Name: acute mouse brain slicing to investigate spontaneous hippocampal network activity
Uploaded: 2020-08-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Acute Mouse Brain Slicing to Investigate Spontaneous Hippocampal Network Activity at JoVE.com

저자는 스티브 시겔바움의 지원에 감사드립니다. 자금 조달은 5R01NS106983-02뿐만 아니라 1 F31 NS113466-01에 의해 제공됩니다.

여기에 설명된 모든 방법은 컬럼비아 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (AC-AAAU9451)에 의해 승인되었습니다.
1. 솔루션 준비
<ol><li>표 1에설명된 대로 슬라이스용 자당 절단 용액을 준비한다. 참고: 1L의 자당 용액을 준비한 후, 얼음 트레이에 소량(약 100~200mL)을 동결하십시오. 이 냉동 자당 얼음 큐브는 얼음 슬러리에 혼합됩니다 (4.3 단계 참조).<...

조직 건강을 촉진하고 자발적인 자연주의 네트워크 활동의 출현을 선호하도록 설계된이 슬라이싱 프로토콜에는 몇 가지 단계가 있습니다 : 마우스는 차가운 자당 절단 용액으로 전사적으로 퍼집니다. 수평 내측 피질 (HEC) 슬라이스는 중간 또는 복부 해마에서 450 μm의 두께로 절단됩니다. 슬라이스는 따뜻한 ACSF와 가습, 환생이 풍부한 공기의 인터페이스에서 복구; 기록 중 슬라이스는 ACSF를 32°C로...

