Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Generation av lokala CA1 γ Svängningar från tetanisk Stimulering

Published: August 14, 2015 doi: 10.3791/52877

Summary

Svängningar är grundläggande nätverksegenskaper och moduleras av sjukdom och droger. Studera hjärn slice svängningar tillåter karakterisering av isolerade nät under kontrollerade förhållanden. Protokoll finns för framställning av akut hjärnan skivor för att framkalla CA1 γ svängningar.

Abstract

Neuronala nätverket svängningar är viktiga inslag i hjärnans aktivitet vid hälsa och sjukdom och kan moduleras av en rad kliniskt använda läkemedel. Ett protokoll är anordnat för att generera en modell för att studera CA1 γ oscillationer (20-80 Hz). Dessa γ oscillationer är stabila under åtminstone 30 minuter och beror på retande och inhiberande synaptisk aktivitet förutom aktivering av pacemaker strömmar. Tetanically stimulerade svängningar har ett antal reproducerbara och lätt kvantifierbara egenskaper inklusive spik räkna, svängning varaktighet, latens och frekvens som rapporterar på nätverksstatus. Fördelarna med de elektriskt stimulerade svängningar innefattar stabilitet, reproducerbarhet och episodisk förvärvet möjliggör robust karakterisering av nätverksfunktion. Denna modell av CA1 γ svängningar kan användas för att studera cellulära mekanismer och att systematiskt undersöka hur nervnätverksaktivitet förändras vid sjukdom och droger.Sjukdomstillstånd farmakologi kan lätt införlivas genom användning av hjärnan skivor från genetiskt modifierade eller interventionell djurmodeller för att möjliggöra val av läkemedel som specifikt riktar sjukdomsmekanismer.

Introduction

Brain nätverks svängningar förekommer inom olika frekvensband som korrelerar till beteende stater. Hos gnagare hippocampus θ svängningar - är (5 10 Hz) observeras under förberedande beteenden 1,2, medan γ svängningar (20 - 80 Hz) förknippar med olika kognitiva processer, inklusive perception och uppmärksamhet 3,4. Synkron γ nätverksaktivitet är också inblandad i patologin av sjukdomar, såsom epilepsi och schizofreni 5,6. Till exempel är γ oscillationer tros motsvara områden av kortikal epileptiska foci 5,7,8 och skulle kunna användas som markörer för pharmacosensitivity eller motstånd, två viktiga områden för undersökning vid epilepsi forskning 9.

Den hippocampus hjärnan skiva är en modell som har använts i stor utsträckning för att undersöka nätverksaktivitet 10-12. Olika protokoll har utvecklats för att generera γ svängningar i hjärnan skivor som normalt involve farmakologisk modulering såsom låg Mg 2+, 4-aminopyridin (4AP), bikukullin och kainsyra 12-17. Brister i farmakologiskt utlösta svängningar är att de dyker upp slumpmässigt efter drogansökan och inte genereras eller stabila över tiden på ett tillförlitligt sätt. Elektriskt utlöst γ svängningar övervinna många av dessa problem och har också fördelen av att vara temporärt låst till stimulerande händelse möjliggör episodisk registrering och analys. Här ett protokoll beskrivs för att generera CA1 γ svängningar genom att leverera en tetanic stimulans till stratum oriens i hippocampus slice.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla experiment på möss har godkänts av djuretik utskott Florey institutet.

