Summary

Utilizando asequible Estructuras de LED para fotos-estimulación de las neuronas

Published: November 15, 2011
doi:

Summary

Adultos nacidos en las neuronas que expresan ChR2 puede ser manipulado en los preparativos rebanada electrofisiológicos para examinar su contribución a la función olfativa de los circuitos neuronales.

Abstract

Electrofisiología rebanada estándar ha permitido a los investigadores para probar los componentes individuales de los circuitos neuronales mediante el registro de las respuestas eléctricas de las células individuales en respuesta a las manipulaciones de 1,2 eléctrica o farmacológica. Con la invención de métodos para controlar ópticamente genéticamente las neuronas específicas (optogenética), los investigadores ahora tienen un nivel sin precedentes de control sobre grupos específicos de neuronas en la preparación rebanada estándar. En particular, fotosensibles canalrodopsina-2 (ChR2) permite a los investigadores para activar las neuronas con luz 3,4. Mediante la combinación de una cuidadosa calibración de LED basada en la fotoestimulación de ChR2 con electrofisiología rebanada estándar, se podrá analizar con mayor detalle el papel de los adultos nacidos en las interneuronas en el bulbo olfatorio, el primer relevo el centro del sistema olfativo. Utilizando la expresión viral de ChR2-YFP específicamente en los adultos nacidos en las neuronas, que pueden controlar de forma selectiva los adultos jóvenes nacidos en las neuronas en un entorno de mayores unad maduro neuronas. Nuestro control óptico utiliza un sistema sencillo y barato LED, y se muestra cómo este sistema puede ser calibrado para comprender cuánta luz se necesita para provocar picos de actividad de neuronas individuales. Por lo tanto, breves destellos de luz azul puede controlar a distancia el patrón de activación de las células transducidas ChR2-recién nacido.

Protocol

1. Calibración óptica: LED de medición Adjunte una matriz de LED a un disipador activo refrigerado por un ventilador y poner este mismo aparato LED / disipador de calor a una lente de colimación. Cambiar la lámpara utilizada en campo claro de iluminación con LED / disipador / ventilador / aparato de la lente. Este aparato debe ser cuidadosamente colocado de modo que el haz colimado LED viaja en línea recta hacia la óptica de la lente condensadora. Asegúrese de que el disipador / ventilador …

Discussion

En los últimos años han visto una explosión en la popularidad de las herramientas para la investigación en neurociencias optogenetic 6. Como resultado de ello, es cada vez más importante para reducir la barrera de entrada para los laboratorios que deseen comenzar a utilizar estas nuevas herramientas. A continuación se describe cómo llevar a cabo una adaptación fácil y barato y la calibración de un sistema convencional de patch-clamp plataforma para que pueda hacer todo el campo de la estimulación ?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por la compañía de seguros de vida ", AG2R-La Mondiale-", Escuela de Neurociencias de París (PEV), la Agence Nationale de la Recherche "ANR-09-neur-004" en el marco de la "ERA-NET NEURON "del 7 º PM programa por la Comisión Europea y la Fundación Pasteur. Sebastien Wagner fue apoyada por la Fundación Letten.

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).
check_url/pt/3379?article_type=t

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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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