체외에서 살아있는 해마 슬라이스에서 전기 생리학적 측정은 수많은 장점을 가진 강력한 실험 적 접근 방식입니다. 실험자는 현미경, 미세 조작기 및 기록 시스템을 사용하여 조직의 개별 뉴런에서 측정을 직접 시각화하고 수집할 수 있습니다. 조직 조각은 또한 광유전학, 화학유전학, 또는 약리학 실험을 위한 사진 자극 또는 약 전달에 아주 접근합니다.
해마 네트워크는 생체 내에서매우 동기적인 인구 활성을 생성하며, 세포외 지역 필드 전위1,2,3,4,5에서 진동으로 볼 수있다. 뇌 슬라이스 방법은 이러한 신경 네트워크 진동의 기초 세포 및 회로 메커니즘에 대한 통찰력을 얻기 위해 활용되었습니다. 마이어 외(Maier) 등의 기초 작업은 날카로운 파리플 복합체(SWRs)가 복부 해마6,7의슬라이스에서 자발적으로 나타날 수 있음을 입증하였다. 여러조사자로부터의 후속 연구는 점차 해마8,9,10의 네트워크 상태를 조절하는 신경 조절기의 역할을 포함하여 SRS의 많은 측면을 점진적으로 해명하고 생체 내에서 동작 중에 이전에 활성화된 신경 앙상블의 체외 재활성화를 유도하는 시냅스메커니즘을 유도한다. 뇌 슬라이스 실험은 또한 감마 범위 진동 (30-100 Hz)에 대한 통찰력을 제공했으며, 메모리 인코딩을 지원하고12,13을리콜하는 것으로 추정되는 독특한 해마 네트워크 상태. 마지막으로, 측두엽 간질의 병리생리학에서 해마및 관련 구조물의 중심적인 역할을 인식하여14,15,연구원은 간질 활성의 생성 및 전파를 조사하기 위하여 해마 슬라이스 준비를 이용했습니다. 카터 외는 만성 간질 동물로부터 제조된 결합된 해마-내측 피질 슬라이스가 시험관 외16에서간질 방출을 자발적으로 생성할 수 있음을 입증하였다. 그 후, Karlócai 등은 변형된 인공 뇌척수액(ACSF)을 변경된 이온 농도(Mg2+ 또는 상승K+)또는 추가약물(4AP 또는 가바진)17을사용하여 해마 슬라이스에서 간질 배전의 기전을 탐구하였다.
조사자들은 주요 방법으로 다른 수많은 해마 슬라이스 접근법을 개발했습니다: (1) 슬라이스에 포함된 해마 의 영역(등쪽, 중간 또는 복부); (2) 내측 피질과 같은 외격 조직의 존재 또는 부재; (3) 슬라이스를 자르는 데 사용되는 방향(관상, 처진, 수평 또는 경사); (4) 조직이 슬라이스 후 유지되는 조건(ACSF에 완전히 침수되거나 ACSF 및 가습, 환원이 풍부한 공기의 인터페이스에서 유지).
어떤 슬라이싱 접근 방식을 사용하는지는 실험목표에 의해 결정되어야 합니다. 예를 들어, 침수된 조건하에서 유지되는 등쪽 해마의 횡방향 또는 관상 슬라이스는 내격 회로 및 시냅스가소성(18,19,20)의조사를 위해 매우 효과적으로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 제제는 자발적으로 복부 해마(21),22,23로부터의슬라이스로서 용이하게 네트워크 진동을 생성하지 않는다. 지속적인 SWR 활성상태는 등쪽 및 복부해마(24)로부터의횡방향 슬라이스에서 파탄성 자극에 의해 유도될 수 있지만, 자발적인 SW는 복부 슬라이스7,25에서보다 쉽게 관찰된다.
등쪽과 복부 해마 사이의 내재된 생리학적 및 해부학적 구별은 생체 내 및 체외26모두에서 수행된 연구에 의해 지원된다. 쥐의 기록은 등대와 중간 해마 를 통해 강하게 일관된 테타 리듬을 드러냈지만, 복부 지역과 나머지 해마(27)의 일관성이 좋지않았다. 생체 내 의 SW는 등쪽과 중간 해마 사이에 쉽게 전파되며, 복부 해마에서 발생하는 SW는 종종 지역28로남아 있습니다. 회생 투영은 등쪽 및 중간 해마 프로젝트에 상주하는 CA3 피라미드 뉴런에서 유래하여 해마의 세로 축을 따라 먼 거리를 투영합니다. 복부 영역에서 유래한 CA3 프로젝션은 비교적 로컬로 유지되므로 슬라이스 공정29,30중에 절단될 가능성이 적습니다. 따라서 복부 조각은 인구 동기화를 생성하는 데 필요한 반복 네트워크를 더 잘 보존할 수 있습니다. 체외에서 자발적인 네트워크 활동을 생성하는 복부 슬라이스의 성향은 또한 더 많은 등쪽 지역에 비해 복부 해마에서 피라미드 뉴런 또는 약한 GABAergic 억제의 높은 본질적인 흥분성을 반영할 수 있습니다31. 실제로, 복부 해마 슬라이스는 간질 활성32,33에더 취약하다. 따라서, 자발적인생리학적8, 9,11,24 또는병리학적 16,34,35,36네트워크 진동에 대한 많은 연구는 전통적으로 수평 슬라이스 접근법을 사용했으며, 때로는 프론토-후수 방향에 약간의 각도를 가지며, 이는 복부 해마의 횡측 평면과 평행한 조직 조각을 산출한다.
슬라이스의 많은 셀이 절단될 때 네트워크 연결은 슬라이싱 절차에 의해 불가피하게 영향을 미칩니다. 준비에 유지된 슬라이스와 조직의 각도와 두께는 관심 회로에서 연결을 최적화하는 것으로 간주되어야 합니다. 많은 연구는 생리학적 또는 병리학 적 네트워크 진동의 맥락에서 두 구조 사이의 상호 작용을 탐구하기 위해 수평 결합 해마 - 내측 피질 조각 (HEC)을 이용했다. Roth et al.은 HEC슬라이스(37)를통해 SWR 활성의 전파를 입증하기 위해 내측 내측 피질의 해마 및 층 V의 CA1 서브필드에서 이중 레코딩을 수행하였다. 간질 활성의 많은 연구는 간질 방출이 코르티코모캄망(16,35,36,38)을통해 전파되는 방법을 조사하기 위해 HEC 슬라이스제제를사용했다. 손상되지 않은 코르티코히마막 루프의 보존은 자발적인 SW, 간질 방전 또는 감마 진동을 위한 전제 조건이 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 네트워크 진동은 부착된 파라하마조직(21,22,23, 25,39,40,41)이없는 등 또는 복부 해마의 횡방향 조각에서 생성될 수 있다. 해마 슬라이스에서의 네트워크 진동의 자발적인 생성을 위한 더 중요한 요소는 두꺼운 슬라이스(400-550 μm)가 CA2/CA3 재발네트워크(21,22,25)에서더 많은 연결을 보존하기 때문에 각 슬라이스의 두께일 수 있다.
각진 수평 HEC 슬라이스(정면-후두 방향으로 약 12° 각도로 절단)가 코르티코히마항루프(11),16,34,35,42의기능적 연결을 연구하는 데 사용되었지만, 이러한 각진 제제는 자발적인 네트워크활동(43,44,45)에필요하지 않다. 그러나, 각진 슬라이싱 평면의 사용은 조사관이 하향 또는 위쪽 각도가 적용되는지 여부에 따라 복부 또는 중간 해마의 횡방향 방향 라멜라를 가장 잘 보존하는 슬라이스를 선택적으로 만들 수 있게한다(그림 1). 이 접근법은 개념적으로 파파테오도로풀로스 외, 2002년, 각 해마를 무료로 해부한 다음 조직 헬기를 사용하여 전체 등쪽-복부축(21)을따라 횡방향 슬라이스를 만드는 것과 개념적으로 유사하다. 전술한 작용기와 등간 중간 해마 사이의 기능적 구별에 비추어, 조사관은 실험을 설계하거나 결과를 해석할 때 슬라이스의 해부학적 기원을 고려해야 한다. 슬라이스 시술 중에 한천 경사로를 사용하는 것은 중간 또는 복부 해마에서 슬라이스를 우선적으로 생산하는 간단한 방법입니다.
해마 슬라이스는 침수 된 챔버 (조직이 ACSF에 완전히 침지됨) 또는 인터페이스 스타일의 챔버 (예 : 오슬로 또는 하스 챔버,흐르는 미디어의 얇은 필름으로만 덮여 있는 슬라이스)에서 유지 될 수 있습니다. 인터페이스 유지 보수는 조직의 산소를 향상, 이는 신경 생존을 촉진하고 간 간 활동의 지속적인 높은 수준을 허용. 전통적으로 침수된 기록 조건은 네트워크 수준의 진동의 안정적인 발현을 위해 적절한 조직 산소화를 제공하지 않는 느린 ACSF 유량을 사용합니다. 침수 된 해마 슬라이스에서 carbachol 유도 감마 진동은 일시적으로 관찰된다46,47,그들은 안정적으로 인터페이스 기록 챔버에서 유지 될 수있는 동안10,48,49. 이와 같이, 시험관내 복잡한 자발적 활성에 대한 많은 연구는 급격한 파플리플 단지6,7,8,9,10,25,37,감마 진동10,13,및 간질 편성 활동16,38,45,47을 조사하기 위해 인터페이스 기록챔버에 의존했다.
침수식 기록실에서, 침지 현미경 목표는 개별 세포를 시각화하고 기록에 대한 건강한 세포를 선택적으로 표적으로 하는 데 사용될 수 있다. 침수 된 준비는 또한 세포 milieu에 미세 한 제어를 허용, 침수 조직에 약물 또는 다른 화합물의 급속 한 확산을 용이 하 게. 따라서 침수 된 조건에서 안정적인 네트워크 진동을 유지하는 수정 된 방법론은 강력한 실험 적 접근 방식을 나타냅니다. 이러한 접근법은 하호스 등의 작업에 의해 예시되며, 해마 슬라이스는 ACSF(~6mL/min)의 높은 유량으로 수정된 침수된 기록실로 이송하기 전에 몇 시간 동안 단순화된 인터페이스 스타일의 지주 챔버에서 회수하여조직(12,48,49)에산소 공급을 향상시키는 데 서술된다. 이러한 조건하에서, 높은 수준의 인터뉴런 활동과 안정적인 자발적네트워크 진동은 침수된 기록실에서 유지될 수 있다. 이러한 수정된 접근법을 통해 조사관은 시각적으로 유도된 전세포 패치 클램프 레코딩을 수행하고 카바콜 유도 감마진동(12)에형태학적으로 확인된 세포 유형의 기여를 특성화할 수 있다. SW는 또한 ACSF11,48,49의빠른 유량으로 침수 된 해마 슬라이스에서 자발적으로 발생할 수 있습니다. Maier 등. 잠긴 기록 챔버로 옮겨지기 전에 인터페이스 챔버에서 회수된 해마 슬라이스가 자발적인 SW를 안정적으로 전시한 반면, 침수된 기록실로 옮겨지기 전에 비커에 잠긴 슬라이스는 더 작은 필드 응답, 낮은 수준의 자발적인 시냅스 전류, 그리고 자발적인 SWRs43을거의 전시하지 않는 것을 보여주었습니다. 슐링로프 외.는 자발적인 SWRs44의생성에서 파르팔알린 발현 바구니 세포의 역할을 입증하기 위해 이 향상된 방법론을 사용했다.
다음 프로토콜은 수평 해마 슬라이스에서 자발적으로 활성 뉴런을 인터페이스 조건하에서 회수하고 약리학적 또는 광유전학 적 조작 및 시각적으로 유도된 기록에 적합한 침수된 기록 챔버에서 유지될 수 있는 슬라이스 방법을 제시한다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D printer</td>
			<td>Lulzbot</td>
			<td>LulzBot TAZ 6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acute brain slice incubation holder</td>
			<td>NIH 3D Print Exchange</td>
			<td>3DPX-001623</td>
			<td>Designed by ChiaMing Lee, available at https://3dprint.nih.gov/discover/3dpx-001623</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenosine 5&#8242;-triphosphate magnesium salt</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A9187-500MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ag-Cl ground pellets</td>
			<td>Warner</td>
			<td>64-1309, (E205)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>agar</td>
			<td>Becton, Dickinson</td>
			<td>214530-500g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ascorbic acid</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>36237</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>beaker (250 mL)</td>
			<td>Kimax</td>
			<td>14000-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>beaker (400 mL)</td>
			<td>Kimax</td>
