Enregistrement dans l’espace restreint des Oscillations dans l’hippocampe de se comporter de souris
Summary
Ce protocole décrit l’enregistrement des potentiels de champ local multi queue linéaire silicium sondes. Conversion des signaux en utilisant l’analyse de la densité actuelle source permet la reconstruction de l’activité électrique locale dans l’hippocampe de souris. Avec cette technique, les oscillations dans l’espace restreint de cerveau peuvent être étudiées en se déplaçant librement souris.
Abstract
Le potentiel de champ local (LFP) émerge des mouvements ioniques à travers les membranes neuronales. Puisque la tension enregistrée par électrodes LFP reflète le champ électrique additionnée d’une grande quantité de tissu cérébral, extraire des informations sur l’activité locale est un défi. Études de microcircuits neuronales, exige toutefois une distinction fiable entre des événements vraiment locales et volume à diriger des signaux provenant de régions éloignées cerveau. Analyse de densité (CSD) source actuelle offre une solution à ce problème en fournissant des informations sur l’actuels puits et sources dans le voisinage des électrodes. Dans les zones du cerveau avec cytoarchitecture laminaire comme l’hippocampe, on trouvera des CSD unidimensionnel en estimant la dérivée seconde spatiale de la LFP. Nous décrivons ici une méthode d’enregistrement multilaminaire LFPs à l’aide de sondes linéaires silicone implantés dans l’hippocampe dorsal. Traces CSD sont calculées le long des tiges individuelles de la sonde. Ce protocole décrit ainsi une procédure pour résoudre les oscillations de réseau neuronal dans l’espace restreint dans l’hippocampe de déplacer librement les souris.
Introduction
Oscillations dans le PDD sont gravement impliquées dans traitement de circuits neuronaux de l’information. Ils couvrent un large spectre de fréquences, allant des ondes lentes (~ 1 Hz) à ondulation rapides oscillations (~ 200 Hz),1. Bandes de fréquences distinctes sont associées à des fonctions cognitives, y compris la mémoire, traitement émotionnel et navigation2,3,4,5,6,7. Courant à travers les membranes neuronales constitue la plus grande partie de la LFP signal8. Les cations entrant dans la cellule (par exemple via l’activation des synapses excitatrices glutamatergiques) représentent un récepteur actif actuel (comme charge quitte le milieu extracellulaire). En revanche, les flux nets de charges positives dans le milieu extracellulaire, par exemple par l’activation des GABAergiques synapses inhibitrices, représente une source de courante active à cet endroit. En dipôles neuronales, puits actuels sont jumelés avec des sources passives et vice versa en raison de la compensation des courants qui affectent la membrane gratuitement sur des sites éloignés.
Domaine de l’électricité produit par des processus neuronaux distants peut également conduire à des détournements de tension considérable sur une électrode d’enregistrement et peut donc être faussement considéré comme un événement local. Cette conduction volume pose un sérieux défi à l’interprétation des signaux de la LFP. Analyse de la CSD fournit des informations sur locales actuels puits et sources sous-jacentes LFP signaux et comprend donc un moyen de réduire l’impact du volume conduction8. Structures laminées comme l’hippocampe, unidimensionnel CSD signaux peuvent être obtenus par la dérivée seconde spatiale de la LFP enregistrée entre perpendiculaires équidistantes électrodes disposées et les avions laminaire9. L’avènement des sondes disponibles dans le commerce de silicium linéaires a permis aux chercheurs d’utiliser la méthode de CDD pour l’étude de l’activité d’oscillation locale dans l’hippocampe. Par exemple, il a été démontré que les oscillations distinctes gamma émergent de manière spécifique à la couche dans la zone CA110. En outre, analyse de la CSD a identifié indépendante des points chauds de l’activité gamma dans la couche de cellules principales du gyrus dentelé11. Ce qui est important, ces résultats n’étaient seulement apparents en CDD local mais pas en signaux LFP. Analyse de la CSD a donc fournit un outil puissant pour mieux comprendre les opérations de microcircuit de l’hippocampe.
