Summary

Préparation des tranches de parasagittales d'enquête sur les dorso-ventrale de l'Organisation des rongeurs cortex entorhinal médian

Published: March 28, 2012
doi:

Summary

Nous décrivons les procédures de préparation et d'enregistrement électrophysiologique de tranches de cerveau qui maintiennent l'axe dorso-ventral de l'médial cortex entorhinal (MEC). Parce que le codage neuronal de l'emplacement suit une organisation dorso-ventrale au sein de la MEC, ces procédures de faciliter les enquêtes des mécanismes cellulaires importants pour la navigation et de la mémoire.

Abstract

Calcul dans le cerveau repose sur les neurones en répondant correctement à leurs entrées synaptiques. Les neurones se différencient par leur complément et la distribution des canaux ioniques membranaires qui déterminent la façon dont ils réagissent aux entrées synaptiques. Cependant, la relation entre ces propriétés cellulaires et la fonction neuronale à se comporter animaux n'est pas bien comprise. Une approche de ce problème est d'étudier la topographie des circuits neuronaux organisés dans lequel la position des cartes de neurones individuels sur les informations qu'ils codent ou calculs qu'ils effectuent 1. Des expériences utilisant cette approche suggèrent des principes pour le réglage des réponses synaptiques qui sous-tendent codage de l'information dans les circuits sensoriels et cognitifs 2,3.

L'organisation topographique des représentations spatiales le long de l'axe dorso-ventral de l'médial cortex entorhinal (MEC) fournit une occasion d'établir des relations entre les mécanismes cellulaires et des calculs important pour la cognition spatiale. Les neurones de la couche II de la MEC rongeurs coder emplacement à l'aide en forme de grille de cuisson champs 4-6. Pour les neurones à des positions trouvées dans la MEC dorsale de la distance entre les champs de tir individuels qui forment une grille est de l'ordre de 30 cm, tandis que pour les neurones à des positions progressivement plus ventrales cette distance augmente à plus de 1 m. Plusieurs études ont révélé des propriétés cellulaires de neurones dans la couche II de la MEC qui, comme l'espacement entre les champs de la grille de cuisson, diffèrent également en fonction de leur position de dorso-ventral, ce qui suggère que ces propriétés cellulaires sont importantes pour le calcul spatiale 2,7-10.

Nous décrivons ici les procédures de préparation et d'enregistrement électrophysiologique de tranches de cerveau qui maintiennent la mesure dorso-ventral de l'enquête de MEC permettant de l'organisation topographique des propriétés biophysiques et anatomique des neurones de MEC. La position dorso-ventral de n identifiéeurons par rapport à des repères anatomiques est difficile d'établir avec précision les protocoles qui utilisent des tranches horizontales de MEC 7,8,11,12, car il est difficile d'établir des points de référence pour l'exacte dorso-ventral emplacement de la tranche. Les procédures que nous décrivons permettent une mesure précise et cohérente de la localisation des cellules enregistrées le long de l'axe dorso-ventral de la MEC ainsi que la visualisation des gradients moléculaires 2,10. Les procédures ont été élaborées pour une utilisation avec des souris adultes (> 28 jours) et ont été employées avec succès sur des souris jusqu'à 1,5 ans. Avec les ajustements qu'ils pourraient être utilisés avec de jeunes souris ou d'autres espèces de rongeurs. Un système normalisé de préparation et de mesure aidera investigation systématique des propriétés cellulaires et microcircuit de cette région.

Protocol

1. Préparation Slice parasagittale 1.1 Disséquer les hémisphères cérébraux Tout l'expérimentation animale doit suivre local d'examen éthique et les réglementations nationales. Dans le cas des expériences décrites ici, le travail est conforme aux animaux Royaume-Uni (Scientific Procedures) Act 1986. Nous utilisons régulièrement dislocation cervicale sans anesthésie pour euthanasier la souris avant de retirer le cerveau. Alternativement, la souris …

Discussion

Pour faciliter les enquêtes sur les propriétés du circuit de MEC qui suivent une organisation dorso-ventrale, nous avons décrit ici en détail une procédure pour la production d'une préparation de tranches parasagittale qui préserve la mesure dorso-ventrale de la MEC.

Les étapes critiques

Retrait du cerveau de l'animal. Prenez un soin particulier pour éviter d'exercer des pressions sur le cerveau. Ceci est plus important que le …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nous sommes remercier les personnes suivantes pour leur soutien: des bourses du Commonwealth du Royaume-Uni Commission de financement (HP), l'EPSRC (HP), le BBSRC (NPF) et l'Union européenne Actions Marie Curie (NPF).