			<td>14000-400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>biocytin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>B4261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>blender</td>
			<td>Oster</td>
			<td>BRLY07-B00-NP0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bonn scissors, small</td>
			<td>becton, Dickinson</td>
			<td>14184-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>borosilicate glass capillaries with filament (O.D. 1.5 mm, I.D. 0.86 mm, length 10 cm)</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>BF150-86-10HP</td>
			<td>Fire polished capillaries are preferable.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>calcium chloride solution (1 M)</td>
			<td>G-Biosciences</td>
			<td>R040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>OLY-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>compressed carbogen gas (95% oxygen / 5% carbon dioxide)</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>X02OX95C2003102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>compressed oxygen</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>OX 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>constant voltage isolated stimulator</td>
			<td>Digitimer Ltd.</td>
			<td>DS2A-Mk.II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>coverslips (22x50 mm)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>16004-314</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cyanoacrylate adhesive</td>
			<td>Krazy Glue</td>
			<td>KG925</td>
			<td>Ideally use the brush-on form for precision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>data acquisition software</td>
			<td>Axograph</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Any equivalent software (e.g. pClamp) would work.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dell Precision T1500 Tower Workstation Desktop</td>
			<td>Dell</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Catalog number will depend on specific computer - any computer will work as long as it can run electrophysiology acquisition software.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digidata 1440A</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>1-2950-0367</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>digital timer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>62344-641</td>
			<td>4-channel Traceable timer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>disposable absorbant pads</td>
			<td>VWR</td>
			<td>56616-018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dissector scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14082-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>double-edge razor blades</td>
			<td>Personna</td>
			<td>BP9020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dual automatic temperature controller</td>
			<td>Warner Instrument Corporation</td>
			<td>TC-344B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dual-surface or laminar-flow optimized recording chamber</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>The chamber presented in this protocol is custom made. A commercial equivalent would be the RC-27L from Warner Instruments.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>equipment rack</td>
			<td>Automate Scientific</td>
			<td>FR-EQ70&#34;</td>
			<td>A rack is not strictly necessary but useful for organizing electrophysiology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylene glycol-bis(2-aminoethyiether)- N,N,N&#39;,N&#39;-teetraacetic acid (EGTA)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>324626-25GM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>1004 070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fine scale</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>XS204DR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flaming/Brown micropipette puller</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>P-97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass petri dish (100 x 15 mm)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3160-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glucose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D16-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guanosine 5&#8242;-triphosphate sodium salt hydrate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G8877-250MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ice buckets</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>BAM168072002-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane vaporizer</td>
			<td>General Anesthetic Services</td>
			<td>Tec 3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lab tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15-901-10R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lens paper</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11-996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>light source</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>TH4-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>magnesium chloride solution (1 M)</td>
			<td>Quality Biological</td>
			<td>351-033-721EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>magnetic stir bars</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-513-56</td>
			<td>Catalog number will be dependent on the size of the stir bar.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micromanipulator</td>
			<td>Luigs &#38; Neumann</td>
			<td>SM-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micromanipulator (manual)</td>
			<td>Scientifica</td>
			<td>LBM-2000-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX51WI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microspatula</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10089-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>monitor</td>
			<td>Dell</td>
			<td>2007FPb</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MultiClamp 700B Microelectrode Amplifier</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>MULTICLAMP 700B</td>
