Name: in vitro wedge slice preparation for mimicking in vivo neuronal circuit connectivity
Uploaded: 2020-08-18T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Wedge Slice Preparation for Mimicking In Vivo Neuronal Circuit Connectivity at JoVE.com

Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Pesquisa Intramuros do NIH, NIDCD, Z01 DC0000091 (CJCW).

Todos os procedimentos experimentais foram aprovados pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e AVC/Instituto Nacional de Surdez e Outros Transtornos de Comunicação Do Comitê de Cuidado e Uso de Animais.
1. Preparações experimentais
NOTA: Detalhes sobre a preparação de fatias, incluindo solução de corte, temperatura de corte, temperatura de incubação de fatias e aparelhos (etc.) são específicos para a preparação do tronco cerebral realizada ...

O procedimento de corte descrito aqui chamado de fatia de cunha é poderoso para manter circuitos neuronais pré-sinápticos intactos, mas com a acessibilidade da experimentação de fatias cerebrais para análise da função neuronal. Deve-se tomar muito cuidado em várias etapas iniciais, a fim de maximizar a utilidade da preparação para a análise do circuito. As dimensões da cunha devem ser confirmadas por meio do exame histológico, que é essencial para a confirmação de que tanto os núcleos pré-sinápticos q...

A observação da atividade dos circuitos neurais é idealmente realizada com entradas sensoriais nativas e feedback, e conectividade intacta entre regiões cerebrais, in vivo. No entanto, a realização de experimentos que dão resolução unicelular da função do circuito neural ainda é limitada por desafios técnicos no cérebro intacto. Enquanto métodos de eletrofisiologia extracelular in vivo ou imagens multifotográficas podem ser usados para investigar a atividade em sistemas nervosos intactos, interpretar como diferentes insumos se integram ou medem entradas sinápticas subestresis permanecem difíceis. Gravações in vivo de células inteiras superam essas limitações, mas são desafiadoras de realizar, mesmo em regiões cerebrais que são facilmente acessadas. Os desafios técnicos dos experimentos de resolução unicelular são ainda mais amplificados em certas populações de neurônios que estão localizadas nas profundezas do cérebro, ou em populações espacialmente difusas que requerem ferramentas genéticas para localizar células in vivo (por exemplo, expressão genética de channelrhodopsin emparelhada com gravação optrode) ou identificação histoquímica pós-hoc após a gravação do local (por exemplo, com marcadores específicos de neurotransmissão). Estando localizados difusamente perto da superfície ventral do tronco cerebral, os neurônios olivococleares medial (MOC) sofrem das limitações acima1, tornando-os extremamente difíceis de acessar para experimentação in vivo.
As fatias cerebrais (~100-500 μm de espessura) têm sido usadas há muito tempo para estudar circuitos cerebrais, incluindo circuitos de tronco cerebral auditivo, devido à segregação física de neurônios conectados que estão contidos dentro da mesma fatia2,3,4,5,6,7,8,9. Experimentos com fatias muito mais grossas (>1 mm) têm sido empregados em outros laboratórios para entender como os insumos bilaterais se integram em áreas do complexo olivary superior (SOC), incluindo a azeitona superior medial10,11. Estas fatias foram preparadas de tal forma que os axônios do nervo auditivo (AN) permaneceram intactos dentro da fatia e foram eletricamente estimulados a iniciar a liberação de neurotransmissores sinápticos no CN, imitando a atividade dos neurônios auditivos de primeira ordem como eles responderiam ao som. Uma grande desvantagem dessas fatias grossas é a visibilidade dos neurônios para gravações eletrofisiológicas de grampo de remendo ("patching"). A remenda torna-se cada vez mais difícil à medida que os numerosos axônios nesta área tornam-se mieliados com12,13,14,15anos, tornando o tecido opticamente denso e obscurecendo neurônios mesmo em uma típica fatia cerebral fina. Nosso objetivo é criar preparações in vitro que se assemelham mais à conectividade do circuito de gravações in vivo, mas com as habilidades de gravação de alta produtividade e alta resolução da eletrofisiologia de grampos visualmente guiados em fatias cerebrais.
Nosso laboratório investiga a fisiologia dos neurônios do sistema auditivo e diferente, incluindo neurônios MOC. Estes neurônios colinérgicos fornecem feedback eferente à cóclea, modulando a atividade das células ciliares externas (OHCs)16,17,18,19,20. Estudos anteriores mostraram que essa modulação desempenha um papel no controle de ganhos na cóclea21,22,23,24,25,26 e proteção contra trauma acústico27,28,29,30,31,32,33. Em camundongos, os neurônios MOC estão divididos no núcleo ventral do corpo trapezoide (VNTB) no tronco cerebral auditivo1. Nosso grupo utilizou a linha de mouse ChAT-IRES-Cre cruzada com a linha de rato repórter tdTomato para atingir neurônios MOC em fatias de tronco cerebral sob iluminação epifluorescente. Mostramos que os neurônios MOC recebem uma entrada inibitória diferente do núcleo medial ipsilateral do corpo trapezoide (MNTB), que é animado, por sua vez, por axônios de células espessas globulares (GBC) no núcleo coclear contralateral (CN)34,35,36,37,38. Além disso, os neurônios MOC provavelmente recebem sua entrada excitatória de células T-estelares no CN39,40,41. Juntos, esses estudos mostram que os neurônios MOC recebem insumos excitatórios e inibitórios derivados do mesmo ouvido (contralateral). No entanto, os neurônios pré-sinápticos, e seus axônios convergindo em neurônios MOC, não são suficientemente próximos um do outro para estarem totalmente intactos em uma típica preparação de fatias coronais. Para investigar como a integração de entradas sinápticas aos neurônios MOC afeta seus padrões potenciais de ação, com foco na inibição recém-descrita, desenvolvemos uma preparação na qual poderíamos estimular os diversos afferents aos neurônios MOC de um ouvido da maneira mais fisiologicamente realista possível, mas com os benefícios técnicos de experimentos in vitro de fatias cerebrais.
