Summary

ニューロンの光刺激のために手ごろな価格のLEDアレイを使用する

Published: November 15, 2011
doi:

Summary

ChR2を表現成人生まれのニューロンは嗅覚神経回路の機能に向けての貢献を検討するために、スライスの電気生理学的な準備に操作することができます。

Abstract

標準スライスの電気生理学は、研究者は電気的または薬理学的操作の1,2に対応して単一細胞の電気的応答を記録することによって、神経回路の個々のコンポーネントをプローブすることができました。光学的に遺伝的に標的ニ​​ューロンを(optogenetics)を制御する方法の発明で、研究者は今、標準のスライス標本におけるニューロンの特定のグループを制御するための前例のないレベルを持っている。特に、感光channelrhodopsin – 2(ChR2)研究者が光3,4でニューロンを活性化することができます。標準スライスの電気生理学とChR2のLEDベースの光刺激を慎重にキャリブレーションを組み合わせることで、我々はより詳細で嗅球、嗅覚系の最初の中心的なリレーの成人生まれの介在の役割を調べることができます。成人生まれのニューロンで特異的にChR2 – YFPのウイルスの式を使用して、我々は選択的に古いの環境では若い成人生まれのニューロンを制御することができますD成熟ニューロン。私たちの光制御が簡単で安価なLEDシステムを使用して、そして我々は、このシステムは、光が単一のニューロンのスパイク活動を喚起するために必要とされるどの程度理解するためにキャリブレーションする方法を示しています。したがって、青色光の短い点滅は、リモートChR2形質導入新生児の細胞の発火パターンを制御することができます。

Protocol

1。光学的キャリブレーション:測定LEDパワー積極的にファンや接辞によってコリメートレンズにこのLED /ヒートシンクのaparatusを冷却するヒートシンクにLEDアレイを取り付けます。 LED /ヒートシンク/ファン/レンズ装置で明視野照明で使用されているランプを交換してください。この装置は慎重にコリメートLEDビームが集光レンズに向かってまっすぐな光路に沿って移動するよ…

Discussion

近年は神経科学研究6 optogeneticツールの人気が爆発的に見てきました。その結果、これらの新しいツールを使用し始めることを希望するラボのエントリの障壁を低くすることがますます重要です。ここではそれがchannelrhodopsin発現ニューロンのフルフィールド光刺激を行うことができるように、従来のパッチクランプリグのシンプルで低コストの改修とキャリブレーションを実施する方…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、生命保険会社"AG2Rラ-モンディアル"、エコールデ神経科学パリ(ENP)、"ERA – NET NEURONのフレームでアジャンス国立デラルシェルシュ"ANR – 09 – neuro -の異形004"によってサポートされていました"欧州委員会、およびパスツール財団によるFP7のプログラムの。セバスチャンワグナーはLetten財団によってサポートされていました。

Materials

Material Tipo Company Catalogue No.
Ketamine 100 mg/ml Imalgène 1000  
Xylazine 2% Rompun  
NaCl &nbps; Sigma S5886
KCl   Sigma P5405
MgSO4   Sigma M1880
NaHCO3   Sigma S5761
NaHPO4   Sigma S5011
Glucose   Sigma G7021
CaCl2   Sigma C7902
Agarose   Sigma A9539
Pipette Puller P-97 Sutter  
Glass Capillaries 1.5 mm O.D./1.17 mm I.D. Harvard Apparatus GC150T-10
LED array   Bridgelux BXRA-C2000
Collimating lens 40 mm beam diameter Thor Labs LEDC1
Power supply 2.8 amp A1W Electronik HKO2800
Optical power meter   Thor Labs PM 100
Heatsink Silent Boost K8 Thermaltake A1838
Fan Silent Boost K8 Thermaltake A1838
Vibratome   Leica VT1200S

Referências

  1. Nissant, A. Adult neurogenesis promotes synaptic plasticity in the olfactory bulb. Nature Neuroscience. 12, 728-730 (2009).
  2. Apicella, A. Pyramidal Cells in Piriform Cortex Receive Convergent Input from Distinct Olfactory Bulb Glomeruli. Journal of Neuroscience. 30, 14255-14260 (2010).
  3. Boyden, E. S. genetically targeted optical control of neural activity. Nature. 8, 1263-1263 (2005).
  4. Bardy, C. where new inhibitory neurons release neurotransmitters in the adult olfactory bulb. The Journal of Neuroscience. 30, 17023-17034 (2010).
  5. Grubb, M. S. Functional maturation of the first synapse in olfaction: development and adult neurogenesis. The Journal of neuroscience. 28, 2919-2932 (2008).
  6. Zhang, F. Circuit-breakers: optical technologies for probing neural signals and systems. Nature reviews. Neuroscience. 8, 577-581 (2007).
  7. Grossman, N. Multi-site optical excitation using ChR2 and micro-LED array. Journal of neural engineering. 7, 16004-16004 (2010).
  8. Dhawale, A. K. Non-redundant odor coding by sister mitral cells revealed by light addressable glomeruli in the mouse. Nature neuroscience. 13, 1404-1412 (2010).
  9. Weick, J. P. Functional control of transplantable human ESC-derived neurons via optogenetic targeting. Stem cells. 28, 2008-2016 (2010).
  10. Toni, N. Neurons born in the adult dentate gyrus form functional synapses with target cells. Nature Neuroscience. 11, 901-907 (2008).
  11. Grubb, M. S., Burrone, J. Channelrhodopsin-2 Localised to the Axon Initial Segment. PLoS ONE. 5, e13761-e13761 .
  12. Tye, K. M. Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety. Nature. 471, 358-362 (2011).
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Citar este artigo
Valley, M., Wagner, S., Gallarda, B. W., Lledo, P. Using Affordable LED Arrays for Photo-Stimulation of Neurons. J. Vis. Exp. (57), e3379, doi:10.3791/3379 (2011).

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