			<td>The MultiClamp 700B should include headstages, pipette holders, and a model cell.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-Hydroxyethyl)piperazine-N&#8242;-(2-ethanesulfonic acid), (HEPES)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H3375-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>needle (20 gauge, 1.5 in length)</td>
			<td>Becton, Dickinson</td>
			<td>305176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon filament</td>
			<td>YLI Wonder Invisible Thread</td>
			<td>212-15-004</td>
			<td>size 0.004. This cat. # is from Amazon.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon mesh</td>
			<td>Warner Instruments Corporation</td>
			<td>64-0198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>perstaltic pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-2027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphocreatine di(tris) salt</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P1937-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pipette holders</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>1-HL-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>platinum wire</td>
			<td>World Precision</td>
			<td>PT0203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polylactic acid (PLA) filament</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>RAL 9010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>potassium chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P3911-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>potassium gluconate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>1550001-200MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>potassium hydroxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>60377-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>razor blades</td>
			<td>VWR</td>
			<td>55411-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>roller clamp</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>14041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scale</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>PM2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scalpel handle</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10004-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>slice harp</td>
			<td>Warner</td>
			<td>SHD-26GH/2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium bicarbonate</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>S233-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S9888-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium phosphate monobasic anhydrous</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>S369-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium pyruvate</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>BP356-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spatula</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82027-520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spatula/spoon, large</td>
			<td>VWR</td>
			<td>470149-442</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sterile scalpel blades</td>
			<td>Feather</td>
			<td>72044-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stirrer / hot plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>6795-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stopcock valves, 1-way</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>14054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stopcock valves, 3-way</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>14036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sucrose</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>AC177142500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>support for swivel clamps</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-679Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical scissors, sharp/blunt</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14001-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe (1 mL)</td>
			<td>Becton, Dickinson</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe (60 mL with Luer-Lok tip)</td>
			<td>Becton, Dickinson</td>
			<td>309653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>three-pronged clamp</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-769-8Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tissue forceps, large</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11021-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tissue forceps, small</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11023-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>transfer pipettes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-711-7M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tubing</td>
			<td>Tygon</td>
			<td>E-3603</td>
			<td>ID 1/16 inch, OD 3/16 inch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tubing</td>
			<td>Tygon</td>
			<td>R-3603</td>
			<td>ID 1/8 inch, OD 1/4 inch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vacuum grease</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>14-635-5D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vibrating blade microtome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>VT 1200S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vibration-dampening table with faraday cage</td>
			<td>Micro-G / TMC-ametek</td>
			<td>2536-516-4-30PE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>volumetric flask (1 L)</td>
			<td>Kimax</td>
			<td>KIM-28014-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>volumetric flask (2 L)</td>
			<td>PYREX</td>
			<td>65640-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>warm water bath</td>
			<td>VWR</td>
			<td>1209 
			&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
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acute mouse brain slicing to investigate spontaneous hippocampal network activity

