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chloral+hydrate+and+ethanol,+but+not+urethane,+alter+the+clearance+of+exogenous+dopamine+recorded+by+chronoamperometry+in+striatum+of+unrestrained+rats.">Chloral hydrate and ethanol, but not urethane, alter the clearance of exogenous dopamine recorded by chronoamperometry in striatum of unrestrained rats.</a> Neuroscience Letters. 343 (1), 9-12 (2003).</li><li>Masuzawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pentobarbital+inhibits+ketamine-induced+dopamine+release+in+the+rat+nucleus+accumbens:+a+microdialysis+study.">Pentobarbital inhibits ketamine-induced dopamine release in the rat nucleus accumbens: a microdialysis study.</a> Anesthesia &amp; Analgesia. 96 (1), 148-152 (2003).</li><li>Montague, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+gain+control+of+dopamine+delivery+in+freely+moving+animals.">Dynamic gain control of dopamine delivery in freely moving animals.</a> Journal of Neuroscience. 24 (7), 1754-1759 (2004).</li><li>Keithley, R. 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=Higher+sensitivity+dopamine+measurements+with+faster-scan+cyclic+voltammetry.">Higher sensitivity dopamine measurements with faster-scan cyclic voltammetry.</a> Analytical Chemistry. 83 (9), 3563-3571 (2011).</li><li>Jackson, B. P., Dietz, S. M., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast-scan+cyclic+voltammetry+of+5-hydroxytryptamine.">Fast-scan cyclic voltammetry of 5-hydroxytryptamine.</a> Analytical Chemistry. 67 (6), 1115-1120 (1995).</li><li>Park, J., Takmakov, P., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+comparison+of+norepinephrine+and+dopamine+release+in+rat+brain+by+simultaneous+measurements+with+fast-scan+cyclic+voltammetry.">In vivo comparison of norepinephrine and dopamine release in rat brain by simultaneous measurements with fast-scan cyclic voltammetry.</a> Journal of Neurochemistry. 119 (5), 932-944 (2011).</li><li>Wenzel, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phasic+Dopamine+Signals+in+the+Nucleus+Accumbens+that+Cause+Active+Avoidance+Require+Endocannabinoid+Mobilization+in+the+Midbrain.">Phasic Dopamine Signals in the Nucleus Accumbens that Cause Active Avoidance Require Endocannabinoid Mobilization in the Midbrain.</a> Current Biology. 28 (9), 1392-1404 (2018).</li><li>Spanos, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NMDA+Receptor-Dependent+Cholinergic+Modulation+of+Mesolimbic+Dopamine+Cell+Bodies:+Neurochemical+and+Behavioral+Studies.">NMDA Receptor-Dependent Cholinergic Modulation of Mesolimbic Dopamine Cell Bodies: Neurochemical and Behavioral Studies.</a> ACS Chemical Neuroscience. 10 (3), 1497-1505 (2019).</li><li>Cheer, J. 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=Cannabinoids+enhance+subsecond+dopamine+release+in+the+nucleus+accumbens+of+awake+rats.">Cannabinoids enhance subsecond dopamine release in the nucleus accumbens of awake rats.</a> Journal of Neuroscience. 24 (18), 4393-4400 (2004).</li><li>Melchior, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optogenetic+versus+electrical+stimulation+of+dopamine+terminals+in+the+nucleus+accumbens+reveals+local+modulation+of+presynaptic+release.">Optogenetic versus electrical stimulation of dopamine terminals in the nucleus accumbens reveals local modulation of presynaptic release.</a> Journal of Neurochemistry. 134 (5), 833-844 (2015).</li><li>Sun, 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=A+Genetically+Encoded+Fluorescent+Sensor+Enables+Rapid+and+Specific+Detection+of+Dopamine+in+Flies,+Fish,+and+Mice.">A Genetically Encoded Fluorescent Sensor Enables Rapid and Specific Detection of Dopamine in Flies, Fish, and Mice.</a> Cell. 174 (2), 481-496 (2018).</li><li>Robinson, D. L., 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=Monitoring+rapid+chemical+communication+in+the+brain.">Monitoring rapid chemical communication in the brain.</a> Chemical Reviews. 108 (7), 2554-2584 (2008).</li><li>Park, J., 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=Heterogeneous+extracellular+dopamine+regulation+in+the+subregions+of+the+olfactory+tubercle.">Heterogeneous extracellular dopamine regulation in the subregions of the olfactory tubercle.</a> Journal of Neurochemistry. 142 (3), 365-377 (2017).</li><li>Ganesana, M., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+changes+in+transient+adenosine+during+cerebral+ischemia+and+reperfusion+injury.">Early changes in transient adenosine during cerebral ischemia and reperfusion injury.</a> PLoS One. 13 (5), e0196932 (2018).</li></ol>