1. Inställning för Cutting Brain skivor

  1. Bered en skärlösning bestående av (mM) 125 Kolin-CI, 2,5 KCl, 0,4 CaCl2, 6 MgCl2, 1,25 NaH 2 PO 4, 26 NaHCOs 3, 20 D-glukos mättad med karbogen gas (95% O2 -5 % CO2) och en artificiell cerebrospinalvätska (aCSF) inspelning lösning bestående av (mM) 125 NaCl, 2,5 KCl, 2 CaCl2, 2 MgCl2, 1,25 NaH 2 PO 4, 26 NaHCOs 3, 10 D-glukos, mättad med karbogen. Placera skär lösningen på is för att hålla det kallt.
  2. Freeze cirka 400 ml av lösning för kapning och smälter samman med 100 ml av ofryst skär lösning för att skapa en is uppslamning. Bubbla med karbogen (95% O2 -5% CO2) vid ett flöde av ca 0,5 l / min genom små caliber slangar eller sintrade glas för att producera en jämn men försiktigt flöde av bubblor.
  3. Förbered en 250 ml bägare med en upphöjd nylonnät insats som hjärnan skivor kommer att placeras. Fyll med aCSF att täcka nätet med ca 2 cm och bubbla med karbogen, se till att bubblorna inte direkt störa skiva håller området. Det är också viktigt att det inte finns några luftbubblor i nylonnät, så om det finns några ta bort dem. Detta kommer att vara i mottagningskammaren och hålls vid RT (20-25 ° C).
  4. Layout dissekera instrument, däribland en stor sax, en liten sax, små och stora mikro spatlar och stora och små par pincett och kyla dem på is. Placera vibratome vävnadsskärblocket på is på en kvadrat med aluminiumfolie. Erhålla två stycken av 6 cm filterpapper, ett ensidigt rakblad, och en 25 ml bägare fylld med skärlösningen uppslamningen också.
  5. Fyll en andra behållare med is, och lägga en bit vävnad paper på isen och placera en 12 cm odlingsskål ovanpå. Fyll kulturen skålen med skärande lösning is slam och bubbla med karbogen. Detta är den behållare i vilken hjärnan dissektion med utföras.
  6. Förbered vibratome. Ta en ny tveeggat rakblad (använd ett nytt blad varje gång) från förpackningen och spraya med 80% etanol sedan avjoniserat vatten. Skär en 3 ml plast överföringspipett vid den punkt där det börjar avta. Detta kommer att användas för att överföra hjärnan skivor. Böj en 27 G nål vid basen med cirka 45 ° och binda till en 1 ml spruta. Detta kommer att användas för att manipulera skivor under skärning.

2. Skär hjärnan skivor

  1. Söva en mus (P16 - P18) med 2% isofluran eller en lokalt godkänd metod. Efter induktion, halshugga djuret med en stor sax och släppa huvudet i 12 cm odlingsskål som innehåller bubbla lösning för kapning slurry. Slammet måste helt fördjupa huvudet försnabb kylning.
  2. Håll framsidan av huvudet med en hand peeling huden och bindväv framåt mot näsan. Med användning av de små sax klippa bindväv för att avslöja den underliggande skallen. Ta sedan bort musklerna liggande rygg aspekt av skallen och hals.
  3. Avlägsna hjärnan från skallen genom att först fästa den främre delen av skallen med de stora pincett och sedan göra två laterala skär genom benet endera sidan av foramen magnum med användning av de liten sax (Figur 1, skär märkta A1 och A2).
    1. Gör en annan snitt mellan ögonen (bara främre av bregma) (Figur 1, snitt märkt B) klipp försiktigt längs sagittala suturen anteriorly och återspeglar de skurna skalle sektioner för att avslöja hjärnan (Figur 1, snitt märkt C).
    2. Använd liten spatel att ösa ut hjärnan och placera på en odlingsskål. Var medveten om Cranial nerver på sämre aspekten av hjärnan som måste avskiljas, kan detta ske med användning av mindre storlek mikro spatel. Använda större spateln överföra hjärnan till 25 ml bägare fylld med skärlösningen uppslamningen.
  4. Förbereda hjärnhalvan för skivning.
    1. Placera en bit av 6 cm filterpapper i botten av en ny odlingsskål sedan fylla med färsk lösning för kapning slam och bubbla. Använda den större spateln för att positionera hjärnan, ventrala sidan nedåt, på filterpapperet. Ta en ny och rengöras enda kant rakblad och skär hjärnan att ta bort lillhjärnan, sedan göra ett snitt längs mittlinjen för att separera hjärnan i två halvklot.
  5. Förbereda vibratome vävnadsblock.
    1. Ta kylda vibratome vävnadsblock, torka ytan, och placera en droppe cyanoakrylatlim i mitten och jämnt till den ungefärliga storleken på hjärnan. Använd liten spatel för att manipulera en avhjärnhalvorna på den stora mikro spatel så den mediala sidan av hjärnan är nere.
    2. Nuddar spateln vid gränsytan av hjärnan på den andra bit filterpapper för att avlägsna så mycket av lösningen som möjligt. Skjut hjärnan utanför de större spateln med hjälp av mindre spateln för att styra den på limmet.
    3. Säkra klippblocket i vibratome kammaren och fylla kammaren med skärlösning flytgödsel och bubbla, se till att hjärnan är helt nedsänkt. Rotera skärblocket så den ventrala sidan av hjärnan är vänd mot bladet.
  6. Skivning hjärnan.
    Obs: Varje vibratome är unik så följ tillverkarens anvisningar.
    1. Ställ in snittjockleken till 450 | im, och se till att bladet vibrerar när den rör sig genom hjärnan med en hastighet av ca 0,3 mm / s. Skär helt genom hjärnan från den ventrala sidan till den kortikala ytan, kommer detta ge hela hjärnan sagittalsnitt som kan be används för elektrofysiologiska inspelningar. Skivor kommer att produceras i sidled till medialt och typiskt 3-4 skivor kan skäras från varje halvklotet.
    2. Om basen av skiva hissar använda den böjda 27 G nål för lätt tryck segmentet tillbaka. Eftersom varje skiva skärs, använda transfer pipetten för att flytta det till plattformen i varmhållningskammaren där de är livskraftiga under upp till åtta timmar.