급성 설치류 뇌 슬라이스는 전기 생리학, 현미경 검사법 및 약리학을 사용하여 단일 세포 해상도로 신경 회로의 조직과 기능에 대한 통찰력을 얻기 위한 견통 가능한 실험 적 접근법을 제공합니다. 그러나, 시험관 내 실험의 설계에 대한 주요 고려 사항은 생체 내에서 관찰되는 바와 같이 다른 슬라이스 제제가 신경 활동의 자연주의 적 패턴을 재구성하는 정도이다. 그대로 뇌에서, 해마 네트워크는 침엽수 상태 또는 비 REM 수면 중에 발생하는 날카로운 파도 잔물결 복합체(SWRs)에 의해 예시된 바와 같이 동물의 행동 상태를 반영하는 고도로 동기화된 인구 활성을 생성한다. SWRs 및 기타 형태의 네트워크 활동은 적절한 조건하에서 격리된 해마 조각에서 자발적으로 나타날 수 있습니다. 강력한 뇌 슬라이스 툴킷을 해마 네트워크 활성 조사에 적용하기 위해서는 해마 네트워크 내의 조직 건강과 기능적 연결의 보존을 최적화하는 접근 방식을 활용할 필요가 있다. 마우스는 감기 자당 기반의 인공 뇌척수액으로 트랜스카디에 퍼집니다. 해마를 포함하는 수평 조각은 시냅스 연결을 유지하기 위해 450 μm의 두께로 절단됩니다. 슬라이스는 인터페이스 스타일 챔버에서 복구되고 기록용 침수 챔버로 전송됩니다. 기록 챔버는 슬라이스의 산소를 개선하기 위해 높은 유량으로 인공 뇌척수액의 이중 표면 슈퍼퓨전을 위해 설계되었습니다. 이 프로토콜은 시험관 내 복잡하고 자발적인 네트워크 활동의 조사에 적합한 건강한 조직을 산출한다.