CIS-FSCV يوفر فرصة فريدة للتحقيق في آليات مستقبلات VTA الكامنة وراء الافراج عن DA phasic. هناك خطوتان حاسمتان من أجل ضمان التسجيل الصحيح. أولا، يجب تحقيق تسجيل خط أساس مستقر، مع القليل من الانجراف في إشارة DA المثارة. ومن الطرق الهامة لزيادة احتمال إنشاء تسجيل مستقر هو التأكد من أن القطب كان لديه متس?...

الدوبامين التدريجي (DA) الإفراج من منطقة tegmental البطني (VTA) إلى نواة accumbens (NAc) يلعب دورا حيويا في السلوكيات المتعلقة بالمكافأة. VTA DA الخلايا العصبية التحول من إطلاق النار منشط مثل (3-8 هرتز) لاطلاق النار انفجار مثل (>14 هرتز)1، والتي تنتج الافراج عن DA phasic في NAc. وVTA يعبر عن مجموعة متنوعة من مستقبلات somatodendritic التي هي في وضع جيد للسيطرة على التحول من منشط لانفجار اطلاق النار2,3,4,5. تحديد أي من هذه المستقبلات، ومدخلات كل منها، والسيطرة على الافراج عن DA phasic تعميق فهمنا لكيفية تنظيم الدوائر ذات الصلة مكافأة. الغرض من المنهجية الموصوفة هنا ، والجمع بين التسريب والتحفيز مع قياس فولتامتري دوري سريع المسح الضوئي (CIS-FSCV) ، هو تقييم سريع وقوي لوظائف مستقبلات VTA في قيادة إطلاق DA التدريجي.
مصطلح ضخ المشتركة والتحفيز (رابطة الدول المستقلة) يشير إلى التلاعب الدوائي المستقبلات على مجموعة من الخلايا العصبية (هنا VTA) وتحفيز تلك الخلايا العصبية لدراسة وظيفة المستقبلات. في الفئران المخدرة، ونحن تحفيز كهربائيا VTA لاستحضار إشارة DA تدريجي كبير (1-2 ميكرومتر) في النواة NAc، كما تقاس بسرعة المسح الضوئي قياس فولتامتري دوري (FSCV). يمكن استخدام ضخ الأدوية الدوائية (أي ناهضات المستقبلات / الخصوم) في موقع التحفيز لقياس وظيفة مستقبلات VTA من خلال مراقبة التغيير اللاحق في إطلاق DA المرحلي. FSCV هو نهج الكهروكيميائية التي تتمتع كل من المكانية العالية (50-100 ميكرومتر) والزمنية (10 هرتز) القرار، ومناسبة تماما لقياس مكافأة ذات الصلة، والأحداث DA phasic6،7. هذا القرار هو أدق من غيرها في القياسات الكيميائية العصبية في الجسم الحي، مثل غسيل الكلى الدقيق. وهكذا, معا, CIS-FSCV هو مناسبة تماما لتقييم VTA مستقبلات تنظيم إطلاق الدوبامين phasic.
طريقة واحدة شائعة للتحقيق في وظيفة مستقبلات VTA باستخدام مزيج من النهج الكهربية التي تعالج كيف تغير تلك المستقبلات معدل إطلاق الخلايا العصبية1،8. هذه الدراسات هي قيمة للغاية في فهم ما هي المستقبلات التي تشارك في قيادة DA اطلاق النار عند التنشيط. ومع ذلك، يمكن أن تشير هذه الدراسات فقط إلى ما يمكن أن يحدث في المصب في محطة المحور (أي إطلاق ناقل عصبي). CIS-FSCV يبني على هذه الدراسات الكهربية من خلال الإجابة على كيفية إخراج VTA انفجار إطلاق النار، والإفراج عن DA phasic، وينظم من قبل المستقبلات الموجودة على dendrites VTA وأجسام الخلايا. وهكذا، فإن CIS-FSCV مناسبة تماما للبناء على دراسات الفيزيولوجيا الكهربية هذه. على سبيل المثال، يمكن تنشيط مستقبلات النيكوتينية تحفز انفجار إطلاق النار في VTA9، و CIS-FSCV في الفئران تخدير استخدمت لإظهار أن مستقبلات أستيل النيكوتين (nAChR) التنشيط في VTA تسيطر أيضا على الافراج عن DA phasic في NAc10،11.
كما يدرس الفحص الميكانيكي لتنظيم DA التدريجي عادة باستخدام مستحضرات الشرائح جنبا إلى جنب مع تطبيق حمام من الأدوية. هذه الدراسات غالبا ما تركز على تنظيم presynaptic للافراج عن DA phasic من محطات الدوبامين, كما غالبا ما تتم إزالة أجسام الخلايا منشريحة 12. هذه الاستعدادات هي قيمة لدراسة آثار مستقبلات presynaptic على محطات الدوبامين, في حين CIS-FSCV هو أكثر ملاءمة لدراسة آثار مستقبلات سوماتوديندريتيك على الخلايا العصبية الدوبامين, فضلا عن المدخلات presynaptic إلى VTA. هذا التمييز مهم, لأن تنشيط مستقبلات سوماتوديندريتيك في VTA قد يكون لها تأثير مختلف عن تنشيط مستقبلات NAc presynaptic. في الواقع, منع الدوبامين nAChRs presynaptic في NAc يمكن رفع إطلاق الدوبامين phasic خلال انفجار اطلاقالنار 13, في حين أن العكس هو الصحيح في VTA somatodendritc nAChRs10,11.
CIS-FSCV هو نهج مثالي لدراسة قدرة مستقبلات VTA على تنظيم إطلاق DA التدريجي. الأهم من ذلك، يمكن تنفيذ هذا النهج في الفئران سليمة، إما تخدير أو تتحرك بحرية. هذا النهج هو مناسبة للدراسات الحادة, لدراسة وظيفة مستقبلات في حالته خط الأساس10,14 فضلا عن الدراسات طويلة الأجل التي يمكن تقييم التغيرات الوظيفية في مستقبلات بعد التعرض للدواء أو التلاعب السلوكي11,15.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Electrode Filling Solution/Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>MF286-5 (28 gauge)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Acetate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>236497-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P3911-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon fiber</td>
			<td>Thornel</td>
			<td>T650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode puller</td>
			<td>Narishige International</td>
			<td>PE-22</td>
			<td>Note: horizontal pullers can be used as well</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass capillary</td>
			<td>A-M systems</td>
			<td>626000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulated wires for electrodes</td>
			<td>Weico Wire and Cable Incorporated</td>
			<td>UL 1423</td>
			<td>Length; 10 cm; diameter,0.4mm; must get custom made; insulated material should cover 5 cm of the wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light Microscope (for viewing and cutting electrode)</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>M3700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pin</td>
			<td>Phoenix Enterprises</td>
			<td>HWS1646</td>