3. Extracellulära Elektrofysiologi Record

  1. Montering av skiva i inspelningen kammaren.
    1. Med hjälp av överföringspipetten, placera en hjärna skiva i en nedsänkt inspelning kammare perfusion med aCSF flyter på 1 - 2 ml / min och upphettas till 32 ° C. ACSF används för inspelningar skiljer sig från den i mottagningskammaren som Mg2 + koncentrationen ökas från 2 mM till 4 mM.
    2. Säkra segmentet med en "harpa" (halv cirkulär rostfritt stål med nylonsträngar sträckta över vid 2 - 3 mm avstånd). Platsharpa, så att strängarna löper parallellt med CA1. Öka hastigheten på perfusionen till 8 - 10 ml / min vid 32 ° C.
  2. Under ett dissektionsmikroskop plats en stimulerande elektrod och en inspelning elektrod (glaselektrod fylld med aCSF inspelning lösning) på ytan av stratum radiatum av CA1 (Figur 2A). Placera den stimulerande elektroden först sedan placera inspelningen elektroden.
  3. Stimulera Schaffer släktingar i med en 120-150 iA amplitud och 0,1 ms varaktighet testpulsen och notera vilken fältet excitatoriska postsynaptiska potentialen (fEPSP) vågform att bestämma skiva hälsa (Figur 2B). Stimulerande och inspelning elektroder kan behöva flyttas till segmentet ungefär 50-100 um från skiva ytan för att få en fEPSP inspelning med en liten fiber volley och stor amplitud. Den Schaffer säkerheter framkallade fEPSPs är stereotypa och ger en god indikator på skiva hälsa. Healthy skivor visar typiskt en fiber volley att fEPSP amplitudförhållande mindre än 0,3.
  4. Omplacering elektroderna.
    1. Använda ett dissektionsmikroskop, flytta den stimulerande elektroden till mitten av stratum oriens och flytta inspelningen elektroden till den pyramidala cellskiktet så nära inspelningen elektroden som möjligt, såsom visas i figur 3A. De stimulerande och registreringselektrod kan behöva skjutas in i segmentet ungefär 50-100 ^ m, så att fEPSP responsamplitud till 120-150 iA testpuls är ca 1 mV.
  5. Generera γ svängningar.
    1. För att generera γ svängningar stimulerar vävnaden med ett tåg av 20 x 0,1 ms pulser som levereras vid 200 Hz. Detta tetanic stimulans kan ge reproducerbara svar vid leverans varje 5 min.
  6. Använd följande inspelningsparametrar.
    1. Skala förstärkningen hos utsignalen för att matcha den ingående spänningsområdeanalog-digitalomvandlare. Se till att maximalt förväntade signal utflykt använder minst 30% av inspänningsområde. Var försiktig när du ställer in vinster till högt som signaler kan klippa. Den typiska bandbredd som behövs för fältinspelningar är 500 Hz med AC koppling vid 0,1 Hz för att ta bort baslinjedrift.
    2. Digitalisera minst 4-5 gånger snabbare än hörnfrekvensen hos lågpassfilter för att undvika signalutjämning.
  7. Dataanalys.
    1. Högpassfilter data vid 5 Hz för att avlägsna eventuella baslinjen skiftar. Identifiera spikar använder ett derivat tröskel, med en minsta händelse separation av 10 ms, en typisk händelse tid till topp och regressions intervall på 7 ms, en tröskel på ~ 100 mV / ms och en separerande dal 100%. Beräkna latens som den tid det tar för den första identifierade spik för att inträffa efter utgången av stimulerings artefakt. Denna analys gör det möjligt att karakterisera antalet spikar, latens, mellanhändelseintervall och varaktighet beräknas somföljer:
    2. Beräkna antalet spikar som det totala antalet spikar per svängning för varje svep bestäms.
    3. Beräkna svängnings latens. För varje svängning, subtrahera tiden för den första identifierade spiken från slutet av stimulerings artefakt.
    4. Beräkna den genomsnittliga interhändelseintervall (ISI). Bestäm tidsperioden mellan flera upptäckta spikar och genomsnitt.
    5. Beräkna svängnings varaktighet. Mät tiden mellan första och sista detekterade spik i varje svängning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Tetanic stimulering av stratum oriens genererade robusta och reproducerbara γ svängningar (35,4 ± 2,2 Hz), se figur 3B. För att visa att svängningarna genererades inom den lokala CA1 nätverket insatsvaror från CA3 bröts genom att skära skiva i CA2 regionen med hjälp av en böjd 32 G-nål. Svängningen fastigheter i de skurna skivor skilde sig inte från de oklippta skivor (p = 0,85; skurna skivor 6.16 ± 1,1 spikar, n = 6, uncut skivor 5,89 ± 0,8 spikar, n 6 =), vilket tyder på att svängningarna genereras lokalt.