Dans ce protocole, nous fournissons un guide complet pour obtenir des signaux unidimensionnels de CDD avec des sondes de silicium. Ces méthodes permettra aux utilisateurs d’enquêter sur les événements d’oscillation localisée dans l’hippocampe de souris se comporter.
Protocol
Representative Results
Discussion
Plus en plus de preuves indiquent qu’oscillations cérébrales dans des circuits de neurones hippocampiques dans les domaines spatial discrets10,11,16. Analyse de la CSD réduit considérablement l’influence de la conduction de volume, un préalable essentiel à l’étude des événements locaux d’oscillation. Avec cette vidéo, nous fournissons un guide d’implantation des sondes de silicium dans l’hippocampe de souri…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous sommes reconnaissants à Karin Winterhalter et Kerstin Semmler pour l’assistance technique. Ce travail a été soutenu par le pôle d’excellence BrainLinks – BrainTools (1086 EXC) de la Fondation de recherche allemande.
Materials
| Crocodile clamp with stand | Reichelt Elektronik | HALTER ZD-10D | |
| Silicon probe | Cambridge Neurotech | P-series 32 | |
| Stereoscope | Olympus | SZ51 | |
| Varnish-insulated copper wire | Bürklin Elektronik | 89 F 232 | |
| Ground screws | Screws & More GmbH (screwsandmore.de) | DIN 84 A2 M1x2 | |
| Flux | Stannol | 114018 | |
| Ceramic-tipped forceps | Fine Science Tools | 11210-60 | |
| Paraffine Wax | Sigma-Aldrich | 327204 | |
| Cauterizer | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Soldering iron | Kurtz Ersa | OIC1300 | |
| Multimeter | Uni-T | UT61C | |
| Ethanol | Carl Roth | 9065.1 | |
| Pasteur pipettes | Carl Roth | EA65.1 | |
| Heat sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Stereotaxic frame | David Kopf | Model 1900 | |
| Stereotaxic electrode holder | David Kopf | Model 1900 | |
| Isoflurane | Abbvie | B506 | |
| Oxygen concentrator | Respironix | 1020007 | |
| Buprenorphine | Indivior UK Limited | ||
| Electrical shaver | Tondeo | Eco-XS | |
| Heating pad | Thermolux | 463265/-67 | |
| Surgical clamps | Fine Science Tools | 18050-28 | |
| Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | H1009 | |
| Sterile cotton wipes | Carl Roth | EH12.1 | |
| Drill | Proxxon | Micromot 230/E | |
| 21G injection needle | B. Braun | 4657527 | |
| Phosphate buffer/phosphate buffered saline | |||
| Stereotaxic atlas | Elsevier | 9.78012E+12 | |
| Surgical scissors | Fine Science Tools | 14094-11 | |
| Surgical forceps | Fine Science Tools | 11272-40 | |
| 27G injection needles | B. Braun | 4657705 | |
| Vaseline | |||
| Dental cement | Sun Medical | SuperBond T&M | |
| Carprofen | Zoetis | Rimadyl 50mg/ml | |
| Recording amplifier | Intan Technologies | C3323 | |
| USB acquisition board | Intan Technologies | C3004 | |
| Recording cables | Intan Technologies | C3216 | |
| Electrical commutator | Doric lenses | HRJ-OE_FC_12_HARW | |
| Acquisition software | OpenEphys (www.open-ephys.org) | GUI | allows platform-independent data acquisition |
| Computer for data acquisition | |||
| Analysis environment | Python (www.python.org) | allows platform-independent data analysis | |
| Urethane | Sigma-Aldrich | ||
| Vibratome | Leica | VT1000 | |
| Microscope slides | Carl Roth | H868.1 | |
| Cover slips | Carl Roth | H878.2 | |
| Embedding medium | Sigma-Aldrich | 81381-50G | |
| Distilled water | Millipore | Milli Q | Table-top machine for the production of distilled water |
| Tergazyme | Alconox | Tergazyme |
References
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