			<td>To be soldered onto the insuled electrode wire and reference electrode; connects to headstage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Putty</td>
			<td>Alcolin</td>
			<td><a target="_blank" href="https://www.dickblick.com/items/23922-1003/">23922-1003</a></td>
			<td>Used to place electrode on while cutting the carbon fiber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpal Blade</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500239</td>
			<td>For cutting carbon fiber to the apprpriate length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Wire</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>327026-4G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FSCV Hardware/Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday Cage</td>
			<td>U-Line</td>
			<td>H-3618 (36&#34; x 24&#34; x 42&#34;)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiostat</td>
			<td>Univ. of N. Carolina, Electronics Facility</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulating electrode</td>
			<td>PlasticsOne</td>
			<td>MS303/2-A/SPC</td>
			<td>when ordering, request a 22 mm cut below pedestal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TarHeel HDCV Software</td>
			<td>University of North Carolina-Chapel Hill</td>
			<td>-</td>
			<td><a href="https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/" target="_blank">https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/</a> for ordering information</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UEI breakout box</td>
			<td>Univ. of N. Carolina, Electronics Facility</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/" target="_blank">https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/</a> for ordering information</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UEI power supply</td>
			<td>Univ. of N. Carolina, Electronics Facility</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/" target="_blank">https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/</a> for ordering information</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulator Hardware</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurolog stimulus isolator</td>
			<td>Digitimer Ltd.</td>
			<td>DS4</td>
			<td>Neurolog 800A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion/Stimulation Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion Pump</td>
			<td>New Era Syringe Pump</td>
			<td>NE-300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Internal Cannula</td>
			<td>PlasticsOne</td>
			<td>C315I/SPC INTERNAL 33GA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microliter Syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing</td>
			<td>PlasticsOne</td>
			<td>C313CT/ PKG TUBING 023 X 050 PE50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula Holder</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>1776 P-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Tip Applicators</td>
			<td>Vitality Medical</td>
			<td>806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode Holder</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>1770</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>RT-0501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone Iodine</td>
			<td>Vitality Medical</td>
			<td>29906-004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screws</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>Bone Anchor Screws/Pkg.of 100</td>
			<td>1.59 mm O.D., 3.2 mm long</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire reference with AgCl</td>
			<td>InVivo Metric</td>
			<td>E255A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Square Gauze</td>
			<td>Vitality Medical</td>
			<td>441408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotax</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>Model 902 (Dual Arm Bar)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histological Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formulin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>1004960700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>BK Precision</td>
			<td>9110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>80497</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten microelectrode</td>
			<td>MicroProbes</td>
			<td>WE30030.5A3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drugs for infusions</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>((2R)-amino-5-phosphonovaleric acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A5282</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-methyl-D-aspartate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M3262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mecamylamine hydrochloride (M9020-5mg)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M9020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scopolamine hydrobromide (S0929-1g)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S0929</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combined infusion and stimulation with fast-scan cyclic voltammetry (cis-fscv) to assess ventral tegmental area receptor regulation of phasic dopamine