En viktig fördel med denna metod är stabiliteten av inspelningar. När stelkramp levererades vid 5-minuters intervall svängningarna var stabila under åtminstone 30 min för varje given skiva (p = 0,26 för antalet spikar på 15 minuter kontra 30 minuter). Det finns variabilitet mellan skivor i det totala antalet spikar inom en svängning och andra parametrar. För dmatta studier parade experiment kan göras så att skillnader i utgångs egenskaper är mindre faktorer. För intra-skiva jämförelser variation kan vara ett bekymmer och kan övervinnas genom tillräckligt uppstart jämförelser.

Därefter tillsattes de jonkanaler och receptorer som krävs för genereringen av dessa tetanically stimulerade CA1 γ oscillationer undersökts. Farmakologisk blockad av α-amino-3-hydroxi-5-metyl-4-isoxazolpropionsyra (AMPA) receptorer med 20 | iM 6-cyano-7-nitrokinoxalin-2,3-dion (CNQX) (figur 4A, B), GABA A-receptorer med 20 pM bikukullin (Figur 4C), Ih ström med 20 | iM 4- (N-etyl-N-fenylamino) -1,2-dimetyl-6- (metylamino) pyrimidinium-klorid (ZD7288) (Figur 4D), och T-typ Ca2 + kanaler med 100 pM Ni2 + (Figur 4E) var var och en oberoende kunna minska antalet spikar som genereras(P <0,05; CNQX n = 6; bicucullin n = 7; ZD7288 n = 6; Ni2 + n = 6). Tillämpning av (2R) amino-5-phosphonopentanoate (AP5, 20 M) påverkade inte antalet spikar (p = 0,22; n = 5, AP5 5,9 ± 3,1 spikar, kontroll, 8,3 ± 2,2 spikar), vilket tyder på att NMDA-receptorer är inte inblandade i γ svängning generation i denna beredning.

Denna beredning är idealiskt för att bestämma nätverk skala verkan av läkemedel. Retigabine är ett kliniskt använt antiepileptiska läkemedel som öppnar kaliumkanaler och minskar membran retbarhet 18-20. Bad tillämpning av retigabin producerade en dosberoende reduktion av antalet toppar i och varaktigheten hos svängningen (fig 5).