여기에 이 프로토콜에 설명된 대로 준비된 HEC 슬라이스의 대표 녹음이 있습니다. 인터페이스 유지 챔버(도1C)에서회수한 후, 슬라이스는 침수된 기록 챔버(도2B)로개별적으로 전달된다. 레코딩 챔버는 연동펌프(도 2A)를사용하여 카보겐 포화 ACSF로 공급된다. 펌프는 먼저 ACSF를 홀딩 비커에서 가열된 저수지로 끌어들입니다. 카보겐...

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Acute Mouse Brain Slicing to Investigate Spontaneous Hippocampal Network Activity

이 프로토콜은 자발적인 날카로운 파도 잔물결 활동을 나타내는 마우스에서 수평 해마 내톨리날 피질 (HEC) 슬라이스의 준비를 설명합니다. 슬라이스는 단순화 된 인터페이스 보유 챔버에서 배양되고 기록은 조직의 산소화와 네트워크 수준의 활동의 자발적출현을 촉진하기 위해 빠르게 흐르는 인공 뇌척수액과 침수 된 조건에서 수행됩니다.

급성 마우스 뇌 슬라이스 자발적인 해 마 네트워크 활동을 조사

Acute rodent brain slicing offers a tractable experimental approach to gain insight into the organization and function of neural circuits with single-cell ...