الدوبامين التدريجي (DA) الافراج عن منطقة البطنية (VTA) إلى نواة accumbens يلعب دورا محوريا في معالجة المكافأة وتعزيز التعلم. فهم كيف يمكن للمدخلات العصبية المتنوعة في VTA التحكم phasic الافراج عن DA توفير صورة أفضل للدوائر التي تتحكم في معالجة مكافأة وتعزيز التعلم. هنا، ونحن نصف الطريقة التي تجمع بين ضخ القنية داخل VTA من ناهضات الدوائية والخصوم مع التحفيز أثار الافراج عن DA التدريجي (ضخ المشتركة والتحفيز، أو CIS) كما تقاس في الجسم الحي سريع المسح الضوئي قياس فولتامتري دوري (FSCV). باستخدام CIS-FSCV في الفئران المخدرة ، يمكن استحضار استجابة DA التدريجية عن طريق تحفيز VTA كهربائيا مع قطب ثنائي القطب مزود بعلب أثناء التسجيل في نواة accumbens الأساسية. يمكن غرس ناهضات أو مضادات دوائية مباشرة في موقع التحفيز للتحقيق في أدوار مستقبلات VTA محددة في قيادة إطلاق DA التدريجي. فائدة رئيسية من CIS-FSCV هو أن وظيفة مستقبلات VTA يمكن دراستها في الجسم الحي، بناء على الدراسات المختبرية.

تم استخدام CIS-FSCV لدراسة وظيفة مستقبلات الأسبارتات N-methyl-D-D VTA (NMDAR) ومستقبلات أستيل النيكوتينيك (nAChRs) ومستقبلات أستيل الموسكارينية (mAChRs) في قيادة إطلاق DA التدريجي في نواة NAc. ويبين الشكل 2 البيانات التمثيلية للتحكم السلبي، ضخ 0.9٪ المالحة، قبل (خط الأساس) و 9 دقا?...

Watch this Scientific Journal Video about Combined Infusion and Stimulation with Fast-Scan Cyclic Voltammetry CIS-FSCV to Assess Ventral Tegmental Area Receptor Regulation of Phasic Dopamine at JoVE.c

Combined Infusion and Stimulation with Fast-Scan Cyclic Voltammetry CIS-FSCV to Assess Ventral Tegmental Area Receptor Regulation of Phasic Dopamine

الهدف من هذا البروتوكول هو التعامل مباشرة مستقبلات منطقة tegmental البطني لدراسة مساهمتها في إطلاق الدوبامين تحت الثانوي.