Materials

Cutting ACSF(mM) Standard ACSF(mM) Internal solution (mM) CASNumber Supplier Catalogue Number
NaCl 86 124 7647-14-5 Sigma S9888
NaH2PO4 1.2 1.2 13472-35-0 Sigma 71505
KCl 2.5 2.5 10 7447-40-7 Sigma P3911
NaHCO3 25 25 144-55-8 Fischer S/4240
Glucose 25 20 50-99-7 Sigma G5767
Sucrose 75 57-50-1 Sigma S5016
CaCl2 0.5 2 10043-52-4 VWR 190464K
MgCl2 7 1 2 7786-30-3 Sigma 63020
K Gluconate 130 299-27-4 Sigma G4500
HEPES 10 7365-45-9 Sigma H3375
EGTA 0.1 67-42-5 Sigma E4378
Na2ATP 2 34369-07-8 Sigma A7699
Na2GTP 0.3 36051-31-7 Sigma G8877
NaPhospho-Creatine 10 19333-65-4 Sigma P7936
Biocytin (optional) 2.7 576-19-2 Sigma B4261

Table 1. Cutting ACSF, standard ACSF and K-Gluconate internal solution recipes.

Referências

  1. O’Donnell, C., Nolan, M. F. Tuning of synaptic responses: an organizing principle for optimization of neural circuits. Trends Neurosci. 34, 51-60 (2011).
  2. Garden, D. L. F., Dodson, P. D., O’Donnell, C., White, M. D., Nolan, M. F. Tuning of synaptic integration in the medial entorhinal cortex to the organization of grid cell firing fields. Neuron. 60, 875-889 (2008).
  3. Kuba, H., Yamada, R., Fukui, I., Ohmori, H. Tonotopic specialization of auditory coincidence detection in nucleus laminaris of the chick. Journal of Neuroscience. 25, 1924-1934 (2005).
  4. Hafting, T., Fyhn, M., Molden, S., Moser, M. -. B., Moser, E. I. Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature. 436, 801-806 (2005).
  5. Sargolini, F. Conjunctive representation of position, direction, and velocity in entorhinal cortex. Science. 312, 758-762 (2006).
  6. Fyhn, M., Hafting, T., Witter, M. P., Moser, E. I., Moser, M. -. B. Grid cells in mice. Hippocampus. 18, 1230-1238 (2008).
  7. Giocomo, L. M., Zilli, E. A., Fransén, E., Hasselmo, M. E. Temporal frequency of subthreshold oscillations scales with entorhinal grid cell field spacing. Science. 315, 1719-1722 (2007).
  8. Giocomo, L. M., Hasselmo, M. E. Time constants of h current in layer II stellate cells differ along the dorsal to ventral axis of medial entorhinal cortex. Journal of Neuroscience. 28, 9414-9425 (2008).
  9. Burgalossi, A. Microcircuits of functionally identified neurons in the rat medial entorhinal cortex. Neuron. 70, 773-786 (2011).
  10. Dodson, P. D., Pastoll, H., Nolan, M. F. Dorsal-ventral organization of theta-like activity intrinsic to entorhinal stellate neurons is mediated by differences in stochastic current fluctuations. J. Physiol. (Lond). 589, 2993-3008 (2011).
  11. Nolan, M., Dudman, J., Dodson, P., Santoro, B. HCN1 channels control resting and active integrative properties of stellate cells from layer II of the entorhinal cortex. Journal of Neuroscience. 27, (2007).
  12. Boehlen, A., Heinemann, U., Erchova, I. The range of intrinsic frequencies represented by medial entorhinal cortex stellate cells extends with age. Journal of Neuroscience. 30, 4585-4589 (2010).
  13. Klink, R., Alonso, A. Morphological characteristics of layer II projection neurons in the rat medial entorhinal cortex. Hippocampus. 7, 571-583 (1997).
  14. van Groen, T. Entorhinal cortex of the mouse: cytoarchitectonical organization. Hippocampus. 11, 397-407 (2001).
  15. Dolorfo, C. L., Amaral, D. G. Entorhinal cortex of the rat: organization of intrinsic connections. The Journal of Comparative Neurology. 398, 49-82 (1998).
check_url/pt/3802?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Pastoll, H., White, M., Nolan, M. Preparation of Parasagittal Slices for the Investigation of Dorsal-ventral Organization of the Rodent Medial Entorhinal Cortex. J. Vis. Exp. (61), e3802, doi:10.3791/3802 (2012).

View Video