A fatia de cunha é uma preparação de fatia grossa modificada projetada para a investigação da integração do circuito em neurônios MOC (esquematizado na Figura 1A). No lado grosso da fatia, a cunha contém os axônios decepados do nervo auditivo (denominado "raiz nervosa auditiva" daqui em diante) à medida que entram no tronco cerebral da periferia e da sinapse no CN. A raiz nervosa auditiva pode ser estimulada eletricamente para evocar a liberação de neurotransmissores e a ativação sináptica das células do CN42,43,44,45,46. Este formato de estimulação tem vários benefícios para a análise do circuito. Primeiro, em vez de estimular diretamente os axônios T-stellate e GBC que fornecem uma entrada diferente aos neurônios MOC, estimulamos o AN para permitir a ativação de circuitos intrínsecos abundantes no CN. Esses circuitos modulam a saída de neurônios CN para seus alvos em todo o cérebro, incluindo neurônios MOC46,47,48,49,50,51. Em segundo lugar, a ativação polissináptica de circuitos diferentes do AN através do a montante CN dos neurônios MOC permite que um tempo de ativação mais natural e para a plasticidade ocorra nessas sinapses como ocorreriam in vivo durante a estimulação auditiva. Terceiro, podemos variar nossos padrões de estimulação para imitar uma atividade. Finalmente, tanto as projeções monaural excitatórias quanto inibitórias para os neurônios MOC estão intactas na fatia da cunha, e sua integração pode ser medida em um neurônio MOC com a precisão da eletrofisiologia de grampo de remendo. Como um todo, este esquema de ativação fornece um circuito mais intacto para os neurônios MOC em comparação com uma preparação típica de fatia cerebral. Esta fatia de cunha do tronco cerebral também pode ser usada para investigar outras áreas auditivas que recebem insumos inibitórios do MNTB ipsilateral, incluindo a azeitona superior lateral, o núcleo olivary superior e a azeitona superior medial10,11,52,53,54,55,56. Além de nossa preparação específica, este método de corte pode ser usado ou modificado para avaliar outros sistemas com os benefícios de manter a conectividade de entradas de longo alcance e melhorar a visualização de neurônios para uma variedade de técnicas de eletrofisiologia de resolução unicelular ou de imagem.
Este protocolo requer o uso de um estágio ou plataforma vibratome que pode ser inclinado aproximadamente 15°. Aqui usamos um estágio magnético de 2 peças comercialmente disponível onde o "palco" é um disco de metal com um fundo curvo colocado em uma "base de estágio" magnética côncava. O estágio pode então ser deslocado para ajustar o ângulo da fatia. Círculos concêntricos na base do palco são usados para estimar o ângulo de forma reprodutível. O estágio e a base do palco são colocados na câmara de corte, onde a base do estágio magnético também pode ser girada.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Experimental Preparations</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar, powder</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1423500</td>
			<td>4% agar block used to stabilize brain tissue during vibratome sectioning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AlexaFluor Hydrazide 488</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A10436</td>
			<td>Fluorophore used in internal solution to confirm successful MOC neuron patch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical Balance</td>
			<td>Geneses Scientific (Intramalls)</td>
			<td>AV114</td>
			<td>Weighing chemicals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double edged razor blade</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>121-6</td>
			<td>Vibratome cutting blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kynurenic acid (5g)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>K3375-5G</td>
			<td>Slicing ACSF additive used to reduce neuron activity during dissection and slicing in order to improve tissue health for patch clamping</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH Meter</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>13-620-451</td>
			<td>Solution pH tester</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic petri dishes 100mm dia X 20mm</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>12-556-002</td>
			<td>4% Agar Prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirring Hotplate</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>11-500-150</td>
			<td>Heating for 4% Agar preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissection and Slicing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biocytin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>B4261-250MG</td>
			<td>Chemical used for axonal tracing (conjugated to Streptavidin 488)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting Microscope</td>
			<td>Amscope</td>
			<td>SM-1BN</td>
			<td>For precision dissection during brain removal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11252-20</td>
			<td>Fine forceps dissection tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Economy tweezers #3</td>
			<td>WPI</td>
			<td>501976</td>
			<td>Forceps dissection tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Petri Dish 150mm dia x 15mm H</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>08-747E</td>
			<td>Dissection dish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Interface paper (203 X 254mm PCTE Membrane 10um)</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1220823</td>
			<td>Slice incubation/biocytin application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leica VT1200S Vibratome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>1491200S001</td>
			<td>Vibratome for wedge slice sectioning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayo scissors</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-6872</td>
			<td>Dissection tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single-edged carbon steel blades</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>12-640</td>