ضخ جنبا إلى جنب والتحفيز مع المسح السريع قياس فولتامتري الحلقي (CIS-FSCV) لتقييم تنظيم مستقبلات منطقة تيغمنتال البطنية من الدوبامين التدريجي

Phasic dopamine (DA) release from the ventral tegmental area (VTA) to the nucleus accumbens plays a pivotal role in reward processing and reinforcement ...

This approach can help elucidate the role of specific ventral tegmental area, somatodendritic receptors and phasic dopamine release in the nucleus accumbens. The main advantage of this approach is that questions about receptor function control over phasic dopamine release can be addressed in the intact brain. Optimizing the carbon fiber microelectrode and bipolar stimulator location can be challenging, and some advice for beginners is starting recording in the dorsal striatum.Due to the use and manipulation of multiple types of electrodes, including recording, reference, and stimulating electrodes, a visual guide of when and where these electrodes are implanted will be useful. After confirming a lack of response to pedal reflex, clean the scalp of an anesthetized rat with three sequential iodopovidone and 70%ethanol scrubs. After the last scrub, use sterilized needle nose tweezers and surgical scissors to cut away enough scalp tissue to make room for the implanted electrodes.Gently clean the exposed skull surface with sterilized cotton tip applicators before applying two to three drops of 3%hydrogen peroxide to help identify lambda and bregma. Next, use a one millimeter drill bit set to approximately 20, 000 revolutions per minute to make a 1.5 millimeter diameter hole, 2.5 millimeters anterior and 3.5 millimeters lateral to the bregma. Implant a 1.59 millimeter outer diameter, 3.2 millimeter long screw about halfway into the hole until the screw is firmly in place.Next, drill a one millimeter diameter reference electrode hole in the left hemisphere, 1.5 millimeters anterior, and 3.5 millimeters lateral to the bregma. Insert approximately two millimeters of reference wire into the hole while wrapping the wire around and under the head of the implanted screw. Then fully implant the screw, pinning the reference electrode in place.In the right hemisphere, drill a 1.5 millimeter diameter hole, 1.2 millimeters anterior, and 1.4 millimeters lateral to the bregma, and use tweezers to carefully remove the dura. For the stimulating electrode, drill a square hole two millimeters anterior-posterior and five millimeters medial-lateral centered at 5.2 millimeters posterior and one millimeter lateral to the bregma. Using stereotactic arm bars, lower the bipolar stimulating electrode guide cannula five millimeters below the dura.Using the stereotactic arm bars, lower the carbon fiber microelectrode four millimeters below the dura at the most dorsal portion of the striatum and connect the reference wire and carbon fiber to a potentiostat. Then apply a minus 0.4 to 1.4 volt, 400 volt per second triangular waveform for 15 minutes at 60 Hertz, followed by a 10-minute stimulus at 10 Hertz. To optimize the stimulating electrode location, set the stimulator to produce a bipolar electrical waveform with a 60 Hertz frequency, 24 pulses, 300 microamp current, and two millisecond per phase pulse width.Gently lower the stimulator in 0.2 millimeter increments from 5 to 7.8 millimeters below the dura, stimulating the VTA at each increment. Continue to lower the bipolar-stimulating electrode guide cannula until a stimulation produces phasic dopamine release at the carbon fiber microelectrode within the dorsal striatum. Once a dopamine release has been observed, lower the carbon fiber microelectrode until it is at least six millimeters below the dura into the most dorsal part of the nucleus accumbens core.When the electrode is in position, stimulate the VTA and record the peak amplitude of the dopamine peak, then lower or raise the carbon fiber microelectrode to the site that produces the greatest dopamine release, making sure that the peak of the dopamine response is represented as a clear oxidation peak at 0.6 volts and a reduction peak at minus 0.2 volts. Once the carbon fiber and stimulating electrode guide cannula location has been optimized, stimulate the animal every three minutes for 20 to 30 minutes. After achieving a stable baseline, gently lower the internal cannula by hand into the guide cannula pre-fitted into the bipolar stimulator and obtain an additional two to three baseline recordings to confirm that the cannula insertion did not cause a change in the evoked signal.Once a baseline response has been established, use a syringe pump and a microsyringe to infuse 0.5 microliters of the drug solution of interest into the VTA over a two-minute period. After the infusion, leave the internal cannula in place for at least one minute prior to removal, continuing to record the response every three minutes to measure the post-infusion effects. As demonstrated in these representative color plots, saline infusion does not alter the stimulated phasic dopamine release.The infusion of NMDA produces a robust increase in stimulated phasic dopamine release, while the NMDA receptor competitive antagonist, AP5, produces a robust decrease. Both the non-competitive nicotinic acetylcholine receptor antagonist mecamylamine and the non-selective competitive muscarinic acetylcholine receptor antagonist scopolamine produce a robust decrease in the stimulated phasic dopamine release. In this graph, a summary of the effects of the tested drugs over time can be observed.The infusion cannula must be carefully inserted into the bipolar stimulating electrode. Otherwise, excessive damage can occur, leading to artifactual changes in phasic dopamine release. This approach has allowed investigators to more finely address the specific receptor mechanisms by which phasic dopamine release is regulated in vivo.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combined Infusion and Stimulation with Fast-Scan Cyclic Voltammetry (CIS-FSCV) to Assess Ventral Tegmental Area Receptor Regulation of Phasic Dopamine

