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신경과학

마우스의 보조 모터 피질에서 양측 지역 필드 전위 기록을 가진 반구 측면화의 평가

Published: July 31, 2019
doi:
10.3791/59310
, , ,
1School of Life Sciences,Guangzhou University, 2Institute for Brain Research and Rehabilitation,South China Normal University, 3School of Life Sciences,South China Normal University

Summary

우리는 마우스의 양측 이차 모터 피질 (M2)에서 국소 전위 (LFP)의 생체 내 전기 생리학적 기록을 제시하며, 이는 반구 측면화를 평가하기 위해 적용될 수 있다. 연구 결과는 WT 통제에 비교된 APP/PS1 마우스에 있는 좌우 M2 사이 동기화의 변경한 수준을 밝혔습니다.

Abstract

이 문서는 가능한 측면 적자를 평가하는 데 유용한 마우스의 피질 영역에서 생체 내 양자 기록 및 로컬 필드 전위 (LFP)의 분석에 대한 완전하고 상세한 절차를 보여줍니다. 설치류에서 뇌 연결 및 신경 네트워크 활동의 커플링을 평가합니다. 일반적인 신경 퇴행성 질환인 알츠하이머 병(AD)의 근본적인 병리학 적 메커니즘은 크게 알려지지 않았습니다. 변경된 두뇌 측면은 노화 사람들에서 입증되었습니다, 그러나 이상한 측공은 AD의 초기 표시의 한개인지 여부는 결정되지 않았습니다. 이를 조사하기 위해 3-5개월 된 AD 모델 마우스APP/PS1에 리터메이트 야생형(WT) 대조군과 함께 양측 LFP를 기록했습니다. 좌우 보조 모터 피질(M2)의 LFP는 특히 감마 대역에서 WT 대조군보다 APP/PS1 마우스에서 더 동기화되었으며, 이 AD 마우스 모델에서 양측 M2의 반구적 비대칭이 감소됨을 시사한다. 특히, 기록 및 데이터 분석 프로세스는 유연하고 수행하기 쉽고, 또한 신경 회로에 초점을 맞춘 실험을 수행 할 때 다른 뇌 경로에 적용 할 수 있습니다.

Introduction

알츠하이머병(AD)은 치매의 가장 흔한형태이며 1,2. 세포외 베타 아밀로이드 단백질(β-아밀로이드 단백질, Aβ) 증착 및 세포내 신경섬유 엉킴(NFTs)은 AD 3,4,5의주요 병리학적 특징이지만 AD의 근본적인 메커니즘은 병인은 크게 불분명남아 있습니다. 인식과 기억의 핵심 구조인 대뇌 피질은 AD6에서손상되고, 느린 보행, 환경 탐색 의어려움 및 걸음걸이 장애와 같은 운동 결핍은7세가되면 발생합니다. Aβ 증착 및 신경 섬유성 엉킴은 또한 AD 환자 8의 전운동 피질(PMC) 및 보조 운동 영역(SMA)에서 관찰되었으며, 인지적으로 영향을 받은 노인9,손상된 운동장의 침범을 나타내는 AD 병인의 시스템.

뇌는 세로 균열에 의해 분할되는 두 개의 별개의 대뇌 반구에 의해 형성된다. 건강한 두뇌는 구조적 및 기능적 비대칭10을모두 나타내며, 이는 “측면화”라고 불리며, 뇌가 여러 작업과 활동을 효율적으로 처리할 수 있도록 합니다. 노화는 뇌 측면의 감소와 함께 인식및 운동의 악화를 초래한다11,12. 좌반구의 운동 능력은 건강한뇌(13)에서쉽게 명백하지만, AD 뇌의 비정상적인 측면성은 좌측 피질 위축과 관련된 좌반구 우세의 실패의 결과로 발생한다14, 15,16. 그러므로, AD 병인및 근본적인 기계장치에 있는 두뇌 측면화의 가능한 변경의 이해는 AD 병인에 새로운 통찰력을 제공하고 처리를 위한 잠재적인 biomarkers의 확인으로 이끌어 낼 수 있습니다.