Figur 1
Figur 1. Schematisk av skallen och överliggande hud som visar var nedskärningar på nytt kalvkött hjärnan. A1, A2, B och C markera platser av nedskärningar som måste göras för att öppna upp skallen för avlägsnande av hjärnan. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2
Figur 2. Placering av de stimulerande och inspelning elektroder i CA1 Schaffer släktingar i att testa skiva hälsa. (A) visar placering av stimulerande elektroden (Stim) och inspelningen elektroden (Rec). (B) Ett representativt exempel på en fEPSP framkallade av en 120 iA stimulering (fiber volley markerade med *). Klicka här för att se en större version av denna figur.

jove_content "fo: keep-together.within-page =" always "> Figur 3
Figur 3. Konfiguration av inspelning och stimuleringselektroder som används för att framkalla svängning. (A) Placering av stimulerande elektroden (Stim) i stratum oriens och inspelning elektrod (Rec) i stratum pyramidale av CA1. (B) Ett representativt exempel på de γ svängningar induceras av tetanic stimulering (artefakt märkt med "Stim"). Representant spår som visar kvantifierbara resultat. ISI mellan spik intervallet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4
Figur 4. Farmakologisk karaktärisering av tetanically Generintresse- γ oscillationer. (A) Representativa spår visar effekten av CNQX. Grafer som visar effekten av (B) CNQX (20 | iM, n = 6), (C) bikukullin (20 ^ M, n = 7), (D) ZD7288 (20 | iM, n = 6) och (E) Ni2 + (100 | iM, n = 6) på antalet spikar. Data presenteras som parade jämförelser. * P <0,05, ** p <0,01 och *** p <0,001. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 5
Figur 5. Retigabine effekter på nätverksegenskaper. Representativa exempel visar minskad aktivitet nätverk av inducerade svängningar (A) i kontrollbetingelser och (B) och <strong> (C) med retigabin. Sammanfattning av effekter som (D) spik räkning, (E) svängning varaktighet, (F) latens svängning debut, och (G) mellan spik intervall (ISI). Data presenteras som parade jämförelser. * P <0,05. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

En robust metod för att generera CA1 γ svängningar i akut hjärnan skivor beskrivs. De svängningar genererade uppstår från en lokal krets som möjliggör en bättre möjlighet att styra och förstå neurofysiologiska grunden för nätverks svängningar 12. AMPA-receptorer, GABA A-receptorer, I h och T-typ Ca2 + kanaler alla krävs för γ svängningar i den här modellen. Medan lokala CA1 svängningar som beskrivs här kan kraftigt genererade detta beror på att säkerställa att hjärnan skivor är friska. Ett kritiskt steg är snabbt avlägsnande av hjärnan från skallen, var noga med att inte tränga in i hjärnan vid demontering och därefter snabb nedsänkning i iskall lösning. Helst tiden mellan halshuggning och borttagande av hjärnan från skallen bör inte vara mer än 30-60 sekunder för att bevara skiva hälsa 21.

Genom att använda tetanic stimulering lokala CA1 γ svängningar kan varagenereras i standard fysiologiska inspelningslösningar utan beroende av farmakologiska medel. Detta är fördelaktigt för att karakterisera sjukdomar i sjukdomsmodeller där tillsats av farmakologiska medel kan förbrylla tolkningen. Till exempel, använde denna modell CA1 aktivitet och känslighet lokal antiepileptika förbättras i en musmodell av människans genetiska epilepsi 22. Användningen av denna modell för att undersöka nätverksaktivitet är inte begränsad till epilepsi och kan lätt tillämpas på andra sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom, autism och schizofreni. Även farmakologiska medel inte är skyldiga att generera lokala CA1 svängningar syresättning tillräcklig vävnad är, på grund av den metaboliska efterfrågan av hjärnan skiva 23. Höga perfusionsprodukter läge förbättrar syre och pH-balans inom segmentet skapar en mer fysiologisk miljö för hjärnan skivor 24,25.