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

الجمع بين التنشيط المغناطيسي عبر الجمجمة والرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة وضع الشبكة الافتراضية

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS : استخدام بروتوكول ثيتا المتفجر لاستكشاف Mechasnism من المرونة في الأشخاص الذين يعانون من متلازمة X الهشة والتوحد

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Presynaptic Dopamine Dynamics in Striatal Brain Slices with Fast-scan Cyclic Voltammetry

حيوية قبل المشبكي الدوبامين في الدماغ العقدة المخططة مع شرائح Voltammetry دائرى سريع التفحص

Extensive research has focused on the neurotransmitter dopamine because of its importance in the mechanism of action of drugs of abuse (e.g. cocaine and ...

Voltage Biasing, Cyclic Voltammetry, &amp; Electrical Impedance Spectroscopy for Neural Interfaces

Voltage Biasing, Cyclic Voltammetry, & Electrical Impedance Spectroscopy for Neural Interfaces

يتحامل التيار الكهربائي، Voltammetry دوري، والتحليل الطيفي المعاوقة الكهربائية للواجهات العصبية

Electrical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV) measure properties of the electrode-tissue interface without additional invasive ...

Single Cell Measurement of Dopamine Release with Simultaneous Voltage-clamp and Amperometry

واحدة من خلية قياس إفراز الدوبامين في وقت واحد مع المشبك الجهد وAmperometry

After its release into the synaptic cleft, dopamine exerts its biological properties via its pre- and post-synaptic targets1. The dopamine signal is ...

Comprehensive Profiling of Dopamine Regulation in Substantia Nigra and Ventral Tegmental Area

شامل التنميط من لائحة الدوبامين في المادة السوداء والمنطقة الجوفية السقيفية

Dopamine is a vigorously studied neurotransmitter in the CNS. Indeed, its involvement in locomotor activity and reward-related behaviour has fostered five ...

Laser Capture Microdissection - A Demonstration of the Isolation of Individual Dopamine Neurons and the Entire Ventral Tegmental Area

الليزر التقاط تسليخ مجهري - تظاهرة لعزل الخلايا العصبية الدوبامين الفردية ومنطقة بطني السقيفية بكل

Laser capture microdissection (LCM) is used to isolate a concentrated population of individual cells or precise anatomical regions of tissue from tissue ...

The Preparation of Oblique Spinal Cord Slices for Ventral Root Stimulation

لإعداد المائل الحبل الشوكي شرائح لبطني الجذر تحفيز

Electrophysiological recordings from spinal cord slices have proven to be a valuable technique to investigate a wide range of questions, from cellular to ...

Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

باستخدام أجهزة الاستشعار مقرها انزيم لقياس تونيك وطوري الغلوتامات في نماذج الماوس الزهايمر

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

Modeling Fast-scan Cyclic Voltammetry Data from Electrically Stimulated Dopamine Neurotransmission Data Using QNsim1.0

النمذجة سريع مسح بيانات فولتامتري دوري من تحفيز الدوبامين كهربائيا نقل البيانات باستخدام QNsim1.0

Central dopaminergic (DAergic) pathways have an important role in a wide range of functions, such as attention, motivation, and movement. Dopamine (DA) is ...