			<td>Razor blade for dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Specimen disc, orienting</td>
			<td>Leica</td>
			<td>14048142068</td>
			<td>Specialized vibratome stage for reproducible tilting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spoonula</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>14-375-10</td>
			<td>Dissection tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super Glue</td>
			<td>Newegg</td>
			<td>15187</td>
			<td>Used for glueing tissue to vibratome stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas Spring Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>91500-09</td>
			<td>Dissection tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophysiology</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A1R Upright Confocal Microscope</td>
			<td>Nikon Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Electrophysiology and imaging microscope, can be any microscope compatible with electrophysiology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode Borosilicate glass w/ Filament OD 1.5mm, ID 1.1mm, 10 cm long</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>BF150-110-10</td>
			<td>Patch clamping pipette glass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode Filler MicroFil</td>
			<td>WPI</td>
			<td>CMF20G</td>
			<td>Patch electrode pipette filler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In-line solution heater</td>
			<td>Warner Instruments (GSAdvantage)</td>
			<td>SH-27B</td>
			<td>Slice perfusion system heater</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-Micromanipulator Systems</td>
			<td>Sutter Intruments</td>
			<td>MPC-200 with MP285</td>
			<td>Micromanipulators for patch clamp and stimulation electrode placement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P-1000 horizontal pipette puller for glass micropipettes</td>
			<td>Sutter instruments</td>
			<td>FG-P1000</td>
			<td>Patch clamp pipetter puller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Patch-clamp amplifier and Software</td>
			<td>HEKA</td>
			<td>EPC-10 / Patchmaster Next</td>
			<td>Can be any amplifier/software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recording Chamber</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>RC26G</td>
			<td>Slice &#34;bath&#34; during recording</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recording Chamber Harp</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>640253</td>
			<td>Stablizes slice during electrophysiology recording</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slice Incubation Chamber</td>
			<td>Custom Build</td>
			<td></td>
			<td>Heated, oxygenated holding chamber for slices during recovery after slicing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulus isolation unit</td>
			<td>A.M.P.I.</td>
			<td>Iso-Flex</td>
			<td>Stimulus isolation unit for electrophysiology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 60CC</td>
			<td>Fischer Scientific (Intramalls)</td>
			<td>14-820-11</td>
			<td>Electrophysiology perfusion fluid handling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>Warner Instruments (GSAdvantage)</td>
			<td>TC-324C</td>
			<td>Slice perfusion system temperature controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing 1/8 OD 1/16 ID</td>
			<td>Fischer Scientific (Intramalls)</td>
			<td>14-171-129</td>
			<td>Electrophysiology perfusion fluid handling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tugsten concentric bipolar microelectrode</td>
			<td>WPI</td>
			<td>TM33CCINS</td>
			<td>Stimulating electrode for electrophysiology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24 well Plate</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>12-556006</td>
			<td>Histology slice collection and immunostaining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Streptavidin</td>
			<td>Jackson Immuno labs</td>
			<td>016-540-084</td>
			<td>Secondary antibody for biocytin visualization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Orbital Shaker</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>CLS6780FP</td>
			<td>Shaker for immunohistochemistry agitation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cresyl Violet Acetate</td>
			<td>Sigma Aldrich (Intramalls)</td>
			<td>C5042-10G</td>
			<td>Cellular stain for histology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Microtome Blades</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-210-052</td>
			<td>Sliding microtome blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter-syringe Nalgene 4mm Cellulose Acetate 0.2um</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>09-740-34A</td>
			<td>Syringe filter for filling recording pipettes with internal solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoromount-G Slide Mounting Medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>OB100-01</td>
			<td>Immunohistochemistry fluorescence mounting medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass slide staining dish with rack</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>08-812</td>
			<td>Cresyl Violet staining chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microm HM450 Sliding Microtome</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>910020</td>
			<td>Freezing microtome for histology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Cover Glasses: Rectangles 50mm X 24mm</td>
			<td>Fisher Scientific (Intramalls)</td>
			<td>12-543D</td>
			<td>Histochemistry slide cover glass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Permount mounting medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SP15-100</td>
			<td>Cresyl violet section mounting medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost Slides</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-034980</td>
			<td>Histology slides</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro wedge slice preparation for mimicking in vivo neuronal circuit connectivity