전기 생리학적 측정은 동물의 신경 활동의 변화를 평가하는 민감하고 효과적인 방법입니다. 장로 (HAROLD)17에서 반구 성 비대칭의 감소는 동기화 된 간반구 전달 시간과 전기 생리학적 연구에 의해 문서화되었습니다, 이는 약화 또는 반구 비대칭의 부재를 보여줍니다. 노인의 음성 자극18. APP / PS1을 활용, 가장 일반적으로 사용되는 AD 마우스 모델 중 하나19,20,21,22,좌우 M2 모두에서 LFP의 생체 내 양측 세포 외 기록과 함께, 우리는 AD에서 가능한 측면 적자를 평가했습니다. 또한 간단한 매개 변수 설정을 통해 데이터 분석 소프트웨어의 내장 기능(재료 표참조)은 수학적으로보다 전기 신호의 동기화를 보다 빠르고 간단하게 분석할 수 있는 방법을 제공합니다. 복잡한 프로그래밍 언어, 이는 생체 내 전기 생리학 초보자에게 친절.

Protocol

중국 과학기술정보통신부(SOf Of Science And The 공) 연구실 의 지침에 따라 모든 동물은 표준 조건(12시간 빛/어두운, 일정한 온도 환경, 음식과 물에 대한 자유로운 접근)에 따라 페어링처리되었으며 실험은 승인되었습니다. 광저우대학교 지역윤리위원회에 회부한다. 이것은 비 생존 절차입니다. 참고: 대표적인 결과에 표시된 데이터의 경우, APP/PS1(B6C3-Tg(Ap6C3-Tg) 85Dbo/J) 이중 형질?…

Representative Results

초기 AD 병리학이 반구 측면화의 용량을 손상시키는지 확인하기 위해 APP/PS1 마우스및 WT 대조군(3-5개월 숙성)의 좌우 M2에서 양측 세포 외 LFP 기록을 실시하고 이들 좌측및 좌측및 좌측의 상호상관관계를 분석하였다. 오른쪽 LFP. WT 마우스에서, 결과는 양수 시간 시차에 좌우 LFP 사이의 평균 상관관계가 음의 시간 시차에서 그와 크게 다르다는 것을 보여주었으며, WT 컨트롤의 M2 영역에서 반구 적 비?…

Discussion

우리는 여기에 생체 내 양측 세포 외 기록에 대한 절차를보고, 이중 영역 LFP 신호의 동기화를 분석과 함께, 이는 모두 유연하고 뇌 반구 측면화를 추정하기 위한 수행하기 쉬운, 뿐만 아니라 연결, 방향성 또는 두 뇌 영역의 신경 활동 간의 커플링. 이것은 그룹 신경 활동뿐만 아니라 지역 간 전기 생리학의 몇 가지 기본 특성, 특히 진동 활동 이나 시스템이없는 실험실을 선별하는 데 관심이?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 중국 국립자연과학재단(31771219, 31871170), 광동과학기술과(2013KJCX0054), 광동성 자연과학재단(2014A030313418) 보조금으로 지원되었다. 2014A030313440).

Materials

AC/DC Differential Amplifier A-M Systems Model 3000
Analog Digital converter Cambridge Electronic Design Ltd. Micro1401
Glass borosilicate micropipettes Nanjing spring teaching experimental equipment company 161230 Outer diameter: 1.0mm
Microelectrode puller Narishige PC-10
NaCl Guangzhou Chemical Reagent Factory 7647-14-5
Pin microelectrode holder World Precision Instruments, INC. MEH3SW10
Spike2  Cambridge Electronic Design Ltd.
Stereomicroscope Zeiss 435064-9020-000
Stereotaxic apparatus  RWD Life Science 68045
Urethane Sigma-Aldrich 94300
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Hemisphere LateralizationBilateral Local Field PotentialSecondary Motor CortexMiceElectrophysiologyNeuronal ActivitySynchronizationAlzheimer’s DiseaseAnesthesiaStereotaxic ApparatusMicroelectrodesM2 RegionLFP RecordingCross-correlation Analysis
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Chen, Y., Li, M., Zheng, Y., Yang, L. Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice. J. Vis. Exp. (149), e59310, doi:10.3791/59310 (2019).
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