En ytterligare fördel med att använda tetanisk stimulering att Generate nätverks svängningar är att en episodisk experimentell design kan användas som möjliggör mer redo kvantifiering av nätverksaktivitetsparametrar, såsom dröjsmål start, varaktighet och spik nummer, på ett repeterbart sätt. Däremot är kemiskt inducerad nätverksaktivitet spontan 13,15,16,26-28 och svårare att kvantifiera. Tetanic stimulans, men kan orsaka förändringar i NMDA-receptorberoende synaptisk plasticitet, som kan orsaka förändringar i nätverksaktivitet över tiden. För att kontrollera för denna och möjliggöra stabil svängning generering över flera tetanic stimuleringar plasticitet förändringar kan begränsas genom att höja Mg 2 + nivåer. Även om detta protokoll förbättrar reproducerbarhet det är ogenomskinligt för någon påverkan av NMDA-receptorfunktionen.

Interface inspelning kammare kan förbättra skiva hälsa, ge bättre signal till brusförhållande och mer fokus lägre intensitet stimulering med den extra fördelen av mindre stimuleringsartefakter. Perforerad chamber inspelningsmetoder skulle också förbättra skiva hälsa för långtidsförsök. Använda mikroelektrod array inspelning kammare eller patch clamp inspelning möjliggör brett fält och enda neuron funktion som ska mätas under inspelningarna för att bättre utreda mekanismerna bakom γ svängningar och deras inverkan på bredare nätverksfunktion. Införande av spänning och kalcium sensorer samt optogenetic metoder skulle införa ytterligare experimentella flexibilitet i både inspelning och stimulerande paradigm. Liknande protokoll skall utarbetas för andra områden i hjärnan som kan vara mer relevanta för sjukdomspatologin under utredning. En slutlig användning för protokollet beskriver här kan vara för att bygga och testa beräkningsmodeller av svängningar genom att kombinera fältinspelningar med enstaka neuron patch clamp och avbildningsstudier.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har ingenting att lämna ut.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Buzsaki, G. Theta rhythm of navigation: link between path integration and landmark navigation, episodic and semantic memory. Hippocampus. 15 (7), 827-840 (2005).
  2. Vanderwolf, C. H. Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 26 (4), 407-418 (1969).
  3. Bartos, M., Vida, I., Jonas, P. Synaptic mechanisms of synchronized gamma oscillations in inhibitory interneuron networks. Nat. Rev. Neurosci. 8 (1), 45-56 (2007).
  4. Buzsáki, G., Wang, X. -J. Mechanisms of gamma oscillations. Annu. Rev. Neurosci. 35, 203-225 (2012).
  5. Kobayashi, K., et al. Cortical contribution to scalp EEG gamma rhythms associated with epileptic spasms. Brain Dev. 35 (8), 762-770 (2013).
  6. Andreou, C., et al. Increased Resting-State Gamma-Band Connectivity in First-Episode Schizophrenia. Schizophr Bull. , (2014).
  7. Alarcon, G., Binnie, C. D., Elwes, R. D., Polkey, C. E. Power spectrum and intracranial EEG patterns at seizure onset in partial epilepsy. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 94 (5), 326-337 (1995).
  8. Fisher, R. S., Webber, W. R., Lesser, R. P., Arroyo, S., Uematsu, S. High-frequency EEG activity at the start of seizures. J. Clin. Neurophysiol. 9 (3), 441-448 (1992).
  9. Kwan, P., Brodie, M. J. Early identification of refractory epilepsy. N. Engl. J. Med. 342 (5), 314-319 (2000).
  10. Traub, R. D., Kopell, N., Bibbig, A., Buhl, E. H., LeBeau, F. E., Whittington, M. A. Gap junctions between interneuron dendrites can enhance synchrony of gamma oscillations in distributed networks. J. Neurosci. 21 (23), 9478-9486 (2001).
  11. Traub, R. D., Whittington, M. A., Buhl, E. H., Jefferys, J. G., Faulkner, H. J. On the mechanism of the gamma --> beta frequency shift in neuronal oscillations induced in rat hippocampal slices by tetanic stimulation. J. Neurosci. 19 (3), 1088-1105 (1999).