Técnicas de eletrofisiologia de fatias in vitro medem a atividade unicelular com resolução elétrica e temporal precisa. As fatias cerebrais devem ser relativamente finas para visualizar adequadamente e acessar neurônios para fixação de patches ou imagens, e o exame in vitro dos circuitos cerebrais é limitado apenas ao que está fisicamente presente na fatia aguda. Para manter os benefícios da experimentação de fatias in vitro, preservando uma porção maior de núcleos pré-sinápticos, desenvolvemos uma nova preparação de fatias. Esta "fatia de cunha" foi projetada para gravações de eletrofisiologia de grampos para caracterizar as diversas entradas monaurais, orientadas ao som para neurônios olivococlear medial (MOC) no tronco cerebral. Esses neurônios recebem suas entradas excitatórias e inibitórias primárias de neurônios ativados por estímulos no ouvido contralateral e núcleo coclear correspondente (CN). Uma fatia cerebral assimétrica foi projetada que é mais espessa no domínio rostro-caudal na borda lateral de um hemisfério e, em seguida, se inclina em direção à borda lateral do hemisfério oposto. Esta fatia contém, no lado grosso, a raiz nervosa auditiva transmitindo informações sobre estímulos auditivos para o cérebro, os circuitos intrínsecos de CN, e tanto o inibidor excitatório e trissináptico aferentes caminhos que convergem em neurônios MOC contralaterais. A gravação é realizada a partir de neurônios MOC no lado fino da fatia, onde são visualizados usando óptica DIC para experimentos típicos de grampo de remendo. A estimulação direta do nervo auditivo é realizada à medida que entra no tronco cerebral auditivo, permitindo que a atividade intrínseca do circuito CN e a plasticidade sináptica ocorram em sinapses a montante dos neurônios MOC. Com essa técnica, pode-se imitar a ativação do circuito in vivo o mais próximo possível dentro da fatia. Esta preparação de fatia de cunha é aplicável a outros circuitos cerebrais onde as análises de circuitos se beneficiariam da preservação da conectividade upstream e de entradas de longo alcance, em combinação com as vantagens técnicas da fisiologia de fatias in vitro.

