Generazione di locali oscillazioni CA1 γ di Tetanic Stimolazione
Summary
Oscillazioni sono proprietà di rete fondamentali e sono modulati dalla malattia e la droga. Studiare le oscillazioni cerebrali slice permette la caratterizzazione di reti isolate in condizioni controllate. I protocolli sono forniti per la preparazione di fettine di cervello acuto per evocare CA1 oscillazioni γ.
Abstract
Oscillazioni di rete neuronali sono caratteristiche importanti di attività cerebrale in salute e malattia e può essere modulata da una serie di farmaci usati clinicamente. Un protocollo è prevista per generare un modello per studiare oscillazioni CA1 γ (20 – 80 Hz). Queste oscillazioni γ sono stabili per almeno 30 minuti e dipendono attività sinaptica eccitatoria e inibitoria oltre all'attivazione di correnti pacemaker. Oscillazioni Tetanically stimolati hanno una serie di caratteristiche riproducibili e facilmente quantificabili compresi conteggio picco, la durata di oscillazione, la latenza e la frequenza che riporta sullo stato della rete. I vantaggi delle oscillazioni stimolate elettricamente includono stabilità, riproducibilità e acquisizione episodica consentendo robusta caratterizzazione della funzione di rete. Questo modello di CA1 oscillazioni γ può essere usato per studiare i meccanismi cellulari e di indagare in modo sistematico come rete neuronale attività è alterata nella malattia e dalle droghe.Malattia stato farmacologia può essere facilmente integrato con l'uso di sezioni di cervello di modelli animali geneticamente modificati o interventistiche per consentire la selezione di farmaci che colpiscono specificamente meccanismi di malattia.
Introduction
Oscillazioni di rete del cervello si verificano all'interno di bande di frequenza distinte che sono correlate a stati comportamentali. Nei roditori, le oscillazioni θ dell'ippocampo (5-10 Hz) sono osservate durante comportamenti esplorativi 1,2, mentre le oscillazioni γ (20 – 80 Hz) associato con i vari processi cognitivi, tra cui la percezione e l'attenzione 3,4. Attività di rete γ sincrona è anche implicato nella patologia di disturbi come l'epilessia e la schizofrenia 5,6. Ad esempio, le oscillazioni γ si pensa che corrispondono alle aree di corticali focolai epilettici 5,7,8 e potrebbero essere utilizzati come marcatori di pharmacosensitivity o di resistenza, due importanti aree di indagine nel campo della ricerca epilessia 9.
La fetta cerebrale dell'ippocampo è un modello che è stato ampiamente utilizzato per studiare l'attività di rete 10-12. Sono stati sviluppati vari protocolli di generare oscillazioni γ in fettine cerebrali che tipicamente involve modulazione farmacologica quali partire Mg 2+, 4 aminopiridina (4AP), bicucullina, e acido kainico 12-17. Carenze di oscillazioni farmacologicamente innescate sono che si verificano casualmente dopo l'applicazione della droga e non sono affidabile generati o stabile nel tempo. Elettricamente attivati oscillazioni γ superare molti di questi problemi e hanno anche il vantaggio di essere temporalmente bloccato all'evento stimolante che consenta la registrazione e l'analisi episodica. Qui un protocollo è descritto per la generazione di oscillazioni CA1 γ fornendo una stimolazione tetanica alle Oriens falda nella fetta dell'ippocampo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Un metodo robusto per generare CA1 oscillazioni γ in fettine di cervello acuto è descritto. Le oscillazioni generate nascono da un circuito locale consente una migliore opportunità per il controllo e la comprensione della basi neurofisiologiche delle oscillazioni di rete 12. Recettori AMPA, recettori GABA A, I h e T-tipo Ca 2+ canali sono tutti necessari per oscillazioni γ in questo modello. Mentre le oscillazioni locali CA1 qui descritte possono essere generati robusto qu…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supported by APA to RJH, NHMRC program grant 400121 to SP, and NMHRC fellowship 1005050 to SP. CAR acknowledges the support of the ARC (FT0990628) and the DOWD fellowship scheme. The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health is supported by Victorian State Government infrastructure funds.
Materials
| 4-(N-Ethyl-N-phenylamino)-1,2- dimethyl-6-(methylamino) pyrimidinium chloride (ZD7288) | Sigma-Aldrich | Z3777 | |
| Biuculline | Sigma-Aldrich | 14340 | |
| 6-cyano-7-nitroquinoxa- line-2,3-dione (CNQX) | Sigma-Aldrich | C127 | |
| Nickel | Sigma-Aldrich | 266965 | |
| Carbamazepine | Sigma-Aldrich | C4024 | |
| (2R)-amino-5-phosphonopentano-ate (APV) | Tocris Bioscience | 0105 | |
| Retigabine | ChemPacific | 150812-12-7 | |
| Choline-Cl | Sigma Aldrich | C1879-5KG | |
| KCl | Sigma Aldrich | P9333-500G | |
| NaH2PO4 | Sigma Aldrich | S9638-250G | |
| NaHCO3 | Sigma Aldrich | S6297-250G | |
| NaCl | Sigma Aldrich | S7653-5KG | |
| Glucose | Sigma Aldrich | G8270-1KG | |
| CaCl2.2H2O | Sigma Aldrich | 223506-500G | |
| MgCl2.6H2O | Sigma Aldrich | M2670-500G | |
| Electrode glass | Harvard Apparatus | GC150F-10 | |
| Concentric bipolar stimulating metal electrode | FHC | CBBPF75 | |
| Digital Isolator | Getting Instruments | Model BJN8-9V1 | |
| Model 1800 amplifier | A-M systems | Model 1800 amplifier | |
| Digitizer | National Intruments | NI USB-6211 | |
| Vibrotome | Leica | VT1200s |
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