Using this protocol, researchers can investigate the mechanisms underlying hippocampal network oscillations in acute mouse brain slice preparations. In this preparation, recordings are performed under submerged conditions in slices generating spontaneous network oscillations, allowing pharmacological and optogenetic techniques to be performed, and single-cell recordings to be visualized. For transcardial perfusion, immediately before removing the mouse from the isoflurane chamber, fill a Petri dish lid with three to five millimeters of chilled sucrose solution, and fill the Petri dish bottom with approximately one centimeter of chilled sucrose solution.Quickly transfer the anesthetized mouse to the left absorbent pad, and use three pieces of tape to secure the forelimbs and tail. Using large tissue forceps and surgical scissors, tent the skin and make a lengthwise incision from the bottom of the sternum to the top of the chest. Use the forceps to pull up on the sternum and use the scissors to cut through the diaphragm.Use the scissors to cut through the rib cage on each side in one large motion toward the point at which the forelimb meets the body, and use the forceps to position the front of the rib cage toward the head. Use the scissors to make a horizontal cut to completely remove the ribs, and use the forceps to hold the heart in place while inserting a 20-gauge perfusion needle into the left ventricle. When the needle is in place, use small dissection scissors to make an incision in the right atrium, and allow the blood to be flushed out of the circulatory system.To extract the brain, after decapitation, use small bond scissors to make two lateral cuts through the skull toward the midline at the front of the skull near the eyes, and make two additional cuts on either side of the base of the skull. Immerse the head in the glass Petri dish, and use the scissors to cut along the midline across the entire length of the skull, while pulling up with the scissors to minimize damage to the underlying brain tissue. Use small tissue forceps to firmly grasp each side of the skull, and to lift the bone up and away from the brain to open the cranium like a book.Using the fingers of the left hand to hold the flaps of the skull open, insert the microspatula under the brain near the olfactory bulbs, and flip the brain out of the skull into the sucrose. Use the microspatula to sever the brainstem, and wash the brain to remove any residual blood, fur, or tissues. Use the large spatula to transfer the brain to the glass Petri dish lid, and use half of a double-edged razor blade to make a coronal cut in the most anterior portion of the brain, including the olfactory bulbs.Next, make a coronal cut to remove the cerebellum, and apply cyanoacrylate adhesive to an agar ramp. Use forceps to briefly dry the brain on a piece of filter paper, before placing the tissue into the adhesive on the agar ramp, ventral-side down. Place the slicing platform into the slicing chamber of a microtome, and completely cover the setup with chilled sucrose solution.Use the large spatula to stir some sucrose slurry into the chamber, melting any frozen sucrose and rapidly bringing down the mixture temperature to one to two degrees Celsius. Cut slices to a thickness of 450 microns at 0.07 millimeters per second slicing speed. As each slice is freed, use the small-tissue forceps and a sharp scalpel to separate the two hemispheres, and to cut away tissue until the slice consists primarily of the hippocampus and perihippocampal regions.Use a plastic transfer pipette to transfer the slices individually to an interface recovery chamber containing warmed aCSF. With the slices positioned at the interface of the aCSF and air, and with only a thin meniscus of aCSF covering the slices. When all of the slices have been acquired, tightly close the chamber to allow the slices to recover at 32 degrees Celsius for 30 minutes.At the end of the recovery period, place the chamber on a stirrer set to a slow speed to promote aCSF circulation within the chamber. To record local field potentials, fill a 400 milliliter beaker with carbogen-bubbled aCSF, and place one end of the pump tubing into the beaker. Turn on a peristaltic pump at 8 to 10 milliliters per minute to direct aCSF from the 400 milliliter beaker to a heated reservoir, and from the reservoir to the recording chamber at 32 degrees Celsius.Next, briefly clamp the tubing and turn off the pump to pause the flow. Using fine forceps, transfer a brain tissue slice to the recording chamber by the corner of the lens paper the tissue is resting on, slice down. Peel away the lens paper, leaving the slice emerged in the recording chamber, and use a harp to secure the slice.Using a manual micromanipulator, slowly advance the tip of a sodium chloride-filled stimulation pipette into the surface of the slice at a 30 to 45 degree angle, then use a second micromanipulator to slowly advance the tip of an aCSf-filled local field potential pipette into the region of interest at a 30 to 45 degree angle, and record the local field potential of the sample according to standard protocols. In this figure, representative recordings from hippocampal entorhinal cortex slices, prepared according to the protocol as demonstrated, can be observed. In healthy slices, electrical stimulation should produce a field post-synaptic potential with a small pre-synaptic fiber volley and a large post-synaptic potential with a rapid initial descent.Spontaneous sharp-wave ripples should also be visible as positive deflections in the local field potential in the stratum pyramidale. In suboptimal slices, evoked field post-synaptic potentials demonstrate a large fiber volley, and a relatively small post-synaptic potential, and such slices do not exhibit spontaneous sharp-wave ripples. In vitro sharp-wave ripples demonstrate a positive field potential in the stratum pyramidale layer, with an overlaid high-frequency oscillation paired with a negative field potential in the stratum radiatum layer.As illustrated, sharp-wave ripples in hippocampal entorhinal cortex slices originate within CA2/CA3 recurrent circuits, and propagate to CA1. It is essential to bubble carbogen into the solutions throughout the procedure, to ensure that the sucrose solution is chilled, and to perform each step as quickly as possible. After preparing these slices, extracellular or intracellular recordings can be performed, along with optogenetic or pharmacological experiments to determine how different cell types contribute to the function of neural networks.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