Exame histológico da fatia de cunha Para nossa investigação da função auditiva do neurônio brainstem, a preparação da fatia de cunha foi projetada para conter a raiz nervosa auditiva e o contralateral CN aos neurônios MOC destinados às gravações (exemplo de fatia mostrada na Figura 1B). O exame histológico inicial da preparação é importante para confirmar que a fatia contém os núcleos necessários para a ativação do circuito e que as projeções axonai...

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In Vitro Wedge Slice Preparation for Mimicking In Vivo Neuronal Circuit Connectivity

A integração de diversas entradas sinápticas aos neurônios é melhor medida em uma preparação que preserva todos os núcleos pré-sinápticos para o tempo natural e a plasticidade do circuito, mas as fatias cerebrais normalmente cortam muitas conexões. Desenvolvemos uma fatia cerebral modificada para imitar a atividade do circuito in vivo, mantendo a capacidade de experimentação in vitro.

Preparação de fatia de cunha in vitro para imitar conectividade do circuito neuronal vivo

In vitro slice electrophysiology techniques measure single-cell activity with precise electrical and temporal resolution. Brain slices must be relatively ...

Experimentos de fatias cerebrais permitem o interrogatório da função neuronal com alta resolução elétrica e temporal, mas essas fatias normalmente cortam muitas conexões pré-sinápticas. Uma fatia em forma de cunha mantém um circuito pressinápico mais intacto. Esta fatia cerebral modificada mantém um circuito neuronal mais completo em forma de in vivo, proporcionando os benefícios da experimentação in vitro, como gravações de grampos de remendo visualmente guiados, farmacologia e imagem de atividade.Geometria fatiada precisa pode ser estimada com base nos locais atlas dos neurônios dentro do circuito, mas a integridade das schematas e axônios pré-sinápticas deve ser determinada usando histologia. Comece usando uma lâmina de barbear para cortar a pele na linha média do crânio do nariz para a parte de trás do pescoço. Retire a pele para expor o crânio e começando na base do crânio e continuando em direção ao nariz, use uma pequena tesoura para fazer uma incisão no crânio através da linha média.Na sutura lambda, faça cortes no crânio a partir da linha média lateralmente em direção à orelha em ambos os lados para descascar o crânio para expor o cérebro. Começando na extremidade rostral, use uma pequena espátula de laboratório para levantar suavemente o cérebro do crânio para permitir que os nervos ópticos sejam cortados. Continue a trabalhar suavemente o cérebro para trás, expondo a superfície ventral e use fórceps finos para beliscar cuidadosamente os nervos trigêmeos perto da superfície ventral do tronco cerebral para cortá-los.Coloque a preparação em uma placa de vidro Petri cheia de solução de corte frio e coloque a placa sob um microscópio dissecando. Corte os nervos faciais perto do tronco cerebral para expor os nervos vestibulococochlear. Use fórceps finos para empurrar as pontas para a foramina onde o nervo vestibulocochlear sai do crânio o mais longe possível.Belisque para cortar os nervos de ambos os lados, deixando a raiz nervosa presa ao tronco cerebral. Remova as meninges e vasculatura da superfície ventral do tronco cerebral perto do corpo trapezoide. Em seguida, belisque os nervos cranianos restantes e o tecido conjuntivo para libertar o cérebro completamente do crânio, tomando cuidado para preservar a medula espinhal restante, se possível.Para preparar a superfície do cérebro para fixação ao palco coloque o lado ventral do cérebro para cima e use uma ferramenta contundente para imobilizar suavemente a medula espinhal para estabilizar o tecido cerebral. Insira fórceps abertos em um ângulo de aproximadamente 20 graus através do cérebro até a parte inferior do prato de modo que as pontas saem da superfície dorsal do cérebro caudal para o quiasmo óptico e usam uma lâmina de barbear para cortar ao longo das fórceps. Em seguida, prepare um bloco de um centímetro cúbico de 4% de ágar e espalhe uma pequena gota de cola em um retângulo no palco.Use fórceps para levantar cuidadosamente o cérebro e delicadamente dab o excesso de líquido com a borda de uma toalha de papel. Em seguida, coloque a superfície bloqueada sobre a cola para que a superfície ventral esteja voltada para a direção da lâmina durante o corte e empurre o bloco de ágar suavemente contra a superfície dorsal como suporte. Para adquirir fatias de cunha com a raiz nervosa coclear no lado grosso e os neurônios olivococlear medial e o núcleo medial do corpo trapezoide no lado fino, coloque o disco magnético com o cérebro preso no suporte do palco e coloque o suporte na câmara de corte de um vibratome com a superfície ventral do cérebro orientada para a lâmina.Encha a câmara com solução de corte gelado e baixe a lâmina na solução bolha de carbogen. Corte fatias caudais para a região de interesse para garantir que as fatias sejam simétricas. Em seguida, mude o palco aproximadamente 15 graus para um lado.Continue cortando cuidadosamente até que a raiz nervosa auditiva esteja perto da superfície de um lado e o nervo facial possa ser visto na superfície do outro lado da fatia. Mude