Физиологические, морфологические и нейрохимические Характеристика нейронов модулируется движением
Summary
Методика описана количественно в естественных условиях физиологическую реакцию у млекопитающих нейронов во время движения и соотносить физиологии нейрона с нейронной морфологии, нейрохимические фенотип и синаптических микросхемы.
Abstract
Роль отдельных нейронов и их функции в нейронных цепях фундаментальное значение для понимания нейронных механизмов сенсорных и моторных функций. Большинство исследований механизмов сенсомоторной либо полагаться на экспертизу нейронов в то время как животное является статическим 1,2 или записи внеклеточной активности нейронов во время движения. 3,4 Хотя эти исследования предоставили фундаментальную основу для функции сенсомоторной, они либо не оценивать функциональную информацию которое происходит во время движения или ограничены в своей возможности в полной мере характеризуют анатомии, физиологии и нейрохимические фенотип нейрона. Техника здесь показано, которая позволяет обширная характеристика отдельных нейронов во время движения в естественных условиях. Эта техника может быть использована не только для изучения первичных афферентных нейронов, но и для характеристики мотонейронов и интернейронов сенсомоторной. Первоначально реакция одного нейрона записывается с использованием электрофизиологических методов при различных движениях нижней челюсти с последующим определением рецептивного поля для нейрона. Нейронов трассирующими затем внутриклеточно вводят нейрона и мозга обрабатывается таким образом, чтобы нейрон может быть визуализированы с освещением, электронным или конфокальной микроскопии (рис. 1). Подробное морфология характеризуется нейрон затем реконструирован, так что нейронные морфологии может быть соотнесена с физиологический ответ нейрона (рис. 2,3). В этой связи важные детали ключ и советы для успешной реализации этой техники предоставляются. Ценная дополнительная информация может быть определена для нейрона изучается объединения данного метода с другими методами. Ретроградная нейронов маркировка может быть использована для определения нейронов, с которыми помечены синапсов нейронов, что позволило детальное определение нейронной цепи. Иммуноцитохимическая могут быть объединены с помощью этого метода для изучения нейромедиаторов в меченых нейронов и определить химический фенотип нейронов, с которыми помечены синапсов нейронов. Меченых нейронов также могут быть обработаны для электронной микроскопии для определения ультраструктурные особенности и микросхемотехника меченых нейронов. В целом, это техника мощный метод тщательно охарактеризовать нейронов во время движения в естественных что позволяет существенным понимание роли нейронов в сенсомоторной функции.
Protocol
Discussion
Метод иллюстрируется здесь мощная техника, которая обеспечивает важное понимание функций отдельных нейронов, и как реакция отдельных нейронов вносит свой вклад в нейронных цепях. 9 Это знание является основополагающим для понимания сенсомоторной функции. Самой сильной стор?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Я благодарю Энтони Тейлор для первоначального обучения в в естественных условиях внутриклеточной регистрации и Браун и Дэвид Максвелл за помощь в начальное развитие внутриклеточных техники окрашивания. Я благодарю М. Серебряного за помощь в collocalization макроса. Многие ученые, с которыми я сотрудничал при условии понимания развития этой техники в том числе Р. Донга, М. Moritani, П. Ло, Р. Ambalavanar. Эта методика была разработана при значительной поддержки со стороны NIH гранты DE10132, DE15386 и RR017971.
Materials
| Name of reagent or equipment | Company | Catalogue number | Comments |
|---|---|---|---|
| electromagnetic vibrator | Ling Dynamic Systems | V101 | |
| signal generator | Feedback Systems | PFG605 | capable of producing trapezoidal output signal |
| electrode glass | Sutter Instruments | AF100-68-10 | with filament |
| electrode puller | Sutter Instruments | Model P-2000 or P-80 | |
| biotinamide | Vector Laboratories | SP-1120 | stored at 4°C |
| Texas Red avidin DCS | Vector Laboratories | A-2016 | |
| tetramethlyrhodamine | Molecular Probes | D-3308 | 3000 molecular weight, lysine fixable |
| mouse anti-synaptophysin antibody | Chemicon | MAB5258 | |
| fluorescent Nissl stain | Neurotrace, Molecular Probes | N-21480 | |
| electrode tester | Winston Electronics | BL-1000-B | to measure electrode impedance |
| electrometer | Axon Instruments | Axoprobe 1A, Axoclamp 2B |
References
- Cuellar, C. A., Tapia, J. A., Juarez, V., Quevedo, J., Linares, P., Marinez, L., Manjarrez, E. Propagation of sinusoidal electrical waves along the spinal cord during a fictive motor task. J. Neurosci. 29, 798-810 (2010).
- Frigon, A., Gossard, J. Evidence for specialized rhythm-generating mechanisms in the adult mammalian spinal cord. J. Neurosci. 30, 7061-7071 (2010).
- Wang, W., Chan, S. S., Heldman, D. A., Moran, D. W. Motor cortical representation of hand translation and rotation during reaching. J. Neurosci. 30, 958-962 (2010).
- Ma, C., He, J. A method for investigating cortical control of stand and squat in conscious behavioral monkeys. J. Neurosci. Meth. 192, 1-6 (2010).
- Dessem, D., Donga, R., Luo, P. Primary- and secondary-like jaw-muscle spindle afferents have characteristic topographic distributions. J. Neurophysiol. 77, 2925-2944 (1997).
- Dessem, D., Moritaini, A., Ambalavanar, R. Nociceptive craniofacial muscle primary afferent neurons synapse in both the rostral and caudal brain stem. J. Neurophysiol. 98, 214-223 (2007).
- Luo, P., Dessem, D. Inputs from identified jaw-muscle spindle afferents to trigeminothalamic neurons in the rat: a double-labeling study using retrograde HRP and intracellular. J. Comp. Neurol. 353, 50-66 (1995).
- Dessem, D., Luo, P. Jaw-muscle spindle afferent feedback to the cervical spinal cord in the rat. J. Comp. Neurol. 128, 451-459 (1999).
- Luo, P., Wong, R., Dessem, D. Projection of jaw-muscle spindle afferents to the caudal brainstem in rats demonstrated using intracellular biotinamide. J. Comp. Neurol. 358, 63-78 (1995).
- Luo, P., Dessem, D. Ultrastructural anatomy of physiologically identified jaw-muscle spindle afferent terminations onto retrogradely labeled jaw-elevator motoneurons in the rat. J. Comp. Neurol. 406, 384-401 (1999).
- Hassani, O. K., Henny, P., Lee, M. G., Jones, B. E. GABAergic neurons intermingled with orexin and MCH neurons in the lateral hypothalamus discharge maximally during sleep. Eur. J. Neurosci. 32, 448-457 (2010).
- Inokawa, H., Yamada, H., Matsumoto, N., Muranishi, M., Kimura, M. Juxtacellular labeling of tonically active neurons and phasically active neurons in the rat striatum. Neurosciences. 168, 395-404 (2010).