기본 모드 네트워크를 검사하기 위해 Transcranial 자석 자극과 fMRI를 결합

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 ...

연구

신경과학

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

의 자발적인 운동 활성의 결정<em&gt; 초파리</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

Paired Whole Cell Recordings in Organotypic Hippocampal Slices

해마의 Organotypic 조각의 쌍으로 전체 셀 녹음

Pair recordings involve simultaneous whole cell patch clamp recordings from two synaptically connected neurons, enabling not only direct ...

Slice It Hot: Acute Adult Brain Slicing in Physiological Temperature

슬라이스 뜨거운 것이 : 생리적 온도에서 급성 성인 뇌 슬라이스

Here we present a protocol for preparation of acute brain slices. This procedure is a critical element for electrophysiological patch-clamp experiments ...

Immunohistochemical Visualization of Hippocampal Neuron Activity After Spatial Learning in a Mouse Model of Neurodevelopmental Disorders

신경 발달 장애의 마우스 모델에서 공간 학습 후 해마 신경 세포 활동의 면역 시각화

Induction of phosphorylated extracellular-regulated kinase (pERK) is a reliable molecular readout of learning-dependent neuronal activation. Here, we ...

Induction of an Isoelectric Brain State to Investigate the Impact of Endogenous Synaptic Activity on Neuronal Excitability In Vivo

Induction of an Isoelectric Brain State to Investigate the Impact of Endogenous Synaptic Activity on Neuronal Excitability In Vivo

등전위 뇌 상태의 유도는 신경 흥분에 내생 시냅스 활동의 영향을 조사하기<em&gt; 생체</em

The way neurons process information depends both on their intrinsic membrane properties and on the dynamics of the afferent synaptic network. In ...

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

급성 Hippocampal 조각에 작은 볼륨 재활용-, 관류-침수 형 챔버 시스템 유지에 시 냅 스가 소성을 기록

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

Evaluation of Synapse Density in Hippocampal Rodent Brain Slices

시 냅 스 밀도 Hippocampal 설치류 두뇌 분할 영역에서의 평가

In the brain, synapses are specialized junctions between neurons, determining the strength and spread of neuronal signaling. The number of synapses is ...

A Preclinical Model to Assess Brain Recovery After Acute Stroke in Rats

쥐에서 급성 뇌졸중 후 뇌 회복을 평가하는 전임상 모델

The purpose of this study was to establish and validate an animal brain ischemia model in the recovery and sequela stages. A middle cerebral artery ...

Preparation of Acute Human Hippocampal Slices for Electrophysiological Recordings

전기 생리학적 기록을 위한 급성 인간 해마 슬라이스의 준비

Epilepsy affects about 1% of the world population and leads to a severe decrease in quality of life due to ongoing seizures as well as high risk for ...