o estágio 15 graus de volta para a posição original e mova a lâmina para longe do tecido. Gire a base do palco 90 graus de modo que a borda lateral do lado fino esteja voltada para a lâmina e baixe a lâmina várias centenas de mícrons antes de lentamente trazer a lâmina perto da borda do tecido.Com a lâmina retraída ligeiramente abaixe a lâmina para a espessura desejada da borda fina da fatia. Mova a lâmina para trás do tecido e gire a base do palco para trás para que a superfície ventral fique de frente para a base do palco. Faça um corte para designar a superfície rostral da fatia de cunha e transfira a fatia para um pedaço quadrado de papel de interface caudle superfície para baixo.O nervo facial deve ser visível em ambos os hemisférios da fatia na superfície rostral. Em seguida, mova a fatia para uma câmara de incubação de 35 graus Celsius para se recuperar por 30 minutos. Para configurar a fatia da cunha para análise de eletrofisiologia coloque a amostra em uma câmara de gravação que está sendo continuamente perfundida com 35 graus Celsius ACSF e estabilize a fatia.Usando óptica DIC, concentre-se na raiz nervosa auditiva no lado grosso da fatia e use um micromanipulador para mover o eletrodo estimulante de tungstênio bipolar para a raiz nervosa auditiva e suavemente para a superfície do tecido. Mova o campo de visão para o núcleo ventral do corpo trapezoide no lado fino e selecione um neurônio olivococlear medial como alvo para eletrofisiologia de grampo de remendo sob epifluorescência usando um filtro de emissão de 561 nanômetros. Preencha uma pipeta de gravação com a solução interna apropriada para o experimento proposto e sob patch de óptica DIC e grave a partir do neurônio olivococlear medial na configuração de células inteiras.Ajuste a amplitude de estimulação elétrica da raiz nervosa auditiva para obter eventos postsináspticos consistentes no neurônio olivococlear medial. Em seguida, execute protocolos de estimulação apropriados para observar correntes sinápticas evocadas em neurônios olivococleares medial. Esta preparação de fatia de cunha foi projetada para conter a raiz nervosa auditiva e o núcleo coclear contralateral aos neurônios olivococlear medial direcionados para gravações.Nesta fatia de cunha ressecção ressecada de cresílico, o núcleo coclear está presente em quase sua extensão rostral-caudal completa. E a raiz nervosa auditiva é observada entrando no núcleo coclear. Além disso, a fatia da cunha contém neurônios do núcleo medial do corpo trapezoideal ipsilateral aos neurônios olivococlear medial dos quais as gravações são realizadas.Para confirmar a conectividade neuronal dentro de uma fatia de cunha, as entradas pré-sinápticas são estimuladas de duas maneiras. Primeiro, a estria acústica ventral na linha média é eletricamente estimulada, ativando axônios T-stellate diretamente e o núcleo medial dos neurônios do corpo trapezoide através da estimulação do axônio da célula espessa globular e resultando em correntes postsintálicas que são medidas no neurônio olivocochle medial. A raiz nervosa auditiva é então estimulada a ativar todo o circuito de tronco cerebral ascendente monaural e a evocar respostas pós-sinápticas.A comparação das medidas de latência de início da primeira corrente não sináptica evocada com estimulação direta da estria acústica ventral com aquelas evocadas com estimulação nervosa auditiva revela uma latência significativamente maior no evento de estimulação do nervo auditivo, indicativo do atraso sináptico resultante da sinapse adicional do núcleo coclear ativado durante a estimulação do nervo auditivo. O uso de marcos anatômicos e manobras cuidadosas do estágio do disco magnético são fundamentais para a criação de fatias de cunha com circuitos neuronais intactos e respostas pós-sinápticas evocadas confiáveis. Esta técnica de corte fornece uma plataforma para o uso de ferramentas adicionais de eletrofisiologia in vitro, incluindo imagem de cálcio ou tensão, optogenética, neurotransmissor uncaging, e tanto farmacologia intracelular e extracelular.

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One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Manipulação genética de Cerebelar Granule Neurônios<em&gt; In Vitro</em&gt; E<em&gt; In Vivo</em&gt; Estudar Neuronal Morfologia e Migração

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow ...

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Cérebro Fatia Biotinilação: Uma<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Abordagem medir Região específicas do tráfego de proteínas de membrana plasmática em adultos Neurônios

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion ...

Inducing Plasticity of Astrocytic Receptors by Manipulation of Neuronal Firing Rates

Induzir Plasticidade de astrocítica Receptores de Manipulação de Neuronal queima de moeda

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be ...

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

In Utero Eletroporação Abordagens para estudar a excitabilidade neuronal subpopulações e Conectividade uma única célula

The nervous system is composed of an enormous range of distinct neuronal types. These neuronal subpopulations are characterized by, among other features, ...