  12. Whittington, M. A., Stanford, I. M., Colling, S. B., Jefferys, J. G., Traub, R. D. Spatiotemporal patterns of gamma frequency oscillations tetanically induced in the rat hippocampal slice. J. Physiol. 502 (3), 591-607 (1997).
  13. Avoli, M., Panuccio, G., Herrington, R., D’Antuono, M., de Guzman, P., Lévesque, M. Two different interictal spike patterns anticipate ictal activity in vitro. Neurobiol. Dis. 52, 168-176 (2013).
  14. Boido, D., Jesuthasan, N., de Curtis, M., Uva, L. Network Dynamics During the Progression of Seizure-Like Events in the Hippocampal-Parahippocampal Regions. Cereb Cortex. 24 (1), 162-173 (2014).
  15. Gloveli, T., Albrecht, D., Heinemann, U. Properties of low Mg2+ induced epileptiform activity in rat hippocampal and entorhinal cortex slices during adolescence. Brain Res. Dev. Brain Res. 87 (2), 145-152 (1995).
  16. McLeod, F., Ganley, R., Williams, L., Selfridge, J., Bird, A., Cobb, S. R. Reduced seizure threshold and altered network oscillatory properties in a mouse model of Rett syndrome. Neuroscience. 231, 195-205 (2013).
  17. Bracci, E., Vreugdenhil, M., Hack, S. P., Jefferys, J. G. On the synchronizing mechanisms of tetanically induced hippocampal oscillations. J. Neurosci. 19 (18), 8104-8113 (1999).
  18. Main, M. J., Cryan, J. E., Dupere, J. R., Cox, B., Clare, J. J., Burbidge, S. A. Modulation of KCNQ2/3 potassium channels by the novel anticonvulsant retigabine. Mol. Pharmacol. 58 (2), 253-262 (2000).
  19. Wickenden, A. D., Yu, W., Zou, A., Jegla, T., Wagoner, P. K. Retigabine, a novel anti-convulsant, enhances activation of KCNQ2/Q3 potassium channels. Mol. Pharmacol. 58 (3), 591-600 (2000).
  20. Otto, J. F., Kimball, M. M., Wilcox, K. S. Effects of the anticonvulsant retigabine on cultured cortical neurons: changes in electroresponsive properties and synaptic transmission. Mol. Pharmacol. 61 (4), 921-927 (2002).
  21. Pomper, J. K., Graulich, J., Kovacs, R., Hoffmann, U., Gabriel, S., Heinemann, U. High oxygen tension leads to acute cell death in organotypic hippocampal slice cultures. Brain Res. Dev. Brain Res. 126 (1), 109-116 (2001).
  22. Hatch, R. J., Reid, C. A., Petrou, S. Enhanced in vitro CA1 network activity in a sodium channel β1(C121W) subunit model of genetic epilepsy. Epilepsia. 55 (4), 601-608 (2014).
  23. Lord, L. -D., Expert, P., Huckins, J. F., Turkheimer, F. E. Cerebral energy metabolism and the brain/'s functional network architecture: an integrative review. J. Cereb. Blood Flow Metab. 33 (9), 1347-1354 (2013).
  24. Hájos, N., et al. Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply. Eur. J. Neurosci. 29 (2), 319-327 (2009).
  25. Hájos, N., Mody, I. Establishing a physiological environment for visualized in vitro brain slice recordings by increasing oxygen supply and modifying aCSF content. J. Neurosci. Methods. 183 (2), 107-113 (2009).
  26. Boido, D., Jesuthasan, N., de Curtis, M., Uva, L. Network Dynamics During the Progression of Seizure-Like Events in the Hippocampal-Parahippocampal Regions. Cereb Cortex. 24 (1), 163-173 (2012).
  27. Antuono, M., Köhling, R., Ricalzone, S., Gotman, J., Biagini, G., Avoli, M. Antiepileptic drugs abolish ictal but not interictal epileptiform discharges in vitro. Epilepsia. 51 (3), 423-431 (2010).
  28. Stenkamp, K., et al. Enhanced temporal stability of cholinergic hippocampal gamma oscillations following respiratory alkalosis in vitro. J. Neurophysiol. 85 (5), 2063-2069 (2001).

Tags

Neurovetenskap Gamma svängningar CA1 hippocampus nätverksaktivitet antiepileptika
Generation av lokala CA1 γ Svängningar från tetanisk Stimulering
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hatch, R. J., Reid, C. A., Petrou,More

Hatch, R. J., Reid, C. A., Petrou, S. Generation of Local CA1 γ Oscillations by Tetanic Stimulation. J. Vis. Exp. (102), e52877, doi:10.3791/52877 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter